JP3704569B2 - 直列型熱電対の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二種類の異種金属部材を交互に配してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子を連結させて形成する直列型熱電対の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直列型熱電対として、図９，１０に示すように、異なる二種類の金属部材２３１，２３２の端部を接続してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子２４１が連なって形成されるものが知られている。すなわち、各熱電対素子２４１の数だけ温接点ａ’と冷接点ｂ’とを形成することにより、一つ一つの熱電対素子２４１から得られる熱起電力は小さくても、直列型熱電対２２１全体としては大きな熱起電力を得る構成である。
このような直列型熱電対２２１は、金属部材２３１，２３２を一つずつ並べていきながら、端部をジグザグ状に溶接していくことによって製造される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属部材２３１，２３２を並べて端部を溶接することは、金属部材２３１，２３２がバラバラになりやすく作業がしづらいために、高度な技能を要するものである。このため、作業時間も長くかかり、一定の品質を維持することも難しく、製造コストがアップするという問題が生じていた。
本発明の直列型熱電対の製造方法は上記課題を解決し、容易に溶接や組立作業が行えることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１記載の直列型熱電対の製造方法は、
金属種の異なる二種類の金属部材を交互に複数並べ、その端部を溶接してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子を連結させて形成する直列型熱電対の製造方法において、
上記金属部材それぞれに組立穴を開口し、該組立穴に線材を通した後にそれぞれの端部を溶接し、その後、線材を抜くことを要旨とする。
【０００５】
また、本発明の請求項２記載の直列型熱電対の製造方法は、
金属種の異なる二種類の金属板を交互に複数並べ、隣り合う金属板間に絶縁シートを挟み込み、隣り合う金属板の端部を溶接してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子を連結させて形成する直列型熱電対の製造方法において、
上記金属板及び上記絶縁シートそれぞれに組立穴を開口し、該組立穴に線材を通して該金属板と該絶縁シートとを重ね合わせた後に該金属板の端部を溶接し、固定部材で該絶縁シートが隣り合う金属板間から外れないようにし、その後、線材を抜くことを要旨とする。
【０００６】
また、本発明の請求項３記載の直列型熱電対の製造方法は、
金属種の異なる二種類の金属板を交互に複数並べ、隣り合う金属板間に絶縁シートを挟み込み、隣り合う金属板の端部を溶接してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子を連結させた熱電対列を複数製造し、該熱電対列を前後に複数列配列して形成する直列型熱電対の製造方法であって、
上記金属板及び上記絶縁シートそれぞれに二箇所ずつ組立穴を開口し、該組立穴に二本の平行な線材を通して該金属板と該絶縁シートとを積層した後に該金属板の端部を溶接することにより熱電対列を複数製造し、該熱電対列を前後に複数列配列した後、該複数配列された熱電対列を固定枠により前後から挟着して固定し、その後、線材を抜くことを要旨とする。
【０００７】
上記構成を有する本発明の請求項１記載の直列型熱電対の製造方法は、金属部材を並べて組立穴に線材を通して、金属部材がバラバラにならない様にした後に、端部をジグザグ状に溶接し、溶接後に線材を引き抜く。このため、溶接時に金属部材がバラバラになることはなく、作業性が向上する。
【０００８】
また、本発明の請求項２記載の直列型熱電対の製造方法は、金属板及び絶縁シートを重ね合わせて組立穴に線材を通して、金属板及び絶縁シートがバラバラにならない様にした後に、金属板の端部をジグザグ状に溶接し、固定部材で絶縁シートが金属板間から外れないようにし、その後線材を引き抜く。このため、溶接や組立作業時に金属板や絶縁シートがバラバラになることはなく、作業性が向上する。
【０００９】
また、本発明の請求項３記載の直列型熱電対の製造方法は、金属板及び絶縁シートを積層して二箇所に開口された組立穴に二本の平行な線材を通して、金属板と絶縁シートとの位置決めをすると共に、金属板及び絶縁シートがバラバラにならない様にした後に、金属板の端部をジグザグ状に溶接して複数の熱電対列を製造する。そして、熱電対列を前後に複数列配列した後に固定枠により前後から挟着することによって、複数の熱電対列を固定すると共に、絶縁シートの抜け止めもして、その後線材を引き抜く。
このため、溶接や組立作業時に金属部材や絶縁シートがバラバラになることはなく、作業性が向上する。しかも、二本の平行な線材を組立穴に通していくだけで、金属板及び絶縁シートの正確な位置を決めることができ、より一層作業性が向上する。
更に、固定枠により熱電対列を固定するだけで、絶縁シートの抜け止めにもなり、作業効率が一層向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の直列型熱電対の製造方法の好適な実施形態について図１〜図８を用いて説明する。
【００１１】
直列型熱電対２１は、図１に示すように、前後二列で配列された後熱電対列２９と前熱電対列３０とで構成される。
そして、図２〜５に示すように、後熱電対列２９は、略Ｌ字状外形のステンレス板からなる第一金属部材３１と、第一金属部材３１より薄い略Ｌ字状外形のコンスタンタン板からなる第二金属部材３２と、金属部材間の絶縁を確保する絶縁シート４０とからなる。尚、第一金属部材３１は、銅製、クロメル製、鉄製等でもよい。
【００１２】
第二金属部材３２は、下端部が段差Ｈが生じるように折り曲げられて折曲下端部３３が形成されると共に、先端部が下端部とは逆向きに段差Ｈが生じるように折り曲げられて折曲先端部３４が形成される。折曲先端部３４には、切り欠き部３７ｂが形成される。第一金属部材３１の先端部と下端部とは、折り曲げられずそれぞれ平先端部３６と平下端部３５とを形成している。平先端部３６には肉薄となる切り欠き部３７ａが形成される。
第一金属部材３１には、その上部と下部に組立穴３８ａが開口され、この組立穴３８ａのやや内側に高さＸの凸部３９ａがプレス加工により二つ形成される。また、第二金属部材３２にも同様に、その上部と下部に組立穴３８ｂが開口され、この組立穴３８ｂのやや内側に高さＸの凸部３９ｂがプレス加工により二つ形成される。凸部３９ａ，３９ｂは、金属部材３１，３２を交互に並べたときに第一金属部材３１と第二金属部材３２とで同じ向きに突出するように形成される。
また、第一金属部材３１の背面には、コの字状に切り欠いた引掛け部５３ａが形成され、同様に、第二金属部材３２の背面にも、コの字状に切り欠いた引掛け部５３ｂが形成される。
【００１３】
後熱電対列２９は、図５に示すように、これらの金属部材３１，３２を交互に並べ、その端部をジグザグ状に溶接して形成するが、この際金属部材３１，３２間の絶縁を確保するために、厚さＹ（Ｘ＋Ｙ＝Ｈ）の絶縁シート４０を金属部材３１，３２間に挟み込む。絶縁シート４０にも、その上部と下部に組立穴３８ｃが開口される。絶縁シート４０の組立穴３８ｃは、金属部材３１，３２間に絶縁シート４０を挟み込んだ際に、金属部材３１，３２の組立穴３８ａ，３８ｂと同じ位置となるように開口される。また、絶縁シート４０の背面にも金属部材３１，３２と同様に引掛け部５３ｃが形成される。
【００１４】
次に、直列型熱電対２１の製作方法について説明する。
金属部材３１，３２と絶縁シート４０の位置決めをする位置決め治具５４は、図６に示すように、固定台５５と固定台５５に固定された二本の平行の線材４９とからなる。
まず第一工程では、組立穴３８ａ，３８ｂ，３８ｃにこの線材４９をそれぞれ通して、絶縁シート４０、第一金属部材３１、絶縁シート４０、第二金属部材３２、絶縁シート４０、第一金属部材３１…の順に交互に積層する。この際、第一金属部材３１と第二金属部材３２とは、平先端部３６と折曲先端部３４とが向かい合い、平下端部３５と折曲下端部３３とが向かい合うように配列する。
【００１５】
第二工程で、上記のようにして積層された金属部材３１，３２の先端部と下端部とを交互に溶接してジグザグ状に連結して、後熱電対列２９を作製する。
折曲先端部３４と平先端部３６との接合点が温接点ａとなり、折曲下端部３３と平下端部３５との接合点が冷接点ｂとなる。
【００１６】
また、前熱電対列３０も後熱電対列２９と同様に、略Ｌ字状外形のステンレス板からなる第一金属部材と、第一金属部材より薄い略Ｌ字状外形のコンスタンタン板からなる第二金属部材と、絶縁シートとで構成される。そして、上述したような第一工程と第二工程とを経て作製される。尚、前熱電対列３０の金属部材は、後熱電対列２９の金属部材３１，３２よりも小型に形成され、前熱電対列３０の金属部材及び絶縁シートの引掛け部は前面側に形成する。
【００１７】
そして、第三工程で、図１に示すように、コの字型の取付枠４２に、絶縁帯４５、前熱電対列３０、絶縁帯４５、仕切り板４４、絶縁帯４５、後熱電対列２９、絶縁帯４５の順に収めて、後から押え板４３で押さえ、ビス４８で止めることにより、直列型熱電対２１が組立られる。また、この際、後熱電対列２９の引掛け部５３ａ，５３ｂ，５３ｃに押え板４３がはまり込み、前熱電対列３０の引掛け部に取付枠４２がはまり込むことによって、絶縁シート４０の抜け止めになる。
【００１８】
第四工程で線材４９を組立穴３８ａ，３８ｂ，３８ｃから引き抜き、後熱電対列２９と前熱電対列３０とをリード線４６によって直列に接続することにより、直列型熱電対２１の完成品が出来あがる。
【００１９】
上述したように、二つの組立穴３８ａ，３８ｂ，３８ｃに二本の線材４９を通して、金属部材３１，３２と絶縁シート４０を積層していくだけで、金属部材３１，３２と絶縁シート４０とが正しい位置関係となるように配列できる。
更に、組立穴３８ａ，３８ｂ，３８ｃに線材４９が通してあるので、溶接作業時に金属部材３１，３２と絶縁シート４０とがバラバラになってしまうことはなく作業が行い易い。
更に、第三工程での組立作業時にも、組立穴３８ａ，３８ｂ，３８ｃに線材４９が通してあるので、絶縁シート４０が金属部材３１，３２間からバラバラと外れることはなく作業が行い易い。
これらの結果、作業効率が非常に向上し、良質な製品を安価に製造できるようになる。
【００２０】
また、上述したように第二金属部材３２の先端部と下端部とに、段差Ｈを設けることにより各金属部材３１，３２間に距離Ｈの隙間を形成して絶縁の確保と良好な放熱を図っている。
この場合、各金属部材３１，３２の先端部と下端部とが交互に溶接されただけの構造であるため、金属部材３１，３２がアコーデオンのように動いたり、金属部材３１，３２自身が歪んだりして距離が不均一となり、狭いところでは放熱しにくくなって冷接点ｂが高温になり、熱起電力が低下してしまうことがある。
そこで、本実施形態の直列型熱電対２１では、金属部材３１，３２に凸部３９ａ，３９ｂを形成している。凸部３９ａ，３９ｂの高さＸと絶縁シート４０の厚さＹを足すとちょうど金属部材３１，３２間の距離Ｈとなる。従って、金属部材３１，３２を交互に並べてその間に絶縁シート４０を挟み込んでいくと、図５に示すように、凸部３９ａ，３９ｂが絶縁シート４０と当接して、金属部材３１，３２間の距離Ｈを確保する。つまり、この凸部３９ａ，３９ｂにより金属部材３１，３２間の空間が支持されるため、金属部材３１，３２を並べるだけで簡単に金属部材３１，３２を所定ピッチで等間隔に配列することができる。
さらに、溶接後に金属部材３１，３２がアコーデオンのように動いたり、金属部材３１，３２自身が歪んだりして距離が不均一になってしまうことも防止できる。
また、先端部３４，３６には切り欠き部３７ａ，３７ｂが形成されているので、温接点ａの熱容量は小さくなる。
【００２１】
このようにして製造された直列型熱電対２１は、例えば、赤熱プレート式バーナからの輻射熱に加え温風によっても暖房を行うファン付赤外線ストーブの送風ファンの電源として用いられる。
【００２２】
図７に示すように、ストーブ１は、前面に輻射開口２が設けられた器体ケース３内に、この輻射開口２に対向させて赤熱プレート式のバーナ４を備える。バーナ４は、燃料ガスと一次空気との混合室を形成するバーナ本体６と、バーナ本体６に装着される多数の炎孔が設けられたセラミックス製の燃焼プレート７とを備えた全一次空気式バーナであり、図示しない吸入孔から吸入された燃料ガスと一次空気とがバーナ本体６内で良好に混合され、その混合気が燃焼プレート７の炎孔から噴出して、燃焼プレート７上で表面燃焼する。
バーナ４の燃焼面５の前面には、直列型熱電対２１が対向して設けられ、この直列型熱電対２１で発生した熱起電力が送風ファン１１のモータの電源として用いられる。
【００２３】
器体ケース３内の底部には、バーナ４の燃焼ガスを器体ケース３前面下部に設けられた温風吹出口１０から送出する送風ファン１１が設けられる。バーナ４の後方には、バーナ４の上方近傍に温風吸込口１２を有し、送風ファン１１に燃焼ガスを導くファン給気筒１３が設けられる。ファン給気筒１３の後方上部には、複数の冷風吸込口１４が設けられ、送出する燃焼ガスを火傷等の危険がない適切な温度にまで冷却するための空気が吸い込まれる。また、器体ケース３後面には、器具外部の空気を器体ケース３内に吸引するための複数の取込口１７が設けられる。
また、送風ファン１１と温風吹出口１０とはファン排気筒２３によって連通される。
【００２４】
上述した構成のストーブ１によれば、図示しない点火レバーを操作すると、燃焼プレート７から燃料ガスが噴出し、図示しない電極からの放電により点火される。そして、赤熱した燃焼プレート７からの輻射熱により器具正面の使用者を直接温める。
バーナ４が燃焼するとその燃焼熱により直列型熱電対２１の温接点ａが加熱され熱起電力が発生し、送風ファン１１が駆動する。そして、送風ファン１１によりバーナ４の燃焼ガスを温風吸込口１２から、取込口１７を介して器具内に吸引された外部空気を冷風吸込口１４から吸い込み、それらの混合気を温風吹出口１０から器具前面に向かって送出することにより、温風で室内全体を均一に加熱する。
【００２５】
そして、直列型熱電対２１を後熱電対列２９と前熱電対列３０の前後二列で形成しているので、燃焼プレート７の前面という限られたスペースに、より多くの熱電対素子４１を設けることができる。従って、送風ファン１１を駆動するのに必要な熱電対素子４１の数を確保したまま、金属部材３１，３２間の距離Ｈを広げることができるので、放熱を促進して冷接点ｂの温度上昇を抑制でき、効率良く熱起電力を得ることができる。
【００２６】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば、本実施形態では、金属部材３１，３２間に絶縁シート４０を挟み込んでいるが、絶縁シートを挟み込まなくても隣合う金属部材同士の絶縁が確保される、すなわち、隣合う金属部材同士が接触することがないような構成であれば、図８に示すように、絶縁シートを挟み込まなくても構わない。この場合には、金属部材に凸部は形成しない。
まず第一工程で、組立穴１３８ａ，１３８ｂに線材４９をそれぞれ通して、第一金属部材１３１、第二金属部材１３２、第一金属部材１３１、第二金属部材１３２…の順に交互に積層する。この際、第一金属部材１３１と第二金属部材１３２とは、平先端部と折曲先端部とが向かい合い、平下端部と折曲下端部とが向かい合うように配列する。
尚、図８中においては、第二金属部材１３２でかくれて見えない第一金属部材１３１の組立穴１３８ａを点線で描いている。
【００２７】
第二工程で、上記のようにして積層された金属部材１３１，１３２の先端部と下端部とを交互に溶接してジグザグ状に連結して後熱電対列１２９を形成する。また、前熱電対列１３０も後熱電対列１２９と同様に、上述した第一工程と第二工程を経て形成される。
そして、第三工程で、コの字型の取付枠４２に、絶縁帯４５、前熱電対列１３０、絶縁帯４５、仕切り板４４、絶縁帯４５、後熱電対列１２９、絶縁帯４５の順に収めて、後から押え板４３で押さえ、ビス４８で止めることにより、直列型熱電対１２１が組立られる。
【００２８】
第四工程で線材４９を組立穴１３８ａ，１３８ｂから引き抜き、後熱電対列１２９と前熱電対列１３０とをリード線４６によって直列に接続することにより、直列型熱電対１２１の完成品が出来あがる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の直列型熱電対の製造方法によれば、金属部材を溶接する前に組立穴に線材を通しておくため、金属部材が作業中にバラバラになることを防止でき、作業が行い易くなって作業効率が向上する。この結果、良質な製品を安価に製造できるようになる。
【００３０】
更に、本発明の請求項２記載の直列型熱電対の製造方法によれば、金属板の溶接や固定部材による絶縁シートの抜け止めの前に組立穴に線材を通しておくため、金属板や絶縁シートがこれらの作業中にバラバラになることを防止でき、作業が行い易くなって作業効率が向上する。この結果、良質な製品を安価に製造できるようになる。
【００３１】
更に、本発明の請求項３記載の直列型熱電対の製造方法によれば、金属板の溶接や固定枠による複数の熱電対列の固定の前に組立穴に線材を通しておくため、金属板や絶縁シートがこれらの作業中にバラバラになることを防止でき、作業が行い易くなって作業効率が向上する。
しかも、二本の平行な線材を組立穴に通していくだけで、金属板及び絶縁シートの正確な位置を決めることができ、より一層作業性が向上する。
加えて、固定枠により複数の熱電対列を前後から挟着して固定するだけで、絶縁シートの抜け止めにもなるため、さらに作業効率が向上する。
これらの結果、良質な製品を安価に製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の直列型熱電対の斜視図である。
【図２】本実施形態の後熱電対列を構成する第一金属部材の三面図である。
【図３】本実施形態の前熱電対列を構成する第二金属部材の三面図である。
【図４】本実施形態の絶縁シートの二面図である。
【図５】本実施形態の後熱電対列の後面図である。
【図６】位置決め治具を用いて、第一金属部材と第二金属部材と絶縁シートとを積層する際の説明図である。
【図７】本実施形態としてのファン付赤外線ストーブの断面概略図である。
【図８】別の実施形態の直列型熱電対の斜視図である。
【図９】従来例としての直列型熱電対の正面図である。
【図１０】従来例としての金属部材の正面図である。
【符号の説明】
２１…直列型熱電対、２９…後熱電対列、３０…前熱電対列、３１…第一金属部材、３２…第二金属部材、３８ａ，３８ｂ，３８ｃ…組立穴、４０…絶縁シート、４１…熱電対素子、４２…取付枠、４３…押え板、４９…線材、５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…引掛け部、５４…位置決め治具、５５…固定台。
【発明の属する技術分野】
本発明は、二種類の異種金属部材を交互に配してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子を連結させて形成する直列型熱電対の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直列型熱電対として、図９，１０に示すように、異なる二種類の金属部材２３１，２３２の端部を接続してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子２４１が連なって形成されるものが知られている。すなわち、各熱電対素子２４１の数だけ温接点ａ’と冷接点ｂ’とを形成することにより、一つ一つの熱電対素子２４１から得られる熱起電力は小さくても、直列型熱電対２２１全体としては大きな熱起電力を得る構成である。
このような直列型熱電対２２１は、金属部材２３１，２３２を一つずつ並べていきながら、端部をジグザグ状に溶接していくことによって製造される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属部材２３１，２３２を並べて端部を溶接することは、金属部材２３１，２３２がバラバラになりやすく作業がしづらいために、高度な技能を要するものである。このため、作業時間も長くかかり、一定の品質を維持することも難しく、製造コストがアップするという問題が生じていた。
本発明の直列型熱電対の製造方法は上記課題を解決し、容易に溶接や組立作業が行えることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１記載の直列型熱電対の製造方法は、
金属種の異なる二種類の金属部材を交互に複数並べ、その端部を溶接してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子を連結させて形成する直列型熱電対の製造方法において、
上記金属部材それぞれに組立穴を開口し、該組立穴に線材を通した後にそれぞれの端部を溶接し、その後、線材を抜くことを要旨とする。
【０００５】
また、本発明の請求項２記載の直列型熱電対の製造方法は、
金属種の異なる二種類の金属板を交互に複数並べ、隣り合う金属板間に絶縁シートを挟み込み、隣り合う金属板の端部を溶接してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子を連結させて形成する直列型熱電対の製造方法において、
上記金属板及び上記絶縁シートそれぞれに組立穴を開口し、該組立穴に線材を通して該金属板と該絶縁シートとを重ね合わせた後に該金属板の端部を溶接し、固定部材で該絶縁シートが隣り合う金属板間から外れないようにし、その後、線材を抜くことを要旨とする。
【０００６】
また、本発明の請求項３記載の直列型熱電対の製造方法は、
金属種の異なる二種類の金属板を交互に複数並べ、隣り合う金属板間に絶縁シートを挟み込み、隣り合う金属板の端部を溶接してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子を連結させた熱電対列を複数製造し、該熱電対列を前後に複数列配列して形成する直列型熱電対の製造方法であって、
上記金属板及び上記絶縁シートそれぞれに二箇所ずつ組立穴を開口し、該組立穴に二本の平行な線材を通して該金属板と該絶縁シートとを積層した後に該金属板の端部を溶接することにより熱電対列を複数製造し、該熱電対列を前後に複数列配列した後、該複数配列された熱電対列を固定枠により前後から挟着して固定し、その後、線材を抜くことを要旨とする。
【０００７】
上記構成を有する本発明の請求項１記載の直列型熱電対の製造方法は、金属部材を並べて組立穴に線材を通して、金属部材がバラバラにならない様にした後に、端部をジグザグ状に溶接し、溶接後に線材を引き抜く。このため、溶接時に金属部材がバラバラになることはなく、作業性が向上する。
【０００８】
また、本発明の請求項２記載の直列型熱電対の製造方法は、金属板及び絶縁シートを重ね合わせて組立穴に線材を通して、金属板及び絶縁シートがバラバラにならない様にした後に、金属板の端部をジグザグ状に溶接し、固定部材で絶縁シートが金属板間から外れないようにし、その後線材を引き抜く。このため、溶接や組立作業時に金属板や絶縁シートがバラバラになることはなく、作業性が向上する。
【０００９】
また、本発明の請求項３記載の直列型熱電対の製造方法は、金属板及び絶縁シートを積層して二箇所に開口された組立穴に二本の平行な線材を通して、金属板と絶縁シートとの位置決めをすると共に、金属板及び絶縁シートがバラバラにならない様にした後に、金属板の端部をジグザグ状に溶接して複数の熱電対列を製造する。そして、熱電対列を前後に複数列配列した後に固定枠により前後から挟着することによって、複数の熱電対列を固定すると共に、絶縁シートの抜け止めもして、その後線材を引き抜く。
このため、溶接や組立作業時に金属部材や絶縁シートがバラバラになることはなく、作業性が向上する。しかも、二本の平行な線材を組立穴に通していくだけで、金属板及び絶縁シートの正確な位置を決めることができ、より一層作業性が向上する。
更に、固定枠により熱電対列を固定するだけで、絶縁シートの抜け止めにもなり、作業効率が一層向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の直列型熱電対の製造方法の好適な実施形態について図１〜図８を用いて説明する。
【００１１】
直列型熱電対２１は、図１に示すように、前後二列で配列された後熱電対列２９と前熱電対列３０とで構成される。
そして、図２〜５に示すように、後熱電対列２９は、略Ｌ字状外形のステンレス板からなる第一金属部材３１と、第一金属部材３１より薄い略Ｌ字状外形のコンスタンタン板からなる第二金属部材３２と、金属部材間の絶縁を確保する絶縁シート４０とからなる。尚、第一金属部材３１は、銅製、クロメル製、鉄製等でもよい。
【００１２】
第二金属部材３２は、下端部が段差Ｈが生じるように折り曲げられて折曲下端部３３が形成されると共に、先端部が下端部とは逆向きに段差Ｈが生じるように折り曲げられて折曲先端部３４が形成される。折曲先端部３４には、切り欠き部３７ｂが形成される。第一金属部材３１の先端部と下端部とは、折り曲げられずそれぞれ平先端部３６と平下端部３５とを形成している。平先端部３６には肉薄となる切り欠き部３７ａが形成される。
第一金属部材３１には、その上部と下部に組立穴３８ａが開口され、この組立穴３８ａのやや内側に高さＸの凸部３９ａがプレス加工により二つ形成される。また、第二金属部材３２にも同様に、その上部と下部に組立穴３８ｂが開口され、この組立穴３８ｂのやや内側に高さＸの凸部３９ｂがプレス加工により二つ形成される。凸部３９ａ，３９ｂは、金属部材３１，３２を交互に並べたときに第一金属部材３１と第二金属部材３２とで同じ向きに突出するように形成される。
また、第一金属部材３１の背面には、コの字状に切り欠いた引掛け部５３ａが形成され、同様に、第二金属部材３２の背面にも、コの字状に切り欠いた引掛け部５３ｂが形成される。
【００１３】
後熱電対列２９は、図５に示すように、これらの金属部材３１，３２を交互に並べ、その端部をジグザグ状に溶接して形成するが、この際金属部材３１，３２間の絶縁を確保するために、厚さＹ（Ｘ＋Ｙ＝Ｈ）の絶縁シート４０を金属部材３１，３２間に挟み込む。絶縁シート４０にも、その上部と下部に組立穴３８ｃが開口される。絶縁シート４０の組立穴３８ｃは、金属部材３１，３２間に絶縁シート４０を挟み込んだ際に、金属部材３１，３２の組立穴３８ａ，３８ｂと同じ位置となるように開口される。また、絶縁シート４０の背面にも金属部材３１，３２と同様に引掛け部５３ｃが形成される。
【００１４】
次に、直列型熱電対２１の製作方法について説明する。
金属部材３１，３２と絶縁シート４０の位置決めをする位置決め治具５４は、図６に示すように、固定台５５と固定台５５に固定された二本の平行の線材４９とからなる。
まず第一工程では、組立穴３８ａ，３８ｂ，３８ｃにこの線材４９をそれぞれ通して、絶縁シート４０、第一金属部材３１、絶縁シート４０、第二金属部材３２、絶縁シート４０、第一金属部材３１…の順に交互に積層する。この際、第一金属部材３１と第二金属部材３２とは、平先端部３６と折曲先端部３４とが向かい合い、平下端部３５と折曲下端部３３とが向かい合うように配列する。
【００１５】
第二工程で、上記のようにして積層された金属部材３１，３２の先端部と下端部とを交互に溶接してジグザグ状に連結して、後熱電対列２９を作製する。
折曲先端部３４と平先端部３６との接合点が温接点ａとなり、折曲下端部３３と平下端部３５との接合点が冷接点ｂとなる。
【００１６】
また、前熱電対列３０も後熱電対列２９と同様に、略Ｌ字状外形のステンレス板からなる第一金属部材と、第一金属部材より薄い略Ｌ字状外形のコンスタンタン板からなる第二金属部材と、絶縁シートとで構成される。そして、上述したような第一工程と第二工程とを経て作製される。尚、前熱電対列３０の金属部材は、後熱電対列２９の金属部材３１，３２よりも小型に形成され、前熱電対列３０の金属部材及び絶縁シートの引掛け部は前面側に形成する。
【００１７】
そして、第三工程で、図１に示すように、コの字型の取付枠４２に、絶縁帯４５、前熱電対列３０、絶縁帯４５、仕切り板４４、絶縁帯４５、後熱電対列２９、絶縁帯４５の順に収めて、後から押え板４３で押さえ、ビス４８で止めることにより、直列型熱電対２１が組立られる。また、この際、後熱電対列２９の引掛け部５３ａ，５３ｂ，５３ｃに押え板４３がはまり込み、前熱電対列３０の引掛け部に取付枠４２がはまり込むことによって、絶縁シート４０の抜け止めになる。
【００１８】
第四工程で線材４９を組立穴３８ａ，３８ｂ，３８ｃから引き抜き、後熱電対列２９と前熱電対列３０とをリード線４６によって直列に接続することにより、直列型熱電対２１の完成品が出来あがる。
【００１９】
上述したように、二つの組立穴３８ａ，３８ｂ，３８ｃに二本の線材４９を通して、金属部材３１，３２と絶縁シート４０を積層していくだけで、金属部材３１，３２と絶縁シート４０とが正しい位置関係となるように配列できる。
更に、組立穴３８ａ，３８ｂ，３８ｃに線材４９が通してあるので、溶接作業時に金属部材３１，３２と絶縁シート４０とがバラバラになってしまうことはなく作業が行い易い。
更に、第三工程での組立作業時にも、組立穴３８ａ，３８ｂ，３８ｃに線材４９が通してあるので、絶縁シート４０が金属部材３１，３２間からバラバラと外れることはなく作業が行い易い。
これらの結果、作業効率が非常に向上し、良質な製品を安価に製造できるようになる。
【００２０】
また、上述したように第二金属部材３２の先端部と下端部とに、段差Ｈを設けることにより各金属部材３１，３２間に距離Ｈの隙間を形成して絶縁の確保と良好な放熱を図っている。
この場合、各金属部材３１，３２の先端部と下端部とが交互に溶接されただけの構造であるため、金属部材３１，３２がアコーデオンのように動いたり、金属部材３１，３２自身が歪んだりして距離が不均一となり、狭いところでは放熱しにくくなって冷接点ｂが高温になり、熱起電力が低下してしまうことがある。
そこで、本実施形態の直列型熱電対２１では、金属部材３１，３２に凸部３９ａ，３９ｂを形成している。凸部３９ａ，３９ｂの高さＸと絶縁シート４０の厚さＹを足すとちょうど金属部材３１，３２間の距離Ｈとなる。従って、金属部材３１，３２を交互に並べてその間に絶縁シート４０を挟み込んでいくと、図５に示すように、凸部３９ａ，３９ｂが絶縁シート４０と当接して、金属部材３１，３２間の距離Ｈを確保する。つまり、この凸部３９ａ，３９ｂにより金属部材３１，３２間の空間が支持されるため、金属部材３１，３２を並べるだけで簡単に金属部材３１，３２を所定ピッチで等間隔に配列することができる。
さらに、溶接後に金属部材３１，３２がアコーデオンのように動いたり、金属部材３１，３２自身が歪んだりして距離が不均一になってしまうことも防止できる。
また、先端部３４，３６には切り欠き部３７ａ，３７ｂが形成されているので、温接点ａの熱容量は小さくなる。
【００２１】
このようにして製造された直列型熱電対２１は、例えば、赤熱プレート式バーナからの輻射熱に加え温風によっても暖房を行うファン付赤外線ストーブの送風ファンの電源として用いられる。
【００２２】
図７に示すように、ストーブ１は、前面に輻射開口２が設けられた器体ケース３内に、この輻射開口２に対向させて赤熱プレート式のバーナ４を備える。バーナ４は、燃料ガスと一次空気との混合室を形成するバーナ本体６と、バーナ本体６に装着される多数の炎孔が設けられたセラミックス製の燃焼プレート７とを備えた全一次空気式バーナであり、図示しない吸入孔から吸入された燃料ガスと一次空気とがバーナ本体６内で良好に混合され、その混合気が燃焼プレート７の炎孔から噴出して、燃焼プレート７上で表面燃焼する。
バーナ４の燃焼面５の前面には、直列型熱電対２１が対向して設けられ、この直列型熱電対２１で発生した熱起電力が送風ファン１１のモータの電源として用いられる。
【００２３】
器体ケース３内の底部には、バーナ４の燃焼ガスを器体ケース３前面下部に設けられた温風吹出口１０から送出する送風ファン１１が設けられる。バーナ４の後方には、バーナ４の上方近傍に温風吸込口１２を有し、送風ファン１１に燃焼ガスを導くファン給気筒１３が設けられる。ファン給気筒１３の後方上部には、複数の冷風吸込口１４が設けられ、送出する燃焼ガスを火傷等の危険がない適切な温度にまで冷却するための空気が吸い込まれる。また、器体ケース３後面には、器具外部の空気を器体ケース３内に吸引するための複数の取込口１７が設けられる。
また、送風ファン１１と温風吹出口１０とはファン排気筒２３によって連通される。
【００２４】
上述した構成のストーブ１によれば、図示しない点火レバーを操作すると、燃焼プレート７から燃料ガスが噴出し、図示しない電極からの放電により点火される。そして、赤熱した燃焼プレート７からの輻射熱により器具正面の使用者を直接温める。
バーナ４が燃焼するとその燃焼熱により直列型熱電対２１の温接点ａが加熱され熱起電力が発生し、送風ファン１１が駆動する。そして、送風ファン１１によりバーナ４の燃焼ガスを温風吸込口１２から、取込口１７を介して器具内に吸引された外部空気を冷風吸込口１４から吸い込み、それらの混合気を温風吹出口１０から器具前面に向かって送出することにより、温風で室内全体を均一に加熱する。
【００２５】
そして、直列型熱電対２１を後熱電対列２９と前熱電対列３０の前後二列で形成しているので、燃焼プレート７の前面という限られたスペースに、より多くの熱電対素子４１を設けることができる。従って、送風ファン１１を駆動するのに必要な熱電対素子４１の数を確保したまま、金属部材３１，３２間の距離Ｈを広げることができるので、放熱を促進して冷接点ｂの温度上昇を抑制でき、効率良く熱起電力を得ることができる。
【００２６】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば、本実施形態では、金属部材３１，３２間に絶縁シート４０を挟み込んでいるが、絶縁シートを挟み込まなくても隣合う金属部材同士の絶縁が確保される、すなわち、隣合う金属部材同士が接触することがないような構成であれば、図８に示すように、絶縁シートを挟み込まなくても構わない。この場合には、金属部材に凸部は形成しない。
まず第一工程で、組立穴１３８ａ，１３８ｂに線材４９をそれぞれ通して、第一金属部材１３１、第二金属部材１３２、第一金属部材１３１、第二金属部材１３２…の順に交互に積層する。この際、第一金属部材１３１と第二金属部材１３２とは、平先端部と折曲先端部とが向かい合い、平下端部と折曲下端部とが向かい合うように配列する。
尚、図８中においては、第二金属部材１３２でかくれて見えない第一金属部材１３１の組立穴１３８ａを点線で描いている。
【００２７】
第二工程で、上記のようにして積層された金属部材１３１，１３２の先端部と下端部とを交互に溶接してジグザグ状に連結して後熱電対列１２９を形成する。また、前熱電対列１３０も後熱電対列１２９と同様に、上述した第一工程と第二工程を経て形成される。
そして、第三工程で、コの字型の取付枠４２に、絶縁帯４５、前熱電対列１３０、絶縁帯４５、仕切り板４４、絶縁帯４５、後熱電対列１２９、絶縁帯４５の順に収めて、後から押え板４３で押さえ、ビス４８で止めることにより、直列型熱電対１２１が組立られる。
【００２８】
第四工程で線材４９を組立穴１３８ａ，１３８ｂから引き抜き、後熱電対列１２９と前熱電対列１３０とをリード線４６によって直列に接続することにより、直列型熱電対１２１の完成品が出来あがる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の直列型熱電対の製造方法によれば、金属部材を溶接する前に組立穴に線材を通しておくため、金属部材が作業中にバラバラになることを防止でき、作業が行い易くなって作業効率が向上する。この結果、良質な製品を安価に製造できるようになる。
【００３０】
更に、本発明の請求項２記載の直列型熱電対の製造方法によれば、金属板の溶接や固定部材による絶縁シートの抜け止めの前に組立穴に線材を通しておくため、金属板や絶縁シートがこれらの作業中にバラバラになることを防止でき、作業が行い易くなって作業効率が向上する。この結果、良質な製品を安価に製造できるようになる。
【００３１】
更に、本発明の請求項３記載の直列型熱電対の製造方法によれば、金属板の溶接や固定枠による複数の熱電対列の固定の前に組立穴に線材を通しておくため、金属板や絶縁シートがこれらの作業中にバラバラになることを防止でき、作業が行い易くなって作業効率が向上する。
しかも、二本の平行な線材を組立穴に通していくだけで、金属板及び絶縁シートの正確な位置を決めることができ、より一層作業性が向上する。
加えて、固定枠により複数の熱電対列を前後から挟着して固定するだけで、絶縁シートの抜け止めにもなるため、さらに作業効率が向上する。
これらの結果、良質な製品を安価に製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の直列型熱電対の斜視図である。
【図２】本実施形態の後熱電対列を構成する第一金属部材の三面図である。
【図３】本実施形態の前熱電対列を構成する第二金属部材の三面図である。
【図４】本実施形態の絶縁シートの二面図である。
【図５】本実施形態の後熱電対列の後面図である。
【図６】位置決め治具を用いて、第一金属部材と第二金属部材と絶縁シートとを積層する際の説明図である。
【図７】本実施形態としてのファン付赤外線ストーブの断面概略図である。
【図８】別の実施形態の直列型熱電対の斜視図である。
【図９】従来例としての直列型熱電対の正面図である。
【図１０】従来例としての金属部材の正面図である。
【符号の説明】
２１…直列型熱電対、２９…後熱電対列、３０…前熱電対列、３１…第一金属部材、３２…第二金属部材、３８ａ，３８ｂ，３８ｃ…組立穴、４０…絶縁シート、４１…熱電対素子、４２…取付枠、４３…押え板、４９…線材、５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…引掛け部、５４…位置決め治具、５５…固定台。
Claims (3)
- 金属種の異なる二種類の金属部材を交互に複数並べ、その端部を溶接してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子を連結させて形成する直列型熱電対の製造方法において、
上記金属部材それぞれに組立穴を開口し、該組立穴に線材を通した後にそれぞれの端部を溶接し、その後、線材を抜くことを特徴とする直列型熱電対の製造方法。 - 金属種の異なる二種類の金属板を交互に複数並べ、隣り合う金属板間に絶縁シートを挟み込み、隣り合う金属板の端部を溶接してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子を連結させて形成する直列型熱電対の製造方法において、
上記金属板及び上記絶縁シートそれぞれに組立穴を開口し、該組立穴に線材を通して該金属板と該絶縁シートとを重ね合わせた後に該金属板の端部を溶接し、固定部材で該絶縁シートが隣り合う金属板間から外れないようにし、その後、線材を抜くことを特徴とする直列型熱電対の製造方法。 - 金属種の異なる二種類の金属板を交互に複数並べ、隣り合う金属板間に絶縁シートを挟み込み、隣り合う金属板の端部を溶接してジグザグ状に連結することにより、複数個の熱電対素子を連結させた熱電対列を複数製造し、該熱電対列を前後に複数列配列して形成する直列型熱電対の製造方法であって、
上記金属板及び上記絶縁シートそれぞれに二箇所ずつ組立穴を開口し、該組立穴に二本の平行な線材を通して該金属板と該絶縁シートとを積層した後に該金属板の端部を溶接することにより熱電対列を複数製造し、該熱電対列を前後に複数列配列した後、該複数配列された熱電対列を固定枠により前後から挟着して固定し、その後、線材を抜くことを特徴とする直列型熱電対の製造方法。
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