JP2002209742A - 電気湯沸かし器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱効率や湯沸かし性能が良く、実用耐久性及
び耐ヒートショック性に優れ、また浄水性能に優れた電
気湯沸かし器を提供する。 【解決手段】 容器２の底面の外側に、第１の絶縁層１
５、発熱体層１６、第２の絶縁層１７からなるヒーター
ユニットを印刷により形成し、ヒーターユニット印刷面
の形状として、ヒーターユニットが印刷された側の表面
を凸型とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般家庭等で使用さ
れる電気湯沸かし器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電気湯沸かし器のヒータ
ーとしては、絶縁性を有するマイカにニクロム線を巻き
付けたものを、更にマイカで挟んだものを用いていた。
最近ではステンレスの薄板を打ち抜きヒーターを形成
し、それをマイカで挟んでヒーターユニットとしたもの
も（以下、「パンチングヒーター」と称する）ある。図
６にその構成を示す。

【０００３】図６は、容器底面のみを取り出し、上下逆
さまにしてその構成要素を分解して斜視図で示したもの
である。その概略を説明する。５１はステンレスからな
る容器底面５２との絶縁性を確保する為の第１の絶縁層
である集成マイカ、５３は保温時に所定の湯温を確保す
る為にＯＮ／ＯＦＦする１００Ｗの補助ヒーター、５４
は湯沸かし時に通電される１１００Ｗの主ヒーター、５
５は主ヒーター５４と補助ヒーター５３の絶縁を確保す
る為に第２の絶縁層である集成マイカ、５６は主ヒータ
ー５４と外部との絶縁を確保する為の第３の絶縁層であ
る集成マイカである。また５７〜５９は各ヒーターに通
電する為のステンレスからなるヒーター端子であり、各
ヒーターとは溶接により接合されている。ここでヒータ
ー端子５８は主ヒーター５４と補助ヒーター５３共通の
ヒーター端子である。実際には絶縁層５１から絶縁層５
６まで一体化され、ヒーターユニット６０を形成してい
る。

【０００４】また図６に於ける絶縁層及びヒーターをセ
ラミック及び金属成分をベースとしたペーストを印刷す
ることにより形成する方法も一部提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のような
ヒーター構成では、ヒーターユニットとしての熱容量が
大きくなる為、通電開始時にお湯に熱が伝わり始めるの
が遅くなったり、湯沸かし終了後もヒーターユニットの
余熱がお湯に供給され続け、水蒸気からなる気泡の発生
停止が遅くなったりする。この為、湯沸かし時間が長く
なったり、湯沸かし終了直後に出湯をされた場合、発生
され続けた気泡の一部が、出湯用のポンプ内部まで吸い
込まれ、出湯量が低下したりする。特に容器の内面にフ
ッ素コーティングを施した場合は、その表面の撥水特性
より発生する気泡が大きくなり、出湯量の低下が顕著で
あった。

【０００６】またお湯の温度を検知するサーミスター
は、通常ヒーターの近くに設置される為、ヒーターから
の熱の影響で、サーミスター自身の温度が湯温より高く
なり、湯温の制御精度が低下するといった課題があっ
た。

【０００７】またこのようなヒーター構成では、ヒータ
ーの消費電力やワット密度の設定にも限界があり、これ
以上湯沸かし時間を短くすることはできなかった。その
為、湯沸かし時のお湯の対流速度も現状のレベルが限界
であり、例えば浸漬タイプの浄水フィルターを入れて
も、電動ポンプによりお湯を浄水フィルター内に強制的
に通過させる方式程の浄水性能を得ることができなかっ
た。

【０００８】また、絶縁層及びヒーターからなるヒータ
ーユニットを印刷により形成した場合も、ステンレスか
らなる容器底面と印刷層の線膨張率の違いから、通電に
より歪みが生じ、ヒーターユニットの熱衝撃性等の耐久
性に問題があった。

【０００９】また、例えば特願平１０−５０５７９４号
に記載されたものでは、基板の凹ましその上に印刷層を
形成することが提案されているが、印刷性や精度の問題
から、実用には至っていない。

【００１０】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、耐久性に優れたヒーターユニットを精度良く印刷に
より形成させるものである。また湯沸かし時間が短く、
湯沸かし終了直後の出湯量低下もなく、湯温の検知精度
も高い電気湯沸かし器を提供することを目的とする。更
には、浸漬タイプの浄水フィルターでも浄水性能が十分
に発揮できる電気湯沸かし器を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
る為に、本発明の電気湯沸かし器は、その容器底面の外
側に、第１の絶縁層、発熱体層、第２の絶縁層からなる
ヒーターユニットを印刷により形成し、ヒーターユニッ
ト印刷面の形状として、ヒーターユニットが印刷された
側の表面を凸型としたものである。また凸型の形状とし
て、かまぼこ型、又は一定の曲線が円弧状に移動したと
きの軌跡の形状としたものである。或いは、ヒーターユ
ニット印刷面を平面としたものである。

【００１２】また、ヒーターユニット印刷面の面積を容
器底面の１／２以下としたり、浄水用フィルターを容器
内に浸漬させたり、或いは、ヒーターユニット印刷面の
上部に浄水用フィルターを配置させたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、容器底面
の外側に、第１の絶縁層、発熱体層、第２の絶縁層から
なるヒーターユニットを印刷により形成し、ヒーターユ
ニット面の形状として、ヒーターユニットが印刷された
側の表面を凸型としたことにより、加熱時の基材とヒー
ターとの膨張差による変形・反りを抑えることができ
る。具体的にはヒーターユニット印刷面の温度が上昇し
たとき、セラミック成分を含む絶縁層及び発熱体層から
なる印刷層よりも、ステンレス等の金属成分からなる容
器底面の方が膨張するため、上に凸になる様な力がかか
る。しかし本発明では最初から下に凸の形状にしてある
ので、上に凸になる力に対向し、容器底面の反りの変化
を抑えることができる。すなわち、印刷層に対して反り
方向の力がかからない為、クラック等が発生することも
なく良好な絶縁性及びヒーター特性を維持することがで
きる。仮に多少の反りが発生しても、印刷層には圧縮の
力がかかるため、印刷層にクラックは入りにくい。

【００１４】また、ヒーターユニット印刷面が凸になっ
ているため、スクリーン印刷等による厚膜の印刷が行い
やすいというメリットもある。

【００１５】また、容器の内側から見れば、容器底面が
凹型になっている為、湯沸かし時のお湯の対流も良好で
デッドスペースも発生しにくく、均一に効率よく湯沸か
しを行うことができる。

【００１６】また、温度検知用のセンサーを容器底面の
端部、すなわちヒーター面よりも上に形成することによ
り、容器内のお湯が極端に少なくなった場合も、まずセ
ンサー部がお湯から露出するため温度が上昇し、ヒータ
ー面が空炊きされる前に温度上昇を検知することが可能
である。仮に温度検知手段に異常が生じ、沸騰検知が遅
れた場合でも、ヒーター面に最後までお湯が残るので、
容器が空炊きされる可能性も抑えることができる。セン
サーの取り付け位置をヒータ面の中央部に持ってきた場
合も、ヒーター面よりも上にすることにより同様の効果
を得ることが出来る。

【００１７】また、ヒーターユニットを印刷で形成する
ことにより、マイカ等を用いた従来のヒーターよりも、
ヒーターユニット自身の熱容量が小さくなる為、通電停
止後、すぐに水蒸気の気泡発生が止まり、沸騰直後の出
湯時に出湯経路への気泡の巻き込みがなくなり、スムー
ズに出湯することができる。また、再沸騰などの通電時
も、ヒーターの熱がすぐにお湯に伝わり、水蒸気の気泡
が発生するため、再沸騰時間を極小化することができる
と共に、ユーザーに対しても湯沸かしの早さをビジュア
ルに表現できるため、商品価値を高めることができる。

【００１８】更には、複数の配線を同一平面に一度に形
成することができるため、ヒーター加熱パターンが広が
ると共に、それを実現するための製造工程・コストを抑
えることができる。また主ヒーターを保温等に使用する
補助ヒーターを同一面に形成できるため、製造コストを
抑えることができる。

【００１９】また、ヒーターを印刷により形成するた
め、パターンの自由度が高まる。例えばスクリーン印刷
により印刷する場合は、従来のステンレスの薄板を打ち
抜く方式よりもヒーターパターンを細かくすることがで
きる。これにより従来よりもヒーターの消費電力を高め
ることも可能である。

【００２０】請求項２記載の発明は、ヒーターユニット
印刷面の凸型形状をかまぼこ型とすることにより、ヒー
ター加熱時の反りを最低限に抑える効果を確保すると共
に、スクリーン印刷によりヒーターユニットを印刷する
場合、スクリーンの版を通してペーストを転写させるヘ
ラの形状を、ヒーターユニット印刷面のかまぼこ型の断
面と同じ形状にすることにより、ヘラが水平移動する単
純な印刷機で精度良く印刷することが可能である。

【００２１】請求項３記載の発明は、ヒーターユニット
印刷面の凸型形状として、一定の曲線が円弧状を移動し
たときの軌跡の形状とすることにより、同じくスクリー
ン印刷に於いて、所定の曲線形状のヘラを、前記円弧状
を移動するような構成、具体的にはヘラの回転移動軸を
ヒーターユニット印刷面の中心下方位置する構成とした
印刷機で印刷することにより、均一で精度の良い印刷層
を形成することが可能である。この形状は球面に極めて
近くすることが可能であるので、強度的にも非常に強い
ものを作ることができる。

【００２２】請求項４記載の発明は、容器底面に於い
て、ヒーターユニット印刷面を平面とすることにより、
最も単純なスクリーン印刷方法、すなわち被印刷面が平
面で、ヘラがその平面と平行に移動させる方法で印刷す
ることが可能であり、印刷制度が最も良くなると共に、
印刷設備としても最も安価なもので対応が可能である。
この場合の反りに対する強度は、印刷部分以外を曲面形
状等にすることにより確保することが可能である。

【００２３】請求項５記載の発明は、ヒーターユニット
印刷面の面積を容器底面の１／２以下とすることによ
り、ヒーターユニット印刷面の上部が加熱されたお湯の
上昇経路になると共に、温度の低いお湯が下降してくる
経路も十分に確保されるため、お湯の循環が良くなり、
効率よくスピーディーに湯沸かしを行うことができる。
この場合容器底面の凸型形状により、より循環効率良く
なるのは先にも述べた通りである。

【００２４】請求項６記載の発明は、浄水用フィルター
を容器内の液体に浸漬させることにより、上記の理由で
十分にお湯が循環しているため、浄水用フィルター内も
お湯が十分に循環し、電動ポンプ等で浄水フィルター内
にお湯を強制的に循環させる方式と同レベルの循環性能
を確保することが可能である。

【００２５】請求項７記載の発明は、浄水用フィルター
をヒーターユニット印刷面の上部に配置することによ
り、より強いお湯の対流が浄水用フィルター内を通過す
るため、浄水性能を更に高めることができる。

【００２６】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照にし
て説明する。

【００２７】（実施例１）図１は、第１の実施例の電気
湯沸かし器の断面図及び断面拡大図である。図１（ａ）
において、１は外ケースで、この外ケース１内に有底筒
状の容器２が収容されている。容器２は容器底面３及び
容器側面４等から構成されている。容器の板厚は底面及
び側面共に０．３ｍｍのものを用いた。容器側面４には
給水量の目安を示す水位線５が刻印されており、また容
器２の内面にはフッ素コーティングによる皮膜６が形成
されている。７は容器２を覆う上蓋である。また８の出
湯ボタンを押すことにより、その押し加減によって、容
器底面３に形成された液体出口９につながった電動ポン
プ１０の回転数が変化し、出湯パイプ１１を通して、吐
出口１２より液体が排出される出湯手段を備えている。
容器底面３の中央部は局部的に上に凸の形に加工され、
その部分にお湯の温度を検知する手段としてサーミスタ
ー１３が装着されている。サーミスター１３は温度制御
部１４に接続され容器内のお湯の温度をコントロールし
ている。

【００２８】容器底面３は下に凸の曲面形状をしてい
る。曲面の形状としてはヒーターユニット印刷面の最長
寸法を１５０ｍｍ、深さを１ｍｍの完全球面とした。す
なわち曲面の深さを最長寸法の１５０分の１とした。但
しサーミスター１３を設置する部分は球面上から上に１
ｍｍ押し上げた形状としている。ちなみに容器底面３は
直径１８０ｍｍの円形である。

【００２９】また図１（ｂ）の断面拡大図に示すよう
に、下側表面に第１の絶縁層１５、発熱体層１６、保護
層としての第２の絶縁層１７が順に印刷により形成され
ている。発熱体層１６及び第２の絶縁層１７の間に電気
導体層１８を印刷し、ヒーター通電のための端子として
いる。このようにして２つの絶縁層に挟まれたヒーター
ユニット２４を形成している。

【００３０】各層の印刷のパターンを、図２を用いて説
明する。最初に第１の絶縁層１５をヒーターユニット全
面に印刷・乾燥・焼成により形成する。次に発熱体層１
６及び電気導体層１８を同様に形成する。本実施例では
１１００Ｗ相当の主ヒーター２２と１００Ｗ相当の補助
ヒーター２３の２本を形成した。なお、印刷面積の制約
上、各ヒーターは連続したパターンにできない為、電気
導体層１８でつなぐことによりそれぞれ１本のヒーター
としている。ここで電気導体層１８は発熱体層１６と端
部で重なるように印刷している。最後に再びヒーターユ
ニット全面に第２の絶縁体層１７を形成した。但し端子
１９〜２１の中心部は第２の絶縁体層１７を印刷せず
に、電気導体層１８が露出するような構成にしている。
各層の印刷にはいずれもスクリーン印刷を用いた。版は
平面に張り、弾力性のあるヘラを押し込みながら移動さ
せることにより、ヒーターユニット面の曲面に対応し
た。ちなみに第１の絶縁層１５は約７５μｍ、第２の絶
縁層１７は５０μｍの厚さ、発熱体層１６及び電気導体
層１８は規定の印刷面積に於いて所定の抵抗値が確保で
きるよう膜厚を調整した。

【００３１】実際の湯沸かし試験ではこれらの端子１９
〜２１に銀ロウにてリード線を取り付け、発熱体層に通
電できるようにした。なお、端子１９は主ヒーター２２
と補助ヒーター２３の共通端子である。

【００３２】このようにして作製された容器底面３を容
器側面４とレーザーにより円周溶接し容器２を作製し
た。この容器を電気湯沸かし器の本体に組み込んだもの
をサンプル１とする。同様に容器底面を平面にしたもの
をサンプル２、同じくサンプル１と同様の曲率で上に凸
としたものをサンプル３として作製した。これらのサン
プルとパンチングヒーターを有する従来品とを用いて、
次の比較評価を行った。

【００３３】印刷性、湯沸かし性能(湯沸かし時
間、湯温)、実用耐久試験 評価の印刷性はスクリーン印刷での印刷具合を確認し
た。サンプル１及び２は問題なく印刷できたが、ヒータ
ーユニット面が上に凸、すなわち印刷方向から見ればヒ
ーターユニット印刷面が凹んだ形状のサンプル３は、ス
クリーン印刷では印刷ができなかった。その為湯沸かし
等の試験は行えなかった。

【００３４】評価の湯沸かし性能については、サーミ
スター１３及び温度制御機能部１４が沸騰を検知するま
での時間（以下「湯沸かし時間」と称する）とその時の
お湯の温度（以下「湯温」と称する）を測定した。湯沸
かし用の水は２０℃に調整したものを３Ｌ用いた。ここ
で湯温については沸騰検知終了直後に容器内のお湯を温
度が均一になるようにかき混ぜてから測定した。また湯
沸かし条件が同じになるように、電源には安定化電源を
用い、ヒーターバラツキを抑えるため、消費電力が同じ
になるよう入力電圧を調整した。サーミスター１３や温
度制御部１４を含む電気湯沸器本体はいずれも同じもの
を用いた。

【００３５】評価の実用耐久試験については、「定格
容量まで水を入れ、定格容量で湯沸かし後、湯を捨て
る」という操作を、目標の３６５０回まで行った。

【００３６】これらの結果を（表１）に示す。試験の
結果については、３６５０回まで異常なく湯沸かしが行
えた場合は○、それまでにヒーター断線等の不具合が生
じた場合はその回数を記載した。

【００３７】

【表１】

【００３８】（表１）からも明らかなように、サンプル
１、２は従来品と比較して湯沸かし時間が格段に短くな
っている。これは印刷により形成したヒーターユニット
の湯沸かし効率の高さを示すものである。また容器底面
が下に凸形状をしているサンプル１は、同平面形状のサ
ンプル２よりも、沸騰検知時の湯温が高くなっていた。
これは容器底面の形状効果により、お湯全体がより均一
に効率よく加熱されたことを示している。また、実用耐
久試験ではサンプルが目標回数以下の２０５０回でヒ
ーターが断線したが、これはヒーターユニット印刷面の
形状が平面であったため、湯沸かし毎のヒートサイクル
でヒーターユニット印刷面が変形を繰り返し、ヒーター
断線につながったものである。

【００３９】なお、本実施例では容器底面の板厚として
０．３ｍｍのものを用いたが、もちろんこれにこだわる
必要はなく、さらに厚いものを使用すればより発熱体の
耐久性が良くなる。具体的には０．８ｍｍ以上のものを
用いると、ヒーターユニット印刷面の反りの深さを０．
１ｍｍ、すなわち曲面の深さをヒータユニット印刷面最
長寸法の７５０分の１としても、実用的な耐久性は確保
された。

【００４０】またヒーターユニット印刷面の曲面の深さ
も、同最長寸法の１５０分の１としたが、もちろんこれ
にこだわる必要が無く、さらに深くすればより性能が高
まる。具体的には同１００分の１にすることにより、誤
使用ではあるが、容器底面に異物を落とされた場合で
も、ヒーターユニットに損傷を与えることなく使用でき
た。

【００４１】また発熱体層の印刷パターンとしては主ヒ
ーターと補助ヒーターの２本としたが、もちろんこれに
こだわる必要はなく、ヒーターを１本で形成したり、３
本以上の複数で形成するなどの自由度が高いのも、ヒー
ターユニットの特徴である。ヒーターパターンを複数に
することにより、ワット密度を均一化したり、万一、一
部が断線しても、残りのパターンで使用が可能な電気湯
沸かし等も提供することができる。また本実施例では、
主ヒーター、補助ヒーターのそれぞれを途中で分けて印
刷し、それを電気導体層で繋ぐ構成を取っているが、も
ちろんこれはすべとを繋げたパターンとしても良い。

【００４２】また、ここでは発熱体層と電気導体層をそ
の端部のみが重なるように印刷しているが、もちろんこ
れにこだわる必要はなく、例えば電気導体層全て、又は
端子取り出し部に相当する電気導体層を発熱体層の上に
印刷しても良い。このようにするとロウ付け等で接合し
たリード線に対する密着強度を高めることができる。

【００４３】（実施例２）容器底面３に於いてヒーター
ユニット印刷面の形状が異なるサンプル４〜６を、実施
例１と同様の方法で作成した。

【００４４】サンプル４はヒーターユニット印刷面３１
をかまぼこ型とした。この上にスクリーン印刷機を用い
て各層を印刷した。その印刷面の概略図を図３に示す。
かまぼこ型の深さとしては、稜線３２に対して垂直方向
の最長箇所両端を結んだ線３３との距離３４が１ｍｍ、
すなわち深さを１ｍｍとした。またヘラ及び印刷面の曲
線形状は円弧とした。印刷面は容器形状の制約からサン
プル１と同じく円形状とした。容器底面３の形状として
は、この印刷面のみを上記のかまぼこ型とし、他の部分
については印刷に悪影響を与えないと共に、容器側面４
との溶接ができるよう形状を調整した。このように作成
した容器底面３に於いて、各層の印刷はスクリーン印刷
機を用いて行った。ここではかまぼこ型の稜線をヘラ３
５の進行方向と合わせ、ヘラをかまぼこ型に合うよう変
形させた。このようにすることにより、ヒーターユニッ
ト印刷面全体を均一に印刷することができた。

【００４５】サンプル５は容器底面３のヒーターユニッ
ト印刷面の形状として、一定の曲線が円弧状に移動した
ときの軌跡の形状とした。これはスクリーン印刷でのヘ
ラの移動軌跡が極力球面に近くなるような工夫をし、そ
の動きに印刷面を合わせたものである。この印刷面の概
略図を図４に示す。ここでヘラ３５の曲線、すなわち印
刷面のｙ方向の曲線はサンプル４と同じ形状にした。更
に、ヘラ３５は印刷面中心の下方にｙ方向の回転中心軸
を持つ動きをするように工夫してある。円弧の形状とし
ては、ヘラ等と同じくｘ方向の印刷面最長距離１５０ｍ
ｍに対して１ｍｍの深さになる様に調整している。容器
底面３の形状としては、サンプル４と同じく、このヒー
ターユニット印刷面のみをヘラの動きに合わせた形状と
し、他の部分については印刷に悪影響を与えないと共
に、容器側面４との溶接ができるよう形状を調整した。
このような形状にすることにより、ヒーターユニット印
刷面の形状をより球面上に近づけると共に、ヒーターユ
ニット印刷面全体を均一に印刷することができた。

【００４６】サンプル６は容器底面３のヒーターユニッ
ト印刷面のみ、その形状を平面とした。その他の部分は
サンプル１と同じである。このサンプルへの印刷は、通
常の平面印刷用のスクリーン印刷機を使用した。

【００４７】これらのサンプル４〜６と実施例１のサン
プル１を用いて、次の比較評価を行った。

【００４８】ヒーターユニット印刷面の厚みバラツ
キ、空炊き耐久試験 評価のヒーターユニット印刷面の厚みバラツキは、第
１の絶縁層の厚みのバラツキを確認した。具体的には印
刷面端部の対角位置（サンプル５の場合は図４の３６）
の厚みと、サーミスター装着付近を除く最も中心に近い
部分（同じく３７）の厚みを測定し両者の比率を求めた
（端部厚み／中心部厚み）。

【００４９】評価の空炊き耐久試験は次のようにして
行った。各サンプルを容器に加工し、発熱体層に１００
Ｖの交流電源を通電する。加熱面中心部（図４の３８）
の温度が４００℃に到達した時点で通電を停止し、すぐ
に容器内に２５℃の水１Ｌを入れ、ヒートショックを与
える。容器温度が室温まで下がった後、水を捨て、容器
内面に付着した水滴も完全に拭き取る。この操作を１サ
イクルとして繰り返し行い、ヒーターが断線して通電し
なくなる回数を求めた。なおこれまでの評価から、この
回数としては通常２０回も持てば、実用上問題のないこ
とを確認している。これらの結果を（表２）に示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】（表２）からも明らかなように、サンプル
４〜６では膜厚のバラツキがサンプル１よりも１０％程
度良くなっており、ほぼ均一な膜厚に仕上がっていた。
この傾向は他の印刷層についても同様であった。また空
炊き耐久試験に於ける断線回数についても、サンプル４
及び５はサンプル１よりも大きく向上していた。ここで
サンプル５が最も良くなっているのは、ヒーターユニッ
ト印刷面の形状が球面にかなり近いため、ヒートショッ
クによる容器底面の変形が十分に抑えられていることを
示している。またサンプル６もサンプル１とほぼ同レベ
ルの空焼き耐久性を示しており、容器底面に於けるヒー
ターユニット印刷面以外の曲面形状が、ヒートショック
による変形に対して効果があることを示している。

【００５２】なお、本実施例では容器底面の板厚及びヒ
ーターユニット印刷面の曲面の深さは、実施例１と同様
の数値に設定したが、もちろんこれにこだわる必要はな
く、実施例１に記載した厚み、寸法にすることにより、
同様の効果を得ることが出来る。

【００５３】（実施例３）実施例１のサンプル１と同様
の電気湯沸かし器で、ヒーターユニット印刷面を容器底
面の１／２、すなわち直径９０ｍｍの円形としたサンプ
ル７を作成した。その他の形状等はサンプル１と同じで
ある。

【００５４】このサンプルとサンプル１を用いて、実施
例１と同様の湯沸かし性能を確認した。その結果を（表
３）に示す。

【００５５】

【表３】

【００５６】（表３）からも明らかなように、サンプル
７の方が少しではあるが湯温が高くなった。これは湯沸
かし時の上下の対流が十分に起こり、その分効率よく湯
沸かしが行えたことを示している。

【００５７】なお、本実施例では、ヒーターユニット印
刷面を容器底面の１／２としたが、もちろんこれにこだ
わることなく、容器底面の１／４から３／４の間で、サ
ンプル１よりも湯温が高くなることを確認している。

【００５８】（実施例４）電気湯沸かし器の本体とし
て、実施例１及び３で説明したサンプル１及びサンプル
７を用い、浄水性能の比較を行った。用いた浄水フィル
ターの形状と容器底面部への設置位置を図５に示す。
（ａ）は底面端部への設置位置、（ｂ）は印刷面上部へ
の設置位置を示す。底面端部への設置用の浄水フィルタ
ー４１及び印刷面上部への設置用の浄水フィルター４２
はいずれも容器の底面から１ｃｍの隙間を空けて固定さ
れている。浄水フィルターの構成を次に説明する。上下
を２０メッシュのステンレス金網４３を通して通水でき
るようにしたステンレス製の浸漬用浄水フィルター内
に、直径約１ｍｍの球状活性炭８．５ｇを正確に入れ
た。浄水フィルターの形状は、円弧型と円形との２種類
を作成した。金網の有効開口形状は浄水フィルターの形
状により調整したが、面積はいずれも１５平方センチメ
ートルとした。また浄水フィルターに詰めた活性炭の断
面積も金網の面積と同じく１５平方センチメートルとし
た。すなわち浄水フィルターの形状が異なっても、お湯
が通過する断面積は同じになるように設計している。

【００５９】これらの浄水フィルターをサンプル１及び
サンプル７の電気湯沸かし器に容器底部の所定の場所に
固定し、（表４）に示した組み合わせで比較評価を行っ
た。合わせて、従来品にそれぞれの浄水フィルターを同
様の位置に固定させたもの、及び図７に示す従来の循環
浄水型電気湯沸かし器も比較評価した。なお循環浄水型
電気湯沸かし器の浄水フィルター６１の金網有効開口面
積及び活性炭の投入量は他の評価と同条件になる様に調
整した。

【００６０】浄水試験の方法としては、塩素濃度を１．
０ｐｐｍ調整した原水を用い、電気湯沸かし器での通常
沸騰後の塩素濃度を測定し、その減少率を求めた。な
お、浄水フィルターに入れる活性炭は毎回新しいものを
用いた。また湯沸かし条件を合わせるために、サーミス
ターや温度制御機能部等の電気湯沸かし器本体は同じも
のを用いた。これらの評価結果も（表４）に合わせて示
した。

【００６１】

【表４】

【００６２】（表４）の評価結果からも明らかなよう
に、従来品の本体を用いた場合、浄水フィルターの位置
をどこに持ってきても、実験Ｃの循環浄水型並の浄水性
能は確保できなかった。これに対して実験Ｄでは循環浄
水型並の浄水性能を確保することができた。これは本発
明のヒーターの加熱効率の良さ及び容器底面形状による
対流の向上によるものと考えられる。また実験Ｅ〜Ｇで
は実験Ｄよりもさらに浄水性能が良くなっている。これ
は、ヒーターユニット印刷面の面積を小さくしてワット
密度を上げることにより対流がより大きくなることや、
ヒーターユニット印刷面の上部に浄水フィルターを設置
することにより、容器底面で加熱された直後のお湯が勢
い良く浄水フィルター内を通過することが要因であると
考えられる。

【００６３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、熱効率
や湯沸かし性能が良く、実用耐久性及び耐ヒートショッ
ク性に優れ、また、浄水性能に優れた電気湯沸かし器を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第１の実施例を示す電気湯沸か
しの断面図 （ｂ）同、容器底面拡大断面図

【図２】同、ヒーターユニット印刷パターン図

【図３】（ａ）本発明の第２の実施例を示す印刷機印刷
面の概略斜視図 （ｂ）同、断面図

【図４】同、他の印刷機印刷面の概略斜視図

【図５】本発明の第４の実施例を示す浸漬用浄水フィル
ターの設置位置を示す図 （ａ）底面端部への設置位置を示す図 （ｂ）印刷面上部への設置位置を示す図

【図６】従来のヒーターユニットの構成要素を示した分
解斜視図

【図７】同、電気湯沸かし器の断面図

【符号の説明】

１ 外ケース ２ 容器 ３ 容器底面 ４ 容器側面 ７ 上蓋 ８ 出湯ボタン ９ 液体出口 １０ 電動ポンプ １１ 出湯パイプ １２ 吐出口 １３ サーミスター １４ 温度制御部 １５ 第１の絶縁層 １６ 発熱体層 １７ 第２の絶縁層 ２４ ヒーターユニット ３１ ヒーターユニット印刷面 ４１ 底面端部設置用の浄水フィルター ４２ 底面印刷面上部設置用の浄水フィルター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 英明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4B055 AA35 BA02 BA13 BA22 CA03 CA71 CC66 DA02 DB02 DB21 DB22 4D024 AA02 AB11 BA02 BB05 BC01 CA04 CA11 DB03 4D064 AA17 BJ10 BK03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器底面及び容器側面等からなり液体を
   保持する容器と、前記容器を保持する外ケースと、前記
   容器を覆う上蓋と、前記液体を加熱するヒーターユニッ
   トと、前記液体の温度を検知する手段と、前記液体の温
   度に応じて前記ヒーターユニットの発熱量をコントロー
   ルする温度制御機能と、前記液体を前記容器内部から外
   に排出する手段を少なくとも有し、前記ヒーターは容器
   底面の外側に、基材の表面から順に第１の絶縁層、発熱
   体層、第２の絶縁層からなるヒーターユニットを印刷に
   より形成し、また前記ヒーターユニット印刷面が外側に
   凸型になる様にしたことを特徴とした電気湯沸かし器。
2. 【請求項２】 ヒーターユニット印刷面の凸型形状が、
   かまぼこ型であることを特徴とした請求項１記載の電気
   湯沸かし器。
3. 【請求項３】 ヒーターユニット印刷面の凸型形状が、
   一定の曲線が円弧状に移動したときの軌跡の形状を有す
   ることを特徴とした請求項１記載の電気湯沸かし器。
4. 【請求項４】 容器底面に於いて、少なくともヒーター
   ユニット印刷面が平面であることを特徴とする請求項１
   記載の電気湯沸かし器。
5. 【請求項５】 ヒーターユニット印刷面の面積が容器底
   面の１／２以下であることを特徴とした請求項１〜４の
   いずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
6. 【請求項６】 浄水用フィルターを容器内の液体中に浸
   漬させる構成を特徴とした請求項１〜５のいずれか１項
   に記載の電気湯沸かし器。
7. 【請求項７】 前記ヒーターユニット印刷面の上部に浄
   水用フィルターを配置したことを特徴とした請求項６記
   載の電気湯沸かし器。