JPS60262376A - カ−トリツジヒ−タ−とそのヒ−タ−群 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はカートリッジヒーターとそのヒータ一群に係り
、詳しくは筒状金属ケース（以下ケースという）に嵌装
した抵抗発熱体（以下発熱体という）のらせん状巻同部
に、ケースの開口部から内底部方向へ密／梢々′密／粗
の各部分を一連に形成１し、密部分から粗部分に至る電
力分布率を１００〜７０となる如く設定したカートリッ
ジヒーターと、一対の該ヒーターの外底面同士が同軸上
で当接または若干の間隔を残して対向しているカートリ
ッジヒーターおよびそのヒータ一群に関する。

〈発明の目的〉 しかしてその目的は、樹脂成形用金型の加熱源としてこ
れを所要熱板に組合わせ使用する時に、熱板の全表面温
度分布を均一ならしめるに好適な新規なカートリッジヒ
ーターとそのヒータ一群を提供することにある。

〈従来技術とその問題点〉 従来知られたこの種カートリッジヒーター（以下ヒータ
ーという）は、一般に発熱体（電熱線）をらせん状に巻
回し、これをケースに嵌装したものであるが、このもの
を加熱源としてその単独またはその複数個を熱板に組合
わせ（後記）使用する時に熱板は加熱されるが、被加熱
々板の全表面の温度分布は必ら・ずしも均一とはならず
、このため熱′板表面に金型等を載せ、この被加熱金型
等を１１　介して例えば合成樹脂成形品等を得ようとす
る場合に、熱板表面温度分布の不均一さによって所望量
が得られない。

このため特に精細で厳格な正確さの要求される例えば集
積回路またはその関連基板１部品等に至ってはしばしば
不良品の多発するのが常である。

このような不良品の多発を防ぐため、ヒーターの単独ま
たはその複数個を熱板に適用（挿入）して被加熱々板表
面の各部分についていちいち温度を測定しては温度調節
する等し−Ｃ熱板表面温度の均一化を図るなどの手段が
なされて来たが、かかる手段は面倒で非能率的とのそし
りを免れ得なかった。

しかるにその後上記の欠点を解消したものとして各種案
出（特開昭５４−１１６７５１号、同５８−４４６９１
号、同５８−４４６９２号、同５８−４４６９３号等）
されたが、それらはこれを所要熱板に適用した場合に、
被加熱々板の表面温度が常時満足し得る均一表面温度と
して得られるとは限らず、実用上の難点が伴うものであ
った。

〈問題点の解決手段〉 ここにおいて本発明名は、上記の点を改善すべく種々研
究の結果、ケースに嵌装した発熱体のらせん状巻回部に
、該ケースの開口部から内底部方向（間口部と内底面間
）に順次密／梢々密／粗の各部分を一連に形成し、その
電力分布率を帯部分から粗部分に至るに従い１００〜７
０となる如く設定することにより、その一対のヒーター
のケース外底面同士を同軸上で当接ま−たは若干の間隔
を残して対向せしめることによって、被加熱々板の表面
温度調節上従来なされて来た前記非能率的手段の解消と
上記実用上の難点とを同時に解決し得ることに成功し本
発明を完成した。

〈発明の構成〉 本発明は、らせん状に巻回した粗、密部を有する抵抗体
をケースに嵌装したヒーターにおいて、らＵん状巻回部
にケースの開口部から内底部方向に順次密／梢々密／粗
の各部分を一連に形成し、ぞ゛の電力分布率が帯部分か
ら粗部分に至るに従い１００−７０となる如く設定した
ヒーターの一対がケース外城面同士を同軸上で当接また
は若干の間隔を残して対向している第１の発明（ヒータ
ー）と、−１記第１の発明を複数列並設し、第１列およ
び最終列の密／稍々密／粗の各部分から対応する央部列
帯域の巻回部分に至るに従い、その電力分布率が１００
〜３５となる如く設定されている第２の発明（ヒータ一
群）とからなる。

上記第１の発明において、ケースに嵌装した発熱体のら
せん状巻回部に、ケースの開口部から内底部方向に順次
密／梢々密／粗の各部分を一連に形成し、その電力分布
率を帯部分から粗部分に至るに従い１００〜７０となる
如く設定したことは、一対の前記ヒーターを熱板の両側
端から貫通孔に対向的に第３図示の如く挿入後その両者
に同時に通電した時に、らせん状巻回部に形成した密〜
粗の各部分は発熱して帯部分での温度を最高に粗の部分
が最低となるが、挿入された帯部分の熱板部分ではケー
ス開口部（実質的には後記封口外表面）および該熱板の
側面部からの放熱により降温する一方、密部に続く稍々
密および粗の各部分特に挿入されたケースの粗の部分に
あたる熱板にあっては、隣接する稍々密の部分からの高
熱の影響を受けて昇温するため、該昇温時温度と前記帯
部分での陪渇１１．１渇麿を均衡ならしめるが、こめ場
合熱板の全表面温度を均一ならしめるに必要なヒーター
の密へ・粗部分に至る最適最良の電力分布率が前記範囲
であることを実験的に確認しＩこ結果に基くものである
。

しかしてこの分布率の下限が７０以下となると、ヒータ
ーの粗部分に対応する熱板の外表面温度と密部分のぞれ
との均衡が得られないため熱板の全表面温１良の均一化
を図ることができず不適である。

従つ−Ｃ１：記構成からなる一対のヒーターの外底面同
士を同軸トで当接または若干の間隔を残して対向させ、
両名に同時に通電すると、両者（ヒーター）はその当接
部分または若干の間隔を残して対向り゛る部分（両ヒー
ターの外底面）を挟んで相対する熱板の全表面温度を一
連に均一ならしめることができる。

また第２の発明において、上記第１の発明からＪ　なる
ヒーターの一対を前記の如く組合わせてこれを複数列並
設し、第１列および最終列の密／稍々密／粗・粗／梢々
密／密の各部分から対応する央部列帯域の巻回部分に至
るに従いその電力分布率を１００〜３５としたことは、
各列を構成するヒーターのそれぞれが例えば表面積の大
きな熱板に並列状に挿入され通電されると、それら各列
ヒーターの対応する熱板表面部分の温度は、各列ことに
均一化するが、各列間の占める部分に対応した熱板表面
温度は、隣合う列からの熱伝導を加味しても、表面積の
大きな熱板の全表面温度を常時均一化することの困難な
ことを実験的に究明した結果に基く最適最良の範囲であ
る。そしてまたこの範囲は一般に使用される熱板に適用
して特にその全表面温度の均−化上良結果を示す。

しかして前記電力分布率の下限が３５以下となると、各
列ヒーターの対応する熱板表面温度と、各列間の占める
部分に対応した熱板表面温度との不均衡から招来される
温度相違によって熱板の全表′ＷＵ温度の均一化が得ら
れず適当でない。

発熱体としては公知の発熱体例えば電熱線にクロム線）
を用いて満足され、その人さく直径の大小）については
目的、用途に応じて適宜選択するように１ればＪ：い。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面とともに説明する。

図において、１は金属（鉄またはステンレス鋼）製ケー
ス、２は耐熱性の電気絶縁性無機質材料例えばマグネシ
ア粉末からなる焼結棒で、該焼結棒２の長さはケース１
の長さにほぼ匹敵し、直径はケースの内径より小さく、
中心部には軸方向に沿って金属端子棒３，３′が平行に
埋設されている。

そしてそれら（３，３’　）の一端は焼結棒２の端面（
後記巻回部分の粗側）と面一を形成し、他端は前記焼結
棒２の端面から図示の如く延出している。４は電熱線５
を焼結棒２の外周面にらゼん状に巻回」ノた部分を示し
、該巻回部４は第１図示の如く電熱線５が焼結棒２の一
端部から他端部方向（両端部間）に順次密部６／梢々密
部７／粗部８の各部分を一連に形成し、その巻き始めは
前記端子棒３に、終端は３′にそれぞれ接続される。そ
して上記巻回部４は密部分〜粗部分に至るに従いぞの電
力分布率が１００〜ｌＯとなる如く設定されている。　
従ってこの構成体を、その粗部分８の側を前端として該
構成体の軸心（実質的には焼結棒の軸心）がり−−ス１
の軸心となる如くケース１に挿入してその端面をケース
内端面に当接させた後、前記構成体とケース１の内周面
間にマグネシア粉末９を充填し、常法によって焼結すれ
ば所望−のヒーター１０を得る。この状態を拡大断面と
して第２図に示す。

ただしこの場合ヒーターの聞１」端面を、ヒーターの内
径と同等のマグネシア焼結板〈金属端子棒の貫通孔２個
を有す）にて封口することが望ましい。

第３図は上記構成からなる一対のヒーター１０゜１０が
所要熱板１１の側面から平面方向に置設した前記ヒータ
ー１０の外径と内径の貫通孔１２（第６図参照）に、そ
の両側開口部１３．１３からヒーター１０．１０のそれ
ぞれを、外底面１４同士が当接または若干の間隔を残し
てくこの場合は通常上記挿入孔が貫通孔でない場合であ
る）対向（本図は当接の場合を示す）している状態を断
面として示したものである。

第４図は前記の如く組合わされた一対のヒーター１０．
１０が平−面接数列（本図ではＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｂ、Ａの５列の場合を示す）に並設され、第１列および
最終列の各Ａの密部６／稍々密部７／粗部８・粗部８／
梢々密部７／密部６の各部分から対応する央部列帯域Ｃ
の巻回部に至るに従い、その電力分布率が１００〜３５
となる如く設定されている状態を断面として示したもの
である。

（目）上記において第３例Ｃを２列ダブらせる場合もあ
る。

４１５図は焼結棒２の外周面に電熱線５を巻回した部分
にケース１の開口部から内底部、一方向に順次密／梢々
密／粗／稍々密／密の各部分を一連に形成し、両端部の
密部分から央部帯域に至るに従いその電力分布率を１０
０〜７ｏとなる如く設定されている状態を断面として示
した別の例である。

このような構成からなるヒーター１０’を熱板１１に複
数列並列使用（図示していない）するように覆れば、前
記するところに従って前例同様の効果の得られることは
いうまでもない。

〈発明の効果〉 本発明は以上説明したように、焼結棒の外周面に電熱線
をらせん状に巻回した巻回部に、ケースの開口部から内
底部方向に順次密／梢々密／粗の各部分を一連に形成し
てその電力分布率を密部分から粗部分に至るに従い１０
０〜７ｏとなる如く構成したから、このヒーターを所要
熱板に挿入（図示していない）して通電する時は、予め
設定された電力分布率に対応して発熱し、熱伝導によっ
て熱板の表面Ｓ度を均一ならしめる。

従ってかかる構成からなる一対のヒーターをその外底面
同士が同軸上で当接または若干の間隔を残して灼向する
如く所要熱板に配置（第３図参照二対向の場合図示せず
）し、その両者に何時に通電り゛る時は、それらは当然
予め設定された電力分布率に対応し′Ｃ発熱し、熱伝導
によって一対のヒーターの挿入された熱板表面温度を均
一ならしめる。

この事実は特にその使用が比較的小型熱板である場合に
適用して茗効を発揮させることができる。

また本発明において、前記構成からなる一対の組合わさ
れたヒーターを所要熱板に第４図示の如く平面複数列に
並設してそれら各列に同時に通電−りる時は、第１列お
よび最終列の密／梢々密／粗の各部分から対応する央部
列帯域に至る電力分布率が予め１００〜３５どなる如く
設定されているから、それら各列は前記分布率に対応し
て発熱し、各列ごとに当接づ−るヒーターの挿入された
熱板の全表面温度を前記するところに従って均一ならし
める。

この温度は熱伝導によって熱板の全表面温度を均一なら
しめる。従ってこの使用は所要熱板が中型以上人型熱板
である場合に適用して特に良結果を発揮させることがで
きる。

このように本発明によれば、熱板表面温度を常時均一に
保持できるので、精細厳格な正確さの要求される樹脂製
品の製作上置も有利であり、しかも従来なされた如く被
加熱々板の温度分布の不均一さ是正（調節）のために、
その全面各部分に一ついていちいち温度測定をする必要
もなく、精々主要部の１〜り個所を測定すれば足り、こ
れとて同一温度として測定されるので、前記の如き非能
率的手段を効果的に解消では、しがも実用上に難点を伴
うものでもないから、この種分野にお【プる実用上の実
益は特に高く評価される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明カートリッジヒーターの略示的断面図、
第２図はカートリッジヒーターの拡大断面図、第３図は
熱板（一部切欠）に一対のカートリッジヒーターの外底
面が同軸上で当接した場合の略示的断面図、第４図は一
対のヒーターが熱板に対向的に挿入されその外底面同士
が同軸上で当接するヒーターを複数列並段した場合を断
面として示す略示的断面図、第５図は焼結棒の外周面に
巻回した巻回部に密／梢々密／粗／梢々密／密の各部分
を一連に形成した場合を断面とした略示的説明図、第６
図は一部切欠熱板の斜視図である。 １・・・ケース、　２・・・焼結棒、　３・・・金属端
子棒。 ４・・・電熱線巻回部、　５・・・電熱線。 ６・・・密に巻回した部分、７・・・稍々密部分。 ８・・・相部弁、　８′・・・さらに粗部弁。 ８″・・・極く粗部弁、　１０・・・ヒーター。 ′１１・・・熱板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）らＶん状に巻回した粗、密部を有する発熱抵抗体
   を筒状金属ケースに嵌装したカートリッジヒーターにお
   いて、らゼん状巻、同部に金属ケースの間口部ｊｐ　＋
   ら内底部方向に順１次密／稍々密／粗の各部分を一連に
   形成し、その電力分布率が密部分から粗部分に至るに従
   い１００〜７０となる如く設定されていることを特徴と
   するカートリッジヒーター。
2. （２）らせん状巻同部に一連に形成した密部分から粗部
   分に至る電力分布率が１００〜７０であるカー１−リッ
   ジヒーターの一対がその外底面同士を同軸上で当接また
   は若干の間隔を残して対向していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のカートリッジヒーター。
3. （３）らせん状に巻回した相、密部を有する発熱機。 抗体を筒状金属ケースに嵌装したカートリッジヒーター
   において、らせん状巻同部に金属ケースの開口部から内
   底部方向に順次重／稍々密／粗の各部分を一連に形成し
   、その電力分布率が密部分から粗部分に至るに従い１０
   ０〜１０となる如く設定されている一対のカートリッジ
   ヒーターの外底面同士が同軸上で当接または若干の間隔
   を残して対向する前記カートリッジヒーターを複数列並
   設し、第１列および最終列の密／稍々密／粗の各部分か
   ら対応する央部列置域の巻回部分に至るに従いその電力
   分布率が１００〜３５となる如く設定されていることを
   特徴とするカートリッ・ジヒータ一群。