JP2767600B2 - 電気瞬間湯沸器用セラミックスパネルヒーターの製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は端子部の構成が改良されている電気瞬間湯
沸器用セラミックスパネルヒーターの製法に関する。

〔従来の技術〕

本件発明者は先にガラス−アルミナ製の板体の一面に
所定の発熱量が得られるようにした発熱抵抗線パターン
を印刷し、その板体の一面に対し、上記パターンの接続
端子部を除いた全ての発熱抵抗線パターンを覆う状態の
別のガラス−アルミナ製の板体を覆着し、両板体を加圧
接着して一体焼成したことを特徴とする瞬間電気湯沸器
用パネルヒータに係る発明に関与し、その発明は出願さ
れている（特願昭63−313192号参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の電気瞬間湯沸器用セラミックスパネルヒーター
は電気瞬間湯沸器の水缶内にセラミックスパネルヒータ
ーを納めて用いる構成である。そのようにすると、セラ
ミックス製の基板の表面に水滴が付着して両端子間の絶
縁が低下し、ついには短絡事故へと発展する危険があ
る。そのため、対策として端子をその外側から絶縁性の
コート材にて覆うようにするが、場合によっては長期信
頼性が低くなる問題点があった。

本発明は以上のような点に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、上記電気瞬間湯沸器用セラミック
スパネルヒータの製造に際し、焼成前に、僅かな金属層
を端子部の周囲に塗着状に具備させるという、簡易な手
間を施すことによって、端子部の外周の水密性が高ま
り、その結果、絶縁性が長期に亘って良好に保たれ、か
つ、電気瞬間湯沸器の水缶に対するセラミックスパネル
ヒーターの機械的一体性が良くてがたつきが無く、セラ
ミックスパネルヒーターの破損が生じないようにした電
気瞬間湯沸器用セラミックスパネルヒーターの製法を提
供することである。

〔課題を解決する為の手段〕

上記目的を達成する為に、本願発明は、給水口と湯出
口とを備える電気瞬間湯沸用金属性水缶内にヒーター部
を浸漬し、端子部は上記水缶壁を貫通させた状態で水缶
壁の外部に表出させると共に、水缶壁の貫通部において
は、端子部の周囲に予め周設しておく金属層と水缶壁の
孔縁との間を低融点金属で水密的に接合一体化して用い
る電気瞬間湯沸器用セラミックスパネルヒーターの製法
は、夫々、発熱抵抗線パターンよりも大きな形状の主体
部と、主体部から突出形成された端子部から成る二つの
基板を準備し、上記両基板は、上記両主体部で発熱抵抗
線パターンを、上記両端子部でリード部を夫々挟持する
状態で合着一体化させ、 さらに合着一体化された上記端子部の外周面における上
記水缶壁貫通対応部分には、スクリーン印刷法又は吹
付、塗布等の付着手段によって帯状の金属層を周設し、
次にこれらを焼成して両基板と、発熱抵抗線パターン
と、両端子部とを一体化させると同時に、端子部におけ
る外周面と上記帯状の金属層内周面とを水密的に一体化
させるようにした。

〔作用〕

セラミックスパネルヒーターの端子部は上記水缶壁を
貫通させた状態で水缶壁の外部に表出させると共に、水
缶壁の貫通部においては、端子部の周囲に予め周設して
おく金属層と水缶壁の孔縁との間を低融点金属で水密的
に接合一体化しておくと、端子部の絶縁性は長期に亘っ
て良好となり、また水缶とセラミックスパネルヒーター
の一体性もよい。

〔実施例〕

以下本願の実施例を示す図面について説明する。パネ
ルヒータ７が配置されている第１図において、瞬間電気
湯沸器１は、周知のように電源接続部２、ヒューズ３、
漏電ブレーカ４、電磁接触器５、水缶６、水缶６内に設
置し、かつ上記接続部２に接続されているセパレータ兼
用の複数枚のパネルヒータ７とを有する。さらに上記の
電磁接触器５とパネルヒータ７との間には周知の保護装
置としてフロースイッチのスイッチ8aとサーモスタット
９と過昇温防止スイッチ10とが直列に接続された状態で
介在されている。なお、上記においてフロースイッチ８
は水の流量を検知してスイッチ8aをON−OFFさせるため
のもので、またサーモスタット９は水缶６内に設置した
センサー9aにより水缶内の湯温度を検知してON−OFFす
るものである。また10は万が一、上記のフロースイッチ
８とサーモスタット９との双方が故障した場合でも水缶
６の中のお湯が沸騰しないようにした過昇温防止スイッ
チであり、同スイッチは水缶６内に設置したセンサー10
aによりON−OFFするようになっている。11は水缶６の給
水口6aと水道バルブ12との間にフロースイッチ８を介し
て接続するフレキシブルな給水管を示す。

次に第２図乃至第６図に現れている函形に形成した上
記の水缶６は、耐熱性、耐圧性、耐腐食性を有するステ
ンレス、銅の金属製のものが使用される。さらに同缶６
にはその上面6cに位置して湯出口6bが、また底面6dには
給水口6aがそれぞれ設けられている。また、水缶６内に
は第６図に現われるように縦方向に幾つもに区切るよう
にした複数枚（３枚）のセラミックスパネルヒーター７
が僅かな間隔を相互に保持して並設されており、矢印6h
方向に流れる水を加温するようにしてある。これらセラ
ミックス製のパネルヒーター７は内蔵された発熱抵抗線
11（第８図参照）が電気的に第７図のように並列接続さ
れると共に各パネルヒーターの各端子部7a、7b、7cは水
缶の底面6dの導出口6gを貫通する状態でもって外部へそ
れぞれ導出した状態になっている。6eは水缶内の側内面
と上内面とに設けたパネルヒーター７を固定するための
溝状の保持部を示す。なお、水缶６は給水口、湯出口、
導出口等を除き各接合面が全て熔接によって水密的に接
合されている。

次にセラミックスパネルヒーター７の製造方法につい
て説明する。

第８図において基板（板体とも言う）Ａはガラスカレ
ット（ホウケイ酸ガラス）と酸化アルミニウム（Al2O
2）とを主成分とするガラス−アルミナ系のセラミック
スからなるもので、さらにこれに有機バインダー、消泡
剤、分散剤、水が混合されてスラリーにされた後、さら
に内面側の一面7fにスクリーン印刷法によって発熱抵抗
線パターン11を形成する。この発熱抵抗線パターン11は
所定の発熱量が得られるようにしたヒータ11aとリード
部15と接続する露出用端子11bとから構成されている。

なお、基板Ａは上記のヒータ11Aが形成される縦長の
長方形に形成された大面積で、主体部といえるヒータ部
7dと、ヒータ部7dの上方に突出形成され而もヒータ部に
比較して小面積の正方形からなる端子部7eとが形成され
ている。

次に、この基板Ａの一面に形成される抵抗線パターン
は、Ag−Pd（銀−パラジウム）に有機バインダーを添加
した抵抗体ペーストを使用し、公知の印刷手段で形成さ
れる。この抵抗線パターン11は所定の発熱量（ワット
数）が得られる太さ（断面積）と長さになっている。

次に基板Ｂは基板Ａと同様にドクターブレード法によ
って作られるが、その形状は基板Ａと比較してその端子
部7eの上方への寸法が若干短く形成された形状からなっ
ている。

上記のようにして作られた抵抗線パターンの付された
基板Ａと基板Ｂとは各基板の一方ないしは両者の接着面
に対し接着補助剤のグリセンリが塗布される。そしてこ
の塗布された状態で両基板A,Bは、発熱抵抗線パターン
及びリード部を包む状態で合着され、加圧接着される。

この場合、基板Ａの抵抗線パターン11の端子の先端11
b、11c′を除き基板Ｂによって全体が覆われた状態で重
ね合わされる。なお上記のごとく加圧接着した状態では
第11図に現われるように、基板Ａの端子部の他面7gと両
側面7h,7h、そして基板Ｂの端子部の他面7iと両側面7j,
7jには帯状の接合用の導電層13が露出するようにしてお
く。

この導電層13は金属層であればよいが発熱抵抗線用パ
ターン11と同一のAg−Pdのペーストで形成するとよい。
こうするとスクリーン印刷法によって上記パターン11と
同時に形成される外、刷毛塗りや吹き付け等により形成
することもできる。導電層13は上記端子11bに連なるリ
ード部の外部を１周するように形成され、そして電気的
には上記の端子11bから離間して絶縁されている。

次に上記のごとく基板Ａと基板Ｂとが重ね合わされた
状態の基板Ｃは次に電気炉等の焼成炉に入れられ、低温
で、例えば焼成温度850℃以下、焼成時間約５時間前後
の条件でもって焼成される。それによって基板Ｃと発熱
抵抗線パターン11と接合用の導電層13とが同時に焼成さ
れたことになり共に一体化する。上記のように電気瞬間
湯沸器用のセラミックスパネルヒーター７が完成すると
水缶６内に組付ける。水缶６ば第２図の平面板6cがまだ
熔接前の状態にあって開口している。この状態で上記の
パネルヒーター７を端子部の側を下方に向け、底面6dの
導出口6gに差し込み、同底面6dから外側へ突出させる。

なお、３枚のパネルヒーター７は湯循環路6hを形成す
るために水缶６内に若干の間隔をあけて複数枚配列され
るが各パネルヒーター７の端子部7a,7b,7cは前後方向の
相互に離間して設けられると共に第２図のように左右方
向に段階状に配置される（細幅の長方形の導出口6g,6g,
6gにそれぞれ差し込まれるようになっている）。つま
り、パネルヒーター７の端子部は水缶６内に組込んだ場
合に各パネルヒーター７のそれぞれの端子部の位置が前
後に重ならないように第７図のごとくパネルヒーター毎
に左右方向に位置が異なっている。

上記のように差し込まれた後、導出口6gの孔縁と導電
層13の表面とが第13図に示されるように低融点金属14、
例えば半田によって全周気密的に接合される。この場合
低融点金属14は水缶６の材質のステンレスあるいは銅と
さらには導電層13の材質のAg−Pd（銀−パラジウム）さ
らにはアルミナ−ガラスからなる基板Ｃ等の熱膨張係数
の相違を考慮して柔軟性を有する半田例えば半田や銀入
り半田等の比較的低温のロウ材が使用される。

尚、上記低融点金属14による接続にあたっては銅など
で作られた任意の金属板を補強板として添えつけ、その
補強板ともども、即ち水管６と導電層13と上記補強板と
の３者を低融点金属14で水密的に接合してもよい。補強
板の形状は第13図に符号14′を付して鎖線で示すように
導電層13に添わせた下部が筒状になり、上方は底面6bに
添う形状となるようにしておくと良い。

上記のようにして水缶６に水密的に接合された各端子
部7eから露出している端子11bはリード線15′により第
７図のように並列接続される。

〔発明の効果〕

以上のような本願発明における電気瞬間湯沸器用セラ
ミックスパネルヒータにあっては、夫々、発熱抵抗線パ
ターンよりも大きな形状の主体部と、主体部から突出形
成された端子部から成る二つの基板を準備し、上記両基
板は、上記両主体部で発熱抵抗線パターンを挟持する状
態で合着一体化させ、 さらに合着一体化された上記端子部の周囲における上
記水缶壁貫通対応部分には、スクリーン印刷法又は吹
付、塗布等の付着手段によって帯状の金属層を周設し、
次にこれらを焼成して基板と、発熱抵抗線パターンと、
端子部との一体化と同時に、端子部における外周面と上
記帯状の金属層内周面とを水密的に一体化させるもので
あるから、 基板における発熱抵抗線パターンを内包する主体部7d
と、リード部を包囲する端子部7eとを同時に焼成一体化
させることのできる簡易製造上の利点があると共に、上
記焼成の場合、予め端子部7eの周囲に帯状の金属層を塗
着状に備えさせておくだけの余分の手間で、端子部7eの
外周面と、帯状の金属層13の内周面との間が焼成によっ
て、水密一体化した金属層13が形成される優れた製法上
の効果がある。

このことは、水缶壁の貫通部において、上記金属層13
の周囲を缶壁に接合することができ、上記金属層13の内
周面が予め焼成時、端子部7eの外周囲と水密一体化して
いるので、端子部周辺での水漏れを手軽に防止できる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は電気瞬間湯
沸器の概略電気結線図、第２図は水缶の縦断面図、第３
図は水缶の底面図、第４図は水缶の右側面図、第５図は
平面図、第６図は第２図のVI−VI線断面図、第７図はセ
ラミックスパネルヒーターの結線図、第８図はセラミッ
クスパネルヒーターの製造工程を示す説明図、第９図は
セラミックスパネルヒーターの平面図、第10図はその左
側面図、第11図はその底面図、第12図は第９図のXII−X
II線断面図、第13図は第２図のXIII−XIII位置の断面
図。 １……電気瞬間湯沸器、６……水缶、6a……給水口、6b
……湯出口、７……セラミックスパネルヒーター、11…
…発熱抵抗線、11a……ヒーター、11b……端子、13……
導電層、14……低融点金属。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給水口と湯出口とを備える電気瞬間湯沸用
   金属性水缶内にヒーター部を浸漬し、端子部は上記水缶
   壁を貫通させた状態で水缶壁の外部に表出させると共
   に、水缶壁の貫通部においては、端子部の周囲に予め周
   設しておく金属層と水缶壁の孔縁との間を低融点金属で
   水密的に接合一体化して用いる電気瞬間湯沸器用セラミ
   ックスパネルヒーターの製法は、夫々、発熱抵抗線パタ
   ーンよりも大きな形状の主体部と、主体部から突出形成
   された端子部から成る二つの基板を準備し、上記両基板
   は、上記両主体部で発熱抵抗線パターンを、上記両端子
   部でリード部を夫々挟持する状態で合着一体化させ、 さらに合着一体化された上記端子部の外周面における上
   記水缶壁貫通対応部分には、スクリーン印刷法又は吹
   付、塗布等の付着手段によって帯状の金属層を周設し、
   次にこれらを焼成して両基板と、発熱抵抗線パターン
   と、両端子部とを一体化させると同時に、端子部におけ
   る外周面と上記帯状の金属層内周面とを水密的に一体化
   させることを特徴とする電気瞬間湯沸器用セラミックス
   パネルヒーターの製法。