JP2015135783A

JP2015135783A - シーズヒータ

Info

Publication number: JP2015135783A
Application number: JP2014007418A
Authority: JP
Inventors: 宇留野　信英; Nobuhide Uruno; 信英宇留野
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2015-07-27

Abstract

【課題】シーズヒータの固定する作業性の効率を向上する。【解決手段】上記の架台を解決するため、本発明のシーズヒータでは、金属パイプ１と、金属パイプ１の略中心に有し発熱する発熱線２と、発熱線２の両端に溶接し金属パイプ１の両端部から突出するターミナル４と、金属パイプ１内の発熱線２とターミナル４を配置した空間を充填して絶縁粉末３と、を備えるシーズヒータ１０において、金属パイプ１の端部の径を広げて二重に潰してリング状のリブ８を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、電気温水器や温水洗浄便座等の水を加熱貯湯する温水タンクに使用するシーズヒータに関する。

シーズヒータは、安全性が高くかつ耐食性に優れていることから電気調理機器や暖房機器、電気温水器等の熱源として幅広く使用されている。電気温水器は、タンクに貯水した冷水を温水に加熱し給湯する装置で、冷水を温水に加熱する手段としてシーズヒータが使用されている。シーズヒータはＯリング等のシールパッキンを用いタンクなどの液体容器に水密に取付けられる。

特許文献１に示すように、Ｏリングに通した直線状のシーズヒータを温水タンクに通して、シーズヒータにかしめたフランジで温水タンクに固定し、シーズヒータの外径と温水タンクとフランジでＯリングを潰して水密をとるものがある。

また、特許文献２に示すように、Ｕ字形シーズヒータの両端部に金属製のフランジをロウ付けなどで固定して水密をとるものもある。

さらに、特許文献３に示すように、パッキンを通した直線状のシーズヒータをパイプ状ケースに通して、シーズヒータに固定したフランジでパイプ状ケースのフランジに固定し、シーズヒータの外径とパイプ状ケースでパッキンを潰して水密をとるものもある。

特開２００１−９８６１９号公報特開平７−２１１４３９号公報特開２００１−３３６２０３号公報

しかし、特許文献１〜３に示すシーズヒータは、シーズヒータのパイプの他に固定のためのフランジをシースパイプにカシメたりろう付けして固定するため、フランジにはシーズヒータのパイプを通す丸穴が必要であり、その丸穴は、シーズヒータの外径に対して隙間を大きく設けると、カシメたりろう付けして固定するときにパイプに対してフランジが傾き易く、その場合にＯリング等のシール部材が偏荷重されたり或いはシーズヒータが傾いて固定される。また丸穴をシーズヒータの外径に対して隙間を小さく設けるとパイプに通して固定位置まで移動する途中で引っかかって時間がかる、など作業性が悪いという課題があった。

上記課題を解決するため、金属パイプと、該金属パイプの略中心に有し発熱する発熱線と、該発熱線の両端に溶接し前記金属パイプの両端部から突出するターミナルと、前記金属パイプ内の前記発熱線と前記ターミナルを配置した空間を充填して絶縁粉末と、を備えるシーズヒータにおいて、前記金属パイプの端部の径を広げて二重に潰してリング状のリブを設けた。

本発明のシーズヒータは、金属パイプに一体にリブを成形することからシーズヒータの固定作業の効率が向上する。

一実施例のシーズヒータの外観及び一部断面図同シーズヒータのリブを製作する治具の説明図（ａ）第一工程（ｂ）第二工程同シーズヒータを電気温水器の温水タンク取付け例の説明図同シーズヒータを用いた温水タンクの断面図

以下、本発明の実施例を、図１〜４を用いて詳細に説明する。なお、図１は、本実施例のシーズヒータの外観及び一部断面図、図２は本実施例のシーズヒータのリブを製作する治具の説明図、図３は本実施例のシーズヒータを電気温水器の温水タンクに取付ける説明図、図４は本実施例のシーズヒータを用いた温水タンクの断面図である。

まず、図１を用いて、シーズヒータ１０の構成を説明する。１はオーステナイト系ステンレス製の金属パイプである。金属パイプ１の表面にホーロー処理をする時は、金属パイプ１の表面にショットブラスト等で微細は凹凸を付け、パイプ１とホーローとの密着を高め、シーズヒータの通電と休止による発熱の繰り返しによるパイプ１の膨張と収縮が発生した時でも、ホーローの剥離、割れが生じないようにしている。２はコイル状の発熱線で、発熱線２の両端には電極となるターミナル４を溶接して固定され、金属パイプ１の中心に挿入している。３は金属パイプ１の中心に挿入した発熱線２と金属パイプ１の空間内部に充填する酸化マグネシウムからなる絶縁粉末である。そして、絶縁粉末３を内部に充填した金属パイプ１の絶縁粉末３の充填密度を上げるため金属パイプ１の外径を減径し焼鈍する。

次に、図２を用いて、本実施例のシーズヒータのリブ成形手順について説明する。図２（ａ）は第一工程、（ｂ）は第二工程である。

第一工程（ａ）で、金属製の治具２２の位置にシーズヒータ１０のターミナル４が位置するようにセットして、治具２１を用いて圧縮し、金属パイプ１の端部１ａの一部の径を広げて二重に潰すことで金属パイプ１の外周にリング状のリブ８ａを成形する。

次に、第二工程（ｂ）で、金属製の治具２４に金属パイプ１をセットして治具２３を用いて圧縮し、リブ８ａよりも金属パイプ１の端部１ａ側の一部の径を広げて二重に潰すことで金属パイプ１の外周に第２のリング状のリブ８ｂを成形する。

この加工方法は、金属パイプ１の中に絶縁粉末３を充填して圧縮、焼鈍した状態で加工することが可能であり、治具２１と治具２３によってシーズヒータ１０の端部１ａと端部１ａ側（絶縁粉末３の未挿入部）の外側と内側を保持し、また治具２１と治具２３の当接部２１ａ、２３ａによってシーズヒータ１０内部の絶縁粉末３を保持した状態で、治具２１と治具２３によって圧縮することでシーズヒータ１０の端部１ａ側（ターミナル４の絶縁粉末３の挿入部分）の変形を防止して、外側にリブ８を形成する。リブ８ａとリブ８ｂは二個一組に設けたリブ８である。

シーズヒータ１０の各々の端末に成形した２つのリング状のリブ８ａ、８ｂの間には、後述する金属パイプ１に装着するＯリング９（図３）を挟持する。そのため、リブ８ａ、８ｂは、使用するＯリング９の基準となるＯリング溝の寸法等を参照として設定する。例えば、金属パイプ１の外径に拡大するリング状のリブ８ａ、８ｂの外径との差がリブ８ａ、８ｂの高さとなり、使用するＯリング９の太さより、リブ８ａ、８ｂの高さを低くしてＯリングの潰し代を確保した。また、リブ８ａ、８ｂの間隔は、使用するＯリング９の太さと略同等または若干広く設けてＯリング９が収まり挟持する寸法を確保した。

その後、直線状のシーズヒータ１０をＵ字形状に成形する。Ｕ字成形を行った後に前記した端末のリング状のリブ８ａ、８ｂの成形を行っても良い。

次に、チューブ６（図１）をターミナル４に装着した後、金属パイプ１内に常温硬化型のシリコンゴム５（図１）を注入硬化させてチューブ６を固定する。最後に電線を接続するための端子板７をターミナル４（図１）に溶接して完成する。ここでは、金属パイプ１を平面上でのＵ字形状に曲げ、その平面と略平行に端子板７を取り付けた。また、端子板７の取り付けは、後述するふた部１２（図３）と固定ブッシュ１３（図３）の取り付けにより、金属パイプ１のＵ字形状でなす平面に対して端子板７は任意の角度に取り付けてもよい。

次に、図３、４を用いて、本実施例のシーズヒータ１０を温水タンク２０へ取付けた構造を説明する。

シーズヒータ１０の各々の端末に成形した２つのリング状のリブ８の間にＯリング９を装着しＯリング装着部１０ａを構成する。

１１は温水タンク底部で、温水タンク底部１１は金属でも、樹脂でもよく、深いコップ状である。温水タンク底部１１の底１１ｂに筒状に突出し温水タンク底部１１に水を供給する給水口１１ａを有する。上端部１１ｄは板厚が略同じ端部を示しているが、フランジ形状を備えてもよい。

１２はふた部で、樹脂製の浅い形状で温水タンク底部１１の上端部１１ｄと合致する下端部１２ｄを有する。下端部１２ｄは板厚が略同じ端部を示しているが、フランジ形状を備えてもよい。また、ふた部１２の上面１２ｅの一端には、筒状に突出し温水タンク２０の水を排出する排水口１２ａを有する。そして、ふた部１２の上面１２ｅの排水口１２ａと反対側の他端には、温水タンク２０内部へ貫通するサーミスタ取付け穴１２ｃを有し、サーミスタ取付け穴１２ｃの近傍にネジ１４を固定する固定穴１２ｆを有する。ふた部１２の上面１２ｅの排水口１２ａとサーミスタ取付け穴１２ｃとを結ぶ直線Ａと直行とする直線Ｂ上に、温水タンク２０内部へ貫通する筒部１２ｇを備え、シーズヒータ１０のＯリング装着部１０ａを挿入する穴部１２ｂを２箇有する。穴部１２ｂの筒部１２ｇの内径は、Ｏリング９の潰し代を考慮したＯリング９の仕様寸法等を参照として設定する。それにより、筒部１２ｇとシーズヒータ１０に装着されたＯリング９で水密を保たれる寸法に設定されている。そして穴部１２ｂと同一の直線Ｂ上に、ネジ１７を固定する固定穴１２ｈを有する。

１３は樹脂製でシーズヒータ１０を温水タンクふた部１２に固定する固定ブッシュである。固定ブッシュ１３は、シーズヒータ１０の端末のターミナル４と端子板７を通して略垂直に保つように厚さを備えた形状で、ターミナル４に端子板７を取り付けた形状を貫通させる丸穴とスリット穴が繋がった形状の貫通穴１３ａを略中央に備え、スリット穴の部分は、短手方向と同一に配置する。固定ブッシュ１３の長手方向の貫通穴１３ａの両端には、温水タンクふた部１２の固定穴１２ｈにネジ１７を固定するための止め穴１３ｂを有する。固定ブッシュ１３の貫通穴１３ａにシーズヒータ１０の端末のターミナル４と端子板７を通して、固定ブッシュ１３を水平方向に９０度回転することにより、貫通穴１３ａのスリット穴の部分が端子板７の横幅方向と９０度ずれることにより、固定ブッシュ１３の上面１３ｃに端子板７を係止して保ち、固定ブッシュ１３の下面１３ｄで金属パイプ１の端部１ａを当接して固定する。

次に、ふた部１２へのシーズヒータ１０の固定方法をする。

シーズヒータ１０を通電制御し適温の温水を得るために、温水の温度を検知するサーミスタセンサー１６を、Ｏリング１５を介しふた部１２のサーミスタ取付穴１２ｃに挿入し、ねじ１４で締め付けることで水密固定される。

シーズヒータ１０は、ふた部１２の穴部１２ｂの筒部１２ｇにシーズヒータ１０のＯリング装着部１０ａを挿入する。すると穴部１２ｂを通ってふた部１２の上面１２ｅからシーズヒータ１０の端末が突出する。そこで、シーズヒータ１０の端末のターミナル４と端子板７に、固定ブッシュ１３の貫通穴１３ａを通す。そして、固定ブッシュ１３を水平方向に９０度回転して、止め穴１３ｂとふた部１２の固定穴１２ｈにねじ１７を締めて固定する。すると固定ブッシュ１３の上面１３ｃで端子板７を係止し、固定ブッシュ１３の下面１３ｄで金属パイプ１の端部１ａを当接して固定される。このシーズヒータ１０のＯリング装着部１０ａとふた部１２の筒部１２ｇで水密するとともに、ふた部１２に固定ブッシュ１３を介して固定することで位置を固定する。

固定ブッシュ１３でこのように固定することで、温水タンク２０内で加熱することによって発生する圧力でシーズヒータ１０がふた部１２の外方向へ押出される方向で力が加わり、逆に温水タンク２０内で温度が下がる場合には、凝縮する力でシーズヒータ１０がふた部１２の内方向へ引き込まれる方向で力が加わるこれらの動きを抑えている。また、ターミナル４と端子板７は充電部となるので樹脂製の固定ブッシュ１３を用いている。

そして、シーズヒータ１０とサーミスタセンサー１６が装着された温水タンクふた部１２と温水タンク底部１１を熱溶着または振動溶着によって水密接合して温水タンクが完成する。ふた部１２と温水タンク底部１１は相互にフランジを有してゴムパッキンを用いたねじ止め方式で固定しても良い（図示なし）。

本実施例によれば、金属パイプ１と、金属パイプ１の中心に有するコイル状の発熱線２と、発熱線２の両端に溶接した電極となるターミナル４と、金属パイプ１内の発熱線２とターミナル４を配置した空間を充填する絶縁粉末３と、を備えるシーズヒータ１０において、金属パイプ１に絶縁粉末３で充填し減径と焼鈍したシーズヒータ１０の両端末部に金属パイプ１を成形して金属パイプ１に装着するＯリング９を挟持するリング状のリブ８を二個一組に設けたので、温水タンク２０などにシーズヒータ１０を固定する作業性の向上が得られるという利点がある。

１金属パイプ、１ａ端部、２発熱線、３絶縁粉末、４ターミナル、７端子板、８リブ、９Ｏリング、１０シーズヒータ、１２ふた部、１２ｂ穴部、１２ｅ上面、１３固定ブッシュ、１３ａ貫通穴、１３ｃ上面、１３ｄ下面、２０温水タンク

Claims

金属パイプと、
該金属パイプの略中心に有し発熱する発熱線と、
該発熱線の両端に溶接し前記金属パイプの両端部から突出するターミナルと、
前記金属パイプ内の前記発熱線と前記ターミナルを配置した空間を充填して絶縁粉末と、を備えるシーズヒータにおいて、
前記金属パイプの端部の径を広げて二重に潰してリング状のリブを設けたことを特徴とするシーズヒータ。