(57)【要約】      （修正有）【課題】信頼性を向上した細径シースヒータを提供すること。【解決手段】シースヒータは、円筒型の金属シース４０と、金属シース４０内に間隙をもって配置され、帯状であり、金属シース４０の軸方向に対して回転し、かつ金属シース４０内を軸方向に往復するように配置される発熱線２０と、間隙に配置される絶縁材３０と、金属シース４０の一端に配置され、発熱線２０の両端それぞれと電気的に接続する接続端子５０ａ、５０ｂと、を備える。【選択図】図１
2018181586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属シースと、
前記金属シース内に間隙をもって配置され、帯状であり、前記金属シースの軸方向に対して回転して配置される発熱線と、
前記間隙に配置される絶縁材と、
前記金属シースの一端に配置され、前記発熱線の両端それぞれと電気的に接続する接続端子と、
を備えるシースヒータ。
【請求項２】
前記発熱線は、前記金属シース内で２軸となる領域において、２重らせん構造に配置される請求項１に記載のシースヒータ。
【請求項３】
前記絶縁材は、無機絶縁粉末である請求項１または２に記載のシースヒータ。
【請求項４】
前記金属シースはアルミニウムであり、前記発熱線はニッケル−クロム合金であり、前記絶縁材は酸化マグネシウムである請求項１乃至３の何れか１項に記載のシースヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシースヒータに関する。特に、細径シースヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
シースヒータとは、一般的に、金属チューブ状のシース内に発熱線を保持し、金属シースと発熱線の間隙に熱伝導性の高い絶縁材を充填したものである。シースヒータは、発熱体の表面が電気的に絶縁されていることから、気体、液体、金属などを直接、加熱することができる。また、シースヒータは任意の形状にレイアウトすることができ、その利便性から、様々な用途に用いられる。このため、多様なニーズに対応したより複雑な形状にレイアウトできるように、より細径のシースヒータへの需要が高まっている。一方で、シースヒータは発熱線に電気を流して加熱することから、発熱線の耐久性を向上する工夫も必要となる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、単一の金属シース内に複数の発熱線を備えたシースヒータが開示されている。通常、複数の発熱線のうちの１本を用いて加熱を行い、その発熱線が断線したとき、他の発熱線に電源回路を切り替えることで容易に且つ早急にリカバーすることを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５１２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１に記載されたシースヒータは、発熱線の断線に備えるものであって、発熱線の断線を抑制しようとする考慮がなされていない。また、シースヒータの細径化については言及がない。
【０００６】
本発明の実施形態の課題の一つは、信頼性を向上した細径シースヒータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によると、金属シースと、金属シース内に間隙をもって配置され、帯状であり、金属シースの軸方向に対して回転して配置される発熱線と、間隙に配置される絶縁材と、金属シースの一端に配置され、発熱線の両端それぞれと電気的に接続する接続端子と、を備えるシースヒータが提供される。
【０００８】
また、別の態様において発熱線は、金属シース内で２軸となる領域において、２重らせん構造に配置されてもよい。
【０００９】
また、別の態様において、絶縁材は、無機絶縁粉末であってもよい。
【００１０】
また、別の態様において、金属シースはアルミニウムであり、発熱線はニッケル−クロム合金であり、絶縁材は酸化マグネシウムであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るシースヒータを示す断面構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るシースヒータを示す断面構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るシースヒータを示す断面構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るシースヒータを示す断面構成図である。
【図５】本発明の実施例１に係るシースヒータを示す断面構成図である。
【図６】本発明の実施例１に係るシースヒータの（Ａ）ＣＴスキャン画像および（Ｂ）３Ｄ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本出願で開示される発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１３】
また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
【００１４】
（第１実施形態）
［シースヒータの構成］
図１および図２を用いて、本発明の第１実施形態に係るシースヒータの構成について説明する。本発明の第１実施形態に係るシースヒータは、加熱機構を有する。また、第１実施形態に係るシースヒータは、気体、液体、金属などを直接、加熱するのに使用することができる。ただし、第１実施形態に係るシースヒータは上記被加熱物に使用するものに限定されない。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るシースヒータを示す断面構成図である。図１に示すように、第１実施形態に係るシースヒータは、帯状の発熱線２０、絶縁材３０、金属シース４０、および接続端子５０を有する。
【００１６】
図１（Ａ）を参照すると、発熱線２０は円筒型の金属シース４０内に間隙をもって配置され、発熱線２０と金属シース４０とは間隙に配置される絶縁材３０によって絶縁されている。図１において、金属シース４０は一端を閉じた形状に示したが、これに限定されず、両端とも開放した形状であってもよい。発熱線２０は、金属シース４０内を円筒軸方向に往復するように配置され、金属シース４０の一端に発熱線２０の両端が配置される。すなわち、１つの発熱線２０が金属シース４０の円筒軸方向の大部分において２軸となるよう配置される。金属シース４０内に配置されるそれぞれの発熱線２０は間隙をもって配置され、間隙に配置される絶縁材３０によって絶縁されている。
【００１７】
図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。図１（Ｂ）を参照すると、帯状の発熱線２０の幅ｄ１は０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。帯状の発熱線２０の厚みｄ２は０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。金属シース４０の内径ｄ３は３．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。金属シース４０の厚みｄ４は０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。金属シース４０の外径ｄ５は３．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。本実施形態に係るシースヒータ１２０は上記構成を有することによって、信頼性を維持した細径化が可能となる。シースヒータ１２０を細径化することで、シースヒータ１２０を微細なパターン形状にレイアウトすることが可能となる。
【００１８】
円筒軸と直交する断面における、金属シース４０と、金属シース４０内に配置されるそれぞれの発熱線２０との最短距離ｇ１は０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。金属シース４０と発熱線２０との最短距離ｇ１は、より好ましくは０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲であるとよい。金属シース４０と発熱線２０との距離ｇ１を０．３ｍｍ以上にすることで、金属シース４０と発熱線２０との絶縁性を確保することができる。金属シース４０と発熱線２０との距離ｇ１を１．０ｍｍ以下にすることで、シースヒータ１２０の径を細径化することができる。本実施形態に係るシースヒータ１２０は帯状の発熱線２０を用いることで、信頼性を維持した細径化が可能となる。シースヒータ１２０を細径化することで、シースヒータ１２０を微細なパターン形状にレイアウトすることが可能となる。
【００１９】
円筒軸と直交する断面における、金属シース４０内に配置されるそれぞれの発熱線２０の距離ｇ２は０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。金属シース４０内に配置されるそれぞれの発熱線２０の最短距離ｇ２は、より好ましくは０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲であるとよい。２軸の発熱線２０の距離ｇ２を０．３ｍｍ以上にすることで、発熱線２０の絶縁性を確保することができる。２軸の発熱線２０の距離ｇ２を２．０ｍｍ以下にすることで、シースヒータ１２０の径を細径化することができる。本実施形態に係るシースヒータ１２０は、帯状の発熱線２０を用いることで、信頼性を維持した細径化が可能となる。シースヒータ１２０を細径化することで、シースヒータ１２０を微細なパターン形状にレイアウトすることが可能となる。
【００２０】
発熱線２０の両端は、それぞれと電気的に接続する接続端子５０ａ及び接続端子５０ｂを備える。ここで、接続端子５０ａ及び接続端子５０ｂを特に区別しないときは接続端子５０という。本実施形態のシースヒータ１２０は、２つの接続端子５０がシースヒータ１２０の一端に配置される２軸片端子型の構成を有する。シースヒータ１２０の接続端子５０を有する一端は、外部機器（ヒータコントローラ、電源など）に接続される。外部機器から供給される電力によりシースヒータ１２０が加熱され、これによってシースヒータ１２０の温度が制御される。
【００２１】
金属シース４０内で発熱線２０が２軸である領域において、帯状の発熱線２０は、金属シース４０の円筒軸方向に対して回転して配置される。帯状の発熱線２０は、発熱線２０の長軸が金属シース４０の円筒軸垂直方向に回転した状態で、円筒軸方向に延在する。すなわち、発熱線２０がらせん状にコイリングされた状態で、発熱線２０の回転軸が金属シース４０の円筒軸方向に対して略平行に配置される。発熱線２０はコイリングされた状態で配置されることによって、金属シース４０内に配置される発熱線２０の長さが増加し、シースヒータ１２０の抵抗値をあげることができる。さらには、発熱線２０はコイリングされた状態で配置されることによってばね性を有し、熱膨張時の断線が抑制される。このため例えば、金属シース４０と発熱線２０との熱膨張率の差が大きくても、信頼性を向上したシースヒータ１２０を提供することが可能となる。
【００２２】
金属シース４０内に配置される発熱線２０が、らせん状に１回転する金属シース４０の円筒長軸方向の長さである回転ピッチＬ１は３．０ｍｍ以下であることが好ましい。金属シース４０内に配置される発熱線２０の回転ピッチＬ１は、より好ましくは２．５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは２．０ｍｍ以下であるとよい。金属シース４０内に配置される発熱線２０の回転ピッチＬ１を３．０ｍｍ以下にすることで、熱膨張時の断線が抑制され、信頼性を向上したシースヒータ１２０を提供することが可能となる。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態に係るシースヒータを示す断面構成図である。図２（Ａ）〜（Ｄ）は、金属シース４０の円筒軸方向に４分の１ピッチ（Ｌ１／４）ずつ移動したシースヒータ１２０の断面図である。図２を用いて、本実施形態における発熱線２０の配置について詳しく説明する。図２（Ａ）の点線は、発熱線２０がらせん状に１回転するときの、発熱線２０の軌道を示す。図２（Ａ）〜（Ｄ）を参照すると、円筒軸方向に４分の１ピッチ（Ｌ１／４）移動すると、それぞれの発熱線２０は回転軸を中心に９０度回転する。それぞれの発熱線２０の回転軸は円筒軸方向と平行であり、２軸の発熱線２０の距離ｇ２だけ離れている。
【００２４】
発熱線２０の幅ｄ１が形成する面方向は、回転面の法線に対して略垂直である。すなわち帯状の発熱線２０の面は、回転面の接平面である。さらに、２軸の発熱線２０の面方向は略平行である。それぞれの発熱線２０の中心軸が金属シース４０の円筒軸方向にらせん状に回転する方向はほぼ一致し、回転ピッチＬ１も同程度である。それぞれの発熱線２０の回転方向と回転ピッチＬ１が一致していることによって、２軸の発熱線２０間の距離ｇ２を一定に維持することができ、シースヒータ１２０の信頼性を維持することが可能となる。しかしながらこれに限定されず、それぞれの発熱線２０の回転方向および／または回転ピッチＬ１は、異なっていてもよい。本実施形態に係るシースヒータ１２０は上記条件を満たすことで、発熱線２０の回転を考慮しても信頼性を維持できるよう設計されている。
【００２５】
本実施形態に係るシースヒータ１２０の断面形状は円形である。シースヒータ１２０の断面形状が円形であることによって、シースヒータ１２０は容易に所望の形状に曲げることが可能となる。しかしながらシースヒータ１２０の断面形状はこれに限定されず、上記条件を満たすかぎり任意の形状を有することができ、また任意の形に変形することもできる。
【００２６】
帯状の発熱線２０は通電することでジュール熱を発生する導電体を用いることができる。具体的には、タングステン、タンタル、モリブデン、白金、ニッケル、クロム、およびコバルトから選択される金属を含むことができる。金属はこれらの金属を含む合金でもよく、例えばニッケルとクロムの合金、ニッケル、クロム、およびコバルトを含む合金でもよい。本実施形態では、発熱線２０の材料としてニッケル−クロム合金を用いている。
【００２７】
絶縁材３０は発熱線２０が他の部材と電気的に接続されることを抑制するために配置される。つまり、発熱線２０を他の部材から十分に絶縁性させる材料を用いることができる。さらに、絶縁材３０に使用される材料の熱伝導率は、好ましくは１０Ｗ／ｍＫ以上であるとよい。絶縁材３０に使用される材料の熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であることによって、発熱線２０が発生する熱エネルギーを効率よく金属シース４０へ伝えることができる。絶縁材３０としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウムなどを用いることができる。本実施形態では、絶縁材３０として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の粉末を用いている。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の圧粉体の熱伝導率は約１０Ｗ／ｍＫである。
【００２８】
金属シース４０に使用される材料の熱伝導率は、好ましくは２００Ｗ／ｍＫ以上であるとよい。金属シース４０に使用される材料の熱伝導率が２００Ｗ／ｍＫ以上であることによって、発熱線２０が発生する熱エネルギーを効率よく被加熱物へ伝えることができる。
【００２９】
さらに、金属シース４０に使用される材料の熱膨張率は、好ましくは２５×１０-6／Ｋ以下であるとよい。本実施形態では、金属シース４０の材料としてアルミニウムを用いている。しかしながらこれに限定されず、金属シース４０の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ステンレス（ＳＵＳ）などの材料を用いることができる。金属シース４０に使用される材料の熱膨張率が２５×１０-6／Ｋ以下であることによって、金属シース４０の熱膨張による発熱線２０の断線を抑制することができ、信頼性の高いシースヒータ１２０を提供することができる。
【００３０】
以上述べたように、本実施形態に係るシースヒータ１２０は、帯状の発熱線２０を有することによって細径化が可能となる。シースヒータ１２０を細径化することで、シースヒータ１２０を微細なパターン形状にレイアウトすることが可能となる。シースヒータ１２０内に帯状の発熱線２０がらせん状に回転した状態で配置されることによって、熱膨張時における発熱線２０の断線が抑制され、例えば金属シース４０と発熱線２０との熱膨張率の差が大きくても、信頼性を向上したシースヒータ１２０を提供することが可能となる。
【００３１】
（第２実施形態）
［シースヒータの構成］
図３および図４を用いて、本発明の第２実施形態に係るシースヒータの構成について説明する。図３は、本発明の一実施形態に係るシースヒータを示す断面構成図である。図３に示すように、第２実施形態に係るシースヒータは、第１実施形態と同様に、帯状の発熱線２０、絶縁材３０、金属シース４０、および接続端子５０を有する。第２実施形態に係るシースヒータ１３０は、金属シース４０内での発熱線２０の配置以外は、第１実施形態と同様であるので、重複する構造および構成に関しては説明を省略し、主に相違点について説明する。
【００３２】
図３（Ａ）を参照すると、発熱線２０は円筒型の金属シース４０内に間隙をもって配置され、発熱線２０と金属シース４０とは間隙に配置される絶縁材３０によって絶縁されている。図３において、金属シース４０は一端を閉じた形状に示したが、これに限定されず、両端とも開放した形状であってもよい。発熱線２０は、金属シース４０内を円筒軸方向に往復するように配置され、金属シース４０の一端に発熱線２０の両端が配置される。すなわち、１つの発熱線２０が金属シース４０の円筒軸方向の大部分において２軸となるよう配置される。金属シース４０内に配置されるそれぞれの発熱線２０は間隙をもって配置され、間隙に配置される絶縁材３０によって絶縁されている。
【００３３】
図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。図３（Ｂ）を参照すると、帯状の発熱線２０の幅ｄ１は０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。帯状の発熱線２０の厚みｄ２は０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。金属シース４０の内径ｄ３は３．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。金属シース４０の厚みｄ４は０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。金属シース４０の外径ｄ５は３．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。本実施形態に係るシースヒータ１３０は上記構成を有することによって、信頼性を維持した細径化が可能となる。シースヒータ１３０を細径化することで、シースヒータ１３０を微細なパターン形状にレイアウトすることが可能となる。
【００３４】
円筒軸と直交する断面における、金属シース４０と、金属シース４０内に配置されるそれぞれの発熱線２０との最短距離ｇ１は０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。金属シース４０と発熱線２０との最短距離ｇ１は、より好ましくは０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲であるとよい。金属シース４０と発熱線２０との距離ｇ１を０．３ｍｍ以上にすることで、金属シース４０と発熱線２０との絶縁性を確保することができる。金属シース４０と発熱線２０との距離ｇ１を１．０ｍｍ以下にすることで、シースヒータ１３０の径を細径化することができる。本実施形態に係るシースヒータ１３０は帯状の発熱線２０を用いることで、信頼性を維持した細径化が可能となる。シースヒータ１３０を細径化することで、シースヒータ１３０を微細なパターン形状にレイアウトすることが可能となる。
【００３５】
円筒軸と直交する断面における、金属シース４０内に配置されるそれぞれの発熱線２０の距離ｇ２は０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。金属シース４０内に配置されるそれぞれの発熱線２０の最短距離ｇ２は、より好ましくは０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲であるとよい。２軸の発熱線２０の距離ｇ２を０．３ｍｍ以上にすることで、発熱線２０の絶縁性を確保することができる。２軸の発熱線２０の距離ｇ２を２．０ｍｍ以下にすることで、シースヒータ１３０の径を細径化することができる。本実施形態に係るシースヒータ１３０は、帯状の発熱線２０を用いることで、信頼性を維持した細径化が可能となる。シースヒータ１３０を細径化することで、シースヒータ１３０を微細なパターン形状にレイアウトすることが可能となる。
【００３６】
発熱線２０の両端は、それぞれと電気的に接続する接続端子５０ａ及び接続端子５０ｂを備える。ここで、接続端子５０ａ及び接続端子５０ｂを特に区別しないときは接続端子５０という。本実施形態のシースヒータ１３０は、２つの接続端子５０がシースヒータ１３０の一端に配置される２軸片端子型の構成を有する。シースヒータ１３０の接続端子５０を有する一端は、外部機器（ヒータコントローラ、電源など）に接続される。外部機器から供給される電力によりシースヒータ１３０が加熱され、これによってシースヒータ１３０の温度が制御される。
【００３７】
金属シース４０内で発熱線２０が２軸である領域において、帯状の発熱線２０は、金属シース４０の円筒軸方向に対して回転して配置される。帯状の発熱線２０は、発熱線２０の長軸が金属シース４０の円筒軸垂直方向に回転した状態で、円筒軸方向に延在する。さらに、それぞれの発熱線２０の回転中心軸がほぼ一致した状態で配置される。すなわち、それぞれの発熱線２０が２重らせん状にコイリングされた状態で、発熱線２０の回転中心軸が金属シース４０の円筒軸方向に対して略平行に配置される。発熱線２０はコイリングされた状態で配置されることによって、金属シース４０内に配置される発熱線２０の長さが増加し、シースヒータ１３０の抵抗値をあげることができる。さらには、発熱線２０はコイリングされた状態で配置されることによってばね性を有し、熱膨張時の断線が抑制される。このため例えば、金属シース４０と発熱線２０との熱膨張率の差が大きくても、信頼性を向上したシースヒータ１３０を提供することが可能となる。
【００３８】
金属シース４０内に配置される発熱線２０が、らせん状に１回転する金属シース４０の円筒長軸方向の長さである回転ピッチＬ２は６．０ｍｍ以下であることが好ましい。金属シース４０内に配置される発熱線２０の回転ピッチＬ２は、より好ましくは２．５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは２．０ｍｍ以下であるとよい。金属シース４０内に配置される発熱線２０の回転ピッチＬ２を６．０ｍｍ以下にすることで、熱膨張時の断線が抑制され、信頼性を向上したシースヒータ１３０を提供することが可能となる。さらに発熱線２０が金属シース４０内において２軸である領域において、それぞれの発熱線２０の回転中心軸方向における最短距離Ｌ３は２．３ｍｍ以上であることが好ましい。２軸の発熱線２０の距離Ｌ３を２．３ｍｍ以上にすることで、発熱線２０の絶縁性を確保することができる。
【００３９】
図４は、本発明の一実施形態に係るシースヒータを示す断面構成図である。図４（Ａ）〜（Ｄ）は、金属シース４０の円筒軸方向に４分の１ピッチ（Ｌ２／４）ずつ移動したシースヒータ１３０の断面図である。図４を用いて、本実施形態における発熱線２０の配置について詳しく説明する。図４（Ａ）の点線は、発熱線２０がらせん状に１回転するときの、発熱線２０の軌道を示す。図４（Ａ）〜（Ｄ）を参照すると、円筒軸方向に４分の１ピッチ（Ｌ２／４）移動すると、それぞれの発熱線２０は同一の回転軸を中心に９０度回転する。発熱線２０の回転軸は円筒軸方向と平行である。
【００４０】
発熱線２０の幅ｄ１が形成する面方向は、回転面の法線に対して略垂直である。すなわち帯状の発熱線２０の面は、回転面の接平面である。さらに、２軸の発熱線２０の面方向は略平行である。それぞれの発熱線２０の中心軸が金属シース４０の円筒軸方向に２重らせん状に回転する方向は１８０°ずれて、回転ピッチＬ２はほぼ一致する。すなわち、それぞれの発熱線２０の回転は１／２ピッチずれている。それぞれの発熱線２０の回転ピッチＬ２が一致していることによって、２軸の発熱線２０間の距離ｇ２を一定に維持することができ、シースヒータ１３０の信頼性を維持することが可能となる。しかしながらこれに限定されず、それぞれの発熱線２０の回転方向のずれは１８０°でなくてもよい。本実施形態に係るシースヒータ１３０は、２軸の発熱線２０の金属シース４０の円筒軸方向の最短距離Ｌ３がｇ２以上であることを満たすかぎり、発熱線２０の回転を考慮しても信頼性を維持できるよう設計されている。
【００４１】
本実施形態に係るシースヒータ１３０の断面形状は円形である。シースヒータ１３０の断面形状が円形であることによって、シースヒータ１３０は容易に所望の形状に曲げることが可能となる。しかしながらシースヒータ１３０の断面形状はこれに限定されず、上記条件を満たすかぎり任意の形状を有することができ、また任意の形に変形することもできる。
【００４２】
以上述べたように、本実施形態に係るシースヒータ１３０は、帯状の発熱線２０を有することによって細径化が可能となる。シースヒータ１３０を細径化することで、シースヒータ１３０を微細なパターン形状にレイアウトすることが可能となる。シースヒータ１３０内に帯状の発熱線２０が二重らせん状に回転した状態で配置されることによって、熱膨張時における発熱線２０の断線が抑制され、例えば金属シース４０と発熱線２０との熱膨張率の差が大きくても、信頼性を向上したシースヒータ１３０を提供することが可能となる。
【００４３】
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【００４４】
また、上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例および比較例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００４６】
［実施例１]
図７は、本発明の実施例１におけるシースヒータを示す断面構成図である。実施例１は、上述した第１実施形態と略同様の構成であり、各パラメータは以下の通りである。
発熱線２０の材質：ニッケル−クロム合金（ニッケル８０％、クロム２０％）
発熱線２０の帯線の幅ｄ１：１ｍｍ
発熱線２０の帯線の厚みｄ２：０．１ｍｍ
２軸の発熱線２０同士の最短距離：０．５ｍｍ
発熱線２０の回転軸間の距離：１．５ｍｍ
発熱線２０の回転径：１ｍｍ
発熱線２０の回転ピッチＬ１：２ｍｍ
金属シース４０と発熱線２０との最短距離：０．５ｍｍ
金属シース４０の材質：アルミニウム
金属シース４０の内径ｄ３：３．５ｍｍ
金属シース４０の厚みｄ４：０．５ｍｍ
金属シース４０の外径ｄ５：４．５ｍｍ
【００４７】
［比較例１］
比較例１では、丸線の発熱線２０を用いたこと以外、実施例１と同様の構成であることから、同じ構成の説明は省略する。
発熱線２０の材質：ニッケル−クロム合金（ニッケル８０％、クロム２０％）
発熱線の丸線の直径：Φ０．４ｍｍ
【００４８】
［抵抗値による評価］
上述した実施例１および比較例１のシースヒータにおける抵抗値を測定した。実施例１のシースヒータにおける抵抗値は５〜４０Ω／ｍであった。一方で、比較例１のシースヒータにおける抵抗値は１７０Ω／ｍ以上であった。実施例１の帯線をコイリングしたシースヒータにおいては、単位長さ当たりの出力を高くすることができた。
【００４９】
［CTスキャンによる評価］
上述した実施例１および比較例１のシースヒータをＣＴスキャンによって観察した。図８に実施例１に係るシースヒータの（Ａ）ＣＴスキャン画像および（Ｂ）３Ｄ画像を示す。図８に示すように、実施例１のシースヒータにおいて、コイリングされた帯線の発熱線と金属シースとの絶縁距離、および発熱線同士の絶縁距離は０．４１ｍｍ以上を確保することができた。一方で、比較例１のシースヒータにおいて、コイリングされた丸線の発熱線は金属シースとの絶縁距離、および発熱線同士の絶縁距離が０．２ｍｍ以下となる箇所が観察された。実施例１の帯線をコイリングしたシースヒータにおいては、細径の金属シース内で絶縁性を確保しつつ、コイリングすることができた。
【符号の説明】
【００５０】
２０：発熱線、３０：絶縁材、４０：金属シース、５０：接続端子、１２０、１３０：シースヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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