JP3525898B2 - 電気湯沸かし器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として一般家庭ま
たは事務所等で使用される電気湯沸かし器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の電気湯沸かし器の構成は
図８および図９に示すようなものであった。図８は従来
の電気湯沸かし器の一部破断断面図、図９は同電気湯沸
かし器の容器の要部分解斜視図である。図において、１
は上部を開口した容器でステンレス鋼板を絞り加工また
は溶接加工で形成されている。２は容器１底面に形成さ
れた凸部である。すなわち凸部２は容器１の底面に形成
された平面である。３は凸部２の裏面に収納される加熱
装置であるヒーターユニットである。ヒーターユニット
３は上側から集成マイカで打ち抜いて形成された第１の
絶縁物４、ステンレス鋼板を打ち抜いて形成して約１０
００ワットの消費電力である湯沸かし電熱線５、集成マ
イカで形成した第２の絶縁物６、ステンレス鋼板を打ち
抜いて形成した約１００ワットの消費電力がある保温電
熱線７、集成マイカで形成された第３の絶縁物８で順番
に重ねられて構成されている。

【０００３】９は湯沸かし電熱線５に一端に溶接で固定
された湯沸かし端子であり、ステンレス鋼板をプレス加
工して形成されている。１０は同様にプレス加工して形
成されて一端を保温電熱線７に溶接で固定された保温端
子である。１１は前記湯沸かし電熱線５と保温電熱線７
の他端を電気的に結合し共通の端子として溶接した共通
端子である。１２は前記湯沸かし端子９と保温端子１０
と共通端子１１とを機械的に固定する碍子である。この
碍子１２は３カ所の貫通孔１３を有し前記湯沸かし端子
９と共通端子１１とを両端の貫通孔１３に通して保温端
子１０を中央の貫通孔１３に通す構成にしてある。

【０００４】容器１の底部側からはアルミ鍍金鋼板など
をプレス加工して形成したシーム板１４を抵抗溶接で外
周と中央付近とを複数箇所溶接してヒーターユニット３
を凸部２の裏面に収納して下方からヒーターユニット３
を凸部２の裏面に圧接している。１５は容器１の底部に
溶接して固定された一対の取付金具であり、下端は止め
ねじ１６でねじ止めされる構造になっている。

【０００５】１７は前記容器１を収容する筒状のボデー
でＰＰ樹脂などの合成樹脂で形成されている。上端下端
が開口したボデー１７下部には開口部１８を設けて組立
時等に利用する。１９は鋼板をプレス加工して形成して
ボデー１７下側の開口部１８を塞ぐ底板である。

【０００６】２０は容器１の下に位置して一端を容器１
の底部に連通し、他端を昇水パイプ２１に連通した送水
装置である遠心ポンプである。昇水パイプ２１は給湯口
２２を介して外方に開放されている。

【０００７】２３は前記容器１を略中央に備えた合成樹
脂で形成された上枠である。上枠２３はボデー１７上端
に嵌着する。

【０００８】全体の構成は容器１を上枠２３の中央に収
納して、上枠２３をボデー１７上端に嵌着する。容器１
下端に固定された取付金具１５はボデー１７の取付部２
４に嵌合する。ここで止めねじ１６を用いて底板１９を
取付部２４を介して取付金具１５に固定する。取付金具
１５と取付部２４とは設計上約３ｍｍの隙間が締め代と
して設けてある。容器１と底板１９を締め付けると上枠
２３とボデー１７を締め付けることとなり、止めねじ１
６で取付金具１５を介して容器１底部を引っ張る応力を
常に加えていることとなる。

【０００９】２５は給電口である。２６は前記容器１の
上部開口を塞ぐ蓋であり、蓋２６の一端には回転軸２７
が設けてあり、他端には前記上枠２３に係止したロック
するロック爪（図示せず）が前後に摺動するように備え
てある。回転軸２７は上枠２３の軸受け部２８に回転自
在に取り付けられて前記蓋２６の開閉時に回転する。

【００１０】２９は凸部２中央の裏面に備えられたサー
ミスタで形成された温度検知素子であり、温度検知素子
２９は容器１底部の凸部２の面を介して容器１内の湯の
温度を検知する。３０はヒーターユニット３への通電を
制御する制御部であり、上下に分割できる防水ケース３
１内に収納されて容器１の下方に位置している。制御部
３０はヒーターユニット３の湯沸かし電熱線５、保温電
熱線７と、遠心ポンプ２０と温度検知素子２９とを制御
する。

【００１１】前記温度検知素子２９は遮熱板に係止され
た取付ばねに付勢されて容器１底部に押圧されている。

【００１２】以上の構成において、動作を説明する。ま
ず、水を容器１に所定量入れる。次に給電口２５から給
電する。制御部３０が操作に基づいてヒーターユニット
３へ通電する。湯沸かし時には湯沸かし電熱線５と保温
電熱線７に通電して合計１１００ワットの電力で湯沸か
しする。ヒーターユニット３で発生した熱は容器１の凸
部２を介して容器１内の水を加熱する。このとき湯沸か
し電熱線５の温度は約５００度に達しており、またシー
ム板１４の温度は約２５０度に達している容器１底部に
押圧された温度検知素子２９は容器１内の湯温を検知
し、やがて温度検知素子２９が湯の沸騰を検知して制御
部３０は湯沸かし電熱線５への通電を停止する。湯沸か
し電熱線５への通電を停止させた直後はヒーターユニッ
ト３とシーム板１４の温度は１００度以上であるのでそ
の熱容量と１００度以上の温度のために、数十秒間は容
器１底面の凸部２の表面から蒸気の気泡が発生し続け
る。やがてヒーターユニット３とシーム板１４の温度が
１００度以下になると気泡の発生が次第に停止する。以
降は制御部３０が保温電熱線７への通電を制御して容器
１内の湯温を約９５度に維持する。このとき制御部３０
はまず温度検知素子２９の温度を信号として入力し、保
温電熱線７へ通電するが、通電当初はヒーターユニット
３全体を加熱して温度上昇させる必要があり、やがてヒ
ーターユニット３全体が加熱されると次に凸部２を通し
て容器１内の湯を加熱することとなる。このときシーム
板１４の温度は約１１０度である。

【００１３】湯沸かし時も保温時もヒーターユニット３
へ通電しているときはシーム板１４下面から輻射熱を放
出していることとなる。

【００１４】湯を所望のときは、操作部（図示せず）か
ら遠心ポンプ２０を駆動して昇水パイプ２１と給湯口２
２を介して給湯する。湯が少なくなると蓋２６を回動さ
せて容器１上部を開放する。所望の水を容器１内に注水
すると制御部３０が温度検知素子２９で湯温を検知して
再度湯を沸かしてから保温する。以降は必要に応じて給
湯する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成では、ヒーターユニット３の熱容量が大きいの
で、温度検知素子２９で湯温を検知して制御部３０でヒ
ーターユニット３へ通電して湯温を制御するときの通電
と湯温上昇の時間のずれが大きくなるという問題を有し
ていた。また、温度検知素子２９の取付にあたっては遮
熱板３２に取付ばね３３を介して係止して容器１底部に
押圧しなければならなかったので、寸法精度も悪く加工
や組立時の寸法ばらつきが大きくなるという問題があっ
た。

【００１６】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、加熱部の熱容量を小さくし、かつ温度検知素子の組
立精度を良くすることにより、温度検知性能の良い温度
検知素子構成を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の電気湯沸かし器は、水を収容する容
器の底面の裏面に電気絶縁層を形成し、その上に印刷し
焼成して電気抵抗体層と電気導体層とを有する加熱部を
設け、さらに電気絶縁層上に容器の水温を検知する温度
検知素子を設ける構成とし、加熱部を下方に凸な曲面で
形成するとともに、加熱部の略中央を上方に凸に形成し
て受熱部を設け、温度検知素子をこの受熱部に配置した
構成とした。この構成により、加熱部の熱容量を小さく
でき、かつ温度検知素子を精度よく取付けられるので、
温度検知精度を良くすることができる。さらに、加熱部
の熱膨張による応力を受熱部で緩和するとともに温度検
知素子を受熱部に配置して容器内の水温に近い温度を検
知することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、水を収容する容器と、前記容器の底面の裏面に形成
した電気絶縁層と、前記電気絶縁層上に印刷し焼成して
形成した電気抵抗体層および電気導体層とを有する加熱
部と、前記電気絶縁層上に前記容器の水温を検知する温
度検知素子とを備える構成とし、加熱部を下方に凸な曲
面で形成するとともに、加熱部の略中央を上方に凸に形
成して受熱部を設け、温度検知素子をこの受熱部に配置
した構成としたものであり、加熱部の熱容量が小さく、
かつ温度検知素子を精度良く取付けられるのでの温度検
知素子の応答も速く、従って湯温に近い正確な温度検知
が行える。また、加熱部の熱膨張による応力を受熱部で
緩和するとともに温度検知素子を受熱部に配置して容器
内の水温に近い温度を検知することができる。

【００１９】請求項２に記載の発明は、水を収容する容
器と、前記容器の底面の裏面に形成した電気絶縁層と、
前記電気絶縁層上に印刷し焼成して形成した電気抵抗体
層および電気導体層とを有する加熱部と、前記容器の水
温を検知する温度検知素子とを備え、前記温度検知素子
は前記電気絶縁層上に印刷し焼成して設ける構成とし、
加熱部を下方に凸な曲面で形成するとともに、加熱部の
略中央を上方に凸に形成して受熱部を設け、温度検知素
子をこの受熱部に配置した構成としたものであり、加熱
部の熱容量が小さいため温度検知素子の応答も速く、従
って湯温に近い正確な温度検知が行える。また、温度検
知素子を焼成で一体的に形成することで組立加工時の寸
法精度をさらに改善することができる。また、加熱部の
熱膨張による応力を受熱部で緩和するとともに温度検知
素子を受熱部に配置して容器内の水温に近い温度を検知
することができる。

【００２０】請求項３に記載の発明は、特に、請求項１
または２に記載の温度検知素子を電気導体層の一部に電
気的に接合する構成とすることにより、構成が簡単にな
り、温度検知素子の取付精度をよくすることができる。

【００２１】請求項４に記載の発明は、特に、請求項１
または２において、電気絶縁層に複数個の温度検知素子
を配置するとともに直列に接続したものであり、加熱部
の一部が空だき状態になると近傍の温度検知素子がこれ
を検知して空だきを防止することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て説明する。なお、従来例と加熱部の構成以外はほぼ同
一であるので、同一構成には同一符号を用いその説明を
省略する。

【００２３】（実施例１） 図１は本発明の実施例１における電気湯沸かし器の容器
下面図、図２は同電気湯沸かし器の構成を示す斜視図、
図３は同電気湯沸かし器の容器の分解斜視図、図４は同
電気湯沸かし器のサーミスタ部の構成図、また図５は同
電気湯沸かし器のサーミスタ部の断面図である。

【００２４】図において、４１は上部を開口した水を収
容する容器である。容器４１はステンレス鋼板で形成さ
れている。特にＪＩＳ規格ＳＵＳ４４４相当の組成成分
で構成している。４２は容器４１の底部に一段低くして
絞り加工で形成した段部である。４３は段部４２から一
段上方に位置した底面である。段部４２はほぼ均等な深
さで底部４３から下方に絞り加工されている。段部４２
は平面ではなく球面の一部を切り取った形状をしてお
り、段部４２の中央部が一番深い絞り加工になるように
下方に凸な形状をしている。また、４４は後述するサー
ミスタを設置する受熱部である。受熱部４４は段部４２
中央に容器内側に向かって凸に形成し、その深さは約４
ｍｍであり、直径は約１５ｍｍである。容器４１は底面
４３の外周を、ステンレス鋼板で形成した側壁４５と溶
接して水密に形成している。

【００２５】４６は底面４３の外周近傍に孔を開けてス
テンレスパイプを咬めて水密的に形成した流出口であ
り、遠心ポンプ２０に連通している。流出口４６を段部
４２とは別部品とすることで流出口４６の取付加工を任
意の行程で行うことができる。これは後述する印刷加工
が極めて施し易い構成である。

【００２６】４７は段部４２下面のほぼ全面にわたる印
刷曲面であり、ここに加熱部４８が形成される。印刷曲
面４７の曲率については概略下記のように設定すると良
い。すなわち、印刷曲面４７の直径に対してその１００
分の１以上の深さにする。それは概略金属の熱膨張率は
高くても１０^-5オーダーであり、温度差を１０００度と
しても１０^-2つまり１００分の１膨張することになる。
これに対して絞り加工の深さを１００分の１にすること
で曲面がどのように熱膨張してもその凹凸が反転するこ
とはない。従って印刷曲面の絞り深さを直径の１００分
の１以上にすると局部的な熱膨張による段部４２に発生
する応力は印刷曲面４７の変形のみで吸収することがで
きるからである。

【００２７】以下、加熱部４８の構成について述べる。
まず印刷曲面４７全面にガラスと金属酸化物を主成分と
する電気絶縁物を３層のスクリーン印刷で約５０マイク
ロメートルから約２００マイクロメートルに積層して第
１の電気絶縁層４９を形成する。この第１の電気絶縁層
４９の厚みは定格電圧や必要とする絶縁耐力によって印
刷回数や印刷時のインクの濃度を調節して所望の厚さに
する。印刷状態のまま電気炉で約１０分間、約９００度
で焼結する。焼結後、ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳ
ＵＳ４４４相当）の線膨張係数１０．５〜１１．９×１
０^-6と同じ膨張係数の第１の電気絶縁層４９が得られ
る。

【００２８】次に図１のように金属酸化物を主成分とす
る適度な電気抵抗を持った抵抗体を含んだインクで電気
抵抗体層５０をスクリーン印刷で形成する。スクリーン
印刷の版は被印刷面よりも大きい面積を必要とするので
容器４１の底面４３に対して印刷曲面４７は一段下に位
置するように形成する。これによりスクリーン印刷版は
容器４１の底面４３に当たることなく第１の電気絶縁層
４９や電気抵抗体層５０を印刷することができる。

【００２９】電気抵抗体層５０は通電により発熱する部
分であり、本実施例では電気抵抗体層５０を用いて湯沸
かし回路５１と保温回路５２の２回路を作成している。
この回路の印刷のパターンは最内周部と外周部とに幅の
広い電気抵抗体層からなる湯沸かし回路５１を設け、最
内周部と外周部との間に幅の狭い電気抵抗体層からなる
保温回路５２を形成するパターンとしている。電気抵抗
体層５０を同心円状とするのはスクリーン印刷加工法に
おいて、スクリーン版は平面状であるのに印刷曲面４７
は球面であり、印刷時にスクリーン版の押し圧が大きい
中央付近ほど充分に印刷される一方で押し圧が小さい外
周部ほど薄く印刷される傾向があるから同心円状に同一
条件の印刷をするためである。同心円状の印刷条件は比
較的管理しやすいので電気抵抗体層５０を同心円状にし
てこれにより消費電力のばらつきを約５％以下に押さえ
ることができる。

【００３０】湯沸かし回路５１と保温回路５２の電気的
結線について説明する。電気的には湯沸かし回路５１と
保温回路５２とは一端を共通端子５３で電気的に結線
し、他端はおのおの湯沸かし端子５４と保温端子５５と
を形成して並列回路として構成される。湯沸かし回路５
１と保温回路５２はおのおの電気導体層５６で形成した
放射状パターン５７で結線され、一端は電気導体層５６
で形成された共通の共通端子５３に結線される。湯沸か
し回路５１の他端は電気導体層５６で形成された湯沸か
し端子５４と結線され、保温回路５２の他端は電気導体
層５６で形成された保温端子５５と結線される。共通端
子５３と湯沸かし端子５４と保温端子５５と放射状パタ
ーン５７とは銀を主成分としたインクをスクリーン印刷
で前記電気抵抗体層５０の上に印刷して形成した電気導
体層５６で一度に印刷により形成する。本実施例では共
通端子５３と、湯沸かし端子５４と、保温端子５５とは
加熱部４８の外周近傍に配置するとともに各端子とも互
いに近接して一カ所に集中させている。これは加熱部４
８の端部は中央部に比べて比較的温度が低く、耐熱耐酸
化において有利となるからである。

【００３１】電気抵抗体層５０は段部４２下面に同心円
状に断片的に配列されているので、同心円状の電気抵抗
体層５０を中心から放射状方向に電気導体層５６で形成
した放射状パターン５７で結線して湯沸かし回路５１と
保温回路５２とを形成する。同心円状の電気抵抗体層５
０を中心から放射状方向に電気導体層５６で形成した放
射状パターン５７で接続するのは熱膨張により印刷曲面
４７が中心から放射状方向に熱による膨張と収縮による
応力が大きいためにこの寸法変化に追従できる銀を主成
分とする電気導体層５６で放射状方向の接続を行うため
である。前記共通端子５３と湯沸かし端子５４と保温端
子５５と放射状パターン５７とで電気導体層５６を形成
する。電気導体層５６はスクリーン印刷で一度に形成し
た後に電気炉で約９００℃、１０分で焼結する。

【００３２】次に、第１の電気絶縁層４９の範囲から共
通端子５３と湯沸かし端子５４と保温端子５５と中央部
とを除く範囲を無機質であるガラスと金属酸化物を主成
分とする電気絶縁物を１層または複数層にスクリーン印
刷で約５０から２００マイクロメートルの厚さに積層し
て第２の電気絶縁層５８を形成する。この第２の電気絶
縁層５８の厚みは定格電圧や必要とする絶縁耐力によっ
て印刷回数や印刷時のインクの濃度を調節して所望の厚
さにする。印刷状態のまま電気炉で約９００℃、１０分
で焼結する。するとステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵ
Ｓ４４４相当）の線膨張係数１０．５〜１１．９×１０
^-6と同じ膨張係数の第２の電気絶縁層５８が完成する。

【００３３】このように、加熱部は第１の電気絶縁層４
９と電気抵抗体層５０と電気導体層５６と第２の電気絶
縁層５８とで構成される。

【００３４】６０は容器４１の底面４３に溶接して固定
された一対の取付金具である。取付金具６０は下端にね
じ孔６１が設けてあり、底板１９と取付金具６０とでボ
デー１７を挟んで止めねじ１６で固定することとなる。
取付金具６０を底面４３に溶接するのは取付金具６０間
に制御部３０を内蔵した防水ケース３１を収納すること
ができるからである。また取付金具６０はボデー１７を
締め付けて固定するので締め付けによる応力を底面４３
に加えることとなるが、その応力を印刷曲面４７に伝わ
りにくくするために印刷曲面４７を段部４２に設けてい
る。印刷曲面４７には焼結した加熱部４８が固着してい
るのでこれに応力が加わらないようにすることが重要で
ある。

【００３５】次に、温度検出素子であるサーミスタの取
付について述べる。６２は第１の電気絶縁層４９の略中
央に二つの電気導体層５６で形成した端部６３を形成し
てこの端部６３に銀ろうまたは金属結合で温度検知素子
であるサーミスタ６４のリード線６５を結線した温度検
知部である。サーミスタ６４は第１の電気絶縁層４９に
接するので電気絶縁物で絶縁する必要はなく、サーミス
タ６４のリード線６５をそのまま端部６３に結線する。
端部６３は電気導体層５６を長く伸ばして前記共通端子
５３付近まで伸びて形成されている。もちろんサーミス
タが充分な電気絶縁強度を有する場合は、電気絶縁層４
９は不要であり、容器１の段部に直接設けてもよい。た
だしこの場合、リード線などは充分に絶縁しておく必要
がある。

【００３６】ここで、湯沸かし回路５１の一部が最内周
に位置するのは、発熱の多い湯沸かし回路５１の熱でい
ち早くサーミスタ６４に熱を伝えるためである。

【００３７】次に電気結線について述べる。６６はアル
ミニウム合金か金等で形成した金属結線であり、一端は
共通端子５３と湯沸かし端子５４と保温端子５５と端部
６３とに夫々電気的に接続し、他端は取付金具６０に固
定された樹脂で形成された電気絶縁部材６７に保持され
た金属端子６８に接続される。金属端子６８は黄銅にス
ズ鍍金を施した材料または鉄にニッケル鍍金を施した材
料をプレス加工で打ち抜いて形成している。

【００３８】また、取付金具６０は加熱部４８の外周に
位置するとともに電気絶縁部材６７は前記共通端子５３
と、湯沸かし端子５４と、保温端子５５との集中した比
較的発熱量が少なく温度の低い加熱部４８外周に集中し
て位置している。従って電気絶縁部材６７及び金属端子
６８の温度は低く押さえることができる。さらにサーミ
スタ６４の端部６３も前記共通端子５３と、湯沸かし端
子５４と、保温端子５５との近傍に位置して金属結線６
６で電気絶縁部材６７に取り付けられた金属端子６８に
金属結合されている。ただし、共通端子５３、湯沸かし
端子５４、保温端子５５とサーミスタ６４の端部６３に
おのおの結合している金属結線６６は電気的に独立して
いる。

【００３９】なお、６９は容器４１下部に接して備えら
れた断熱材であり、ガラス繊維、発泡シリコンゴム、熱
変形温度が２００度以上の熱可塑性樹脂の発泡材、無機
質材料の積層材等で形成されている。

【００４０】前記のように構成された電気湯沸かし器に
ついて、以下その動作を説明する。まず、基本的な動作
は前述の従来の技術の動作と同じである。容器４１近傍
の動作について述べる。容器４１に水を入れる。給電口
２５から商用電力を供給する。

【００４１】加熱部４８で発生した熱は容器４１内の水
を加熱し、熱せられた水の温度を受熱部４４を介してサ
ーミスタ６４が検知する。このとき受熱部４４は容器４
１内側に向かって凸であるので平面にサーミスタ６４を
接するよりもより水温に近い雰囲気温度で受熱部４４に
接するのでサーミスタ６４全体に水温により近い温度を
伝えることができる。制御部３０がサーミスタ６４から
の信号で容器４１内の水温を検知して湯沸かしモードに
入り、湯沸かし回路５１と保温回路５２に通電する。湯
沸かし回路５１と保温回路５２はジュール熱により発熱
して約１５０度の温度になり、第１の電気絶縁層４９と
第２の電気絶縁層５８に熱が伝導する。第１の電気絶縁
層４９から容器４１の印刷曲面４７を介して容器４１内
の水を加熱する。ここで第１の電気絶縁層４９は印刷曲
面４７と電気抵抗体層５０とにそれぞれ焼結で密着して
いるので熱伝導が非常にすぐれており、発熱した熱が電
気抵抗体層５０に滞留することなく容器４１内の水を加
熱することとなる。この状態で湯沸かしが進行する。

【００４２】また、電気抵抗体層５０は通電とともに急
激に温度上昇するので熱膨張係数に見合う膨張が発生す
る。温度上昇は急激で局部的な発生であり電気抵抗体層
５０が熱膨張する瞬間はまだステンレス鋼板で形成され
た印刷曲面４７はまだ温度上昇していないので電気抵抗
体層５０と印刷曲面４７の層状構成においてバイメタル
のような挙動をする。しかし、印刷曲面４７は熱膨張に
よる応力をその曲率がわずかに変化することで吸収して
しまう。加熱部４８中央に位置する受熱部４４は加熱部
４８が下方向に凸形状であるのに対して逆に上方向に凸
であるので、熱膨張した加熱部４８の中央に集中する応
力を凹凸が逆な形状であるので応力緩和することができ
る。つまり、熱膨張で加熱部４８が下方向に変形する
が、中央部の受熱部は応力が集中して外周から押されて
逆に上方向に押し上げられることとなり、加熱部４８全
体としては上下方向への変形で全体の応力を緩和するこ
ととなる。

【００４３】印刷曲面４７の熱膨張による曲率の変化は
底面４３の取付金具６０には伝わらないために、ボデー
１７の締め付け寸法には影響しない。印刷曲面４７の熱
膨張による変化はそれ以外の部品には応力の影響はない
こととなる。また、反対に印刷曲面４７には他の部分か
らの応力は伝わってはこない。

【００４４】やがて容器４１内の水は沸騰する。サーミ
スタ６４が約１００度の沸騰温度または温度上昇が停止
して一定温度になったことを検知して制御部３０が湯沸
かし回路５１と保温回路５２の通電を停止する。このと
き電気抵抗体層５０と第１の電気絶縁層４９および第２
の電気絶縁層５８は熱容量が小さく温度上昇も比較的少
ない上に前述のように電気抵抗体層５０と第１の電気絶
縁層４９と印刷曲面４７とはそれぞれ焼結により結合さ
れているので熱伝導が良いために通電を停止して１秒程
度で印刷曲面４７からの沸騰時の蒸気の泡は発生しなく
なる。これにより沸騰直後に遠心ポンプ２０を作動させ
ても泡を巻き込んで給湯能力が低下することはない。

【００４５】以上のように実施例１によれば、第１に加
熱部４８の熱容量が小さいので加熱時のレスポンスが良
く温度制御しやすい。第２に印刷による加熱部４８の形
成は各部品の加工行程を著しく簡素化できてしかも印刷
加工では余分な廃材がないために地球環境にも優しい加
工が行える。また定格電圧や定格消費電力の異なる仕様
の加熱部４８を生産するときは電気抵抗体層５０のスク
リーン印刷版を作り直せば良いのでコストも切り替え時
間もほとんど必要ない。第３に第１の電気絶縁層４９を
介して容器４１と電気的に絶縁した状態でサーミスタ６
４を加熱部４８に接合することでサーミスタ６４の構成
が簡単な構成にすることができる。

【００４６】また、電気導体層５６と金属端子６８とを
金属結線６６で接続することで、取付金具６０や金属端
子６８に加わる応力が電気導体層５６に伝わるのを防止
することができる。

【００４７】以上のように本実施例によれば、加熱部４
８を印刷で加工しサーミスタ６４を第１の電気絶縁層４
９上に接するように配置して、電気導体層５６の一部に
接合することにより、第１に加熱部４８の熱容量が小さ
いので加熱時のレスポンスが良く温度制御しやすい。第
２に印刷による加熱部４８の形成は各部品の加工行程を
著しく簡素化できてしかも印刷加工では余分な廃材がな
いために地球環境にも優しい加工が行える。また定格電
圧や定格消費電力の異なる仕様の加熱部４８を生産する
ときは電気抵抗体層５０のスクリーン印刷版を作り直せ
ば良いのでコストも切り替え時間もほとんど必要ない。
第３に第１の電気絶縁層４９を介して容器４１と電気的
に絶縁した状態でサーミスタ６４を加熱部４８に接合す
ることでサーミスタ６４の構成が簡単な構成にすること
ができる。

【００４８】また、電気導体層５６と金属端子６８とを
金属結線６６で接続することで、取付金具６０や金属端
子６８に加わる応力が電気導体層５６に伝わるのを防止
することができる。

【００４９】（実施例２） 図６は、本発明の実施例２における電気湯沸かし器のサ
ーミスタ部の断面図である。なお、基本構成は実施例１
と同様であるので、同一構成には同一符号を付し、その
説明は省略し相違点を中心に説明する。

【００５０】７０は第１の電気絶縁層４９上に電気抵抗
体層５０を印刷する前後の工程で印刷し、焼結するとき
に同時に焼結して形成した温度検知素子である焼結固定
式のサーミスタであり、電気導体層７１を印刷するとき
にサーミスタ７０の電極であるサーミスタ端子７２を電
気導体層７１で形成する。電気導体層７１であるサーミ
スタ端子７２でサーミスタ７０を電気的に接続してサー
ミスタ端子７２を共通端子５３、湯沸かし端子５４、保
温端子５５と同様の構成で金属端子６８に接続する。

【００５１】前記のように構成した電気湯沸かし器につ
いて、以下その動作を説明する。基本的な動作は実施例
１と同じであるので省略する。まず、容器４１内の水を
加熱部４８で加熱する。加熱された容器４１内の水の温
度変化は受熱部４４を介して第１の電気絶縁層４９から
この第１の絶縁層４９に焼結で固定されているサーミス
タ７０に伝わる。このとき、サーミスタ７０と第１の電
気絶縁層４９は焼結で直接結合しているので、空気層が
ない状態であり熱伝導が空気層がある場合より遙かに速
い。また熱抵抗が小さいので湯温がほぼそのままサーミ
スタ７０に伝わり温度検知の精度が向上する。

【００５２】以上のように、温度検知素子であるサーミ
スタ７０を第１の電気絶縁層４９上に焼結で形成し、サ
ーミスタ７０の電極を電気導体層７１で形成することに
より、第１にサーミスタ７０の組立加工が加熱部４８の
加工と同時に行うことが出来る。第２にサーミスタ７０
の取付構成が不要になり簡単な構成にすることができて
部品点数と材料の削減や組立工数の削減ができる。第３
にサーミスタ７０への容器４１内の湯温の伝達が空気層
が存在しないので速くまた湯温に近い温度が伝わるので
正確な温度検知をすることができる。

【００５３】（実施例３） 図７は、本発明の実施例３における電気湯沸かし器の容
器下面図である。なお、基本構成は実施例１と同様であ
るので、同一構成には同一符号を付し、その説明は省略
し相違点を中心に説明する。

【００５４】８０は第１の電気絶縁層４９上に電気抵抗
体層５０を印刷する前後の工程で印刷し、焼結するとき
に同時に焼結して形成した温度検知素子である焼結固定
式のサーミスタであり、印刷曲面４７の湯沸かし回路５
１の外周四隅に位置しているのは電気導体層であり、電
気導体層を印刷するときにサーミスタ８０の電極である
サーミスタ端子８１を電気導体層で形成する。電気導体
層で各サーミスタ８０を直列に接続し、最後の両端をサ
ーミスタ接続端子８２に接続する。このサーミスタ接続
端子８２も電気導体層で形成され印刷加工で加工され
る。サーミスタ接続端子８２を共通端子５３、湯沸かし
端子５４、保温端子５５と同様の構成で金属端子６８に
接続する。

【００５５】前記のように構成した電気湯沸かし器につ
いて、以下その動作を説明する。基本的な動作は実施例
１と同じであるので省略する。まず、容器４１内の水を
加熱部４８で加熱する。加熱された容器４１内の水の温
度変化は受熱部４４を介して第１の電気絶縁層４９から
この第１の絶縁層４９に焼結で固定されているサーミス
タ８０に伝わる。このとき、サーミスタ８０と第１の電
気絶縁層４９は焼結で直接結合しているので、空気層が
一切ない状態であり熱伝導が空気層がある場合より遙か
に速い。また熱抵抗が小さいので湯温がほぼそのままサ
ーミスタ８０に伝わり温度検知の精度が向上する。

【００５６】ここで湯量が少ないときについてその動作
を説明する。水量を少なくして湯沸かしを行う場合に、
従来の構成ではヒーターユニット３全体が水没していな
いと正常な湯沸かしはできないが、ヒーターユニット３
の一部が水面上にあったとしても温度検知素子２９は水
没しているのでヒーターユニット３の一部が空だきにな
ってしまう。これに対して本実施例ではサーミスタ８０
を湯沸かし回路５１と保温回路５２の外周の４カ所に位
置させているために、本体の傾斜等により電気抵抗体層
５０が水面上に出たとしても、その前にサーミスタ８０
の一部が水面上に位置することとなる。４カ所のサーミ
スタ８０のどれかが水面上に位置したままで湯沸かしを
続けるとそのサーミスタ８０の電気抵抗が急に増大して
直列に接続したサーミスタ８０全体の抵抗が増大するこ
ととなり、サーミスタ接続端子８２間の電気抵抗が急増
するので制御部３０がこれを検知して湯沸かし回路５１
への通電を停止して空だきを確実に防止する。

【００５７】以上のように、温度検知素子であるサーミ
スタ８０を第１の電気絶縁層４９上で湯沸かし回路５１
の外周に位置した４カ所に焼結で形成し、各サーミスタ
８０を直列に接続することで、第１に本体が傾斜してい
て少量の水を湯沸かしする場合に電気抵抗体層５０の一
部が空だきになるのを防止することができる。第２にサ
ーミスタ８０を複数個形成しても取付構成が不要になり
印刷と焼成といった簡単な構成にすることができて部品
点数と材料の削減や組立工数の削減ができる。第３にサ
ーミスタ８０を直列に接続することで電気的に感度を４
倍にすることができる。第４にサーミスタ８０への容器
４１内の湯温の伝達は空気層が存在しないので速く、ま
た湯温に近い温度が伝わるので正確な温度検知ができ
る。

【００５８】なお、実施例１では加熱部４８の印刷工程
を側壁４５と底面４３を溶接して容器４１を形成した後
としたが、底面４３のみの状態のときに先に印刷加工を
施してから側壁４５と底面４３の溶接加工を施しても良
い。

【００５９】また、実施例１では印刷加工をスクリーン
印刷加工法としたが、転写等の異なる印刷方法でも良
い。要は液体状の材料を容器４１印刷曲面４７に固着さ
せればよい。

【００６０】また、実施例３ではサーミスタ８０の配置
を電気抵抗体層５０の外周としたが、加熱部４８の面上
に分散させれば良い。

【００６１】さらに、実施例１では共通端子５３と湯沸
かし端子５４と保温端子５５と端部６３と、金属結線の
一端とを銀ろうかまたは金属結合させ、金属端子６８と
金属結線６６の他端とを銀ろうかまたは金属結合で機械
的にまた電気的に結合したが、ボンディングやレーザー
による溶接やはんだ付けによる溶接でもよい。要は金属
結合により接続してあれば良い。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、請求項１〜４に記載の発
明によれば、加熱部の熱容量を小さくし、かつ温度検知
素子の組立精度を良くすることにより、温度検知性能の
良い温度検知素子の構成を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における電気湯沸かし器の容
器下面図

【図２】同電気湯沸かし器の構成を示す斜視図

【図３】同電気湯沸かし器の容器の分解斜視図

【図４】同電気湯沸かし器のサーミスタ部の構成図

【図５】同電気湯沸かし器のサーミスタ部の断面図

【図６】本発明の実施例２における電気湯沸かし器のサ
ーミスタ部の断面図

【図７】本発明の実施例３における電気湯沸かし器の容
器下面図

【図８】従来の電気湯沸かし器の一部破断断面図

【図９】同電気湯沸かし器の容器の要部分解斜視図

【符号の説明】

４１ 容器 ４４ 受熱部 ４８ 加熱部 ４９ 第１の電気絶縁層（電気絶縁層） ５０ 電気抵抗体層 ５６、７１ 電気導体層 ６４、７０、８０ サーミスタ（温度検知素子）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−89713（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−82460（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−132214（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47J 27/21 H05B 3/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水を収容する容器と、前記容器の底面の
   裏面に形成した電気絶縁層と、前記電気絶縁層上に印刷
   し焼成して形成した電気抵抗体層および電気導体層とを
   有する加熱部と、前記電気絶縁層上に前記容器の水温を
   検知する温度検知素子とを備え、前記加熱部を下方に凸
   な曲面で形成するとともに、前記加熱部の中央部を上方
   に凸に形成して受熱部を設け、前記温度検知素子を前記
   受熱部に配置する構成とした電気湯沸かし器。
2. 【請求項２】 水を収容する容器と、前記容器の底面の
   裏面に形成した電気絶縁層と、前記電気絶縁層上に印刷
   し焼成して形成した電気抵抗体層および電気導体層とを
   有する加熱部と、前記容器の水温を検知する温度検知素
   子とを備え、前記温度検知素子は前記電気絶縁層上に印
   刷し焼成して設け、前記加熱部を下方に凸な曲面で形成
   するとともに、前記加熱部の中央部を上方に凸に形成し
   て受熱部を設け、前記温度検知素子を前記受熱部に配置
   する構成とした電気湯沸かし器。
3. 【請求項３】 温度検知素子を電気導体層の一部に電気
   的に接合する構成とした請求項１または２に記載の電気
   湯沸かし器。
4. 【請求項４】 複数個の温度検知素子を電気絶縁層に配
   置するとともに直列に接続する構成とした請求項１また
   は２に記載の電気湯沸かし器。