特許 7290486 筒状ヒーター及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-05

(45)【発行日】2023-06-13

(54)【発明の名称】筒状ヒーター及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/54 20060101AFI20230606BHJP

   H05B 3/06 20060101ALI20230606BHJP

【ＦＩ】

H05B3/54

H05B3/06 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019120053

(22)【出願日】2019-06-27

(65)【公開番号】P2021005535

(43)【公開日】2021-01-14

【審査請求日】2022-04-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000230249

【氏名又は名称】日本メクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】林 達郎

(72)【発明者】

【氏名】関 庄太

(72)【発明者】

【氏名】岩城 宏和

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 崇

【審査官】川口 聖司

(56)【参考文献】

【文献】実開平２－７１１９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平４－３８６９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１１－２１９７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３５１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１９０６０７９（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ３／０２－ ３／８６

Ｆ１６Ｌ ５３／００ー５３／７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の弾性体部と、
前記弾性体部に一体的に設けられ、かつ、加熱用回路が形成された加熱部を有するフレキシブルプリント配線板と、を備えると共に、
前記フレキシブルプリント配線板は前記加熱部を有する部分が前記弾性体部の内周面に配されると共に、前記フレキシブルプリント配線板のうち前記弾性体部の内周面に配された部分は、周方向に対して先端同士が間隔を空けた状態で前記弾性体部の内周面に沿うように、かつ、内周面側に露出した状態で前記弾性体部に設けられることを特徴とする筒状ヒーター。

【請求項2】

前記フレキシブルプリント配線板をインサート部品として、インサート成形により前記弾性体部を成形する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の筒状ヒーターの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加熱用回路が形成されたフレキシブルプリント配線板を有する筒状ヒーター及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、筒状部材や柱状部材を加熱するために、これらの部材の外周面を覆うように設けられる筒状ヒーターが知られている。図６を参照して、従来例に係る筒状ヒーターについて説明する。図６は従来例に係る筒状ヒーターの模式的断面図である。

【0003】

図示の筒状ヒーター７００は、両面テープ７１０と、両面テープ７１０に貼り付けられるフレキシブルプリント配線板７２０と、フレキシブルプリント配線板７２０を保持するための保持部材７３０とを備えている。フレキシブルプリント配線板７２０には、加熱用回路が形成されており、電圧を印加することにより発熱する機能を有している。また、保持部材７３０は筒状の部材により構成されている。

【0004】

以上のように構成される筒状ヒーター７００を、円柱状の加熱対象物５５０に取り付ける場合の手順について説明する。まず、加熱対象物５５０の外周面に両面テープ７１０が貼り付けられる。次に、両面テープ７１０にフレキシブルプリント配線板７２０が貼り付けられる。その後、フレキシブルプリント配線板７２０が自己の弾性復元力等によって、両面テープ７１０から剥がれてしまわないように保持部材７３０が装着される。以上の手順により筒状ヒーター７００が加熱対象物５５０に取り付けられた後に、フレキシブルプリント配線板７２０の加熱用回路に電圧が印加されると、加熱用回路が発熱し、加熱対象物５５０は加熱される。

【0005】

上記のように構成される従来例に係る筒状ヒーター７００においては、両面テープ７１０を貼り付ける作業が煩わしく、部品点数も多いため作業工程が多いという欠点がある。また、両面テープ７１０の貼り付け位置が不正確な場合、両面テープ７１０を貼り付け直さなければならないという欠点もある。また、加熱対象物５５０とフレキシブルプリント配線板７２０との間に両面テープ７１０が介在するため、加熱効率が低下してしまう原因にもなっている。

【0006】

また、熱収縮チューブを用いた技術（特許文献１参照）や、コア本体に発熱体を貼り付けた後に合成ゴムにより被覆する技術（特許文献２参照）なども知られている。しかしながら、これらの技術においても部品点数が多いため、製造工程が多くなり、また、加熱対象物と発熱体等との間に他の部材が介在するため、加熱効率が低いといった欠点を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１１－１６５５４２号公報

【文献】特開２００８－１５３０４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、取付作業が容易で、加熱効率が高い筒状ヒーター及びその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

【0010】

本発明の筒状ヒーターは、
筒状の弾性体部と、
前記弾性体部に一体的に設けられ、かつ、加熱用回路が形成された加熱部を有するフレキシブルプリント配線板と、を備えると共に、
前記フレキシブルプリント配線板は前記加熱部を有する部分が前記弾性体部の内周面に配されると共に、前記フレキシブルプリント配線板のうち前記弾性体部の内周面に配された部分は、周方向に対して先端同士が間隔を空けた状態で前記弾性体部の内周面に沿うように、かつ、内周面側に露出した状態で前記弾性体部に設けられることを特徴とする。

【0011】

本発明によれば、筒状の弾性体部の筒内を拡げるように変形させながら、筒状ヒーターを加熱対象物に取り付けることができる。従って、取付作業は容易である。また、フレキシブルプリント配線板の加熱部は弾性体部の内周面側に露出しているため、加熱対象物に加熱部を直接接触させることができる。従って、加熱効率を高めることができる。

【発明の効果】

【0012】

以上説明したように、本発明によれば、取付作業が容易で、加熱効率が高い筒状ヒーターを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は本発明の実施例に係る筒状ヒーターの使用例を示す外観図である。

【図2】図２は本発明の実施例に係る筒状ヒーターの斜視図である。

【図3】図３は本発明の実施例に係る筒状ヒーターの模式的断面図である。

【図4】図４は本発明の実施例に係る筒状ヒーターの製造工程図である。

【図5】図５は本発明の実施例に係る筒状ヒーターの製造工程図である。

【図6】図６は従来例に係る筒状ヒーターの模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0015】

（実施例）
図１～図５を参照して、本発明の実施例に係る筒状ヒーターについて説明する。図１は本発明の実施例に係る筒状ヒーターの使用例を示す外観図であり、加熱対象物に取り付けられた筒状ヒーターの付近を示している。図２は本発明の実施例に係る筒状ヒーターの斜視図である。図３は本発明の実施例に係る筒状ヒーターの模式的断面図である。なお、本実施例に係る筒状ヒーターは円筒形状であり、図３においては、円筒の中心軸線に対して垂直な面で筒状ヒーターを切断した断面図を示している。図４及び図５は本発明の実施例に係る筒状ヒーターの製造工程図である。

【0016】

＜筒状ヒーターの使用例＞
図１に示すように、本実施例に係る筒状ヒーター１０は、加熱対象物５００の外周面を覆うように取り付けられる。加熱対象物５００の形状は特に限定されるものではないが、筒状部材や柱状部材が適している。例えば、鏡筒や、液体が通る管を加熱するために筒状ヒーター１０を用いることができる。前者の場合には、筒状ヒーター１０によって加熱対象物である鏡筒を加熱することでレンズの曇りを抑制することができる。後者の場合には、筒状ヒーター１０によって加熱対象物である管を加熱することで管内を通る液体の氷結
を抑制することができる。図示の例においては、円筒状の加熱対象物５００に、円筒状の筒状ヒーター１０が取り付けられた様子を示している。

【0017】

＜筒状ヒーター＞
本実施例に係る筒状ヒーター１０の構成について説明する。本実施例に係る筒状ヒーター１０は、筒状の弾性体部２００と、この弾性体部２００に一体的に設けられるフレキシブルプリント配線板１００とにより構成される。弾性体部２００は、ゴムなどのエラストマー材料により構成される。フレキシブルプリント配線板１００は、加熱用回路１１０ａが形成された加熱部１１０と、加熱用回路１１０ａに電圧を印加するための送電部１２０とから構成される。なお、送電部１２０は不図示の電源等に電気的に接続される。

【0018】

フレキシブルプリント配線板１００における加熱部１１０は、周方向に対して先端同士が間隔Ｓを空けた状態で弾性体部２００の内周面に沿うように、かつ、内周面側に露出した状態で弾性体部２００に設けられる。なお、送電部１２０は、弾性体部２００から引き出された状態で設けられる。

【0019】

以上のように構成される筒状ヒーター１０によれば、弾性体部２００について、上記の間隔Ｓの付近を引き延ばすように変形させることができる。これにより、筒状ヒーター１０は、筒状の弾性体部２００の筒内を拡げるように変形させることができる。

【0020】

＜筒状ヒーターの製造方法＞
特に、図４及び図５を参照して、本実施例に係る筒状ヒーター１０の製造方法の一例について説明する。本実施例に係る筒状ヒーター１０は、例えば、フレキシブルプリント配線板１００をインサート部品として、弾性体部２００を、射出成形法を用いたインサート成形を行うことにより得ることができる。より具体的には、図４及び図５に示すように、下型３１０と、上型３２０と、中子３３０とを備える成形金型３００を用いて、インサート成形を行うことができる。以下、このような成形金型を用いてインサート成形を行う場合について、製造工程の順に説明する。

【0021】

まず、中子３３０に対して、フレキシブルプリント配線板１００における加熱部１１０が巻き付けられる。図４（ａ）には中子３３０に対してフレキシブルプリント配線板１００を近付けている途中の様子が示されており、図４（ｂ）には中子３３０にフレキシブルプリント配線板１００の加熱部１１０が巻き付けられた状態が示されている。図４（ｂ）に示すように、加熱部１１０は、周方向に対して先端同士が間隔Ｓを空けた状態で、中子３３０に巻き付けられる。

【0022】

次に、加熱部１１０が巻き付けられた中子３３０が、下型３１０と上型３２０との間に配置される。下型３１０の上面側には、中子３３０が装着されるための断面半円形の溝部３１１が設けられている。また、この溝部３１１の中央には弾性体部２００を成形するための深溝部３１２が設けられている。この深溝部３１２と中子３３０との間に形成される空間部がキャビティとなる。また、上型３２０の下面側にも同様に、中子３３０が装着されるための断面半円形の溝部３２１が設けられており、その中央にはキャビティを形成するための深溝部（不図示）が設けられている。この上型３２０には、キャビティに成形材料（本実施例においては、ゴムなどのエラストマー材料）を注入するための注入口３２２が設けられている。

【0023】

図５（ａ）には、下型３１０と上型３２０との間に、加熱部１１０が巻き付けられた中子３３０を配置する途中の様子が示されており、図５（ｂ）には、型締めされた様子が示されている。型締め後に、射出成形機によって、注入口３２２から成形材料が注入され、インサート成形がなされる。その後、成形品が金型から取り出されて、バリ取りなどの後
処理が行われることで、図２に示すような筒状ヒーター１０を得ることができる。なお、ここでは、射出成形法を用いた場合を例にして説明したが、筒状ヒーター１０は、射出成形法に限らず、押出成形法など、その他の成形方法を用いても製造可能である。また、成形用の金型の構造についても、上記の内容は一例に過ぎず、様々な構造の金型を採用し得る。

【0024】

＜本実施例に係る筒状ヒーターの優れた点＞
本実施例に係る筒状ヒーター１０によれば、筒状の弾性体部２００の筒内を拡げるように変形させながら、筒状ヒーター１０を加熱対象物５００に取り付けることができる。従って、取付作業は容易である。また、フレキシブルプリント配線板１００の加熱部１１０は弾性体部２００の内周面側に露出しているため、加熱対象物５００に加熱部１１０を直接接触させることができる。従って、加熱効率を高めることができる。更に、部品点数も少ないため、製造工程も少なくて済む。

【0025】

なお、加熱対象物に対して、筒状ヒーターを容易かつ確実に取り付けることができ、加熱効率を十分に高めるためには、加熱対象物の外周面の断面形状と、筒状ヒーターの内周面の断面形状が相似形状であって、後者の寸法の方を前者の寸法よりも適度に小さくするのが望ましい。なお、上記の「断面形状」とは、筒状ヒーターにおける筒が伸びる方向に対して垂直な断面の形状を意味する。

【0026】

例えば、上述した実施例の場合、加熱対象物５００の外周面の断面形状と、筒状ヒーター１０の内周面の断面形状は、いずれも円形である。そして、前者の円の直径（加熱対象物５００の外径）をＤ１とし、後者の円の直径（筒状ヒーター１０の内径）をＤ２とすると、Ｄ１＞Ｄ２を満たすように設定する。例えば、Ｄ１×０．９３≧Ｄ２と設定することで、上述した間隔Ｓが４倍程度になるまで、弾性体部２００の筒内を拡げるように変形させることを可能にしつつ、加熱対象物５００に対して位置ずれが発生してしまうことを抑制可能な状態で筒状ヒーター１０を取り付けることができる。

【0027】

なお、加熱対象物の外周面の断面形状と、筒状ヒーターの内周面の断面形状については、円形に限られることはない。これらの断面形状については、例えば、オーバル形状（楕円、長円、トラック形状など）の他、矩形の場合にも適用可能である。また、上記の通り、加熱対象物の外周面の断面形状と、筒状ヒーターの内周面の断面形状は、相似形状であることが望ましいものの、筒状ヒーターは弾性変形が可能なため、多少、両者の形状が異なっていても構わない。

【0028】

また、加熱対象物５００をより効率的に加熱したい場合には、弾性体部２００の材料として、熱伝導率の低い材料を採用するとよい。これにより、弾性体部２００の外周面側への放熱を抑制することができるため、加熱対象物５００をより効率的に加熱することができる。一方、弾性体部２００の外周面側にも、他の加熱対象物が設けられる場合には、弾性体部２００の材料として、熱伝導率の高い材料を採用するとよい。この場合には、加熱部１１０からの熱が弾性体部２００の外周面側にも伝わり易くなるため、弾性体部２００の内周面側の加熱対象物５００だけでなく、外周面側の加熱対象物も加熱することが可能となる。

【0029】

なお、上記実施例においては、弾性体部２００に対して、１枚のフレキシブルプリント配線板１００が一体的に設けられる場合の構成を示した。しかしながら、本発明においては、弾性体部に対して複数枚のフレキシブルプリント配線板が一体的に設けられる場合も含まれる。

【符号の説明】

【0030】

１０ 筒状ヒーター
１００ フレキシブルプリント配線板
１１０ 加熱部
１１０ａ 加熱用回路
１２０ 送電部
２００ 弾性体部
３００ 成形金型
３１０ 下型
３１１ 溝部
３１２ 深溝部
３２０ 上型
３２１ 溝部
３２２ 注入口
３３０ 中子
５００ 加熱対象物
Ｓ 間隔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】