JP2020107764A - 抵抗器及びそのケース - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗器に電気的に接続されているリード線がばらけないように取りまとめることを低コストで容易に行え、また抵抗器の取り出し展開時などにリード線が絡み合いにくくて取り扱い作業性を向上できる抵抗器及びそのケースを提供すること。【解決手段】両端に第１，第２のリード線８０−１，２を接続した抵抗素子５０と、第１，第２のリード線８０−１，２とは別の第３のリード線８０−３と、抵抗素子５０と第１，第２，第３のリード線８０−１，２，３を収納する収納部１１を有するケース１０と、収納部１１に充填される充填材とを具備する抵抗器１である。第１，第２のリード線８０−１，２と第３のリード線８０−３をケース１０の両端から突出させる。ケース１０の開口１３側から投影した際に、抵抗素子５０の両端を結ぶ中心線Ｌ１と、第３のリード線８０−３のケース１０内部における両端を結ぶ中心線Ｌ３を互いに交差しない状態で平行に設置する。【選択図】図６

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器及びそのケース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８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８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、抵抗器に電気的に接続されているリード線がばらけないように取りまとめることを低コストで容易に行うことができ、また抵抗器の取り出し展開時などに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器及びそのケースを提供することにある。

本発明は、両端にそれぞれ第１，第２のリード線を接続した抵抗素子と、前記第１，第２のリード線とは別の第３のリード線と、上面に開口が形成され、前記抵抗素子と第１，第２，第３のリード線を収納する収納部を有するケースと、前記収納部に充填される充填材と、を具備し、前記第１，第２のリード線と前記第３のリード線を前記ケースの両端からそれぞれ突出させ、前記ケースの開口側から投影した際に、前記抵抗素子の両端を結ぶ中心線と、前記第３のリード線のケース内部における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。
本発明によれば、簡単な構成で、第１，第２のリード線のみならず、抵抗素子に直接接続されていない第３のリード線も容易且つ確実に、ケースの収納部内に収納し保持することができる。
これによって、例えばこのケースの収納部に収納した抵抗素子に接続されて当該ケースの外部に引き出した第１又は第２のリード線（または当該リード線に電気的に接続された他のリード線）を第３のリード線として再び保持するような構成とする場合、結束バンドなどを用いなくても、低コストに前記第３のリード線をケース自体に容易に強固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、ケース自体に第３のリード線を保持させることができるので、この抵抗器の取り出し展開時などに当該第３の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。
また第３のリード線は、ケースの収納部内に収納された上で充填材が充填されるので、例えばこの第３のリード線をケースの外周面に設けた溝に挿入することで固定するような場合に比べ、第３のリード線をより確実にケースに保持することができる。
また、ケースの開口側から投影した際に、抵抗素子の両端を結ぶ中心線と、第３のリード線のケース内部における両端を結ぶ中心線が互いに交差しない位置に設置することで、ケースをその上面を囲む側面の内の各リード線を突出する側面とは異なる側面から投影した際に、第３のリード線を抵抗素子に少なくともその一部が重複するように配置することが可能となり、高さ寸法の小型化（薄型化）を図ることが可能となる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記ケースの開口側から投影した際に、前記抵抗素子の両端を結ぶ中心線と、前記第３のリード線のケース内部における両端を結ぶ中心線は、平行であることを特徴としている。
本発明によれば、抵抗器のケースの外部に引き出された第１、第２のリード線と第３のリード線とを容易に平行な状態に維持することができる。これによって抵抗器のケースの外部に引き出したリード線がさらに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。

また本発明は、抵抗素子を収納する収納部を有するケースにおいて、前記収納部は、少なくとも、前記抵抗素子を収納する抵抗素子収納部と、前記抵抗素子収納部の一方の側に沿って、前記抵抗素子の両端に接続される第１，第２のリード線とは別の第３のリード線を収納する第３リード線収納部と、を具備して構成されていることを特徴としている。
本発明によれば、ケースに設けた収納部に、抵抗素子収納部と第３リード線収納部とを設けるという簡単な構成で、抵抗素子及びこれに接続する第１，第２のリード線のみならず、抵抗素子に直接接続されていない第３のリード線も容易且つ確実に、ケースの収納部内に収納し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、ケース自体に第３のリード線を保持させることができるので、このケースを用いた抵抗器の取り出し展開時などに、当該第３の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。
また第３リード線収納部は、抵抗素子収納部の一方の側に沿って配置されるので、抵抗素子と第３のリード線とを、容易に互いが交差しない位置（例えば平行な位置）になるように配置でき、これによって抵抗素子と第３のリード線が上下に交差して配置されず、抵抗器の高さ寸法の小型化を図ることができる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記抵抗素子収納部には、当該抵抗素子収納部に収納する抵抗素子の両端を結ぶ中心線方向への当該抵抗素子の移動を規制する規制部が設けられていることを特徴としている。
これによって、抵抗素子の両端を結ぶ中心線方向の位置決めを容易に行うことができる。

本発明によれば、抵抗器に電気的に接続されているリード線がばらけないように取りまとめることを低コストで容易に行うことができる。また抵抗器の取り出し展開時などにリード線が絡み合いにくくできて取り扱い作業性を向上させることができる。

抵抗器１をリード線８０によって複数個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の分解斜視図である。 ケース１０を示す図であり、図４（ａ）はケース１０の斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）はケース１０の平面図である。 抵抗器１の製造方法説明図（斜視図）である。 抵抗器１の製造方法説明図（平面図）である。 抵抗器１の製造方法説明図（図５のＢ−Ｂ断面図）である。 従来の抵抗器３０１の一使用例を示す図である。

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８０（抵抗器１に接続された位置に応じて第１，第２，第３のリード線８０−１，２，３となる）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の拡大斜視図、図３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、ケース１０の上面１０ａに形成された開口１３から収納部１１内に抵抗素子５０などを収納した上で、この収納部１１内に充填材６０を充填固化し、さらにケース１０の上面１０ａを囲む４つの側面の内の一対の対向する側面（以下「左右両端面」という）１０ｅ，１０ｆのリード線８０（第１，第２，第３のリード線８０−１，２，３）が突出する部分に封止部材６５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の内部からケース１０の開口１３側を向く方向をいい、「下」とはその反対方向をいい、「長手方向」とは抵抗素子５０のリード線８０（第１，第２のリード線８０−１，８０−２）を接続する両端面を結ぶ方向をいうものとする。

図４は、ケース１０を示す図であり、図４（ａ）はケース１０を図３とは異なる方向から見た斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）はケース１０の平面図である。同図に示すように、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（上面）１０ａ側に略矩形凹状の収納部１１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及びこの抵抗素子５０の両端にそれぞれ接続される第１，第２のリード線８０−１，８０−２と、前記第１，第２のリード線８０−１，８０−２とは別の第３のリード線８０−３を収納できる寸法形状に形成されており、図４（ｂ）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、並列に一対ずつ、凹状（略Ｕ字状）のリード線挿入部１５，１５，１７，１７が設けられている。各リード線挿入部１５，１５，１７，１７は、収納部１１に連通している。各リード線挿入部１５，１５，１７，１７の幅寸法は、下記するリード線８０の外形寸法よりも少し小さい寸法に形成されている。

また図４（ｃ）に点線で示すように、収納部１１の内部は、長手方向に向かって、３つの空間、即ち、中央の抵抗素子収納部１１Ａと、その一方の側の第１，第２リード線収納部１１Ｂと、その他方の側の第３リード線収納部１１Ｃとを有している。そして前記リード線挿入部１５，１５と前記リード線挿入部１７，１７は、第１，第２リード線収納部１１Ｂの左右両端側に対向する位置と、第３リード線収納部１１Ｃの左右両端側に対向する位置とに設けられている。抵抗素子収納部１１Ａの左右両端側には、略矩形状の規制部１９，２１が内底面から突出するように設けられている。両規制部１９，２１は、収納部１１の左右両端面１０ｅ，１０ｆを構成する側壁の、それぞれリード線挿入部１５，１７の間の内壁面から突出するように設けられている。両規制部１９，２１の上面は開口１３よりも少し低い位置に位置している。また両規制部１９，２１の対向面間の離間距離Ｋ１は、抵抗素子５０の長手方向の長さ寸法（下記する両キャップ５１，５１の端部間の長さ寸法）よりも少し大きい寸法に形成されている。両規制部１９，２１は、収納部１１の左右両端面１０ｅ，１０ｆを構成する側壁に接続されることで、当該側壁を補強する作用も有する。

抵抗素子（固定抵抗器）５０は、図３に示すように、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、第１，第２のリード線８０−１，８０−２から引き出した電線８１，８１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。

ところでこの例では、図１に示すように、抵抗器１は複数個（図では３個）、複数本のリード線８０（抵抗器１に接続された位置に応じて第１，第２のリード線８０−１，２となる）によって直列に接続されており、一方端側の抵抗器１（図１では右端のもの）のリード線８０の長さを長く延長している。長く延長したリード線８０の部分を、第３のリード線８０−３としている。

そして抵抗器１を製造するには、図３に示すように、各ケース１０の開口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第１，第２のリード線８０−１，２をそれぞれケース１０の一方側のリード線挿入部１５，１７に圧入する。

次に、延長した側のリード線８０を、折返し部Ｔ（図１参照）で１８０°折り返し、前記複数個の抵抗素子５０に沿うように配置することで、この第３のリード線８０−３を各ケース１０のもう一方側のリード線挿入部１５，１７に圧入する。

このときの状態を、図５の斜視図、図６の平面図、図７の断面図（図５のＢ−Ｂ断面図）に示す。これらの図に示すように、抵抗素子５０は収納部１１の抵抗素子収納部１１Ａ内に位置し、第１，第２のリード線８０−１，２は第１，第２リード線収納部１１Ｂ内に位置し、第３のリード線８０−３は第３リード線収納部１１Ｃ内に位置する。また抵抗素子５０のキャップ５１，５１の両端に対向するように規制部１９，２１の先端面が位置し、抵抗素子５０の位置決めが行われている。また図６に示すように、ケース１０の開口１３側から投影した際に、抵抗素子５０の両端を結ぶ中心線Ｌ１と、第１，第２のリード線８０−１，２のケース１０内部における両端を結ぶ中心線Ｌ２と、第３のリード線８０−３のケース１０内部における両端を結ぶ中心線Ｌ３とは、互いに交差しない位置、特にこの例では平行に設置されている。

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６０を充填して抵抗素子５０を密封し固化する。充填材６０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。これによって、抵抗素子５０を連結した側の第１，第２のリード線８０−１，２と、折り返して各抵抗素子５０に沿わせた第３のリード線８０−３は、接近した位置で各抵抗素子５０の長手方向に沿う方向に（平行に）配置される。これによって、第１，第２のリード線８０−１，８０−２のケース１０外部への引出方向と第３のリード線８０−３のケース１０外部への引出方向は同一方向となる。このように、ケース１０の収納部１１内に第３リード線収納部１１Ｃ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、第３のリード線８０−３を容易且つ確実且つ強固にケース１０から外れることなく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、これら抵抗器１の取り出し展開時などに第３のリード線８０−３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。

次に、図２に示すように、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８０をケース１０の外部に引き出す部分に、防水用の封止部材６５を塗布する。封止部材６５としては、例えばシリコン樹脂（シリコンゴム）を用いる。これによって、各リード線８０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することができる。リード線挿入部１５，１７の位置は接近しているので、両者に対する封止部材６５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。このとき各抵抗器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、折り返した長尺の第３のリード線８０−３は、ケース１０の収納部１１内に確実に挿入・固定され保持されているので、抵抗器１の前記第３のリード線８０−３を折り返した折返し部Ｔの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、長尺の第３のリード線８０−３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することができる。

また上述のように、ケース１０の開口１３側から投影した際に、抵抗素子５０の両端を結ぶ中心線Ｌ１と、第１，第２のリード線８０−１，２のケース１０内部における両端を結ぶ中心線Ｌ２と、第３のリード線８０−３のケース１０内部における両端を結ぶ中心線Ｌ３とを、互いに交差しない位置、特にこの例では平行に設置したので、ケース１０をその上面１０ａを囲む側面の内の各リード線を突出する側面１０ｅ，１０ｆとは異なる側面から投影した際に、第３のリード線８０−３を抵抗素子５０に少なくともその一部が重複するように配置することが可能となり、高さ寸法の小型化（薄型化）を図ることが可能となる。これによって、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。またリード線８０全体の両端部を容易に同一方向に揃えて引き出すことができるので、このリード線８０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８０全体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、ケース１０の外周面全体の表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。

また上記実施形態では、図１に示すように、一端側（図１の右端側）の抵抗器１から引き出した第２のリード線８０−２を折返し部Ｔで折り返してそれよりも先端側の部分を第３のリード線８０−３としたが、前記折返し部Ｔで折り返さず、当該折返し部Ｔの部分を切断した状態とし、当該折返し部Ｔで切断した第２のリード線８０−２と第３のリード線８０−３の先端部を図示しないコネクタに接続する構成などとしても良い。要は、第３のリード線８０−３は、抵抗素子５０の両端に接続された第１，第２のリード線８０−１，２のケース１０内に収納されている部分とは別のリード線であればどのようなリード線であってもよい。

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、上記実施形態では、抵抗素子収納部１１Ａの両端側に一対の規制部１９，２１を設けたが、ケース１０の収納部１１内の一方の端面（例えば規制部１９の根元側の端面）自体を抵抗素子５０の中心線Ｌ１方向への移動を規制する規制部として用いるように構成すれば、当該一方の規制部１９を省略し、もう一方の規制部２１のみとしてもよい。また、上記規制部１９，２１の代わりに、ケース１０の内底面の一部を凹状に形成し、この凹状部分内に抵抗素子５０の下側の部分を収納し、これによって、凹状部分の両端面を規制部としても良い。さらに、前記凹状部分を収納部１１内の一方の端面側に偏らせて形成する（即ち、凹状部分の一端面と収納部１１の一端面を一致させる）ことで、ケース１０の収納部１１内の一方の端面と凹状部分の反対側の端面とを規制部として抵抗素子５０の位置決めを行ってもよい。

また上記実施形態では、ケース１０の開口１３側から投影した際に、抵抗素子５０の両端を結ぶ中心線Ｌ１と、第１，第２のリード線８０−１，２のケース１０内部における両端を結ぶ中心線Ｌ２と、第３のリード線８０−３のケース１０内部における両端を結ぶ中心線Ｌ３とを互いに交差しない状態で平行に設置したが、例えば、第１，第２のリード線８０−１，２を抵抗素子５０のキャップ５１の端面に溶接などによって取り付けるなどして、中心線Ｌ１と中心線Ｌ２を略一致させたような場合などは、抵抗素子５０の中心線Ｌ１と第３のリード線８０−３の中心線Ｌ３のみを互いに交差しない状態で平行に設置してもよい。このような場合は、第１，第２リード線収納部１１Ｂが不要になる。また上記実施形態では、抵抗素子５０の中心線Ｌ１と、第１，第２のリード線８０−１，２の中心線Ｌ２と、第３のリード線８０−３の中心線Ｌ３とを平行に設置したが、開口１３側から投影した際に互いに交差しない位置であれば、平行でなくてもよい。また上記実施形態では、抵抗器１を複数個リード線８０によって直列に接続したが、１個の抵抗器１に対して本発明を適用しても良い。また本発明に係る抵抗器１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、上記記載及び各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。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
１１ 収納部
１１Ａ 抵抗素子収納部
１１Ｂ 第１，第２リード線収納部
１１Ｃ 第３リード線収納部
１３ 開口
１９ 規制部
２１ 規制部
５０ 抵抗素子
６０ 充填材
８０（８０−１，２，３） リード線
８０−１ 第１のリード線
８０−２ 第２のリード線
８０−３ 第３のリード線
Ｌ１ 抵抗素子の両端を結ぶ中心線
Ｌ２ 第１，第２のリード線のケース内部における両端を結ぶ中心線
Ｌ３ 第３のリード線のケース内部における両端を結ぶ中心線

Claims (4)

1. 両端にそれぞれ第１，第２のリード線を接続した抵抗素子と、
   前記第１，第２のリード線とは別の第３のリード線と、
   上面に開口が形成され、前記抵抗素子と第１，第２，第３のリード線を収納する収納部を有するケースと、
   前記収納部に充填される充填材と、
   を具備し、
   前記第１，第２のリード線と前記第３のリード線を前記ケースの両端からそれぞれ突出させ、
   前記ケースの開口側から投影した際に、前記抵抗素子の両端を結ぶ中心線と、前記第３のリード線のケース内部における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器。
2. 請求項１に記載の抵抗器であって、
   前記ケースの開口側から投影した際に、前記抵抗素子の両端を結ぶ中心線と、前記第３のリード線のケース内部における両端を結ぶ中心線は、平行であることを特徴とする抵抗器。
3. 抵抗素子を収納する収納部を有するケースにおいて、
   前記収納部は、少なくとも、
   前記抵抗素子を収納する抵抗素子収納部と、
   前記抵抗素子収納部の一方の側に沿って、前記抵抗素子の両端に接続される第１，第２のリード線とは別の第３のリード線を収納する第３リード線収納部と、
   を具備して構成されていることを特徴とするケース。
4. 請求項３に記載のケースにおいて、
   前記抵抗素子収納部には、当該抵抗素子収納部に収納する抵抗素子の両端を結ぶ中心線方向への当該抵抗素子の移動を規制する規制部が設けられていることを特徴とするケース。

Images