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JPH07153558A - Cartridge heater - Google Patents

Cartridge heater

Info

Publication number
JPH07153558A
JPH07153558A JP27847193A JP27847193A JPH07153558A JP H07153558 A JPH07153558 A JP H07153558A JP 27847193 A JP27847193 A JP 27847193A JP 27847193 A JP27847193 A JP 27847193A JP H07153558 A JPH07153558 A JP H07153558A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrodes
metal tube
cartridge heater
heat generating
tube
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
JP27847193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuomi Yamashita
和臣 山下
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.)
KAWAI DENKI SEISAKUSHO KK
KAWAI ELECTRIC HEATER
Original Assignee
KAWAI DENKI SEISAKUSHO KK
KAWAI ELECTRIC HEATER
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
Application filed by KAWAI DENKI SEISAKUSHO KK, KAWAI ELECTRIC HEATER filed Critical KAWAI DENKI SEISAKUSHO KK
Priority to JP27847193A priority Critical patent/JPH07153558A/en
Publication of JPH07153558A publication Critical patent/JPH07153558A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a cartridge heater, which has excellent radiation efficiency and which can prevent the contact failure of an electrode with a positive characteristic thermistor element. CONSTITUTION:In a heater, wires 33a, 33b are fitted to electrodes 31a, 31b made of aluminum, and these electrodes 31a, 31b are inserted into an insulating tube (thermoplastic polyimide tube) 37 under the condition that the electrodes pinch PTC(positive characteristic thermistor elements) 35a-35d to form a heat generating part 39. After housing this heat generating part 39 in a metal tube 41 having the bottom and made of stainless steel, a clearance between the insulating tube 37 and the metal tube 41 is filled with the heat conductive powder 45, and the metal tube 41 is compressed from the periphery thereof to shrink the diameter thereof. As a result, intrusion of the heat conductive powder 45 into a contact surface between the electrodes 31a, 31b and the PTC 35a-35d is prevented so as to prevent the deterioration of the radiating efficiency due to the lowering of the contact property of the electrodes 31a, 31b and the PTC 35a-35d.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カートリッジヒータに
関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a cartridge heater.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、所定温度を超えると抵抗値が
急激に大きくなる正特性サーミスタ素子(以下、「PT
C」という)を用いて、所定温度を超えないという温度
制御機能(自己保護機能)を備えたカートリッジヒータ
が開発されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a positive temperature coefficient thermistor element (hereinafter referred to as "PT
A cartridge heater having a temperature control function (self-protection function) of not exceeding a predetermined temperature has been developed.

【0003】そして従来より、このようなPTCを利用
したカートリッジヒータとしては、例えば、図5にその
横断面を示すように、蒲鉾形に形成されたアルミニウム
製の電極1,2に夫々リード線3,4を取り付けると共
に、電極1,2で薄板状のPTC5を挟むことによって
円筒状の発熱部6を形成し、この発熱部6をステンレス
製の有底金属管7に挿入した後、有底金属管7と発熱部
6との間隙に熱伝導性の良い窒化ホウ素粉末等の絶縁粉
末8を充填して、その後、有底金属管7の外周を圧縮減
径する、といったものが開発されている。
Conventionally, as a cartridge heater using such a PTC, for example, as shown in the cross section of FIG. 5, the lead wires 3 are respectively attached to the aluminum-made electrodes 1 and 2 formed in a kamaboko shape. , 4 is attached, and a thin plate-shaped PTC 5 is sandwiched between the electrodes 1 and 2 to form a cylindrical heating portion 6, and the heating portion 6 is inserted into a stainless steel bottomed metal tube 7 and then a bottomed metal A method has been developed in which a gap between the tube 7 and the heat generating portion 6 is filled with an insulating powder 8 such as boron nitride powder having good thermal conductivity, and then the outer circumference of the bottomed metal tube 7 is compressed and reduced in diameter. .

【0004】そして、この種のカートリッジヒータで
は、有底金属管7の外周を圧縮減径することにより絶縁
粉末8を圧密し、これによって、電極1,2とPTC5
とを密着させると共に、PTC5の発熱が絶縁粉末8を
介して有底金属管7の表面へ効率よく伝導するようにし
ている。
In this type of cartridge heater, the outer circumference of the bottomed metal tube 7 is compressed and reduced to consolidate the insulating powder 8, whereby the electrodes 1 and 2 and the PTC 5 are formed.
And the heat generation of the PTC 5 are efficiently conducted to the surface of the bottomed metal tube 7 through the insulating powder 8.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカートリッジヒータにおいては、絶縁粉末8を充填
する際や圧密する際に、絶縁粉末8が電極1,2とPT
C5との接触面に入り込み、両者の接触性が低下して、
PTC5の発熱効率、延いては当該ヒータ自身の放熱効
率が悪化するといった問題があった。
However, in the above-mentioned conventional cartridge heater, when the insulating powder 8 is filled or the insulating powder 8 is compacted, the insulating powder 8 and the electrodes 1, 2 and PT are used.
It enters the contact surface with C5, and the contact property of both decreases,
There is a problem that the heat generation efficiency of the PTC 5 and, in turn, the heat radiation efficiency of the heater itself deteriorates.

【0006】また、上記従来のカートリッジヒータにお
いては、絶縁粉末8の材質として、絶縁特性と熱伝導性
との両方に優れたものを使用しなければならないという
問題があった。本発明は、上記問題に鑑みなされたもの
であり、放熱効率に優れると共に、電極とPTCとの接
触不良を防止することができるカートリッジヒータを提
供することを目的とする。
Further, in the above-mentioned conventional cartridge heater, there is a problem that the insulating powder 8 must be made of a material having both excellent insulating properties and thermal conductivity. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cartridge heater that is excellent in heat dissipation efficiency and can prevent defective contact between an electrode and a PTC.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】即ち、上記目的を達成す
るためになされた請求項1に記載の本発明は、正特性サ
ーミスタ素子及び該正特性サーミスタ素子を挟む電極を
備えた発熱部と、該発熱部を収納する有底金属管と、該
有底金属管と前記発熱部との間隙に充填される熱伝導性
の良い粉末と、を備えたカートリッジヒータにおいて、
前記発熱部の電極表面に絶縁材を周設した後、該発熱部
を前記有底金属管に収納してなること、を特徴とするカ
ートリッジヒータを要旨としている。
[Means for Solving the Problems] That is, the present invention as set forth in claim 1 made to achieve the above object, comprises a heat generating portion having a positive temperature coefficient thermistor element and electrodes sandwiching the positive temperature coefficient thermistor element, A cartridge heater provided with a bottomed metal tube for accommodating the heat generating part, and powder having good thermal conductivity filled in a gap between the bottomed metal tube and the heat generating part,
A cartridge heater is characterized in that an insulating material is provided around an electrode surface of the heat generating portion, and then the heat generating portion is housed in the bottomed metal tube.

【0008】また、請求項2に記載の本発明は、請求項
1に記載のカートリッジヒータにおいて、前記絶縁材を
熱可塑性樹脂により形成してなること、を特徴とするカ
ートリッジヒータを要旨としている。
A second aspect of the present invention provides a cartridge heater according to the first aspect, characterized in that the insulating material is formed of a thermoplastic resin.

【0009】[0009]

【作用及び発明の効果】上記のように構成された請求項
1に記載のカートリッジヒータにおいては、発熱部の電
極に電流を流すと、PTC(正特性サーミスタ素子)が
発熱し、その熱は、電極,電極の表面に周設された絶縁
材,及び有底金属管と発熱部との間隙に充填された熱伝
導性の良い粉末を介して、有底金属管の表面から外界に
放出される。
In the cartridge heater according to claim 1 configured as described above, when a current is passed through the electrodes of the heat generating portion, the PTC (positive temperature coefficient thermistor element) generates heat, and the heat is It is released from the surface of the bottomed metal tube to the outside world through the electrode, the insulating material provided around the surface of the electrode, and the powder having good thermal conductivity filled in the gap between the bottomed metal tube and the heat generating portion. .

【0010】ここで、請求項1に記載のカートリッジヒ
ータにおいては、発熱部の電極表面に絶縁材を周設した
後、その発熱部を有底金属管に収納するようにしてい
る。従って、請求項1に記載のカートリッジヒータによ
れば、粉末を有底金属管と発熱部との間隙に充填する際
や、有底金属管の外周を圧縮減径して粉末を圧密する際
等に、絶縁材により、粉末が電極とPTCとの接触面に
入り込むことを防止できるため、電極とPTCとの接触
性低下による放熱効率の悪化を防止することができる。
In the cartridge heater according to the first aspect, the insulating material is provided around the electrode surface of the heat generating portion, and then the heat generating portion is housed in the bottomed metal tube. Therefore, according to the cartridge heater of claim 1, when the powder is filled in the gap between the bottomed metal tube and the heat generating portion, or when the outer circumference of the bottomed metal tube is compressed and reduced to consolidate the powder, etc. In addition, since the insulating material can prevent the powder from entering the contact surface between the electrode and the PTC, it is possible to prevent the heat dissipation efficiency from being deteriorated due to the decrease in the contact property between the electrode and the PTC.

【0011】また、請求項1に記載のカートリッジヒー
タにおいて、発熱部の電極と有底金属管とは、絶縁材に
より予め絶縁されることとなるため、発熱部と有底金属
管との間に充填する粉末の材質は、熱伝導性にのみ優れ
たものであればよい。従って、例えば、粉末の材質とし
ては、銅やアルミニウム等の金属を使用することができ
るようになり、その選択の範囲が極めて大きくなるので
ある。
Further, in the cartridge heater according to the first aspect of the present invention, since the electrodes of the heat generating portion and the bottomed metal tube are pre-insulated by the insulating material, the heat is generated between the heat generating portion and the bottomed metal tube. The material of the powder to be filled may be one having excellent thermal conductivity. Therefore, for example, as the material of the powder, it is possible to use a metal such as copper or aluminum, and the selection range becomes extremely large.

【0012】ここで、電極の表面に周設する絶縁材の材
質として、熱硬化性樹脂を使用することが考えられる。
しかしながらこの場合には、例えば、発熱部を有底金属
管に収納する前に絶縁材を加熱してやることにより、電
極とPTCとを予め密着させることができるものの、有
底金属管の外周を圧縮減径する際に、その応力によって
絶縁材に亀裂が生じてしまう虞がある。
Here, it is conceivable to use a thermosetting resin as the material of the insulating material provided around the surface of the electrode.
However, in this case, for example, by heating the insulating material before housing the heat generating part in the bottomed metal tube, the electrode and PTC can be brought into close contact with each other in advance, but the outer circumference of the bottomed metal tube is compressed. When the diameter is increased, the stress may cause cracks in the insulating material.

【0013】そこで、請求項2に記載のカートリッジヒ
ータにおいては、絶縁材を熱可塑性樹脂により形成する
ようにしている。そして、このような請求項2に記載の
カートリッジヒータによれば、有底金属管を圧縮減径す
る際に、絶縁材に亀裂が生じる心配がなくなり、また、
その際に、電極とPTCとをしっかりと密着させること
ができる。
Therefore, in the cartridge heater according to the second aspect, the insulating material is made of a thermoplastic resin. With the cartridge heater according to the second aspect, there is no fear of cracks in the insulating material when the diameter of the bottomed metal tube is reduced by compression.
At that time, the electrode and the PTC can be firmly adhered.

【0014】[0014]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。尚、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が想
到し得る実施例をすべて含む。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and includes all embodiments that can be conceived by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention.

【0015】まず、図1は、実施例のカートリッジヒー
タの縦断面図であり、図2は図1におけるB−B矢視の
横断面を表している。図1及び図2に示すように、本実
施例のカートリッジヒータは、放熱機能を兼ねたアルミ
ニウム合金製の電極31a,31bと、その電極31
a,31bの夫々に取り付けられたリード線33a,3
3bと、電極31a,31bの間に挟まれた発熱用のP
TC35a,35b,35c,35dと、絶縁性及び熱
伝導率の高い熱可塑性のポリイミドにより有底のチュー
ブ状に形成され、電極31a,31bがPTC35a〜
35dを挟んだ状態で挿入されるポリイミドチューブ3
7と、上記各部材からなる柱状の発熱部39を収納する
カートリッジとしての有底金属管(以下、単に、金属管
という)41と、金属管41の底部41aに設けられ、
ポリイミドチューブ37の底部が嵌装される凹部43a
を備えたセラミック板43と、ポリイミドチューブ37
の外側面と金属管41の内周面との間隙に充填された熱
伝導粉末45と、熱伝導粉末45が金属管41から漏れ
ないようにするためのシリコンシール47と、リード線
33a,33bの夫々の一端に接続されると共に金属管
41の開口部41bから取り出され、図示しない電源線
に接続される電極端子49a,49bと、それら各電極
端子49a,49bを挿通させて金属管41の開口部4
1bを閉じるための絶縁性の栓体51と、金属管41の
開口部41b付近の外周に溶接される、取り付け用の螺
子プラグ53と、から構成されている。
First, FIG. 1 is a vertical sectional view of a cartridge heater according to an embodiment, and FIG. 2 is a horizontal sectional view taken along the line BB in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the cartridge heater according to the present embodiment includes electrodes 31a and 31b made of aluminum alloy which also have a heat dissipation function, and the electrodes 31a and 31b.
lead wires 33a and 3 attached to a and 31b, respectively
3b and the P for heat generation sandwiched between the electrodes 31a and 31b
TC35a, 35b, 35c, 35d and a thermoplastic polyimide having high insulation and thermal conductivity are formed into a bottomed tube shape, and the electrodes 31a, 31b are PTC35a-.
Polyimide tube 3 inserted with 35d sandwiched
7, a bottomed metal pipe (hereinafter, simply referred to as a metal pipe) 41 as a cartridge for accommodating a columnar heat generating portion 39 including the above-mentioned members, and a bottom portion 41a of the metal pipe 41,
Recess 43a into which the bottom of the polyimide tube 37 is fitted
Ceramic plate 43 provided with a polyimide tube 37
Of the heat conductive powder 45 filled in the gap between the outer surface of the metal tube 41 and the inner peripheral surface of the metal tube 41, the silicon seal 47 for preventing the heat conductive powder 45 from leaking from the metal tube 41, and the lead wires 33a, 33b. Of the metal pipe 41 by inserting the electrode terminals 49a and 49b connected to one end of the metal pipe 41, which are taken out from the opening 41b of the metal pipe 41 and connected to the power supply line (not shown), respectively. Opening 4
It is composed of an insulative plug body 51 for closing 1b, and a mounting screw plug 53 welded to the outer periphery of the metal tube 41 near the opening 41b.

【0016】ここで、金属管41は、有底円筒形状に形
成されており、熱伝導性及び圧延性に優れた材質のも
の、例えばステンレス綱(SUS316L等)からな
る。また、電極31a,31bは互いに同形状であり、
金属管41の内径の約2/3程の径で金属管41の長さ
の約2/3程の長さのアルミニウム合金製(例えばJI
S規格6063−T4)の金属柱を、軸方向にほぼ二分
割して形成されており、その断面が略半円形状となって
いる。そして、図2に示すように、それら各電極31
a,31bの曲面からなる外周面には、夫々、リード線
33a,33bを差し込むための溝55a,55bが、
曲面の弧の方向と直交する方向で両端に至るまで形成さ
れており、また、各電極31a,31bの平面からなる
外周面には、夫々、PTC35a〜35dを挟んで位置
決めするための浅溝57a,57bが、その軸方向に形
成されている。そして、このような各電極31a,31
bは、鋳造により、各溝55a,55b,57a,57
bを予め備えた形状として成形されている。
Here, the metal tube 41 is formed in a bottomed cylindrical shape, and is made of a material having excellent thermal conductivity and rollability, for example, stainless steel (SUS316L or the like). The electrodes 31a and 31b have the same shape,
Made of an aluminum alloy having a diameter of about 2/3 of the inner diameter of the metal tube 41 and about 2/3 of the length of the metal tube 41 (for example, JI
A metal column of S standard 6063-T4) is formed by being divided into two substantially in the axial direction, and its cross section has a substantially semicircular shape. Then, as shown in FIG.
Grooves 55a and 55b for inserting the lead wires 33a and 33b are formed on the outer peripheral surfaces of the curved surfaces a and 31b, respectively.
It is formed up to both ends in the direction orthogonal to the arc of the curved surface, and the outer peripheral surface of the flat surface of each of the electrodes 31a and 31b has a shallow groove 57a for positioning with the PTCs 35a to 35d sandwiched therebetween. , 57b are formed in the axial direction. Then, such electrodes 31a, 31
b is each groove 55a, 55b, 57a, 57 by casting.
It is formed as a shape having b in advance.

【0017】一方、PTC35a〜35dは、チタン酸
バリウムに微量のイットリウム等を混合し焼結して成る
セラミック半導体であり、所定温度を越えると急に抵抗
が増加する発熱材である。つまり、温度が上がると抵抗
値が小さくなる一般のサーミスタを負特性サーミスタと
称するのに対して、正特性サーミスタと称され、それ自
身に温度制御機能を備えた発熱材である。そして、この
ようなPTCは、無機材料を混合し焼結して製造するた
め、所望の大きさで所望の形状に形成可能である。
On the other hand, the PTCs 35a to 35d are ceramic semiconductors formed by mixing a small amount of yttrium or the like with barium titanate and sintering it, and are heating materials whose resistance suddenly increases when the temperature exceeds a predetermined temperature. That is, a general thermistor whose resistance value decreases as the temperature rises is referred to as a negative characteristic thermistor, whereas it is a positive characteristic thermistor and is a heating material having its own temperature control function. Since such a PTC is manufactured by mixing and sintering an inorganic material, it can be formed in a desired size and a desired shape.

【0018】尚、本実施例のカートリッジヒータでは、
PTC35a〜35dの大きさは、電極31a,31b
の長さより短く、電極31a,31bの円弧の径の長さ
よりもやや狭幅で、その幅の半分弱の厚みを有する矩形
板状である。また、各電極31a,31bの夫々に接す
るPTC35a〜35dの各面には、導電率の高い例え
ば銀等の金属が塗膜されており、両者の接触抵抗の増加
を防止すると共に各電極31a,31bとPTC35a
〜35dとの接触部分におけるジュール熱の発生を防止
している。各PTC35a〜35dとしては、例えば村
田製作所製の正特性サーミスタ素子を用いる。
In the cartridge heater of this embodiment,
The sizes of the PTCs 35a to 35d are the electrodes 31a and 31b.
Is a rectangular plate shape having a length shorter than the length of, and slightly narrower than the length of the diameter of the arc of the electrodes 31a and 31b, and a thickness of a little less than half the width. In addition, a metal having a high conductivity, such as silver, is coated on each surface of the PTCs 35a to 35d in contact with each of the electrodes 31a and 31b to prevent an increase in contact resistance between the electrodes and each of the electrodes 31a, 31b. 31b and PTC35a
The generation of Joule heat is prevented at the contact portion with ~ 35d. As the PTCs 35a to 35d, for example, PTC thermistor elements manufactured by Murata Manufacturing Co., Ltd. are used.

【0019】そして、本実施例のカートリッジヒータに
おいては、熱伝導粉末45として、窒化ホウ素粉末を用
いており、また、ポリイミドチューブ37の内径は、電
極31a,31bがPTC35a〜35bを挟んだ状態
の外形とほぼ同一に形成されている。
In the cartridge heater of this embodiment, boron nitride powder is used as the heat conductive powder 45, and the inner diameter of the polyimide tube 37 is such that the electrodes 31a and 31b sandwich the PTCs 35a to 35b. It is formed to have almost the same outer shape.

【0020】一方、電極端子49a,49bは、夫々、
金属製で棒状に形成されると共に、各リード線33a,
33bに接続される側の端部は筒状になっている。つま
り、その筒状の端部にリード線33a,33bの端部を
挿入して圧着することにより、リード線33a,33b
と電気的に接続できるようになっている。尚、リード線
33a,33bはニッケル合金製である。
On the other hand, the electrode terminals 49a and 49b are respectively
The lead wire 33a is made of metal and formed into a rod shape.
The end on the side connected to 33b has a tubular shape. That is, by inserting and crimping the ends of the lead wires 33a and 33b into the cylindrical ends, the lead wires 33a and 33b are inserted.
It can be electrically connected to. The lead wires 33a and 33b are made of nickel alloy.

【0021】また、シリコンシール47は、シリコンを
主成分とした粘性剤であり、時間の経過と共に硬化する
ものである。次に、このような本実施例のカートリッジ
ヒータを製造する手順について、図3を併用して説明す
る。
The silicon seal 47 is a viscous agent containing silicon as a main component and is hardened with the passage of time. Next, a procedure for manufacturing such a cartridge heater of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0022】まず、電極端子49a,49b(図3にお
いては図示せず)の一端に、リード線33a,33bの
一端をそれぞれ圧着により接続する。そして、図3に示
すように、各リード線33a,33bの他端側を各電極
31a,31bの溝55a,55bに夫々差し込み、各
電極31a,31bに外力を加えて加締めることによ
り、各電極31a,31bに各リード線33a,33b
を取り付ける。
First, one ends of the lead wires 33a and 33b are connected to one ends of the electrode terminals 49a and 49b (not shown in FIG. 3) by crimping. Then, as shown in FIG. 3, the other ends of the lead wires 33a and 33b are inserted into the grooves 55a and 55b of the electrodes 31a and 31b, respectively, and external force is applied to the electrodes 31a and 31b to crimp the electrodes. Lead wires 33a, 33b are provided on the electrodes 31a, 31b.
Attach.

【0023】次に、各電極31a,31bの浅溝57
a,57bに各PTC35a〜35bを並べて位置決め
し、このように形成された柱状体をポリイミドチューブ
37の底部まで挿入することにより円筒状の発熱部39
を形成する。一方、予め、金属管41内の底部41aに
は、セラミック板43を載置しておくと共に、金属管4
1の開口部41b付近の外周面には、螺子プラグ53を
取り付けておく。尚、この螺子プラグ53の取り付け
は、螺子プラグ53の縁部を金属管41の外周面に溶接
することにより行われる。
Next, the shallow groove 57 of each electrode 31a, 31b is formed.
The PTCs 35a to 35b are aligned and positioned on a and 57b, and the columnar body thus formed is inserted to the bottom of the polyimide tube 37 to form a cylindrical heating portion 39.
To form. On the other hand, the ceramic plate 43 is placed on the bottom portion 41a in the metal pipe 41 in advance, and the metal pipe 4
The screw plug 53 is attached to the outer peripheral surface near the opening 41b of No. 1 in advance. The screw plug 53 is attached by welding the edge portion of the screw plug 53 to the outer peripheral surface of the metal tube 41.

【0024】そして、その金属管41内に、上述のよう
に形成した発熱部39を開口部41bから挿入した後、
図1に示す如く、金属管41とポリイミドチューブ37
との間隙に熱伝導粉末45を所定位置まで充填する。そ
して、充填した熱伝導粉末45が漏れないように開口部
41bからシリコンシール47を注入しておく。
Then, after the heating portion 39 formed as described above is inserted into the metal tube 41 through the opening 41b,
As shown in FIG. 1, the metal tube 41 and the polyimide tube 37
The heat conduction powder 45 is filled up to a predetermined position in the gap between and. Then, the silicon seal 47 is injected from the opening 41b so that the filled thermal conductive powder 45 does not leak.

【0025】その後、金属管41に螺子プラグ53を溶
接した箇所よりも底部41a側において、金属管41の
外周から軸心方向に向けて圧力を加え、金属管41を圧
縮減径する。そして、この減径により金属管41内で熱
伝導粉末45が圧密されるため、電極31a,31b等
がしっかりと固定され、PTC35a〜35dの位置ず
れによるPTC35a〜35dと電極31a,31bと
の接触不良を防止すると共に、PTC35a〜35dの
発熱が金属管41へ効率よく伝導するようにしている。
After that, pressure is applied from the outer periphery of the metal pipe 41 toward the axial direction on the bottom portion 41a side of the portion where the screw plug 53 is welded to the metal pipe 41 to compress and reduce the diameter of the metal pipe 41. Then, since the heat conduction powder 45 is compacted in the metal tube 41 by this diameter reduction, the electrodes 31a, 31b and the like are firmly fixed, and the PTCs 35a-35d and the electrodes 31a, 31b are brought into contact with each other due to the displacement of the PTCs 35a-35d. In addition to preventing defects, the heat generated by the PTCs 35a to 35d is efficiently conducted to the metal tube 41.

【0026】そして、このような圧縮減径を行った後、
栓体51に予め形成された2つの孔に、夫々、電極端子
49a,49bを挿通して、その栓体51を開口部41
bから金属管41内に挿入する。そしてこれにより、各
電極端子49a,49bが外部に突出した状態で金属管
41の開口部41bが閉じられ、本実施例のカートリッ
ジヒータが完成する。
After performing such compression reduction,
The electrode terminals 49a and 49b are respectively inserted into the two holes formed in the plug body 51, and the plug body 51 is opened.
Insert from b into the metal tube 41. As a result, the opening 41b of the metal tube 41 is closed with the electrode terminals 49a and 49b protruding outward, and the cartridge heater of this embodiment is completed.

【0027】このように構成された本実施例のカートリ
ッジヒータにおいては、各電極端子49a,49bを電
源線に接続すると、各電極31a,31bに挟まれたP
TC35a〜35dに電流が流れて発熱する。そして、
その熱は、各電極31a,31b、ポリイミドチューブ
37、及び熱伝導粉末45を通って金属管41に伝わ
り、金属管41の表面から外界に放出される。そして、
PTC35a〜35dは、その特性から、所定温度に達
すると抵抗値が急激に大きくなって流れる電流量が小さ
くなるため、カートリッジヒータ全体が過熱することが
ない。
In the cartridge heater of this embodiment having such a structure, when the electrode terminals 49a and 49b are connected to the power supply line, the P sandwiched between the electrodes 31a and 31b is obtained.
An electric current flows through the TCs 35a to 35d to generate heat. And
The heat is transmitted to the metal tube 41 through the electrodes 31a and 31b, the polyimide tube 37, and the heat conductive powder 45, and is radiated from the surface of the metal tube 41 to the outside. And
Due to the characteristics of the PTCs 35a to 35d, when the temperature reaches a predetermined temperature, the resistance value suddenly increases and the amount of flowing current decreases, so that the entire cartridge heater does not overheat.

【0028】そして、本実施例のカートリッジヒータで
は、金属管41の開口部41bの外周に螺子プラグ53
が取り付けられているため、当該カートリッジヒータ
を、この螺子プラグ53が螺入可能な任意の箇所に容易
に取り付けることができる。ここで、本実施例のカート
リッジヒータにおいては、電極31a,31bによりP
TC35a〜35d挟持してなる柱状体を、熱可塑性の
ポリイミドチューブ37に挿入することにより発熱部3
9を形成し、その発熱部39を金属管41に収納するよ
うにしている。
In the cartridge heater of this embodiment, the screw plug 53 is provided on the outer periphery of the opening 41b of the metal tube 41.
Since the cartridge heater is attached, the cartridge heater can be easily attached to an arbitrary place into which the screw plug 53 can be screwed. Here, in the cartridge heater of this embodiment, the electrodes 31a and 31b are used to
By inserting the columnar body formed by sandwiching TCs 35a to 35d into the thermoplastic polyimide tube 37,
9 is formed, and the heat generating portion 39 is housed in the metal tube 41.

【0029】従って、本実施例のカートリッジヒータに
よれば、熱伝導粉末45を金属管41と発熱部39(ポ
リイミドチューブ37)との間隙に充填する際や、金属
管41を減径圧縮して熱伝導粉末45を圧密する際等
に、ポリイミドチューブ37により、熱伝導粉末45が
電極31a,31bとPTC35a〜35dとの接触
面、即ち、電極31a,31bに形成した浅溝57a,
57bに入り込むことが防止され、電極31a,31b
とPTC35a〜35dとの接触性低下による放熱効率
の悪化を防止することができる。
Therefore, according to the cartridge heater of this embodiment, the heat conduction powder 45 is filled in the gap between the metal tube 41 and the heat generating portion 39 (polyimide tube 37), and the metal tube 41 is reduced in diameter and compressed. When the heat conduction powder 45 is compacted, the heat conduction powder 45 is contacted by the polyimide tube 37 between the electrodes 31a and 31b and the PTCs 35a to 35d, that is, the shallow grooves 57a formed in the electrodes 31a and 31b.
57b is prevented from entering the electrodes 31a, 31b
It is possible to prevent deterioration of heat dissipation efficiency due to a decrease in contact property between the PTCs 35a to 35d.

【0030】また、本実施例のカートリッジヒータにお
いては、電極31a,31bと金属管41とは、ポリイ
ミドチューブ37により予め絶縁されることとなるた
め、熱伝導粉末45の材質は、熱伝導性にのみ優れたも
のであれば十分となる。即ち、本実施例においては、熱
伝導粉末45として、従来のカートリッジヒータと同様
に窒化ホウ素粉末を用いたが、例えば、銅やアルミニウ
ム等の金属粉末を使用することができるようになるので
ある。そして、例えば、熱伝導粉末45として銅粉末を
用いた場合には、窒化ホウ素粉末よりも熱伝導性が良
く、しかも安価であるという利点が得られる。
Further, in the cartridge heater of this embodiment, the electrodes 31a and 31b and the metal tube 41 are pre-insulated by the polyimide tube 37. Therefore, the material of the heat conductive powder 45 is a heat conductive material. Only good ones will be enough. That is, in this embodiment, as the heat conductive powder 45, boron nitride powder was used as in the conventional cartridge heater, but metal powder such as copper or aluminum can be used. Then, for example, when copper powder is used as the heat conductive powder 45, there is an advantage that the heat conductivity is better and the cost is lower than that of the boron nitride powder.

【0031】また更に、本実施例のカートリッジヒータ
においては、電極31a,31bの表面に周設する絶縁
材として、熱可塑性のポリイミドからなるポリイミドチ
ューブ37を使用するようにしている。従って、本実施
例のカートリッジヒータによれば、金属管41を減径圧
縮する際等の応力により、ポリイミドチューブ37に亀
裂が生じる心配もない。
Furthermore, in the cartridge heater of this embodiment, a polyimide tube 37 made of thermoplastic polyimide is used as an insulating material that is provided around the surfaces of the electrodes 31a and 31b. Therefore, according to the cartridge heater of the present embodiment, there is no fear of cracks in the polyimide tube 37 due to stress when the metal tube 41 is reduced in diameter and compressed.

【0032】尚、上記実施例のカートリッジヒータにお
いては、各電極31a,31b間に、4つのPTC35
a〜35dを縦列に配列させたが、その数は、カートリ
ッジヒータの発熱部の長さと個々のPTCの長さに応じ
て適宜設定することができる。
In the cartridge heater of the above embodiment, four PTCs 35 are provided between the electrodes 31a and 31b.
Although a to 35d are arranged in a column, the number can be appropriately set according to the length of the heat generating portion of the cartridge heater and the length of each PTC.

【0033】また、上記実施例のカートリッジヒータに
おいては、各電極31a,31bの平坦な側面にPTC
35a〜35dを位置決めするための浅溝57a,57
bを形成したが、必ずしも各電極31a,31bに、こ
のような浅溝57a,57bを形成する必要はなく、例
えば、図4(A)に示すように、薄板矩形状のPTC1
35が、各電極131a,131bの平坦な側面の全面
と当接するようにしてもよい。そしてこの場合、PTC
135の一部が、直接、ポリイミドチューブ37に接す
ることとなるため、その部分においては、PTC135
から生じた熱が、各電極131a,131bを介すこと
なく、直接、熱伝導粉末45に伝わって発熱効率が向上
することとなる。
Further, in the cartridge heater of the above embodiment, the PTC is formed on the flat side surface of each electrode 31a, 31b.
Shallow grooves 57a, 57 for positioning 35a to 35d
Although b is formed, it is not always necessary to form such shallow grooves 57a and 57b in the electrodes 31a and 31b. For example, as shown in FIG.
35 may be in contact with the entire flat side surfaces of the electrodes 131a and 131b. And in this case, PTC
Since a part of 135 comes into direct contact with the polyimide tube 37, PTC135
The heat generated from the heat is directly transmitted to the heat conductive powder 45 without passing through the electrodes 131a and 131b, and the heat generation efficiency is improved.

【0034】また更に、上記実施例のカートリッジヒー
タは、1組の電極31a,31bで1列のPTC35a
〜35dを挟むようにしたものであったが、電極とPT
Cの数はどの様に設定してもよく、例えば図4(B)に
示すように、4つの電極231a,231b,231
c,231dで、4つのPTC235a,235b,2
35c,235dを挟むようにしてもよい。尚、図4
(B)において、233a,233b,233c,23
3dは、夫々、電極231a〜231dに取り付けられ
たリード線を示し、255a,255b,255c,2
55dは、夫々、リード線233a〜233dを固定す
るための溝を示している。
Furthermore, in the cartridge heater of the above embodiment, one set of electrodes 31a and 31b is used to form one row of PTC 35a.
~ 35d was sandwiched between the electrode and PT
The number of Cs may be set arbitrarily, and for example, as shown in FIG. 4B, four electrodes 231a, 231b, 231
c, 231d, four PTCs 235a, 235b, 2
You may make it pinch | interpose 35c and 235d. Incidentally, FIG.
In (B), 233a, 233b, 233c, 23
3d shows the lead wires attached to the electrodes 231a to 231d, respectively, and 255a, 255b, 255c, 2
55d shows grooves for fixing the lead wires 233a to 233d, respectively.

【0035】一方、上記実施例のカートリッジヒータに
おいて、金属管41は有底円筒形状であったが、圧縮減
径の後に、その外周に放熱用のフィンを取り付けても良
い。そして、金属管41は、円筒形状のものに限らず、
例えば、三角柱形状や四角柱形状のもの、或いは断面が
楕円の筒状のもの等を使用してもよい。
On the other hand, in the cartridge heater of the above embodiment, the metal tube 41 has a bottomed cylindrical shape, but a fin for heat radiation may be attached to the outer periphery of the metal tube 41 after the compression and diameter reduction. The metal tube 41 is not limited to the cylindrical shape,
For example, a triangular prism shape, a quadrangular prism shape, or a cylindrical shape having an elliptical cross section may be used.

【0036】また、上記実施例のカートリッジヒータに
おいて、各電極31a,31bへのリード線33a,3
3bの取り付けは、溝55a,55bにリード線33
a,33bを差し込んで加締めることにより行っていた
が、その加締めに代えて、電極31a,31bとリード
線33a,33bとの導電性を確保することができる様
々の接続手段を使用することができる。
In the cartridge heater of the above embodiment, the lead wires 33a, 3 to the electrodes 31a, 31b are also used.
3b is attached to the grooves 55a and 55b by the lead wire 33.
Although it was performed by inserting and crimping a and 33b, instead of crimping, use various connecting means capable of ensuring conductivity between the electrodes 31a and 31b and the lead wires 33a and 33b. You can

【0037】そして更に、上記実施例のカートリッジヒ
ータにおいては、電極31a,31bと金属管41とを
絶縁するための絶縁材として、有底チューブ状のポリイ
ミドチューブ37を用いたが、その形状はこれに限定さ
れるのもではなく、例えば、熱可塑性のポリイミドによ
りシート状に形成された絶縁シートを電極31a,31
bに巻着するようにしてもよい。また、このような絶縁
材の材質はポリイミドに限定されるものではなく、絶縁
性と熱伝導性が良好なものであればよく、しかも熱可塑
性のものであれば更によいのである。
Further, in the cartridge heater of the above embodiment, the bottomed tubular polyimide tube 37 was used as an insulating material for insulating the electrodes 31a and 31b from the metal tube 41. However, the insulating sheet formed of thermoplastic polyimide in a sheet shape is not limited to the electrodes 31a, 31
It may be wrapped around b. Further, the material of such an insulating material is not limited to polyimide, and any material having good insulation and thermal conductivity may be used, and more preferably thermoplastic material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例のカートリッジヒータを表す縦断面図
である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a cartridge heater of an embodiment.

【図2】 実施例のカートリッジヒータを表す横断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cartridge heater according to an embodiment.

【図3】 実施例のカートリッジヒータの製造手順を説
明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a manufacturing procedure of the cartridge heater of the embodiment.

【図4】 他の実施例のカートリッジヒータの横断面を
表す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section of a cartridge heater of another embodiment.

【図5】 従来のカートリッジヒータを説明する説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a conventional cartridge heater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31a,31b,131a,131b,231a〜23
1d…電極 35a〜35d,135,235a〜235d…正特性
サーミスタ素子(PTC) 37…ポリイミドチューブ 39…発熱部 4
1…有底金属管 45…熱伝導粉末
31a, 31b, 131a, 131b, 231a-23
1d ... Electrodes 35a to 35d, 135, 235a to 235d ... Positive characteristic thermistor element (PTC) 37 ... Polyimide tube 39 ... Exothermic part 4
1 ... Bottomed metal tube 45 ... Thermal conductive powder

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正特性サーミスタ素子及び該正特性サー
ミスタ素子を挟む電極を備えた発熱部と、 該発熱部を収納する有底金属管と、 該有底金属管と前記発熱部との間隙に充填される熱伝導
性の良い粉末と、 を備えたカートリッジヒータにおいて、 前記発熱部の電極表面に絶縁材を周設した後、該発熱部
を前記有底金属管に収納してなること、を特徴とするカ
ートリッジヒータ。
1. A heat generating part provided with a positive temperature coefficient thermistor element and electrodes sandwiching the positive temperature coefficient thermistor element, a bottomed metal tube accommodating the heat generating part, and a gap between the bottomed metal tube and the heat generating part. In a cartridge heater comprising: a powder having good thermal conductivity to be filled, an insulating material is provided around the electrode surface of the heat generating part, and then the heat generating part is housed in the bottomed metal tube. Characteristic cartridge heater.
【請求項2】 請求項1に記載のカートリッジヒータに
おいて、 前記絶縁材を熱可塑性樹脂により形成してなること、 を特徴とするカートリッジヒータ。
2. The cartridge heater according to claim 1, wherein the insulating material is formed of a thermoplastic resin.
JP27847193A 1993-10-04 1993-11-08 Cartridge heater Pending JPH07153558A (en)

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JP27847193A JPH07153558A (en) 1993-10-04 1993-11-08 Cartridge heater

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5-248105 1993-10-04
JP24810593 1993-10-04
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10247584A (en) * 1997-02-28 1998-09-14 Kyocera Corp Ceramic-sheathed heater and fluid heating system using this
CN108990190A (en) * 2018-08-21 2018-12-11 镇江裕太防爆电加热器有限公司 A kind of triangle magnesium pipe
WO2023203794A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 日本特殊陶業株式会社 Liquid heating device

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