発熱体ユニット
【課題】小型で効率が高く、寿命の長い、各種用途において容易に適応することができる汎用性の高い発熱体ユニットを提供すること目的とする。
【解決手段】発熱体ユニットは、第１のガラス管１を第２のガラス管９と保持部材により汚染物質等から第１のガラス管１を保護する構成とし、また第１のガラス管１と第２のガラス管９との間の空隙に反射板１６ａを配設し、反射板１６ａの少なくとも一部に弾性部を有することにより、熱膨張による反射板１６ａの歪を軽減するよう構成している。
【解決手段】発熱体ユニットは、第１のガラス管１を第２のガラス管９と保持部材により汚染物質等から第１のガラス管１を保護する構成とし、また第１のガラス管１と第２のガラス管９との間の空隙に反射板１６ａを配設し、反射板１６ａの少なくとも一部に弾性部を有することにより、熱膨張による反射板１６ａの歪を軽減するよう構成している。
【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に関し、特に被加熱物からの飛散物等の影響を受ける環境下で使用される調理器、乾燥機、電気暖房器、電子装置（複写機、ファクシミリ、プリンタ等を含む）に用いられる発熱体ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の調理器、乾燥機、電気暖房器、電子装置（複写機、ファクシミリ、プリンタ等を含む）に用いられる発熱体ユニットは、被加熱物からの飛散物等の影響を受ける環境下に対応する為に、第１の透熱管に形成された第１の内部空間内に発熱体構成部を収納し、その第１の透熱管をさらに第２の透熱管に形成された第２の内部空間内に収納する構成を用いた発熱体ユニットが開示されている。（例えば、特許文献１参照。）このように構成された従来の発熱体ユニットは、調理器、乾燥機、電気暖房器、電子装置（複写機、ファクシミリ、プリンタ等を含む）等の加熱装置構成上発熱体ユニットにおいても小型化、高効率化が要求され、第１の透熱管と第２の透熱管の間の狭スペース化及び反射板の薄板化が求められている。
【特許文献１】特開２００７−１４９６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の構成において被加熱物からの飛散物等の影響を受けないように発熱体構成部を第１の内部空間に収納する第１の透熱管と、さらに前記第１の透熱管を第２の内部空間に収納する第２の透熱管を配設する構成を用いた発熱体ユニットとし、加熱装置たとえば、調理器、乾燥機、電気暖房器、電子装置（複写機、ファクシミリ、プリンタ等を含む）等に用いられているが、加熱装置構成上発熱体ユニットとして過酷な使用環境においても高寿命で且つ高効率であることはもちろん小型化が求められる。すなわち２重管構成である従来の発熱体ユニットの構成において、第１の透熱管と第２の透熱管の隙間は狭く、第１の透熱管と第２の透熱管の隙間に配置される反射板も薄板となる。したがって、薄板状の反射板は、発熱体からの輻射熱により反射板自体の温度が上昇（約７００℃）し反射板の熱膨張によって生じた歪みにより反射板のシワや破損が発生し反射効率が損なわれると言う課題を有していた。
【０００４】
本発明の発熱体ユニットは、従来の課題を解決するもので、反射板の伸縮を吸収する手段を有することにより反射板自体の熱膨張によって生じた歪による反射板のシワや破損を防止し発熱体ユニットとしての寿命が長く、小型で効率が高く、そして各種用途において容易に適応することができる汎用性の高い熱源としての発熱体ユニットを提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る第１の観点の発熱体ユニットは、発熱部を有する発熱体と、その発熱体の長手方向に位置する端部に取付けられた保持具と、前記発熱体に直接あるいは間接に電気的に接続されて前記発熱体に外部からの電力を供給する電力供給部材と、前記発熱体、前記保持具、及び電力供給部材の一部を第１の内部空間に配置した第１の透熱管と、前記第１の透熱管を第２の内部空間に配置した第２の透熱管と、前記第１の透熱管と第２の透熱管とが所定の隙間を有して配設されるように設けられた保持部材と、前記第１の透熱管と前記第２の透熱管との隙間に配設された反射板とその反射板に設けられた弾性部とを有する反射用部材と、前記反射板を前記発熱体に対して所定の位置に配置されるように前記保持部材、第１の透熱管、あるいは第２の透熱管の少なくとも何れかに直接あるいは間接的
に設けられた位置規制部とによって構成されたものである。
【０００６】
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、通電された発熱体の熱により生じる前記反射板への熱ストレスを前記弾性部によって吸収するので、反射手段の破損を防止し高効率で長寿命の発熱体ユニットを可能とする。
【０００７】
本発明に係る第２の観点の発熱体ユニットは、上記第１の観点において、前記反射用部材の弾性部は、前記発熱体の長手方向への伸縮を吸収するものである。このように構成された本発明の第２の観点の発熱体ユニットは、前記発熱体の長手方向に生じる前記反射板への熱ストレスを前記弾性部によって吸収するので、反射板の破損を防止し高効率で長寿命の発熱体ユニットを可能とする。
【０００８】
本発明に係る第３の観点の発熱体ユニットは、上記第１の観点乃至は第２の観点において、前記反射用部材の弾性部は、前記発熱体の長手方向への伸縮を吸収する弾性を有する弾性部材であり、その弾性部材は反射板に機械的に結合されている。このように構成された本発明の第３の観点の発熱体ユニットは、反射板に機械的に結合された前記弾性部材の弾性力等の特性を発熱体の仕様に応じて自由に選択することにより反射板の破損を防止しできるので高効率で長寿命の発熱体ユニットを得ることが出来るとともに、反射板の位置規制も可能な発熱体ユニットを実現できる。
【０００９】
本発明に係る第４の観点の発熱体ユニットは、上記第１の観点及至第３の観点において前記反射板は金属薄板で形成されている。このように構成された本発明の第４の観点の発熱体ユニットは寿命が長く高効率の発熱体ユニットを実現できる。
【００１０】
本発明に係る第５の観点の発熱体ユニットは、上記第４の観点において、前記反射板がニッケル、ステンレス鋼（フェライト、オーステナイト等）、又はニクロムの金属薄板で形成されている。このように構成された本発明の第５の観点の発熱体ユニットは寿命が長く高効率の発熱体ユニットを実現できる。
【００１１】
本発明に係る第６の観点の発熱体ユニットは、上記第３の観点において、前記弾性部材は板材を屈曲し形成されている。このように構成された第６の観点の発熱体ユニットは、反射板の破損を防止し高効率で長寿命な発熱体ユニットを実現できる。
【００１２】
本発明に係る第７の観点の発熱体ユニットは、上記第３の観点において、弾性部材は線材をコイル状に形成されている。このように構成された本発明の第７の観点の発熱体ユニットは、反射板の破損を防止し高効率で長寿命とさらには、反射板の位置規制も可能な発熱体ユニットを実現できる。
【００１３】
本発明に係る第８の観点の発熱体ユニットは、上記第６の観点乃至は第７の観点において、前記弾性部材はモリブデンやタングステン、ニッケル、ステンレス鋼、又はニクロムなどの金属で形成されている。このように構成された本発明の第８の観点の発熱体ユニットは、反射板の破損を防止し高効率で長寿命とさらには、反射板の位置規制も可能な発熱体ユニットを実現できる。
【００１４】
本発明に係る第９の観点の発熱体ユニットは、上記第１の観点乃至第８の観点において、前記発熱体は炭素系物質を含み、かつ発熱体の長手方向に沿って形成された側壁の少なくとも一部に平面部を形成するとともに、その平面部に対向し、かつ前記発熱体を介した前記平面部の裏面側方向に前記発熱体側に向けて熱を反射せしめる前記反射用部材の反射面が配置されるように構成されたものである。このように構成された本発明の第９の観点の発熱体ユニットは、指向性を有する発熱体からの輻射熱の指向性をさらに高める効果があり、高効率で長寿命の発熱体ユニットを可能とする。
【００１５】
本発明に係る第１０の観点の発熱体ユニットは、上記第１の観点乃至第８の観点において、前記発熱体は炭素系物質を含み、かつ発熱体の長手方向に沿って形成された側壁の少なくとも一部に平面部を形成するとともに、その平面部の仮想延長面に交差し、かつ前記平面部の裏面側方向に前記発熱体側に向けて反射される前記反射用部材の反射面が配置されるように構成されたものである。このように構成された本発明の第１０の観点の発熱体ユニットは、指向性を有する発熱体からの輻射熱を前記反射用部材の反射面によって反射することにより、前記輻射熱の指向性の範囲を広めることができるので、広い範囲を暖めることができるようになるとともに、高効率で長寿命の発熱体ユニットを可能とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の発熱体ユニットによれば、反射板の伸縮を吸収する弾性部が反射用部材に設けられることにより反射板自体の熱膨張によって生じた歪による反射板のシワや破損を防止しできるとともに、寿命が長く、小型で効率が高く、そして各種用途において容易に適応することができる汎用性の高い熱源としての発熱体ユニットを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る発熱体ユニット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。
【００１８】
（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９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正面図、図２は同発熱体ユニットのＺ−Ｚ断面における接着剤を省略した場合の断側面図、図３は同発熱体ユニットにおける反射用部材の端部を示す切欠斜視図、図４は反射用部材を示す平面図、図５は同発熱体ユニットにおける反射用部材の異なる例を示す平面図、図６は同発熱体ユニットにおける反射用部材の他の異なる例を示す平面図、図７は同反射用部材の正面図、図８は同発熱体ユニットの一実施例における輻射強度曲線図、図９は同発熱体ユニットの他の実施例における輻射強度曲線図である。先ず、図１乃至図４を用いて実施の形態１の発熱体ユニットを説明する。
【００１９】
図１において、実施の形態１の発熱体ユニットは、熱源である発熱体２ａを有する発熱体構成部２を２重の透熱管により収納する構成を有している。実施の形態１の発熱体ユニットにおいて、第１の透熱管は石英ガラス管で形成された円筒形状からなる長尺の第１のガラス管１であり、第１のガラス管１の内部空間（以下、第１の内部空間という。）の長手方向中心軸上には外部からの電力を供給する電力供給部材を両端部にそれぞれ有した発熱体構成部２が配設されている。前記電力供給部材の一部は第１のガラス管１の両端部から外方に露出された状態で配置され、かつ第１のガラス管１の両端部はそれぞれ溶融されて平板状に押し潰されることにより、前記第１の内部空間は封止されている。前記第１の内部空間には発熱体構成部２の主要部品である炭素系物質からなる発熱体２ａの酸化を防止するために、アルゴンガス、窒素ガス、又はアルゴンガスと窒素ガスの混合ガス等の不活性ガスが封入されている。尚、第１のガラス管１が発熱体２ａの熱に品質上影響されないのであれば発熱体構成部２を前記第１のガラス管１の長手方向中心軸上に配置せず、前記長手方向中心軸に対し略並行な状態で偏芯しても良いことはいうまでも無い。
【００２０】
発熱体構成部２は、熱輻射体として略平板状からなる長尺の発熱体２ａと、この発熱体２ａの両端を挟持する保持具３と、前記発熱体２ａに直接あるいは間接に電気的に接続されて前記発熱体２ａに外部からの電力を供給する電力供給部材とにより構成されている。本実施例の前記電力供給部材は、保持具３の外側端部に取り付けられたコイル部５と、そのコイル部５の外方側他端部に内方側他端部を繋げるスプリング部６と、そのスプリング部６外方側他端部に内方側他端部を繋げる内部リード線４と、第１のガラス管１の両端部から外方側他端部がそれぞれ外方に導出する外部リード線８と、内部リード線部４の外方側他端部と外部リード線８の内方側他端部とを電気的に接続するモリブデン箔７とからなっている。尚、コイル部５、スプリング部６及び内部リード線４は、モリブデン線により一体的に形成されている。さらに、前記モリブデン箔７は第１のガラス管１の両端部をそれぞれ平板状に押し潰して形成された封止部分に挟まれた状態で埋設されている。
【００２１】
実施の形態１の発熱体ユニットにおける発熱体２ａは、細長い平板状に形成された炭素系物質であり、黒鉛等の結晶化炭素の基材に窒素化合物の抵抗値調整物質、及びアモルファス炭素を加えた混合物により構成されている。この発熱体２ａの形状寸法は、例えば、板幅Ｗが６．０ｍｍ、板厚Ｔが０．５ｍｍ、長さＬが３００ｍｍである。発熱体２ａにおいては、板幅Ｗと板厚Ｔとの比（Ｗ／Ｔ）が５以上、即ち板幅Ｗが板厚Ｔの５倍以上であるのが望ましい。板幅Ｗを板厚Ｔより５倍以上大きい平板状とすることにより、広い平面
（板幅Ｗを構成する面であり、以下、板幅面という。）から出る熱量が狭い長手方向に沿って形成された側面（板厚Ｔを構成する面であり、以下、板厚側面という。）から出る熱量より多くなり、平板状の発熱体２ａの熱輻射は前記板幅面に対し垂直な方向への輻射となる指向性を持たすことが可能となる。
【００２２】
実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、コイル部５、スプリング部６及び内部リード線４をモリブデン線により形成した例で説明したが、モリブデン線の他にタングステン等の弾性を有する金属線を用いて構成しても良い。又、本例のようにコイル部５から保持具３を介して発熱体２ａに電力を供給するようにコイル部５が保持具３の外周面に密着して螺旋状に巻き付けられた場合には、保持具３とコイル部５は電気的に確実に接続されていることが必要である。尚、本例ではコイル部５の外方側他端部（発熱体２ａに対し離れた側に位置する端部）にスプリング部６の内方側一端部（発熱体２ａに対し近づいた側に位置する端部）を繋ぎ、さらに、そのスプリング部６の外方側他端部に内部リード線４の内方側一端部を繋いだ構成を採用したが、コイル部５を保持具３に巻きつけ、かつコイル部５に繋がれていない内部リード線４の内方側一端を直接あるいはコイル部５以外の別部品を介して間接的に発熱体２ａに電気接続するとともに、内部リード線４にスプリング部６を設ける構成でもよいことはいうまでもない。
【００２３】
又、弾性力を有して螺旋状に形成されたスプリング部６は、発熱体２ａに対して張力を与えるものであり、発熱体２ａが第１のガラス管１の内部で所望の位置に常に配置されるように位置規制している。このようにコイル部５と内部リード線４との間にスプリング部６を設けることにより、発熱体２ａの熱膨張による寸法変化を吸収することが可能となるものである。又、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を発熱体２ａの両端側に設けた例で説明したが、発熱体ユニットの仕様あるいは発熱体２ａが配置される状態によっては、スプリング部６を発熱体２ａの一端部側すなわち片側端部だけに設けた構成でも可能であることは言うまでもない。又、内部リード線４の外方側他端部は溶接によりモリブデン箔７の内方側一端部に接合されており、モリブデン箔７の外方側他端部には発熱体構成部２に外部からの電力を供給する外部リード線８の内方側一端部が溶接により接合されている。
【００２４】
上記のように構成された発熱体構成部２を前記第１の内部空間に配置する第１のガラス管１は、第１のガラス管１の外径寸法より内径寸法が大きく、かつ円筒形状からなる長尺の第２の透熱管の内部空間（以下、第２の内部空間という。）に配置される際には、第２のガラス管９の第２の内部空間側に位置することとなる内側壁に対して所定の空隙空間を有して配置されるために、第１のガラス管１の両端部側にそれぞれ位置する外側壁に装着された保持部材１０を用いて位置規制を行っている。尚、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、発熱体構成部２（あるいは発熱体２ａ）、第１のガラス管１、及び第２のガラス管９の各長手方向中心軸は同軸あるいは偏芯し略並行な状態で配置されている。
【００２５】
保持部材１０は、第１のガラス管１及び第２のガラス管９の中心軸に対して交差する一対の対向する端面（一例を示す図1においては、前記中心軸に対して直交する方向（以下、ラジアル方向という）に立設した端面が形成されており、その両端面間を貫通する係合孔１１が形成されている。その係合孔１１には第１のガラス管１の端部が貫通した状態で係合することにより保持部材１０によって第１のガラス管１の端部が保持されるようになっている。発熱体２ａ側に位置する保持部材１０の前記端面すなわち内方側端面に位置する係合孔１１の開口周縁部には係合孔１１より外形寸法が大きい係止用凹部１２が形成されており、その係止用凹部１２は第２のガラス管９と係合して保持することとなる。すなわち、この係止用凹部１２はその側壁面が第２のガラス管９の外側壁面に当接して第２のガラス管９の前記ラジアル方向への移動を規制し、かつ奥側に位置する底部面が第２のガラス管９の端部に当接して第２のガラス管９の前記長手方向への移動を規制することとなり、第２のガラス管９が保持されることとなる。
【００２６】
さらに、前記前記係止用凹部１２の開口周縁部には、前記係止用凹部１２より大きい外形寸法を有する第1の保持用凹部１３が形成され、その第１の保持用凹部１３と第２のガラス管９の外側壁面との間に生じた第１の隙間空間に接着剤１４が塗布されることにより第２のガラス管９は第1の保持用凹部１３に固定されることとなる。又、保持部材１０は、前記内方側端面に対向する他方の外方側端面（外部リード線８等が位置し、発熱体２ａが位置しない側の端面）にも、前記係合孔１１より大きい外形寸法を有する第２の保持用凹部１５（図２参照）が形成され、その第２の保持用凹部１５と第１のガラス管１との間に生じた第２の隙間空間に接着剤１４が塗布されることにより第１のガラス管１は第２の保持用凹部１５に固定されることとなる。したがって、第１の隙間空間及び第２の隙間空間に接着剤１４が塗布されることにより第２のガラス管の第２の内部空間（前記所定の空隙空間を含む）を封止し、前記第２の内部空間への（汚染物質等の進入を防止することとなる。その結果、この保持部材１０による第１のガラス管１と第２のガラス管９の保持により、第１のガラス管１と第２のガラス管９との間の隙間を正確に保持できることとなり、信頼性の高い発熱体ユニットを構成できる。
【００２７】
尚、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、保持部材１０によって第１のガラス管１及び第２のガラス管９の保持をそれぞれ行ったが、第１のガラス管１と第２のガラス管９の相対的位置関係を保つことができる位置決め機能を有した保持手段からなる構造物（単数あるいは複数）であれば、図１に示す保持部材１０に代えて採用してもよいことは言うまでもない。
【００２８】
又、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、前記発熱体ユニットを搭載した加熱装置の構成が第２のガラス管９内の第２の内部空間に被加熱物から飛散する汚染物質等の進入の恐れがある場合を想定して、単品の保持部材１０（あるいは第1の保持用凹部１３）と第２のガラス管９との間に形成された第１の隙間空間、前記単品の保持部材１０（あるいは第２の保持用凹部１５）と第１のガラス管１との間に形成された第２の隙間空間にそれぞれに接着剤１４を塗布して第２のガラス管９の第２の内部空間を前記発熱体ユニット外方の空間より封止したが、前記第２の内部空間を封止して汚染物質等の進入を防止する機能を有する構成、例えば、保持部材１０の機能を分割して第１のガラス管１と第２のガラス管９の位置決めをする部材と、第２のガラス管９内部に汚染物質等の進入を防止する部材とを別々に構成する構造物であってもよいことは言うまでもない。
【００２９】
尚、前記発熱体ユニットを有した加熱装置あるいは前記発熱体ユニット自体の構成（例えば、フィルター付き）により第２のガラス管の第２の隙間空間内に被加熱物から飛散する汚染物質等の進入を防止できる構造となるのであれば、前記第１の隙間空間及び前記第２の隙間空間の何れかに接着剤１４を塗布しない、あるいは塗布しても前記第２の内部空間を完全に封止しないことが選択できることはいうまでもない。
【００３０】
第１のガラス管１は溶着により封止部分を形成する構成であるため、石英ガラス管等のガラス管が用いられており、このようなガラス管に汚染物質（アルカリ性金属等）が付着し高温度となると、失透という現象を起こしガラス管の破損に繋がるという問題がある。しかし、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては第２のガラス管９が第１のガラス管１と所定の空隙空間を有して第１のガラス管１の外側壁周囲を覆うように設けられているため、第２のガラス管９は第１のガラス管１より温度が低く、失透という現象が起こり難いものとなる。また、第２のガラス管９の材料として結晶化ガラスを用いることにより、さらに失透という現象が起こり難いものとなる。
【００３１】
尚、第２のガラス管９としては、その使用状態に応じて耐熱性を有するガラス管、例えば、石英ガラス管、高シリカガラス管、低アルカリホウケイ酸ガラス管、結晶化ガラス管、セラミックス管等を選択して用いることができる。使用状態における考慮条件としては、使用温度、熱の透過度、汚染物質としてのアルカリ性金属の発生の度合い、強度等があり、これらの条件を考慮して第２のガラス管９の材質が選択される。
【００３２】
又、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、第１のガラス管１と第２のガラス管９の間に形成された前記所定の空隙空間（前記第２の内部空間の一部）には耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼の板厚５０μｍの反射板１６ａが配置されている。この反射板１６ａの板面は発熱体２ａの板幅面に対向し、かつ反射板１６ａの板面の長手方向は発熱体２ａの長手方向に沿って対向し並列（図1においては平行）するように配置されている。さらに、反射板１６ａの板面に対し直交する方向に切断された場合の断面形状は、第２のガラス管９内に形成された前記所定の空隙空間に挿入可能となるように第１のガラス管１の外側壁面あるいは第２のガラス管９内側壁面に沿って湾曲（すなわち、第２のガラス管９内側壁面方向に突出）した湾曲形状となっている。その結果、反射板１６ａは熱輻射の指向性が高くなるとともに、反射板１６ａの汚染を防ぎ、高い輻射効率を維持することができる。
【００３３】
さらに、反射板１６ａは少なくとも一部に弾性部１７（図４参照）が設けられることにより反射用部材１６が構成されることとなる。本実施の形態１の発熱体ユニットのように、反射板１６ａとして板厚５０μｍの薄板を使用した場合には発熱体２ａの輻射熱により昇温（例えば、約７００℃）した反射板１６ａは熱膨張し、反射板１６ａに歪が発生し、シワ、ねじれや、及び破損が発生する恐れがある。反射板１６ａの少なくとも一部に弾性部１７を設けることにより反射板１６ａの熱膨張を吸収して反射板１６ａの歪を生じなくできるので、反射板１６ａは所定の品質を保持した状態で寿命を長く保つことができる。
【００３４】
ここで反射板１６ａの材料としてフェライト系ステンレス鋼を用いたが高温度で変色し難く反射率の高い金属、例えばニッケル（Ｎｉ）、ニクロム、金、白金、クロム合金等の材料を用いて構成しても同様の効果を得ることができる。又、発熱体ユニットが構成的に高温度にならない場合は、アルミニウム（ＡＬ）、アルミ合金、一般ステンレス鋼（例えば、オーステナイト）、銅合金等を用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３５】
保持部材１０の係合孔１１の側壁には切欠状の反射板係合部１８（図２参照）が形成されており、第１のガラス管１の外側壁面に対向する反射板係合部１８の側壁面は、反射板１６ａの湾曲した板面を位置規制可能に対向するように湾曲形状した湾曲面で形成されている。又、その反射板係合部１８には前記空隙空間に配置された反射板１６ａの長手方向に位置した端部が係合され、かつ前記反射板１６ａの端部が反射板１６ａの長手方向に貫通されるように形成されるとともに、発熱体２ａ及び第１のガラス管１の長手方向中心軸を回動中心として反射板１６ａが周方向に回動しないように、反射板１６ａの長手方向に沿って板厚部が形成される対向する一対の板厚側面にそれぞれ当接して位置規制する回動阻止部１９が形成されている。
【００３６】
又、反射板１６ａの長手方向に位置する端部に設けられた外側方（発熱体２ａから見て第２のガラス管９の方向）に突出する突起２０（図３参照）は、反射板係合部１８より外側方の位置で、かつ第２の保持用凹部１５の底面（図1においては、第１のガラス管１の中心軸に直交するように位置する面）に形成された位置規制凹部２１（図２参照）に係止され、反射板１６ａの長手方向の移動ができないように位置規制されることとなる。尚、突起２０が位置規制凹部２１から脱落して位置規制が解除されないように、前述した接着剤１４を第２の隙間空間に塗布する際に突起２０と位置規制凹部２１とが接着剤１４により接着され固定される。その結果、反射板１６ａあるいは反射用部材１６は、保持部材１０によって第１のガラス管１及び前記発熱体２ａの長手方向を回動中心とした前記周方向の回動と反射板１６ａの長手方向への移動が規制されることとなる。
【００３７】
したがって、本実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、反射板１６ａを発熱体２ａに対して所定の位置に配置されるための位置規制部として、突起２０と位置規制凹部２１が反射板１６ａの長手方向の位置規制を行い、かつ回動阻止部１９が反射板１６ａの回動規制を行うとともに、反射板係合部１８と第１のガラス管１が発熱体２ａの離反距離を規制することとなる。尚、反射板１６ａを発熱体２ａに対して所定の位置に配置されるための位置規制部は、前述した構成に限るものではなく、第１のガラス管１、第２のガラス管９及び保持部材１０の少なくとも１つを利用して形成されれば良いことはいうまでもない。例えば、第１のガラス管１や第２のガラス管９を加熱して凸部を形成し、反射板１６ａと凸部を係合あるいは当接させることにより反射板１６ａの位置移動を規制することもできる。
【００３８】
図４は実施の形態１における反射用部材１６の一例を示すものであり、図面上では平面展開している。この反射用部材１６の主要部である反射板１６ａはフェライト系ステンレス鋼で形成されており、その寸法は、例えば、長さ（長手方向）４００ｍｍ、板幅（長手方向に直交する方向）１５ｍｍ、厚み５０μｍであり、実際の反射板１６ａの板厚方向に切断された場合の断面形状は、第１のガラス管１の外側壁面あるいは第２のガラス管９内側壁面第２のガラス管９内に形成された前記所定の空隙空間に挿入可能な形状、例えば第１のガラス管１の外側壁面あるいは第２のガラス管９内側壁面に沿って湾曲した湾曲形状となっている。前記反射板１６ａの長手方向にある両端部には、上記で説明した保持部材１０内面に固定するための突起２０が形成され、また前記突起２０の近傍には弾性部１７となる切込み部が形成されている。
【００３９】
この切込み部は第1の切り込み線と第２の切り込み線との組み合わせで構成されている。第1の切り込み線は、反射板１６ａの一対の板幅側辺（板幅面の長手方向に沿って形成される対向する１対の側辺）それぞれを起点として前記板幅側辺に交差(図４に示す例では直交)する方向に向けて対向する他の板幅側辺近傍まで切り込んで形成されるとともに、一方の板幅側辺に形成された第1の切り込み線と他方の板幅側辺に形成された第1の切り込み線とは交互すなわち千鳥状に配置され、かつそれらは前記長手方向に沿って所定の間隔を有して対向（図４においては平行）しながら複数配置され群を形成している。
【００４０】
さらに、第２の切り込み線は、少なくとも反射板１６ａの一対の板幅側辺近傍を除いた反射板１６ａの板幅中央に第１の切り込み線に対向（図４においては平行）するように切り込んで形成されるとともに、反射板１６ａの一方の板幅側辺に形成された第1の切り込み線と他方の板幅側辺に形成された第1の切り込み線の中間（すなわち前記所定の間隔の中間）、及び、長手方向において複数の第1の切り込み線の群両端にそれぞれ位置する第1の切り込み線の外側にそれぞれ配置される。
【００４１】
この反射板１６ａの材料がフェライト系ステンレス鋼であり、前述したように、寸法が長さ４００ｍｍ、板幅１５ｍｍ、厚み５０μｍである場合には、８００℃で長手方向に約５ｍｍ程も熱膨張するため、取付け方法としては、予め反射板１６ａの長手方向に張力を加えるように前記弾性部１７となる切込み部を変形せしめた状態（すなわち、２箇所に設けた弾性部１７の全体の弾性変形で長手方向に約５ｍｍ伸ばした状態）で保持部材１０に固定する。そうすることにより、発熱体２ａからの熱輻射によって反射板１６ａが熱膨張したとしても、その熱膨張は反射板１６ａに張力を加えていた弾性部１７となる切込み部への張力を減じて切込み部の変形が軽減される方向で吸収されることとなるので、反射板１６ａがシワや破損が生じることなく高寿命の発熱体ユニットが実現できる。尚、前述した弾性部１７は、図４においては反射板１６ａ両端部近傍に形成した例で説明したが、必ずしも両端部近傍である必要はなく、又、個数についても、反射板１６ａの形状、材質等により適宜設定することが可能であり限定するものではない。
【００４２】
実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、図４に示した反射用部材１６の弾性部１７は切込み部にて形成した例で説明したが、弾性部１７の構成としては種々の形状・構成があり、その例を図５から図７に示す。
【００４３】
図５において、図５は図４と同様に図面上では平面展開されている。前記弾性部１７に代えて用いられた反射用部材１６の弾性部２２は、反射板１６ａの両端部側の位置に反射板１６ａの対向する一対の板幅側辺に切欠き部をそれぞれ形成することにより、反射板１６ａの長手方向の中心線上に細幅の帯体を形成するとともに、その帯体の長手方向中間部には、前記長手方向に沿って配置された互いに対向する一対の長手方向枠辺と、前記長手方向に直交するように配置された互いに対向する一対の板幅方向枠辺とにより構成された中央に孔部を有した四辺形の枠体が形成されたものである。さらに、前記枠体の一対の板幅方向枠辺はそれぞれ孔部方向に突出するようにくの字形状に形成されることにより、前記枠体は弾性変形可能となり弾性部２２としての役割を果たすように構成したものである。
【００４４】
図６及び図７において、図６は図４と同様に図面上では平面展開されており、図７は前記平面展開された図６に対する正面図である。図６及び図７に示す反射用部材１６の弾性部２３は前記弾性部１７に相当するものであり、反射板１６ａの両端部にそれぞれは配置されたものである。弾性部２３は反射板１６ａの板幅を小幅な板体に形成し、その小幅の板体の中央側を波状、鋸歯状あるいは蛇腹状等に屈曲せしめて前記加えられる張力に応じて伸縮自在な屈曲部２３ａを形成したものである。さらに、屈曲部２３ａの外方に位置する遊端部には突起２０が弾性部２３の一部として形成されている。尚、図６に示す弾性部２３あるいは屈曲部２３ａの板幅寸法は適度な伸縮自在性と反射用部材１６の一部としての強度とを考慮しながら反射板１６ａの板幅寸法より小さく設定しているが、反射板１６ａの材質、発熱体ユニットの構成等の条件によって任意の寸法・形状にしてもよいことはいうまでもない。
【００４５】
以上説明した弾性部１７、弾性部２２及び弾性部２３は、上述した形状、材料、個数及び位置等に拘束されるのではなく、反射板１６ａの機能を阻害することなく反射用部材１６の長手方向に弾性機能を得るものであれば、例えば反射用部材１６の両端にそれぞれ設けず片端のみに設けることでもよいことはいうまでもない。
【００４６】
次に、図８乃至図９を用いて本発明に係る実施の形態1の発熱体ユニットの輻射強度の状態を説明する。図８は発熱体２ａ板幅面と反射板１６ａの板面が互いに平行的に対向するような関係に配置された状態において、発熱体２ａと反射板１６ａの長手方向に対して直交する断平面上に示される輻射強度曲線図、図９は発熱体２ａ板幅面と反射板１６ａの板面が互いに直交するような関係に配置された状態において、発熱体２ａと反射板１６ａの長手方向に対して直交する断平面上に示される輻射強度曲線図である。
【００４７】
図８において、発熱体２ａの板幅面すなわち板幅Ｗ方向（Ｘ０−Ｘ０）に対し反射板１６ａの板面が平行的に対向するような関係に配置されており、発熱体２ａと反射板１６ａの長手方向に対して直交する断平面上に輻射強度曲線が示されている。図８においては発熱体２ａの板厚Ｔを１、板幅Ｗを５としている。尚、発熱体２ａの板幅Ｔに対する板幅Ｗを５倍以上とすることで発熱体２ａの板幅方向の輻射強度に指向性を持たすことができる。
【００４８】
輻射強度曲線４０は反射板１６ａが無い場合の輻射強度曲線を示すものであり、発熱体２ａの板厚Ｔ方向（Ｙ０−ＹＯ方向）において双方向、すなわち図において熱体２ａの板幅面に直交する方向で、発熱体２ａを起点に右方向と発熱体２ａを起点に左方向の両方向に指向性を有する輻射強度曲線を示している。他方、輻射強度曲線４１は反射板１６ａを配設した場合の輻射強度曲線を示すものであり、発熱体２ａの板厚Ｔ方向（Ｙ０−ＹＯ方向）の一方向で、かつ発熱体２ａを起点に反射板１６ａが配置されていない前記右方向に指向性を有する輻射強度曲線を示している。輻射強度曲線４０と輻射強度曲線４１を比較すると、発熱体２ａから反射板１６ａが配置されていない前記右方向への輻射は、反射板１６ａの無い場合と比較して指向性が２０〜３０％向上することが可能となることがわかる。
【００４９】
図９は、反射板１６ａと発熱体２ａの位置関係は図８に示す実施例とは異なり、発熱体２ａの板幅Ｗ方向（Ｘ０−Ｘ０）に対し反射板１６ａの板面が直交する方向（Ｙ０−Ｙ０）に配置されるように、発熱体２ａの板厚面と反射板１６ａの板面（図において、発熱体２ａの上方向に位置する）とが対向して配置されており、発熱体２ａと反射板１６ａの長手方向に対して直交する断平面上に輻射強度曲線が示されている。尚、発熱体２ａの板厚Ｔと板幅Ｗの割合は図８に示す実施例と同様である。
【００５０】
図９において、反射板１６ａが無い場合を示す輻射強度曲線４０は図８に示すと同様の曲線を示す。他方、反射板１６ａを配設した場合は、図８とは異なり発熱体２ａの板厚Ｔ方向（Ｙ０−ＹＯ方向）への輻射が反射板１６ａに反射される発熱体２ａの板幅Ｗ方向（Ｘ０−Ｘ０）の一方向、かつ発熱体２ａを起点に反射板１６ａが配置されていない図において下方向に幅広いく輻射される輻射強度曲線４２となる。
【００５１】
したがって、局部的な輻射強度を必要とする場合においては、図８に示すように発熱体２ａの板幅面に対し反射板１６ａの板面が平行的に対向するような関係に反射板１６ａを配置し、幅広い輻射強度を必要とする場合においては、図９に示すように発熱体２ａの板幅面に対し反射板１６ａの板面が直交するように、発熱体２ａの板厚面と反射板１６ａの板面とが対向する関係に反射板１６ａを配置することができるので、用途に応じ選択することが可能となる。
【００５２】
（実施の形態２）
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１０乃至図１８を用いて説明する。図１０は実施の形態２の発熱体ユニットの構造を示す正面図、図１１は同発熱体ユニットのＹ−Ｙ断面における接着剤を省略した場合の断側面図、図１２は同発熱体ユニットにおける反射板とコイル部とからなる反射用部材を示す切欠斜視図、図１３は同反射用部材を示す平面図、図１４は同反射用部材を示す正面図、図１５は同発熱体ユニットにおける反射用部材の異なる例を示す平面図、図１６は同反射用部材を示す正面図、図１７は同発熱体ユニットにおける反射用部材の他の異なる例を示す平面図、図１８は同反射用部材を示す正面図である。
【００５３】
先ず、図１０乃至図１４を用いて実施の形態２の発熱体ユニットを説明する。実施の形態２の説明及び図面において、前述の実施の形態1の発熱体ユニットと異なる構成は、反射板の一部を加工することにより形成された弾性体が反射板とは別体の部品で構成され、その別体の部品が保持部材に保持されることにより反射板が保持されている点である。尚、実施の形態２の説明及び図面において、前述の実施の形態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、その説明を省略する。
【００５４】
図１０において、実施の形態２の発熱体ユニットにおける反射板２４ａは材料として、例えば、板厚５０μｍの耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼を用いている。使用できる他の材料としては、高温度で変色し難く反射率の高い金属、例えばニッケル（Ｎｉ）、ニクロム、金、白金、クロム合金等の材料を用いて構成しても同様の効果を得ることができる。又、発熱体ユニットが構成的に高温度にならない場合は、アルミニウム（ＡＬ）、アルミ合金、一般ステンレス鋼（例えば、オーステナイト）、銅合金等を用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５５】
実施の形態２の発熱体ユニットにおける反射板２４ａは、実施の形態１の発熱体ユニットにおける反射板１６ａと同様に、第１のガラス管１と第２のガラス管９の間に形成された前記所定の空隙空間（前記第２の内部空間の一部）に配置されている。この反射板２４ａの板面は発熱体２ａの板幅面に対向し、かつ反射板２４ａの板面の長手方向は発熱体２ａの長手方向中心軸方向に沿って対向（図１０においては平行）するように配置されている。さらに、反射板２４ａの板厚方向に切断された場合の切断断面形状（すなわち長手方向より見た断面形状）は、第２のガラス管９内に形成された前記所定の空隙空間に挿入可能となるように第１のガラス管１の外側壁面あるいは第２のガラス管９内側壁面に沿って湾曲（すなわち、第２のガラス管９内側壁面方向に突出）した湾曲形状となっている。又、反射板２４ａの長手方向の長さ及び板幅は少なくとも発熱体２ａからの輻射される熱が反射板２４ａの前方（第１のガラス管１、第２のガラス管９、あるいは発熱体構成部２の方向）へ反射されるように設定されている。その結果、反射板２４ａは熱輻射の指向性が高くなるとともに、反射板２４ａの汚染を防ぎ、高い輻射効率を維持することができる。
【００５６】
図１３及び図１４に示す反射用部材２４は、弾性部２５が反射板２４ａの両端部にそれぞれ位置するように設けられており、その内部には内径側空間を有するようにニクロム線等からなる線材を巻いて形成した弾性変形可能なコイル部２６で構成されたものである。図１３及び図１４においては、反射板２４ａの寸法は板幅１５ｍｍ、板厚５０μｍ、長さ３５０ｍｍであり、弾性部２５の主要部の１つであるコイル部２６の寸法は、長さ２５ｍｍであり、線材径φ０．４の線材を５ターン巻いている。この弾性部２５と反射板２４ａとの取付け構造を図１２の（ａ）を用いて説明すると、前記コイル部２６の一端部は反射板２４ａの両端部にそれぞれ取付けられている。すなわち、反射板の一端部に位置する湾曲形状の板面が前記コイル部２６の一端部に位置するコイル形状に形成された湾曲（曲線）形状の線材を覆った状態で当接しており、複数（図１２の（ａ）においては３箇所）の溶接部２７にて溶接することにより、反射板２４ａの一端部と前記コイル部２６の一端部とが固定されるように保持され、反射用部材２４が構成されている。尚、図１２の（ａ）に示す実施の形態２の発熱体ユニットにおいては、溶接部２７を３箇所としたが、反射板２４ａを固定できる強度を得ることが出来るのであれば数にこだわらないことはいうでもない。
【００５７】
又、前記コイル部２６の他端部にはコイル外径と同位置の箇所よりコイル部２６のスラスト軸方向に沿って対向するよう屈曲し、かつ反射板２４ａの端部面より離反する外方向に向かって延設されたコイル延端部２８が形成されている。さらに、前記コイル延端部２８の先端部はコイル部２６の長手方向中心軸に対し直交する方向で、かつ前記長手方向中心軸より離反する方向に屈曲した屈曲部２９が形成されている。
【００５８】
又、上記弾性体２５が保持される図１０及び図１１に示す実施の形態２の発熱体ユニットにおける保持部材３０と図１及び図２に示す実施の形態１の発熱体ユニットにおける保持部材１０との異なる点を説明すると、保持部材１０に設けられている係合孔１１の側壁に形成された反射板係合部１８とその反射板係合部１８に形成された回動阻止部１９が不要となり、反射板係合部１８に代えて切欠状のコイル延端係合部３１が係合孔１１の側壁に形成されている点である。このコイル延端係合部３１は第２の保持用凹部１５の底面に形成されている位置規制凹部２１（図１１参照）に連通している。
【００５９】
以上説明した反射板２４ａに取り付けられた弾性部２５のコイル部２６は、保持部材３０の係合孔１１に保持されている。第１のガラス管１の端部側がコイル部２６の内径側空間に貫通された状態で係合している。保持部材３０の係合孔１１の側壁面にはコイル延端係合部３１が形成されており、そのコイル延端係合部３１に弾性部２５のコイル延端部２８が挿入されて係合されている。コイル延端係合部３１及び係合孔１１を貫通せしめた屈曲部２９はコイル延端係合部３１より外側方の位置で、かつ第２の保持用凹部１５の底面（図１０においては、第１のガラス管１、第２のガラス管９、あるいは発熱体構成部２の長手方向中心軸に直交するように位置する面）に形成された位置規制凹部２１に係合し係止される。
【００６０】
又、前記位置規制凹部２１に係止された屈曲部２９は、第２のガラス管９内に被加熱物から飛散する汚染物質等の進入の恐れがある場合を想定して第２の保持用凹部１５と第１のガラス管１との間に生じた第２の隙間空間に接着剤１４が塗布される際に、接着剤１４によって位置規制凹部２１に接着されて固定保持されることとなり、反射板２４ａのスラスト軸方向の移動ができないように位置規制されることとなる。さらに、コイル部２６の内径側空間に第１のガラス管１の端部が係合するととともに、保持部材２８のコイル延端係合３１にコイル延端部２８が係合する、あるいは前記位置規制凹部２１に屈曲部２９が係合して係止されることになるので、反射板２４ａ及び弾性部２５は保持部材３０によって第１のガラス管１及び前記発熱体２ａの長手方方向中心軸を回動中心とした周方向の回動が規制されることとなる。
【００６１】
したがって、本実施の形態２の発熱体ユニットにおいては、反射板２４ａが発熱体２ａに対して所定の位置に配置されるための位置規制部として、屈曲部２９と位置規制凹部２１とはその係合により反射板２４ａの長手方向の位置規制を行い、屈曲部２９と位置規制凹部２１、あるいはコイル延端部２８とコイル延端係合部３１とは、その係合により反射板２４ａの回動規制を行い、コイル延端部２８とコイル延端係合部３１、あるいはコイル部２６の内径側と第１のガラス管１とはその係合により反射板２４ａと発熱体２ａとの離反距離を規制することとなる。尚、反射板２４ａが発熱体２ａに対して所定の位置に配置されるための位置規制部は、前述した構成に限るものではなく、第１のガラス管１、第２のガラス管９及び保持部材３０の少なくとも１つを利用して形成されれば良いことはいうまでも無い。例えば第１のガラス管１や第２のガラス管を加熱して凸部を形成し、凸部を係合あるいは当接させることにより反射板２４ａの位置移動を規制することもできる。
【００６２】
又、反射板２４ａを第１のガラス管１と第２のガラス管９との間に形成された所定の空隙空間内に配置するために保持部材３０に保持された弾性部２５のコイル部２６は、常温状態では、外部より電力供給された発熱体２ａの輻射熱により昇温して熱膨張した反射板２４ａの長さ変化が吸収できるように、反射板２４ａに張力を与えるように伸びた状態となっている。したがって、前述したように反射板２４ａの寸法が板幅１５ｍｍ、板厚５０μｍ、長さ３５０ｍｍで構成され、かつ材料がフェライト系ステンレス鋼である場合には、反射板２４ａが８００℃に昇温すれば反射板２４ａは長手方向に約４．５ｍｍ熱膨張するため、コイル部２６は予めコイル部２６の長手方向（反射板２４ａの長手方向と同じ方向）に張力が加えられて４．５ｍｍ伸ばした状態で保持部材３０に固定する。その結果、発熱体２ａからの熱輻射によって反射板１６ａが熱膨張して反射板２４ａの長さが変化したとしても、その熱膨張による反射板２４ａの長さ変化は反射板２４ａに張力を加えていた弾性部２５となるコイル部２６の伸び変形が軽減される方向で吸収されることとなるので、反射板１６ａがシワや破損が生じることなく高寿命の発熱体ユニットが実現できる。
【００６３】
尚、前述した図１０乃至図１４を用いて説明した実施の形態２の発熱体ユニットの一例においては、反射板２４ａの両端部に弾性体２５がそれぞれ設けられ場合を説明したが、必ずしも両端部近傍である必要はなく、個数についても、反射板２４ａの形状、材質等により適宜設定することが可能であり限定するものではない。
【００６４】
又、実施の形態２の発熱体ユニットを有した加熱装置あるいは前記発熱体ユニット自体の構成（例えば、フィルター付き）により第２のガラス管の第２の隙間空間内に被加熱物から飛散する汚染物質等の進入を防止できる構造となるのであれば、第１の隙間空間及び第２の隙間空間の何れかに接着剤１４を塗布しない、あるいは塗布しても前記第２の内部空間を完全に封止しないことが選択できることはいうまでもない。さらに、第２の隙間空間に接着剤１４が塗布されない場合には、接着剤１４の塗布にて位置規制凹部２１と屈曲部２９とを保持するか否かは、位置規制凹部２１と屈曲部２９との保持構成、保持強度、及び保持の信頼性等を考慮して決定すればよいことである。
【００６５】
実施の形態２の発熱体ユニットにおいては、反射用部材２４は図１２（ａ）に示したように反射板２４ａの一端部とコイル部２６の一端部に位置するコイル形状に形成された湾曲形状の線材との保持構成として溶接のみにより固定した例を用いて説明したが、反射板２４ａとコイル部２６の配置関係が維持できるのであれば公知の保持構造でもよく、又、それらと溶接の併用により保持を行ってもよい。例えば、図１２（ｂ）に示す反射用部材２４のように、湾曲した反射板２４ａの端部において反射板２４ａの板面に対し湾曲中心側（発熱体２ａが位置する発熱体ユニットの内径側）に立設するように折り曲がった規制用係止片３２により反射板２４ａの裏面側に配置するコイル部２６の一端部の位置決めを行いながら溶接部２７にて溶接するものである。
【００６６】
又、別の構成として、前記規制係止片３２の遊端がさらに反射板２４ａの裏面側に折り曲げられて反射板２４ａの裏面と対向するようにＬ字状に規制用係止片３２を形成することにより、規制用係止片３２、前記折り曲げられた規制用係止片３２の遊端及び反射板２４ａの板面の裏面とによってコ字状のコイル線材係合部を形成し、そのコイル線材係合部にコイル部２６の一端部に位置するコイル線材を挿入して係合せしめた仮止め状態とし、その仮止め状態で位置決めを行いながら溶接部２７にて反射板２４ａとコイル部２６の一端部に位置するコイル線材を溶接することもできる。
【００６７】
又、実施の形態２の発熱体ユニットにおいて、図１２及至図１４に示す反射用部材２４を構成する反射板２４ａと弾性部２５との取付け構造が異なる例として、図１５及び図１６に示す引っ掛け保持構造について述べる。図１５及び図１６において、図１２及至図１４に示した例と異なる点は、反射板２４ａの一端部側は図１０及至図１４に示した例と同様に溶接部２７にて溶接を行っているが、反射板２４ａの他端部側は反射板２４ａの他端部とコイル部２６の一端部を溶接部２７にて溶接しない構造となっていることである。すなわち、反射板２４ａの他端部側において、溶接に代わって、弾性部２５の一部であるコイル部２６のコイル延端部２８が位置する一端部に対向した他端側に、コイル部２６を形成するコイル線材の端部を加工してフック部３４が形成され、かつ反射板２４ａの一端部にフック係止用孔３５が形成されたものであり、そのフック係止用孔３５にフック部３４が挿入されて引っ掛けられることによりフック部３４がフック係止用孔３５に係止されて反射板２４ａに弾性部２５が取り付けられるものである。
【００６８】
この弾性部２５は図１０及至図１４に示した例と同様に、前記コイル延端部２８の先端部はコイル部２６の巻き中心軸に対し直交する方向で、かつ前記巻き中心軸より離反する方向に屈曲した屈曲部２９が形成されているので、図１０及至図１４に示した例と同様に、保持部材２８のコイル延端係合３１にコイル延端部２８が係合し、保持部材２８の位置規制凹部２１に屈曲部２９が係合して係止されることになり、同様な効果を有するものである。又、実施の形態２の発熱体ユニットにおいて、図１２及至図１４に示す反射用部材２４の一部を構成する弾性部２５が異なる場合の他の例を図１７及び図１８に示し説明する。図１７及び図１８において、図１２及至図１４に示した例と異なる点は、弾性部２５に代えて弾性力を有する金属板からなる弾性部３６が設けられ点であり、さらに、この弾性部３６は、図６及び図７に示す弾性部２３と同様な屈曲形状で形成している。
【００６９】
図１７及至図１８に示す反射用部材２４の弾性部３６は図６乃至図７に示す弾性部２３と同様に反射板２４ａの板幅より小幅に形成された板体として形成され、その板体の一端部は板体の長手方向が第１のガラス管１、第２のガラス管９、あるいは発熱体構成部２の長手方向に沿って配置されるように反射板２４ａの一端部の溶接部２７にて溶接されている。さらに、板体の長手方向の中央側には図６乃至図７に示す弾性部２３と同様な波状、鋸歯状あるいは蛇腹状等の屈曲部３８が形成されることにより、屈曲部３８は反射板２４ａの伸縮によって発生した張力に応じて伸縮自在な弾性変形を行うこととなる。又、反射板２４ａに溶接された前記一端部と対向して位置する他端部には、図１２乃至図１６に示すコイル延端部２９あるいは図６乃至図７に示す弾性部２３の突起２０と同様な役割を果たす突起３９が板体の板面に対し垂直方向で、かつ外側方向（スラスト軸方向より離反する方向）に屈曲されて形成され、位置規制凹部２１に係止されることとなる。尚、弾性部３６あるいは屈曲部３８の板幅寸法は適度な伸縮自在性と反射用部材２４の一部としての強度とを考慮しながら反射板２４ａの板幅寸法より小さく、かつ同幅寸法形状で設定しているが、反射板２４ａの材質、発熱体ユニットの構成等の条件によって任意の寸法・形状にしてもよいことはいうまでもない。
【００７０】
以上説明した弾性部２５、弾性部３６は、上述した形状、材料、個数及び位置等に拘束されるのではなく、反射板２４ａの機能を阻害することなく反射板２４ａの長手方向に弾性機能を得るものであれば、例えば反射板２４ａの両端にそれぞれ設けず片端のみに設けることでもよいことはいうまでもない。
【００７１】
又、実施の形態２の発熱体ユニットの輻射強度の状態は、実施の形態1の発熱体ユニットにおいて図８及び図９を用いて説明した内容と同様であることは言うまでもない。
【００７２】
以上のように、実施の形態１及び実施の形態２の発熱体ユニットにおいて弾性部１７，２２，２３，２５，３６を説明したが、それらの構成に限定されるのではなく、反射板１６ａ，２４ａ，の熱膨張を吸収することができれば公知の構成を用いてもよい。
【００７３】
尚、実施の形態１乃至２の発熱体ユニットにおいては、発熱体２ａは平面を有する板状体で説明したが、この板状体は硬質あるいは軟質なものでもよく、前記軟質なものとして、例えば、炭素繊維等を含む繊維状の帯状体や、その帯状体に切れ込みが入っている形状等の場合でも良く、また、平面は凸凹面であっても平均的に略平面を有する発熱体であれば本願発明と同様の効果が得られる。
【００７４】
また、各実施の形態における発熱体２ａとして指向性のある板状体のものを用いて説明したが、発熱体２ａとして、前記帯状体を螺旋状に丸巻きされた指向性のない形状、丸棒形状、あるいは略四角の角柱形状のものであっても反射板１２ａあるいは反射板２４ａを用いることにより、一方向への指向性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明にかかる発熱体ユニットは、反射板を有する反射板用部材の少なくとも一部に弾性部を設けることにより、寿命が長く、小型で効率が高く、そして各種用途において容易に適応することができる汎用性の高い熱源としての発熱体ユニットを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施の形態１の発熱体ユニットの構造を示す正面図
【図２】同発熱体ユニットのＺ−Ｚ断面における断側面図
【図３】同発熱体ユニットにおける反射板の端部を示す切欠斜視図
【図４】同反射板を示す平面図
【図５】同発熱体ユニットにおける反射板の異なる例を示す平面図
【図６】同発熱体ユニットにおける反射板の他の異なる例を示す平面図
【図７】同反射板の正面図
【図８】同発熱体ユニットの一実施例における輻射強度曲線図
【図９】同発熱体ユニットの他の実施例における輻射強度曲線図
【図１０】実施の形態２の発熱体ユニットの構造を示す正面図
【図１１】同発熱体ユニットのＹ−Ｙ断面における断側面図
【図１２】同発熱体ユニットにおける反射用部材を示す切欠斜視図
【図１３】同反射用部材を示す平面図
【図１４】同反射用部材を示す正面図
【図１５】同発熱体ユニットにおける反射用部材の異なる例を示す平面図
【図１６】同反射用部材を示す正面図
【図１７】同発熱体ユニットにおける反射用部材の他の異なる例を示す平面図
【図１８】同反射用部材を示す正面図
【符号の説明】
【００７７】
１ 第１のガラス管
２ 発熱体構成部
２ａ 発熱体
３ 保持具
４ 内部リード線
５ コイル部
６ スプリング部
７ モリブデン箔
８ 外部リード線
９ 第２のガラス管
１０ 保持部材
１１ 係合孔
１２ 係止用凹部
１３ 第１の保持用凹部
１４ 接着剤
１５ 第２の保持用凹部
１６ 反射板用部材
１６ａ 反射板
１７ 弾性部
１８ 反射板係合部
１９ 回動阻止部
２０ 突起
２１ 位置規制凹部
２２ 弾性部
２３ 弾性部
２４ 反射板用部材
２４ａ 反射板
２５ 弾性部
２６ コイル部
２７ 溶接部
２８ コイル延端部
２９ 屈曲部
３０ 保持部材
３１ コイル延端係合部
３２ 規制係止片
３４ フック部
３５ フック係止用孔
３６ 弾性部
３８ 屈曲部
３９ 突起
４０ 輻射強度曲線
４１ 輻射強度曲線
４２ 輻射強度曲線
【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に関し、特に被加熱物からの飛散物等の影響を受ける環境下で使用される調理器、乾燥機、電気暖房器、電子装置（複写機、ファクシミリ、プリンタ等を含む）に用いられる発熱体ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の調理器、乾燥機、電気暖房器、電子装置（複写機、ファクシミリ、プリンタ等を含む）に用いられる発熱体ユニットは、被加熱物からの飛散物等の影響を受ける環境下に対応する為に、第１の透熱管に形成された第１の内部空間内に発熱体構成部を収納し、その第１の透熱管をさらに第２の透熱管に形成された第２の内部空間内に収納する構成を用いた発熱体ユニットが開示されている。（例えば、特許文献１参照。）このように構成された従来の発熱体ユニットは、調理器、乾燥機、電気暖房器、電子装置（複写機、ファクシミリ、プリンタ等を含む）等の加熱装置構成上発熱体ユニットにおいても小型化、高効率化が要求され、第１の透熱管と第２の透熱管の間の狭スペース化及び反射板の薄板化が求められている。
【特許文献１】特開２００７−１４９６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の構成において被加熱物からの飛散物等の影響を受けないように発熱体構成部を第１の内部空間に収納する第１の透熱管と、さらに前記第１の透熱管を第２の内部空間に収納する第２の透熱管を配設する構成を用いた発熱体ユニットとし、加熱装置たとえば、調理器、乾燥機、電気暖房器、電子装置（複写機、ファクシミリ、プリンタ等を含む）等に用いられているが、加熱装置構成上発熱体ユニットとして過酷な使用環境においても高寿命で且つ高効率であることはもちろん小型化が求められる。すなわち２重管構成である従来の発熱体ユニットの構成において、第１の透熱管と第２の透熱管の隙間は狭く、第１の透熱管と第２の透熱管の隙間に配置される反射板も薄板となる。したがって、薄板状の反射板は、発熱体からの輻射熱により反射板自体の温度が上昇（約７００℃）し反射板の熱膨張によって生じた歪みにより反射板のシワや破損が発生し反射効率が損なわれると言う課題を有していた。
【０００４】
本発明の発熱体ユニットは、従来の課題を解決するもので、反射板の伸縮を吸収する手段を有することにより反射板自体の熱膨張によって生じた歪による反射板のシワや破損を防止し発熱体ユニットとしての寿命が長く、小型で効率が高く、そして各種用途において容易に適応することができる汎用性の高い熱源としての発熱体ユニットを提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る第１の観点の発熱体ユニットは、発熱部を有する発熱体と、その発熱体の長手方向に位置する端部に取付けられた保持具と、前記発熱体に直接あるいは間接に電気的に接続されて前記発熱体に外部からの電力を供給する電力供給部材と、前記発熱体、前記保持具、及び電力供給部材の一部を第１の内部空間に配置した第１の透熱管と、前記第１の透熱管を第２の内部空間に配置した第２の透熱管と、前記第１の透熱管と第２の透熱管とが所定の隙間を有して配設されるように設けられた保持部材と、前記第１の透熱管と前記第２の透熱管との隙間に配設された反射板とその反射板に設けられた弾性部とを有する反射用部材と、前記反射板を前記発熱体に対して所定の位置に配置されるように前記保持部材、第１の透熱管、あるいは第２の透熱管の少なくとも何れかに直接あるいは間接的
に設けられた位置規制部とによって構成されたものである。
【０００６】
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、通電された発熱体の熱により生じる前記反射板への熱ストレスを前記弾性部によって吸収するので、反射手段の破損を防止し高効率で長寿命の発熱体ユニットを可能とする。
【０００７】
本発明に係る第２の観点の発熱体ユニットは、上記第１の観点において、前記反射用部材の弾性部は、前記発熱体の長手方向への伸縮を吸収するものである。このように構成された本発明の第２の観点の発熱体ユニットは、前記発熱体の長手方向に生じる前記反射板への熱ストレスを前記弾性部によって吸収するので、反射板の破損を防止し高効率で長寿命の発熱体ユニットを可能とする。
【０００８】
本発明に係る第３の観点の発熱体ユニットは、上記第１の観点乃至は第２の観点において、前記反射用部材の弾性部は、前記発熱体の長手方向への伸縮を吸収する弾性を有する弾性部材であり、その弾性部材は反射板に機械的に結合されている。このように構成された本発明の第３の観点の発熱体ユニットは、反射板に機械的に結合された前記弾性部材の弾性力等の特性を発熱体の仕様に応じて自由に選択することにより反射板の破損を防止しできるので高効率で長寿命の発熱体ユニットを得ることが出来るとともに、反射板の位置規制も可能な発熱体ユニットを実現できる。
【０００９】
本発明に係る第４の観点の発熱体ユニットは、上記第１の観点及至第３の観点において前記反射板は金属薄板で形成されている。このように構成された本発明の第４の観点の発熱体ユニットは寿命が長く高効率の発熱体ユニットを実現できる。
【００１０】
本発明に係る第５の観点の発熱体ユニットは、上記第４の観点において、前記反射板がニッケル、ステンレス鋼（フェライト、オーステナイト等）、又はニクロムの金属薄板で形成されている。このように構成された本発明の第５の観点の発熱体ユニットは寿命が長く高効率の発熱体ユニットを実現できる。
【００１１】
本発明に係る第６の観点の発熱体ユニットは、上記第３の観点において、前記弾性部材は板材を屈曲し形成されている。このように構成された第６の観点の発熱体ユニットは、反射板の破損を防止し高効率で長寿命な発熱体ユニットを実現できる。
【００１２】
本発明に係る第７の観点の発熱体ユニットは、上記第３の観点において、弾性部材は線材をコイル状に形成されている。このように構成された本発明の第７の観点の発熱体ユニットは、反射板の破損を防止し高効率で長寿命とさらには、反射板の位置規制も可能な発熱体ユニットを実現できる。
【００１３】
本発明に係る第８の観点の発熱体ユニットは、上記第６の観点乃至は第７の観点において、前記弾性部材はモリブデンやタングステン、ニッケル、ステンレス鋼、又はニクロムなどの金属で形成されている。このように構成された本発明の第８の観点の発熱体ユニットは、反射板の破損を防止し高効率で長寿命とさらには、反射板の位置規制も可能な発熱体ユニットを実現できる。
【００１４】
本発明に係る第９の観点の発熱体ユニットは、上記第１の観点乃至第８の観点において、前記発熱体は炭素系物質を含み、かつ発熱体の長手方向に沿って形成された側壁の少なくとも一部に平面部を形成するとともに、その平面部に対向し、かつ前記発熱体を介した前記平面部の裏面側方向に前記発熱体側に向けて熱を反射せしめる前記反射用部材の反射面が配置されるように構成されたものである。このように構成された本発明の第９の観点の発熱体ユニットは、指向性を有する発熱体からの輻射熱の指向性をさらに高める効果があり、高効率で長寿命の発熱体ユニットを可能とする。
【００１５】
本発明に係る第１０の観点の発熱体ユニットは、上記第１の観点乃至第８の観点において、前記発熱体は炭素系物質を含み、かつ発熱体の長手方向に沿って形成された側壁の少なくとも一部に平面部を形成するとともに、その平面部の仮想延長面に交差し、かつ前記平面部の裏面側方向に前記発熱体側に向けて反射される前記反射用部材の反射面が配置されるように構成されたものである。このように構成された本発明の第１０の観点の発熱体ユニットは、指向性を有する発熱体からの輻射熱を前記反射用部材の反射面によって反射することにより、前記輻射熱の指向性の範囲を広めることができるので、広い範囲を暖めることができるようになるとともに、高効率で長寿命の発熱体ユニットを可能とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の発熱体ユニットによれば、反射板の伸縮を吸収する弾性部が反射用部材に設けられることにより反射板自体の熱膨張によって生じた歪による反射板のシワや破損を防止しできるとともに、寿命が長く、小型で効率が高く、そして各種用途において容易に適応することができる汎用性の高い熱源としての発熱体ユニットを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る発熱体ユニット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。
【００１８】
（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９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正面図、図２は同発熱体ユニットのＺ−Ｚ断面における接着剤を省略した場合の断側面図、図３は同発熱体ユニットにおける反射用部材の端部を示す切欠斜視図、図４は反射用部材を示す平面図、図５は同発熱体ユニットにおける反射用部材の異なる例を示す平面図、図６は同発熱体ユニットにおける反射用部材の他の異なる例を示す平面図、図７は同反射用部材の正面図、図８は同発熱体ユニットの一実施例における輻射強度曲線図、図９は同発熱体ユニットの他の実施例における輻射強度曲線図である。先ず、図１乃至図４を用いて実施の形態１の発熱体ユニットを説明する。
【００１９】
図１において、実施の形態１の発熱体ユニットは、熱源である発熱体２ａを有する発熱体構成部２を２重の透熱管により収納する構成を有している。実施の形態１の発熱体ユニットにおいて、第１の透熱管は石英ガラス管で形成された円筒形状からなる長尺の第１のガラス管１であり、第１のガラス管１の内部空間（以下、第１の内部空間という。）の長手方向中心軸上には外部からの電力を供給する電力供給部材を両端部にそれぞれ有した発熱体構成部２が配設されている。前記電力供給部材の一部は第１のガラス管１の両端部から外方に露出された状態で配置され、かつ第１のガラス管１の両端部はそれぞれ溶融されて平板状に押し潰されることにより、前記第１の内部空間は封止されている。前記第１の内部空間には発熱体構成部２の主要部品である炭素系物質からなる発熱体２ａの酸化を防止するために、アルゴンガス、窒素ガス、又はアルゴンガスと窒素ガスの混合ガス等の不活性ガスが封入されている。尚、第１のガラス管１が発熱体２ａの熱に品質上影響されないのであれば発熱体構成部２を前記第１のガラス管１の長手方向中心軸上に配置せず、前記長手方向中心軸に対し略並行な状態で偏芯しても良いことはいうまでも無い。
【００２０】
発熱体構成部２は、熱輻射体として略平板状からなる長尺の発熱体２ａと、この発熱体２ａの両端を挟持する保持具３と、前記発熱体２ａに直接あるいは間接に電気的に接続されて前記発熱体２ａに外部からの電力を供給する電力供給部材とにより構成されている。本実施例の前記電力供給部材は、保持具３の外側端部に取り付けられたコイル部５と、そのコイル部５の外方側他端部に内方側他端部を繋げるスプリング部６と、そのスプリング部６外方側他端部に内方側他端部を繋げる内部リード線４と、第１のガラス管１の両端部から外方側他端部がそれぞれ外方に導出する外部リード線８と、内部リード線部４の外方側他端部と外部リード線８の内方側他端部とを電気的に接続するモリブデン箔７とからなっている。尚、コイル部５、スプリング部６及び内部リード線４は、モリブデン線により一体的に形成されている。さらに、前記モリブデン箔７は第１のガラス管１の両端部をそれぞれ平板状に押し潰して形成された封止部分に挟まれた状態で埋設されている。
【００２１】
実施の形態１の発熱体ユニットにおける発熱体２ａは、細長い平板状に形成された炭素系物質であり、黒鉛等の結晶化炭素の基材に窒素化合物の抵抗値調整物質、及びアモルファス炭素を加えた混合物により構成されている。この発熱体２ａの形状寸法は、例えば、板幅Ｗが６．０ｍｍ、板厚Ｔが０．５ｍｍ、長さＬが３００ｍｍである。発熱体２ａにおいては、板幅Ｗと板厚Ｔとの比（Ｗ／Ｔ）が５以上、即ち板幅Ｗが板厚Ｔの５倍以上であるのが望ましい。板幅Ｗを板厚Ｔより５倍以上大きい平板状とすることにより、広い平面
（板幅Ｗを構成する面であり、以下、板幅面という。）から出る熱量が狭い長手方向に沿って形成された側面（板厚Ｔを構成する面であり、以下、板厚側面という。）から出る熱量より多くなり、平板状の発熱体２ａの熱輻射は前記板幅面に対し垂直な方向への輻射となる指向性を持たすことが可能となる。
【００２２】
実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、コイル部５、スプリング部６及び内部リード線４をモリブデン線により形成した例で説明したが、モリブデン線の他にタングステン等の弾性を有する金属線を用いて構成しても良い。又、本例のようにコイル部５から保持具３を介して発熱体２ａに電力を供給するようにコイル部５が保持具３の外周面に密着して螺旋状に巻き付けられた場合には、保持具３とコイル部５は電気的に確実に接続されていることが必要である。尚、本例ではコイル部５の外方側他端部（発熱体２ａに対し離れた側に位置する端部）にスプリング部６の内方側一端部（発熱体２ａに対し近づいた側に位置する端部）を繋ぎ、さらに、そのスプリング部６の外方側他端部に内部リード線４の内方側一端部を繋いだ構成を採用したが、コイル部５を保持具３に巻きつけ、かつコイル部５に繋がれていない内部リード線４の内方側一端を直接あるいはコイル部５以外の別部品を介して間接的に発熱体２ａに電気接続するとともに、内部リード線４にスプリング部６を設ける構成でもよいことはいうまでもない。
【００２３】
又、弾性力を有して螺旋状に形成されたスプリング部６は、発熱体２ａに対して張力を与えるものであり、発熱体２ａが第１のガラス管１の内部で所望の位置に常に配置されるように位置規制している。このようにコイル部５と内部リード線４との間にスプリング部６を設けることにより、発熱体２ａの熱膨張による寸法変化を吸収することが可能となるものである。又、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を発熱体２ａの両端側に設けた例で説明したが、発熱体ユニットの仕様あるいは発熱体２ａが配置される状態によっては、スプリング部６を発熱体２ａの一端部側すなわち片側端部だけに設けた構成でも可能であることは言うまでもない。又、内部リード線４の外方側他端部は溶接によりモリブデン箔７の内方側一端部に接合されており、モリブデン箔７の外方側他端部には発熱体構成部２に外部からの電力を供給する外部リード線８の内方側一端部が溶接により接合されている。
【００２４】
上記のように構成された発熱体構成部２を前記第１の内部空間に配置する第１のガラス管１は、第１のガラス管１の外径寸法より内径寸法が大きく、かつ円筒形状からなる長尺の第２の透熱管の内部空間（以下、第２の内部空間という。）に配置される際には、第２のガラス管９の第２の内部空間側に位置することとなる内側壁に対して所定の空隙空間を有して配置されるために、第１のガラス管１の両端部側にそれぞれ位置する外側壁に装着された保持部材１０を用いて位置規制を行っている。尚、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、発熱体構成部２（あるいは発熱体２ａ）、第１のガラス管１、及び第２のガラス管９の各長手方向中心軸は同軸あるいは偏芯し略並行な状態で配置されている。
【００２５】
保持部材１０は、第１のガラス管１及び第２のガラス管９の中心軸に対して交差する一対の対向する端面（一例を示す図1においては、前記中心軸に対して直交する方向（以下、ラジアル方向という）に立設した端面が形成されており、その両端面間を貫通する係合孔１１が形成されている。その係合孔１１には第１のガラス管１の端部が貫通した状態で係合することにより保持部材１０によって第１のガラス管１の端部が保持されるようになっている。発熱体２ａ側に位置する保持部材１０の前記端面すなわち内方側端面に位置する係合孔１１の開口周縁部には係合孔１１より外形寸法が大きい係止用凹部１２が形成されており、その係止用凹部１２は第２のガラス管９と係合して保持することとなる。すなわち、この係止用凹部１２はその側壁面が第２のガラス管９の外側壁面に当接して第２のガラス管９の前記ラジアル方向への移動を規制し、かつ奥側に位置する底部面が第２のガラス管９の端部に当接して第２のガラス管９の前記長手方向への移動を規制することとなり、第２のガラス管９が保持されることとなる。
【００２６】
さらに、前記前記係止用凹部１２の開口周縁部には、前記係止用凹部１２より大きい外形寸法を有する第1の保持用凹部１３が形成され、その第１の保持用凹部１３と第２のガラス管９の外側壁面との間に生じた第１の隙間空間に接着剤１４が塗布されることにより第２のガラス管９は第1の保持用凹部１３に固定されることとなる。又、保持部材１０は、前記内方側端面に対向する他方の外方側端面（外部リード線８等が位置し、発熱体２ａが位置しない側の端面）にも、前記係合孔１１より大きい外形寸法を有する第２の保持用凹部１５（図２参照）が形成され、その第２の保持用凹部１５と第１のガラス管１との間に生じた第２の隙間空間に接着剤１４が塗布されることにより第１のガラス管１は第２の保持用凹部１５に固定されることとなる。したがって、第１の隙間空間及び第２の隙間空間に接着剤１４が塗布されることにより第２のガラス管の第２の内部空間（前記所定の空隙空間を含む）を封止し、前記第２の内部空間への（汚染物質等の進入を防止することとなる。その結果、この保持部材１０による第１のガラス管１と第２のガラス管９の保持により、第１のガラス管１と第２のガラス管９との間の隙間を正確に保持できることとなり、信頼性の高い発熱体ユニットを構成できる。
【００２７】
尚、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、保持部材１０によって第１のガラス管１及び第２のガラス管９の保持をそれぞれ行ったが、第１のガラス管１と第２のガラス管９の相対的位置関係を保つことができる位置決め機能を有した保持手段からなる構造物（単数あるいは複数）であれば、図１に示す保持部材１０に代えて採用してもよいことは言うまでもない。
【００２８】
又、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、前記発熱体ユニットを搭載した加熱装置の構成が第２のガラス管９内の第２の内部空間に被加熱物から飛散する汚染物質等の進入の恐れがある場合を想定して、単品の保持部材１０（あるいは第1の保持用凹部１３）と第２のガラス管９との間に形成された第１の隙間空間、前記単品の保持部材１０（あるいは第２の保持用凹部１５）と第１のガラス管１との間に形成された第２の隙間空間にそれぞれに接着剤１４を塗布して第２のガラス管９の第２の内部空間を前記発熱体ユニット外方の空間より封止したが、前記第２の内部空間を封止して汚染物質等の進入を防止する機能を有する構成、例えば、保持部材１０の機能を分割して第１のガラス管１と第２のガラス管９の位置決めをする部材と、第２のガラス管９内部に汚染物質等の進入を防止する部材とを別々に構成する構造物であってもよいことは言うまでもない。
【００２９】
尚、前記発熱体ユニットを有した加熱装置あるいは前記発熱体ユニット自体の構成（例えば、フィルター付き）により第２のガラス管の第２の隙間空間内に被加熱物から飛散する汚染物質等の進入を防止できる構造となるのであれば、前記第１の隙間空間及び前記第２の隙間空間の何れかに接着剤１４を塗布しない、あるいは塗布しても前記第２の内部空間を完全に封止しないことが選択できることはいうまでもない。
【００３０】
第１のガラス管１は溶着により封止部分を形成する構成であるため、石英ガラス管等のガラス管が用いられており、このようなガラス管に汚染物質（アルカリ性金属等）が付着し高温度となると、失透という現象を起こしガラス管の破損に繋がるという問題がある。しかし、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては第２のガラス管９が第１のガラス管１と所定の空隙空間を有して第１のガラス管１の外側壁周囲を覆うように設けられているため、第２のガラス管９は第１のガラス管１より温度が低く、失透という現象が起こり難いものとなる。また、第２のガラス管９の材料として結晶化ガラスを用いることにより、さらに失透という現象が起こり難いものとなる。
【００３１】
尚、第２のガラス管９としては、その使用状態に応じて耐熱性を有するガラス管、例えば、石英ガラス管、高シリカガラス管、低アルカリホウケイ酸ガラス管、結晶化ガラス管、セラミックス管等を選択して用いることができる。使用状態における考慮条件としては、使用温度、熱の透過度、汚染物質としてのアルカリ性金属の発生の度合い、強度等があり、これらの条件を考慮して第２のガラス管９の材質が選択される。
【００３２】
又、実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、第１のガラス管１と第２のガラス管９の間に形成された前記所定の空隙空間（前記第２の内部空間の一部）には耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼の板厚５０μｍの反射板１６ａが配置されている。この反射板１６ａの板面は発熱体２ａの板幅面に対向し、かつ反射板１６ａの板面の長手方向は発熱体２ａの長手方向に沿って対向し並列（図1においては平行）するように配置されている。さらに、反射板１６ａの板面に対し直交する方向に切断された場合の断面形状は、第２のガラス管９内に形成された前記所定の空隙空間に挿入可能となるように第１のガラス管１の外側壁面あるいは第２のガラス管９内側壁面に沿って湾曲（すなわち、第２のガラス管９内側壁面方向に突出）した湾曲形状となっている。その結果、反射板１６ａは熱輻射の指向性が高くなるとともに、反射板１６ａの汚染を防ぎ、高い輻射効率を維持することができる。
【００３３】
さらに、反射板１６ａは少なくとも一部に弾性部１７（図４参照）が設けられることにより反射用部材１６が構成されることとなる。本実施の形態１の発熱体ユニットのように、反射板１６ａとして板厚５０μｍの薄板を使用した場合には発熱体２ａの輻射熱により昇温（例えば、約７００℃）した反射板１６ａは熱膨張し、反射板１６ａに歪が発生し、シワ、ねじれや、及び破損が発生する恐れがある。反射板１６ａの少なくとも一部に弾性部１７を設けることにより反射板１６ａの熱膨張を吸収して反射板１６ａの歪を生じなくできるので、反射板１６ａは所定の品質を保持した状態で寿命を長く保つことができる。
【００３４】
ここで反射板１６ａの材料としてフェライト系ステンレス鋼を用いたが高温度で変色し難く反射率の高い金属、例えばニッケル（Ｎｉ）、ニクロム、金、白金、クロム合金等の材料を用いて構成しても同様の効果を得ることができる。又、発熱体ユニットが構成的に高温度にならない場合は、アルミニウム（ＡＬ）、アルミ合金、一般ステンレス鋼（例えば、オーステナイト）、銅合金等を用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３５】
保持部材１０の係合孔１１の側壁には切欠状の反射板係合部１８（図２参照）が形成されており、第１のガラス管１の外側壁面に対向する反射板係合部１８の側壁面は、反射板１６ａの湾曲した板面を位置規制可能に対向するように湾曲形状した湾曲面で形成されている。又、その反射板係合部１８には前記空隙空間に配置された反射板１６ａの長手方向に位置した端部が係合され、かつ前記反射板１６ａの端部が反射板１６ａの長手方向に貫通されるように形成されるとともに、発熱体２ａ及び第１のガラス管１の長手方向中心軸を回動中心として反射板１６ａが周方向に回動しないように、反射板１６ａの長手方向に沿って板厚部が形成される対向する一対の板厚側面にそれぞれ当接して位置規制する回動阻止部１９が形成されている。
【００３６】
又、反射板１６ａの長手方向に位置する端部に設けられた外側方（発熱体２ａから見て第２のガラス管９の方向）に突出する突起２０（図３参照）は、反射板係合部１８より外側方の位置で、かつ第２の保持用凹部１５の底面（図1においては、第１のガラス管１の中心軸に直交するように位置する面）に形成された位置規制凹部２１（図２参照）に係止され、反射板１６ａの長手方向の移動ができないように位置規制されることとなる。尚、突起２０が位置規制凹部２１から脱落して位置規制が解除されないように、前述した接着剤１４を第２の隙間空間に塗布する際に突起２０と位置規制凹部２１とが接着剤１４により接着され固定される。その結果、反射板１６ａあるいは反射用部材１６は、保持部材１０によって第１のガラス管１及び前記発熱体２ａの長手方向を回動中心とした前記周方向の回動と反射板１６ａの長手方向への移動が規制されることとなる。
【００３７】
したがって、本実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、反射板１６ａを発熱体２ａに対して所定の位置に配置されるための位置規制部として、突起２０と位置規制凹部２１が反射板１６ａの長手方向の位置規制を行い、かつ回動阻止部１９が反射板１６ａの回動規制を行うとともに、反射板係合部１８と第１のガラス管１が発熱体２ａの離反距離を規制することとなる。尚、反射板１６ａを発熱体２ａに対して所定の位置に配置されるための位置規制部は、前述した構成に限るものではなく、第１のガラス管１、第２のガラス管９及び保持部材１０の少なくとも１つを利用して形成されれば良いことはいうまでもない。例えば、第１のガラス管１や第２のガラス管９を加熱して凸部を形成し、反射板１６ａと凸部を係合あるいは当接させることにより反射板１６ａの位置移動を規制することもできる。
【００３８】
図４は実施の形態１における反射用部材１６の一例を示すものであり、図面上では平面展開している。この反射用部材１６の主要部である反射板１６ａはフェライト系ステンレス鋼で形成されており、その寸法は、例えば、長さ（長手方向）４００ｍｍ、板幅（長手方向に直交する方向）１５ｍｍ、厚み５０μｍであり、実際の反射板１６ａの板厚方向に切断された場合の断面形状は、第１のガラス管１の外側壁面あるいは第２のガラス管９内側壁面第２のガラス管９内に形成された前記所定の空隙空間に挿入可能な形状、例えば第１のガラス管１の外側壁面あるいは第２のガラス管９内側壁面に沿って湾曲した湾曲形状となっている。前記反射板１６ａの長手方向にある両端部には、上記で説明した保持部材１０内面に固定するための突起２０が形成され、また前記突起２０の近傍には弾性部１７となる切込み部が形成されている。
【００３９】
この切込み部は第1の切り込み線と第２の切り込み線との組み合わせで構成されている。第1の切り込み線は、反射板１６ａの一対の板幅側辺（板幅面の長手方向に沿って形成される対向する１対の側辺）それぞれを起点として前記板幅側辺に交差(図４に示す例では直交)する方向に向けて対向する他の板幅側辺近傍まで切り込んで形成されるとともに、一方の板幅側辺に形成された第1の切り込み線と他方の板幅側辺に形成された第1の切り込み線とは交互すなわち千鳥状に配置され、かつそれらは前記長手方向に沿って所定の間隔を有して対向（図４においては平行）しながら複数配置され群を形成している。
【００４０】
さらに、第２の切り込み線は、少なくとも反射板１６ａの一対の板幅側辺近傍を除いた反射板１６ａの板幅中央に第１の切り込み線に対向（図４においては平行）するように切り込んで形成されるとともに、反射板１６ａの一方の板幅側辺に形成された第1の切り込み線と他方の板幅側辺に形成された第1の切り込み線の中間（すなわち前記所定の間隔の中間）、及び、長手方向において複数の第1の切り込み線の群両端にそれぞれ位置する第1の切り込み線の外側にそれぞれ配置される。
【００４１】
この反射板１６ａの材料がフェライト系ステンレス鋼であり、前述したように、寸法が長さ４００ｍｍ、板幅１５ｍｍ、厚み５０μｍである場合には、８００℃で長手方向に約５ｍｍ程も熱膨張するため、取付け方法としては、予め反射板１６ａの長手方向に張力を加えるように前記弾性部１７となる切込み部を変形せしめた状態（すなわち、２箇所に設けた弾性部１７の全体の弾性変形で長手方向に約５ｍｍ伸ばした状態）で保持部材１０に固定する。そうすることにより、発熱体２ａからの熱輻射によって反射板１６ａが熱膨張したとしても、その熱膨張は反射板１６ａに張力を加えていた弾性部１７となる切込み部への張力を減じて切込み部の変形が軽減される方向で吸収されることとなるので、反射板１６ａがシワや破損が生じることなく高寿命の発熱体ユニットが実現できる。尚、前述した弾性部１７は、図４においては反射板１６ａ両端部近傍に形成した例で説明したが、必ずしも両端部近傍である必要はなく、又、個数についても、反射板１６ａの形状、材質等により適宜設定することが可能であり限定するものではない。
【００４２】
実施の形態１の発熱体ユニットにおいては、図４に示した反射用部材１６の弾性部１７は切込み部にて形成した例で説明したが、弾性部１７の構成としては種々の形状・構成があり、その例を図５から図７に示す。
【００４３】
図５において、図５は図４と同様に図面上では平面展開されている。前記弾性部１７に代えて用いられた反射用部材１６の弾性部２２は、反射板１６ａの両端部側の位置に反射板１６ａの対向する一対の板幅側辺に切欠き部をそれぞれ形成することにより、反射板１６ａの長手方向の中心線上に細幅の帯体を形成するとともに、その帯体の長手方向中間部には、前記長手方向に沿って配置された互いに対向する一対の長手方向枠辺と、前記長手方向に直交するように配置された互いに対向する一対の板幅方向枠辺とにより構成された中央に孔部を有した四辺形の枠体が形成されたものである。さらに、前記枠体の一対の板幅方向枠辺はそれぞれ孔部方向に突出するようにくの字形状に形成されることにより、前記枠体は弾性変形可能となり弾性部２２としての役割を果たすように構成したものである。
【００４４】
図６及び図７において、図６は図４と同様に図面上では平面展開されており、図７は前記平面展開された図６に対する正面図である。図６及び図７に示す反射用部材１６の弾性部２３は前記弾性部１７に相当するものであり、反射板１６ａの両端部にそれぞれは配置されたものである。弾性部２３は反射板１６ａの板幅を小幅な板体に形成し、その小幅の板体の中央側を波状、鋸歯状あるいは蛇腹状等に屈曲せしめて前記加えられる張力に応じて伸縮自在な屈曲部２３ａを形成したものである。さらに、屈曲部２３ａの外方に位置する遊端部には突起２０が弾性部２３の一部として形成されている。尚、図６に示す弾性部２３あるいは屈曲部２３ａの板幅寸法は適度な伸縮自在性と反射用部材１６の一部としての強度とを考慮しながら反射板１６ａの板幅寸法より小さく設定しているが、反射板１６ａの材質、発熱体ユニットの構成等の条件によって任意の寸法・形状にしてもよいことはいうまでもない。
【００４５】
以上説明した弾性部１７、弾性部２２及び弾性部２３は、上述した形状、材料、個数及び位置等に拘束されるのではなく、反射板１６ａの機能を阻害することなく反射用部材１６の長手方向に弾性機能を得るものであれば、例えば反射用部材１６の両端にそれぞれ設けず片端のみに設けることでもよいことはいうまでもない。
【００４６】
次に、図８乃至図９を用いて本発明に係る実施の形態1の発熱体ユニットの輻射強度の状態を説明する。図８は発熱体２ａ板幅面と反射板１６ａの板面が互いに平行的に対向するような関係に配置された状態において、発熱体２ａと反射板１６ａの長手方向に対して直交する断平面上に示される輻射強度曲線図、図９は発熱体２ａ板幅面と反射板１６ａの板面が互いに直交するような関係に配置された状態において、発熱体２ａと反射板１６ａの長手方向に対して直交する断平面上に示される輻射強度曲線図である。
【００４７】
図８において、発熱体２ａの板幅面すなわち板幅Ｗ方向（Ｘ０−Ｘ０）に対し反射板１６ａの板面が平行的に対向するような関係に配置されており、発熱体２ａと反射板１６ａの長手方向に対して直交する断平面上に輻射強度曲線が示されている。図８においては発熱体２ａの板厚Ｔを１、板幅Ｗを５としている。尚、発熱体２ａの板幅Ｔに対する板幅Ｗを５倍以上とすることで発熱体２ａの板幅方向の輻射強度に指向性を持たすことができる。
【００４８】
輻射強度曲線４０は反射板１６ａが無い場合の輻射強度曲線を示すものであり、発熱体２ａの板厚Ｔ方向（Ｙ０−ＹＯ方向）において双方向、すなわち図において熱体２ａの板幅面に直交する方向で、発熱体２ａを起点に右方向と発熱体２ａを起点に左方向の両方向に指向性を有する輻射強度曲線を示している。他方、輻射強度曲線４１は反射板１６ａを配設した場合の輻射強度曲線を示すものであり、発熱体２ａの板厚Ｔ方向（Ｙ０−ＹＯ方向）の一方向で、かつ発熱体２ａを起点に反射板１６ａが配置されていない前記右方向に指向性を有する輻射強度曲線を示している。輻射強度曲線４０と輻射強度曲線４１を比較すると、発熱体２ａから反射板１６ａが配置されていない前記右方向への輻射は、反射板１６ａの無い場合と比較して指向性が２０〜３０％向上することが可能となることがわかる。
【００４９】
図９は、反射板１６ａと発熱体２ａの位置関係は図８に示す実施例とは異なり、発熱体２ａの板幅Ｗ方向（Ｘ０−Ｘ０）に対し反射板１６ａの板面が直交する方向（Ｙ０−Ｙ０）に配置されるように、発熱体２ａの板厚面と反射板１６ａの板面（図において、発熱体２ａの上方向に位置する）とが対向して配置されており、発熱体２ａと反射板１６ａの長手方向に対して直交する断平面上に輻射強度曲線が示されている。尚、発熱体２ａの板厚Ｔと板幅Ｗの割合は図８に示す実施例と同様である。
【００５０】
図９において、反射板１６ａが無い場合を示す輻射強度曲線４０は図８に示すと同様の曲線を示す。他方、反射板１６ａを配設した場合は、図８とは異なり発熱体２ａの板厚Ｔ方向（Ｙ０−ＹＯ方向）への輻射が反射板１６ａに反射される発熱体２ａの板幅Ｗ方向（Ｘ０−Ｘ０）の一方向、かつ発熱体２ａを起点に反射板１６ａが配置されていない図において下方向に幅広いく輻射される輻射強度曲線４２となる。
【００５１】
したがって、局部的な輻射強度を必要とする場合においては、図８に示すように発熱体２ａの板幅面に対し反射板１６ａの板面が平行的に対向するような関係に反射板１６ａを配置し、幅広い輻射強度を必要とする場合においては、図９に示すように発熱体２ａの板幅面に対し反射板１６ａの板面が直交するように、発熱体２ａの板厚面と反射板１６ａの板面とが対向する関係に反射板１６ａを配置することができるので、用途に応じ選択することが可能となる。
【００５２】
（実施の形態２）
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１０乃至図１８を用いて説明する。図１０は実施の形態２の発熱体ユニットの構造を示す正面図、図１１は同発熱体ユニットのＹ−Ｙ断面における接着剤を省略した場合の断側面図、図１２は同発熱体ユニットにおける反射板とコイル部とからなる反射用部材を示す切欠斜視図、図１３は同反射用部材を示す平面図、図１４は同反射用部材を示す正面図、図１５は同発熱体ユニットにおける反射用部材の異なる例を示す平面図、図１６は同反射用部材を示す正面図、図１７は同発熱体ユニットにおける反射用部材の他の異なる例を示す平面図、図１８は同反射用部材を示す正面図である。
【００５３】
先ず、図１０乃至図１４を用いて実施の形態２の発熱体ユニットを説明する。実施の形態２の説明及び図面において、前述の実施の形態1の発熱体ユニットと異なる構成は、反射板の一部を加工することにより形成された弾性体が反射板とは別体の部品で構成され、その別体の部品が保持部材に保持されることにより反射板が保持されている点である。尚、実施の形態２の説明及び図面において、前述の実施の形態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、その説明を省略する。
【００５４】
図１０において、実施の形態２の発熱体ユニットにおける反射板２４ａは材料として、例えば、板厚５０μｍの耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼を用いている。使用できる他の材料としては、高温度で変色し難く反射率の高い金属、例えばニッケル（Ｎｉ）、ニクロム、金、白金、クロム合金等の材料を用いて構成しても同様の効果を得ることができる。又、発熱体ユニットが構成的に高温度にならない場合は、アルミニウム（ＡＬ）、アルミ合金、一般ステンレス鋼（例えば、オーステナイト）、銅合金等を用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５５】
実施の形態２の発熱体ユニットにおける反射板２４ａは、実施の形態１の発熱体ユニットにおける反射板１６ａと同様に、第１のガラス管１と第２のガラス管９の間に形成された前記所定の空隙空間（前記第２の内部空間の一部）に配置されている。この反射板２４ａの板面は発熱体２ａの板幅面に対向し、かつ反射板２４ａの板面の長手方向は発熱体２ａの長手方向中心軸方向に沿って対向（図１０においては平行）するように配置されている。さらに、反射板２４ａの板厚方向に切断された場合の切断断面形状（すなわち長手方向より見た断面形状）は、第２のガラス管９内に形成された前記所定の空隙空間に挿入可能となるように第１のガラス管１の外側壁面あるいは第２のガラス管９内側壁面に沿って湾曲（すなわち、第２のガラス管９内側壁面方向に突出）した湾曲形状となっている。又、反射板２４ａの長手方向の長さ及び板幅は少なくとも発熱体２ａからの輻射される熱が反射板２４ａの前方（第１のガラス管１、第２のガラス管９、あるいは発熱体構成部２の方向）へ反射されるように設定されている。その結果、反射板２４ａは熱輻射の指向性が高くなるとともに、反射板２４ａの汚染を防ぎ、高い輻射効率を維持することができる。
【００５６】
図１３及び図１４に示す反射用部材２４は、弾性部２５が反射板２４ａの両端部にそれぞれ位置するように設けられており、その内部には内径側空間を有するようにニクロム線等からなる線材を巻いて形成した弾性変形可能なコイル部２６で構成されたものである。図１３及び図１４においては、反射板２４ａの寸法は板幅１５ｍｍ、板厚５０μｍ、長さ３５０ｍｍであり、弾性部２５の主要部の１つであるコイル部２６の寸法は、長さ２５ｍｍであり、線材径φ０．４の線材を５ターン巻いている。この弾性部２５と反射板２４ａとの取付け構造を図１２の（ａ）を用いて説明すると、前記コイル部２６の一端部は反射板２４ａの両端部にそれぞれ取付けられている。すなわち、反射板の一端部に位置する湾曲形状の板面が前記コイル部２６の一端部に位置するコイル形状に形成された湾曲（曲線）形状の線材を覆った状態で当接しており、複数（図１２の（ａ）においては３箇所）の溶接部２７にて溶接することにより、反射板２４ａの一端部と前記コイル部２６の一端部とが固定されるように保持され、反射用部材２４が構成されている。尚、図１２の（ａ）に示す実施の形態２の発熱体ユニットにおいては、溶接部２７を３箇所としたが、反射板２４ａを固定できる強度を得ることが出来るのであれば数にこだわらないことはいうでもない。
【００５７】
又、前記コイル部２６の他端部にはコイル外径と同位置の箇所よりコイル部２６のスラスト軸方向に沿って対向するよう屈曲し、かつ反射板２４ａの端部面より離反する外方向に向かって延設されたコイル延端部２８が形成されている。さらに、前記コイル延端部２８の先端部はコイル部２６の長手方向中心軸に対し直交する方向で、かつ前記長手方向中心軸より離反する方向に屈曲した屈曲部２９が形成されている。
【００５８】
又、上記弾性体２５が保持される図１０及び図１１に示す実施の形態２の発熱体ユニットにおける保持部材３０と図１及び図２に示す実施の形態１の発熱体ユニットにおける保持部材１０との異なる点を説明すると、保持部材１０に設けられている係合孔１１の側壁に形成された反射板係合部１８とその反射板係合部１８に形成された回動阻止部１９が不要となり、反射板係合部１８に代えて切欠状のコイル延端係合部３１が係合孔１１の側壁に形成されている点である。このコイル延端係合部３１は第２の保持用凹部１５の底面に形成されている位置規制凹部２１（図１１参照）に連通している。
【００５９】
以上説明した反射板２４ａに取り付けられた弾性部２５のコイル部２６は、保持部材３０の係合孔１１に保持されている。第１のガラス管１の端部側がコイル部２６の内径側空間に貫通された状態で係合している。保持部材３０の係合孔１１の側壁面にはコイル延端係合部３１が形成されており、そのコイル延端係合部３１に弾性部２５のコイル延端部２８が挿入されて係合されている。コイル延端係合部３１及び係合孔１１を貫通せしめた屈曲部２９はコイル延端係合部３１より外側方の位置で、かつ第２の保持用凹部１５の底面（図１０においては、第１のガラス管１、第２のガラス管９、あるいは発熱体構成部２の長手方向中心軸に直交するように位置する面）に形成された位置規制凹部２１に係合し係止される。
【００６０】
又、前記位置規制凹部２１に係止された屈曲部２９は、第２のガラス管９内に被加熱物から飛散する汚染物質等の進入の恐れがある場合を想定して第２の保持用凹部１５と第１のガラス管１との間に生じた第２の隙間空間に接着剤１４が塗布される際に、接着剤１４によって位置規制凹部２１に接着されて固定保持されることとなり、反射板２４ａのスラスト軸方向の移動ができないように位置規制されることとなる。さらに、コイル部２６の内径側空間に第１のガラス管１の端部が係合するととともに、保持部材２８のコイル延端係合３１にコイル延端部２８が係合する、あるいは前記位置規制凹部２１に屈曲部２９が係合して係止されることになるので、反射板２４ａ及び弾性部２５は保持部材３０によって第１のガラス管１及び前記発熱体２ａの長手方方向中心軸を回動中心とした周方向の回動が規制されることとなる。
【００６１】
したがって、本実施の形態２の発熱体ユニットにおいては、反射板２４ａが発熱体２ａに対して所定の位置に配置されるための位置規制部として、屈曲部２９と位置規制凹部２１とはその係合により反射板２４ａの長手方向の位置規制を行い、屈曲部２９と位置規制凹部２１、あるいはコイル延端部２８とコイル延端係合部３１とは、その係合により反射板２４ａの回動規制を行い、コイル延端部２８とコイル延端係合部３１、あるいはコイル部２６の内径側と第１のガラス管１とはその係合により反射板２４ａと発熱体２ａとの離反距離を規制することとなる。尚、反射板２４ａが発熱体２ａに対して所定の位置に配置されるための位置規制部は、前述した構成に限るものではなく、第１のガラス管１、第２のガラス管９及び保持部材３０の少なくとも１つを利用して形成されれば良いことはいうまでも無い。例えば第１のガラス管１や第２のガラス管を加熱して凸部を形成し、凸部を係合あるいは当接させることにより反射板２４ａの位置移動を規制することもできる。
【００６２】
又、反射板２４ａを第１のガラス管１と第２のガラス管９との間に形成された所定の空隙空間内に配置するために保持部材３０に保持された弾性部２５のコイル部２６は、常温状態では、外部より電力供給された発熱体２ａの輻射熱により昇温して熱膨張した反射板２４ａの長さ変化が吸収できるように、反射板２４ａに張力を与えるように伸びた状態となっている。したがって、前述したように反射板２４ａの寸法が板幅１５ｍｍ、板厚５０μｍ、長さ３５０ｍｍで構成され、かつ材料がフェライト系ステンレス鋼である場合には、反射板２４ａが８００℃に昇温すれば反射板２４ａは長手方向に約４．５ｍｍ熱膨張するため、コイル部２６は予めコイル部２６の長手方向（反射板２４ａの長手方向と同じ方向）に張力が加えられて４．５ｍｍ伸ばした状態で保持部材３０に固定する。その結果、発熱体２ａからの熱輻射によって反射板１６ａが熱膨張して反射板２４ａの長さが変化したとしても、その熱膨張による反射板２４ａの長さ変化は反射板２４ａに張力を加えていた弾性部２５となるコイル部２６の伸び変形が軽減される方向で吸収されることとなるので、反射板１６ａがシワや破損が生じることなく高寿命の発熱体ユニットが実現できる。
【００６３】
尚、前述した図１０乃至図１４を用いて説明した実施の形態２の発熱体ユニットの一例においては、反射板２４ａの両端部に弾性体２５がそれぞれ設けられ場合を説明したが、必ずしも両端部近傍である必要はなく、個数についても、反射板２４ａの形状、材質等により適宜設定することが可能であり限定するものではない。
【００６４】
又、実施の形態２の発熱体ユニットを有した加熱装置あるいは前記発熱体ユニット自体の構成（例えば、フィルター付き）により第２のガラス管の第２の隙間空間内に被加熱物から飛散する汚染物質等の進入を防止できる構造となるのであれば、第１の隙間空間及び第２の隙間空間の何れかに接着剤１４を塗布しない、あるいは塗布しても前記第２の内部空間を完全に封止しないことが選択できることはいうまでもない。さらに、第２の隙間空間に接着剤１４が塗布されない場合には、接着剤１４の塗布にて位置規制凹部２１と屈曲部２９とを保持するか否かは、位置規制凹部２１と屈曲部２９との保持構成、保持強度、及び保持の信頼性等を考慮して決定すればよいことである。
【００６５】
実施の形態２の発熱体ユニットにおいては、反射用部材２４は図１２（ａ）に示したように反射板２４ａの一端部とコイル部２６の一端部に位置するコイル形状に形成された湾曲形状の線材との保持構成として溶接のみにより固定した例を用いて説明したが、反射板２４ａとコイル部２６の配置関係が維持できるのであれば公知の保持構造でもよく、又、それらと溶接の併用により保持を行ってもよい。例えば、図１２（ｂ）に示す反射用部材２４のように、湾曲した反射板２４ａの端部において反射板２４ａの板面に対し湾曲中心側（発熱体２ａが位置する発熱体ユニットの内径側）に立設するように折り曲がった規制用係止片３２により反射板２４ａの裏面側に配置するコイル部２６の一端部の位置決めを行いながら溶接部２７にて溶接するものである。
【００６６】
又、別の構成として、前記規制係止片３２の遊端がさらに反射板２４ａの裏面側に折り曲げられて反射板２４ａの裏面と対向するようにＬ字状に規制用係止片３２を形成することにより、規制用係止片３２、前記折り曲げられた規制用係止片３２の遊端及び反射板２４ａの板面の裏面とによってコ字状のコイル線材係合部を形成し、そのコイル線材係合部にコイル部２６の一端部に位置するコイル線材を挿入して係合せしめた仮止め状態とし、その仮止め状態で位置決めを行いながら溶接部２７にて反射板２４ａとコイル部２６の一端部に位置するコイル線材を溶接することもできる。
【００６７】
又、実施の形態２の発熱体ユニットにおいて、図１２及至図１４に示す反射用部材２４を構成する反射板２４ａと弾性部２５との取付け構造が異なる例として、図１５及び図１６に示す引っ掛け保持構造について述べる。図１５及び図１６において、図１２及至図１４に示した例と異なる点は、反射板２４ａの一端部側は図１０及至図１４に示した例と同様に溶接部２７にて溶接を行っているが、反射板２４ａの他端部側は反射板２４ａの他端部とコイル部２６の一端部を溶接部２７にて溶接しない構造となっていることである。すなわち、反射板２４ａの他端部側において、溶接に代わって、弾性部２５の一部であるコイル部２６のコイル延端部２８が位置する一端部に対向した他端側に、コイル部２６を形成するコイル線材の端部を加工してフック部３４が形成され、かつ反射板２４ａの一端部にフック係止用孔３５が形成されたものであり、そのフック係止用孔３５にフック部３４が挿入されて引っ掛けられることによりフック部３４がフック係止用孔３５に係止されて反射板２４ａに弾性部２５が取り付けられるものである。
【００６８】
この弾性部２５は図１０及至図１４に示した例と同様に、前記コイル延端部２８の先端部はコイル部２６の巻き中心軸に対し直交する方向で、かつ前記巻き中心軸より離反する方向に屈曲した屈曲部２９が形成されているので、図１０及至図１４に示した例と同様に、保持部材２８のコイル延端係合３１にコイル延端部２８が係合し、保持部材２８の位置規制凹部２１に屈曲部２９が係合して係止されることになり、同様な効果を有するものである。又、実施の形態２の発熱体ユニットにおいて、図１２及至図１４に示す反射用部材２４の一部を構成する弾性部２５が異なる場合の他の例を図１７及び図１８に示し説明する。図１７及び図１８において、図１２及至図１４に示した例と異なる点は、弾性部２５に代えて弾性力を有する金属板からなる弾性部３６が設けられ点であり、さらに、この弾性部３６は、図６及び図７に示す弾性部２３と同様な屈曲形状で形成している。
【００６９】
図１７及至図１８に示す反射用部材２４の弾性部３６は図６乃至図７に示す弾性部２３と同様に反射板２４ａの板幅より小幅に形成された板体として形成され、その板体の一端部は板体の長手方向が第１のガラス管１、第２のガラス管９、あるいは発熱体構成部２の長手方向に沿って配置されるように反射板２４ａの一端部の溶接部２７にて溶接されている。さらに、板体の長手方向の中央側には図６乃至図７に示す弾性部２３と同様な波状、鋸歯状あるいは蛇腹状等の屈曲部３８が形成されることにより、屈曲部３８は反射板２４ａの伸縮によって発生した張力に応じて伸縮自在な弾性変形を行うこととなる。又、反射板２４ａに溶接された前記一端部と対向して位置する他端部には、図１２乃至図１６に示すコイル延端部２９あるいは図６乃至図７に示す弾性部２３の突起２０と同様な役割を果たす突起３９が板体の板面に対し垂直方向で、かつ外側方向（スラスト軸方向より離反する方向）に屈曲されて形成され、位置規制凹部２１に係止されることとなる。尚、弾性部３６あるいは屈曲部３８の板幅寸法は適度な伸縮自在性と反射用部材２４の一部としての強度とを考慮しながら反射板２４ａの板幅寸法より小さく、かつ同幅寸法形状で設定しているが、反射板２４ａの材質、発熱体ユニットの構成等の条件によって任意の寸法・形状にしてもよいことはいうまでもない。
【００７０】
以上説明した弾性部２５、弾性部３６は、上述した形状、材料、個数及び位置等に拘束されるのではなく、反射板２４ａの機能を阻害することなく反射板２４ａの長手方向に弾性機能を得るものであれば、例えば反射板２４ａの両端にそれぞれ設けず片端のみに設けることでもよいことはいうまでもない。
【００７１】
又、実施の形態２の発熱体ユニットの輻射強度の状態は、実施の形態1の発熱体ユニットにおいて図８及び図９を用いて説明した内容と同様であることは言うまでもない。
【００７２】
以上のように、実施の形態１及び実施の形態２の発熱体ユニットにおいて弾性部１７，２２，２３，２５，３６を説明したが、それらの構成に限定されるのではなく、反射板１６ａ，２４ａ，の熱膨張を吸収することができれば公知の構成を用いてもよい。
【００７３】
尚、実施の形態１乃至２の発熱体ユニットにおいては、発熱体２ａは平面を有する板状体で説明したが、この板状体は硬質あるいは軟質なものでもよく、前記軟質なものとして、例えば、炭素繊維等を含む繊維状の帯状体や、その帯状体に切れ込みが入っている形状等の場合でも良く、また、平面は凸凹面であっても平均的に略平面を有する発熱体であれば本願発明と同様の効果が得られる。
【００７４】
また、各実施の形態における発熱体２ａとして指向性のある板状体のものを用いて説明したが、発熱体２ａとして、前記帯状体を螺旋状に丸巻きされた指向性のない形状、丸棒形状、あるいは略四角の角柱形状のものであっても反射板１２ａあるいは反射板２４ａを用いることにより、一方向への指向性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明にかかる発熱体ユニットは、反射板を有する反射板用部材の少なくとも一部に弾性部を設けることにより、寿命が長く、小型で効率が高く、そして各種用途において容易に適応することができる汎用性の高い熱源としての発熱体ユニットを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施の形態１の発熱体ユニットの構造を示す正面図
【図２】同発熱体ユニットのＺ−Ｚ断面における断側面図
【図３】同発熱体ユニットにおける反射板の端部を示す切欠斜視図
【図４】同反射板を示す平面図
【図５】同発熱体ユニットにおける反射板の異なる例を示す平面図
【図６】同発熱体ユニットにおける反射板の他の異なる例を示す平面図
【図７】同反射板の正面図
【図８】同発熱体ユニットの一実施例における輻射強度曲線図
【図９】同発熱体ユニットの他の実施例における輻射強度曲線図
【図１０】実施の形態２の発熱体ユニットの構造を示す正面図
【図１１】同発熱体ユニットのＹ−Ｙ断面における断側面図
【図１２】同発熱体ユニットにおける反射用部材を示す切欠斜視図
【図１３】同反射用部材を示す平面図
【図１４】同反射用部材を示す正面図
【図１５】同発熱体ユニットにおける反射用部材の異なる例を示す平面図
【図１６】同反射用部材を示す正面図
【図１７】同発熱体ユニットにおける反射用部材の他の異なる例を示す平面図
【図１８】同反射用部材を示す正面図
【符号の説明】
【００７７】
１ 第１のガラス管
２ 発熱体構成部
２ａ 発熱体
３ 保持具
４ 内部リード線
５ コイル部
６ スプリング部
７ モリブデン箔
８ 外部リード線
９ 第２のガラス管
１０ 保持部材
１１ 係合孔
１２ 係止用凹部
１３ 第１の保持用凹部
１４ 接着剤
１５ 第２の保持用凹部
１６ 反射板用部材
１６ａ 反射板
１７ 弾性部
１８ 反射板係合部
１９ 回動阻止部
２０ 突起
２１ 位置規制凹部
２２ 弾性部
２３ 弾性部
２４ 反射板用部材
２４ａ 反射板
２５ 弾性部
２６ コイル部
２７ 溶接部
２８ コイル延端部
２９ 屈曲部
３０ 保持部材
３１ コイル延端係合部
３２ 規制係止片
３４ フック部
３５ フック係止用孔
３６ 弾性部
３８ 屈曲部
３９ 突起
４０ 輻射強度曲線
４１ 輻射強度曲線
４２ 輻射強度曲線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部を有する発熱体と、その発熱体の長手方向に位置する端部に取付けられた保持具と、前記発熱体に直接あるいは間接に電気的に接続されて前記発熱体に外部からの電力を供給する電力供給部材と、前記発熱体、前記保持具、及び電力供給部材の一部を第1の内部空間に配置した第１の透熱管と、前記第１の透熱管を第２の内部空間に配置した第２の透熱管と、前記第１の透熱管と第２の透熱管とが所定の空隙空間を有して配設されるように設けられた保持部材と、前記第１の透熱管と前記第２の透熱管との隙間に配設された反射板とその反射板に設けられた弾性部とを有する反射用部材と、前記反射板を前記発熱体に対して所定の位置に配置されるように前記保持部材、第１の透熱管、あるいは第２の透熱管の少なくとも何れかに直接あるいは間接的に設けられた位置規制部とによって構成され、通電された発熱体の熱により生じる前記反射板への熱ストレスを前記弾性部によって吸収することを特徴とする発熱体ユニット。
【請求項２】
前記反射用部材の弾性部は、前記発熱体の長手方向への伸縮を吸収することを特徴とする請求項１に記載の発熱体ユニット。
【請求項３】
前記反射用部材の弾性部は、前記発熱体の長手方向への伸縮を吸収する弾性を有する弾性部材であり、その弾性部材は反射板に機械的に結合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発熱体ユニット。
【請求項４】
前記反射板は金属薄板で形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項５】
前記反射板はニッケル、ステンレス鋼、又はニクロムの金属薄板で形成されることを特徴とする請求項４に記載の発熱体ユニット。
【請求項６】
前記弾性部材は板材を屈曲し形成されることを特徴とする請求項３に記載の発熱体ユニット。
【請求項７】
前記弾性部材は線材をコイル状に形成されることを特徴とする請求項３に記載の発熱体ユニット。
【請求項８】
前記弾性部材はモリブデンやタングステン、ニッケル、ステンレス鋼、又はニクロムなどの金属で形成されることを特徴とする請求項６乃至請求項７のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項９】
前記発熱体は炭素系物質を含み、かつ発熱体の長手方向に沿って形成された側壁の少なくとも一部に平面部を形成するとともに、その平面部に対向し、かつ前記発熱体を介した前記平面部の裏面側方向に前記発熱体側に向けて熱を反射せしめる前記反射用部材の反射面が配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項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み、かつ発熱体の長手方向に沿って形成された側壁の少なくとも一部に平面部を形成するとともに、その平面部の仮想延長面に交差し、かつ前記平面部の裏面側方向に前記発熱体側に向けて反射される前記反射用部材の反射面が配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項１】
発熱部を有する発熱体と、その発熱体の長手方向に位置する端部に取付けられた保持具と、前記発熱体に直接あるいは間接に電気的に接続されて前記発熱体に外部からの電力を供給する電力供給部材と、前記発熱体、前記保持具、及び電力供給部材の一部を第1の内部空間に配置した第１の透熱管と、前記第１の透熱管を第２の内部空間に配置した第２の透熱管と、前記第１の透熱管と第２の透熱管とが所定の空隙空間を有して配設されるように設けられた保持部材と、前記第１の透熱管と前記第２の透熱管との隙間に配設された反射板とその反射板に設けられた弾性部とを有する反射用部材と、前記反射板を前記発熱体に対して所定の位置に配置されるように前記保持部材、第１の透熱管、あるいは第２の透熱管の少なくとも何れかに直接あるいは間接的に設けられた位置規制部とによって構成され、通電された発熱体の熱により生じる前記反射板への熱ストレスを前記弾性部によって吸収することを特徴とする発熱体ユニット。
【請求項２】
前記反射用部材の弾性部は、前記発熱体の長手方向への伸縮を吸収することを特徴とする請求項１に記載の発熱体ユニット。
【請求項３】
前記反射用部材の弾性部は、前記発熱体の長手方向への伸縮を吸収する弾性を有する弾性部材であり、その弾性部材は反射板に機械的に結合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発熱体ユニット。
【請求項４】
前記反射板は金属薄板で形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項５】
前記反射板はニッケル、ステンレス鋼、又はニクロムの金属薄板で形成されることを特徴とする請求項４に記載の発熱体ユニット。
【請求項６】
前記弾性部材は板材を屈曲し形成されることを特徴とする請求項３に記載の発熱体ユニット。
【請求項７】
前記弾性部材は線材をコイル状に形成されることを特徴とする請求項３に記載の発熱体ユニット。
【請求項８】
前記弾性部材はモリブデンやタングステン、ニッケル、ステンレス鋼、又はニクロムなどの金属で形成されることを特徴とする請求項６乃至請求項７のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【請求項９】
前記発熱体は炭素系物質を含み、かつ発熱体の長手方向に沿って形成された側壁の少なくとも一部に平面部を形成するとともに、その平面部に対向し、かつ前記発熱体を介した前記平面部の裏面側方向に前記発熱体側に向けて熱を反射せしめる前記反射用部材の反射面が配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項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み、かつ発熱体の長手方向に沿って形成された側壁の少なくとも一部に平面部を形成するとともに、その平面部の仮想延長面に交差し、かつ前記平面部の裏面側方向に前記発熱体側に向けて反射される前記反射用部材の反射面が配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の発熱体ユニット。
【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１８】
【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１８】
【公開番号】特開２００９−２３８５６４（Ｐ２００９−２３８５６４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８２８０９（Ｐ２００８−８２８０９）
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【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１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【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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