JP2756590B2 - 電気湯沸かし器等に利用できるセラミックスヒータ - Google Patents
電気湯沸かし器等に利用できるセラミックスヒータInfo
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- JP2756590B2 JP2756590B2 JP20828589A JP20828589A JP2756590B2 JP 2756590 B2 JP2756590 B2 JP 2756590B2 JP 20828589 A JP20828589 A JP 20828589A JP 20828589 A JP20828589 A JP 20828589A JP 2756590 B2 JP2756590 B2 JP 2756590B2
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- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本願発明は金属性の水缶、例えば瞬間電気湯沸かし器
の水缶内に、発熱抵抗線をセラミックスで包囲したもの
を、水缶内の水中に浸漬させた状態で使用するようにし
たセラミックスヒータに関するものである。
の水缶内に、発熱抵抗線をセラミックスで包囲したもの
を、水缶内の水中に浸漬させた状態で使用するようにし
たセラミックスヒータに関するものである。
絶縁体であるセラミックス中に発熱抵抗線を埋設し、
かかる状態で焼成して発熱抵抗線とセラミックスとを一
体化したセラミックスヒータを金属性の任意の水缶内に
配設し、そして缶内を循環する水を同ヒータの通電によ
る発熱することによって湯沸かしするようにした電気湯
沸かし器は既に提案されている。
かかる状態で焼成して発熱抵抗線とセラミックスとを一
体化したセラミックスヒータを金属性の任意の水缶内に
配設し、そして缶内を循環する水を同ヒータの通電によ
る発熱することによって湯沸かしするようにした電気湯
沸かし器は既に提案されている。
かかる湯沸かし器に使用されるセラミックスヒータに
あっては、絶縁体であるセラミックスに気孔や、亀裂
や、ヒビ等があって絶縁が脅かされたり、さらには絶縁
破壊すると、そこから缶内の水（湯）に対して漏洩電流
が流れる。そのためこのような状態にある時、水缶の湯
出口から出てくる湯（水）に人が触れると感電する危険
があった。
あっては、絶縁体であるセラミックスに気孔や、亀裂
や、ヒビ等があって絶縁が脅かされたり、さらには絶縁
破壊すると、そこから缶内の水（湯）に対して漏洩電流
が流れる。そのためこのような状態にある時、水缶の湯
出口から出てくる湯（水）に人が触れると感電する危険
があった。
本願発明は上記のようなセラミックスヒータの絶縁不
良に起因する危険を無くすことを目的とするものであ
る。
良に起因する危険を無くすことを目的とするものであ
る。
上記目的を達成する為に、本願発明は、発熱抵抗線を
絶縁体のセラミックス中に埋設した状態で焼成一体化
し、アースされた金属性水缶内の水中に浸漬しての使用
を可能にしてあるセラミックスヒータにおいて、上記発
熱抵抗線を包囲するセラミックスの外部表面には、金属
層を覆着すると共にこの金属層には水缶に接続する為の
アース部を備えさせ、また、上記金属層は金属メッキか
らなり而も低融点半田によって接続可能な金属によって
形成したものであって、その作用は次の通りである。
絶縁体のセラミックス中に埋設した状態で焼成一体化
し、アースされた金属性水缶内の水中に浸漬しての使用
を可能にしてあるセラミックスヒータにおいて、上記発
熱抵抗線を包囲するセラミックスの外部表面には、金属
層を覆着すると共にこの金属層には水缶に接続する為の
アース部を備えさせ、また、上記金属層は金属メッキか
らなり而も低融点半田によって接続可能な金属によって
形成したものであって、その作用は次の通りである。
セラミックスヒータ内の導電体から漏洩電流が流出す
ると、それは金属層を経由して水缶に流れる。
ると、それは金属層を経由して水缶に流れる。
以下本願の実施例を示す図面について説明する。第１
図乃至第12図において、１はパネル状のセラミックスヒ
ータである。２はアルミナとガラスカレットを主成分と
するセラミックス、３はセラミックス２の中に埋設した
発熱抵抗線である。これらは焼成して一体化したもので
ある。セラミックスヒータ１は第４図に示す工程図のよ
うにして作られる。
図乃至第12図において、１はパネル状のセラミックスヒ
ータである。２はアルミナとガラスカレットを主成分と
するセラミックス、３はセラミックス２の中に埋設した
発熱抵抗線である。これらは焼成して一体化したもので
ある。セラミックスヒータ１は第４図に示す工程図のよ
うにして作られる。
まず、２枚のパネル状のセラミックス基板4,5を作
る。このセラミックス基板は周知のドクタブレード法に
より形成されるもので、成形されそして乾燥された一方
のセラミックス基板４にはその内面4aに発熱抵抗線３が
周知のスクリーン印刷法により形成される。この発熱抵
抗線３のパターンは所定の発熱量が得られるように設定
されており、同パターンを形成するための導体ペースト
（抵抗導体ペースト）としては同時焼成可能な例えば、
銀（Ag）−パラジウム（Pb）が使用されている。上記の
抵抗線３は発熱部3aと、同部3aと一体に形成された端子
部3bとからなり、図示するように発熱部3aが大面積から
なる発熱抵抗線形成部4bに、また端子部3bが小面積の端
子形成部4cに位置して形成されている。
る。このセラミックス基板は周知のドクタブレード法に
より形成されるもので、成形されそして乾燥された一方
のセラミックス基板４にはその内面4aに発熱抵抗線３が
周知のスクリーン印刷法により形成される。この発熱抵
抗線３のパターンは所定の発熱量が得られるように設定
されており、同パターンを形成するための導体ペースト
（抵抗導体ペースト）としては同時焼成可能な例えば、
銀（Ag）−パラジウム（Pb）が使用されている。上記の
抵抗線３は発熱部3aと、同部3aと一体に形成された端子
部3bとからなり、図示するように発熱部3aが大面積から
なる発熱抵抗線形成部4bに、また端子部3bが小面積の端
子形成部4cに位置して形成されている。
また、５は上記のセラミックス基板４とほぼ同一形状
からなり、その端子形成被覆部5cの長さだけがセラミッ
クス基板４の端子形成部4cより若干短目に形成されてい
る。これはセラミックス基板４と同じく乾燥状態のまま
にある他方のセラミックス基板であり、上記セラミック
ス基板４の内面に形成された発熱抵抗線３を外部と絶縁
するためのもので、セラミックス基板４に対し重合接着
される。
からなり、その端子形成被覆部5cの長さだけがセラミッ
クス基板４の端子形成部4cより若干短目に形成されてい
る。これはセラミックス基板４と同じく乾燥状態のまま
にある他方のセラミックス基板であり、上記セラミック
ス基板４の内面に形成された発熱抵抗線３を外部と絶縁
するためのもので、セラミックス基板４に対し重合接着
される。
なお、セラミックス基板４とセラミックス基板５との
重合接着に際しては、上記セラミックス基板４の内面4a
に形成した発熱抵抗線３を内側にしてセラミックス基板
５の発熱被覆部5bにより覆うようにしさらに端子部3bは
その先端の接続部3cのみを露出させた状態で端子形成被
覆部5cにより覆うようにしたもので、両者はその一方あ
るいは両方の接着面（内面）に対し接着補助剤を塗布し
た後、加圧接着される。６は上記加圧接着されたセラミ
ックス基板の端子形成部4c,5cの外面に帯状に形成され
た接合部であり、端子部3bに対し離間した位置に形成さ
れた同接合部６は端子形成部4c,5cの外周面を１周する
ようにして形成される。なお、接合部６についても発熱
抵抗線３を形成するものと同一と導体ペーストを使用
し、スクリーン印刷あるいは刷毛塗り等の方法により形
成される。
重合接着に際しては、上記セラミックス基板４の内面4a
に形成した発熱抵抗線３を内側にしてセラミックス基板
５の発熱被覆部5bにより覆うようにしさらに端子部3bは
その先端の接続部3cのみを露出させた状態で端子形成被
覆部5cにより覆うようにしたもので、両者はその一方あ
るいは両方の接着面（内面）に対し接着補助剤を塗布し
た後、加圧接着される。６は上記加圧接着されたセラミ
ックス基板の端子形成部4c,5cの外面に帯状に形成され
た接合部であり、端子部3bに対し離間した位置に形成さ
れた同接合部６は端子形成部4c,5cの外周面を１周する
ようにして形成される。なお、接合部６についても発熱
抵抗線３を形成するものと同一と導体ペーストを使用
し、スクリーン印刷あるいは刷毛塗り等の方法により形
成される。
上記のごとく加圧接着されかつ接合部を形成した未焼
成状態のセラミックス基板4,5は所定の焼成条件によ
り、焼成されて一体化される（なお、焼成後のセラミッ
クス基板4,5を総称してセラミックス２とも言う）。
成状態のセラミックス基板4,5は所定の焼成条件によ
り、焼成されて一体化される（なお、焼成後のセラミッ
クス基板4,5を総称してセラミックス２とも言う）。
７は焼成後にセラミックスヒータ１の外部表面、つま
りは端子部の先端の接合部６を除くセラミックス２の外
部表面2aの全体を覆うようにして同表面に一体的に形成
された金属層であり、また、同金属層７はその一部が接
合部６と電気的に接続するようにして形成されるもの
で、メッキ、スパッタリング、蒸着、メタリコンなどの
外、金属箔の接着などによっても一体に形成されるので
あるが材質としては例えば、銅（Cu）、銀（Ag）、ニッ
ケル（Ni）、アルミ（Al）あるいはこれらを併用したも
のが適しており、なかでも低融点半田により接合可能な
銅−ニッケル、銅による金属化が望ましい。
りは端子部の先端の接合部６を除くセラミックス２の外
部表面2aの全体を覆うようにして同表面に一体的に形成
された金属層であり、また、同金属層７はその一部が接
合部６と電気的に接続するようにして形成されるもの
で、メッキ、スパッタリング、蒸着、メタリコンなどの
外、金属箔の接着などによっても一体に形成されるので
あるが材質としては例えば、銅（Cu）、銀（Ag）、ニッ
ケル（Ni）、アルミ（Al）あるいはこれらを併用したも
のが適しており、なかでも低融点半田により接合可能な
銅−ニッケル、銅による金属化が望ましい。
なお、ニッケル（Ni）−銅（Cu）のメッキによって上
記の金属化、つまりセラミックス２に金属層７を形成す
る場合には、セラミックスの外部表面2aに対し下地7aを
無電解のニッケルメッキにて形成するとともに外層（外
膜）7bを銅の電解メッキにより形成するようにしてい
る。また銅だけで金属層７を形成する場合は銅の無電解
メッキにて形成するようにしている。このようにして形
成されたメッキによる金属層７の膜厚はセラミックス２
との密着性、ピンホールの発生防止などを考慮して少な
くとも３ミクロン以上にすることが好ましい。
記の金属化、つまりセラミックス２に金属層７を形成す
る場合には、セラミックスの外部表面2aに対し下地7aを
無電解のニッケルメッキにて形成するとともに外層（外
膜）7bを銅の電解メッキにより形成するようにしてい
る。また銅だけで金属層７を形成する場合は銅の無電解
メッキにて形成するようにしている。このようにして形
成されたメッキによる金属層７の膜厚はセラミックス２
との密着性、ピンホールの発生防止などを考慮して少な
くとも３ミクロン以上にすることが好ましい。
次に８は上記のセラミックスヒータ１が収納される瞬
間電気湯沸かし器10における水缶であり、ステンレス性
の同缶８は縦長箱形に作られており、缶内には前記のよ
うにして作られたパネル状のセラミックスヒータ１を３
枚縦方向に配設したもので、各セラミックスヒータ１の
前後並びに上下は水（湯）ｗ用の循環路を形成するため
に適当な空間Ｓが設けられている。
間電気湯沸かし器10における水缶であり、ステンレス性
の同缶８は縦長箱形に作られており、缶内には前記のよ
うにして作られたパネル状のセラミックスヒータ１を３
枚縦方向に配設したもので、各セラミックスヒータ１の
前後並びに上下は水（湯）ｗ用の循環路を形成するため
に適当な空間Ｓが設けられている。
また、上記のようにして水缶８内に配設された各セラ
ミックスヒータ１の端子3cは、水缶の下面8aの導出口8b
から突出されるがこの場合、各端子部3cはその端子部に
形成された接合部６が導出口8bに対して低融点半田９に
より接合されて水密性が保持されると同時にセラミック
スヒータ１の外面の金属層７の一部がアース部となって
アースした水缶８に電気的に接続されてアースされるよ
うになっている。なお、導出した各端子部の相互間は並
列に接続されさらに電源11に接続されている。12,13、
は各セラミックスヒータ１の上端1aと側端1bとを支持す
るための金属性の支持部材であり、特に上端1aを支持す
るための支持部材12は弾性片をクリップ形にした構造か
らなり、同支持部材12が金属層７の外面７′を挟持する
ことにより、同支持部材によっても金属層７が水缶８を
介してアースされるようになっている。なお、セラミッ
クスヒータ１の金属層７のアースは、別にアース線を使
用して、一端を金属層７の任意の一部をアース部と定め
て接続し、他端を水缶８に接続するようにしてもよい。
8cは水缶の上面8dに設けた湯出口、8eは水缶の下面8aに
設けた給水口、8fは水缶の背面に突設した取付片を示
す。
ミックスヒータ１の端子3cは、水缶の下面8aの導出口8b
から突出されるがこの場合、各端子部3cはその端子部に
形成された接合部６が導出口8bに対して低融点半田９に
より接合されて水密性が保持されると同時にセラミック
スヒータ１の外面の金属層７の一部がアース部となって
アースした水缶８に電気的に接続されてアースされるよ
うになっている。なお、導出した各端子部の相互間は並
列に接続されさらに電源11に接続されている。12,13、
は各セラミックスヒータ１の上端1aと側端1bとを支持す
るための金属性の支持部材であり、特に上端1aを支持す
るための支持部材12は弾性片をクリップ形にした構造か
らなり、同支持部材12が金属層７の外面７′を挟持する
ことにより、同支持部材によっても金属層７が水缶８を
介してアースされるようになっている。なお、セラミッ
クスヒータ１の金属層７のアースは、別にアース線を使
用して、一端を金属層７の任意の一部をアース部と定め
て接続し、他端を水缶８に接続するようにしてもよい。
8cは水缶の上面8dに設けた湯出口、8eは水缶の下面8aに
設けた給水口、8fは水缶の背面に突設した取付片を示
す。
本願発明はセラミックスヒータにおいて絶縁体である
セラミックスの外部表面に金属層を形成し、これをアー
スした水缶に対して電気的に接続するようにしているた
め、同ヒータのセラミックス部分の絶縁が脅かされたり
さらには絶縁破壊しても漏洩電流は必ずセラミックスの
外部表面の金属層を経てアースしたケースに流れそして
大地に流し得る特長がある。このことは、水缶内の湯
（水）に流れることを防止して、人が水缶の湯出口から
出てくる湯（水）（ｗ）に触っても感電したりすること
が無くなり、安全になる効果を生む。
セラミックスの外部表面に金属層を形成し、これをアー
スした水缶に対して電気的に接続するようにしているた
め、同ヒータのセラミックス部分の絶縁が脅かされたり
さらには絶縁破壊しても漏洩電流は必ずセラミックスの
外部表面の金属層を経てアースしたケースに流れそして
大地に流し得る特長がある。このことは、水缶内の湯
（水）に流れることを防止して、人が水缶の湯出口から
出てくる湯（水）（ｗ）に触っても感電したりすること
が無くなり、安全になる効果を生む。
また、上記のごとくセラミックスの外部表面に金属層
を形成しているため仮にセラミックス中に埋設した発熱
抵抗線の発熱温度分布に大きなバラツキがあっても外側
の金属層は熱伝導性が良いので、熱が速やかに全域に伝
搬されて全体的に温度が均一化され、局部過熱が起こら
ず、効率的に湯沸かしができると同時にヒータの破損も
防止できる効果がある。
を形成しているため仮にセラミックス中に埋設した発熱
抵抗線の発熱温度分布に大きなバラツキがあっても外側
の金属層は熱伝導性が良いので、熱が速やかに全域に伝
搬されて全体的に温度が均一化され、局部過熱が起こら
ず、効率的に湯沸かしができると同時にヒータの破損も
防止できる効果がある。
また、セラミックスの外部表面に形成した金属層によ
りセラミックスヒータの機械的強度が高められる効果も
ある。
りセラミックスヒータの機械的強度が高められる効果も
ある。
図面は本願発明の実施例を示すもので、第１図はセラミ
ックスヒータの正面図、第２図は第１図の縦断面図、第
３図は第１図の円内部分拡大断面図、第４図はセラミッ
クスヒータの作成工程図、第５図は湯沸かし器の概略構
造図、第６図は水缶内のセラミックスヒータの支持状態
を示す断面図、第７図はヒータの端子部の水密構造を示
す要部断面図、第８図は湯沸かし器の水缶内にセラミッ
クスヒータを配設した状態の正面における断面図、第９
図は第８図の一部破断側面図、第10図は第８図の底面
図、第11図は第８図の平面図、第12図は水缶内のセラミ
ックスヒータの配設状態を示す概略断面図。 １……セラミックスヒータ、２……セラミックス、2a…
…外部表面、３……発熱抵抗線、７……金属層、８……
水缶、10……湯沸かし器、ｗ……水（湯）。
ックスヒータの正面図、第２図は第１図の縦断面図、第
３図は第１図の円内部分拡大断面図、第４図はセラミッ
クスヒータの作成工程図、第５図は湯沸かし器の概略構
造図、第６図は水缶内のセラミックスヒータの支持状態
を示す断面図、第７図はヒータの端子部の水密構造を示
す要部断面図、第８図は湯沸かし器の水缶内にセラミッ
クスヒータを配設した状態の正面における断面図、第９
図は第８図の一部破断側面図、第10図は第８図の底面
図、第11図は第８図の平面図、第12図は水缶内のセラミ
ックスヒータの配設状態を示す概略断面図。 １……セラミックスヒータ、２……セラミックス、2a…
…外部表面、３……発熱抵抗線、７……金属層、８……
水缶、10……湯沸かし器、ｗ……水（湯）。
フロントページの続き (72)発明者 山口 照光 愛知県大府市長草町深廻間35 日本高圧 電気株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 平１−265477（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−103149（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−85089（ＪＰ，Ｕ) 特許34498（ＪＰ，Ｃ１) 特表 昭62−500430（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】発熱抵抗線を絶縁体のセラミックス中に埋
設した状態で焼成一体化し、アースされた金属性水缶内
の水中に浸漬しての使用を可能にしてあるセラミックス
ヒータにおいて、上記発熱抵抗線を包囲するセラミック
スの外部表面には、金属層を覆着すると共にこの金属層
には水缶に接続する為のアース部を備えさせてあること
を特徴とする電気湯沸かし器等に利用できるセラミック
スヒータ。 - 【請求項２】上記金属層は金属メッキからなり而も低融
点半田によって接続可能な金属によって形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気湯沸
かし器等に利用できるセラミックスヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20828589A JP2756590B2 (ja) | 1989-08-12 | 1989-08-12 | 電気湯沸かし器等に利用できるセラミックスヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20828589A JP2756590B2 (ja) | 1989-08-12 | 1989-08-12 | 電気湯沸かし器等に利用できるセラミックスヒータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0374078A JPH0374078A (ja) | 1991-03-28 |
| JP2756590B2 true JP2756590B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=16553717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20828589A Expired - Fee Related JP2756590B2 (ja) | 1989-08-12 | 1989-08-12 | 電気湯沸かし器等に利用できるセラミックスヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2756590B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100425924C (zh) * | 2006-01-20 | 2008-10-15 | 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 | 全阻隔绝缘装置及采用该装置的电热水器 |
| JP4635104B1 (ja) * | 2010-03-03 | 2011-02-23 | 日本興業株式会社 | 舗装用ブロック連結部材 |
| CN112696820A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-23 | 广州义媛媛贸易有限公司 | 一种半导体陶瓷电热淋浴器 |
-
1989
- 1989-08-12 JP JP20828589A patent/JP2756590B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0374078A (ja) | 1991-03-28 |
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Legal Events
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