JP2000195649A - Inorganic insulated heater and its manufacture - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は無機絶縁ヒーター特
に遠赤外線放射効果の大きい無機絶縁ヒーター及びその
製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inorganic insulated heater, and more particularly to an inorganic insulated heater having a large far-infrared radiation effect and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来この種の無機絶縁ヒーターには、セ
ラミックス自体をヒーター材料としたセラミックスヒー
ター、セラミックスを基体としその上に導電性抵抗性の
ペーストを塗布し、更に遠赤外線放射性セラミックスを
被覆したセラミックスヒーター、ＳｉＣセラミックスを
発熱体とし、これに金属リード線を付したヒーター、電
極部と発熱部とをすべてセラミックスで構成し、一体化
したヒーター、ディーゼルエンジン用グロープラグであ
って、Y2O3, AlN,Si3N4,TiN 等の複合焼結体、遠赤外線
放射性セラミックスであるジルコンやコージェライトに
Ni-Cr 合金系発熱抵抗線を内蔵したもの、セラミックス
基板内に抵抗発熱体を設けたもの、金属基体にガラスを
焼付たもの、あるいはシース型セラミックヒーターで導
電性セラミック印刷体の表面をカバーして焼成してなる
もの等が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, an inorganic insulated heater of this type has a ceramic heater using ceramic itself as a heater material, a ceramic substrate as a base, a conductive resistive paste applied thereon, and a far-infrared radiation ceramic coated thereon. A ceramic heater, a heater having SiC ceramics as a heating element, a metal lead wire attached to the heating element, an electrode section and a heating section all made of ceramics, an integrated heater, a glow plug for a diesel engine, and a Y 2 O 3, Composite sintered body of AlN, Si 3 N 4, TiN, etc., for zircon and cordierite which are far infrared radiation ceramics
Ni-Cr alloy-based heating resistance wire built-in, ceramic substrate with resistance heating element, metal substrate baked glass, or sheathed ceramic heater covering the surface of conductive ceramic printed body And those obtained by firing.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術による
ヒーターの発熱温度は、使用目的にもよるが多くは７０
０〜８００℃程度であり、また、省エネの観点から絶縁
シース材であるセラミックスには遠赤外線放射という特
別の観点からのセラミックス選定が行われていなかっ
た。従って、これらのセラミックスヒーターに特別に高
い遠赤外放射を求めることは必ずしも適当とは言えなか
った。The heating temperature of a heater according to the above-mentioned prior art depends on the purpose of use, but is generally 70 degrees.
The temperature is approximately 0 to 800 ° C., and ceramics as an insulating sheath material have not been selected from the special viewpoint of far-infrared radiation from the viewpoint of energy saving. Therefore, it has not always been appropriate to require these ceramic heaters to have particularly high far-infrared radiation.
【０００４】本発明は、前記従来の技術である無機絶縁
ヒーターになかった安定したヒーター赤外線放射（輻
射）機能を有し、かつ従来の無機絶縁ヒーターでは全く
なかった可撓性を備え、しかも線状で細径化され、熱衝
撃、密着性に優れた無機絶縁ヒーターを提供することを
目的とするものである。[0004] The present invention has a stable heater infrared radiation (radiation) function that was not available in the above-described conventional inorganic insulating heater, and had flexibility that was not available in the conventional inorganic insulating heater at all. It is an object of the present invention to provide an inorganic insulating heater having a small diameter in a shape and having excellent thermal shock and adhesion.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】以下本発明の概要につい
て説明する。請求項１の発明は、高い電気抵抗を有する
線材と、その周囲の薄いアルミニウム層と、その外側の
アルミニウムの陽極酸化皮膜とよりなることを特徴とす
る無機絶縁ヒーターであり、請求項２の発明は、高い電
気抵抗を有する線材がＦｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系
合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｃ
ｕ−Ｎｉ系合金のうちから選択された線材であることを
特徴とする請求項１に記載の無機絶縁ヒーターで、請求
項３の発明は、高い電気抵抗を有する線材にアルミニウ
ムを被覆する工程と、該アルミニウムを被覆し高い電気
抵抗を有する線材を陽極酸化する工程とを含むことを特
徴とする無機絶縁ヒーターの製造方法である。The outline of the present invention will be described below. According to a first aspect of the present invention, there is provided an inorganic insulated heater comprising a wire having a high electric resistance, a thin aluminum layer around the wire, and an anodic oxide film of aluminum on the outside thereof. The wire having high electric resistance is made of an Fe-Ni alloy, an Fe-Cr alloy, an Fe-Cr-Al alloy, an Fe-Ni alloy,
The wire according to claim 1, wherein the wire is selected from u-Ni-based alloys. The invention according to claim 3, wherein a wire having high electric resistance is coated with aluminum. And anodizing a wire having high electric resistance by coating the aluminum.
【０００６】本発明によるときは、高い電気抵抗を有す
る線材に一定の厚さのアルミニウム層を被覆し、これを
陽極酸化して酸化皮膜を構成するもので、ここに用いら
れる高い電気抵抗を有する線材には、広い意味の抵抗線
材が使用できるが、特にＦｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ
系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金、のうちから選択され
適用されたものが好ましい。中でもＦｅ−Ｎｉ系合金は
価額も安く、加工し易い鋼線等の抵抗線として知られて
おり、通常は直径８ｍｍ程度の線材として供給される。
そして丸線は勿論長円形または小判型等の異型線をも製
作し易く、また、極めて細い線材まで製造することが容
易である。かかる高い電気抵抗を有する線材の表面に
は、アルミニウムが被覆されるが、後述するようにアル
ミニウムは押出被覆、テープ巻き後引抜き等の任意の手
段で製作することができる。According to the present invention, a wire having a high electric resistance is coated with an aluminum layer having a certain thickness, and the aluminum layer is anodized to form an oxide film. A wide range of resistance wires can be used as the wire, but in particular, Fe-Ni alloys, Fe-Cr
An alloy selected and applied from the group consisting of a system alloy and a Fe-Cr-Al system alloy is preferable. Among them, Fe-Ni alloys are known as resistance wires such as steel wires which are inexpensive and easy to process, and are usually supplied as wires having a diameter of about 8 mm.
And it is easy to manufacture not only round wires but also odd-shaped wires such as oval or oval shapes, and it is also easy to manufacture extremely thin wires. The surface of the wire having such high electric resistance is coated with aluminum. As described later, aluminum can be manufactured by any means such as extrusion coating, tape winding and drawing.
【０００７】なお、上記の高い電気抵抗を有する線材と
しては常温から３０００℃で使用されるものであるが、
Ｆｅ−Ｎｉ系合金はインバー効果があり１２００℃で使
用でき、最も好ましい合金である。Ｆｅ−Ｃｒ系合金は
１２００℃、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金は１２００℃、Ｎ
ｉ−Ｃｒ系合金は１１００℃、Ｃｕ−Ｎｉ系合金は４０
０℃以下で使用されるがインバー効果がなくＦｅ−Ｎｉ
系合金より劣る。更にＦｅ−Ｎｉ系合金は、Ａｌとの金
属結合強度が強く、複合化し易く、自己径のマンドレル
に巻きつけても、外層を形成しているＡｌやアルマイト
は剥離しない。従って、Ｆｅ−Ｎｉ系合金は他の合金に
比べて、Ａｌ被覆、アルマイト化しても前記の基本的特
性が優れているので、最終製品まで、品質に有意差がつ
くことになる。なお又、Ｆｅ−Ｎｉ系合金においては、
Ａｌ被覆にはクラッド法、メッキ法、粉末焼結法等のす
べてのものが採用でき、Ｆｅ−Ｎｉ系合金はＡｌ被覆と
の金属結合が良好であるので、各種セラミックスとＦｅ
−Ｎｉ系合金以外の合金を基材とする複合線材に比べ
て、結合強度が優れており、抵抗線材の基材として最も
好ましい合金である。The wire having a high electric resistance is used at a temperature from room temperature to 3000 ° C.
Fe-Ni alloys have the Invar effect and can be used at 1200 ° C, and are the most preferred alloys. 1200 ° C for Fe-Cr alloy, 1200 ° C for Fe-Cr-Al alloy, N
1100 ° C for i-Cr alloy, 40 for Cu-Ni alloy
It is used at 0 ° C or lower, but has no Invar effect
Inferior to base alloys. Further, the Fe—Ni-based alloy has a strong metal bond strength with Al, is easily compounded, and does not peel off Al or alumite forming the outer layer even when wound around a mandrel having a self-diameter. Therefore, Fe-Ni-based alloys are superior to other alloys even in the case of Al coating and alumite formation, because the basic characteristics described above are excellent. In addition, in the case of the Fe-Ni alloy,
As the Al coating, any of a cladding method, a plating method, a powder sintering method, and the like can be adopted. Since the Fe—Ni alloy has a good metal bond with the Al coating, various types of ceramics and Fe can be used.
-Compared to a composite wire having an alloy other than a Ni-based alloy as a base material, the bonding strength is excellent, and it is the most preferable alloy as a base material of a resistance wire.
【０００８】アルミニウム被覆鋼線等抵抗線材は、適当
なサイズ例えば１〜５ｍｍに線引きした上で、硫酸、硫
酸−蓚酸混浴等の電解液を用いて陽極酸化を行う。この
場合鋼線を芯とするので、例えば鋼線の真円度やその外
側のアルミニウム層の偏肉の影響で、該アルミニウム層
全体を一様に陽極酸化してしまうことは不可能であり、
この点について鋭意検討の結果、平均約１０μｍの厚さ
のアルミニウム層を残存させることにより線材全体とし
ての電気抵抗の維持と、陽極酸化被膜の熱安定性を維持
することができるとの知見を得た。丸線以外の他の異形
線材でも当然にこれと類似した現象が観察される。An aluminum-coated steel wire or the like is drawn to an appropriate size, for example, 1 to 5 mm, and then anodized using an electrolytic solution such as sulfuric acid or a mixed solution of sulfuric acid and oxalic acid. In this case, since the steel wire is used as the core, it is impossible to uniformly anodize the entire aluminum layer due to, for example, the roundness of the steel wire or the uneven thickness of the aluminum layer outside the steel wire,
As a result of intensive studies on this point, it was found that by leaving an aluminum layer having an average thickness of about 10 μm, it is possible to maintain the electrical resistance of the entire wire and maintain the thermal stability of the anodic oxide film. Was. A phenomenon similar to this is naturally observed in other deformed wires other than the round wire.
【０００９】また、アルミニウム層の陽極酸化被膜の厚
さは、５〜１００μｍの厚さが実用的である。但しこの
厚さは絶縁破壊電圧値と、遠赤外線の放射率の要求特性
により任意に決定することができる。因みにアルミニウ
ムの陽極酸化被膜の絶縁破壊電圧値は、約１５〜３０Ｖ
／皮膜１μｍ相当であり、また、遠赤外線の放射率は、
約８０％／３０μｍ程度であり、実用上３０〜５０μｍ
の厚さがあれば、絶縁耐圧数百ボルト、遠赤外放射率８
０数％を得ることができる。The thickness of the anodic oxide film of the aluminum layer is practically 5 to 100 μm. However, this thickness can be arbitrarily determined according to the dielectric breakdown voltage value and the required characteristics of the emissivity of far infrared rays. Incidentally, the dielectric breakdown voltage of the anodic oxide film of aluminum is about 15 to 30 V.
/ Equivalent to film 1 μm, and the emissivity of far infrared ray is
About 80% / 30 μm, practically 30 to 50 μm
With a thickness of several hundred volts, far-infrared emissivity of 8
0% can be obtained.
【００１０】本発明は、電気抵抗の高い鋼材等の抵抗線
材を芯材として圧粉焼結伸線法、テープクラッド法、溶
融めっき法等の公知の手段でアルミニウム被覆層を形成
後、適当な線径、適当なアルミニウム被覆厚になるよう
に芯材径、アルミニウム被覆層厚さを一定の比率に保ち
つつ、特殊伸線、圧延などにより、減径を行う。According to the present invention, an aluminum coating layer is formed by a known method such as a powder sintering drawing method, a tape cladding method and a hot-dip plating method using a resistance wire material such as a steel material having a high electric resistance as a core material, and then forming an appropriate coating. While maintaining the core diameter and the thickness of the aluminum coating layer at a certain ratio so that the wire diameter and the appropriate aluminum coating thickness are obtained, the diameter is reduced by special drawing or rolling.
【００１１】芯材である発熱体を構成する抵抗線は、合
金の種類と線径により０．１〜１０，０００Ω／ｍ程度
の抵抗を具備するものが好適に用いられる。特にＦｅ−
Ｎｉ系合金の場合は、電気抵抗が０．９Ω／ｍ（３０
℃）程度で好ましい。The resistance wire constituting the heating element as the core material preferably has a resistance of about 0.1 to 10,000 Ω / m depending on the kind of the alloy and the wire diameter. In particular, Fe-
In the case of a Ni-based alloy, the electric resistance is 0.9Ω / m (30
° C).
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の無機絶縁ヒーターの具体
例は図１に示すように、電気抵抗の高い抵抗線材１の外
周に薄いアルミニウム被覆層２を有し、その外周に陽極
酸化皮膜（アルマイト層）３を設けたことにより達成さ
れる。なお、図示してないが、丸線以外の異形線でも同
様である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, a specific example of the inorganic insulated heater of the present invention has a thin aluminum coating layer 2 on the outer periphery of a resistance wire 1 having a high electric resistance and an anodic oxide film ( This is achieved by providing the alumite layer) 3. Although not shown, the same applies to deformed wires other than round wires.
【００１３】[0013]
【実施例】実施例１：直径１．１ｍｍのＦｅ−Ｎｉ合金
線の上にアルミニウム厚さ０．１５ｍｍのアルミニウム
層を圧粉焼結伸線法で強固に金属間結合させた外径１．
４ｍｍのアルミニウム被覆Ｆｅ−Ｎｉ合金線を作成し
た。なおこの複合線の電気抵抗は、３０℃に於て、０．
８８６Ω／ｍである。EXAMPLE 1 An outer layer having an aluminum layer having a thickness of 0.15 mm was firmly intermetallic-bonded to a 1.1 mm-diameter Fe-Ni alloy wire by a powder-sintering wire drawing method.
A 4 mm aluminum-coated Fe-Ni alloy wire was prepared. The electric resistance of this composite wire was 0.3 at 30 ° C.
886 Ω / m.
【００１４】次にこの複合線を２２％硫酸中にて、１５
℃で３Ａ／ｄｍ2 の電流密度により、５０分間の陽極酸
化処理を行ない、５０μｍ厚の陽極酸化皮膜を生成し
た。皮膜の外観は灰色を示す。これを６０℃の熱水にて
湯洗し、７０℃で乾燥した。Next, this composite wire is added to 22% sulfuric acid for 15 minutes.
Anodizing treatment was performed for 50 minutes at a current density of 3 A / dm 2 at 50 ° C. to form an anodized film having a thickness of 50 μm. The appearance of the film is gray. This was washed with hot water of 60 ° C. and dried at 70 ° C.
【００１５】次にこの複合線を２２％硫酸浴中にて、１
５℃で３Ａ／ｄｍ2 の電流密度により、５０分間陽極酸
化処理を行い、５０μｍの陽極酸化皮膜を生成した。皮
膜の外観は灰色を示す。これを６０℃の熱水で湯洗、７
０℃で乾燥した。アルマイトされたこの複合線を３００
ｍｍに切断したものを実施例の試料Ａとした。Next, the composite wire is placed in a 22% sulfuric acid bath for 1 hour.
An anodic oxidation treatment was performed at 5 ° C. and a current density of 3 A / dm 2 for 50 minutes to form a 50 μm anodic oxide film. The appearance of the film is gray. Wash this with hot water of 60 ° C, 7
Dried at 0 ° C. 300 anodized composite lines
A sample cut into mm was used as sample A of the example.
【００１６】また、比較のために同一の直径１．１ｍｍ
のＦｅ−Ｎｉ合金線の上にアルミニウム厚さ０．１５m
ｍのアルミニウム層を圧粉焼結伸線法で強固に金属間結
合させた外径１．４ｍｍのアルミニウム被覆Ｆｅ−Ｎｉ
合金線を作成し、陽極酸化を行わずに３００ｍｍに切断
したものを比較試料Ｂとした。また、比較のために同一
の直径１．１ｍｍのＦｅ−Ｎｉ合金線の上にコージェラ
イト及びムライトを成分とする遠赤外線放射能のあるセ
ラミック粉を粉末焼結被覆して３００ｍｍに切断したも
のを比較試料Ｃとした。更に、前記の実施例１に記載の
Ｆｅ−Ｎｉ合金線に変えて、Ｎｉ−Ｃｒ合金線にサイア
ロン、ＴｉＮ、Ｓｉ3 Ｎ4 等の強靱性のあるセラミック
スを粉末焼結して被覆して３００ｍｍに切断したものを
比較試料Ｄとした。For comparison, the same diameter of 1.1 mm was used.
Aluminum thickness 0.15m on the Fe-Ni alloy wire
1.4 mm outer diameter aluminum-coated Fe-Ni in which an aluminum layer having a thickness of 1.4 m is strongly intermetallic-bonded by a powder-sintering wire drawing method.
An alloy wire was prepared and cut into 300 mm without anodic oxidation to obtain Comparative Sample B. Further, for comparison, a ceramic powder having a far-infrared radiation activity containing cordierite and mullite on the same Fe-Ni alloy wire having a diameter of 1.1 mm was powder-sintered and cut into 300 mm. Comparative sample C was used. Further, instead of the Fe-Ni alloy wire according to Example 1 of the, Ni-Cr sialon alloy wire, TiN, and coated ceramics of toughness such as Si 3 N 4 and the powder sintering 300mm The sample cut into pieces was designated as Comparative Sample D.
【００１７】上記のようにして得られた各試料を２１０
ｍｍの長さの電極間に交流２Ｖを印加し、中心点（１
０．５ｍｍ）での表面の温度上昇をテープ熱電対を付け
て測定した。測定結果を表１に示す。Each of the samples obtained as described above was
2V AC is applied between electrodes having a length of 1 mm, and the center point (1
(0.5 mm) was measured with a tape thermocouple attached. Table 1 shows the measurement results.
【００１８】[0018]
【表１】 [Table 1]
【００１９】上記測定結果は表１に示したように、５分
間通電後、直ちに冷水に投入して急冷した場合の本発明
の実施例Ａ及び比較試料Ｂは皮膜の剥離が無かったが、
比較試料Ｃ及びＤはセラミックスの剥離が認められた。As shown in Table 1, as shown in Table 1, the samples of Example A and Comparative Sample B of the present invention, which were immediately put into cold water and immediately cooled after being energized for 5 minutes, did not peel off the film.
In Comparative Samples C and D, peeling of the ceramic was observed.
【００２０】次に表２に前記各試料の表面に存在する各
セラミックスの３００℃における３〜２５μｍの遠赤外
線波長領域における全放射率を測定した。その結果は、
本発明の実施例Ａは、アルマイト皮膜が数十μｍ以上に
なると、一般の遠赤外線放射セラミックスの複合物に優
るとも劣らない安定した高い放射率を有するため、ヒー
ターの表面温度が高いと共に、この高い温度の表面から
放射エネルギーが一層強化されるため、合わせて遠赤外
線放射能も通常の複合セラミックス層焼結絶縁ヒーター
よりも一段と優れているものである。Next, Table 2 shows the total emissivity of the ceramics present on the surface of each sample in the far infrared wavelength region of 3 to 25 μm at 300 ° C. The result is
In Example A of the present invention, when the alumite film is several tens μm or more, it has a stable and high emissivity that is not inferior to that of a general composite of far-infrared radiating ceramics. Since the radiant energy is further enhanced from the surface at a high temperature, the far-infrared radiation activity is further superior to that of the ordinary composite ceramics layer sintered insulated heater.
【００２１】Ｆｅ−Ｎｉ芯線にアルミナを被覆し、アル
マイト化処理を行ったものを長さ３００ｍｍに切断した
もの（試料Ａ）、同じＦｅ−Ｎｉ芯線にアルミナを被覆
し、陽極酸化処理しないもの（アルマイト層のないも
の）（試料Ｂ）、Ｆｅ−Ｃｒ芯線にコジェライト−ムラ
イトを焼成したもの（試料Ｃ）、Ｎｉ−Ｃｒ芯線にサイ
アロンを焼成したものの４点の試料について、２１０ｍ
ｍ長さの電極間に交流２Ｖを印加し、中心点（１０５ｍ
ｍ）での表面の温度上昇をテープ熱伝対を付けて通電時
間と温度の関係をとり図２のグラフとした。なお試料
（Ａ）の絶縁破壊耐圧は６００Ｖであった。A Fe—Ni core wire coated with alumina and subjected to an alumite treatment was cut into a length of 300 mm (sample A), and the same Fe—Ni core wire was coated with alumina and not anodized ( 210 m for four samples: one without an alumite layer) (Sample B), one obtained by firing cordierite-mullite on a Fe-Cr core wire (Sample C), and one obtained by firing Sialon on a Ni-Cr core wire.
An AC voltage of 2 V is applied between electrodes having a length of m and a center point (105 m
The temperature rise on the surface in step m) was measured by applying a tape thermocouple to obtain a graph of FIG. Note that the dielectric breakdown voltage of the sample (A) was 600 V.
【００２２】[0022]
【表２】 [Table 2]
【００２３】実施例２：Ｆｅ−Ｎｉ合金線を長方形の線
材に加工した場合について説明する。実施例１に示した
外径１．４ｍｍのＦｅ−Ｎｉ合金複合線（丸線）をロー
ラーダイスを２回通過させて１×１．５ｍｍの長方形線
材に成型した。このとき、実施例Ａ，Ｂは長方形に成型
できたが、Ｃ，Ｄは外部被覆であるセラミックが全く変
形できず、剥離して長方形の製品を得ることができなか
った。実施例２では、実施例１の試料１Ａをつぶして長
円形にしたものを試料２Ａとし、試料１Ｂをつぶして長
円形にしたものを試料２Ｂとし、２Ｖの電圧で通電した
場合の温度上昇並びに５Ｖの電圧で通電した場合の温度
上昇を測定した。その結果は表３及び表４に示すとおり
である。なお、実施例１における試料１Ｃ，１Ｄは長円
形につぶしてみたが、データが取れなかった。Embodiment 2 A case where an Fe—Ni alloy wire is processed into a rectangular wire will be described. The Fe-Ni alloy composite wire (round wire) having an outer diameter of 1.4 mm shown in Example 1 was passed twice through a roller die to form a rectangular wire of 1 x 1.5 mm. At this time, Examples A and B could be molded into a rectangular shape, but C and D did not deform the ceramic as the outer coating at all and could not be peeled off to obtain a rectangular product. In Example 2, the sample 1A of Example 1 was crushed into an oval to obtain a sample 2A, and the sample 1B was crushed into an oval to obtain a sample 2B. The temperature rise when applying a voltage of 5 V was measured. The results are as shown in Tables 3 and 4. The samples 1C and 1D in Example 1 were crushed into an oval shape, but no data was obtained.
【００２４】[0024]
【表３】 [Table 3]
【００２５】[0025]
【表４】 [Table 4]
【００２６】実施例３：線径１．１ｍｍのＦｅ−Ｃｒ−
Ａｌ合金線を溶融アルミニウムめっき槽を通過させて、
周囲に均一に０．１５ｍｍのアルミニウムめっきを施
し、このめっき層を実施例１と同様な陽極酸化条件で、
５０μｍのアルマイト層を生成した。これを試料３Ｘと
し、陽極酸化しないものを試料３Ｙとした。この試料３
Ｘと３Ｙに対して実施例２と同様にローラーダイスを用
い長方形に成型し、０．８×１．６ｍｍの長方形線材を
得た。外部のアルミニウム被覆層は特に異常がなく、ア
ルマイト被覆には若干クラックの発生が認められたが、
剥離はなかったので、ヒーターとしての絶縁性保持には
問題が無かった。更に、前記の長方形に成型した試料を
３Ｘ′と３Ｙ′として、これら各試料に、実施例１と同
様な条件で、２Ｖおよび５Ｖの電圧を印加した。その結
果は表５、表６に示すとおりである。何れも５分後水中
剥離が無く優れた特性を有していた。Example 3 Fe—Cr— having a wire diameter of 1.1 mm
Pass the Al alloy wire through the hot-dip aluminum plating tank,
An aluminum plating of 0.15 mm is uniformly applied to the periphery, and this plating layer is formed under the same anodic oxidation conditions as in Example 1,
A 50 μm alumite layer was produced. This was designated as sample 3X, and the one without anodization was designated as sample 3Y. This sample 3
X and 3Y were molded into a rectangular shape using a roller die in the same manner as in Example 2 to obtain a rectangular wire of 0.8 × 1.6 mm. The external aluminum coating layer was not particularly abnormal, and some cracks were observed in the alumite coating.
Since there was no peeling, there was no problem in maintaining insulation as a heater. Further, the rectangular shaped samples were designated as 3X 'and 3Y', and voltages of 2 V and 5 V were applied to these samples under the same conditions as in Example 1. The results are as shown in Tables 5 and 6. In all cases, there was no underwater peeling after 5 minutes and excellent properties were obtained.
【００２７】[0027]
【表５】 [Table 5]
【００２８】[0028]
【表６】 [Table 6]
【００２９】なお、各アルマイト皮膜を設けた試料のう
ち、２Ｖ及び５Ｖで各５分間通電後の皮膜の絶縁耐圧と
表面からの遠赤外線放率を測定した測定温度（２００
℃）。その結果は表７に示すとおりで１Ａの丸腺、２Ａ
の平角線、３Ｘのメッキ丸線、３Ｘ′のメッキ平角線の
いずれも優れた特性を有することが認められた。The temperature at which the dielectric withstand voltage and the far-infrared radiation rate from the surface of the sample provided with the alumite coating were measured after applying current at 2 V and 5 V for 5 minutes for each 5 minutes (200
° C). The results are as shown in Table 7; 1A round gland, 2A
It was confirmed that all of the rectangular wire, the 3X plated round wire, and the 3X 'plated rectangular wire had excellent characteristics.
【００３０】[0030]
【表７】 [Table 7]
【００３１】なお、本発明において、高い電気抵抗を有
する線材にアルミニウムを被覆して、該アルミニウムを
被覆した高い電気抵抗を有する線材を陽極酸化する場
合、高い電気抵抗を有する線材表面のアルミニウム層の
アミニウムの残量が１０μｍ以内で、陽極酸化被膜の厚
さが５〜１００μｍになるように陽極酸化することが無
機絶縁ヒーターの製造上好ましい方法である。In the present invention, when a wire having high electric resistance is coated with aluminum and the aluminum-coated wire having high electric resistance is anodized, the aluminum layer on the surface of the wire having high electric resistance is used. Anodizing such that the remaining amount of aminium is within 10 μm and the thickness of the anodic oxide coating is 5 to 100 μm is a preferable method for manufacturing an inorganic insulating heater.
【００３２】[0032]
【発明の効果】上記の比較試験から明らかなように、有
機物の絶縁とは異なり、耐熱性のアルミニウム陽極酸化
皮膜であるために、有機物エナメル皮膜のように可撓性
を有するわけには行かないが、自己径の２０倍以上（線
径２ｍｍであれば、４０ｍｍ径のマンドレル）に巻付け
ても特性上異常はない。As is clear from the above comparative test, unlike the insulation of organic substances, since it is a heat-resistant aluminum anodic oxide film, it cannot be as flexible as an organic enamel film. However, there is no abnormality in the characteristics even when wound around 20 times or more of the self-diameter (for a wire diameter of 2 mm, a mandrel having a diameter of 40 mm).
【００３３】又、同一抵抗値の有機樹脂絶縁抵抗線よ
りも遙かに熱伝導性がよく、温度上昇が高い、アルマイ
ト皮膜無し（比較試料（Ｂ））と比較しても、昇温速
度、到達温度に大きな差が存在するので、ヒーターとし
て省エネルギー効率が極度に改善される。 アルマイト皮膜により、数百ボルトの電気絶縁が可能
である。 アルマイト皮膜により、加熱発熱面から遠赤外線が放
射されており遠赤外線乾燥、加熱効果も省エネルギーに
有効である。 （Ｃ）に比べ（Ａ）は１分以内で、（Ｃ）の５分加熱
温度域に達することができる程省エネ効果が顕著であ
る。Further, the thermal conductivity is much better than that of an organic resin insulated resistance wire having the same resistance value, the temperature rise is high, and even when compared with the case of no alumite coating (Comparative Sample (B)), Since there is a large difference in the attained temperature, the energy saving efficiency as a heater is extremely improved. The alumite coating allows for electrical insulation of several hundred volts. The alumite film radiates far-infrared rays from the heating surface, so far-infrared drying and heating effects are also effective for energy saving. Compared with (C), (A) is within 1 minute, and the energy saving effect is remarkable as it can reach the heating temperature range of 5 minutes (C).
【図１】本発明の実施例のヒータ線の構造を示す断面図
である。FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a heater wire according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例と比較例の通電時間と表面温度
のグラフFIG. 2 is a graph showing the relationship between the energization time and the surface temperature of an embodiment of the present invention and a comparative example
１ 高い電気抵抗を有する線材 ２ 陽極酸化後の残留アルミニウム ３ 陽極酸化皮膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wire with high electric resistance 2 Residual aluminum after anodization 3 Anodized film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長沼 義裕 静岡県沼津市双葉町９丁目20番地 日本ア ルモウエルド株式会社内 (72)発明者 草間 俊行 静岡県沼津市双葉町９丁目20番地 日本ア ルモウエルド株式会社内 (72)発明者 伊藤 裕 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 寺本 恵吾 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 Ｆターム(参考） 3K092 QA03 QB02 QB25 QB26 QB80 QC03 RE05 VV03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Yoshihiro Naganuma 9-20-20 Futaba-cho, Numazu-shi, Shizuoka Japan Inside Almoweld Co., Ltd. (72) Inventor Toshiyuki Kusama 9-20-20 Futaba-cho, Numazu-shi, Shizuoka Japan Almoweld Inside (72) Inventor Hiroshi Ito 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Inside Fujikura Corporation (72) Inventor Keigo Teramoto 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Inside Fujikura Corporation F Terms (reference) 3K092 QA03 QB02 QB25 QB26 QB80 QC03 RE05 VV03
Claims (3)
の薄いアルミニウム層と、その外側のアルミニウムの陽
極酸化皮膜とよりなることを特徴とする無機絶縁ヒータ
ー。1. An inorganic insulated heater comprising a wire having a high electric resistance, a thin aluminum layer around the wire, and an aluminum anodic oxide film on the outside thereof.
系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金、
Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｃｕ−Ｎｉ系合金のうちから選択さ
れた線材であることを特徴とする請求項１に記載の無機
絶縁ヒーター。2. A wire having high electric resistance is made of Fe—Ni.
Alloy, Fe-Cr alloy, Fe-Cr-Al alloy,
The inorganic insulated heater according to claim 1, wherein the wire is selected from a Fe-Ni-based alloy and a Cu-Ni-based alloy.
ムを被覆する工程と、該アルミニウムを被覆した高い電
気抵抗を有する線材を陽極酸化する工程とを有すること
を特徴とする無機絶縁ヒーターの製造方法。3. A method for producing an inorganic insulated heater, comprising: a step of coating a wire having a high electric resistance with aluminum; and a step of anodizing the wire coated with the aluminum and having a high electric resistance.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37647998A JP2000195649A (en) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | Inorganic insulated heater and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37647998A JP2000195649A (en) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | Inorganic insulated heater and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2000195649A true JP2000195649A (en) | 2000-07-14 |
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ID=18507207
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP37647998A Pending JP2000195649A (en) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | Inorganic insulated heater and its manufacture |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000195649A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010135331A (en) * | 2004-03-08 | 2010-06-17 | Wet Automotive Syst Ag | Heating element |
| CN102952990A (en) * | 2012-11-20 | 2013-03-06 | 无锡康柏斯机械科技有限公司 | Precision resistance wire alloy |
| CN103997802A (en) * | 2013-02-04 | 2014-08-20 | 博格华纳贝鲁***股份有限公司 | Heating rod |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP37647998A patent/JP2000195649A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010135331A (en) * | 2004-03-08 | 2010-06-17 | Wet Automotive Syst Ag | Heating element |
| CN102952990A (en) * | 2012-11-20 | 2013-03-06 | 无锡康柏斯机械科技有限公司 | Precision resistance wire alloy |
| CN103997802A (en) * | 2013-02-04 | 2014-08-20 | 博格华纳贝鲁***股份有限公司 | Heating rod |
| US9485809B2 (en) | 2013-02-04 | 2016-11-01 | Borgwarner Ludwigsburg Gmbh | Heating rod |
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