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JPS63248085A - 厚膜電気抵抗性トラックおよびそれを用いた加熱要素 - Google Patents

厚膜電気抵抗性トラックおよびそれを用いた加熱要素

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Publication number
JPS63248085A
JPS63248085A JP63040935A JP4093588A JPS63248085A JP S63248085 A JPS63248085 A JP S63248085A JP 63040935 A JP63040935 A JP 63040935A JP 4093588 A JP4093588 A JP 4093588A JP S63248085 A JPS63248085 A JP S63248085A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating element
tracks
track
resistance
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63040935A
Other languages
English (en)
Inventor
サイモン　バルダーサン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EMI Group Ltd
Original Assignee
Thorn EMI PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=10612952&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPS63248085(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Thorn EMI PLC filed Critical Thorn EMI PLC
Publication of JPS63248085A publication Critical patent/JPS63248085A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/748—Resistive heating elements, i.e. heating elements exposed to the air, e.g. coil wire heater
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Resistance Heating (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

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】 本発明は厚膜電気的抵抗性トラックに関し、例えば調理
器ホブ・ユニットにおけるあるいは家庭用調理器のため
の加熱要素として用いられうるトラックに関する。
このようなトラックをガラスセラミック材料を被覆され
た金属支持板よりなる複合支持部材のガラスセラミック
表面に被着することが提案されている。この場合、その
トラックはそれを保護しかつ高温で安定な動作を可能に
するためにガラスセラミック材料を上塗りされる。その
ようにして作成された加熱ユニットは、ガラスセラミッ
ク・タックトップ上に液加Ｐ　ｆｉｎ域を与えるために
そのタックトップの内側近傍に取付けられる。そのガラ
スセラミック・タックトップに１より多い被加熱領域を
与えるために、１より多い加熱ユニットまたは１より多
いヒータ・トラックを担持した一体の支持部材が用いら
れうろことは明らかである。
抵抗性トラックが作成される材料は、英国特許出願第８
７０４４６７号に記載されているように、Ｏ℃〜５５０
℃の温度範囲において高いすなわち０．００６　／’Ｉ
Ｉ：より高い抵抗熱係数を呈するニッケルまたはニッケ
ル合金のような材料、または貴金属あるいは他の任意適
当な材料でありうる。
加熱要素を形成するためのトラックの物理的寸法を決定
する場合には、所定の温度におけるそのトラックの所望
の全体の抵抗を決定し、次にそのトラックの適正な長さ
と形状を考慮して、所定の厚味に被着されるべきトラッ
クの幅をオーム／平方単位で評価することが通常行われ
る。
このような手法に従うと、被着されたトラックの性能が
満足しえないものとなる傾向があることを本発明者は認
めたが、その理由は、従来の手法によって得られる比較
的幅の広いトラックは異なる熱特性を有し、それがため
トラックの中央よりエツジ部分に大きい電流が流れるこ
とによるものと考えられる。これにより局部的な「ホッ
ト・スポット」が発生し、トラックが特にそれの幅の中
央領域における局部的な破壊に基因する破損を受け、熱
放散が厳しく制限されることになる。
本発明者は異なる寸法のトラックの相対的な性能を分析
し、そしてトラックの厚さまたはそのトラックが作成さ
れている材料に関係なく、トラックの最適幅は１．２鰭
〜２゜１ｍの範囲内であり、好ましくは１．５ｍｍ〜２
．０ｍｍの範囲であることを認めた。勿論このことは、
所定の抵抗に対しては従来よりもはるかに長いトラック
が収容されなければならないが、このことは被加熱領域
にわたって改善された温度分布を与えるパターンに細長
いトラックを合致させることができ、それにより、局部
化された「ホット・スポット」の結果としての基体の撓
曲の発生率が低下する点で有益である。
以下図面を参照して本発明の実施例について説明しよう
。
第１図には特に有益な１つの実施例が示されており、基
体３上に端部２．２′を有するトラックｌが設けられて
おり、この図には本発明によるトラック形状の一例が示
されており、トラック材料は典型的にはニッケルまたは
銀とパラジウムの合金を含む厚膜であるが、他の材料を
用いてもよい。
トラック形状の第２の例が第２図に示されており、基体
６上に端子５．５′を有するトラック４が設けられてい
る。
互いに電気的に並列に複数のトラックが設けられており
、各トラックは前述した最適幅と、トラックの並列形状
と所定温度における所望の全体抵抗を許容する長さを有
する。被加熱領域上に、熱分布の改良された均一性とと
もに、優れたトラック範囲を与えること、ならびにトラ
ックの幅を前述した債の範囲内にあるようにしたことに
より得られる前述の利益に加えて、１つのトラック（あ
るいはそれより多くの）が破損または破断されて、その
破損または破断以前とは電気的特性は若干具なったとし
ても、加熱要素は全体として作用し続けるという利点を
、図示されたレイアウトは有する。
種々の並列接続されたトラックのそれぞれが同じコース
に従う必要はなく、ある種の場合には、それらのトラッ
クのうちの幾つかは、要素全体として所望の加熱輪郭を
得るために他のコースに従う方が有利でありうる。
第１図および第２図に示された種類の並列トラック形状
はそれ自体発明力を有すると認められる他の目的を達成
するための手段を与えるものであり、次にこれについて
説明する。
調理器ホブ要素の温度をそれの最大値より低く制御する
ための従来の技法は、所定の温度、従って選択されたレ
ギュレータ設定によって決定される速度で要素に対する
主電源の接続、取り離しを周期的に行うことを含む、こ
のサーモスタット的に制御される電圧サイクリングは非
常に不均一な温度／時間輪郭を生ずるが、これは調理時
には明らかに不利であり、かつ熱的サイクリングにより
誘起された応力に基因して要素の故障が生ずる恐れを大
きくする。このように制御技術も、高価で時々故障しが
ちなセンサと電子装置を必要とする。
これらの問題は、必要に応じて異なる抵抗のヒータ・ト
ラック間で切換えて加熱要素の温度を制御することによ
って解決されうる。これらのトラックは多数の異なる態
様で構成されうる０例えば、抵抗の異なる幾つかの別々
のトラックが同じ基体に、互いに並置した関係にまたは
互いに交差して（適当な交差誘電体層を用いて）、被着
されうる。
他の態様は、レギュレータ設定が変更されるのにともな
って余分な長さが付加されるかあるいは除去される主ト
ラック設定を含む。
他の設定は第３図に示されているように幾つかの同様の
トラックの並列組合せとしてトラックをプリントするこ
とを含む、低温設定はこれらのトラックのうちの１つだ
けを用いるものであり、それより高い設定ではそれに比
例して多くのトラックを用いる。第３図は基体７上にお
ける２つの端子９を有する並列トラック形状を示してお
り、それらの端子のうちの１つは摺動接触スイッチ１０
であり、これは電子的に制御されかつ／または手動セレ
クタ機構に接続され、主電源入力リード線（図示せず）
を種々のトラックおよびトラックの組合せに選択的に接
続し、並列トラックにトラック毎に通電できるようにし
、必要に応じて温度設定を増大させる。スイッチはトラ
ックと接触するのに十分であるがトラックを破損させな
い圧力を与えなければならない、第４図に示されている
ように、接触スイッチ１０はカーボンブラシ１６を担持
した支持板１４を有する制御ノブ（図示せず）のための
回転スピンドル１２を具備している。支持板１４は絶縁
軸受１８に取付けられる。
このスイッチがトラックと電気的接触をするためには、
そのスイッチの下方のトラックの領域が上塗り材料（ｏ
ｖｅｒｇｌａｚｅ）から離間されなければならない、ト
ラックが、空気に露呈されると使用しているトラックの
材料が高温で酸化して劣化しうるニッケルのような材料
で形成されている場合には、スイッチの下方の露呈され
た領域におけるトラックはパラジウムまたは銀／パラジ
ウム合金のようなより安定した材料で作成されうる。あ
るいは、制御スイッチ１０は、空気に露呈されるトラッ
クの領域がそのトラックの酸化を生じさせるのに十分な
温度に露呈されないように、加熱要素から離れた位置に
配置されうる。
加熱要素と基体の温度制御は厚膜温度センサを用いるこ
とによってさらに改善される。センサ・トラックの印刷
されたフォーマットは、基体の表面の直接温度モニタを
可能にし、かつその形状のために基体の表面から必然的
に離れていなければならないバイメタル・ストリップの
ような公知の温度センサに伴うヒステリシスの問題を回
避する。
このことは、基体がガラスセラミック基体である場合に
は、温度が５５０℃より高くなると、ガラスセラミック
層に絶縁破壊が発生するので特に有益である。温度セン
サは、０℃〜５５０℃の温度範囲で０．００６　／℃よ
り大きい抵抗温度係数を有する材料で作成された厚膜ト
ラックを具備することが有利である。このようなトラッ
クは温度にともなって抵抗が相当に変化するが、この抵
抗変化は基体の温度をモニタするために用いられうる。
センサ・トラックを用いて基体の温度を調整することは
、このセンサ・トラックの抵抗を、所定の温度に対応す
るように抵抗を設定される可変抵抗器の抵抗と比較する
ための適当な電気回路を用いることによって実現されつ
る。センサ・トラックに用いるのに遺した電気回路の一
例が第５図に示されており、この場合、抵抗２０はセン
サ・トラックの抵抗であり、かつ可変抵抗器は所定の温
度に対応した抵抗に予め設定される。同一値を有する固
定抵抗２４．２６は、入力端子２８．３０と出力端子３
２．３４を存するブリッジ回路の他の２辺を形成する。
入力端子２８．３０に電位差が印加されると、出力端子
３２．３４における電位差は、センサ・トラックの抵抗
２０が可変抵抗器２２の値に等しくなったとき、すなわ
ちセンサ・トラックと基体が所定の温度になったときに
、ゼロまで低下するにすぎない、このゼロ電位差は電源
を切換えるために用いられうる。抵抗を比較するのに通
した他の回路も用いられうる。
センサ・トラックに対する適当なパターンが第６図に示
されており（外部接続は示されていない）、この図は加
熱要素３８とセンサ・トラック４０を担持した基体３６
を示している。あるいは、局部的なホット・スポットを
探知するために、センサ・トラックが加熱要素のトラッ
クと交互に配置され、加熱要素と同じ基体領域を被うよ
うにしてもよい、加熱要素およびセンサのための他の適
当な形状を用いてもよい、加熱要素とセンサのための厚
膜トラックは同じプロセスで作成されてもよい。
電気的に抵抗性のトラックが基体に添着された後に、外
部接続が付加される。厚膜トラックに対する接続を行う
ための適当な電気的コネクタは所定の電流容量に適した
横断面積を有し、互いに編組されたそれぞれ好ましくは
３０μｍ〜３００μｍの範囲内の直径を有する複数の導
電性ファイバよりなり、そのコネクタに十分な剛性を与
えるとともに、そのコネクタを厚膜トラックに付着させ
うるようになされている。そのコネクタは種々の金属で
作成されうるが、特定の用途に最も適した金属は、コネ
クタが付着されるべき厚膜トラックの材料に一部依存す
る。適当な金属としては、ステンレススチール、ニッケ
ルおよび銅がある。コネクタはガラス／金属接着剤を用
いてトラックに付着されるが、厚膜トラックを形成する
ために用いたのと同じ導電性インクを用いるのが有利で
ある。
前述のように、厚膜トラックを保護するとともに高温で
安定な動作を確保するために保護セラミックまたはガラ
スセラミック上塗り剤で全体を上塗りされる。
【図面の簡単な説明】
第１図はそれぞれ本発明の第１の態様による複数のトラ
ックを具備した加熱要素の第１の実施例を示す図、第２
図はそれぞれ本発明の第１の態様による複数のトラック
を具備した加熱要素の第２の実施例を示す図、第３図は
本発明の第２の態様による制御スイッチとともに、複数
のトラックを具備した加熱要素を示す図、第４図は第３
図の線ｒＶ−ｒＶに沿ってみた上記制御スイッチの断面
図、第５図は温度センサ・トラックに用いるのに適した
電気回路を示す図、第６図は基体に被着された加熱要素
と温度センサ・トラックを示す図である。 図面において、１．４はトラック、３．６．７は基体、
１０は摺動接触スイッチ、３６は基体、３８は加熱要素
、４０はセンサ・トラックをそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、１．２ｍｍ〜２．１ｍｍの範囲の幅を有する厚膜電
    気的抵抗性トラック。 ２、特許請求の範囲第１項記載のトラックにおいて、前
    記幅が１．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内にある前記トラ
    ック。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載のトラック
    を具備しており、前記トラックが電気的に絶縁性の基体
    の表面に被着されている加熱要素。 ４、特許請求の範囲第１項または第２項記載のトラック
    を複数具備しており、それらの複数のトラックが電気的
    に絶縁性の基体に被着されかつ互いに並列に電気的に接
    続されている加熱要素。 ５、特許請求の範囲第３項または第４項記載の加熱要素
    において、前記電気的に絶縁性の基体の前記表面上に所
    望の加熱輪郭を生じさせる形状となされている前記加熱
    要素。 ６、電気的に絶縁性の基体の表面に被着された複数の厚
    膜電気的抵抗性トラックと、前記トラックのうちの１つ
    以上を電源に選択的に接続するための切換手段を具備し
    、前記切換手段に接続された１または複数のトラックを
    変更することによって抵抗、従って動作温度が変化され
    うるようになされた加熱要素。 ７、特許請求の範囲第５項記載の加熱要素において、前
    記複数のトラックが互いに並列に電気的に接続された前
    記加熱要素。 ８、特許請求の範囲第６項または第７項記載の加熱要素
    において、前記複数のトラックのそれぞれが異なる抵抗
    を有する前記加熱要素。 ９、特許請求の範囲第８項記載の加熱要素において、前
    記複数のトラックのうちの少なくとも１つが他のトラッ
    クとは異なる材料で作成されている前記加熱要素。 １０、特許請求の範囲第６〜９項のうちの１つに記載さ
    れた加熱要素において、前記複数のトラックのうちの少
    なくとも１つが、０℃〜５５０℃の範囲において、０．
    ００６／℃より大きい抵抗温度係数を有する材料で形成
    されている前記加熱要素。 １１、特許請求の範囲第６〜１０項のうちの１つに記載
    された加熱要素において、動作温度が前記切換手段に接
    続されたトラックの抵抗によって決定され、前記動作温
    度が前記切換手段に接続されるトラックを変更すること
    によって変化されうるようになされた前記加熱要素。 １２、特許請求の範囲第６〜１０項のうちの１つに記載
    された加熱要素において、互いに並列に電気的に接続さ
    れたトラックの数を変更することによって前記動作温度
    が変化され、前記トラックは前記切換手段に接続される
    前記加熱要素。 １３、特許請求の範囲第６〜１２項のうちの１つに記載
    された加熱要素において、各トラックが１．２ｍｍ〜２
    ．１ｍｍの範囲内の幅を有している前記加熱要素。 １４、特許請求の範囲第１３項記載の加熱要素において
    、前記幅が１．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内にある前記
    加熱要素。
JP63040935A 1987-02-25 1988-02-25 厚膜電気抵抗性トラックおよびそれを用いた加熱要素 Pending JPS63248085A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB878704469A GB8704469D0 (en) 1987-02-25 1987-02-25 Thick film electrically resistive tracks
GB8704469 1987-02-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63248085A true JPS63248085A (ja) 1988-10-14

Family

ID=10612952

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US (1) US5177341A (ja)
EP (1) EP0286217B1 (ja)
JP (1) JPS63248085A (ja)
AT (1) ATE75575T1 (ja)
AU (1) AU607464B2 (ja)
CA (1) CA1299631C (ja)
DE (1) DE3870507D1 (ja)
DK (1) DK96688A (ja)
ES (1) ES2030855T3 (ja)
FI (1) FI87967C (ja)
GB (1) GB8704469D0 (ja)
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