発熱体ユニット及び加熱装置
【課題】本発明は、被加熱体を所望の配熱分布で、且つ高温度に加熱することができる効率の高い熱源としての発熱体ユニット及び加熱装置を、安全性及び信頼性が高く、容易に製造することができる構成とすることを目的とする。
【解決手段】発熱体ユニットは、炭素系物質を含む材料によりフィルムシート素材で形成され、２次元的等方向性の熱伝導を有する帯状の発熱体２を容器１内に封入し、発熱体２の両端に掛止受部２ｃが形成して、電力供給部に設けられた掛止部が発熱体２の掛止受部２ｃと係合して、発熱体２が容器１内の所望位置に確実に張設されるよう構成されている。
【解決手段】発熱体ユニットは、炭素系物質を含む材料によりフィルムシート素材で形成され、２次元的等方向性の熱伝導を有する帯状の発熱体２を容器１内に封入し、発熱体２の両端に掛止受部２ｃが形成して、電力供給部に設けられた掛止部が発熱体２の掛止受部２ｃと係合して、発熱体２が容器１内の所望位置に確実に張設されるよう構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源として使用される発熱体ユニット及びその発熱体ユニットを用いた加熱装置に関し、特に、炭素系物質を主成分としてシート状に形成された発熱体を有する発熱体ユニット及びその発熱体ユニットを用いた加熱装置に関する。本発明に係る加熱装置としては、例えば複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子装置、及び電気暖房機器、調理機器、乾燥機等の電気機器等の熱源を必要とする各種機器が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
長尺形状の熱源となる従来の発熱体ユニットには、円筒状のガラス管内部に細長いコイル状のタングステン線、又は棒状若しくは板状の炭素系焼結体が発熱体として封入されて構成されたものがあった。最近、これらの発熱体に代わって、被加熱体をより均一に、且つ更に高温度に加熱することができる汎用性の高い発熱体ユニットとして、炭素繊維をシート状（帯状）に編み込んで形成した発熱体を用いたものが提供されている。
【０００３】
発熱体ユニットにおいて、ガラス管内部に収納される発熱体の両端部分には、電源を供給するための部材（電力供給部材）が取り付けられており、この電力供給部材は発熱体に対して確実に装着されるとともに、効率高く電力供給できるように構成することが必要である。また、発熱体ユニットにおける発熱体と電力供給部材は、細く破損しやすいガラス管の内部の所定位置に配置され封入される構成であるため、発熱体ユニットの製造においては、発熱体と電力供給部材を容易に、且つ確実にガラス管内部に組み込むことができる、作業性の優れた構造を有することが必要である。更に、熱源として使用される発熱体ユニットにおいては、安全性が高く、長期間の使用に耐える信頼性の高い装置であることが絶対的な条件である。
【特許文献１】特開２００４−１９３１３０号公報
【特許文献２】特開２００６−０４０８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
炭素繊維をシート状（帯状）に編み込んで形成した発熱体を用いた従来の発熱体ユニットにおいては、発熱体の両端部分を貴金属で被覆し、その被覆部分を金属スリーブで覆い、金属スリーブと被覆部分とを金属ロウによりロウ付けしたものがあった（特許文献１参照。）。このような金属ロウにより発熱体と金属スリーブを溶着する方法は、発熱体が高温度（例えば、１１００℃）となる発熱体ユニットにおいて、発熱体からの熱伝導によりロウ付け部分が溶融してしまい、場合によっては発熱体が外れるという安全性の点で大きな問題があった。
【０００５】
また、従来の発熱体ユニットにおいては、細長いシート状の発熱体の両端部分に電力供給部材を圧着した構成ものがあった（特許文献２参照。）。このように構成された従来の発熱体ユニットにおいては、発熱体として複数の炭素繊維を樹脂によりシート状に添着して形成したものが用いられていた。このように形成された従来の発熱体ユニットにおけるシート状の発熱体は、その表面が滑らかであるため、電力供給部材が強い挟着力を有しない場合には、発熱体が電力供給部材から脱落するおそれがあり、信頼性に欠けるという問題があった。
【０００６】
本発明者らは、従来用いられていた炭素繊維を編み込んだシート状の発熱体、及び編み込んだ炭素繊維に樹脂を添着して焼成した発熱体とは、材料及び製造方法において全く異なる新たなフィルムシート状の材料を発熱材料として発熱体に適用し、新たな熱源としての発熱体ユニットの開発に取り組んできた。そのような発熱体ユニットに用いる発熱体に適用しようとする新たなフィルムシート状の材料は、従来の発熱体の表面より更に滑らかな表面を有し、且つ柔軟性を持っているため、従来の発熱体ユニットに用いられていた電力供給部材では新しい発熱体を確実に保持することができず、従来の発熱体ユニットの構成をそのまま新しい発熱体ユニットに適用すると安全性及び信頼性の点で問題があった。
【０００７】
本発明は、被加熱体を所望の配熱分布で加熱でき、且つ高温度に効率高く加熱することができる発熱体ユニット及び加熱装置を、安全性及び信頼性が高く、容易に製造することができる構成とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る第１の観点の発熱体ユニットは、
炭素系物質を含む材料によりフィルムシートで形成され、２次元的等方向性の熱伝導を有する帯状の発熱体、
前記発熱体の両端を挟む接触面を有して対向して配置された第１の保持部と第２の保持部を持つ導電性材料により形成された保持具と、前記保持具と電気的に接続された内部リード線部とを有し、前記発熱体における対向する両端に電力を供給する電力供給部、及び
前記発熱体と前記電力供給部の一部を内包する容器、を具備する発熱体ユニットであって、
前記発熱体の両端に形成された掛止受部が、前記電力供給部に形成された掛止部と係合するよう構成されている。このように構成された本発明に係る第１の観点の発熱体ユニットは、被加熱体を所望の配熱分布で、且つ高温度で効率高く加熱することができ、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源となり、製造の容易な構成となる。
【０００９】
本発明に係る第２の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第１の観点の前記発熱体の掛止受部が貫通孔で構成され、前記発熱体の両端を挟む前記第１の保持部と前記第２の保持部における前記掛止受部と対応する位置に貫通孔が形成され、前記内部リード線部における発熱体側端部に形成された掛止部が前記発熱体の前記掛止受部、前記第１の保持部及び前記第２の保持部の各貫通孔を貫通して係合するよう構成されている。このように構成された本発明に係る第２の観点の発熱体ユニットは、内部リード線部が発熱体を確実に保持することができ、安全性及び信頼性の高い熱源となる。
【００１０】
本発明に係る第３の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第１の観点の前記発熱体の掛止受部が貫通孔で構成され、前記発熱体の両端を挟む前記保持具の前記第１の保持部と前記第２の保持部の一方における前記掛止受部と対応する位置に貫通孔が形成され、前記保持具の他方における前記掛止受部と対応する位置に突起が形成されており、前記保持具における前記突起が前記保持具の貫通孔を前記発熱体の前記掛止受部とともに貫通して係合するよう構成されている。このように構成された本発明に係る第３の観点の発熱体ユニットは、保持具が発熱体を確実に保持することができ、安全性及び信頼性が高く、且つ製造が容易な構成となる。
【００１１】
本発明に係る第４の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第２の観点の前記内部リード線部の掛止部が発熱体側端部を屈曲して形成されており、前記第１の保持部に形成された貫通孔と前記第２の保持部に形成された貫通孔において、前記内部リード線部の前記掛止部の屈曲部分が配置される前記保持具における一方の貫通孔が、前記掛止部の先端部分が配置される他方の貫通孔より大きく形成されている。このように構成された本発明に係る第４の観点の発熱体ユニットは、内部リード線部を確実に保持具に装着することができ、製造が容易で信頼性及び安全性の高い構成となる。
【００１２】
本発明に係る第５の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第２又は第４の観点の前記第１の保持部又は前記第２の保持部の一方において、前記電力供給部の掛止部と係合する貫通孔と異なる位置に保持孔が形成されており、前記保持孔を前記内部リード線部が貫通して、前記内部リード線部が前記保持具を保持するよう構成されている。このように構成された本発明に係る第５の観点の発熱体ユニットは、内部リード線部を確実に、且つ容易に保持具に装着することができ、製造が容易で信頼性及び安全性の高い構成となる。
【００１３】
本発明に係る第６の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第２、第４又は第５の観点の前記内部リード線部の掛止部が発熱体側端部を屈曲して形成されており、前記掛止部が前記保持具の貫通孔に挿入された状態において、前記掛止部の先端部分に脱落防止手段が施されている。このように構成された本発明に係る第６の観点の発熱体ユニットは、内部リード線部に脱落防止手段が施されているため、信頼性及び安全性の高い構成となる。
【００１４】
本発明に係る第７の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第１の観点の前記発熱体の両端に形成された掛止受部が、当該発熱体の幅方向の両端縁の少なくとも一方の端縁に切り欠きで形成され、前記電力供給部の掛止部が、前記保持具における前記掛止受部と対応する位置に前記発熱体と接触する面に直交して前記発熱体の長手方向に延設された側壁部で形成されている。このように構成された本発明に係る第７の観点の発熱体ユニットは、発熱体を電力供給部に確実に、且つ容易に装着することができ、製造が容易で信頼性及び安全性の高い構成となる。
【００１５】
本発明に係る第８の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第７の観点の前記保持具の掛止部としての前記側壁部が前記第１の保持部又は前記第２の保持部の一方に形成され、当該側壁部の突出端部が他方の保持部を回り込んで握着するよう構成されている。このように構成された本発明に係る第８の観点の発熱体ユニットは、発熱体を保持具に容易に、且つ確実に装着することができ、製造が容易で信頼性及び安全性の高い構成となる。
【００１６】
本発明に係る第９の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第１乃至第８の観点の前記第１の保持部と前記第２の保持部が１枚の材料を屈曲させて前記発熱体の端部を挟むよう構成されている。このように構成された本発明に係る第９の観点の発熱体ユニットは、発熱体を装着する保持具を容易に製造することができ、信頼性及び安全性が高く、製造コストの抑制された構成となる。
【００１７】
本発明に係る第１０の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第１乃至第９の観点の前記発熱体は、炭素系物質を含む材料により形成された層間構造を有している。このように構成された本発明に係る第１０の観点の発熱体ユニットは、被加熱体を均一に、且つ高温度に加熱することができ、効率の高い熱源となる。
【００１８】
本発明に係る第１１の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第１乃至第１０の観点の前記容器は、耐熱性を有するガラス管又はセラミックス管により形成され、不活性ガスが充填されて前記電力供給部において封止されている。このように構成された本発明に係る第１１の観点の発熱体ユニットは、高温度に加熱することができる効率の高い熱源となる。
【００１９】
本発明に係る第１２の観点の加熱装置は、前記第１乃至第１１の観点の発熱体ユニットを熱源として装備しており、被加熱体を均一に、且つ高温度に加熱することができ、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い加熱装置となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源となる発熱体ユニットを構成することができるとともに、作業効率が高く優れた生産性を有する発熱体ユニットを提供することができる。また、本発明によれば、上記の効果を有する発熱体ユニットが熱源として加熱装置に組み込まれているため、安全性及び信頼性が高く、効率の高い加熱装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る発熱体ユニット及びその発熱体ユニットを用いた加熱装置の好適な実施の形態について添付の図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
本発明に係る実施の形態１の発熱体ユニットについて図１乃至図６を用いて説明する。図１は実施の形態１の発熱体ユニットの構造を示す平面図である。図１において、当該発熱体ユニットが長尺形状であるため、その中間部分を破断して省略し、両端部分近傍を示している。図２は図１に示した発熱体ユニットの正面図である。
【００２３】
実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、耐熱性を有する細長い容器１の内部にフィルムシート状で帯状の発熱体２が配置されている。帯状の発熱体２は容器１の長手方向に沿って延設されている。実施の形態１の発熱ユニットにおいては、容器１が透明な石英ガラス管により形成されており、石英ガラス管の両端部分が平板状に溶着されて容器１が構成されている。発熱体２を収容する容器内部には、不活性ガスとしてのアルゴンガスが封入されている。容器内部に封入可能な不活性ガスとしては、アルゴンガスに限定されるものではなくアルゴンガスの他に、窒素ガス、又はアルゴンガスと窒素ガス、アルゴンガスとキセノンガス、アルゴンガスとクリプトンガス等の混合ガス等を用いても実施の形態１の発熱体ユニットと同様の効果を奏し、封入すべき不活性ガスとしては目的に応じ適宜選択することが可能である。容器１の内部に不活性ガスを封入するのは、高温度で使用した際において、容器内部の炭素系物質である発熱体２の酸化を防止するためである。なお、容器１の材料としては、耐熱性、絶縁性及び熱透過性を有する材料であれば用いることができ、例えば石英ガラスの他に、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス等のガラス材、セラミック材等から適宜選択される。
【００２４】
図１及び図２に示すように、実施の形態１の発熱体ユニットは、容器１と、熱輻射膜体としての細長い帯状の発熱体２と、この発熱体２を容器内の所定位置に保持するために発熱体２の長手方向の両端部分に設けられ、発熱体２に電力を供給するための第１及び第２の電力供給部１０ａ，１０ｂと、を備えている。
【００２５】
発熱体２の両端に設けられた第１及び第２の電力供給部１０ａ，１０ｂは、発熱体２の両端に取り付けられた保持具３を含んでいる。保持具３において、一方の保持具３（図１においては左側の保持具３）には第１の内部リード線部１１ａが取り付けられており、他方の保持具３（図１においては右側の保持具３）には第２の内部リード線部１１ｂが取り付けられている。第１の内部リード線部１１ａ及び第２の内部リード線部１１ｂのそれぞれは、容器１の両端部分の封着部分（溶着部分）に埋設されたモリブデン箔８を介して、容器１の両端から容器外部に導出する外部リード線９と電気的に接続されている。
【００２６】
図１及び図２に示すように、第１の電力供給部１０ａは、保持具３、第１の内部リード線部１１ａ、モリブデン箔８、及び外部リード線９を有して構成されている。一方、第２の電力供給部１０ｂは、保持具３、第２の内部リード線部１１ｂ、モリブデン箔８、及び外部リード線９を有して構成されている。
【００２７】
第１の内部リード線部１１ａは、保持具３が装着された発熱体２の一端（図１における左端）に接続された固定部５と、螺旋状に形成され長手方向に弾性を有するスプリング部６と、モリブデン箔８に接続された内部リード線７とにより構成され、固定部５とスプリング部６と内部リード線７とは一本の線材、例えばモリブデン線、により一体的に形成されている。
【００２８】
また、第２の内部リード線部１１ｂは、保持具３が装着された発熱体２の他端（図１における右端）に接続された固定部５と、発熱体２を容器内の所定位置に保持するための位置規制部４と、モリブデン箔８に接続された内部リード線７とにより構成され、固定部５と位置規制部４と内部リード線７とは一本の線材、例えばモリブデン線、により一体的に形成されている。
実施の形態１における第１の内部リード線部１１ａ及び第２の内部リード線部１１ｂは、モリブデン線により形成された例で説明するが、タングステン、ニッケル、ステンレス等を材料とした弾性を有する金属線（丸棒形状、平板形状）を用いて形成してもよい。また、実施の形態１における第１の内部リード線部１１ａ及び第２の内部リード線部１１ｂは、それぞれが一体的な線材により構成した例で説明するが、それぞれを機能別に別部材で形成して、それぞれを接合して構成することも可能である。
【００２９】
以上のように、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、保持具３、モリブデン箔８、外部リード線９及び第１の内部リード線部１１ａにより構成された第１の電力供給部１０ａと、保持具３、モリブデン箔８、外部リード線９及び第２の内部リード線部１１ｂにより構成された第２の電力供給部１０ｂにより、発熱体２が容器内に張設されている。
【００３０】
なお、第１の内部リード線部１１ａにおけるスプリング部６は発熱体２に対して張力を与えるものであり、発熱体２が常に容器内の所望の位置で直線的に配置されるよう構成されている。実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、スプリング部６は発熱体２を容器内の所定の位置に配置するための位置規制部材としての機能も有する。スプリング部６の外周部分が容器１の内周面に近接した位置にあり、スプリング部６が配設されることにより、発熱体２は容器１に接触しない位置に確実に配置される。実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、発熱体２が容器１の長手方向に延びる略中心軸上に配置され、容器１に接触しないよう配置されている。また、内部リード線７と固定部５との間にスプリング部６を設けることにより、発熱体２における膨張収縮による変化を吸収することが可能となる。
【００３１】
発熱体２における膨張収縮による変化に対し、発熱体２の材料自体が持つ伸縮率又は発熱体２の形状による伸縮率が大きい場合には、発熱体２の両側にあるそれぞれの内部リード線部１１ａ，１１ｂにはスプリング部６を設ける必要がない。
【００３２】
なお、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、発熱体２の両端に異なる構成の第１の内部リード線部１１ａ及び第２の内部リード線部１１ｂを設けた例で説明するが、本発明の発熱体ユニットでは発熱体２の両端に第１の内部リード線部１１ａと同様、若しくは第２の内部リード線部１１ｂと同様の構成部材を配設してもよく、その発熱体ユニットが用いられる加熱装置の製品仕様及び用途等に応じて適宜変更される。発熱体２のいずれか一端側にスプリング部６を有する第１の内部リード線部１１ａを配設する構成とすれば、発熱体２の位置規制及び膨張収縮による変化の吸収は可能であるが、発熱体２の両側に第１の内部リード線部１１ａを配設する構成とすれば発熱体２の両端側において位置規制及び変化吸収を行うことができる構成となり、さらなる効果が期待できる。
【００３３】
実施の形態１の発熱体ユニットの長手方向が鉛直方向となるように加熱装置に当該発熱体ユニットが組み込まれた場合、スプリング部６が発熱体２より上側に配置されると発熱体２の温度でスプリング部６が伸張されて加熱され、弾性限度を超えて熱膨張を吸収できなくなるおそれがある。このため、スプリング部６を発熱体２の下側に配置して圧縮された状態で使用する方が好ましい。
【００３４】
実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、第１の内部リード線部１１ａの固定部５、スプリング部６及び内部リード線７、並びに第２の内部リード線部１１ｂの固定部５、位置規制部４及び内部リード線７を一体的に構成した例で説明したが、各々を別部材で構成してそれぞれが電気的に接合されていれば同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３５】
図３から図５は実施の形態１の発熱体ユニットにおける発熱体２の両端部分に装着される保持具３及び固定部５等を示す図である。図３は保持具３等の平面図であり、図４は保持具３等の正面図であり、図５は図３のＶ−Ｖ線による断面図である。
図６は、折り曲げられて作製された保持具３を展開した図を、その中央に示しており、その展開した保持具３の他に、その保持具３に装着される発熱体２（図６の保持具３の上側）と、発熱体２を掛け止めされる第１の内部リード線部１１ａの固定部５（図６の保持具３の下側）とを示している。
【００３６】
実施の形態１の発熱体ユニットに用いられている保持具３は導電性を有する金属材料、例えばモリブデンで形成された平板な板材を折り曲げて構成されたものである。図３から図６に示すように、発熱体２の端部である発熱体保持部２ａ（図６参照）は折り曲げられた保持具３の間に挟まれるように配置されており、発熱体２の発熱体保持部２ａは固定部５のＬ字形状に屈曲した突出端部である掛止部５ａと係合するよう構成されている。また、保持具３は固定部５とスポット溶接されて固定されている。実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、発熱体２の長手方向と平行な中心軸上の２箇所でスポット溶接されている。
【００３７】
以下、図６の中央部分に示した展開された保持具３の図を用いて、保持具３の構成について詳細に説明する。保持具３は、展開された保持具３おける破線Ａ（図６参照）の位置で略１８０度に折り曲げられる。また、展開された保持具３の破線Ｂ（図６参照）の２箇所の位置で、破線Ａの位置で折り曲げられた方向と同じ方向にその端部側が略９０度に折り曲げられる。この結果、保持具３には、発熱体２の端部である発熱体保持部２ａを挟持するための第１の保持部３ａ（図４に示す保持具３における下側平坦部分）と、第２の保持部３ｂ（図４に示す保持具３における上側平坦部分）と、第１の保持部３ａにおける発熱体２の長手方向に平行な対向する辺（図３に示した保持具３においては、第１の保持部３ａの上下位置）から立ち上がる２つの側壁部３ｃ，３ｃが形成される。
【００３８】
図６に示した展開された保持具３における破線Ａの略１８０度の屈曲位置は、保持具３の金属材料であるモリブデン板を圧延したときの圧延方向（いわゆるロール目方向）と直交する方向に設定されている。このように設定することにより、保持具３を形成するため破線Ａの位置で略１８０度屈曲させても、亀裂や破断等の事故の発生を防止することができる。
【００３９】
また、図６に示す展開された保持具３において、第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂにおける発熱体２が導出する側にある破線Ｃの位置で端部側の対向面が互いに離れる方向に湾曲されて、導出部３ｆ，３ｆが形成されている。このように湾曲した導出部３ｆ，３ｆを形成することにより、保持具３に装着された発熱体２の導出端部が保持具３との接触により損傷されることが防止される。また、保持具３の導出部３ｆ，３ｆを湾曲させることにより、発熱体２における振動、熱伸縮サイクル、熱ストレスに耐えるように、保持具３の強度を高めることが可能となる。なお、実施の形態１においては、導出部３ｆ，３ｆを湾曲した曲面で構成した例で説明したが、斜面で構成してもよく、保持具３における発熱体２を導出する端部が広がり、発熱体２と接触しない形状であればよい。このような導出部３ｆ，３ｆの斜面形状は、プレス加工時等において発生するバリを広がる方向となるよう加工して用いることも可能であり、若しくは研削加工により形成してもよい。
【００４０】
図６に示すように、保持具３において、第１の保持部３ａには貫通孔である第１の係合孔３ｄが形成されており、第２の保持部３ｂにも貫通孔である第２の係合孔３ｅが形成されている。また、図６に示す展開された保持具３の略中央部分において破線Ａで示す折り曲げ部分には略円弧状の切り欠き３ｇが形成されている。この切り欠き３ｇの形成により、第１の保持部３ａから延設された半円状の舌部３ｈが形成されている。上記のように折り曲げられて構成された保持具３において、第１の保持部３ａに形成された第１の係合孔３ｄと、第２の保持部３ｂに形成された第２の係合孔３ｅは、対応する位置となり、保持具３はその略中央部分に貫通孔を有する構造となる。
【００４１】
発熱体２の端部である発熱体保持部２ａは、上記のように構成された保持具３の第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂとにより挟まれており、保持具３の貫通孔と対応する位置に貫通孔である掛止受部２ｃが形成されている。この結果、発熱体保持部２ａを挟んだ状態の保持具３においては、その略中央部分に貫通孔が形成された状態となる。このような状態において、発熱体２の両端にある発熱体保持部２ａに形成された貫通孔である掛止受部２ｃが固定部５の端部である掛止部５ａと掛け止めされて、発熱体２は容器内の所定位置に張設される。
【００４２】
図６に示すように、発熱体２は、保持具３により保持される発熱体保持部２ａと、長手方向に直交する複数の溝を有する溝パターンが形成されて蛇行した電流径路が形成され発熱する発熱部２ｂと、発熱体保持部２ａと発熱部２ｂとの間の領域である放熱部２ｆと、を有する。前述のように、発熱体保持部２ａに形成された貫通孔である掛止部２ｃは、発熱体保持部２ａが第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂにより挟まれた状態において第１の保持部３ａの第１の係合孔３ｄ及び第２の保持部３ｂの第２の係合孔３ｅと対応した位置に配置される。この結果、発熱体２を挟んだ状態の保持具３の略中央部分には貫通孔が形成されるが、この貫通孔を構成する第１の係合孔３ｄ、第２の係合孔３ｅ及び掛止受部２ｃの各直径は次の関係を有する。
第１の係合孔３ｄの直径は第２の係合孔３ｅの直径より大きく、発熱体２の掛止受部２ｃの直径は第２の係合孔３ｅの直径と同等か若しくは小さく形成されている（第１の係合孔３ｄの直径＞第２の係合孔３ｅの直径≧発熱体２の掛止受部２ｃの直径）。
【００４３】
図４及び図５に示すように、内部リード線７と一体的に線材で形成された固定部５の端部である掛止部５ａは、内部リード線７から固定部５に繋がる延設方向（発熱体２の長手方向）に対して略直交する方向に屈曲して形成されている、そのため、固定部５はその先端が屈曲したＬ字形状を有している。固定部５の掛止部５ａは、その直径が前述の保持具３に形成されている第１の係合孔３ｄ及び第２の係合孔３ｅの直径より小さく形成されており、且つ発熱体２の掛止受部２ｃの直径より多少小さく形成されている。このため、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、固定部５の掛止部５ａが、発熱体２を挟んだ保持具３を貫通して、発熱体保持部２ａの掛止受部２ｃと係合する構成となる（第１の係合孔３ｄの直径＞第２の係合孔３ｅの直径≧発熱体２の掛止受部２ｃの直径＞固定部５の掛止部５ａの直径）。
【００４４】
なお、固定部５の掛止部５ａの突出長さ（図５において符号Ｌ５で示す長さ）は、少なくとも保持具３における第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂの厚み、及び発熱体２の厚みを加算した長さより長く設定されており、掛止部５ａが第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂとの間にある発熱体保持部２ａの掛止受部２ｃと確実に係合する長さに設定されている。
【００４５】
上記のように、屈曲した固定部５の掛止部５ａが発熱体２の掛止受部２ｃと係合した状態において、第１の係合孔３ｄの直径が第２の係合孔３ｅの直径より大きく形成されているため、掛止部５ａにおける基端側の屈曲部分（いわゆるアール部分）の一部が第１の係合孔３ｄの内部に配置された状態となる。この結果、固定部５の掛止部５ａは、短い突出長さ（Ｌ５）で第１の保持部３ａの第１の係合孔３ｄと、発熱体２の掛止受部２ｃと、第２の保持部３ｂの第２の係合孔３ｅとを確実に貫通するとともに、固定部５と第１の保持部３ａがぐらつくことがない確実な接触状態となる。
【００４６】
実施の形態１の発熱体ユニットにおいて、上記のように固定部５の掛止部５ａと発熱体２は、掛け止めした係合状態であり、掛止部５ａと保持具３の第１の係合孔３ｄと第２の係合孔３ｅとはそれぞれを貫通した係止状態である。保持具３の第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂは発熱体２の発熱体保持部２ａと面接触しており、発熱体２と保持具３は抵抗の少ない電気的接続状態である。さらに、保持具３と固定部５との電気的接続状態及び機械的接続状態を確実なものとするために、保持具３の舌部３ｈと固定部５とは少なくとも１箇所のスポット溶接により固着されている。図３から図５において、符号Ｘにて示す位置がスポット溶接位置である。スポット溶接位置は、発熱体２と掛止部５ａとの係合位置と同じように発熱体２の長手方向と平行な中心軸上にある。このように、固定部５は保持具３に固定され、固定部５が保持具３に対して遊動することなく確実に接触した状態となる。また、このように保持具３と固定部５が固定されているため、保持具３の回転、ねじれ、及び歪みが防止されている。
【００４７】
なお、上記の説明においては、発熱体２の一方の端部と第１の電力供給部１０ａとの固定方法について説明したが、実施の形態１の発熱体ユニットにおいて発熱体２の他方の端部と第２の電力供給部１０ｂとの固定方法は同じ方法により固定されている。このため、発熱体２の他方の端部と第２の電力供給部１０ｂとの固定方法についての説明は省略する。
【００４８】
実施の形態１の発熱体ユニットにおいて、保持具３の平面部分が発熱体２の発熱体保持部２ａを挟持した構成で説明したが、保持具３の平面部分を曲面又は凹凸面に形成し挟着力を高めて発熱体保持部２ａを挟持する構成としてもよい。
また、実施の形態１の発熱体ユニットにおける保持具３は、第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂを１枚の板材で形成した例で説明したが、第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂは別部材で形成してそれぞれを接合する構成としてもよく、発熱体２の発熱体保持部２ａを両側から挟み、電気的接続状態が確保される構造であればよい。
【００４９】
本発明に係る実施の形態１の発熱体ユニットにおいて用いた発熱体２は、炭素系物質を主成分とし厚み方向において各層が互いに空隙をなすように一部が固着された積層構造で、優れた二次元的等方向性の熱伝導を有しており、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有するフィルムシート状の材料で形成されている。したがって、帯状の発熱体２は温度ムラがなく均一に発熱する熱源となる。
【００５０】
発熱体２の材料であるフィルムシート素材は、高分子フィルム又はフィラーを添加した高分子フィルムを高温度、例えば２４００℃以上の雰囲気中にて熱処理し、焼成してグラファイト化した耐熱性を有する高配向性のグラファイトフィルムシートであり、面方向の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、６００から９５０Ｗ／ｍ・Ｋの特性を有する。このように、実施の形態１において用いた発熱体２は、面方向の熱伝導率が６００から９５０Ｗ／ｍ・Ｋという優れた二次元的等方向性の熱伝導を有する。
【００５１】
ここで、二次元的等方向性の熱伝導とは、直交するＸ軸とＹ軸で設定される面における、あらゆる方向の熱伝導率が略同じであることを示すものである。したがって、本発明において二次元的等方向性とは、例えば炭素繊維が同じ方向に並設して形成された発熱体における炭素繊維方向である１方向（Ｘ軸方向）、又は炭素繊維をクロスに編んで形成された発熱体における炭素繊維方向である２方向（Ｘ軸方向とＹ軸方向）だけを指すものではなく、フィルムシート状の発熱体２における面方向において同じ性質を持つことを言う。
【００５２】
本発明において用いられる発熱体２の材料であるフィルムシート素材は、積層構造を有し、面方向の層表面が平坦な面、凹凸面或いは波うつ面等の各種の面形状を有しており、対向する各層の間には空隙が形成されている。このフィルムシート素材の積層構造において、各層間に形成される空隙の形成状態のイメージは、複数回（例えば、何十回、何百回）と重ね合わせるように折り曲げてパイ生地を作り、そのパイ生地を焼いて得た、パイの断面形状と類似している。即ち、発熱体２は、炭素系物質を含む材料により形成された複数の膜体が積層されて、積層方向が一部固着された層間構造を有しており、厚み方向に柔軟性を有するフィルムシート素材である。したがって、本発明における発熱体２の材料であるフィルムシート素材は、前述のように、面方向の熱伝導率が略同じである優れた二次元的等方向性の熱伝導を有する材料である。
【００５３】
前述のように製造されたフィルムシート素材として用いられる高分子フィルムとしては、ポリオキサジアゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾビスチアゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾビスオキサゾール、ポリピロメリットイミド（ピロメリットイミド）、ポリフェニレンイソフタルアミド（フェニレンイソフタルアミド）、ポリフェニレンベンゾイミタゾール（フェニレンベンゾイミタゾール）、ポリフェニレンベンゾビスイミタゾール（フェニレンベンゾビスイミタゾール）、ポリチアゾール、ポリパラフェニレンビニレンのうちから選ばれた少なくとも一種類の高分子フィルムを挙げることができる。また、高分子フィルムに添加されるフィラーとしては、リン酸エステル系、リン酸カルシウム系、ポリエステル系、エポキシ系、ステアリン酸系、トリメリット酸系、酸化金属系、有機錫系、鉛系、アゾ系、ニトロソ系およびスルホニルヒドラジド系の各化合物を挙げることができる。より具体的には、リン酸エステル系化合物として、リン酸トリクレジル、リン酸（トリスイソプロピルフェニル）、トリブチルホスフェ−ト、トリエチルホスフェ−ト、トリスジクロロプロピルホスフェート、トリスブトキシエチルフォスフェート等を挙げることができる。リン酸カルシウム系化合物としては、リン酸二水素カルシウム、リン水素カルシウム、リン酸三カルシウム、等を挙げることができる。また、ポリエステル系化合物としては、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、フタル酸などと、グリコール、グリセリン類との反応により得られるポリマー等を挙げることができる。また、ステアリン酸系化合物としては、セバシン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、クエン酸アセチルトリブチル等を挙げることができる。酸化金属系化合物としては、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉛等を挙げることができる。トリメリット酸系化合物としては、ジブチルフマレート、ジエチルフタレート等を挙げることができる。鉛系化合物としては、ステアリン酸鉛、ケイ酸鉛等を挙げることができる。アゾ系化合物としては、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等を挙げることができる。ニトロソ系化合物としては、ニトロソペンタメチレンテトラミン等を挙げることができる。スルホニルヒドラジド系化合物としては、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド等を挙げることができる。
【００５４】
前記フィルムシート素材を積層し、不活性ガス中において２４００℃以上で処理し、グラファイト化の過程で発生するガス処理雰囲気の圧力を調整することにより制御してフィルムシート状の発熱体が製造される。更に、必要に応じて、前記のように製造されたフィルムシート状の発熱体を圧延処理することにより、さらに良質のフィルムシート状の発熱体を得ることができる。このように製造されたフィルムシート状の発熱体を本発明の発熱体ユニットにおける発熱体２として用いる。
【００５５】
なお、前記フィラーの添加量は、０．２〜２０．０重量％の範囲が適当であり、より好ましくは１．０〜１０．０重量％の範囲である。その最適添加量は、高分子の厚さによって異なり、高分子の厚さが薄い場合には添加量が多い方がよく、厚い場合には添加量は少なくてよい。フィラーの役割は熱処理後のフィルムを均一発泡の状態にすることにある。即ち、添加されたフィラーは、加熱中にガスを発生し、このガスの発生した後の空洞が通り道となってフィルム内部からの分解ガスの穏やかな通過を助けるものである。フィラーはこのように均一発泡状態を作り出すのに役立つ。
【００５６】
上記のように製造されたフィルムシート素材は、例えばトムソン型やピナクル型の抜き型、ロータリーダイカッタ等の鋭利な刃物、若しくはレーザー加工等により所望の形状に加工される。
【００５７】
実施の形態１における発熱体２は、厚み（ｔ）が１００μｍであり、発熱部２ｂの幅(Ｗ１)が６．０ｍｍ（図６参照）であり、発熱体保持部２ａの幅（Ｗ２）が約５．０ｍｍ（図６参照）であり、発熱部２ｂの長さ（Ｌ）が３００ｍｍ（図１参照）である。なお、発熱体２の長さ、幅及び厚みについては、入力電圧及び発熱温度等により決定されるものであり、当該発熱体ユニットが用いられる熱源としての製品仕様及び用途に応じて適宜変更が可能である。
【００５８】
図６に示すように、実施の形態１における発熱体２の発熱部２ｂには、複数の溝が発熱体２の長手方向に直交する方向に延設された溝パターンが形成されている。発熱部２ｂに形成されている複数の溝は、発熱部２ｂにおける電流の流れ方向を規制し、抵抗値を調整するものである。発熱部２ｂに形成される溝形状としては、その発熱体ユニットが用いられる製品仕様及び用途等に応じて貫通した溝（スリット）や、有底の溝（凹部溝）等がある。また、凹部溝においては、その厚み方向の深さを変更することにより発熱部２ｂの抵抗値を調整することが可能である。
【００５９】
実施の形態１の発熱体２の発熱部２ｂには、図６に示す溝パターンが繰り返して形成されている。即ち、発熱体２の発熱部２ｂには、その長手方向と平行な両側縁部分の対向する位置から長手方向と直交して中心側へ延びる端溝２ｄと、長手方向と直交して発熱部２ｂの中央部分に形成された中央溝２ｅと、が形成されている。発熱部２ｂにおいて対向する端溝２ｄ，２ｄの中央側の対向端部は、第１の所定距離（図６においてＬ１で示す距離）を有しており、発熱部２ｂの中央部分に通電径路を形成している。また、中央溝２ｅの両端部である縁側端部は、発熱部２ｂの幅方向の縁部分からそれぞれ同じ第２の所定距離（図６においてＬ２で示す距離）を有しており、発熱部２ｂの両側縁部分近傍に通電径路を形成している。さらに、発熱体２の発熱部２ｂにおいて、端溝２ｄと中央溝２ｅとの長手方向の間隔が第３の所定距離（図６においてＬ３で示す距離）を有しており、端溝２ｄと中央溝２ｅとの間に発熱体２の長手方向と直交する方向に流れる電流経路を形成している。
【００６０】
実施の形態１の発熱体２において、端溝２ｄと中央溝２ｅとの長手方向の間隔である第３の所定距離Ｌ３は第２の所定距離Ｌ２と同じ距離に設定されており、第１の所定距離Ｌ１は第２の所定距離Ｌ２及び第３の所定距離Ｌ３の２倍に設定されている。このように溝パターンが形成された発熱体２の発熱部２ｂにおいては、蛇行した電流径路が形成されており、電流の流れに対して直交する断面積が略同じとなり、抵抗値の計算が容易となり、均一した温度分布を形成することができる。なお、発熱体２の面方向の熱伝導率が、例えば６００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の特性を有する材料であれば、第２の所定距離Ｌ２が第１の所定距離Ｌ１の１／２でなくても均一な温度分布（配熱分布）に大きな影響を与えることはない。好ましくは、第２の所定距離Ｌ２を第１の所定距離Ｌ１の１／２以上に設定することにより、発熱体ユニットに加わる衝撃に対する発熱体２の機械的強度を高めることができる。
【００６１】
また、発熱部２ｂに形成される溝形状のスリットや凹部溝は、当該発熱体ユニットが用いられる製品仕様や用途に応じて適宜選択することにより、発熱部２ｂの温度分布（配熱パターン）を所望のパターンとすることが可能である。
【００６２】
さらに、発熱部２ｂにおいて、端溝２ｄと中央溝２ｅとの長手方向における間隔Ｌ３は、発熱体２の長手方向の端部、即ち発熱体保持部２ａに近づくほど徐々に広くすることにより、発熱部２ｂにおける電流径路の抵抗率を徐々に変化させて、発熱部２ｂの温度分布（配熱パターン）を中央部分が高熱となるように変更することが可能となる。勿論、当該発熱体ユニットが用いられる製品仕様や用途に応じて上記間隔Ｌ１、Ｌ２及びＬ３を適宜変更することにより、所望の配熱パターンを有する熱源とすることが可能である。
【００６３】
実施の形態１における発熱体２は、発熱体保持部２ａの幅（Ｗ２）が発熱部２ｂの幅（Ｗ１）より狭く形成されている。そして、発熱体保持部２ａから発熱部２ｂへ繋がる領域が徐々に広くなるよう形成され、この領域に放熱機能を有する放熱部２ｆが形成されている。この放熱部２ｆには前述のような溝は形成されておらず、広い電流径路が形成されている。この結果、放熱部２ｆにおいては、発熱部２ｂから伝導した熱が放熱されて、発熱体２における熱ストレスの低減及び長寿命化が図られている。なお、発熱体保持部２ａから発熱部２ｂへ繋がる放熱部２ｆの縁形状は、集中荷重が加わり破損を防止するために曲面形状で構成することが好ましい。
また、製品仕様により発熱部２ｂの温度が高い場合、発熱部２ｂから発熱体保持部２ａへの放熱部２ｆにおける幅を徐々に狭くすることにより、放熱部２ｆに温度勾配を設けて発熱体保持部２ａへの熱ストレスを低減することが可能となる。
さらに、発熱体２において、第１の所定距離Ｌ１及び第２の所定距離Ｌ２の長さを両側の発熱体保持部２ａに近づくに従い徐々に長くすることにより、発熱部２ｂに温度勾配を設けることができるとともに、耐衝撃性及び耐振動性を有する機械的強度の強い構造となる。
【００６４】
上記のように構成された発熱体２において、電流の流れを阻害する複数の溝を有する溝パターンが発熱部２ｂに形成されているため、発熱部２ｂの全体形状に規制されずに所望の電流径路を設定できる。この結果、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、製品仕様及び用途に応じて所望の発熱分布を設定することが可能であり、多方面の熱源として利用できる。
【００６５】
なお、実施の形態１の発熱体ユニットにおける発熱体２は、プレス加工により帯状に形成して、溝加工したが、レーザーを用いて所望の形状に加工することも可能である。例えば、レーザー加工の一例として、発熱体２の面方向の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上となるとＣＯ２レーザー(波長１０６００nｍ)等の熱加工作用を主体としたレーザー加工を用いた場合には、発熱体２に熱を奪われてしまい、加工できないという問題がある。しかしながら、非熱加工作用を主体とした波長１０６４から３８０ｎｍのレーザー加工、例えば、呼称１０６４ｎｍの短波長レーザー加工を用いることにより所望の形状を精度高く加工することが可能となる。
【００６６】
特に、実施の形態１における発熱体２を形成する場合には、呼称５３２ｎｍの第二高調波レーザー加工を用いることにより、高精度に加工できることを発明者らは確認した。実施の形態１における発熱体２の材料は、フィルムシート素材であり、高分子フィルム又はフィラーを添加した高分子フィルムを高温度、例えば２４００℃以上の雰囲気中にて熱処理し、焼成してグラファイト化した耐熱性を有する高配向性のグラファイトフィルムシートを材料としている。そして、発熱体２は、面方向の熱伝導率が６００から９５０Ｗ／ｍ・Ｋの特性を有する材料で形成されている。このような材料から、例えば、厚み（ｔ）が１００μｍ、幅(Ｗ１)が６．０ｍｍ、長さ（Ｌ）が３００ｍｍの発熱体を加工する場合、又は前述のように発熱部２ｂに溝（スリット）等の複雑な形状に加工する場合には、呼称５３２ｎｍの第二高調波レーザー加工を用いることが望ましい。
【００６７】
なお、好ましいレーザー加工方法は、発熱体２の材料、即ち面方向の熱伝導率及び形状によって、前述の非熱加工作用を主体としたレーザー加工波長（１０６４から３８０ｎｍ）を持つ加工方法から適宜選択し得ることは言うまでもない。さらに、上記説明した発熱体２を加工するためのレーザー加工方法は後述の他の実施の形態における発熱体ユニットの発熱体の加工においても採用できることは言うまでもない。
【００６８】
以上のように、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、帯状の発熱体２の両端部分が簡単な構成の電力供給部１０ａ，１０ｂにより確実に係合保持されて、発熱体２が容器内の所定位置で電気的接続状態が保持されている。このように、実施の形態１の発熱体ユニットは、発熱体２が電力供給部１０ａ，１０ｂにより容器内の所定位置に確実に保持されているため、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源を構成することができる。また、実施の形態１の発熱体ユニットは、簡単な構成であるため、作業効率が高く優れた生産性を有する熱源を提供することができる。
【００６９】
（実施の形態２）
以下、本発明に係る実施の形態２の発熱体ユニットについて図７乃至図１０を用いて説明する。実施の形態２の発熱体ユニットにおいて、前述の実施の形態１の発熱体ユニットと異なる点は、発熱体２の両端に取り付けられる保持具２３の構成である。実施の形態２の発熱体ユニットにおける保持具以外の構成は実施の形態１の発熱体ユニットと同じであるため、以下、実施の形態２における保持具２３の構成について詳細に説明する。なお、実施の形態２の発熱体ユニットにおいて、実施の形態１の発熱体ユニットと同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付して、その説明は実施の形態１の説明を適用する。
【００７０】
図７は、実施の形態２の発熱体ユニットにおける発熱体２と、その発熱体２の端部である発熱体保持部２ａに掛け止めされた固定部５の掛止部５ａと、発熱体保持部２ａを挟むように取り付けられた保持具２３等を示す平面図である。図８は図７に示した保持具２３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による断面図である。図９は実施の形態２における保持具２３の展開図である。
【００７１】
実施の形態２の発熱体ユニットに用いられている保持具２３は、実施の形態１の保持具３と同様に導電性を有する金属材料、例えばモリブデンで形成された平板な板材を折り曲げて形成されたものである。図７及び図８に示すように、発熱体２の端部である発熱体保持部２ａは保持具２３の第１の保持部２３ａ及び第２の保持部２３ｂの間に挟まれるように配置される。
なお、実施の形態２の発熱体ユニットにおける保持具２３は、第１の保持部２３ａと第２の保持部２３ｂを１枚の板材で形成した例で説明するが、第１の保持部２３ａと第２の保持部２３ｂは別部材で形成して、それぞれを接合する構成でもよい。
【００７２】
実施の形態２の発熱体ユニットにおいて、実施の形態１の発熱体ユニットと同様に、第１の保持部２３ａと第２の保持部２３ｂに挟まれた発熱体２の発熱体保持部２ａには、固定部５のＬ字形状に屈曲された突出端部である掛止部５ａと係合するよう貫通孔である掛止受部２ｃが形成されている。
実施の形態２における保持具２３には、固定部５を支持するための保持孔２３ｉが形成されている。実施の形態２においては、保持孔２３ｉと固定部５が係合して保持具２３が固定部５に支持される構成である。この係合位置は、発熱体２の長手方向に平行な中心軸上に配置されている。
【００７３】
以下、図９に示した保持具２３の展開図を用いて、保持具２３の構成について詳細に説明する。図９に示す展開された保持具２３は、破線Ａの位置で略１８０度折り曲げられる。また、図９に示す展開された保持具２３の破線Ｂの位置で、破線Ａの位置で折り曲げた方向と反対の方向に略９０度折り曲げられる。この結果、保持具２３には、発熱体２の発熱体保持部２ａ（図６参照）を挟持するための第１の保持部２３ａ（図９における保持具２３の右側平坦部分）と、第２の保持部２３ｂ（図９における保持具２３の左側平坦部分）と、略９０度に折れ曲がった舌部２３ｈ（図８参照）が形成される。第１の保持部２３ａには第１の係合孔２３ｄが形成され、第２の保持部２３ｂには第２の係合孔２３ｅが形成され、そして舌部２３ｈには保持孔２３ｉが形成されている。第１の係合孔２３ｄと第２の係合孔２３ｅは、前述の実施の形態１における第１の係合孔３ｄと第２の係合孔３ｅと同様に、固定部５の掛止部５ａが貫通して、掛止部５ａが発熱体２の掛止受部２ｃと係合できるように、対応する位置に形成されている。舌部２３ｈにある保持孔２３ｉは、後述するように固定部５が貫通して固定部５を支持するための保持孔である。
【００７４】
なお、図９に示した展開された保持具２３における破線Ａの屈曲位置は、保持具２３の金属材料であるモリブデンを圧延したときの圧延方向（いわゆるロール目方向）と直交する方向に設定されている。このように設定することにより、保持具２３は破線Ａの位置で亀裂や破断等の事故の発生を防止して、略１８０度の屈曲が可能である。
【００７５】
また、実施の形態２における保持具２３には、実施の形態１と同様の目的で、第１の保持部２３ａと第２の保持部２３ｂにおける破線Ｃの位置で屈曲して、その端部側の対向面を互いに離れる方向に湾曲させた導出部２３ｆ，２３ｆが形成されている。なお、導出部２３ｆ，２３ｆは、斜面で構成してもよく、保持具２３における発熱体２を導出する端部が広がり、発熱体２と接触しない形状であればよい。
【００７６】
図９に示すように、展開された保持具２３において、第１の保持部２３ａには第１の係合孔２３ｄが形成され、第２の保持部２３ｂには第２の係合孔２３ｅが形成され、そして舌部２３ｈには保持孔２３ｉが形成されており、第１の係合孔２３ｄ、第２の保持部２３ｂ及び保持孔２３ｉは同一直線上に形成されている。図９に示す展開された保持具３において、その略中央部分の破線Ａで示す折り曲げ部分には略円弧状に開口した開口部２３ｇが形成されている。この開口部２３ｇの形成により、第１の保持部２３ａから延設された半円状の舌部２３ｈが形成されている。前述のように、舌部２３ｈには貫通孔である保持孔２３ｉが形成されており、破線Ｃの位置で略９０度に折り曲げられて、保持具２３が形成されている。上記のように折り曲げられて形成された保持具２３においては、第１の保持部２３ａに形成された第１の係合孔２３ｄと、第２の保持部２３ｂに形成された第２の係合孔２３ｅが対応する位置となり、保持具２３はその略中央部分に貫通孔を有する構造となる。保持具２３の貫通孔の位置に発熱体２の発熱体保持部２ａの貫通孔である掛止受部２ｃが配置されて保持具２３に挟まれ、発熱体２の掛止受部２ｃは内部リード線部１１ａの固定部５の掛止部５ａと確実に係合する。
【００７７】
実施の形態２における発熱体２は実施の形態１の発熱体２と同じ構成を有しており、発熱体２の材料であるフィルムシート素材が、積層構造を有し、面方向の層表面が平坦な面、凹凸面あるいは波うつ面等の各種の面形状を有しており、対向する各層の間には空隙が形成されている。したがって、実施の形態２における発熱体２においても、面方向の熱伝導率が略同じである優れた二次元的等方向性の熱伝導を有する。
【００７８】
実施の形態２における発熱体２においても実施の形態１の発熱体２と同じように、発熱体２の両端にある発熱体保持部２ａ（図６参照）が保持具２３により挟まれる構成である。また、発熱体２における発熱部２ｂには複数の溝を有する溝パターンが形成されている。発熱体２の発熱体保持部２ａには貫通孔である掛止受部２ｃが形成されており、この掛止受部２ｃは固定部５の掛止部５ａが挿入されて係合状態となるとともに、発熱体保持部２ａが保持具２３により挟まれて互いに電気的接続状態となる。なお、第１の係合孔２３ｄの直径は、第２の係合孔２３ｅの直径より大きく形成されており、第２の係合孔２３ｅの直径は、発熱体２の掛止受部２ｃの直径と同等か若しくは大きく形成されている（第１の係合孔３ｄの直径＞第２の係合孔３ｅの直径≧発熱体２の掛止受部２ｃの直径）。
【００７９】
上記のように保持具２３に両端が挟まれた発熱体２に対して第１の内部リード線部１１ａの固定部５が掛け止めされて係合した状態である。図７及び図８に示したように、内部リード線７と一体的に線材で形成された固定部５の掛止部５ａは、その直径が保持具２３に形成されている第１の係合孔２３ｄ及び第２の係合孔２３ｅの直径より小さく形成されている。このため、固定部５の掛止部５ａは、発熱体２の発熱体保持部２ａを挟んだ保持具２３の第１の係合孔２３ｄ及び第２の係合孔２３ｅを貫通して、発熱体２の掛止受部２ｃと確実に係合している（第１の係合孔２３ｄの直径＞第２の係合孔２３ｅの直径≧発熱体の掛止受部２ｃの直径＞掛止部５ａの直径）。
【００８０】
なお、固定部５の掛止部５ａの突出長さ（図８において符号Ｌ４で示す長さ）は、少なくとも保持具２３の第１の保持部２３ａと第２の保持部２３ｂの厚み、及び発熱体２の厚みを加算した長さより長く形成されており、掛止部５ａが第２の保持部２３ｂの第１の係合孔２３ｄを貫通して、発熱体２の掛止受部２ｃと確実に係合する長さに設定されている。
【００８１】
上記のように、屈曲した固定部５の掛止部５ａが発熱体２の掛止受部２ｃと係合した状態において、第１の係合孔２３ｄの直径が第２の係合孔２３ｅの直径より大きく形成されているため、固定部５の掛止部５ａにおける基部である屈曲部分（いわゆるアール部分）の一部が大きな第１の係合孔２３ｄの内部に配置された状態となる。この結果、固定部５は保持具２３に対してぐらつくことなく確実に接触し、固定部５の掛止部５ａの突出端部が、第２の保持部２３ｂの第２の係合孔２３ｅから突出して、発熱体２の掛止受部２ｃと掛止部５ａは確実な係合状態となる。
【００８２】
実施の形態２の発熱体ユニットにおいて、上記のように固定部５はその端部である掛止部５ａが発熱体２の掛止受部２ｃと係合し、且つ保持具２３とも係合状態である。固定部５が保持具２３を確実に支持し、且つ固定部５が保持具３に対して移動しないように、固定部５は保持具２３の舌部２３ｈに形成された保持孔２３ｉを貫通して係合するよう構成されている。保持孔２３ｉの直径は、固定部５の線材の直径より多少大きく形成されているが、固定部５が保持孔２３ｉ内で遊動しない大きさである。上記のように、固定部５は保持具２３と２箇所において係合状態であるが、これらの係合位置は、発熱体２の長手方向と平行な中心軸上にある。このように、固定部５がその両端部分で保持具２３に係合した状態（２点固定状態）であるため、固定部５は保持具２３に対して移動することがなく確実に接触して固定された状態となる。このように保持具２３と固定部５が固定されているため、保持具２３の回転、ねじれ、及び歪みが防止されている。なお、固定部５と保持具２３との間は少なくとも１箇所においてスポット溶接して固定してもよい。
なお、図９に示した保持具２３においては、固定部５を保持孔２３ｉで支持する構成であるが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、図１０の保持具２３の展開図に示すように第１の保持部２３ａから延設された突出端２３０ｉを形成して、この突出端２３０ｉにより固定部５を支持できる構成も本発明に含まれる。
【００８３】
上記の説明においては、発熱体２の一方の端部に対する保持具２３と第１の内部リード線部１１ａの固定部５との固定方法について説明したが、発熱体２の他方の端部に対する保持具２３と第２の内部リード線部１１ｂの固定部５との固定方法は同じ方法により固定されるため、ここでは省略する。
【００８４】
図１１は、実施の形態２の発熱体ユニットにおける発熱体に対する保持具と固定部との別の係合方法を示す断面図である。図１１は、前述の図８の断面図に対応する位置における断面図であり、保持具２３の構成は同じである。したがって、図１１に示す発熱体ユニットにおいては、図７から図９に示した実施の形態２の発熱体ユニットと同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付しており、その説明は前述の説明を適用する。
【００８５】
図１１に示す構成の発熱体ユニットにおいては、保持具２３の貫通孔（第１の係合孔２３ｄ及び第２の係合孔２３ｅ）及び発熱体２の掛止受部２ｃを貫通した固定部５の掛止部５ａの突出端部に抜け落ち防止手段（脱落防止手段）が施されている。図１１に示すように、固定部５の掛止部５ａにおける第２の係合孔２３ｅから突出した突出端部は、プレス加工等により塑性変形した状態である。即ち、掛止部５ａにおける第２の係合孔２３ｅからの突出端部は、第２の係合孔２３ｅの直径より大きな形状に加工されており、抜け落ち防止手段が施されている。掛止部５ａにおける突出端部の塑性変形の方法としては、プレス加工の他に、回転カシメ加工等の機械的な加工方法、若しくは熱、電流、プラズマ等による溶着方法等を用いることができる。また、別の抜け落ち防止手段としては、掛止部５ａにおける突出端部を螺刻してナットによるネジ止め方法、又は突出端部に止め輪、例えばＣ型止め輪、Ｅ型止め輪等を装着する係止方法等がある。
なお、抜け落ち防止手段（脱落防止手段）は、前述の実施の形態１の構成における固定部５の端部である掛止部５ａに対して施して、発熱体２と固定部５との係合状態をより確実なものとして、抜け止めを防止することもできる。
【００８６】
以上のように、実施の形態２の発熱体ユニットにおいては、帯状の発熱体２の両端部分にある発熱体保持部２ａが簡単な構成の電力供給部１０ａ，１０ｂに係合して容器内の所望の位置に確実に保持され、且つ電気的な接続状態が確保されている。したがって、本発明の実施の形態２の発熱体ユニットによれば、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源を構成することができるとともに、簡単な構成であるため作業効率が高く優れた生産性を有する発熱体ユニットを提供することができる。
【００８７】
（実施の形態３）
以下、本発明に係る実施の形態３の発熱体ユニットについて図１２乃至図１５を用いて説明する。実施の形態３の発熱体ユニットにおいて、前述の実施の形態１の発熱体ユニットと異なる点は、発熱体２の両端に取り付けられる保持具３３及び固定部３５の構成である。実施の形態３の発熱体ユニットにおける保持具３３及び固定部３５以外の構成は実施の形態１の発熱体ユニットと同じであるため、以下、実施の形態３における保持具３３及び固定部３５の構成について詳細に説明する。なお、実施の形態３の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００８８】
図１２は、実施の形態３の発熱体ユニットにおける発熱体２と、その端部である発熱体保持部２ａに取り付けられた保持具３３等を示す平面図である。図１３は図１２に示した発熱体２に取り付けられた保持具３３等を示す正面図である。
【００８９】
実施の形態３の発熱体ユニットに用いられている保持具３３は、実施の形態１の保持具３と同様に導電性を有する金属材料、例えばモリブデンで形成された平板な板材を折り曲げて構成されたものである。図１２及び図１３に示すように、発熱体２の端部である発熱体保持部２ａは保持具３３の第１の保持部３３ａ及び第２の保持部３３ｂの間に挟まれるように配置されている。
【００９０】
なお、実施の形態３の発熱体ユニットにおける保持具３３は、第１の保持部３３ａと第２の保持部３３ｂを１枚の板材で形成した例で説明するが、第１の保持部３３ａと第２の保持部３３ｂは別部材で形成してそれぞれを接合する構成としてもよい。
発熱体２の発熱体保持部２ａを挟着保持する保持具３３には、内部リード線７と一体的に線材で形成された固定部３５がスポット溶接されている。実施の形態３においては、保持具３３と固定部３５は、固定部３５の両端部近傍の２箇所において溶接されて固定されている。図１２及び図１３において符号Ｘで示す位置がスポット溶接位置である。
【００９１】
内部リード線７と一体的に形成された直線状の固定部３５は、保持具３３の中心軸上に配設され固定されている。ここで、保持具３３の中心軸とは、当該保持具３３に保持される発熱体２の長手方向と平行であり、発熱体２と保持具３３とを含む部材の重心を通る軸である。保持具３３と固定部３５とはスポット溶接されており、スポット溶接位置は保持具３３の中心軸上である。
【００９２】
実施の形態３における保持具３３は、前述の実施の形態１及び実施の形態２の保持具２，２３と同様に、平板な板材をその略中央部分で略１８０度に折り曲げて、第１の保持部３３ａと第２の保持部３３ｂが形成されている。ただし、実施の形態３における保持具３３においては、図１２及び図１３に示すように、第１の保持部３３ａの側面部分（第１の保持部３３ａにおける発熱体２の長手方向の中心軸と平行な側面部分）には短い幅で突出した側壁部３３ｃが対向して形成されている。対向する側壁部３３ｃ，３３ｃは、第１の保持部３３ａの側面部分から第２の保持部３３ｂの方向（図１３においては上方向）に略９０度折り曲げられて、対向するよう形成されている。このとき、保持具３３の側壁部３３ｃは、第２の保持部３３ｂの対応する側面部分に形成された切り欠き部３３ｊ内に入り込むよう構成されている。
【００９３】
図１４は、実施の形態３における保持具３３の展開図と、その保持具３３により挟持される発熱体２の端部を示している。図１４に示すように、展開した保持具３３においては、その中央部分にある破線Ａの位置で略１８０度折り曲げられて、第１の保持部３３ａ及び第２の保持部３３ｂが形成される。そして、第１の保持部３３ａと第２の保持部３３ｂの間に発熱体保持部２ａが配置された状態において、第１の保持部３３ａの破線Ｂの２箇所の位置で、破線Ａの位置で折り曲げられた方向と同じ方向にその端部側が略９０度に折り曲げられて対向する側壁部３３ｃ，３３ｃが形成される。
【００９４】
図１４に示すように、保持具３３により保持される発熱体保持部２ａには、その側面（発熱体２の長手方向に平行な対向する側面）に切り欠き部２ｇ，２ｇが形成されている。このため、第１の保持部３３ａの側壁部３３ｃ，３３ｃが折り曲げられるとき、側壁部３３ｃ，３３ｃは、第２の保持部３３ｂに形成された切り欠き部３３ｊ内に入り込むとともに、発熱体２の切り欠き部２ｇと係合して、保持具３３は発熱体保持部２ａを確実に係合保持する。このように、側壁部３３ｃが切り欠き部３３ｊに入り込むとき、側壁部３３ｃは発熱体２の切り欠き部２ｇと係合するため、発熱体２が保持具３３から抜けることがなく、発熱体２は確実に保持具３３に固定された状態となる。
【００９５】
なお、実施の形態３においても、前述の実施の形態１及び実施の形態２と同様に、展開された保持具３３においては、第１の保持部３３ａと第２の保持部３３ｂにおける発熱体２の導出側にある破線Ｃの位置で導出端部側の対向面が互いに離れる方向に湾曲されて、導出部３３ｆ，３３ｆが形成される。
なお、実施の形態３における保持具３３は前述の実施の形態１及び実施の形態２における保持具３，２３と同じ材料により形成されている。
【００９６】
上記のように、実施の形態３の発熱体ユニットにおいては、前述の実施の形態１及び実施の形態２と同様に、簡単な構成で、発熱体２の発熱体保持部２ａを挟むための第１の保持部３３ａ、第２の保持部３３ｂ、側壁部３３ｃ、そして舌部３３ｈ（図１２参照）が形成されている。舌部３３ｈは第１の保持部３３ａから内部リード線７の導出方向と同じ方向に延設されており、この舌部３３ｈには内部リード線７に繋がる固定部３５が配置され固定される。舌部３３ｈと固定部３５は、図１２及び図１３において符号Ｘで示す２箇所の位置でスポット溶接されて確実に固定されている。なお、スポット溶接位置は保持具３３と固定部３５の溶着部分が発熱体２を容器内に張設するための張力を維持できる強度を持つ構成であれば１箇所でも良い。
【００９７】
図１５は、実施の形態３の発熱体ユニットにおける発熱体２と保持具３３との別の係合方法を示す平面図である。図１５に示す構成においては、第１の保持部３３ａの側面部分の幅が短く、突出部分が長い側壁部３３ｋが形成され、この側壁部３３ｋが第２の保持部３３ｂの側部を握持するよう折り曲げられる。このとき、保持具３３の側壁部３３ｋは、第２の保持部３３ｂの側面部分に形成された切り欠き部３３ｍと発熱体保持部２ａの切り欠き部２ｇ（図１４参照）に入り込むよう構成されている。このように、側壁部３３ｋが切り欠き部３３ｍに入り込むとき、側壁部３３ｋは発熱体保持部２ａの切り欠き部２ｇに係合するため、発熱体２が保持具３３から抜けることがなく、保持具３３は発熱体２を電気的接続状態で確実に保持する。
【００９８】
実施の形態３の発熱体ユニットにおいて、上記のように発熱体２は保持具３３により確実に保持されており、保持具３３と固定部３５はスポット溶接されているため、発熱体２は固定部３５に対して保持具３３を介して確実に電気的に接続状態となる。この結果、実施の形態３の発熱体ユニットにおいては、帯状の発熱体２の両端部分が簡単な構成の保持具３３により保持され、且つ保持具３３が内部リード線部１１ａ，１１ｂの固定部３５により確実に固定されているため、発熱体２と内部リード線部１１ａ，１１ｂの間は電気的接続状態が確保されている。このように、実施の形態３の発熱体ユニットは、発熱体２が保持具３３を介して内部リード線部１１ａ，１１ｂに確実に接続固定され、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源となるとともに、簡単な構成であるため、作業効率が高く優れた生産性を有する発熱体ユニットを提供することができる。
【００９９】
（実施の形態４）
以下、本発明に係る実施の形態４の発熱体ユニットについて図１６を用いて説明する。実施の形態４の発熱体ユニットにおいて、前述の実施の形態１の発熱体ユニットと異なる点は、発熱体２の両端に取り付けられる保持具４３及び固定部３５の構成である。実施の形態４の発熱体ユニットにおける保持具４３及び固定部３５以外の構成は実施の形態１の発熱体ユニットと同じであるため、以下、実施の形態４における保持具４３及び固定部３５の構成について詳細に説明する。なお、実施の形態４の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付し、その説明は省略する。
【０１００】
図１６は、実施の形態４の発熱体ユニットにおける発熱体２の端部に取り付けられた保持具４３及び固定部３５等を示しており、発熱体２の長手方向と平行な中心軸における断面図である。
【０１０１】
実施の形態４の発熱体ユニットに用いられている保持具４３は、実施の形態１の保持具３と同様に導電性を有する金属材料、例えばモリブデンで形成された平板な板材を折り曲げ加工とプレス加工により構成されたものである。図１６に示すように、発熱体２は折り曲げられた保持具４３の第１の保持部４３ａと第２の保持部４３ｂとの間に挟まれ、かつ第１の保持部４３ａに形成された突起部４３ｃにより発熱体２の貫通孔である掛止受部２ｃ（図６参照）が貫通されて保持されている。
【０１０２】
実施の形態４の発熱体ユニットにおける保持具４３は、前述の実施の形態１及び実施の形態２の保持具２，２３と同様に、平板な板材により形成されているが、第１の保持部４３ａにはプレス加工等により突起部４３ｃが形成されており、第２の保持部４３ｂには前記の突起部４３ｃに対応する位置に孔４３ｄが形成されている。図１６においては、孔４３ｄが貫通孔で示したが、突起部４３ｃが入り込む形状であれば有底孔（凹部孔）でもよい。展開された板材状態の保持具４３においては、その略中央部分で略１８０度に折り曲げられて第１の保持部４３ａと第２の保持部４３ｂが形成され、第１の保持部４３ａの突起部４３ｃが発熱体２の係合孔２ｃを通過して第２の保持部４３ｂの孔４３ｄに入り込み、発熱体２を挟持する。
なお、実施の形態４の発熱体ユニットにおける保持具４３は、第１の保持部４３ａと第２の保持部４３ｂを１枚の板材で形成した例で説明するが、第１の保持部４３ａと第２の保持部４３ｂは別部材で形成してそれぞれを接合する構成でもよい。
【０１０３】
実施の形態４の発熱体ユニットにおいては、上記のように保持具４３が構成されているため、発熱体２は保持具４３から抜けることがなく確実に保持される。また、第１の保持部４３ａから内部リード線７の導出方向と同じ方向に延設されている舌部４３ｅには、内部リード線７に繋がる固定部３５が配置され固定される。この舌部４３ｅと固定部３５は、図１６において符号Ｘで示す２箇所の位置でスポット溶接され固定されている。スポット溶接位置は保持具４３の中心軸上である。ここで、保持具４３の中心軸とは、当該保持具４３に保持される発熱体２の長手方向と平行であり、発熱体２と保持具４３とを含む部材の重心を通る軸である。なお、スポット溶接位置は保持具４３と固定部の溶着部分が発熱体２を容器内に張設するための張力を維持できる構成であれば１箇所でも良い。
実施の形態４の発熱体ユニットにおける保持具４３においては、前述の実施の形態１の発熱体ユニットにおける保持具３の導出部３ｆと同じ目的で、第１の保持部４３ａと第２の保持部４３ｂに導出部４３ｆ，４３ｆがそれぞれ形成されている。
【０１０４】
実施の形態４の発熱体ユニットにおいて、上記のように発熱体２は保持具４３により確実に保持されており、保持具４３と固定部３５はスポット溶接されているため（２点固定状態）、発熱体２は固定部３５に対して保持具４３を介して確実に電気的に接続状態となる。この結果、実施の形態４の発熱体ユニットにおいては、帯状の発熱体２の両端部分が簡単な構成の保持具４３により保持され、保持具４３が内部リード線部１１ａ，１１ｂの固定部３５により確実に固定されて、発熱体２と内部リード線部１１ａ，１１ｂとの間の電気的接続状態が確保されている。このように、実施の形態４の発熱体ユニットは、発熱体２が保持具４３を介して内部リード線部１１ａ，１１ｂに確実に接続固定され、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源となるとともに、作業効率が高く優れた生産性を有する発熱体ユニットを提供することができる。
【０１０５】
前述の実施の形態１から実施の形態４においては、保持具３，２３，３３，４３の材料としてモリブデンを用いた例で説明したが、本発明においてはモリブデンに限定されるものではなく、モリブデン以外でも例えばタングステン、ニッケル、ステンレス等の耐熱性を有する材料を製品仕様に応じて適宜選択することができる。
【０１０６】
（実施の形態５）
本発明に係る実施の形態５における加熱装置ついて図１７を用いて以下に説明する。
図１７は、前述の実施の形態１から実施の形態４において説明した発熱体ユニットを装備した加熱装置の一例を示す斜視図である。
【０１０７】
図１７において、加熱装置の一例である暖房用の加熱機器５１である機器内部には、実施の形態１から実施の形態４で説明した本発明の発熱体ユニットが装備されている。なお、実施の形態５においては発熱体ユニットに符号５２を付して説明する。実施の形態５の加熱機器５１には、温度コントローラー５３、反射板５４、保護用のカバー５５等の一般的な暖房用の加熱機器に用いられている構成部材が設けられている。
【０１０８】
このように構成された加熱機器５１において、発熱体ユニット５２に定格の電圧を印加することにより、所定の電流が発熱体ユニット５２内の発熱体２に流れて発熱し、早い立ち上がりで温度が上昇する。実施の形態５の加熱機器５１は、温度コントローラー５３による温度制御により、ユーザの望む所定の温度に確実に保持される。また、発熱体ユニット５２には、平面を有する帯状の発熱体２が熱源として用いられているため、その平面から輻射される熱は指向性を有している。実施の形態５の加熱機器５１においては、発熱体ユニット５２の発熱体２の平面部分が正面側と背面側に向くよう配設されている。このため、発熱体２の正面側から輻射された熱は、加熱機器５１の正面側にある被加熱領域を加熱し、発熱体２の背面側から輻射された熱は反射板５４により反射されて被加熱領域を加熱する。なお、発熱体２はフィルムシート素材で帯状に形成されているため、発熱体２の側面側から輻射される熱量は非常に少なく、正面側（背面側）から輻射される熱量に比べて無視できる程小さいものである。このため、実施の形態５の加熱機器５１においては、高い指向性を有して、被加熱領域を効率高く加熱することができる。
【０１０９】
本発明の加熱装置に装備された発熱体ユニット５２は、前述の実施の形態１から実施の形態４において説明した発熱体２を有しており、この発熱体２は、面方向の熱伝導率が略同じである優れた二次元的等方向性の熱伝導を有するフィルムシート素材で形成されており、熱容量が小さいため、立ち上がりが早く、且つ突入電流が少ない特性を有している。このため、本発明の発熱体ユニットを熱源として装備した加熱機器は、素早く加熱することが可能となる優れた応答性を有し、所定の領域を効率が高く加熱することができる優れた特徴を有する暖房機器となる。
【０１１０】
なお、本発明の発熱体ユニットは、暖房機器以外でも多種多様な電子／電気機器の熱源として用いることができ、例えば高温度の発熱体を装備している複写機、ファクシミリ、プリンタ等のＯＡ機器、及び調理機器、乾燥機、加湿器等の電気機器等の熱源を必要とする各種機器に利用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源を構成することができるとともに、作業効率が高く優れた生産性を有する発熱体ユニット及び加熱装置を提供することができるため、熱源を必要とする電子／電気機器分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る実施の形態１の発熱体ユニットの構造を示す平面図
【図２】図１に示した発熱体ユニットの正面図
【図３】実施の形態１の発熱体ユニットにおける発熱体２の端部に取り付けられた保持具３等を示す平面図
【図４】実施の形態１の発熱体ユニットにおける保持具３等の正面図
【図５】図３に示す保持具３等のＶ−Ｖ線による断面図
【図６】実施の形態１の発熱体ユニットにおける発熱体２、保持具３及び固定部を示す図
【図７】本発明に係る実施の形態２の発熱体ユニットにおける発熱体２の端部に取り付けられた保持具２３等を示す平面図
【図８】図７に示す保持具２３等のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による断面図
【図９】実施の形態２の発熱体ユニットにおける保持具２３の展開図
【図１０】実施の形態２の発熱体ユニットにおける保持具２３の別の構成を示す展開図
【図１１】実施の形態２の発熱体ユニットにおける発熱体と固定部との別の係合方法を示す断面図
【図１２】本発明に係る実施の形態３の発熱体ユニットにおける発熱体２の端部に取り付けられた保持具３３等を示す平面図
【図１３】図１２に示す保持具３３等を示す正面図
【図１４】実施の形態３の発熱体ユニットにおける発熱体２及び保持具３３を示す図
【図１５】実施の形態３の発熱体ユニットにおける発熱体２と保持具３３との別の係合方法を示す平面図
【図１６】本発明に係る実施の形態４の発熱体ユニットにおける発熱体２の端部に取り付けられた保持具４３等を示す断面図
【図１７】本発明に係る実施の形態１から実施の形態４の発熱体ユニットを装備した実施の形態５の加熱装置の一例を示す斜視図
【符号の説明】
【０１１３】
１ 容器
２ 発熱体
２ａ 発熱体保持部
２ｂ 発熱部
２ｃ 掛止受部
３ 保持具
３ａ 第１の保持部
３ｂ 第２の保持部
３ｃ 側壁部
３ｄ 第１の係合孔
３ｅ 第２の係合孔
３ｆ 導出部
３ｇ 切り欠き
３ｈ 舌部
４ 位置規制部
５ 固定部
５ａ 掛止部
６ スプリング部
７ 内部リード線
８ モリブデン箔
９ 外部リード線
１０ａ 第１の電力供給部
１０ｂ 第２の電力供給部
１１ａ 第１の内部リード線部
１１ｂ 第２の内部リード線部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源として使用される発熱体ユニット及びその発熱体ユニットを用いた加熱装置に関し、特に、炭素系物質を主成分としてシート状に形成された発熱体を有する発熱体ユニット及びその発熱体ユニットを用いた加熱装置に関する。本発明に係る加熱装置としては、例えば複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子装置、及び電気暖房機器、調理機器、乾燥機等の電気機器等の熱源を必要とする各種機器が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
長尺形状の熱源となる従来の発熱体ユニットには、円筒状のガラス管内部に細長いコイル状のタングステン線、又は棒状若しくは板状の炭素系焼結体が発熱体として封入されて構成されたものがあった。最近、これらの発熱体に代わって、被加熱体をより均一に、且つ更に高温度に加熱することができる汎用性の高い発熱体ユニットとして、炭素繊維をシート状（帯状）に編み込んで形成した発熱体を用いたものが提供されている。
【０００３】
発熱体ユニットにおいて、ガラス管内部に収納される発熱体の両端部分には、電源を供給するための部材（電力供給部材）が取り付けられており、この電力供給部材は発熱体に対して確実に装着されるとともに、効率高く電力供給できるように構成することが必要である。また、発熱体ユニットにおける発熱体と電力供給部材は、細く破損しやすいガラス管の内部の所定位置に配置され封入される構成であるため、発熱体ユニットの製造においては、発熱体と電力供給部材を容易に、且つ確実にガラス管内部に組み込むことができる、作業性の優れた構造を有することが必要である。更に、熱源として使用される発熱体ユニットにおいては、安全性が高く、長期間の使用に耐える信頼性の高い装置であることが絶対的な条件である。
【特許文献１】特開２００４−１９３１３０号公報
【特許文献２】特開２００６−０４０８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
炭素繊維をシート状（帯状）に編み込んで形成した発熱体を用いた従来の発熱体ユニットにおいては、発熱体の両端部分を貴金属で被覆し、その被覆部分を金属スリーブで覆い、金属スリーブと被覆部分とを金属ロウによりロウ付けしたものがあった（特許文献１参照。）。このような金属ロウにより発熱体と金属スリーブを溶着する方法は、発熱体が高温度（例えば、１１００℃）となる発熱体ユニットにおいて、発熱体からの熱伝導によりロウ付け部分が溶融してしまい、場合によっては発熱体が外れるという安全性の点で大きな問題があった。
【０００５】
また、従来の発熱体ユニットにおいては、細長いシート状の発熱体の両端部分に電力供給部材を圧着した構成ものがあった（特許文献２参照。）。このように構成された従来の発熱体ユニットにおいては、発熱体として複数の炭素繊維を樹脂によりシート状に添着して形成したものが用いられていた。このように形成された従来の発熱体ユニットにおけるシート状の発熱体は、その表面が滑らかであるため、電力供給部材が強い挟着力を有しない場合には、発熱体が電力供給部材から脱落するおそれがあり、信頼性に欠けるという問題があった。
【０００６】
本発明者らは、従来用いられていた炭素繊維を編み込んだシート状の発熱体、及び編み込んだ炭素繊維に樹脂を添着して焼成した発熱体とは、材料及び製造方法において全く異なる新たなフィルムシート状の材料を発熱材料として発熱体に適用し、新たな熱源としての発熱体ユニットの開発に取り組んできた。そのような発熱体ユニットに用いる発熱体に適用しようとする新たなフィルムシート状の材料は、従来の発熱体の表面より更に滑らかな表面を有し、且つ柔軟性を持っているため、従来の発熱体ユニットに用いられていた電力供給部材では新しい発熱体を確実に保持することができず、従来の発熱体ユニットの構成をそのまま新しい発熱体ユニットに適用すると安全性及び信頼性の点で問題があった。
【０００７】
本発明は、被加熱体を所望の配熱分布で加熱でき、且つ高温度に効率高く加熱することができる発熱体ユニット及び加熱装置を、安全性及び信頼性が高く、容易に製造することができる構成とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る第１の観点の発熱体ユニットは、
炭素系物質を含む材料によりフィルムシートで形成され、２次元的等方向性の熱伝導を有する帯状の発熱体、
前記発熱体の両端を挟む接触面を有して対向して配置された第１の保持部と第２の保持部を持つ導電性材料により形成された保持具と、前記保持具と電気的に接続された内部リード線部とを有し、前記発熱体における対向する両端に電力を供給する電力供給部、及び
前記発熱体と前記電力供給部の一部を内包する容器、を具備する発熱体ユニットであって、
前記発熱体の両端に形成された掛止受部が、前記電力供給部に形成された掛止部と係合するよう構成されている。このように構成された本発明に係る第１の観点の発熱体ユニットは、被加熱体を所望の配熱分布で、且つ高温度で効率高く加熱することができ、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源となり、製造の容易な構成となる。
【０００９】
本発明に係る第２の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第１の観点の前記発熱体の掛止受部が貫通孔で構成され、前記発熱体の両端を挟む前記第１の保持部と前記第２の保持部における前記掛止受部と対応する位置に貫通孔が形成され、前記内部リード線部における発熱体側端部に形成された掛止部が前記発熱体の前記掛止受部、前記第１の保持部及び前記第２の保持部の各貫通孔を貫通して係合するよう構成されている。このように構成された本発明に係る第２の観点の発熱体ユニットは、内部リード線部が発熱体を確実に保持することができ、安全性及び信頼性の高い熱源となる。
【００１０】
本発明に係る第３の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第１の観点の前記発熱体の掛止受部が貫通孔で構成され、前記発熱体の両端を挟む前記保持具の前記第１の保持部と前記第２の保持部の一方における前記掛止受部と対応する位置に貫通孔が形成され、前記保持具の他方における前記掛止受部と対応する位置に突起が形成されており、前記保持具における前記突起が前記保持具の貫通孔を前記発熱体の前記掛止受部とともに貫通して係合するよう構成されている。このように構成された本発明に係る第３の観点の発熱体ユニットは、保持具が発熱体を確実に保持することができ、安全性及び信頼性が高く、且つ製造が容易な構成となる。
【００１１】
本発明に係る第４の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第２の観点の前記内部リード線部の掛止部が発熱体側端部を屈曲して形成されており、前記第１の保持部に形成された貫通孔と前記第２の保持部に形成された貫通孔において、前記内部リード線部の前記掛止部の屈曲部分が配置される前記保持具における一方の貫通孔が、前記掛止部の先端部分が配置される他方の貫通孔より大きく形成されている。このように構成された本発明に係る第４の観点の発熱体ユニットは、内部リード線部を確実に保持具に装着することができ、製造が容易で信頼性及び安全性の高い構成となる。
【００１２】
本発明に係る第５の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第２又は第４の観点の前記第１の保持部又は前記第２の保持部の一方において、前記電力供給部の掛止部と係合する貫通孔と異なる位置に保持孔が形成されており、前記保持孔を前記内部リード線部が貫通して、前記内部リード線部が前記保持具を保持するよう構成されている。このように構成された本発明に係る第５の観点の発熱体ユニットは、内部リード線部を確実に、且つ容易に保持具に装着することができ、製造が容易で信頼性及び安全性の高い構成となる。
【００１３】
本発明に係る第６の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第２、第４又は第５の観点の前記内部リード線部の掛止部が発熱体側端部を屈曲して形成されており、前記掛止部が前記保持具の貫通孔に挿入された状態において、前記掛止部の先端部分に脱落防止手段が施されている。このように構成された本発明に係る第６の観点の発熱体ユニットは、内部リード線部に脱落防止手段が施されているため、信頼性及び安全性の高い構成となる。
【００１４】
本発明に係る第７の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第１の観点の前記発熱体の両端に形成された掛止受部が、当該発熱体の幅方向の両端縁の少なくとも一方の端縁に切り欠きで形成され、前記電力供給部の掛止部が、前記保持具における前記掛止受部と対応する位置に前記発熱体と接触する面に直交して前記発熱体の長手方向に延設された側壁部で形成されている。このように構成された本発明に係る第７の観点の発熱体ユニットは、発熱体を電力供給部に確実に、且つ容易に装着することができ、製造が容易で信頼性及び安全性の高い構成となる。
【００１５】
本発明に係る第８の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第７の観点の前記保持具の掛止部としての前記側壁部が前記第１の保持部又は前記第２の保持部の一方に形成され、当該側壁部の突出端部が他方の保持部を回り込んで握着するよう構成されている。このように構成された本発明に係る第８の観点の発熱体ユニットは、発熱体を保持具に容易に、且つ確実に装着することができ、製造が容易で信頼性及び安全性の高い構成となる。
【００１６】
本発明に係る第９の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第１乃至第８の観点の前記第１の保持部と前記第２の保持部が１枚の材料を屈曲させて前記発熱体の端部を挟むよう構成されている。このように構成された本発明に係る第９の観点の発熱体ユニットは、発熱体を装着する保持具を容易に製造することができ、信頼性及び安全性が高く、製造コストの抑制された構成となる。
【００１７】
本発明に係る第１０の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第１乃至第９の観点の前記発熱体は、炭素系物質を含む材料により形成された層間構造を有している。このように構成された本発明に係る第１０の観点の発熱体ユニットは、被加熱体を均一に、且つ高温度に加熱することができ、効率の高い熱源となる。
【００１８】
本発明に係る第１１の観点の発熱体ユニットにおいて、前記第１乃至第１０の観点の前記容器は、耐熱性を有するガラス管又はセラミックス管により形成され、不活性ガスが充填されて前記電力供給部において封止されている。このように構成された本発明に係る第１１の観点の発熱体ユニットは、高温度に加熱することができる効率の高い熱源となる。
【００１９】
本発明に係る第１２の観点の加熱装置は、前記第１乃至第１１の観点の発熱体ユニットを熱源として装備しており、被加熱体を均一に、且つ高温度に加熱することができ、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い加熱装置となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源となる発熱体ユニットを構成することができるとともに、作業効率が高く優れた生産性を有する発熱体ユニットを提供することができる。また、本発明によれば、上記の効果を有する発熱体ユニットが熱源として加熱装置に組み込まれているため、安全性及び信頼性が高く、効率の高い加熱装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る発熱体ユニット及びその発熱体ユニットを用いた加熱装置の好適な実施の形態について添付の図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
本発明に係る実施の形態１の発熱体ユニットについて図１乃至図６を用いて説明する。図１は実施の形態１の発熱体ユニットの構造を示す平面図である。図１において、当該発熱体ユニットが長尺形状であるため、その中間部分を破断して省略し、両端部分近傍を示している。図２は図１に示した発熱体ユニットの正面図である。
【００２３】
実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、耐熱性を有する細長い容器１の内部にフィルムシート状で帯状の発熱体２が配置されている。帯状の発熱体２は容器１の長手方向に沿って延設されている。実施の形態１の発熱ユニットにおいては、容器１が透明な石英ガラス管により形成されており、石英ガラス管の両端部分が平板状に溶着されて容器１が構成されている。発熱体２を収容する容器内部には、不活性ガスとしてのアルゴンガスが封入されている。容器内部に封入可能な不活性ガスとしては、アルゴンガスに限定されるものではなくアルゴンガスの他に、窒素ガス、又はアルゴンガスと窒素ガス、アルゴンガスとキセノンガス、アルゴンガスとクリプトンガス等の混合ガス等を用いても実施の形態１の発熱体ユニットと同様の効果を奏し、封入すべき不活性ガスとしては目的に応じ適宜選択することが可能である。容器１の内部に不活性ガスを封入するのは、高温度で使用した際において、容器内部の炭素系物質である発熱体２の酸化を防止するためである。なお、容器１の材料としては、耐熱性、絶縁性及び熱透過性を有する材料であれば用いることができ、例えば石英ガラスの他に、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス等のガラス材、セラミック材等から適宜選択される。
【００２４】
図１及び図２に示すように、実施の形態１の発熱体ユニットは、容器１と、熱輻射膜体としての細長い帯状の発熱体２と、この発熱体２を容器内の所定位置に保持するために発熱体２の長手方向の両端部分に設けられ、発熱体２に電力を供給するための第１及び第２の電力供給部１０ａ，１０ｂと、を備えている。
【００２５】
発熱体２の両端に設けられた第１及び第２の電力供給部１０ａ，１０ｂは、発熱体２の両端に取り付けられた保持具３を含んでいる。保持具３において、一方の保持具３（図１においては左側の保持具３）には第１の内部リード線部１１ａが取り付けられており、他方の保持具３（図１においては右側の保持具３）には第２の内部リード線部１１ｂが取り付けられている。第１の内部リード線部１１ａ及び第２の内部リード線部１１ｂのそれぞれは、容器１の両端部分の封着部分（溶着部分）に埋設されたモリブデン箔８を介して、容器１の両端から容器外部に導出する外部リード線９と電気的に接続されている。
【００２６】
図１及び図２に示すように、第１の電力供給部１０ａは、保持具３、第１の内部リード線部１１ａ、モリブデン箔８、及び外部リード線９を有して構成されている。一方、第２の電力供給部１０ｂは、保持具３、第２の内部リード線部１１ｂ、モリブデン箔８、及び外部リード線９を有して構成されている。
【００２７】
第１の内部リード線部１１ａは、保持具３が装着された発熱体２の一端（図１における左端）に接続された固定部５と、螺旋状に形成され長手方向に弾性を有するスプリング部６と、モリブデン箔８に接続された内部リード線７とにより構成され、固定部５とスプリング部６と内部リード線７とは一本の線材、例えばモリブデン線、により一体的に形成されている。
【００２８】
また、第２の内部リード線部１１ｂは、保持具３が装着された発熱体２の他端（図１における右端）に接続された固定部５と、発熱体２を容器内の所定位置に保持するための位置規制部４と、モリブデン箔８に接続された内部リード線７とにより構成され、固定部５と位置規制部４と内部リード線７とは一本の線材、例えばモリブデン線、により一体的に形成されている。
実施の形態１における第１の内部リード線部１１ａ及び第２の内部リード線部１１ｂは、モリブデン線により形成された例で説明するが、タングステン、ニッケル、ステンレス等を材料とした弾性を有する金属線（丸棒形状、平板形状）を用いて形成してもよい。また、実施の形態１における第１の内部リード線部１１ａ及び第２の内部リード線部１１ｂは、それぞれが一体的な線材により構成した例で説明するが、それぞれを機能別に別部材で形成して、それぞれを接合して構成することも可能である。
【００２９】
以上のように、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、保持具３、モリブデン箔８、外部リード線９及び第１の内部リード線部１１ａにより構成された第１の電力供給部１０ａと、保持具３、モリブデン箔８、外部リード線９及び第２の内部リード線部１１ｂにより構成された第２の電力供給部１０ｂにより、発熱体２が容器内に張設されている。
【００３０】
なお、第１の内部リード線部１１ａにおけるスプリング部６は発熱体２に対して張力を与えるものであり、発熱体２が常に容器内の所望の位置で直線的に配置されるよう構成されている。実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、スプリング部６は発熱体２を容器内の所定の位置に配置するための位置規制部材としての機能も有する。スプリング部６の外周部分が容器１の内周面に近接した位置にあり、スプリング部６が配設されることにより、発熱体２は容器１に接触しない位置に確実に配置される。実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、発熱体２が容器１の長手方向に延びる略中心軸上に配置され、容器１に接触しないよう配置されている。また、内部リード線７と固定部５との間にスプリング部６を設けることにより、発熱体２における膨張収縮による変化を吸収することが可能となる。
【００３１】
発熱体２における膨張収縮による変化に対し、発熱体２の材料自体が持つ伸縮率又は発熱体２の形状による伸縮率が大きい場合には、発熱体２の両側にあるそれぞれの内部リード線部１１ａ，１１ｂにはスプリング部６を設ける必要がない。
【００３２】
なお、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、発熱体２の両端に異なる構成の第１の内部リード線部１１ａ及び第２の内部リード線部１１ｂを設けた例で説明するが、本発明の発熱体ユニットでは発熱体２の両端に第１の内部リード線部１１ａと同様、若しくは第２の内部リード線部１１ｂと同様の構成部材を配設してもよく、その発熱体ユニットが用いられる加熱装置の製品仕様及び用途等に応じて適宜変更される。発熱体２のいずれか一端側にスプリング部６を有する第１の内部リード線部１１ａを配設する構成とすれば、発熱体２の位置規制及び膨張収縮による変化の吸収は可能であるが、発熱体２の両側に第１の内部リード線部１１ａを配設する構成とすれば発熱体２の両端側において位置規制及び変化吸収を行うことができる構成となり、さらなる効果が期待できる。
【００３３】
実施の形態１の発熱体ユニットの長手方向が鉛直方向となるように加熱装置に当該発熱体ユニットが組み込まれた場合、スプリング部６が発熱体２より上側に配置されると発熱体２の温度でスプリング部６が伸張されて加熱され、弾性限度を超えて熱膨張を吸収できなくなるおそれがある。このため、スプリング部６を発熱体２の下側に配置して圧縮された状態で使用する方が好ましい。
【００３４】
実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、第１の内部リード線部１１ａの固定部５、スプリング部６及び内部リード線７、並びに第２の内部リード線部１１ｂの固定部５、位置規制部４及び内部リード線７を一体的に構成した例で説明したが、各々を別部材で構成してそれぞれが電気的に接合されていれば同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３５】
図３から図５は実施の形態１の発熱体ユニットにおける発熱体２の両端部分に装着される保持具３及び固定部５等を示す図である。図３は保持具３等の平面図であり、図４は保持具３等の正面図であり、図５は図３のＶ−Ｖ線による断面図である。
図６は、折り曲げられて作製された保持具３を展開した図を、その中央に示しており、その展開した保持具３の他に、その保持具３に装着される発熱体２（図６の保持具３の上側）と、発熱体２を掛け止めされる第１の内部リード線部１１ａの固定部５（図６の保持具３の下側）とを示している。
【００３６】
実施の形態１の発熱体ユニットに用いられている保持具３は導電性を有する金属材料、例えばモリブデンで形成された平板な板材を折り曲げて構成されたものである。図３から図６に示すように、発熱体２の端部である発熱体保持部２ａ（図６参照）は折り曲げられた保持具３の間に挟まれるように配置されており、発熱体２の発熱体保持部２ａは固定部５のＬ字形状に屈曲した突出端部である掛止部５ａと係合するよう構成されている。また、保持具３は固定部５とスポット溶接されて固定されている。実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、発熱体２の長手方向と平行な中心軸上の２箇所でスポット溶接されている。
【００３７】
以下、図６の中央部分に示した展開された保持具３の図を用いて、保持具３の構成について詳細に説明する。保持具３は、展開された保持具３おける破線Ａ（図６参照）の位置で略１８０度に折り曲げられる。また、展開された保持具３の破線Ｂ（図６参照）の２箇所の位置で、破線Ａの位置で折り曲げられた方向と同じ方向にその端部側が略９０度に折り曲げられる。この結果、保持具３には、発熱体２の端部である発熱体保持部２ａを挟持するための第１の保持部３ａ（図４に示す保持具３における下側平坦部分）と、第２の保持部３ｂ（図４に示す保持具３における上側平坦部分）と、第１の保持部３ａにおける発熱体２の長手方向に平行な対向する辺（図３に示した保持具３においては、第１の保持部３ａの上下位置）から立ち上がる２つの側壁部３ｃ，３ｃが形成される。
【００３８】
図６に示した展開された保持具３における破線Ａの略１８０度の屈曲位置は、保持具３の金属材料であるモリブデン板を圧延したときの圧延方向（いわゆるロール目方向）と直交する方向に設定されている。このように設定することにより、保持具３を形成するため破線Ａの位置で略１８０度屈曲させても、亀裂や破断等の事故の発生を防止することができる。
【００３９】
また、図６に示す展開された保持具３において、第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂにおける発熱体２が導出する側にある破線Ｃの位置で端部側の対向面が互いに離れる方向に湾曲されて、導出部３ｆ，３ｆが形成されている。このように湾曲した導出部３ｆ，３ｆを形成することにより、保持具３に装着された発熱体２の導出端部が保持具３との接触により損傷されることが防止される。また、保持具３の導出部３ｆ，３ｆを湾曲させることにより、発熱体２における振動、熱伸縮サイクル、熱ストレスに耐えるように、保持具３の強度を高めることが可能となる。なお、実施の形態１においては、導出部３ｆ，３ｆを湾曲した曲面で構成した例で説明したが、斜面で構成してもよく、保持具３における発熱体２を導出する端部が広がり、発熱体２と接触しない形状であればよい。このような導出部３ｆ，３ｆの斜面形状は、プレス加工時等において発生するバリを広がる方向となるよう加工して用いることも可能であり、若しくは研削加工により形成してもよい。
【００４０】
図６に示すように、保持具３において、第１の保持部３ａには貫通孔である第１の係合孔３ｄが形成されており、第２の保持部３ｂにも貫通孔である第２の係合孔３ｅが形成されている。また、図６に示す展開された保持具３の略中央部分において破線Ａで示す折り曲げ部分には略円弧状の切り欠き３ｇが形成されている。この切り欠き３ｇの形成により、第１の保持部３ａから延設された半円状の舌部３ｈが形成されている。上記のように折り曲げられて構成された保持具３において、第１の保持部３ａに形成された第１の係合孔３ｄと、第２の保持部３ｂに形成された第２の係合孔３ｅは、対応する位置となり、保持具３はその略中央部分に貫通孔を有する構造となる。
【００４１】
発熱体２の端部である発熱体保持部２ａは、上記のように構成された保持具３の第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂとにより挟まれており、保持具３の貫通孔と対応する位置に貫通孔である掛止受部２ｃが形成されている。この結果、発熱体保持部２ａを挟んだ状態の保持具３においては、その略中央部分に貫通孔が形成された状態となる。このような状態において、発熱体２の両端にある発熱体保持部２ａに形成された貫通孔である掛止受部２ｃが固定部５の端部である掛止部５ａと掛け止めされて、発熱体２は容器内の所定位置に張設される。
【００４２】
図６に示すように、発熱体２は、保持具３により保持される発熱体保持部２ａと、長手方向に直交する複数の溝を有する溝パターンが形成されて蛇行した電流径路が形成され発熱する発熱部２ｂと、発熱体保持部２ａと発熱部２ｂとの間の領域である放熱部２ｆと、を有する。前述のように、発熱体保持部２ａに形成された貫通孔である掛止部２ｃは、発熱体保持部２ａが第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂにより挟まれた状態において第１の保持部３ａの第１の係合孔３ｄ及び第２の保持部３ｂの第２の係合孔３ｅと対応した位置に配置される。この結果、発熱体２を挟んだ状態の保持具３の略中央部分には貫通孔が形成されるが、この貫通孔を構成する第１の係合孔３ｄ、第２の係合孔３ｅ及び掛止受部２ｃの各直径は次の関係を有する。
第１の係合孔３ｄの直径は第２の係合孔３ｅの直径より大きく、発熱体２の掛止受部２ｃの直径は第２の係合孔３ｅの直径と同等か若しくは小さく形成されている（第１の係合孔３ｄの直径＞第２の係合孔３ｅの直径≧発熱体２の掛止受部２ｃの直径）。
【００４３】
図４及び図５に示すように、内部リード線７と一体的に線材で形成された固定部５の端部である掛止部５ａは、内部リード線７から固定部５に繋がる延設方向（発熱体２の長手方向）に対して略直交する方向に屈曲して形成されている、そのため、固定部５はその先端が屈曲したＬ字形状を有している。固定部５の掛止部５ａは、その直径が前述の保持具３に形成されている第１の係合孔３ｄ及び第２の係合孔３ｅの直径より小さく形成されており、且つ発熱体２の掛止受部２ｃの直径より多少小さく形成されている。このため、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、固定部５の掛止部５ａが、発熱体２を挟んだ保持具３を貫通して、発熱体保持部２ａの掛止受部２ｃと係合する構成となる（第１の係合孔３ｄの直径＞第２の係合孔３ｅの直径≧発熱体２の掛止受部２ｃの直径＞固定部５の掛止部５ａの直径）。
【００４４】
なお、固定部５の掛止部５ａの突出長さ（図５において符号Ｌ５で示す長さ）は、少なくとも保持具３における第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂの厚み、及び発熱体２の厚みを加算した長さより長く設定されており、掛止部５ａが第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂとの間にある発熱体保持部２ａの掛止受部２ｃと確実に係合する長さに設定されている。
【００４５】
上記のように、屈曲した固定部５の掛止部５ａが発熱体２の掛止受部２ｃと係合した状態において、第１の係合孔３ｄの直径が第２の係合孔３ｅの直径より大きく形成されているため、掛止部５ａにおける基端側の屈曲部分（いわゆるアール部分）の一部が第１の係合孔３ｄの内部に配置された状態となる。この結果、固定部５の掛止部５ａは、短い突出長さ（Ｌ５）で第１の保持部３ａの第１の係合孔３ｄと、発熱体２の掛止受部２ｃと、第２の保持部３ｂの第２の係合孔３ｅとを確実に貫通するとともに、固定部５と第１の保持部３ａがぐらつくことがない確実な接触状態となる。
【００４６】
実施の形態１の発熱体ユニットにおいて、上記のように固定部５の掛止部５ａと発熱体２は、掛け止めした係合状態であり、掛止部５ａと保持具３の第１の係合孔３ｄと第２の係合孔３ｅとはそれぞれを貫通した係止状態である。保持具３の第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂは発熱体２の発熱体保持部２ａと面接触しており、発熱体２と保持具３は抵抗の少ない電気的接続状態である。さらに、保持具３と固定部５との電気的接続状態及び機械的接続状態を確実なものとするために、保持具３の舌部３ｈと固定部５とは少なくとも１箇所のスポット溶接により固着されている。図３から図５において、符号Ｘにて示す位置がスポット溶接位置である。スポット溶接位置は、発熱体２と掛止部５ａとの係合位置と同じように発熱体２の長手方向と平行な中心軸上にある。このように、固定部５は保持具３に固定され、固定部５が保持具３に対して遊動することなく確実に接触した状態となる。また、このように保持具３と固定部５が固定されているため、保持具３の回転、ねじれ、及び歪みが防止されている。
【００４７】
なお、上記の説明においては、発熱体２の一方の端部と第１の電力供給部１０ａとの固定方法について説明したが、実施の形態１の発熱体ユニットにおいて発熱体２の他方の端部と第２の電力供給部１０ｂとの固定方法は同じ方法により固定されている。このため、発熱体２の他方の端部と第２の電力供給部１０ｂとの固定方法についての説明は省略する。
【００４８】
実施の形態１の発熱体ユニットにおいて、保持具３の平面部分が発熱体２の発熱体保持部２ａを挟持した構成で説明したが、保持具３の平面部分を曲面又は凹凸面に形成し挟着力を高めて発熱体保持部２ａを挟持する構成としてもよい。
また、実施の形態１の発熱体ユニットにおける保持具３は、第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂを１枚の板材で形成した例で説明したが、第１の保持部３ａと第２の保持部３ｂは別部材で形成してそれぞれを接合する構成としてもよく、発熱体２の発熱体保持部２ａを両側から挟み、電気的接続状態が確保される構造であればよい。
【００４９】
本発明に係る実施の形態１の発熱体ユニットにおいて用いた発熱体２は、炭素系物質を主成分とし厚み方向において各層が互いに空隙をなすように一部が固着された積層構造で、優れた二次元的等方向性の熱伝導を有しており、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有するフィルムシート状の材料で形成されている。したがって、帯状の発熱体２は温度ムラがなく均一に発熱する熱源となる。
【００５０】
発熱体２の材料であるフィルムシート素材は、高分子フィルム又はフィラーを添加した高分子フィルムを高温度、例えば２４００℃以上の雰囲気中にて熱処理し、焼成してグラファイト化した耐熱性を有する高配向性のグラファイトフィルムシートであり、面方向の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、６００から９５０Ｗ／ｍ・Ｋの特性を有する。このように、実施の形態１において用いた発熱体２は、面方向の熱伝導率が６００から９５０Ｗ／ｍ・Ｋという優れた二次元的等方向性の熱伝導を有する。
【００５１】
ここで、二次元的等方向性の熱伝導とは、直交するＸ軸とＹ軸で設定される面における、あらゆる方向の熱伝導率が略同じであることを示すものである。したがって、本発明において二次元的等方向性とは、例えば炭素繊維が同じ方向に並設して形成された発熱体における炭素繊維方向である１方向（Ｘ軸方向）、又は炭素繊維をクロスに編んで形成された発熱体における炭素繊維方向である２方向（Ｘ軸方向とＹ軸方向）だけを指すものではなく、フィルムシート状の発熱体２における面方向において同じ性質を持つことを言う。
【００５２】
本発明において用いられる発熱体２の材料であるフィルムシート素材は、積層構造を有し、面方向の層表面が平坦な面、凹凸面或いは波うつ面等の各種の面形状を有しており、対向する各層の間には空隙が形成されている。このフィルムシート素材の積層構造において、各層間に形成される空隙の形成状態のイメージは、複数回（例えば、何十回、何百回）と重ね合わせるように折り曲げてパイ生地を作り、そのパイ生地を焼いて得た、パイの断面形状と類似している。即ち、発熱体２は、炭素系物質を含む材料により形成された複数の膜体が積層されて、積層方向が一部固着された層間構造を有しており、厚み方向に柔軟性を有するフィルムシート素材である。したがって、本発明における発熱体２の材料であるフィルムシート素材は、前述のように、面方向の熱伝導率が略同じである優れた二次元的等方向性の熱伝導を有する材料である。
【００５３】
前述のように製造されたフィルムシート素材として用いられる高分子フィルムとしては、ポリオキサジアゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾビスチアゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾビスオキサゾール、ポリピロメリットイミド（ピロメリットイミド）、ポリフェニレンイソフタルアミド（フェニレンイソフタルアミド）、ポリフェニレンベンゾイミタゾール（フェニレンベンゾイミタゾール）、ポリフェニレンベンゾビスイミタゾール（フェニレンベンゾビスイミタゾール）、ポリチアゾール、ポリパラフェニレンビニレンのうちから選ばれた少なくとも一種類の高分子フィルムを挙げることができる。また、高分子フィルムに添加されるフィラーとしては、リン酸エステル系、リン酸カルシウム系、ポリエステル系、エポキシ系、ステアリン酸系、トリメリット酸系、酸化金属系、有機錫系、鉛系、アゾ系、ニトロソ系およびスルホニルヒドラジド系の各化合物を挙げることができる。より具体的には、リン酸エステル系化合物として、リン酸トリクレジル、リン酸（トリスイソプロピルフェニル）、トリブチルホスフェ−ト、トリエチルホスフェ−ト、トリスジクロロプロピルホスフェート、トリスブトキシエチルフォスフェート等を挙げることができる。リン酸カルシウム系化合物としては、リン酸二水素カルシウム、リン水素カルシウム、リン酸三カルシウム、等を挙げることができる。また、ポリエステル系化合物としては、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、フタル酸などと、グリコール、グリセリン類との反応により得られるポリマー等を挙げることができる。また、ステアリン酸系化合物としては、セバシン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、クエン酸アセチルトリブチル等を挙げることができる。酸化金属系化合物としては、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉛等を挙げることができる。トリメリット酸系化合物としては、ジブチルフマレート、ジエチルフタレート等を挙げることができる。鉛系化合物としては、ステアリン酸鉛、ケイ酸鉛等を挙げることができる。アゾ系化合物としては、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等を挙げることができる。ニトロソ系化合物としては、ニトロソペンタメチレンテトラミン等を挙げることができる。スルホニルヒドラジド系化合物としては、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド等を挙げることができる。
【００５４】
前記フィルムシート素材を積層し、不活性ガス中において２４００℃以上で処理し、グラファイト化の過程で発生するガス処理雰囲気の圧力を調整することにより制御してフィルムシート状の発熱体が製造される。更に、必要に応じて、前記のように製造されたフィルムシート状の発熱体を圧延処理することにより、さらに良質のフィルムシート状の発熱体を得ることができる。このように製造されたフィルムシート状の発熱体を本発明の発熱体ユニットにおける発熱体２として用いる。
【００５５】
なお、前記フィラーの添加量は、０．２〜２０．０重量％の範囲が適当であり、より好ましくは１．０〜１０．０重量％の範囲である。その最適添加量は、高分子の厚さによって異なり、高分子の厚さが薄い場合には添加量が多い方がよく、厚い場合には添加量は少なくてよい。フィラーの役割は熱処理後のフィルムを均一発泡の状態にすることにある。即ち、添加されたフィラーは、加熱中にガスを発生し、このガスの発生した後の空洞が通り道となってフィルム内部からの分解ガスの穏やかな通過を助けるものである。フィラーはこのように均一発泡状態を作り出すのに役立つ。
【００５６】
上記のように製造されたフィルムシート素材は、例えばトムソン型やピナクル型の抜き型、ロータリーダイカッタ等の鋭利な刃物、若しくはレーザー加工等により所望の形状に加工される。
【００５７】
実施の形態１における発熱体２は、厚み（ｔ）が１００μｍであり、発熱部２ｂの幅(Ｗ１)が６．０ｍｍ（図６参照）であり、発熱体保持部２ａの幅（Ｗ２）が約５．０ｍｍ（図６参照）であり、発熱部２ｂの長さ（Ｌ）が３００ｍｍ（図１参照）である。なお、発熱体２の長さ、幅及び厚みについては、入力電圧及び発熱温度等により決定されるものであり、当該発熱体ユニットが用いられる熱源としての製品仕様及び用途に応じて適宜変更が可能である。
【００５８】
図６に示すように、実施の形態１における発熱体２の発熱部２ｂには、複数の溝が発熱体２の長手方向に直交する方向に延設された溝パターンが形成されている。発熱部２ｂに形成されている複数の溝は、発熱部２ｂにおける電流の流れ方向を規制し、抵抗値を調整するものである。発熱部２ｂに形成される溝形状としては、その発熱体ユニットが用いられる製品仕様及び用途等に応じて貫通した溝（スリット）や、有底の溝（凹部溝）等がある。また、凹部溝においては、その厚み方向の深さを変更することにより発熱部２ｂの抵抗値を調整することが可能である。
【００５９】
実施の形態１の発熱体２の発熱部２ｂには、図６に示す溝パターンが繰り返して形成されている。即ち、発熱体２の発熱部２ｂには、その長手方向と平行な両側縁部分の対向する位置から長手方向と直交して中心側へ延びる端溝２ｄと、長手方向と直交して発熱部２ｂの中央部分に形成された中央溝２ｅと、が形成されている。発熱部２ｂにおいて対向する端溝２ｄ，２ｄの中央側の対向端部は、第１の所定距離（図６においてＬ１で示す距離）を有しており、発熱部２ｂの中央部分に通電径路を形成している。また、中央溝２ｅの両端部である縁側端部は、発熱部２ｂの幅方向の縁部分からそれぞれ同じ第２の所定距離（図６においてＬ２で示す距離）を有しており、発熱部２ｂの両側縁部分近傍に通電径路を形成している。さらに、発熱体２の発熱部２ｂにおいて、端溝２ｄと中央溝２ｅとの長手方向の間隔が第３の所定距離（図６においてＬ３で示す距離）を有しており、端溝２ｄと中央溝２ｅとの間に発熱体２の長手方向と直交する方向に流れる電流経路を形成している。
【００６０】
実施の形態１の発熱体２において、端溝２ｄと中央溝２ｅとの長手方向の間隔である第３の所定距離Ｌ３は第２の所定距離Ｌ２と同じ距離に設定されており、第１の所定距離Ｌ１は第２の所定距離Ｌ２及び第３の所定距離Ｌ３の２倍に設定されている。このように溝パターンが形成された発熱体２の発熱部２ｂにおいては、蛇行した電流径路が形成されており、電流の流れに対して直交する断面積が略同じとなり、抵抗値の計算が容易となり、均一した温度分布を形成することができる。なお、発熱体２の面方向の熱伝導率が、例えば６００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の特性を有する材料であれば、第２の所定距離Ｌ２が第１の所定距離Ｌ１の１／２でなくても均一な温度分布（配熱分布）に大きな影響を与えることはない。好ましくは、第２の所定距離Ｌ２を第１の所定距離Ｌ１の１／２以上に設定することにより、発熱体ユニットに加わる衝撃に対する発熱体２の機械的強度を高めることができる。
【００６１】
また、発熱部２ｂに形成される溝形状のスリットや凹部溝は、当該発熱体ユニットが用いられる製品仕様や用途に応じて適宜選択することにより、発熱部２ｂの温度分布（配熱パターン）を所望のパターンとすることが可能である。
【００６２】
さらに、発熱部２ｂにおいて、端溝２ｄと中央溝２ｅとの長手方向における間隔Ｌ３は、発熱体２の長手方向の端部、即ち発熱体保持部２ａに近づくほど徐々に広くすることにより、発熱部２ｂにおける電流径路の抵抗率を徐々に変化させて、発熱部２ｂの温度分布（配熱パターン）を中央部分が高熱となるように変更することが可能となる。勿論、当該発熱体ユニットが用いられる製品仕様や用途に応じて上記間隔Ｌ１、Ｌ２及びＬ３を適宜変更することにより、所望の配熱パターンを有する熱源とすることが可能である。
【００６３】
実施の形態１における発熱体２は、発熱体保持部２ａの幅（Ｗ２）が発熱部２ｂの幅（Ｗ１）より狭く形成されている。そして、発熱体保持部２ａから発熱部２ｂへ繋がる領域が徐々に広くなるよう形成され、この領域に放熱機能を有する放熱部２ｆが形成されている。この放熱部２ｆには前述のような溝は形成されておらず、広い電流径路が形成されている。この結果、放熱部２ｆにおいては、発熱部２ｂから伝導した熱が放熱されて、発熱体２における熱ストレスの低減及び長寿命化が図られている。なお、発熱体保持部２ａから発熱部２ｂへ繋がる放熱部２ｆの縁形状は、集中荷重が加わり破損を防止するために曲面形状で構成することが好ましい。
また、製品仕様により発熱部２ｂの温度が高い場合、発熱部２ｂから発熱体保持部２ａへの放熱部２ｆにおける幅を徐々に狭くすることにより、放熱部２ｆに温度勾配を設けて発熱体保持部２ａへの熱ストレスを低減することが可能となる。
さらに、発熱体２において、第１の所定距離Ｌ１及び第２の所定距離Ｌ２の長さを両側の発熱体保持部２ａに近づくに従い徐々に長くすることにより、発熱部２ｂに温度勾配を設けることができるとともに、耐衝撃性及び耐振動性を有する機械的強度の強い構造となる。
【００６４】
上記のように構成された発熱体２において、電流の流れを阻害する複数の溝を有する溝パターンが発熱部２ｂに形成されているため、発熱部２ｂの全体形状に規制されずに所望の電流径路を設定できる。この結果、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、製品仕様及び用途に応じて所望の発熱分布を設定することが可能であり、多方面の熱源として利用できる。
【００６５】
なお、実施の形態１の発熱体ユニットにおける発熱体２は、プレス加工により帯状に形成して、溝加工したが、レーザーを用いて所望の形状に加工することも可能である。例えば、レーザー加工の一例として、発熱体２の面方向の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上となるとＣＯ２レーザー(波長１０６００nｍ)等の熱加工作用を主体としたレーザー加工を用いた場合には、発熱体２に熱を奪われてしまい、加工できないという問題がある。しかしながら、非熱加工作用を主体とした波長１０６４から３８０ｎｍのレーザー加工、例えば、呼称１０６４ｎｍの短波長レーザー加工を用いることにより所望の形状を精度高く加工することが可能となる。
【００６６】
特に、実施の形態１における発熱体２を形成する場合には、呼称５３２ｎｍの第二高調波レーザー加工を用いることにより、高精度に加工できることを発明者らは確認した。実施の形態１における発熱体２の材料は、フィルムシート素材であり、高分子フィルム又はフィラーを添加した高分子フィルムを高温度、例えば２４００℃以上の雰囲気中にて熱処理し、焼成してグラファイト化した耐熱性を有する高配向性のグラファイトフィルムシートを材料としている。そして、発熱体２は、面方向の熱伝導率が６００から９５０Ｗ／ｍ・Ｋの特性を有する材料で形成されている。このような材料から、例えば、厚み（ｔ）が１００μｍ、幅(Ｗ１)が６．０ｍｍ、長さ（Ｌ）が３００ｍｍの発熱体を加工する場合、又は前述のように発熱部２ｂに溝（スリット）等の複雑な形状に加工する場合には、呼称５３２ｎｍの第二高調波レーザー加工を用いることが望ましい。
【００６７】
なお、好ましいレーザー加工方法は、発熱体２の材料、即ち面方向の熱伝導率及び形状によって、前述の非熱加工作用を主体としたレーザー加工波長（１０６４から３８０ｎｍ）を持つ加工方法から適宜選択し得ることは言うまでもない。さらに、上記説明した発熱体２を加工するためのレーザー加工方法は後述の他の実施の形態における発熱体ユニットの発熱体の加工においても採用できることは言うまでもない。
【００６８】
以上のように、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、帯状の発熱体２の両端部分が簡単な構成の電力供給部１０ａ，１０ｂにより確実に係合保持されて、発熱体２が容器内の所定位置で電気的接続状態が保持されている。このように、実施の形態１の発熱体ユニットは、発熱体２が電力供給部１０ａ，１０ｂにより容器内の所定位置に確実に保持されているため、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源を構成することができる。また、実施の形態１の発熱体ユニットは、簡単な構成であるため、作業効率が高く優れた生産性を有する熱源を提供することができる。
【００６９】
（実施の形態２）
以下、本発明に係る実施の形態２の発熱体ユニットについて図７乃至図１０を用いて説明する。実施の形態２の発熱体ユニットにおいて、前述の実施の形態１の発熱体ユニットと異なる点は、発熱体２の両端に取り付けられる保持具２３の構成である。実施の形態２の発熱体ユニットにおける保持具以外の構成は実施の形態１の発熱体ユニットと同じであるため、以下、実施の形態２における保持具２３の構成について詳細に説明する。なお、実施の形態２の発熱体ユニットにおいて、実施の形態１の発熱体ユニットと同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付して、その説明は実施の形態１の説明を適用する。
【００７０】
図７は、実施の形態２の発熱体ユニットにおける発熱体２と、その発熱体２の端部である発熱体保持部２ａに掛け止めされた固定部５の掛止部５ａと、発熱体保持部２ａを挟むように取り付けられた保持具２３等を示す平面図である。図８は図７に示した保持具２３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による断面図である。図９は実施の形態２における保持具２３の展開図である。
【００７１】
実施の形態２の発熱体ユニットに用いられている保持具２３は、実施の形態１の保持具３と同様に導電性を有する金属材料、例えばモリブデンで形成された平板な板材を折り曲げて形成されたものである。図７及び図８に示すように、発熱体２の端部である発熱体保持部２ａは保持具２３の第１の保持部２３ａ及び第２の保持部２３ｂの間に挟まれるように配置される。
なお、実施の形態２の発熱体ユニットにおける保持具２３は、第１の保持部２３ａと第２の保持部２３ｂを１枚の板材で形成した例で説明するが、第１の保持部２３ａと第２の保持部２３ｂは別部材で形成して、それぞれを接合する構成でもよい。
【００７２】
実施の形態２の発熱体ユニットにおいて、実施の形態１の発熱体ユニットと同様に、第１の保持部２３ａと第２の保持部２３ｂに挟まれた発熱体２の発熱体保持部２ａには、固定部５のＬ字形状に屈曲された突出端部である掛止部５ａと係合するよう貫通孔である掛止受部２ｃが形成されている。
実施の形態２における保持具２３には、固定部５を支持するための保持孔２３ｉが形成されている。実施の形態２においては、保持孔２３ｉと固定部５が係合して保持具２３が固定部５に支持される構成である。この係合位置は、発熱体２の長手方向に平行な中心軸上に配置されている。
【００７３】
以下、図９に示した保持具２３の展開図を用いて、保持具２３の構成について詳細に説明する。図９に示す展開された保持具２３は、破線Ａの位置で略１８０度折り曲げられる。また、図９に示す展開された保持具２３の破線Ｂの位置で、破線Ａの位置で折り曲げた方向と反対の方向に略９０度折り曲げられる。この結果、保持具２３には、発熱体２の発熱体保持部２ａ（図６参照）を挟持するための第１の保持部２３ａ（図９における保持具２３の右側平坦部分）と、第２の保持部２３ｂ（図９における保持具２３の左側平坦部分）と、略９０度に折れ曲がった舌部２３ｈ（図８参照）が形成される。第１の保持部２３ａには第１の係合孔２３ｄが形成され、第２の保持部２３ｂには第２の係合孔２３ｅが形成され、そして舌部２３ｈには保持孔２３ｉが形成されている。第１の係合孔２３ｄと第２の係合孔２３ｅは、前述の実施の形態１における第１の係合孔３ｄと第２の係合孔３ｅと同様に、固定部５の掛止部５ａが貫通して、掛止部５ａが発熱体２の掛止受部２ｃと係合できるように、対応する位置に形成されている。舌部２３ｈにある保持孔２３ｉは、後述するように固定部５が貫通して固定部５を支持するための保持孔である。
【００７４】
なお、図９に示した展開された保持具２３における破線Ａの屈曲位置は、保持具２３の金属材料であるモリブデンを圧延したときの圧延方向（いわゆるロール目方向）と直交する方向に設定されている。このように設定することにより、保持具２３は破線Ａの位置で亀裂や破断等の事故の発生を防止して、略１８０度の屈曲が可能である。
【００７５】
また、実施の形態２における保持具２３には、実施の形態１と同様の目的で、第１の保持部２３ａと第２の保持部２３ｂにおける破線Ｃの位置で屈曲して、その端部側の対向面を互いに離れる方向に湾曲させた導出部２３ｆ，２３ｆが形成されている。なお、導出部２３ｆ，２３ｆは、斜面で構成してもよく、保持具２３における発熱体２を導出する端部が広がり、発熱体２と接触しない形状であればよい。
【００７６】
図９に示すように、展開された保持具２３において、第１の保持部２３ａには第１の係合孔２３ｄが形成され、第２の保持部２３ｂには第２の係合孔２３ｅが形成され、そして舌部２３ｈには保持孔２３ｉが形成されており、第１の係合孔２３ｄ、第２の保持部２３ｂ及び保持孔２３ｉは同一直線上に形成されている。図９に示す展開された保持具３において、その略中央部分の破線Ａで示す折り曲げ部分には略円弧状に開口した開口部２３ｇが形成されている。この開口部２３ｇの形成により、第１の保持部２３ａから延設された半円状の舌部２３ｈが形成されている。前述のように、舌部２３ｈには貫通孔である保持孔２３ｉが形成されており、破線Ｃの位置で略９０度に折り曲げられて、保持具２３が形成されている。上記のように折り曲げられて形成された保持具２３においては、第１の保持部２３ａに形成された第１の係合孔２３ｄと、第２の保持部２３ｂに形成された第２の係合孔２３ｅが対応する位置となり、保持具２３はその略中央部分に貫通孔を有する構造となる。保持具２３の貫通孔の位置に発熱体２の発熱体保持部２ａの貫通孔である掛止受部２ｃが配置されて保持具２３に挟まれ、発熱体２の掛止受部２ｃは内部リード線部１１ａの固定部５の掛止部５ａと確実に係合する。
【００７７】
実施の形態２における発熱体２は実施の形態１の発熱体２と同じ構成を有しており、発熱体２の材料であるフィルムシート素材が、積層構造を有し、面方向の層表面が平坦な面、凹凸面あるいは波うつ面等の各種の面形状を有しており、対向する各層の間には空隙が形成されている。したがって、実施の形態２における発熱体２においても、面方向の熱伝導率が略同じである優れた二次元的等方向性の熱伝導を有する。
【００７８】
実施の形態２における発熱体２においても実施の形態１の発熱体２と同じように、発熱体２の両端にある発熱体保持部２ａ（図６参照）が保持具２３により挟まれる構成である。また、発熱体２における発熱部２ｂには複数の溝を有する溝パターンが形成されている。発熱体２の発熱体保持部２ａには貫通孔である掛止受部２ｃが形成されており、この掛止受部２ｃは固定部５の掛止部５ａが挿入されて係合状態となるとともに、発熱体保持部２ａが保持具２３により挟まれて互いに電気的接続状態となる。なお、第１の係合孔２３ｄの直径は、第２の係合孔２３ｅの直径より大きく形成されており、第２の係合孔２３ｅの直径は、発熱体２の掛止受部２ｃの直径と同等か若しくは大きく形成されている（第１の係合孔３ｄの直径＞第２の係合孔３ｅの直径≧発熱体２の掛止受部２ｃの直径）。
【００７９】
上記のように保持具２３に両端が挟まれた発熱体２に対して第１の内部リード線部１１ａの固定部５が掛け止めされて係合した状態である。図７及び図８に示したように、内部リード線７と一体的に線材で形成された固定部５の掛止部５ａは、その直径が保持具２３に形成されている第１の係合孔２３ｄ及び第２の係合孔２３ｅの直径より小さく形成されている。このため、固定部５の掛止部５ａは、発熱体２の発熱体保持部２ａを挟んだ保持具２３の第１の係合孔２３ｄ及び第２の係合孔２３ｅを貫通して、発熱体２の掛止受部２ｃと確実に係合している（第１の係合孔２３ｄの直径＞第２の係合孔２３ｅの直径≧発熱体の掛止受部２ｃの直径＞掛止部５ａの直径）。
【００８０】
なお、固定部５の掛止部５ａの突出長さ（図８において符号Ｌ４で示す長さ）は、少なくとも保持具２３の第１の保持部２３ａと第２の保持部２３ｂの厚み、及び発熱体２の厚みを加算した長さより長く形成されており、掛止部５ａが第２の保持部２３ｂの第１の係合孔２３ｄを貫通して、発熱体２の掛止受部２ｃと確実に係合する長さに設定されている。
【００８１】
上記のように、屈曲した固定部５の掛止部５ａが発熱体２の掛止受部２ｃと係合した状態において、第１の係合孔２３ｄの直径が第２の係合孔２３ｅの直径より大きく形成されているため、固定部５の掛止部５ａにおける基部である屈曲部分（いわゆるアール部分）の一部が大きな第１の係合孔２３ｄの内部に配置された状態となる。この結果、固定部５は保持具２３に対してぐらつくことなく確実に接触し、固定部５の掛止部５ａの突出端部が、第２の保持部２３ｂの第２の係合孔２３ｅから突出して、発熱体２の掛止受部２ｃと掛止部５ａは確実な係合状態となる。
【００８２】
実施の形態２の発熱体ユニットにおいて、上記のように固定部５はその端部である掛止部５ａが発熱体２の掛止受部２ｃと係合し、且つ保持具２３とも係合状態である。固定部５が保持具２３を確実に支持し、且つ固定部５が保持具３に対して移動しないように、固定部５は保持具２３の舌部２３ｈに形成された保持孔２３ｉを貫通して係合するよう構成されている。保持孔２３ｉの直径は、固定部５の線材の直径より多少大きく形成されているが、固定部５が保持孔２３ｉ内で遊動しない大きさである。上記のように、固定部５は保持具２３と２箇所において係合状態であるが、これらの係合位置は、発熱体２の長手方向と平行な中心軸上にある。このように、固定部５がその両端部分で保持具２３に係合した状態（２点固定状態）であるため、固定部５は保持具２３に対して移動することがなく確実に接触して固定された状態となる。このように保持具２３と固定部５が固定されているため、保持具２３の回転、ねじれ、及び歪みが防止されている。なお、固定部５と保持具２３との間は少なくとも１箇所においてスポット溶接して固定してもよい。
なお、図９に示した保持具２３においては、固定部５を保持孔２３ｉで支持する構成であるが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、図１０の保持具２３の展開図に示すように第１の保持部２３ａから延設された突出端２３０ｉを形成して、この突出端２３０ｉにより固定部５を支持できる構成も本発明に含まれる。
【００８３】
上記の説明においては、発熱体２の一方の端部に対する保持具２３と第１の内部リード線部１１ａの固定部５との固定方法について説明したが、発熱体２の他方の端部に対する保持具２３と第２の内部リード線部１１ｂの固定部５との固定方法は同じ方法により固定されるため、ここでは省略する。
【００８４】
図１１は、実施の形態２の発熱体ユニットにおける発熱体に対する保持具と固定部との別の係合方法を示す断面図である。図１１は、前述の図８の断面図に対応する位置における断面図であり、保持具２３の構成は同じである。したがって、図１１に示す発熱体ユニットにおいては、図７から図９に示した実施の形態２の発熱体ユニットと同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付しており、その説明は前述の説明を適用する。
【００８５】
図１１に示す構成の発熱体ユニットにおいては、保持具２３の貫通孔（第１の係合孔２３ｄ及び第２の係合孔２３ｅ）及び発熱体２の掛止受部２ｃを貫通した固定部５の掛止部５ａの突出端部に抜け落ち防止手段（脱落防止手段）が施されている。図１１に示すように、固定部５の掛止部５ａにおける第２の係合孔２３ｅから突出した突出端部は、プレス加工等により塑性変形した状態である。即ち、掛止部５ａにおける第２の係合孔２３ｅからの突出端部は、第２の係合孔２３ｅの直径より大きな形状に加工されており、抜け落ち防止手段が施されている。掛止部５ａにおける突出端部の塑性変形の方法としては、プレス加工の他に、回転カシメ加工等の機械的な加工方法、若しくは熱、電流、プラズマ等による溶着方法等を用いることができる。また、別の抜け落ち防止手段としては、掛止部５ａにおける突出端部を螺刻してナットによるネジ止め方法、又は突出端部に止め輪、例えばＣ型止め輪、Ｅ型止め輪等を装着する係止方法等がある。
なお、抜け落ち防止手段（脱落防止手段）は、前述の実施の形態１の構成における固定部５の端部である掛止部５ａに対して施して、発熱体２と固定部５との係合状態をより確実なものとして、抜け止めを防止することもできる。
【００８６】
以上のように、実施の形態２の発熱体ユニットにおいては、帯状の発熱体２の両端部分にある発熱体保持部２ａが簡単な構成の電力供給部１０ａ，１０ｂに係合して容器内の所望の位置に確実に保持され、且つ電気的な接続状態が確保されている。したがって、本発明の実施の形態２の発熱体ユニットによれば、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源を構成することができるとともに、簡単な構成であるため作業効率が高く優れた生産性を有する発熱体ユニットを提供することができる。
【００８７】
（実施の形態３）
以下、本発明に係る実施の形態３の発熱体ユニットについて図１２乃至図１５を用いて説明する。実施の形態３の発熱体ユニットにおいて、前述の実施の形態１の発熱体ユニットと異なる点は、発熱体２の両端に取り付けられる保持具３３及び固定部３５の構成である。実施の形態３の発熱体ユニットにおける保持具３３及び固定部３５以外の構成は実施の形態１の発熱体ユニットと同じであるため、以下、実施の形態３における保持具３３及び固定部３５の構成について詳細に説明する。なお、実施の形態３の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００８８】
図１２は、実施の形態３の発熱体ユニットにおける発熱体２と、その端部である発熱体保持部２ａに取り付けられた保持具３３等を示す平面図である。図１３は図１２に示した発熱体２に取り付けられた保持具３３等を示す正面図である。
【００８９】
実施の形態３の発熱体ユニットに用いられている保持具３３は、実施の形態１の保持具３と同様に導電性を有する金属材料、例えばモリブデンで形成された平板な板材を折り曲げて構成されたものである。図１２及び図１３に示すように、発熱体２の端部である発熱体保持部２ａは保持具３３の第１の保持部３３ａ及び第２の保持部３３ｂの間に挟まれるように配置されている。
【００９０】
なお、実施の形態３の発熱体ユニットにおける保持具３３は、第１の保持部３３ａと第２の保持部３３ｂを１枚の板材で形成した例で説明するが、第１の保持部３３ａと第２の保持部３３ｂは別部材で形成してそれぞれを接合する構成としてもよい。
発熱体２の発熱体保持部２ａを挟着保持する保持具３３には、内部リード線７と一体的に線材で形成された固定部３５がスポット溶接されている。実施の形態３においては、保持具３３と固定部３５は、固定部３５の両端部近傍の２箇所において溶接されて固定されている。図１２及び図１３において符号Ｘで示す位置がスポット溶接位置である。
【００９１】
内部リード線７と一体的に形成された直線状の固定部３５は、保持具３３の中心軸上に配設され固定されている。ここで、保持具３３の中心軸とは、当該保持具３３に保持される発熱体２の長手方向と平行であり、発熱体２と保持具３３とを含む部材の重心を通る軸である。保持具３３と固定部３５とはスポット溶接されており、スポット溶接位置は保持具３３の中心軸上である。
【００９２】
実施の形態３における保持具３３は、前述の実施の形態１及び実施の形態２の保持具２，２３と同様に、平板な板材をその略中央部分で略１８０度に折り曲げて、第１の保持部３３ａと第２の保持部３３ｂが形成されている。ただし、実施の形態３における保持具３３においては、図１２及び図１３に示すように、第１の保持部３３ａの側面部分（第１の保持部３３ａにおける発熱体２の長手方向の中心軸と平行な側面部分）には短い幅で突出した側壁部３３ｃが対向して形成されている。対向する側壁部３３ｃ，３３ｃは、第１の保持部３３ａの側面部分から第２の保持部３３ｂの方向（図１３においては上方向）に略９０度折り曲げられて、対向するよう形成されている。このとき、保持具３３の側壁部３３ｃは、第２の保持部３３ｂの対応する側面部分に形成された切り欠き部３３ｊ内に入り込むよう構成されている。
【００９３】
図１４は、実施の形態３における保持具３３の展開図と、その保持具３３により挟持される発熱体２の端部を示している。図１４に示すように、展開した保持具３３においては、その中央部分にある破線Ａの位置で略１８０度折り曲げられて、第１の保持部３３ａ及び第２の保持部３３ｂが形成される。そして、第１の保持部３３ａと第２の保持部３３ｂの間に発熱体保持部２ａが配置された状態において、第１の保持部３３ａの破線Ｂの２箇所の位置で、破線Ａの位置で折り曲げられた方向と同じ方向にその端部側が略９０度に折り曲げられて対向する側壁部３３ｃ，３３ｃが形成される。
【００９４】
図１４に示すように、保持具３３により保持される発熱体保持部２ａには、その側面（発熱体２の長手方向に平行な対向する側面）に切り欠き部２ｇ，２ｇが形成されている。このため、第１の保持部３３ａの側壁部３３ｃ，３３ｃが折り曲げられるとき、側壁部３３ｃ，３３ｃは、第２の保持部３３ｂに形成された切り欠き部３３ｊ内に入り込むとともに、発熱体２の切り欠き部２ｇと係合して、保持具３３は発熱体保持部２ａを確実に係合保持する。このように、側壁部３３ｃが切り欠き部３３ｊに入り込むとき、側壁部３３ｃは発熱体２の切り欠き部２ｇと係合するため、発熱体２が保持具３３から抜けることがなく、発熱体２は確実に保持具３３に固定された状態となる。
【００９５】
なお、実施の形態３においても、前述の実施の形態１及び実施の形態２と同様に、展開された保持具３３においては、第１の保持部３３ａと第２の保持部３３ｂにおける発熱体２の導出側にある破線Ｃの位置で導出端部側の対向面が互いに離れる方向に湾曲されて、導出部３３ｆ，３３ｆが形成される。
なお、実施の形態３における保持具３３は前述の実施の形態１及び実施の形態２における保持具３，２３と同じ材料により形成されている。
【００９６】
上記のように、実施の形態３の発熱体ユニットにおいては、前述の実施の形態１及び実施の形態２と同様に、簡単な構成で、発熱体２の発熱体保持部２ａを挟むための第１の保持部３３ａ、第２の保持部３３ｂ、側壁部３３ｃ、そして舌部３３ｈ（図１２参照）が形成されている。舌部３３ｈは第１の保持部３３ａから内部リード線７の導出方向と同じ方向に延設されており、この舌部３３ｈには内部リード線７に繋がる固定部３５が配置され固定される。舌部３３ｈと固定部３５は、図１２及び図１３において符号Ｘで示す２箇所の位置でスポット溶接されて確実に固定されている。なお、スポット溶接位置は保持具３３と固定部３５の溶着部分が発熱体２を容器内に張設するための張力を維持できる強度を持つ構成であれば１箇所でも良い。
【００９７】
図１５は、実施の形態３の発熱体ユニットにおける発熱体２と保持具３３との別の係合方法を示す平面図である。図１５に示す構成においては、第１の保持部３３ａの側面部分の幅が短く、突出部分が長い側壁部３３ｋが形成され、この側壁部３３ｋが第２の保持部３３ｂの側部を握持するよう折り曲げられる。このとき、保持具３３の側壁部３３ｋは、第２の保持部３３ｂの側面部分に形成された切り欠き部３３ｍと発熱体保持部２ａの切り欠き部２ｇ（図１４参照）に入り込むよう構成されている。このように、側壁部３３ｋが切り欠き部３３ｍに入り込むとき、側壁部３３ｋは発熱体保持部２ａの切り欠き部２ｇに係合するため、発熱体２が保持具３３から抜けることがなく、保持具３３は発熱体２を電気的接続状態で確実に保持する。
【００９８】
実施の形態３の発熱体ユニットにおいて、上記のように発熱体２は保持具３３により確実に保持されており、保持具３３と固定部３５はスポット溶接されているため、発熱体２は固定部３５に対して保持具３３を介して確実に電気的に接続状態となる。この結果、実施の形態３の発熱体ユニットにおいては、帯状の発熱体２の両端部分が簡単な構成の保持具３３により保持され、且つ保持具３３が内部リード線部１１ａ，１１ｂの固定部３５により確実に固定されているため、発熱体２と内部リード線部１１ａ，１１ｂの間は電気的接続状態が確保されている。このように、実施の形態３の発熱体ユニットは、発熱体２が保持具３３を介して内部リード線部１１ａ，１１ｂに確実に接続固定され、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源となるとともに、簡単な構成であるため、作業効率が高く優れた生産性を有する発熱体ユニットを提供することができる。
【００９９】
（実施の形態４）
以下、本発明に係る実施の形態４の発熱体ユニットについて図１６を用いて説明する。実施の形態４の発熱体ユニットにおいて、前述の実施の形態１の発熱体ユニットと異なる点は、発熱体２の両端に取り付けられる保持具４３及び固定部３５の構成である。実施の形態４の発熱体ユニットにおける保持具４３及び固定部３５以外の構成は実施の形態１の発熱体ユニットと同じであるため、以下、実施の形態４における保持具４３及び固定部３５の構成について詳細に説明する。なお、実施の形態４の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付し、その説明は省略する。
【０１００】
図１６は、実施の形態４の発熱体ユニットにおける発熱体２の端部に取り付けられた保持具４３及び固定部３５等を示しており、発熱体２の長手方向と平行な中心軸における断面図である。
【０１０１】
実施の形態４の発熱体ユニットに用いられている保持具４３は、実施の形態１の保持具３と同様に導電性を有する金属材料、例えばモリブデンで形成された平板な板材を折り曲げ加工とプレス加工により構成されたものである。図１６に示すように、発熱体２は折り曲げられた保持具４３の第１の保持部４３ａと第２の保持部４３ｂとの間に挟まれ、かつ第１の保持部４３ａに形成された突起部４３ｃにより発熱体２の貫通孔である掛止受部２ｃ（図６参照）が貫通されて保持されている。
【０１０２】
実施の形態４の発熱体ユニットにおける保持具４３は、前述の実施の形態１及び実施の形態２の保持具２，２３と同様に、平板な板材により形成されているが、第１の保持部４３ａにはプレス加工等により突起部４３ｃが形成されており、第２の保持部４３ｂには前記の突起部４３ｃに対応する位置に孔４３ｄが形成されている。図１６においては、孔４３ｄが貫通孔で示したが、突起部４３ｃが入り込む形状であれば有底孔（凹部孔）でもよい。展開された板材状態の保持具４３においては、その略中央部分で略１８０度に折り曲げられて第１の保持部４３ａと第２の保持部４３ｂが形成され、第１の保持部４３ａの突起部４３ｃが発熱体２の係合孔２ｃを通過して第２の保持部４３ｂの孔４３ｄに入り込み、発熱体２を挟持する。
なお、実施の形態４の発熱体ユニットにおける保持具４３は、第１の保持部４３ａと第２の保持部４３ｂを１枚の板材で形成した例で説明するが、第１の保持部４３ａと第２の保持部４３ｂは別部材で形成してそれぞれを接合する構成でもよい。
【０１０３】
実施の形態４の発熱体ユニットにおいては、上記のように保持具４３が構成されているため、発熱体２は保持具４３から抜けることがなく確実に保持される。また、第１の保持部４３ａから内部リード線７の導出方向と同じ方向に延設されている舌部４３ｅには、内部リード線７に繋がる固定部３５が配置され固定される。この舌部４３ｅと固定部３５は、図１６において符号Ｘで示す２箇所の位置でスポット溶接され固定されている。スポット溶接位置は保持具４３の中心軸上である。ここで、保持具４３の中心軸とは、当該保持具４３に保持される発熱体２の長手方向と平行であり、発熱体２と保持具４３とを含む部材の重心を通る軸である。なお、スポット溶接位置は保持具４３と固定部の溶着部分が発熱体２を容器内に張設するための張力を維持できる構成であれば１箇所でも良い。
実施の形態４の発熱体ユニットにおける保持具４３においては、前述の実施の形態１の発熱体ユニットにおける保持具３の導出部３ｆと同じ目的で、第１の保持部４３ａと第２の保持部４３ｂに導出部４３ｆ，４３ｆがそれぞれ形成されている。
【０１０４】
実施の形態４の発熱体ユニットにおいて、上記のように発熱体２は保持具４３により確実に保持されており、保持具４３と固定部３５はスポット溶接されているため（２点固定状態）、発熱体２は固定部３５に対して保持具４３を介して確実に電気的に接続状態となる。この結果、実施の形態４の発熱体ユニットにおいては、帯状の発熱体２の両端部分が簡単な構成の保持具４３により保持され、保持具４３が内部リード線部１１ａ，１１ｂの固定部３５により確実に固定されて、発熱体２と内部リード線部１１ａ，１１ｂとの間の電気的接続状態が確保されている。このように、実施の形態４の発熱体ユニットは、発熱体２が保持具４３を介して内部リード線部１１ａ，１１ｂに確実に接続固定され、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源となるとともに、作業効率が高く優れた生産性を有する発熱体ユニットを提供することができる。
【０１０５】
前述の実施の形態１から実施の形態４においては、保持具３，２３，３３，４３の材料としてモリブデンを用いた例で説明したが、本発明においてはモリブデンに限定されるものではなく、モリブデン以外でも例えばタングステン、ニッケル、ステンレス等の耐熱性を有する材料を製品仕様に応じて適宜選択することができる。
【０１０６】
（実施の形態５）
本発明に係る実施の形態５における加熱装置ついて図１７を用いて以下に説明する。
図１７は、前述の実施の形態１から実施の形態４において説明した発熱体ユニットを装備した加熱装置の一例を示す斜視図である。
【０１０７】
図１７において、加熱装置の一例である暖房用の加熱機器５１である機器内部には、実施の形態１から実施の形態４で説明した本発明の発熱体ユニットが装備されている。なお、実施の形態５においては発熱体ユニットに符号５２を付して説明する。実施の形態５の加熱機器５１には、温度コントローラー５３、反射板５４、保護用のカバー５５等の一般的な暖房用の加熱機器に用いられている構成部材が設けられている。
【０１０８】
このように構成された加熱機器５１において、発熱体ユニット５２に定格の電圧を印加することにより、所定の電流が発熱体ユニット５２内の発熱体２に流れて発熱し、早い立ち上がりで温度が上昇する。実施の形態５の加熱機器５１は、温度コントローラー５３による温度制御により、ユーザの望む所定の温度に確実に保持される。また、発熱体ユニット５２には、平面を有する帯状の発熱体２が熱源として用いられているため、その平面から輻射される熱は指向性を有している。実施の形態５の加熱機器５１においては、発熱体ユニット５２の発熱体２の平面部分が正面側と背面側に向くよう配設されている。このため、発熱体２の正面側から輻射された熱は、加熱機器５１の正面側にある被加熱領域を加熱し、発熱体２の背面側から輻射された熱は反射板５４により反射されて被加熱領域を加熱する。なお、発熱体２はフィルムシート素材で帯状に形成されているため、発熱体２の側面側から輻射される熱量は非常に少なく、正面側（背面側）から輻射される熱量に比べて無視できる程小さいものである。このため、実施の形態５の加熱機器５１においては、高い指向性を有して、被加熱領域を効率高く加熱することができる。
【０１０９】
本発明の加熱装置に装備された発熱体ユニット５２は、前述の実施の形態１から実施の形態４において説明した発熱体２を有しており、この発熱体２は、面方向の熱伝導率が略同じである優れた二次元的等方向性の熱伝導を有するフィルムシート素材で形成されており、熱容量が小さいため、立ち上がりが早く、且つ突入電流が少ない特性を有している。このため、本発明の発熱体ユニットを熱源として装備した加熱機器は、素早く加熱することが可能となる優れた応答性を有し、所定の領域を効率が高く加熱することができる優れた特徴を有する暖房機器となる。
【０１１０】
なお、本発明の発熱体ユニットは、暖房機器以外でも多種多様な電子／電気機器の熱源として用いることができ、例えば高温度の発熱体を装備している複写機、ファクシミリ、プリンタ等のＯＡ機器、及び調理機器、乾燥機、加湿器等の電気機器等の熱源を必要とする各種機器に利用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、安全性及び信頼性が高く、且つ効率の高い熱源を構成することができるとともに、作業効率が高く優れた生産性を有する発熱体ユニット及び加熱装置を提供することができるため、熱源を必要とする電子／電気機器分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る実施の形態１の発熱体ユニットの構造を示す平面図
【図２】図１に示した発熱体ユニットの正面図
【図３】実施の形態１の発熱体ユニットにおける発熱体２の端部に取り付けられた保持具３等を示す平面図
【図４】実施の形態１の発熱体ユニットにおける保持具３等の正面図
【図５】図３に示す保持具３等のＶ−Ｖ線による断面図
【図６】実施の形態１の発熱体ユニットにおける発熱体２、保持具３及び固定部を示す図
【図７】本発明に係る実施の形態２の発熱体ユニットにおける発熱体２の端部に取り付けられた保持具２３等を示す平面図
【図８】図７に示す保持具２３等のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による断面図
【図９】実施の形態２の発熱体ユニットにおける保持具２３の展開図
【図１０】実施の形態２の発熱体ユニットにおける保持具２３の別の構成を示す展開図
【図１１】実施の形態２の発熱体ユニットにおける発熱体と固定部との別の係合方法を示す断面図
【図１２】本発明に係る実施の形態３の発熱体ユニットにおける発熱体２の端部に取り付けられた保持具３３等を示す平面図
【図１３】図１２に示す保持具３３等を示す正面図
【図１４】実施の形態３の発熱体ユニットにおける発熱体２及び保持具３３を示す図
【図１５】実施の形態３の発熱体ユニットにおける発熱体２と保持具３３との別の係合方法を示す平面図
【図１６】本発明に係る実施の形態４の発熱体ユニットにおける発熱体２の端部に取り付けられた保持具４３等を示す断面図
【図１７】本発明に係る実施の形態１から実施の形態４の発熱体ユニットを装備した実施の形態５の加熱装置の一例を示す斜視図
【符号の説明】
【０１１３】
１ 容器
２ 発熱体
２ａ 発熱体保持部
２ｂ 発熱部
２ｃ 掛止受部
３ 保持具
３ａ 第１の保持部
３ｂ 第２の保持部
３ｃ 側壁部
３ｄ 第１の係合孔
３ｅ 第２の係合孔
３ｆ 導出部
３ｇ 切り欠き
３ｈ 舌部
４ 位置規制部
５ 固定部
５ａ 掛止部
６ スプリング部
７ 内部リード線
８ モリブデン箔
９ 外部リード線
１０ａ 第１の電力供給部
１０ｂ 第２の電力供給部
１１ａ 第１の内部リード線部
１１ｂ 第２の内部リード線部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素系物質を含む材料によりフィルムシートで形成され、２次元的等方向性の熱伝導を有する帯状の発熱体、
前記発熱体の両端を挟む接触面を有して対向して配置された第１の保持部と第２の保持部を持つ導電性材料により形成された保持具と、前記保持具と電気的に接続された内部リード線部とを有し、前記発熱体における対向する両端に電力を供給する電力供給部、及び
前記発熱体と前記電力供給部の一部を内包する容器、を具備する発熱体ユニットであって、
前記発熱体の両端に形成された掛止受部が、前記電力供給部に形成された掛止部と係合するよう構成された発熱体ユニット。
【請求項２】
前記発熱体の掛止受部が貫通孔で構成され、前記発熱体の両端を挟む前記第１の保持部と前記第２の保持部における前記掛止受部と対応する位置に貫通孔が形成され、前記内部リード線部における発熱体側端部に形成された掛止部が前記発熱体の前記掛止受部、前記第１の保持部及び前記第２の保持部の各貫通孔を貫通して係合するよう構成された請求項１に記載の発熱体ユニット。
【請求項３】
前記発熱体の掛止受部が貫通孔で構成され、前記発熱体の両端を挟む前記保持具の前記第１の保持部と前記第２の保持部の一方における前記掛止受部と対応する位置に貫通孔が形成され、前記保持具の他方における前記掛止受部と対応する位置に突起が形成されており、前記保持具における前記突起が前記保持具の貫通孔を前記発熱体の前記掛止受部とともに貫通して係合するよう構成された請求項１に記載の発熱体ユニット。
【請求項４】
前記内部リード線部の掛止部が発熱体側端部を屈曲して形成されており、前記第１の保持部に形成された貫通孔と前記第２の保持部に形成された貫通孔において、前記内部リード線部の前記掛止部の屈曲部分が配置される前記保持具における一方の貫通孔が、前記掛止部の先端部分が配置される他方の貫通孔より大きく形成された請求項２に記載の発熱体ユニット。
【請求項５】
前記第１の保持部又は前記第２の保持部の一方において、前記電力供給部の掛止部と係合する貫通孔と異なる位置に保持孔が形成されており、前記保持孔を前記内部リード線部が貫通して、前記内部リード線部が前記保持具を保持するよう構成された請求項２又は４に記載の発熱体ユニット。
【請求項６】
前記内部リード線部の掛止部が発熱体側端部を屈曲して形成されており、前記掛止部が前記保持具の貫通孔に挿入された状態において、前記掛止部の先端部分に脱落防止手段が施された請求項２、４、又は５のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項７】
前記発熱体の両端に形成された掛止受部が、当該発熱体の幅方向の両端縁の少なくとも一方の端縁に切り欠きで形成され、前記電力供給部の掛止部が、前記保持具における前記掛止受部と対応する位置に前記発熱体と接触する面に直交して前記発熱体の長手方向に延設された側壁部で形成された請求項１に記載の発熱体ユニット。
【請求項８】
前記保持具の掛止部としての前記側壁部が前記第１の保持部又は前記第２の保持部の一方に形成され、当該側壁部の突出端部が他方の保持部を回り込んで握着するよう構成された請求項７に記載の発熱体ユニット。
【請求項９】
前記第１の保持部と前記第２の保持部が１枚の材料を屈曲させて前記発熱体の端部を挟むよう構成された請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項１０】
前記発熱体は、炭素系物質を含む材料により形成された層間構造を有する請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項１１】
前記容器は、耐熱性を有するガラス管又はセラミックス管により形成され、不活性ガスが充填されて前記電力供給部において封止された請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発熱体ユニットを熱源として装備した加熱装置。
【請求項１】
炭素系物質を含む材料によりフィルムシートで形成され、２次元的等方向性の熱伝導を有する帯状の発熱体、
前記発熱体の両端を挟む接触面を有して対向して配置された第１の保持部と第２の保持部を持つ導電性材料により形成された保持具と、前記保持具と電気的に接続された内部リード線部とを有し、前記発熱体における対向する両端に電力を供給する電力供給部、及び
前記発熱体と前記電力供給部の一部を内包する容器、を具備する発熱体ユニットであって、
前記発熱体の両端に形成された掛止受部が、前記電力供給部に形成された掛止部と係合するよう構成された発熱体ユニット。
【請求項２】
前記発熱体の掛止受部が貫通孔で構成され、前記発熱体の両端を挟む前記第１の保持部と前記第２の保持部における前記掛止受部と対応する位置に貫通孔が形成され、前記内部リード線部における発熱体側端部に形成された掛止部が前記発熱体の前記掛止受部、前記第１の保持部及び前記第２の保持部の各貫通孔を貫通して係合するよう構成された請求項１に記載の発熱体ユニット。
【請求項３】
前記発熱体の掛止受部が貫通孔で構成され、前記発熱体の両端を挟む前記保持具の前記第１の保持部と前記第２の保持部の一方における前記掛止受部と対応する位置に貫通孔が形成され、前記保持具の他方における前記掛止受部と対応する位置に突起が形成されており、前記保持具における前記突起が前記保持具の貫通孔を前記発熱体の前記掛止受部とともに貫通して係合するよう構成された請求項１に記載の発熱体ユニット。
【請求項４】
前記内部リード線部の掛止部が発熱体側端部を屈曲して形成されており、前記第１の保持部に形成された貫通孔と前記第２の保持部に形成された貫通孔において、前記内部リード線部の前記掛止部の屈曲部分が配置される前記保持具における一方の貫通孔が、前記掛止部の先端部分が配置される他方の貫通孔より大きく形成された請求項２に記載の発熱体ユニット。
【請求項５】
前記第１の保持部又は前記第２の保持部の一方において、前記電力供給部の掛止部と係合する貫通孔と異なる位置に保持孔が形成されており、前記保持孔を前記内部リード線部が貫通して、前記内部リード線部が前記保持具を保持するよう構成された請求項２又は４に記載の発熱体ユニット。
【請求項６】
前記内部リード線部の掛止部が発熱体側端部を屈曲して形成されており、前記掛止部が前記保持具の貫通孔に挿入された状態において、前記掛止部の先端部分に脱落防止手段が施された請求項２、４、又は５のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項７】
前記発熱体の両端に形成された掛止受部が、当該発熱体の幅方向の両端縁の少なくとも一方の端縁に切り欠きで形成され、前記電力供給部の掛止部が、前記保持具における前記掛止受部と対応する位置に前記発熱体と接触する面に直交して前記発熱体の長手方向に延設された側壁部で形成された請求項１に記載の発熱体ユニット。
【請求項８】
前記保持具の掛止部としての前記側壁部が前記第１の保持部又は前記第２の保持部の一方に形成され、当該側壁部の突出端部が他方の保持部を回り込んで握着するよう構成された請求項７に記載の発熱体ユニット。
【請求項９】
前記第１の保持部と前記第２の保持部が１枚の材料を屈曲させて前記発熱体の端部を挟むよう構成された請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項１０】
前記発熱体は、炭素系物質を含む材料により形成された層間構造を有する請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項１１】
前記容器は、耐熱性を有するガラス管又はセラミックス管により形成され、不活性ガスが充填されて前記電力供給部において封止された請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発熱体ユニットを熱源として装備した加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２７２２２１（Ｐ２００９−２７２２２１Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２３３９０（Ｐ２００８−１２３３９０）
【出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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