(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状円筒形の芯棒に、バネ弾性を有する発熱体を、一方側端部を芯棒端部より突出させ、芯棒内部に埋設し固定して、該芯棒の他端部近傍で芯棒より外部に取り出し、折り返して該芯棒の外表面に沿って、かつ芯棒表面と隙間を設けて螺旋状に巻き付けて端部を保持可能として構成し、発熱体がバネ弾性により芯棒の円周方向に可動可能とすることを特徴とするヒーター装置。
【請求項２】
前記発熱体は、断面が矩形あるいは、少なくとも外表となる面が平面である請求項１のヒーター装置。
【請求項３】
ヒーター装置の外径は、自然状態において該発熱体を取り付ける金型や熱板に設けるガイド孔の孔径よりも大きな径をとり、かつ捩り状態においてはガイド孔の孔径よりも小さな径をとる請求項１または請求項２のヒーター装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電気抵抗加熱器具に関し、詳しくは金型や熱板等に設けるガイド孔に挿嵌し内蔵して用いられる、発熱体を基体に取り付けたヒーター装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金型や熱板の内部に内蔵するヒーターとしては、金型や熱板に適当数のガイド孔を配設して、該ガイド孔の各々にカートリッジヒーターあるいはシーズヒーターと呼称される、棒状円筒形状で、外層となる筒状の金属シースの内部に発熱線を配設し、酸化マグネシウム等の絶縁材を充填し、端部を閉塞した構造のものを挿入して用いる手段が一般的に行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この場合には当然、ガイド孔の孔径はヒーターの着脱を考慮して、ヒーター外径より大きく設定されることになるため、挿着したさいガイド孔とヒーターとの間には隙間が発生し、熱伝導を悪くして、加熱効率を低下さる結果となっている。一方、これを極力避けるために隙間を少なくして、最適な嵌合（ヒーター着脱可能でかつ隙間を極小とする径）を求めると、ヒーターの着脱が難しくなるばかりでなく、ガイド孔の孔径及びヒーター外径に非常に高い精度が求められるといった問題が生じる。
【０００４】
また、金型や熱板を長期間使用した後に前記カートリッジヒーターを交換するといった場合、ガイド孔内面とヒーター外層の接触面が酸化等により固まってしまい、ヒーターの取り外しが困難になり、交換作業に時間がかかるといった問題もある。
【０００５】
そこで、本発明は金型や熱板に内蔵して用いるのに好適となるような、金型等被加熱体のガイド孔に挿着したさい、被加熱体への熱伝導性を良好とすることで熱効率に優れ、またガイド孔への取り付け及び取り外しが容易で、更にヒーターの製造及び金型等被加熱体のガイド孔加工に高い精度を必要としないヒーター装置を提供することを課題とした。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のヒーター装置は、棒状円筒形の芯棒に、バネ弾性を有する発熱体を、一方側端部を芯棒端部より突出させて芯棒内部に埋設し固定して、該芯棒の他端部近傍で芯棒より外部に取り出し、折り返して該芯棒の外表面に沿って、かつ芯棒表面と隙間を設けて螺旋状に巻き付けて端部を保持可能な形状として構成し、該保持可能な端部及び芯棒を保持して、いずれかを芯棒の円周方向に捩ることで、該発熱体のバネ弾性によりヒーター装置の外径を拡縮可能とする構造とした。
【０００７】
前記発熱体は、断面形状を矩形、あるいは少なくとも外表となる面を平面とすることが好ましい。
【０００８】
ヒーター装置の外径は、自然状態（発熱体を捩らない放置状態）にあっては、本発明のヒーター装置を挿入するために金型や熱板に設けるガイド孔の孔径よりも大きな外径として、かつ捩り状態（発熱体を捩って外径を縮小した状態）にあっては、ガイド孔の孔径よりも小さな外径として構成する。
【０００９】
【作用】
本手段のヒーター装置によれば、発熱体の一方端側を芯棒に埋設して固定し、他方端側を芯棒の円周方向に可動可能としたため、芯棒あるいは埋設側の発熱体端部を固定して、発熱体の可動側端部を芯棒の円周方向でかつ螺旋の巻き方向側に捩る、あるいは、発熱体の可動側端部を固定して、芯棒あるいは埋設側の発熱体端部を芯棒の円周方向でかつ螺旋の巻きと反対側に捩ることで、バネ弾性により発熱体の螺旋形状部が強く巻かれて、発熱体と芯棒との間に設けた隙間の範囲内でヒーター装置の外径を縮めることができる。
ヒーター装置を前記捩り状態をとして、ガイド孔の孔径よりも小さな外径とすることで、ガイド孔へのヒーター装置の着脱を容易にして、更にこの作用により、ガイド孔の孔径よりも自然状態において大きな外径のヒーター装置であっても着脱を可能とすることができる。
【００１０】
また、前記作用に関連して、金型や熱板のガイド孔にヒーター装置を挿入するさい、予め、自然状態においてガイド孔の孔径よりも大きな外径のヒーター装置を選択することにより、ガイド孔へのヒーター装置挿入後、捩りを解き自然状態に戻すと、該ヒーター装置の発熱体のバネ弾性による復元力により、ガイド孔内部に発熱体外表面を密着性を強くして接触させることができ、従来のカートリッジヒーターを用いたようなヒーターの外層とガイド孔との間に隙間を生じることがない。
更に、発熱体の形状として断面を矩形、あるいは、少なくとも表面側、すなわちガイド孔と接触する部分を平面とすることで、金型や熱板のガイド孔との接触面積を大きくすることができる。
【００１１】
前記したように、ヒーター装置の外径を芯棒と発熱体の間に設ける隙間の範囲内で可変可能とすることができるため、ガイド孔の孔径やヒーター外径の精度をある程度ラフにすることができる。
【００１２】
【実施例】
本発明のヒーター装置の実施の一例を図面を参考に詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一例で、ヒーター装置１及び被加熱体に設けるガイド孔２の模式図を示す。棒状円筒形の芯棒１０に、バネ弾性を有する発熱体１１を、一方側端部１２を芯棒１０端部より突出させて、芯棒１０の内部の一端側から他端側に直線状に埋設し固定して、該芯棒１０の他端部近傍１５で芯棒１０より外部に取り出し、折り返して該芯棒１０の外表面に沿って、かつ芯棒１０と隙間１６を設けて螺旋状に巻き付けて、端部１３を保持可能な形状として固定することなく構成する。該構成を採ることにより、保持可能な端部１３及び芯棒１０を保持して、いずれかを芯棒１０の円周方向に捩ることで、該発熱体１１のバネ弾性によりヒーター装置１の外径を拡縮可能とする特徴的な構成を有している。
【００１４】
芯棒１０は、酸化マグネシュウム等の電気絶縁性の材質よりなり、被加熱体の大きさ、ガイド孔の孔径Ｃ等の条件により適当な長さ及び外径の棒状円筒形に形成される。尚、発熱線を金属等で被覆した発熱線を用いる場合は、芯棒１０の材質として、特に電気絶縁性材質にこだわる必要はない。
【００１５】
発熱体１１は、螺旋形状としたさいバネ弾性を有する金属製（実施例に於いてはステンレス鋼製）の長い中空棒状の矩形パイプの中空内部にニクロム線等の発熱線３１を挿通させ、中空内部の隙間を酸化マグネシュウム等の絶縁材３２で充填して両端部を封止した構造を有し、芯棒１０に前述した形状に形成される。尚、当然両端部はリード線１４に接続され、更に温度制御装置（図示せず）を通して電源（図示せず）へと接続されている。
本実施例においては、発熱体１１として一般的にパイプヒーターと呼称する前記構成のヒーターを用いたが、バネ弾性を有し、前記形状に加工可能なもので有れば良く、発熱体自体が発熱線となるようなものであっても良い。
【００１６】
図２は、本発明の発熱体１１の断面形状を示し、ａは矩形の例、ｂは発熱体を芯棒に螺旋状に巻いたさいガイド孔２との接触側となる表面を平面とした形状の例を示した。このようにガイド孔２と接触する発熱体表面を平面とすると、当然接触面積が大きくなり、熱の伝わりが良好となり熱効率を高めることができるため本発明の発熱体１１として適当な形状として選択される。
【００１７】
本実施例において有効な、ヒーター装置１の外径と、被加熱体のガイド孔２の孔径との関係を説明する。従来のカートリッジヒーター９１では、着脱のためガイド孔９２の孔径Ｚはヒーターの外径Ｙより大きく設けることが絶対条件となるが、本発明においては、前記した作用を有するため、ガイド孔２の孔径Ｃは、通常状態（放置状態、捩りを解いた状態）のヒーター装置の外径Ａよりも小さく、かつ捩り状態（着脱時に外径を縮めた状態）のヒーター外径Ｂよりも大きく設けることが有効となる。
【００１８】
次に本発明のヒーター装置１の被加熱体となる金型や熱板のガイド孔２への着脱手段を説明する。装着においては、芯棒１０あるいは埋設して固定した側の発熱体端部１２を保持固定して、発熱体１１の可動側端部１３を芯棒１０の円周方向でかつ螺旋の巻き方向側に捩る、あるいは、発熱体１１の可動側端部１３を保持固定して、芯棒１０あるいは埋設して固定した側の発熱体端部１２を芯棒１０の円周方向でかつ螺旋の巻きと反対側に捩り、発熱体１１と芯棒１０とに設けた隙間１６の範囲内でヒーター装置１の外径を縮め、ガイド孔２の孔径より小さな外径として挿入して装着する。取り外しにおいても同様な手段でガイド孔２の孔径より小さな外径として取り外す。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のヒーター装置によれば、前述した様々な作用により金型や熱板に設けたガイド孔とヒーター装置表面が直接的にかつ密着を強固にして接触することができるため、発熱体部の熱を効率よく被加熱物に伝えることができ、熱効率の良いヒーター装置を提供できる。更に発熱体外層表面を平面とすると、非加熱物との接触面積が大きくなることでより効果を高めることができる。
【００２０】
また、バネ弾性により発熱体を捩ることによりヒーターの外径を縮めることができるため、ガイド孔へのヒーターの着脱が容易となり金型や熱板への取り付けの効率及びヒーター取り替えのメンテナンスの効率を良くすることができる。
【００２１】
更に、金型等へのガイド孔加工やヒーターの製造に高度な精度を必要としないため加工や製造を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例のヒーター装置及びガイド孔を示す模式図
【図２】 本発明の発熱体の断面形状を示す断面図
【図３】 従来のヒーター装置及びガイド孔を示す模式図
【符号の説明】
１． ヒーター装置
１０． 芯棒
１１． 発熱体
１２． 発熱体端部（固定側）
１３． 発熱体端部（可動側）
１４． リード線
２． ガイド孔
３１． 発熱線
３２． 絶縁材
９１． カートリッジヒーター
９２． ガイド孔（従来）
Ａ． ヒーター装置外径（自然状態）
Ｂ． ヒーター装置外径（捩り状態）
Ｃ． ガイド孔孔径
Ｙ． カートリッジヒーター外径
Ｚ． ガイド孔孔径（従来）
【図１】
0003791822.tif 000002
【図２】
0003791822.tif 000003
【図３】
0003791822.tif 000004