JP3640699B2 - ヒータおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、寒冷地で水道管等の水が滞留する滞留部位において、水の凍結による損傷を防止するため、上記滞留部位を加熱する用途等に用いられるヒータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、寒冷地において、厳冬期の水道管内等の水の凍結防止を目的として、テレビ等のフィーダー線状の帯状ヒータが使用されてきた。この帯状ヒータは、ニクロム線などの金属抵抗線からなる内部構造物を、電気絶縁体である塩化ビニル樹脂などで被覆し、帯状としている。
【０００３】
上記帯状ヒータは、寒冷地の家屋で、水道管の地上に露出した部分を被覆するように、例えば、らせん状に巻き付けたり、水道管の長さ方向に沿って圧着させたりして使用されている。上記帯状ヒータは凍結防止のために、所定の、例えば水道管１ｍ当り６Ｗの消費電力を消費するよう設定されている。
【０００４】
また、検出温度によって上記帯状ヒータをＯＮ／ＯＦＦ制御するセンサー、例えば白金センサーが、家屋の最も寒冷な場所、通常家屋の北側に、水道管の露出した部位に近接した位置に設置されている。
【０００５】
このような帯状ヒータは１回路にて構成されている。このため、金属抵抗線には常に一定の電流が流れることになり、常に一定の電力を消費する。そのため、この帯状ヒータにて長い水道管を覆うようにして使用した場合、水道管の各部分の温度には関係なく、上記帯状ヒータに当接した部分がすべて均等に加熱される。すなわち、上記の帯状ヒータは、水道管の温度が低い特定の部分だけを集中的に加熱することはできず、加熱の必要のない部分まで同じように加熱してしまう。その結果、上記帯状ヒータは、必要以上に電力を消費する。
【０００６】
米国特許第４，０７２，８４８号公報には、発熱体を含む内部構造物に樹脂を絶縁被覆したヒータが開示されている。上記公報では、熱可塑性樹脂等の絶縁体からなるケーブル状の本体が用いられる。この本体に、内部構造物として、通電されると発熱するチップ形状の各発熱体と、上記各発熱体にそれぞれ給電するための銅からなる一対の各電線とが封入されている。
【０００７】
上記各発熱体は、チタン酸バリウム系のセラミックスからなる正特性（ＰＴＣ）(Positive Temperature Coefficient)を有するサーミスタであり、上記本体の幅方向における両端面にオーミックコンタクト用の一対の電極がそれぞれ形成されている。上記各発熱体は、上記長さ方向に沿って、所定間隔にて各電線の間に複数個配置されている。上記各電極と上記端面に沿って当接する各電線とが、上記端面に沿って半田により電気的に接続された接合部をそれぞれ有している。
【０００８】
このようなヒータは、例えば、水道管等の水が滞留する滞留部位に本体を当接させて用いられる。上記本体は、上記の発熱した各発熱体に近接しており、上記滞留部位は、この本体の部分と当接している。
【０００９】
発熱体の温度が例えば５℃以下となると、上記発熱体が発熱に必要な程度に通電状態となる。その結果、各発熱体が温度に応じて発熱し、それによって上記滞留部位が各発熱体により本体を介して加熱される。このため、上記滞留部位内の水温が０℃未満となるといった低温環境下において、水の凍結による上記滞留部位の損傷を防止できるものとなっている。
【００１０】
上記のように発熱体を含んだ内部構造物を樹脂で絶縁被覆したヒータの製造において、樹脂被覆を行う際には、押出や熱プレス等が用いられている。押出や熱プレス等を用いて上記のヒータを樹脂で被覆するには、絶縁被覆する樹脂が流動性や粘性のある状態で行わなければならない。このような条件においては、被覆の厚さを薄くすると、ピンホールや被覆の不完全な部分が存在する確率が大きくなる。
【００１１】
上記のピンホールや被覆の不完全な部分の生成を防ぎ、絶縁性を保って安全性を高めるためには、被覆をある程度の厚さを持ったものにする必要がある。事実上、数百μm 以下では安全性を確保することが困難であり、１ｍｍ以上の厚さが必要になる。
【００１２】
例えば、押出被覆の場合では、樹脂押出ダイスの中心部を、電線化された内部構造物が通過する。その結果、内部構造物の断面の周囲方向に樹脂が被覆される。被覆の厚さは、ダイスと内部構造物の素子との隙間によって決定される。そのため、この隙間を厚くすることで被覆の厚さを厚くし、絶縁性を保って安全性を高めている。この隙間を極端に狭くすると、上記のようにピンホールや被覆の不完全な部分が存在する確率が大きくなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにして被覆の厚さを厚くすると、発熱体で発生した熱を効率的に被加熱物（水道管等）に伝達することができないという問題がある。
【００１４】
また、被覆樹脂の厚さを厚くするには被覆樹脂を大量に必要とするため、製造コストが増大するという問題がある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１記載のヒータは、平面からなる底面を有する発熱体を複数個備え、各発熱体に電極が当接され、各電極に一対の電気供給部材を当接させることにより各発熱体が電気的に並列に接続され、電気供給部材に通電して発熱体を発熱させ、被加熱物を加熱する内部構造物と、上記内部構造物と被加熱物との間を絶縁する絶縁部材とを有するヒータにおいて、上記電極および電気供給部材が平板状であり、上記各発熱体の底面に、各電極の一方の面が当接され、上記各電極の、各発熱体と当接する面と反対の面に、電気供給部材の一方の面が当接されており、上記絶縁部材が、平板部分と、上記平板部分から同一方向に凹んだ複数の収納部とを有するように、あらかじめ絶縁性材料で成形され、各収納部に、内部構造物のうち、すべての発熱体の、底面以外の部分をひとつずつ収納する絶縁ケースと、上記収納部に発熱体が収納されたときに、内部構造物のうち、上記平板部分の、収納部が設けられている面と反対の面側に露出する部分を被覆する絶縁性材料からなる絶縁テープとを備えていることを特徴としている。
【００１６】
請求項２記載のヒータの製造方法は、平面からなる底面を有する発熱体を複数個備え、各発熱体に電極が当接され、各電極に一対の電気供給部材を当接させることにより各発熱体が電気的に並列に接続され、電気供給部材に通電して発熱体を発熱させ、被加熱物を加熱する内部構造物と、上記内部構造物と被加熱物との間を絶縁する絶縁部材とを有するヒータの製造方法であって、上記各発熱体の底面に、平板状の各電極の一方の面を当接させ、上記各電極の、各発熱体と当接する面と反対の面に、平板状の電気供給部材の一方の面を当接させ、平板部分と、上記平板部分から同一方向に凹んだ複数の収納部とを有する、絶縁性材料からなる絶縁ケースの各収納部に、内部構造物のうち、すべての発熱体の、底面以外の部分をひとつずつ収納し、内部構造物のうち、上記平板部分の、収納部が設けられている面と反対の面側に露出する部分を、絶縁性材料からなる絶縁テープで被覆することを特徴としている。
【００１７】
【作用】
上記の請求項１記載のヒータの構成および請求項２記載のヒータの製造方法により、上記発熱体の底面に、平板状の電極および電気供給部材が当接される。そして、すべての発熱体の、底面以外の部分が上記収納部に収納され、上記平板部分および絶縁テープで、発熱体の底面、電極、および電気供給部材が被覆される。
【００１８】
このため、上記絶縁ケースの成形の際、流動性や粘性を有した状態の絶縁性材料を用いて押出成形や熱プレス等を行って成形する必要がなく、例えば、平板状の絶縁シートを、収納部の形に型どった歯車を有する熱ロールによって圧延・型抜きする等のような方法で容易に成形することができる。一方、上記のように絶縁性を有する絶縁テープで、内部構造物の表面の、被加熱物に接触する面を覆うことにより、内部構造物と被加熱物との間を容易に絶縁することができる。そのため、絶縁ケースの厚さや絶縁テープの厚さを厚くしなくても、ピンホールや、被覆の不完全な部分等の発生を防ぐことができる。
【００１９】
したがって、被覆の厚さを厚くすることなく、絶縁性を保つことができる。それによって、良好な柔軟性および絶縁性を保ちながら、発熱体で発生した熱を効率的に被加熱物（水道管等）に伝達することができる。
【００２０】
また、被覆樹脂の厚さを厚くする必要がないので、必要な被覆樹脂が少量で済む。それによって、製造コストの増大を防止することができる。
【００２１】
また、絶縁テープで内部構造物を覆わない限り、内部構造物は、絶縁ケースから取り出し可能な状態に絶縁ケース内に収納されている。絶縁テープは、それ自身が接着性を有するか、接着剤で接着するか、熱融着性を有していてもよい。そのため、作業現場で容易に接着することができる。電極に通電する電気供給部材も、接着剤で接着すればよいため、作業現場で容易に接着することができる。
【００２２】
したがって、実際に例えば水道管の凍結防止等の作業を行う段階になって、凹み何個おきに発熱体を収納するかを決定することができるので、作業の柔軟性を増すことができる。それによって、必要以上に発熱体を配する無駄がなくなるので、製造コストの増大を防止することができる。
【００２３】
また、凹みのうちで実際に発熱体を収納する配置を作業段階で自由に決められるので、ひとつの被加熱物を加熱する際の出力すなわち加熱の度合いを容易に所望の値に調節することができる。
【００２４】
【実施例】
〔実施例１〕
本発明の一実施例について図１ないし図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図１および図２に示すように、本実施例にかかるヒータ１は、水道管に取り付けられ、管内の水の凍結を防止するためのものであり、断面が長方形となる帯状のヒータである。ヒータ１は、水道管に対して、その表面に沿って、長手方向に当接させ、熱輻射によって上記水道管を加熱する。そして、後述するように、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂である絶縁ケース６と絶縁テープ７とを互いに貼り合わせることによって、例えば厚み 5.1mm、幅16.6mmの長尺なコード状に形成されている。
【００２５】
ヒータ１は、複数の発熱体２…、各発熱体２における電極３…、および一対の銅テープ（電気供給部材）４・４からなる内部構造物５が、絶縁ケース６および絶縁テープ７によって被覆された構造を有している。水道管への取付けは、絶縁テープ７を水道管に接触させることにより行なわれる。なお、絶縁ケース６および絶縁テープ７によって絶縁部材が構成されている。
【００２６】
上記発熱体２は、チタン酸バリウム半導体からなるＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)素子で構成されている。ここで、ＰＴＣ素子とは、低温で電気抵抗が低く、特定温度すなわちキュリー温度を越えて上昇すると、素子抵抗値が急激に増大する正の温度特性を有するサーミスタ素子である。
【００２７】
この特性により、ＰＴＣ素子は、キュリー温度を下回る低温下において電圧が印加されると、最初は、低温であるために抵抗値が小さいため大電流が流れ、この結果、急激に温度が上昇する。一方、温度がキュリー温度を越えると抵抗値が急峻に増大し、流れる電流値が低下して発熱量が減少することにより、一定温度以上には温度が上がらず、温度を安定に保つこととなる。
【００２８】
このように、ＰＴＣ素子は、電流量を調整して発熱量を制御する自己温度制御機能を有する。また、温度の立ち上がりが迅速である。このため、上記ＰＴＣ素子を発熱体として用いることによって被加熱物の温度を一定温度に保持することができるので、凍結防止等の用途に好適に用いることができる。
【００２９】
しかしながら、本発明のヒータにおける発熱体は上記ＰＴＣ素子に限定されるものではない。すなわち、水道管の水の凍結防止等のために十分被加熱物を加熱することができればよく、他の専用の部材を用意して温度調節を行うようにすることもできる。
【００３０】
図３に示すように、発熱体２の形状は、縦６ｍｍ×横８ｍｍ×厚さ１．６ｍｍの直方体形状である。なお、発熱体２の形状は、後に全発熱体２…の底面２ａ…を覆う絶縁テープ７を貼れるようにするために、底面２ａが平面であればよく、直方体形状に限定されない。例えば、発熱体２の形状として、円盤状のものを用いることも可能である。
【００３１】
そして、外部気温が−20℃のときに商用電圧である 100Ｖの交流を通電すると各発熱体２の全消費電力が、例えば１ｍ当り約18Ｗとなるように設定されている。
【００３２】
図３および図４に示すように、電極３・３は、各発熱体２について一対配置される。そして、発熱体２の厚み方向の一端面すなわち底面２ａ上であって、後述の銅テープ４・４と組み合わせたときの発熱体２の幅方向（ここでは発熱体２の長さ方向）すなわち銅テープ４・４の幅方向の両端側に形成されている。なお、この一対をなす２つの電極３・３は、少なくとも、発熱体２の底面２ａ上に存在し、銅テープ４・４から供給される電流を発熱体２に供給できればよく、配置はこれに限定されない。
【００３３】
上記電極３・３は、例えばオーミックコンタクト電極形成用の銀ペースト（デグザ社製）を発熱体２に塗布した後、発熱体２を 560℃にて５分間加熱することにより得られる。しかしながら、これに限定されず、平板状で、発熱体２が発熱できるように通電できればよい。
【００３４】
図４に示すように、上記銅テープ４・４は、各電極３・３および発熱体２に電気を供給する電気供給部材として、形状が平たく、ヒータ１の長さ方向に沿った長尺な金属製の一対のコードである。そして、半田により上記各電極３・３に接着されている。これにより、上記各発熱体２は、銅テープ４・４間に、互いに所定の間隔（ピッチ）に、かつ、電気的に互いに並列となるように複数個接続した構成となっており、これにより、梯子状の内部構造物５が形成されている。
【００３５】
上記の電気供給部材としては、銅等の導電性を有する単線や集合線を用いることができ、特に、容易に撓ませることができることから、銅線の編組線や銅テープが好ましい。このため、本実施例では、電気供給部材として銅テープ４・４を用いている。
【００３６】
このときの発熱体２のピッチは、後で述べるキャリアテープである絶縁ケース６の嵌合部（収納部）６ａ…の間隔に対応しており、本実施例においては嵌合部６ａの間隔は８．０ｍｍである。ただし、この嵌合部６ａの間隔のすべての位置に発熱体２を配置することもできるが、後述のように、何個かの嵌合部６ａ…に１個の割合で発熱体２が嵌合部６ａに対応するように、部分的に発熱体２を配置することもできる。本実施例においては、そのような例として、２個の嵌合部６ａに１個の割合で嵌合している。つまり、嵌合部６ａ…の間隔の２倍である１６．０ｍｍのピッチすなわち配置頻度で発熱体２…を配置している。
【００３７】
図５及び図６に示すように、この内部構造物５が、絶縁ケース６で被覆されている。この絶縁ケース６は、絶縁性を有する例えばポリカーボネート樹脂製であり、平板部分６ｂと複数の嵌合部６ａ…との２つの部分から構成されている。
【００３８】
上記平板部分６ｂは長尺で薄い長方形形状の平板であり、上記のように構成された内部構成物５の被加熱物と当接する側、すなわち発熱体２…の底面２ａ…、電極３・３、および銅テープ４・４を、すべて覆うだけの大きさおよび形を有している。
【００３９】
一方、各嵌合部６ａは、平板部分６ｂから同一方向、すなわち、ヒータ１で被加熱物を加熱する際に平板部分６ｂの被加熱物と当接しないほうの面の方向へ凹んだ部分であり、かつ、発熱体２が嵌合可能な大きさと深さとを有する凹みである。本実施例では発熱体２と同じく直方体形状に形成されており、また、発熱体２よりも若干大きくなっている。この嵌合部６ａが、発熱体２…の数またはそれ以上の数だけ、所定の間隔で一列に並ぶように平板部分６ｂ上に設けられている。前述のように、発熱体２のピッチは嵌合部６ａ…の間隔に対応しているため、嵌合部６ａ…はすべての発熱体２…を嵌合させて収納することができる。
【００４０】
この絶縁ケース６は、内部構造物５と組み合わされる前に、あらかじめ別の工程によって成形されるものである。この工程としては、特に限定されるものではないが、例えば、平板状の絶縁シートを、嵌合部６ａの形に型どった歯車を有する熱ロールによって圧延・型抜きする等のような方法で、容易に、所望の形状、十分薄い厚さ、十分な強度等を有するように成形することができる。
【００４１】
上記嵌合部６ａ…に、内部構造物５が、発熱体２の、銅テープ４・４の接着されていない側から嵌合されている。なお、本実施例においては、前記したように、発熱体２は全ての嵌合部６ａ…にははめ込まず、２個の嵌合部６ａに１個の割合で嵌合されている。
【００４２】
図２および図６に示すように、本実施例においては、さらに、嵌合部６ａ…のうち、発熱体２が嵌合する嵌合部６ａ…には、流動性樹脂としてのシリコン樹脂８…を流し込んである。このように、嵌合する嵌合部６ａ…すなわち凹み部分が発熱体２に対して大きい場合は、後述の絶縁テープ７を貼る前に、その凹み部分に流動性樹脂等を注入することもできる。これにより、熱伝導性がさらに良好になる。
【００４３】
そして、嵌合部６ａ…の裏面の銅テープ４・４側からさらに絶縁テープ７が絶縁ケース６の平板部分６ｂに接着されて、帯状のヒータ１が形成されている。絶縁テープ７は、平板部分６ｂの形に合わせた長尺な長方形形状のテープであり、あらかじめ十分薄く、かつ十分な強度を有するように形成されている。この絶縁テープ７によって、平板部分６ｂの被加熱物と当接する面に露出している内部構造物５、すなわち、各発熱体２の底面２ａ、電極３・３、銅テープ４・４が被加熱物に対して絶縁状態になっている。
【００４４】
上記絶縁テープ７は、樹脂製で接着性および絶縁性を有しており、例えばポリカーボネート樹脂製である。なお、このように接着性のテープでも良いが、熱融着可能なテープでも良い。熱融着可能なテープを用いる場合は、上記同様にテープを絶縁ケース６の平板部分６ｂにあてがい、テープの上からアイロンをかけることによって接着させることができる。また、絶縁テープ７自体が接着性を有していない場合、接着剤を使用して接着することもできる。
【００４５】
なお、上記絶縁ケース６および絶縁テープ７の素材として、ポリカーボネート樹脂を用いたが、これは発熱体２の発熱温度による溶融や変形が生じず、かつ、上記発熱体２による加熱と氷点温度以下の外気温による冷却とが繰り返されても物性の変化が少ない樹脂やゴム等であれば、以下に記載するものでもよい。
【００４６】
例えば、ゴム材料として、天然ゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ゴム、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フッ素樹脂ゴム等が挙げられる。その他、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ−4-メチルペンテン-1、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド樹脂等も使用可能である。
【００４７】
このヒータ１を用いて水道管内の水の凍結防止のために加熱する場合、被加熱物としての水道管に、上記絶縁テープ７の貼ってある側を当接させる。この方法により、柔軟性のあるヒータを提供することができる。なお、発熱体２…の幅方向の端面でなく、被加熱物と接する面（底面２ａ…）に銅テープ４・４を貼付しているが、樹脂製の絶縁ケース６および絶縁テープ７が発熱体２とほとんど同じ温度にまで加熱され、被加熱物を良好に加熱することができる。
【００４８】
上記のように、ヒータ１は、上記発熱体２の底面２ａに、平板状の電極３・３および銅テープ４・４が当接される。そして、すべての発熱体２…の、底面２ａ…以外の部分が上記嵌合部６ａ…に収納され、上記平板部分６ｂおよび絶縁テープ７で、発熱体２…の底面２ａ…、電極３・３、および銅テープ４・４が被覆される。
【００４９】
そして、上記絶縁ケース６の成形の際には、流動性や粘性を有した状態の絶縁性材料を用いて押出成形や熱プレス等を行って成形する必要がなく、例えば前述のように、平板状の絶縁シートを、嵌合部６ａの形に型どった歯車を有する熱ロールによって圧延・型抜きする等のような方法を用いることができ、それによって、所望の十分薄い厚さ、十分な強度等を有するように、容易に成形することができる。
【００５０】
一方、上記のように、絶縁テープ７は、あらかじめ、十分薄く形成されている。この絶縁性を有する絶縁テープ７で、内部構造物５の表面の、被加熱物に接触する面を覆うことにより、内部構造物５と被加熱物との間を容易に絶縁することができる。
【００５１】
このため、絶縁ケース６の厚さや絶縁テープ７の厚さを厚くしなくても、ピンホールや、被覆の不完全な部分等の発生を防ぐことができる。
【００５２】
したがって、発熱体２を被覆する絶縁ケース６および絶縁テープ７の厚さを厚くすることなく、絶縁性を保つことができる。それによって、良好な柔軟性および絶縁性を保ちながら、発熱体２で発生した熱を効率的に被加熱物に伝達することができる。
【００５３】
また、被覆樹脂である絶縁ケース６および絶縁テープ７の厚さを厚くする必要がないので、必要な被覆樹脂が少量で済む。それによって、製造コストの増大を防止することができる。
【００５４】
また、絶縁テープ７で内部構造物５を覆わない限り、内部構造物５は、絶縁ケース６から取り出し可能な状態に絶縁ケース６内に収納されている。絶縁テープ７は、前述したように、それ自身が接着性を有するか、接着剤で接着するか、熱融着性を有していてもよい。そのため、作業現場で容易に接着することができる。電極に通電する銅テープ４・４も、接着剤で接着すればよいため、作業現場で容易に接着することができる。
【００５５】
したがって、実際に水道管の凍結防止等の作業を行う段階になって、凹み何個おきに発熱体２…を収納するかを決定することができるので、作業の柔軟性を増すことができる。また、それによって、必要以上に発熱体２…を配する無駄がなくなるので、製造コストの増大を防止することができる。
【００５６】
また、凹みのうちで実際に発熱体２…を収納する配置を作業段階で自由に決められる。このため、例えば温度特性の異なる種々の発熱体を加熱箇所に応じて用意する等のような煩雑な作業をすることなく、１種類の発熱体２を用いて、ひとつの被加熱物を加熱する際の出力すなわち加熱の度合いを容易に所望の値に調節することができる。
【００５７】
また、嵌合部６ａが発熱体２より大きくても、被覆強度や絶縁性を含めて支障がない。このため、１種類の大きさ・形の嵌合部６ａで、様々な大きさや形の発熱体２を収納することができる。したがって、発熱体２の大きさや形に合わせて何種類もの絶縁ケース６を用意する必要がないので、作業の柔軟性が増すとともに、製造コストの増大を防止することができる。
【００５８】
なお、本実施例では、本発明のヒータを水道管に適用した例を挙げたが、特に上記に限定されるものではなく、ポンプや、水槽、排水溝、排水管におけるＵ字状の水封部等の外面に密着させて用いるなど、被加熱物がヒータの放熱面に対して部分的な接触により熱を受け取るような状況であれば、好適に用いることができる。
【００５９】
〔実施例２〕
本発明の他の実施例について図７および図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施例の図面に示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００６０】
図８に示すように、本実施例のヒータ１は、水平配管２０に用いられる。このような水平な配管の場合には、厳寒時期等に、特に配管の下部において温度が下がるため、凍結防止するには、下部のみ加熱が必要になる。
【００６１】
図７に示すように、上記ヒータ１は、発熱体２…を、３個おきの嵌合部６ａ…、すなわち同図に斜線で示す位置に配置している。そして、図８に示すように、ヒータ１は、水平配管２０にらせん状に巻き付けて設置される。
【００６２】
本実施例のヒータ１においては、上記のように絶縁ケース６を水平配管２０にらせん状に巻き付けた場合に、３個の嵌合部６ａ…をおいて、すなわち４つ目の嵌合部６ａ…ごとに、嵌合部６ａが水平配管２０の下部側に配置されるように、嵌合部６ａ…の間隔が決められている。そして、上記したように４つ目の嵌合部６ａごとに発熱体２を配置し、それ以外の嵌合部６ａ…には配置しないものとなっている。この結果、加熱の必要な水平配管２０の下部側にのみ発熱体２…が配置され、加熱の不要なそれ以外の部分には発熱体２…が配置されないようになっている。
【００６３】
このように、所定の個数の嵌合部６ａごとに発熱体２を配置し、嵌合部６ａ…のうちで特に発熱体２を配置する必要のない箇所にははじめから発熱体２を配置しないでおくことができる。それにより、加熱の不要な位置にまで発熱体２を置く部品上および作業上の無駄を省くことができるので、製造コストの増大が防止できるとともに、作業効率が向上する。
【００６４】
その際、発熱体２…を配置する絶縁ケース６において、発熱体２…を配置することのできる嵌合部６ａ…があらかじめ設けられており、かつ嵌合部６ａの間隔があらかじめ決められている。このため、水平配管２０にヒータ１を設置する作業者は、発熱体２を絶縁ケース６に配置する作業時において、何個の嵌合部６ａおきに置くか、ということさえ分かっていれば正しい位置に配置することができる。すなわち、別個に距離の測定器具を用意し、ひとつの発熱体２から次の発熱体２までの距離等をあらためて精密に測定する必要がない。それによって、作業性が向上する。
【００６５】
さらに、ヒータ１を、配管の径が上記の水平配管２０と異なる別の水平配管（図示せず）に取り付ける場合にも、やはり、実際の作業現場において、嵌合部６ａが何個おきに水平配管の下部に来るかを数えるだけでよく、別個に距離の測定器具を用意して径を測定する等の作業が不要である。そしてその際、発熱体２を絶縁部材で被覆するには、すでに述べたように、接着性を有するテープや、テープを接着する接着剤や、熱融着テープ等のように、作業者が作業現場で容易に接着・被覆可能な絶縁テープ７を用いることができる。つまり、実際の作業現場において、作業対象である様々な配管に合わせて、発熱体２…を何個の嵌合部６ａおきに置くかを調べ、それに基づいて発熱体２…を適切なピッチで配置し、上記絶縁テープ７を貼るだけでヒータ１を準備できる。
【００６６】
したがって、例えば径が異なるために配置すべき発熱体２…の間隔が異なる様々な配管に対して、適切な位置でかつ最小限の個数の発熱体２…を配置したヒータ１を、ヒータ１の設置作業者が作業現場において容易に調整・用意することができる。それによって、作業性が向上するとともに、製造コストの増大を防止することができる。
【００６７】
〔実施例３〕
本発明のさらに他の実施例について図９および図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施例の図面に示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００６８】
図１０に示すように、本実施例のヒータ１は、水平配管３０・水平配管３１および両配管の間の配管中間バルブ３２がある場合に用いられる。同図に示すように、本実施例のヒータ１は、水平配管３０・水平配管３１および配管中間バルブ３２のそれぞれの下部側のみに、水平配管３０・水平配管３１の長さ方向に沿って設置されている。
【００６９】
このように、配管中間バルブ３２を有する配管構成においては、配管中間バルブ３２の部分が放熱が大きい。そのため、配管内の水の凍結を防止するには、配管中間バルブ３２の周辺部を特に加熱しなければならない。
【００７０】
図９および図１０に示すように、上記ヒータ１は、発熱体２…を、斜線で示す位置に配置している。すなわち、水平配管３０に当接する部分である区間ａにおいては、嵌合部６ａ…３個おきに配置している。同様に、水平配管３１に当接する部分である区間ｃにおいては、嵌合部６ａ…３個おきに配置している。それと異なり、配管中間バルブ３２に当接する部分である区間ｂにおいては、すべての嵌合部６ａに配置している。このように、ひとつの被加熱物である水道管のうちで特に加熱すべき部分である配管中間バルブ３２に対して、重点的に発熱体２…を配置している。
【００７１】
上記のように、本実施例では、１つのヒータ１において、ひとつの被加熱物に当接するヒータ１の区間によって発熱体２…のピッチすなわち配置頻度を異ならせている。なお、区間ｂではすべての嵌合部６ａ…に発熱体２を置いているが、必ずしもすべての嵌合部６ａ…に置く必要はなく、発熱体２の配置頻度は、必要とされる加熱の程度に応じて容易に調節することができる。
【００７２】
これにより、１つのヒータで加熱しているにもかかわらず、配管中間バルブ３２のように特に加熱を必要とする部分を重点的に加熱することができる。その一方で、それと比べて特にそれほど加熱を必要としない水平配管３０および水平配管３１の部分では加熱を行わないようにすることができる。このように、１つのヒータで、加熱対象のうちの各部分で異なる加熱の程度が要求されるような場合にもきめ細かく対応し、各部分に対して適切な程度で加熱することができる。
【００７３】
また、上記区間ａおよび区間ｃにおいては、あまり加熱が必要でないため、加熱の程度に応じ、まばらに発熱体２…を配置している。これにより、部品上および作業上の無駄を省くことができるので、製造コストの増大が防止できるとともに、作業効率が向上する。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載のヒータは、平面からなる底面を有する発熱体を複数個備え、各発熱体に電極が当接され、各電極に一対の電気供給部材を当接させることにより各発熱体が電気的に並列に接続され、電気供給部材に通電して発熱体を発熱させ、被加熱物を加熱する内部構造物と、上記内部構造物と被加熱物との間を絶縁する絶縁部材とを有するヒータにおいて、上記電極および電気供給部材が平板状であり、上記各発熱体の底面に、各電極の一方の面が当接され、上記各電極の、各発熱体と当接する面と反対の面に、電気供給部材の一方の面が当接されており、上記絶縁部材が、平板部分と、上記平板部分から同一方向に凹んだ複数の収納部とを有するように、あらかじめ絶縁性材料で成形され、各収納部に、内部構造物のうち、すべての発熱体の、底面以外の部分をひとつずつ収納する絶縁ケースと、上記収納部に発熱体が収納されたときに、内部構造物のうち、上記平板部分の、収納部が設けられている面と反対の面側に露出する部分を被覆する絶縁性材料からなる絶縁テープとを備えている構成である。
【００７５】
それゆえ、良好な柔軟性および絶縁性を保ちながら、発熱体で発生した熱を効率的に被加熱物に伝達することができるという効果を奏する。
【００７６】
また、必要な被覆樹脂を少量にし、製造コストの増大を防止することができるという効果を奏する。
【００７７】
また、必要以上に発熱体を配する無駄をなくし、製造コストの増大を防止することができるという効果を奏する。
【００７８】
また、ひとつの被加熱物を加熱する際の出力すなわち加熱の度合いを容易に所望の値に調節することができるという効果を奏する。
【００７９】
請求項２記載のヒータの製造方法は、平面からなる底面を有する発熱体を複数個備え、各発熱体に電極が当接され、各電極に一対の電気供給部材を当接させることにより各発熱体が電気的に並列に接続され、電気供給部材に通電して発熱体を発熱させ、被加熱物を加熱する内部構造物と、上記内部構造物と被加熱物との間を絶縁する絶縁部材とを有するヒータの製造方法であって、上記各発熱体の底面に、平板状の各電極の一方の面を当接させ、上記各電極の、各発熱体と当接する面と反対の面に、平板状の電気供給部材の一方の面を当接させ、平板部分と、上記平板部分から同一方向に凹んだ複数の収納部とを有する、絶縁性材料からなる絶縁ケースの各収納部に、内部構造物のうち、すべての発熱体の、底面以外の部分をひとつずつ収納し、内部構造物のうち、上記平板部分の、収納部が設けられている面と反対の面側に露出する部分を、絶縁性材料からなる絶縁テープで被覆する方法である。
【００８０】
それゆえ、良好な柔軟性および絶縁性を保ちながら、発熱体で発生した熱を効率的に被加熱物に伝達することができるという効果を奏する。
【００８１】
また、必要な被覆樹脂を少量にし、製造コストの増大を防止することができるという効果を奏する。
【００８２】
また、必要以上に発熱体を配する無駄をなくし、製造コストの増大を防止することができるという効果を奏する。
【００８３】
また、ひとつの被加熱物を加熱する際の出力すなわち加熱の度合いを容易に所望の値に調節することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】同図（ａ）および同図（ｂ）は、本発明の一実施例のヒータの全体の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のヒータの全体の概略の構成を示すものであって、同図（ａ）は正面図であり、同図（ｂ）は断面図である。
【図３】図１のヒータが備える発熱体の概略の構成を示す斜視図である。
【図４】図１のヒータが備える内部構造物の概略の構成を示す斜視図である。
【図５】図１のヒータが備える絶縁ケースの概略の構成を示す斜視図である。
【図６】図１のヒータの製造工程を示す斜視図である。
【図７】本発明の他の実施例のヒータの全体の概略の構成を示す平面図である。
【図８】図７のヒータを水道管に取り付けた状態を示す平面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例のヒータの全体の概略の構成を示す平面図である。
【図１０】図９のヒータを水道管に取り付けた状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ ヒータ
２ 発熱体
３ 電極
４ 銅テープ（電気供給部材）
５ 内部構造物
６ 絶縁ケース（絶縁部材）
６ａ 嵌合部（収納部）
６ｂ 平板部分
７ 絶縁テープ（絶縁部材）
８ シリコン樹脂

Claims (2)

1. 平面からなる底面を有する発熱体を複数個備え、各発熱体に電極が当接され、各電極に一対の電気供給部材を当接させることにより各発熱体が電気的に並列に接続され、電気供給部材に通電して発熱体を発熱させ、被加熱物を加熱する内部構造物と、上記内部構造物と被加熱物との間を絶縁する絶縁部材とを有するヒータにおいて、
   上記電極および電気供給部材が平板状であり、
   上記各発熱体の底面に、各電極の一方の面が当接され、
   上記各電極の、各発熱体と当接する面と反対の面に、電気供給部材の一方の面が当接されており、
   上記絶縁部材が、
   平板部分と、上記平板部分から同一方向に凹んだ複数の収納部とを有するように、あらかじめ絶縁性材料で成形され、各収納部に、内部構造物のうち、すべての発熱体の、底面以外の部分をひとつずつ収納する絶縁ケースと、
   上記収納部に発熱体が収納されたときに、内部構造物のうち、上記平板部分の、収納部が設けられている面と反対の面側に露出する部分を被覆する絶縁性材料からなる絶縁テープとを備えていることを特徴とするヒータ。
2. 平面からなる底面を有する発熱体を複数個備え、各発熱体に電極が当接され、各電極に一対の電気供給部材を当接させることにより各発熱体が電気的に並列に接続され、電気供給部材に通電して発熱体を発熱させ、被加熱物を加熱する内部構造物と、上記内部構造物と被加熱物との間を絶縁する絶縁部材とを有するヒータの製造方法であって、
   上記各発熱体の底面に、平板状の各電極の一方の面を当接させ、
   上記各電極の、各発熱体と当接する面と反対の面に、平板状の電気供給部材の一方の面を当接させ、
   平板部分と、上記平板部分から同一方向に凹んだ複数の収納部とを有する、絶縁性材料からなる絶縁ケースの各収納部に、内部構造物のうち、すべての発熱体の、底面以外の部分をひとつずつ収納し、
   内部構造物のうち、上記平板部分の、収納部が設けられている面と反対の面側に露出する部分を、絶縁性材料からなる絶縁テープで被覆することを特徴とするヒータの製造方法。

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