JP2014227697A - Heat exchange unit and human body private part washing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換ユニットおよび人体局部洗浄装置に関し、さらに詳しくは、流体を加熱する熱交換ユニットおよびそのような熱交換ユニットを備える人体局部洗浄装置に関する。 The present invention relates to a heat exchange unit and a human body local cleaning device, and more particularly to a heat exchange unit that heats a fluid and a human body local cleaning device including such a heat exchange unit.
人体局部洗浄装置等に備えられ、所定の温度に加熱された温水を供給する熱交換ユニットにおいて、水の流路に金属など熱伝導率の高い材料よりなる伝熱板(感熱板、放熱板)を設け、トライアック等の発熱する電子部品や、温度ヒューズ等の安全装置を設ける構成が公知である。例えば、特許文献1においては、このような感熱板上に温度ヒューズを設け、流体の異常加熱温度を感熱板を介して瞬時に温度ヒューズに伝え、流体を加熱する瞬間式加熱手段への通電を瞬時にオフ状態とすることが図られている。また、特許文献2においても、放熱板(64a)にトライアック(64)が固定された構成が開示されている(特許文献2中図18等参照)。このような構成によれば、動作時に高温にまで発熱するトライアックを、流路を流れる水によって冷却することができる。
A heat exchange unit (heat sensitive plate, heat radiating plate) made of a material with high thermal conductivity, such as metal, in a water flow path in a heat exchange unit that is provided in a human body local cleaning device and supplies hot water heated to a predetermined temperature. A configuration in which a heat generating electronic component such as a triac and a safety device such as a thermal fuse are provided is known. For example, in
上記のように、熱交換ユニットの流路に設けた伝熱板に、発熱する電子部品や、流体の温度を検知する電子部品を密着させて設けることで、流路を流れる流体によって電子部品を冷却することや、流体の熱を電子部品に伝達することができる。このように、電子部品を伝熱板に密着させて固定する手段としては、通常はネジ留めが用いられる。例えば、特許文献2においては、図18において、放熱板(64a)に対してトライアック(64)がネジ留めされた構成が開示されている。 As described above, an electronic component that generates heat or an electronic component that detects the temperature of the fluid is provided in close contact with the heat transfer plate provided in the flow channel of the heat exchange unit, so that the electronic component is Cooling and transferring the heat of the fluid to the electronic component. As described above, screwing is usually used as means for fixing the electronic component in close contact with the heat transfer plate. For example, Patent Document 2 discloses a configuration in which a triac (64) is screwed to a heat radiating plate (64a) in FIG.
このように、伝熱板に電子部品をネジ留めすると、ネジの締結力によって、電子部品が破損してしまうおそれがある。ネジの締結力そのものにより、素子の内部に力学的負荷が印加されることに加え、電子部品の端子が基板にはんだ付け等によって固定され、その基板が基板ケース等の収容体に収容されている場合には、収容体中における基板の位置が遊隙の範囲内でずれた際に、はんだ付け部など端子固定部および/または伝熱板に電子部品を固定しているネジ締結部に力学的付加が印加されるからである。 As described above, when the electronic component is screwed to the heat transfer plate, the electronic component may be damaged by the fastening force of the screw. In addition to a mechanical load being applied to the inside of the element by the fastening force of the screw itself, the terminals of the electronic component are fixed to the substrate by soldering or the like, and the substrate is accommodated in a housing such as a substrate case. In some cases, when the position of the substrate in the container is deviated within the range of the play, the terminal fixing part such as a soldering part and / or the screw fastening part fixing the electronic component to the heat transfer plate is mechanically applied. This is because addition is applied.
本発明が解決しようとする課題は、流体の流路の途中に伝熱板が設けられ、伝熱板に接触させて電子部品が設けられた熱交換ユニットにおいて、電子部品を伝熱板に取り付けるための部材から印加される力学的負荷によって、電子部品が損傷を受けることが防止された熱交換ユニットを提供すること、そしてそのような熱交換ユニットを有する人体局部洗浄装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to attach an electronic component to a heat transfer plate in a heat exchange unit in which a heat transfer plate is provided in the middle of a fluid flow path and the electronic component is provided in contact with the heat transfer plate To provide a heat exchange unit in which an electronic component is prevented from being damaged by a mechanical load applied from a member for the purpose, and to provide a human body local washing device having such a heat exchange unit .
上記課題を解決するために、本発明にかかる熱交換ユニットは、流体が流れる流路を内部に有する流体容器と、前記流体容器の内部に設けられ、前記流路を流れる流体を加熱する加熱手段と、を備え、前記流体容器の壁面に、前記流体と接触し、前記流体容器の内側に臨む面と外側に臨む面との間で熱を伝達する伝熱板を有し、前記伝熱板の前記流体容器の外側に臨む面には、発熱する電子部品が配置され、前記電子部品は、押圧部材によって前記伝熱板に向かって押圧されて、前記伝熱板に密着されていることを要旨とする。 In order to solve the above-described problems, a heat exchange unit according to the present invention includes a fluid container having a flow path through which a fluid flows, and a heating unit that is provided inside the fluid container and heats the fluid that flows through the flow path. A heat transfer plate that contacts the fluid and transfers heat between a surface facing the inside of the fluid container and a surface facing the outside, on the wall surface of the fluid container, An electronic component that generates heat is disposed on a surface facing the outside of the fluid container, and the electronic component is pressed toward the heat transfer plate by a pressing member and is in close contact with the heat transfer plate. The gist.
ここで、前記押圧部材は、前記伝熱板に対して、締結手段によって締結固定されていることが好ましい。 Here, it is preferable that the pressing member is fastened and fixed to the heat transfer plate by fastening means.
また、前記電子部品は、複数であるとよい。 The electronic component may be plural.
本発明にかかる人体局部洗浄装置は、上記のような熱交換ユニットによって加熱された温水を人体局部洗浄用に供給することを要旨とする。 The gist of a human body local cleaning device according to the present invention is to supply hot water heated by the heat exchange unit as described above for human body local cleaning.
上記本発明にかかる熱交換ユニットにおいては、発熱する電子部品が伝熱板を介して、流路を流れる流体に熱的に接触しているため、流路を流れる流体によってその電子部品が冷却を受ける。ここで、電子部品は、押圧部材によって伝熱板の面に対して押圧されることで伝熱板上に取り付けられており、電子部品は、伝熱板の面内、つまり伝熱板に平行な面方向に拘束を受けない。したがって、電子部品は、伝熱板の面内に働く力学的負荷を受けない。電子部品の端子が基板に固定されている場合に、基板の位置にずれが生じた際にも、そのずれによって端子の固定部等に力学的負荷が印加されにくい。このように、電子部品に過剰な力学的負荷を印加することを回避しながら、電子部品を伝熱板と熱的に接触させた状態で、熱交換ユニットに取り付けることが可能となる。 In the heat exchange unit according to the present invention, since the heat generating electronic component is in thermal contact with the fluid flowing through the flow path via the heat transfer plate, the electronic component is cooled by the fluid flowing through the flow path. receive. Here, the electronic component is mounted on the heat transfer plate by being pressed against the surface of the heat transfer plate by the pressing member, and the electronic component is in the plane of the heat transfer plate, that is, parallel to the heat transfer plate. It is not constrained in the plane direction. Therefore, the electronic component is not subjected to a mechanical load acting in the plane of the heat transfer plate. When the terminal of the electronic component is fixed to the substrate, even if the position of the substrate is displaced, the mechanical load is hardly applied to the fixed portion of the terminal due to the displacement. As described above, the electronic component can be attached to the heat exchange unit in a state of being in thermal contact with the heat transfer plate while avoiding applying an excessive mechanical load to the electronic component.
ここで、押圧部材が、伝熱板に対して、締結手段によって締結固定されている場合には、伝熱板上での電子部品の位置を規定したうえで、電子部品を伝熱板に密着させることができる。また、締結手段によって押圧部材に印加する力を調整することで、押圧部材が電子部品に印加する押圧力を調整することができるので、電子部品を伝熱板上に押圧固定するのに必要十分な押圧力を得ることができる。 Here, when the pressing member is fastened and fixed to the heat transfer plate by fastening means, the position of the electronic component on the heat transfer plate is specified, and the electronic component is brought into close contact with the heat transfer plate. Can be made. Further, by adjusting the force applied to the pressing member by the fastening means, the pressing force applied to the electronic component by the pressing member can be adjusted, so that it is necessary and sufficient to press and fix the electronic component on the heat transfer plate. Can be obtained.
また、電子部品が複数である場合には、仮に電子部品をネジ留めによって伝熱板に固定するならば、電子部品と同じ個数のネジを用いて各電子部品を固定することが必要になるのに対し、押圧部材を用いることで、電子部品1つ1つに対してネジのような取付部材を使用することは必要でなくなる。これによって、電子部品の取り付けに要する部材および工程の数を節減することができるので、熱交換ユニットの製造コストを抑制することができる。 In addition, when there are a plurality of electronic components, if the electronic components are fixed to the heat transfer plate by screwing, it is necessary to fix each electronic component using the same number of screws as the electronic components. On the other hand, by using the pressing member, it is not necessary to use a mounting member such as a screw for each electronic component. As a result, the number of members and processes required for mounting the electronic component can be reduced, and the manufacturing cost of the heat exchange unit can be suppressed.
本発明にかかる人体局部洗浄装置は、上記のような熱交換ユニットを有し、熱交換ユニットの制御に要する発熱する電子部品が、力学的負荷を受けることなく伝熱板に密着されている。よって、電子部品に加えられる力学的負荷による電子部品の損傷等の影響を受けることなく、熱交換ユニットの流路を流れる流体による電子部品の冷却の効果を得ながら、安定的に局部洗浄用の温水の供給を行うことができる。 The human body local cleaning apparatus according to the present invention includes the heat exchange unit as described above, and the heat-generating electronic components required for controlling the heat exchange unit are in close contact with the heat transfer plate without receiving a mechanical load. Therefore, without being affected by the damage of the electronic component due to the mechanical load applied to the electronic component, the effect of cooling the electronic component by the fluid flowing through the flow path of the heat exchange unit is obtained, and the local washing can be stably performed. Hot water can be supplied.
以下、本発明の実施形態にかかる熱交換ユニットついて図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, a heat exchange unit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第一の実施形態にかかる熱交換ユニット1のそれぞれ側面図および底面図であり、図2は図1(b)のA−A断面図である。熱交換ユニットは、熱交換器や流体加熱装置とも称され、内部に流入された流体を所定温度に加熱し、外部に供給するものである。以下では、熱交換ユニットによって加熱される流体を水として説明を行う。
FIG. 1 is a side view and a bottom view, respectively, of a
本実施形態にかかる熱交換ユニット1においては、通電により水を加熱できるヒータ(加熱手段)12が流体容器10の中に挿入されている。流体容器10は、公共水道等の水源から水が流入する流入口13と温水が流出する流出口14とを備え、水源から供給された低温の水をヒータ12により加熱し、連続的に温水を流出口14から外部に供給することができる。
In the
ヒータ12は電力により水を加熱することができる絶縁性の高いヒータである。熱交換ユニット1全体を小さく設計すること等を考慮すると、内壁面及び外壁面の両方に加熱部を有する中空円筒形のセラミックヒータを例示することができる。ヒータ12の出力は、入力される電流量を調整することで制御される。このヒータ12への入力電流量の調整は、後述するように、流体容器10の外側に設けられたトライアックによって行われる。
The
流体容器10の内部には、ヒータ12が収容され、水が流通する流路Cが形成されている。本実施形態において、流体容器10は、底面が封止された略円筒形の形状を有する。ヒータ12は、円筒形の加熱部の中心軸が流体容器10の長手方向軸に平行になるように、流体容器10に取り付けられている。ヒータ12の先端部は流体容器10の底部には接触していない。
Inside the
流入口13は、ヒータ12の上端の開口部であり、水が水源から流入口13を通ってヒータ12の円筒体の内部に流入する。流出口14は、流体容器10の壁面に設けられた開口部である。図2に示すように、流体容器10の内部には、流体容器10の壁面と、ヒータ12とによって区画されて、水が流れる流路Cが形成されている。つまり、ヒータ12端部の流入口13から入った水は、ヒータ12の円筒体内をヒータ12の軸方向に流れ、ヒータ12先端部に至る。水は次にヒータ12の先端部からヒータ12の外壁面と流体容器10の外壁の間の空間に移動し、流体容器10底部から、流体容器10の長手方向沿って流出口14へと流れる。水はこの流路Cを流れる間に、ヒータ12との接触によって加熱される。
The
熱交換ユニット1は、上記各部材に加え、加熱された温水の温度を検出する温度センサや、水の流入および/または流出を調節するバルブ、水流計、各種安全装置等を適宜備えることができる。
The
図2に示すように、流体容器10の側壁面10aには、貫通穴15が形成され、この貫通穴15が、伝熱板20によって閉塞されている。つまり、流体容器の側壁面10aの一部が伝熱板20より形成された状態となる。伝熱板20の内側面20aは、流体容器10内の流路Cを流れる流体と接触し、外側面20bは、流体容器10の外側の環境に露出している。伝熱板20は、高い熱伝導率を有する板材よりなる。伝熱板20の材質としては、銅をはじめとする金属を例示することができる。伝熱板20の高い熱伝導率のために、伝熱板20の内側面20aと外側面20bの間では、熱伝達が起こる。つまり、伝熱板20の内側面20aと接触する水と、外側面20bに接する物質が、伝熱板20を介して熱的に接触した状態となる。伝熱板20は、流体容器10の側壁面を構成する壁面部21と連続して、熱交換ユニット1の側壁面を構成しない電子部品取付部22を有する。
As shown in FIG. 2, a through
図1に示すように、伝熱板20には、電子部品取付部22に密着して、発熱する電子部品30が設けられている。発熱する電子部品30とは、例えばトライアックである。トライアックは、前述のとおり、ヒータ12の入力電流を制御することによって、流路Cを流れる水を加熱する温度を調整するものである。本実施形態においては、電子部品30は2個設けられており、そのオン/オフ状態の組み合わせにより、ヒータ12の出力を段階的に制御することができる。電子部品30は、内部に素子等を有する本体部30aに加え、本体部30aに隣接して、板状の取付部30bを有している。なお、図1および図4〜8においては、電子部品30が実装される基板等を省略して示している。
As shown in FIG. 1, the
伝熱板20の電子部品取付部22への電子部品30の取り付けは、ネジ等の締結部材を用いることなく、押圧部材たるカバー40の押圧力によってなされている。カバー40は、断面略矩形のスリーブ形状を有している。カバー40の対向する側面43,43間の間隔Dwは、伝熱板20の幅と同じかそれよりも広く形成され、カバー40の相互に対向する押圧面41と基面42の間隔Dhは、伝熱板20と電子部品30の取付部30bの合計の厚さと同じかそれよりもわずかに小さく形成されている。
The
伝熱板20の外側面20b上における所定位置に電子部品30が配置された状態で、カバー40が、伝熱板20の電子部品取付部22の端縁から、電子部品30の取付部30bと伝熱板20の電子部材取付部22を挟みこむように取り付けられる。そして、カバー40の押圧面41が電子部品30の取付部30bに接触し、基面42が伝熱板20の電子部品取付部22に裏側から接触する。カバー40の押圧面41と基面42の間隔Dhが伝熱板20と電子部品30の合計の厚さと同じかそれよりもわずかに小さく形成されていることから、カバー40の取り付けに際し、電子部品30と伝熱板20は、カバー40の押圧面41と基面42の間の空間に圧入され、カバー40の押圧面41と基面42から、内側に向かう押圧力を受ける。これにより、電子部品30が、伝熱板20の電子部品取付部22に対して押圧され、伝熱板20上に密着される。
In a state where the
このように、流路Cの外壁を構成し、流路Cを流れる水に直接接触する伝熱板20に密着して電子部品30が設けられていることで、電子部品30と流路Cを流れる水とが伝熱板20を介して熱的に接触し、電子部品30が動作時に発熱しても、流路Cを流れる水によって電子部品30を冷却することができる。このように電子部品30を冷却することで、電子部品30を継続して安定に動作させることができる。動作時に発熱する部品の代表として、トライアックが挙げられるが、トライアックは動作時に非常に高温まで発熱する部材であり、容易に100℃前後にまで加熱される。よって、流路Cを流れる水はヒータ12によって加熱されているものの、通常はトライアックよりも低温であり、流路Cを流れる水を使用してトライアックの冷却を行うことができる。特に、熱交換ユニット1が人体局部洗浄装置に使用される場合には、熱交換ユニット1が供給する温水温度の上限は、人体に接触しても過度に熱いと感じられない温度(例えば40℃程度)であるので、流路Cを流れる水の温度はトライアックの発熱温度に比べてはるかに低く、トライアックを効率的に冷却することができる。
In this manner, the
本実施形態にかかる熱交換ユニット1においては、上記のように、伝熱板20に対する電子部品30の密着が、ネジのように電子部品30を伝熱板20の面外方向のみならず面内方向にも強固に固定する締結部材ではなく、伝熱板20の面に向かって電子部品30を押圧するカバー40によってなされている。これにより、電子部品30は伝熱板20の面内方向に力学的拘束を受けない。通常、トライアックのような電子部品30は、取付部30bに形成された貫通孔30cを利用してネジ留めによって他の部材に固定することが可能なように設計されており、締結トルクの上限値が規定されているが、ネジ留めに際し、上限値を超えた締結トルクを容易に与えることができる。すると、電子部品30に対して面内でひずませる方向に変形させるような過度の力が働き、電子部品30に損傷を与えるおそれがある。これに対し、カバー40のような押圧部材によって、電子部品30を伝熱板20に押し付けるだけで伝熱板20に密着させる場合には、電子部品30にひずみを与えるような力学的負荷は与えられず、伝熱板20との間に密着を形成するための部材によって電子部品30に損傷を与えるようなことは回避される。また、カバー40が電子部品30に加える押圧力は、カバー40の材質と形状、特に押圧面41と基面42との間隔Dhによって規定され、ネジの締結力のような取り付け作業におけるパラメータには依存しないため、取り付け作業方法などに依存して電子部品30に損傷を与えるほどの押圧力が印加されることも回避できる。カバー40は、押圧面41と基面42を結ぶ方向に弾性変形しやすく、圧入によって電子部品30に押圧力を与えやすいように、樹脂よりなることが好適である。
In the
また、電子部品30が、端子31をはんだ付け等することで、基板等に固定されている場合には、押圧部材を使用して電子部品30が伝熱板20に対して密着され、伝熱板20の面内方向に力学的拘束を受けていないことの効果が一層大きく発揮される。この種の基板は、水を使用する環境に設けられるため、絶縁性を確保する必要性から、樹脂製の基板ケースに収容され、基板ケースと基板の間の空隙にポッティング樹脂が充填されることが一般的である。基板ケースやポッティング樹脂と基板との間には、不可避的に遊隙が存在し、基板はこの遊隙の範囲内で移動することができる。この場合に、電子部品30に伝熱板20に対する面内の力学的拘束を与えるネジのような締結部材で締結されていると、その締結部や基板と端子31との間の取付部(はんだ付け部)に伝熱板20の面内方向に作用する力学的負荷が印加される。これに対し、上記実施形態のように押圧部材によって、伝熱板20の面内方向への力学的拘束がない状態で電子部品30が伝熱板20に密着されている場合には、電子部品30が伝熱板20の面内方向に移動可能であり、基板の移動を吸収することができるので、電子部品30本体や基板と端子31との間の固定部に、面内方向に作用する力学的負荷が印加されることが回避される。
In addition, when the
さらに、ネジ等の締結部材ではなく、カバー40のような押圧部材によって電子部品30が伝熱板20に密着されていることにより、電子部品30を固定するための締結部材が不要となり、その締結工程も不要となる。本実施形態においては、電子部品30が複数個設けられ、それらが単一のカバー40によって伝熱板20に密着されているので、電子部品30が1個しか設けられない場合と比較して、締結部材の排除とその締結工程の排除による熱交換ユニット1の製造コストの削減の効果が大きく得られる。なぜなら、電子部品30を締結固定する場合には、その個数と等しい締結手段が必要となり、締結工程もその個数分増加することになるが、上記のようなカバー40で押圧する場合には、電子部品30の個数によらず、カバー40は1個で済み、カバー40を取り付けて電子部品30を押圧する工程も1回で済むからである。上記のカバー40においては、電子部品30を押圧面41で押圧することから、押圧面41の広ささえ十分にあれば、複数の同形状の電子部品30に押圧力を及ぼすことが容易に行える。ただし、電子部品30が1個のみ設けられる場合にも、押圧部材の適用による製造コスト削減の効果はそれほど大きくないものの、上記のような電子部品30の損傷回避の効果は同様に享受することができる。
Furthermore, since the
電子部品30が基板に実装される場合に、基板はどのような機構によって流体容器10に対して固定されてもよい。一例として、図3に示すような基板の固定構造を示すことができる。図3(a)に、伝熱板20と電子部品30、基板ケース50、基板55の部分のみを抜き出した斜視図を示す。また、図3(b)にはこれを流体容器10の側壁面10aに取り付け、さらにカバー40を取り付けた状態の側面図を示す。
When the
図3の例では、伝熱板20は、壁面部21と電子部品取付部22の間に段差23を有し、壁面部21と電子部品取付部22の面が略平行になっている。そして、基板ケース50の平坦な底面50aが、流体容器10の側壁面10aに取り付けられた伝熱板20の壁面部21に密着され、ネジ留めによって伝熱板20に固定されている。伝熱板20の電子部品取付部22は、流体容器10の側壁面10aと接触しておらず、側壁面10aとの間に距離を有する。
In the example of FIG. 3, the
ここで、電子部品30は、基板55の端縁55aの近傍に実装され、基板ケース50の端縁50bの外側に突出するように配置されている。そして、伝熱板20の壁面部21と電子部品取付部22との間の段差23の高さが、この時の電子部品の裏面33と基板ケース50の底面50aの高さの差に等しく形成されている。すると、図3(b)のように、電子部品30が実装された基板55を収納した基板ケース50を伝熱板20の壁面部21に密着させて取り付けると、段差23の効果によって自動的に、電子部品30の裏面33が伝熱板20の電子部品取付部22に接触する状態となる。この状態で伝熱板20の電子部品取付部22にカバー40を挿入し、電子部品30の取付部30bと伝熱板20の電子部品取付部22を挟み込むことで、電子部品30を押圧して伝熱板20に密着させることができる。
Here, the
このように、熱交換ユニット1の制御に必要な基板55を流体容器10の側壁面10aに固定することで、熱交換ユニット1全体を、とりわけ長手方向と直交する方向について、コンパクトに設計することができる。このことは、熱交換ユニット1が、限られたスペースに配置されることが求められる人体局部洗浄装置に使用される場合に、特に有効である。また、伝熱板20に段差23を形成して、電子部品取付部22を流体容器10の側壁面10aから離れた状態としておくことで、電子部品取付部22へのカバー40の取り付けを容易に行うことが可能となっている。
Thus, by fixing the board |
上記の本発明の第一の実施形態にかかる熱交換ユニット1には、種々の変形形態が考えられる。上記第一の実施形態にかかる熱交換ユニット1においては、伝熱板20に対するカバー40の位置決めは、カバー40から伝熱板20および電子部品30への押圧力によってのみ行われたが、図4にカバー50近傍の構造を示す第二の実施形態においては、ネジ(締結手段)54によってカバー50が伝熱板20に締結固定されている。
Various modifications can be considered for the
カバー50の押圧面51および基面52には、それぞれネジ54を挿通可能な貫通孔が形成されている。伝熱板20にもネジ54を挿通可能な貫通孔が形成されている。カバー50の取り付けに際しては、カバー50に電子部品30および伝熱板20を挟み込んだ状態で、カバー50の押圧面51および基面52の貫通孔と伝熱板20の貫通孔の位置を合わせ、それらにネジ54を挿入し、ナット54aを用いて締結すればよい。
Each of the
このように、ネジ54を用いてカバー50を伝熱板20に固定することで、カバー50が伝熱板20に対して位置決めされ、その結果として、このようなネジを用いない場合と比べて、電子部品30が伝熱板20に対してよく位置決めされた状態で伝熱板20に向かって押圧され、電子部品30が安定に保持された状態で伝熱板20に密着される。また、ネジ54の締め込みの程度を、カバー50を構成する材料が弾性変形可能な範囲内で調整することで、カバー50から電子部品30に及ぼされる押圧力を調整することができる。つまり、ネジ54を深く締め込むほど、カバー50の押圧面51と基面52の間の間隔Dhを狭める方向にカバー50の押圧面51および/または基面52が弾性変形され、挟み込まれる電子部品30に及ぼす押圧力が大きくなる。このように、カバー50が電子部品30に対して及ぼす押圧力が調整可能であることで、電子部品30の伝熱板20に対する密着に必要十分な押圧力を容易に実現することができる。また、電子部品30の寸法や伝熱板20の厚さに多少のばらつきがあっても、それらのばらつきをネジ54の締め込みの程度の調整によって吸収することができる。なお、締結方法は、基面52に貫通孔を形成し、押圧面51へネジをタッピングする構成にしてもよい。この場合、ナット54aなくすことができる。
Thus, by fixing the
このようなネジ54を用いてカバー50を伝熱板20に固定するとともに、カバー50を弾性変形させて押圧力を調整する構成の変形形態として、第三の実施形態について、カバー60の構成を図5に示す。ここでは、カバー60の押圧面61の内側に、ネジ64が挿通されているカバー60の中央部から両側の2つの電子部品30が配置される領域に向かって、基面62との間隔が狭くなる傾斜面65が形成されている。また、電子部品30が配置される部分よりも両端部側の領域には、押圧面61の板厚が、ネジ64が挿通される中央部の板厚よりも薄くなった薄肉部66が形成されている。さらに、電子部品30が配置されない部位に、押圧面61からカバー60内側に向かって突出して、突起67が設けられている。
As a modification of the configuration in which the
上記第二の実施形態におけるように、押圧面51の内側の面が平坦である場合には、カバー50の中央部にネジを配置し、伝熱板20に締結した場合に、ネジに近い領域の押圧面51は相対的に大きく弾性変形し、基面52との間の距離が近くなるのに対し、ネジから遠い領域の押圧面51は相対的に弾性変形の程度が小さく、基面52との距離があまり近くならない。よって、ネジ54に近い部位ほど、電子部品30に対して高い押圧力が及ぼされることになる。しかし、本実施形態においては、押圧面61の内側面に、ネジ64からの距離が遠くなるほど基面62との距離が近くなる傾斜面65が設けられているため、押圧面61と基面62の間に電子部品30を配置して、カバー60中央部のネジ64を締め込んだ際に、電子部品30を均等に面で押圧しやすくなる。また、ネジ64から遠い位置に薄肉部66が設けられていることで、他の部位よりもこの部位がたわみやすくなっている。このことも、ネジ64を締め込んだ際に電子部品30に及ぼされる締結力を均一にするのに寄与する。これらの効果により、電子部品30が伝熱板20に均等に密着され、均等に冷却されるようになる。
As in the second embodiment, when the inner surface of the
さらに、押圧面61の内側に突起67が設けられることで、ネジ64の締め込みの深さを規制することができる。突起67が基面62に当接すると、それ以上にはネジ64を締め込むことができないからである。上述のように、押圧によって電子部品30を伝熱板20に密着させることで、ネジ等の締結部材を用いる場合よりも電子部品30に加えられる力学的負荷を大きく低減することができるが、押圧力が過度に高くなると、電子部品30に与える力学的負荷が無視できなくなることも起こりうる。突起67によってネジ64の締め込みの深さを規制することで、このような事態を防止することができる。突起67は、ネジ64の過度の締め込みによるカバー60自体の破損を防止する役割も果たす。
Furthermore, the
上記第二の実施形態および第三の実施形態と同様に、カバーを伝熱板20に対し固定できる構成として、図6の第四の実施形態の構成を挙げることができる。ここでは、ネジの代わりに、爪状の係合部材を用いてカバーの固定を行う。第四の実施形態におけるカバー70は、押圧面71と、押圧面71から突出した係合爪72を有してなる。上記各実施形態のように、押圧面に対向する基面は有していない。係合爪の先端部72aには、鉤形の構造が形成されている。そして、伝熱板20には、係合爪72を挿入して鉤形の先端部72aを係合可能な係合孔が形成されている。電子部品30を伝熱板20の電子部品取付部22に配置した状態でカバー70の係合爪72を伝熱板20の係合孔に挿入し、先端部72aを係合させることで、カバー70の押圧面71と伝熱板20の電子部品取付部22とで電子部品30を挟み込み、伝熱板20に密着させる。
As in the second embodiment and the third embodiment, the configuration of the fourth embodiment in FIG. 6 can be cited as a configuration that can fix the cover to the
この場合にも、ネジを用いてカバーを伝熱板20に固定する第二の実施形態および第三の実施形態の場合と同様に、カバー70を伝熱板20に対して位置決めし、その結果として、電子部品30を安定に保持した状態で伝熱板20に密着させることができる。第二の実施形態および第三の実施形態の場合とは異なり、係合爪72の高さによって押圧面71と伝熱板20の間の距離が規定されるので、電子部品30に及ぼす押圧力を個別に調整することはできないが、ネジの締結工程に比べて簡便に実行できる係合爪72の係合孔への挿入と係合という工程のみによって、簡便にカバー70を伝熱板20に固定し、電子部品30を伝熱板20に密着させることができる。
Also in this case, the
以上4つの実施形態においては、平坦な面を有するカバーを用いて、面で電子部品30を押圧し、伝熱板20に密着させたが、このような形態の他に、クリップ状の押圧部を有するカバーを用いて伝熱板20を押圧する構成を示すことができる。図7に示す第五の実施形態においては、カバー80が、平面部82とクリップ部81とを有してなる。クリップ部81は、平面部82と連続する板材を断面略J字状に湾曲させ、さらにその先端部を、曲げ返し部81aにおいて平面部82と反対側に曲げ返した形状を有し、平面部82側に向かって付勢されている。
In the above four embodiments, the cover having a flat surface is used to press the
カバー80は、ネジ83を用いて平面部82をネジ留めすることで伝熱板20に固定される。そして、クリップ部81の断面J字部分を広げるようにたわませて、クリップ部81と伝熱板20の間の空隙に電子部品30が挟み込まれる。これにより、電子部品30はクリップ部81と曲げ返し部81aで接触し、クリップ部81が平面部82側へ向かって付勢されている力によって、伝熱板20に向かって押圧され、伝熱板20に密着される。
The
クリップ部81において、大きな力で電子部品30を押圧できるように、本実施形態にかかるカバー80は金属よりなることが好適である。金属は、板バネとしたときに高いバネ性を発揮するからである。また、電子部品30をクリップ部81に挟み込まない状態における曲げ返し部81aと伝熱板20の間の距離は、想定される寸法公差の範囲内で最小の電子部品30の厚さと同じか、それよりも小さく設定しておけばよい。すると、寸法公差の範囲内でどのような厚さの電子部品30が挟み込まれたとしても、クリップ部81の曲げ返し部81aで電子部品30を押圧することができる。
In the
このように、金属製のクリップ部81を有するカバー80を備えた形態の変形例として、カバー80を伝熱板20から独立した部材として形成せず、伝熱板20の端部を湾曲させて、伝熱板20と一体にクリップ部81を形成することもできる。すると、部品点数を削減することができる。
As described above, as a modification of the embodiment including the
以上の各実施形態においては、トライアックに代表される発熱する電子部品30が、流体容器10の流路Cの壁面の一部を構成する伝熱板20に密着され、冷却されたが、伝熱板20上に、流路Cを流れる水の異常加熱を検知して作動する安全装置を同時に設けることもできる。この種の安全装置としては、ヒータ12への電源供給回路に挿入された温度ヒューズを挙げることができる。図8に第六の実施形態として、第四の実施形態の構成をもとに、温度ヒューズ35の取り付け構造が付加された形態を示す。つまり、発熱する電子部材を押圧しているカバー90の押圧面91に、温度ヒューズ35の形状に沿った温度ヒューズ押圧部93と、温度ヒューズを位置決めするガイド部94が形成されている。そして、ガイド部94によって位置決めされた温度ヒューズ35が、温度ヒューズ押圧部93によって、電子部品30とともに伝熱板20に向かって押圧され、伝熱板20に密着されている。このように、温度ヒューズ35を伝熱板20上に密着させて配置しておくことで、水の異常加熱を敏感に検知し、ヒータ12への電源供給を迅速に遮断することができる。
In each of the embodiments described above, the heat generating
最後に、本発明の実施形態にかかる人体局部洗浄装置は、上記いずれかの実施形態にかかる熱交換ユニットを備えてなる。人体局部洗浄装置は、便座に備えられ、ノズルから温水を噴出することで、おしり洗浄やいわゆるビデ洗浄を行う。熱交換ユニットは、所定の温度に加熱した温水をノズルからの噴出用に供給する。 Finally, the human body local cleaning apparatus according to the embodiment of the present invention includes the heat exchange unit according to any one of the above embodiments. The human body local cleaning device is provided in the toilet seat, and performs butt cleaning or so-called bidet cleaning by ejecting hot water from a nozzle. The heat exchange unit supplies hot water heated to a predetermined temperature for ejection from the nozzle.
上記のように、熱交換ユニットに備えられる発熱する電子部品30が流路Cを流れる水によって冷却されることで、熱劣化が防止されている。加えて、その電子部品30が押圧部材によって伝熱板20に密着され、力学的負荷による損傷が回避されていることによって、力学的負荷の影響が電子部品30の劣化や動作の不安定化を引き起こすことが防止されている。これらの結果として、その電子部品30を含む熱交換ユニットが、安定に、かつ長寿命で運転される。そして、使用者は人体局部洗浄装置を長期にわたって快適に使用することができる。
As described above, the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、熱交換ユニットのヒータ(加熱手段)は、円筒形のものである必要はなく、流体容器中に構成される流路Cも、図2に示すような中空のヒータ12の内側領域から外側領域に至るようなものでなくてもよい。つまり、任意の形状のヒータおよび流路を有する熱交換ユニットにおいて、流路に接する流体容器の側壁面の一部に伝熱板を配置し、上記各実施形態に説明したような押圧部材を用いて、その伝熱板に発熱する電子部材を密着させることができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment at all, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the heater (heating means) of the heat exchange unit does not have to be cylindrical, and the flow path C configured in the fluid container also extends from the inner region of the
1 熱交換ユニット
10 流体容器
12 ヒータ
13 流入口
14 流出口
20 伝熱板
20a (伝熱板の)内側面
20b (伝熱板の)外側面
21 壁面部
22 電子部品取付部
30 (発熱する)電子部品
30a 本体部
30b 取付部
31 端子
40,50,60,70,80,90 カバー
41,51,61、71、91 押圧面
42,52,62 基面
54,64 ネジ
50 基板ケース
55 基板
65 傾斜面
66 薄肉部
67 突起
72 係合爪
81 クリップ部
81a 曲げ返し部
82 平面部
93 温度ヒューズ押圧部
C 流路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記流体容器の壁面に、前記流体と接触し、前記流体容器の内側に臨む面と外側に臨む面との間で熱を伝達する伝熱板を有し、
前記伝熱板の前記流体容器の外側に臨む面には、発熱する電子部品が配置され、
前記電子部品は、押圧部材によって前記伝熱板に向かって押圧されて、前記伝熱板に密着されていることを特徴とする熱交換ユニット。 A fluid container having a flow path through which fluid flows, and a heating unit provided inside the fluid container for heating the fluid flowing through the flow path,
The wall surface of the fluid container has a heat transfer plate that contacts the fluid and transfers heat between a surface facing the inside of the fluid container and a surface facing the outside.
On the surface facing the outside of the fluid container of the heat transfer plate, an electronic component that generates heat is disposed,
The heat exchange unit, wherein the electronic component is pressed against the heat transfer plate by a pressing member and is in close contact with the heat transfer plate.
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- 2013-05-21 JP JP2013106937A patent/JP2014227697A/en active Pending
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