JP2019212751A - 抵抗素子収納用ケース及び抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗器から引き出したリード線の取りまとめを、低コストで容易に行うことができ、また抵抗器から引き出したリード線が絡み合いにくくて取り扱い作業性を向上させることができる抵抗素子収納用ケース及び抵抗器を提供する。【解決手段】抵抗素子５０を収納する収納部１１を有する抵抗素子収納用ケース１０である。収納部１１とは別に、貫通孔からなる保持部２５を抵抗素子収納用ケース１０に形成する。保持部２５は、抵抗素子収納用ケース１０の長手方向に沿って形成される。保持部２５は、収納部１１に収納された抵抗素子５０に接続されて抵抗素子収納用ケース１０から外部に引き出されたリード線１００を折り返して挿入し保持する。【選択図】図３

Description

本発明は、給湯器の凍結防止ヒータ用の抵抗器などとして用いて好適な抵抗素子収納用ケース及び抵抗器に関するものである。

従来、例えば給湯器の通水パイプの凍結防止のため、前記通水パイプにヒータ用の抵抗器を取り付ける場合がある。即ち、給湯器の通水パイプに前記抵抗器を取り付けておき、外気温度或いは通水パイプの温度が所定値以下になったときに前記抵抗器に通電して発熱させ、通水パイプ内の水の凍結を防止する。この種の抵抗器は、例えば図１１に示すように、複数（図では３個）の抵抗器３０１をリード線３３０で直列に接続して構成されている。ここで、各抵抗器３０１は、セラミックケース３０３内に図示しない抵抗素子（固定抵抗器）を収納し、抵抗素子の両端に接続された一対のリード線３３０をセラミックケース３０３の両端から外部に引き出し、さらに抵抗素子を収納したセラミックケース３０３の収納部に充填材３０５を充填して構成されている。そして隣接する抵抗器３０１間は、前記リード線３３０によって直列に接続されている。また先端（図１１に向かって左端）の抵抗器３０１の先端から突出する側の長尺なリード線３３０は折り返され、各抵抗器３０１間を接続するリード線３３０に沿うように配置されている。そして、折り返されたリード線３３０は、各抵抗器３０１の間において、各抵抗器３０１間を連結するリード線３３０と結束バンド３５０によって連結され、これによって折り返されたリード線３３０がばらけないように取りまとめている。このように結束バンド３５０を用いてリード線３３０がばらけないように取りまとめるのは、各抵抗器３０１を通水パイプに取り付ける際に、折り返した長尺のリード線３３０が絡み付いて作業の障害にならないようにするためであり、また通水パイプに各抵抗器３０１を取り付けた後に、前記折り返した長尺のリード線３３０を別途固定する作業負担をなくすためでもある。

実開平７−２９８０４号公報

しかしながら、結束バンド３５０を用いてリード線３３０を結束する構成にすると、以下のような問題があった。
（１）結束バンド３５０を用いるため、その分のコストがかかる。
（２）結束バンド３５０によってリード線３３０を結束するための工程が必要になる。
（３）結束バンド３５０によって結束された一式の抵抗器３０１群は、例えばリード線３３０を屈曲させるなどして収納箱に収納され、使用時にこの収納箱から取り出されて展開されるが、この取り出しの際に、前記結束バンド３５０がリード線３３０などに当接することで絡み合い、リード線３３０の展開作業を阻害する虞がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、抵抗器から引き出したリード線の取りまとめを、低コストで容易に行うことができ、また抵抗器から引き出したリード線が絡み合いにくくて取り扱い作業性を向上させることができる抵抗素子収納用ケース及び抵抗器を提供することにある。

本発明は、抵抗素子を収納する収納部を有する抵抗素子収納用ケースにおいて、当該抵抗素子収納用ケースに、リード線を挿入して保持する貫通孔からなる保持部を形成したことを特徴としている。
抵抗素子収納用ケースに保持部を設けるという簡単な構成で、リード線を容易且つ確実に保持することができる。従って、例えばこの抵抗素子収納用ケースの収納部に収納した抵抗素子に接続されて当該抵抗素子収納用ケースの外部に引き出されるリード線（または当該リード線に直接または間接に接続された他のリード線）を保持するような構成とすれば、結束バンドなどを用いなくても、低コストに前記リード線を抵抗素子収納用ケース自体に容易に保持して取りまとめることができる。
また結束バンドなどを用いなくても、抵抗素子収納用ケース自体にリード線を保持させることができるので、当該リード線が絡み合いにくくなり、取り扱い作業性を向上させることができる。
また保持部を貫通孔によって構成したので、例えばこれを溝によって構成した場合に比べ、リード線をより確実に抵抗素子収納用ケースに保持することができる。即ち、保持部を溝とした場合は、少しの寸法誤差で保持がゆるくなって外れてしまったり、逆に挿入がきつくなって保持しにくくなったりする虞があるが、貫通孔とすれば、貫通孔の内径寸法をリード線の外径寸法に対して多少ゆるい寸法としていても、保持が外れることはなく、確実にリード線を保持することができる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記保持部となる貫通孔は、当該抵抗素子収納用ケースの長手方向に沿って形成されていることを特徴としている。
これによって、リード線を、抵抗素子収納用ケースの長手方向に沿わせるように保持することができる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記抵抗素子を挿入する前記収納部の開口部側から投影した際に、当該収納部に収納される抵抗素子の両端を結ぶ中心線と、前記保持部の両端を結ぶ中心線は、互いに交差しない位置にあることを特徴としている。
これによって、抵抗素子収納用ケースの高さ寸法を低くすることができ、この抵抗素子収納用ケースを取り付ける機器の小型化を図ることができる。
また例えばこの抵抗素子収納用ケースによって構成される抵抗器がヒータとして用いられ、通水パイプなどの被加熱体に対する設置面を抵抗素子収納用ケースの底面とした場合、抵抗素子収納用ケースの高さを低くできることで底面を囲む外周側面の面積を小さくすることができ、その分、空中に放出される熱量を少なくでき、伝熱効率を向上させることができる。また抵抗素子収納用ケースの高さを低くできることで、抵抗器を狭いスペースに挿入して設置するような場合であっても、これを容易に行うことができる。

また本発明は、上記抵抗素子収納用ケースの収納部内に、抵抗素子が収納されると共にこの収納部が充填材で充填され、且つ前記抵抗素子の両端に接続された一対のリード線が前記抵抗素子収納用ケースの両端から突出し、さらに前記一対のリード線の内、一方のリード線が前記抵抗素子収納用ケースから外部に引き出された部分で折り返されて前記保持部に挿入して保持され、これによって一対のリード線の突出方向を同一方向としたことを特徴とする抵抗器にある。
収納部から外部に引き出して折り返したリード線を容易且つ確実に抵抗素子収納用ケースに保持して取りまとめることができる。従って、この抵抗器を機器に取り付ける際、リード線が絡み合いにくくなり、その取付作業を容易且つ確実に行うことが可能となる。

本発明によれば、抵抗器から引き出したリード線の取りまとめを、低コストで容易に行うことができ、また抵抗器から引き出したリード線が絡み合いにくくて取り扱い作業性を向上させることができる。

複数の抵抗器１（但し、封止部材８５の記載を省略）をリード線１００によって連結した状態を示す斜視図である。 抵抗器１の拡大斜視図である。 抵抗器１から充填剤８０と封止部材８５の記載を省略した拡大斜視図である。 抵抗器１の分解斜視図である。 抵抗素子収納用ケース１０を異なる方向から見た斜視図である。 図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 図５（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 図５（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図３に示す抵抗器１の平面図である。 複数の従来の抵抗器３０１をリード線３３０によって連結した状態を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る抵抗器１をリード線１００によって複数個連結した状態を示す斜視図、図２は１つの抵抗器１（図１の最も右側の抵抗器１）の拡大斜視図、図３は図２に示す抵抗器１から充填剤８０と封止部材８５の記載を省略した拡大斜視図、図４は図２に示す抵抗器１の分解斜視図である。これらの図に示すように、抵抗器１は、抵抗素子収納用ケース１０に設けた収納部１１内に抵抗素子５０を収納した上で、この収納部１１内に充填材８０を充填固化し、さらに抵抗素子収納用ケース１０の左右両端面１０ｅ，１０ｆに封止部材８５を塗布して構成されている。なお以下の説明において、「上」とは収納部１１の内部からその開口部１３を向く方向をいい、「下」とはその反対方向をいうものとする。

ここで図５（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ抵抗素子収納用ケース（以下単に「ケース」という）１０を異なる方向から見た斜斜視図である。また図６は、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図（横断面図）、図７は図５（ａ）のＣ−Ｃ断面図（縦断面図）、図８は図５（ａ）のＤ−Ｄ断面図（縦断面図）である。これらの図に示すように、ケース１０は、四角柱状のセラミックス製であって、その天面１０ａに略矩形凹状の収納部１１を設け、またケース１０中の収納部１１の下部側方位置にケース１０の左右両端面１０ｅ，１０ｆ間を貫通する保持部２５を設けて構成されている。ケース１０の底面１０ｃはこの抵抗器１によって加熱される図示しない被加熱体を当接する被装着面となっている。

収納部１１は、抵抗素子５０を収納できる寸法形状に形成されており、図６に示すように横断面が略矩形状である。ケース１０の左右両端面１０ｅ，１０ｆには、その上辺から切り欠かれるように、凹状（略Ｕ字状）のリード線挿入部１５，１７が設けられている。リード線挿入部１５，１７は、収納部１１に連通している。リード線挿入部１５，１７の幅寸法は、下記するリード線１００の外径寸法よりも少し小さい寸法に形成されている。また図５〜図７に示すように、収納部１１の内部の両端側には、略矩形状の抵抗素子位置決め部１９，２１が底面から突出するように設けられている。両抵抗素子位置決め部１９，２１は、収納部１１の一方の側面１１ａ側に設けられ、その高さは少なくとも開口部１３よりも低い位置に位置している。また抵抗素子位置決め部１９，２１の対向面間の離間距離Ｌ１は、抵抗素子５０の長手方向の長さ寸法よりも少し大きい寸法に形成されている。一方前記一対のリード線挿入部１５，１７は、その一方の内側面１５ａ，１７ａが、収納部１１内の対向する左右両側面１１ａ，１１ｂの内の前記一対の抵抗素子位置決め部１９，２１を設けた反対側の側面１１ｂに一致するように形成されている。

保持部２５は、図６，図８に示すように円形の貫通孔であって、リード線１００の直径よりも少し大きい内径寸法に形成されている。保持部２５の一方の端面１０ｆ側の開口部分（下記するリード線１００の先端部分を挿入する側の開口部分）は、外方に向かって円錐状に広がるリード線挿入口（拡径部）２５ａとなっている。保持部２５となる貫通孔は、ケース１０の長手方向に沿って形成されている。また保持部２５は、ケース１０中の収納部１１の側部であって、その上部が収納部１１の底面よりも上方に位置するように配置されており、これによって、ケース１０の高さ寸法が低くなるように構成されている（言い換えれば、保持部２５を設けることでケース１０の高さが高くならないように構成されている）。このようにケース１０の高さを低くするためには、図１０に示すように、収納部１１の開口部１３側から投影した際に、収納部１１に収納される抵抗素子５０の両端を結ぶ中心線Ｋ１と、保持部２５の両端を結ぶ中心線Ｋ２が、互いに交差しない位置にあるようにすればよい。さらにこの例の場合、図６に示すように、保持部２５は、収納部１１の開口部１３側から投影した際に、その全体が当該収納部１１と互いに重ならない位置に設けられているので、保持部２５は図示の位置よりさらに上方（例えば収納部１１の真横位置）に設けることもでき、さらにケース１０の厚みの薄型化を図ることもできる。これによって、このケース１０を取り付ける機器の小型化を図ることもできる。なお、ケース１０の高さ（厚み）寸法を考慮する必要がなければ、保持部２５を収納部１１の真下（収納部１１の開口部１３側から投影した際に、抵抗素子５０の両端を結ぶ中心線Ｋ１と、保持部２５の両端を結ぶ中心線Ｋ２が交差する位置）に設けても良い。

抵抗素子（固定抵抗器）５０は円柱状の絶縁棒の外周に抵抗線を巻き付け、その両端に金属製のキャップ５１，５１を被せ、その際、リード線１００，１００から引き出した電線１０１，１０１をキャップ５１，５１に挟み込み、この状態でキャップ５１，５１の外周側面をかしめて構成されている。なおこの例では、抵抗素子５０は複数個（図では３個）、複数本のリード線１００によって、直列に接続されている。なお抵抗素子５０の構造がこの実施形態の構造に限定されないことは言うまでもない。

そして抵抗器１を製造するには、まずケース１０の開口部１３から収納部１１内に抵抗素子５０を収納し、その際、抵抗素子５０の両端に接続された一対のリード線１００，１００をそれぞれケース１０の各リード線挿入部１５，１７に圧入する。このとき、抵抗素子５０は、図３，図１０に示すように、ケース１０に設けた一対の抵抗素子位置決め部１９，２１の間に挿入され位置決めされる。

次に、図１，図２に示すように、抵抗素子５０を収納した収納部１１内に充填材８０を充填して抵抗素子５０を密封し固化する。充填材８０としては、例えば耐熱シリコンセメントなどの絶縁材料を用いる。

次に、図１に示すように、リード線１００によって連結された複数（３個）のケース１０の内の一端側（図１の右端側）に位置するケース１０から突出する一方の長尺のリード線１００を、当該ケース１０から外部に引き出した部分で１８０°折り返し、その先端部分を当該ケース１０の保持部２５に挿入・貫通して保持し、さらに連続する他の２つのケース１０の保持部２５にも、順番に前記リード線１００の先端部分を挿入・貫通する。リード線１００の先端部分を挿入する保持部２５のリード線挿入口２５ａは、円錐状に広がる形状なので、リード線１００の先端部分の挿入は容易に行える。これによって、各ケース１０を連結した側のリード線１００と、折り返して各ケース１０の保持部２５に挿入・保持された側のリード線１００は、接近した位置で各ケース１０の長手方向に沿うように（平行に）配置され、これら一対のリード線１００，１００の両先端部分の突出方向は同一方向となる。このように、ケース１０に保持部２５を設けるという簡単な構成で、結束バンドなどの他の部材を用いることなく、外部に引き出されているリード線１００を容易且つ確実に保持することができる。また結束バンドなどを用いなくてもよいので、リード線１００が絡み合いにくくなり、取り扱い作業性を向上させることもできる。また保持部２５を貫通孔によって構成したので、例えばこれを溝によって構成した場合に比べ、リード線１００をより確実にケース１０に保持することができる。即ち、保持部２５を溝とした場合は、少しの寸法誤差で保持がゆるくなって外れてしまったり、逆に挿入がきつくなって保持しにくくなったりする虞があるが、貫通孔とすれば、貫通孔の内径寸法をリード線１００の外径寸法に対して多少ゆるい寸法としていても、リード線１００がケース１０から外れることはなく、確実にリード線１００を保持することができる。

なお、保持部２５両端の開口部分の内、リード線１００の先端部分を挿入する側の開口部分にだけ、外方に向かって内径を広げるリード線挿入口２５ａを形成したのは、もしも保持部２５の両端の開口部分の内径を何れも外方に向かって広げる形状に形成すると、ケース１０を成形する際に使用する成形金型の構造が複雑になって、製造コストがかさんでしまうからである。そこで、リード線１００の先端部分をスムーズに挿入するために内径を広げることが必要とされる側にだけ、上記リード線挿入口２５ａを形成したのである。なおもちろん、場合によっては、保持部２５の両端の開口部分の内径を何れも外方に向けて広げる形状としてもよい。

次に、図２に示すように、各ケース１０の両端面１０ｅ，１０ｆの、それぞれリード線挿入部１５，１７からリード線１００をケース１０の外部に引き出す部分と、保持部２５からリード線１００をケース１０の外部に引き出す部分とに、防水用の封止部材８５を塗布する。封止部材８５としては、例えばシリコン樹脂（シリコンゴム）を用いる。保持部２５側に塗布する封止部材８５は、リード線１００を固定するために塗布する。これによって、リード線１００の周囲を伝ってケース１０内へ浸入しようとする液体を確実に封止できると同時に、保持部２５に挿入したリード線１００をケース１０に固定することができる。リード線挿入部１５，１７と、保持部２５の両端部分の位置は接近しているので、両者に対する封止部材８５の塗布は、一度の操作で容易に行うことができる。これによって抵抗器１が完成する。なお上記組立手順はその一例であり、他の各種異なる組立手順を用いて組み立てても良いことはいうまでもない。

以上のようにして組み立てられた抵抗器１は、例えば給湯器用の熱交換器の通水パイプの外周面に、その底面（被装着面）１０ｃを当接するように装着し、図示しない固定金具などを用いて取り付けられる。このとき当該抵抗器１は、狭い隙間を通して通水パイプに装着させる場合があるが、そのような場合でも、折り返した長尺のリード線１００は、ケース１０の保持部２５内に確実に挿入され保持されているので、抵抗器１の前記長尺のリード線１００を折り返した側を先端側として通水パイプの狭い隙間に挿入して行くことで、長尺のリード線１００がその周囲の部材に干渉することなく、スムーズにその取付位置まで移動できる。また上述のように、保持部２５の上部を収納部１１の底面よりも上方に位置するように構成することで、ケース１０の高さ寸法を低く形成しているので、前記狭いスペースへの抵抗器１の挿入をより容易としている。これらのことから通水パイプへの抵抗器１の取付作業をスムーズに行うことができる。また抵抗器１の両端から引き出される一対のリード線１００を容易に同一方向に揃えて引き出すことができるので、これら一対のリード線１００の通電用の電源への接続を容易に行うことができる。

そしてリード線１００の両端部間に通電を行えば、各抵抗素子５０が加熱され、その熱がケース１０の底面１０ｃを介して通水パイプに伝熱され、通水パイプの凍結を防止する。このとき、ケース１０の高さを低くしているので、底面１０ｃを囲む外周側面の面積を小さくすることができ、その分、空中に放出される熱量を少なくでき、伝熱効率を向上させることができる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、本発明に係る抵抗器は、ヒータ用の抵抗器に限定されず、ヒータ用以外の各種用途に用いる抵抗器に適用しても良い。また上記例では、保持部となる貫通孔を、ケースの長手方向に沿って形成したが、場合によってはケースの長手方向に沿わない構成としても良い。また上記例では、抵抗器を複数個リード線によって直列に接続したが、１個の抵抗器に対して本発明を適用しても良い。また、上記記載及び各図の記載内容は、その一部であっても、それぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は上記記載及び各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

１ 抵抗器
１０ ケース（抵抗素子収納用ケース）
１１ 収納部
１３ 開口部
２５ 保持部
５０ 抵抗素子
８０ 充填材
１００ リード線
Ｋ１ 抵抗素子の両端を結ぶ中心線
Ｋ２ 保持部の両端を結ぶ中心線

Claims (4)

1. 抵抗素子を収納する収納部を有する抵抗素子収納用ケースにおいて、
   当該抵抗素子収納用ケースに、リード線を挿入して保持する貫通孔からなる保持部を形成したことを特徴とする抵抗素子収納用ケース。
2. 請求項１に記載の抵抗素子収納用ケースであって、
   前記保持部となる貫通孔は、当該抵抗素子収納用ケースの長手方向に沿って形成されていることを特徴とする抵抗素子収納用ケース。
3. 請求項１又は２に記載の抵抗素子収納用ケースであって、
   前記抵抗素子を挿入する前記収納部の開口部側から投影した際に、当該収納部に収納される抵抗素子の両端を結ぶ中心線と、前記保持部の両端を結ぶ中心線は、互いに交差しない位置にあることを特徴とする抵抗素子収納用ケース。
4. 請求項１乃至３の内の何れかに記載の抵抗素子収納用ケースの収納部内に、抵抗素子が収納されると共にこの収納部が充填材で充填され、且つ前記抵抗素子の両端に接続された一対のリード線が前記抵抗素子収納用ケースの両端から突出し、さらに前記一対のリード線の内、一方のリード線が前記抵抗素子収納用ケースから外部に引き出された部分で折り返されて前記保持部に挿入して保持され、これによって一対のリード線の突出方向を同一方向としたことを特徴とする抵抗器。

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