JP7337614B2 - 電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、ヒーターによって加熱した空気を吹き出す電気機器に関する。

布団乾燥機のような機器は、ファンとヒーターとを備え、ファンによって生じた風をヒーターに通過させることで温風を得て、その温風を乾燥対象に当てる（例えば特許文献１）。

特開２０１８－４３１６１号公報

上記のような機器におけるヒーターには、ヒーターへの給電のための端子が接続されている。この端子とヒーターとの接続部分は、高温により、半田クラックや電食が生じやすくなる。ヒーターと端子とが異種の金属によって形成されているため、ヒーターと端子との接続部分では、水分などの環境要因によって起こる電池の作用のために電食が生じる。

このため、上記従来の機器では、ヒーターと端子との接続部分をシリコーン樹脂などで被覆している。また、上記従来の機器では、ファンから送られてヒーターを通る空気をヒーターの側方に配置された端子側に流すことにより、端子を冷却している。

しかしながら、ヒーターから取り込まれた空気は、ヒーターによって加熱されているので、当該空気による端子の冷却効果はあまり期待できない。

本発明の一態様は、ヒーターの端子を効率的に冷却することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電気機器は、ファンと、前記ファンによって送られてきた空気を加熱するヒーターと、前記ヒーターに給電する端子と、前記ヒーターが配置される第１空間と前記端子が配置される第２空間とを隔絶する隔壁と、前記ファンから送られてきた空気を前記ヒーターの手前で取り込んで前記第２空間へ導入する導入風路と、前記ヒーターを通過した空気と前記導入風路を通過した空気とが流れる送風ダクトと、前記第２空間と前記送風ダクト内の空間とを連続させる通気口と、を備え、前記送風ダクトから外部に熱気が排出され難くなった場合、前記送風ダクトから前記通気口及び前記第２空間を介して前記ファン側に熱気が排出される。

本発明の一態様によれば、ヒーターの端子を効率的に冷却することができる。

本発明の一実施形態に係る布団乾燥機の内部構造を示す部分断面図である。 図１のＡ－Ａ線矢視断面図である。 上記布団乾燥機のヒーターおよびダクトの部分を示す斜視面である。 上記布団乾燥機のヒーターおよびダクトの部分を示す分解斜視図である。

〔実施形態〕
本発明の一実施形態について、図１～図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

図１は、本実施形態に係る布団乾燥機１の内部構造を示す部分断面図である。図２は、図１のＡ－Ａ線矢視断面図である。図３は、布団乾燥機１のヒーター７および送風ダクト９の部分を示す斜視図である。図４は、布団乾燥機１のヒーター７および送風ダクト９の部分を示す分解斜視図である。なお、図２において、筐体２の部分の図示を省略している。

図１に示すように、布団乾燥機１（電気機器）は、筐体２と、蓋３とで外観構造を形成している。筐体２は、所定の厚みを有する箱状に形成されている。蓋３は、筐体２の上端に形成された開口部を開閉するように設けられている。

布団乾燥機１は、送風ファン４（ファン）と、ケーシング５と、モーター６と、ヒーター７と、ヒーターケース８と、送風ダクト９と、ホース１０と、ノズル１１とを備えている。また、布団乾燥機１は、サーモスタット１２と、リミットサーモスタット１３と、サーミスタ１４と、取付部材１５と、電源配線１６とを備えている。

送風ファン４は、筐体２内に配置されており、筐体２の側面に設けられた空気の吸込口（図示せず）から空気を吸い込んで排出することにより、空気の流れを発生する。送風ファン４は、例えばシロッコファンによって構成されている。

ケーシング５は、送風ファン４によって生じた空気の流れを整流するスクロール形式の導風部材（スクロールケーシング）である。ケーシング５は、上流側から下流側に向けて幅が徐々に広がるように渦巻状に形成されている。

モーター６は、送風ファン４を回転駆動する駆動源として設けられている。モーター６の駆動軸６ａは、送風ファン４の中心部に接続されている。

ヒーター７は、送風ファン４からケーシング５を介して送られてきた空気を加熱するために、ケーシング５の空気の吹き出し口に配置されている。ヒーター７は、ヒーターケース８に収納されている。

送風ダクト９は、ヒーター７を経た空気を上方に導くように、ヒーター７から上方に向く風路を形成している。

ホース１０は、円筒形状に形成されており、送風ダクト９を通過する空気を導く風路を形成している。ホース１０は、図１に示す収納状態では、その一部が送風ダクト９内に収納され、図示しない運転状態では、送風ダクト９から引き出されるように設けられている。

ノズル１１は、ホース１０内を送出される空気を吹き出す部材である。ノズル１１は、空気の吹き出し口が幅の広い扁平状に形成されている。ノズル１１は、このような構造により、吹き出す空気の流速を速めるとともに、空気を扇状の広い範囲に吹き出すことができる。

蓋３は、長方形を成す板状に形成されており、筐体２の上端に設けられた開口部を開閉する。また、蓋３は、ノズル１１を保持しており、開口部を開閉するために、一端で回動するように筐体２に支持されている。

図４に示すように、ヒーター７は、直方体を成している２つのヒーター素子７ａによって構成されている。２つのヒーター素子７ａは、その長手方向が空気の流れとほぼ垂直に向くように配置され、かつ上下に積層されるように互いに接合されている。ヒーター素子７ａは、空気が流れる空間を有するように、例えば波打ち形状のコルゲートフィンを有している。

また、ヒーター７の一端側の側方には、ヒーター７への給電のための複数の端子７１が設けられている。端子７１は、長方形を成す板状に形成されており、その長手方向がヒーター素子７ａの長手方向に対して垂直に向くように配置されている。端子７１は、ヒーター７を形成する金属材料と異種の金属材料によって形成されている。端子７１は、ヒーター７の一端と半田によって接続されている。

ヒーターケース８は、図４に示すように、ケース本体８１と、端子収納部８２と、仕切壁８３（隔壁）とを有している。ヒーターケース８は、ヒーター７が発する高熱によって変形しないように不燃性の材料によって形成されている。

ケース本体８１は、ヒーター７を収納する部分であり、送風ファン４からの空気が流れ込む側と、当該空気が流れ出る側とが、ヒーター７を露出するように開放されている。

端子収納部８２は、端子７１を収納する部分であり、図２にも示すように、ケース本体８１の一端からモーター６に向けて突出するように形成されている。端子収納部８２は、モーター６に面する側に、後述する取付部材１５を当接させる当接面８２ａを有している。

仕切壁８３は、ヒーター素子７ａと端子７１とが接続される部分でヒーター素子７ａと端子７１とを隔絶している。

ヒーターケース８は、図４に示すように、送風ダクト９の空気導入口９１と接続されている。ヒーターケース８には、ケース本体８１側の側面に突起８１ａが設けられるとともに、端子収納部８２側の側面に、図示はしないが、突起８１ａが設けられている。

一方、空気導入口９１の両側部には、孔を有し、かつヒーターケース８側に突出する係合部９１ａが設けられている。また、係合部９１ａは弾性を有している。係合部９１ａが突起８１ａを乗り越えて突起８１ａに嵌まり込むことで突起８１ａに係合することによって、ヒーターケース８が送風ダクト９に接続される。

ヒーターケース８は、ケーシング５の空気の吹き出し口を形成する枠と接続されている。

サーモスタット１２およびリミットサーモスタット１３は、ケース本体８１における上面に取り付けられている。サーモスタット１２およびリミットサーモスタット１３は、端子７１と電源配線１６とに接続されている。

サーモスタット１２は、取り付けられた部位（取付部位）の温度が所定の第１温度未満の状態では、２つの接点が接触することによって端子７１と電源配線１６とを接続する。一方、サーモスタット１２は、取付部位の温度が第１温度以上の状態では、２つの接点が熱変形のために離反することによって端子７１と電源配線１６とを切り離す。これにより、端子７１を介したヒーター素子７ａへの給電が停止される。サーモスタット１２は、取付部位の温度が第１温度以上の状態から第１温度より低い（例えば第１温度より少なくとも１５℃低い）第２温度になると、２つの接点が接触する状態に戻ることにより、端子７１を介したヒーター素子７ａへの給電を復帰させる。

リミットサーモスタット１３は、取付部位の温度が第１温度より高い所定の第３温度未満の状態では、２つの接点が接触することによって端子７１と電源配線１６とを接続する。一方、リミットサーモスタット１３は、取付部位の温度が第３温度以上の状態では、２つの接点が熱変形のために離反することによって端子７１と電源配線１６とを切り離す。これにより、端子７１を介したヒーター素子７ａへの給電が停止される。リミットサーモスタット１３は、取付部位の温度が第３温度以上の状態から第３温度よりも低くかつ通常使用時にはあり得ない非常に低い（例えば第３温度よりも少なくとも１２５℃低い）第４温度未満の状態にならない限り、２つの接点が離反した状態を維持する。したがって、この場合、リミットサーモスタット１３は、端子７１を介したヒーター素子７ａへの給電停止状態を維持する。

サーミスタ１４は、端子７１が配置される空間の温度を検出するための温度検出素子である。サーミスタ１４は、検出端部を有しており、当該検出端部が端子７１の配置される空間に存在するように、端子収納部８２の側壁に取り付けられている。

布団乾燥機１は、マイクロコンピュータなどによって構成される制御部（図示せず）を備えている。当該制御部は、サーミスタ１４が検出する温度が第１規定温度（例えば７０℃）以上になると、ヒーター７の１つのヒーター素子７ａに接続される端子７１と電源配線１６との間に設けられたリレー（図示せず）をオフする。これにより、上記のヒーター素子７ａへの通電が停止される。制御部は、この状態で筐体２に設けられた表示パネル（図示せず）に温度異常のエラーを表示させる。

また、制御部は、サーミスタ１４が検出する温度が第１規定温度より高い第２規定温度（例えば７５℃）以上になると、ヒーター７の他の１つのヒーター素子７ａに接続される端子７１と電源配線１６との間に設けられたリレー（図示せず）をオフする。これにより、２つのヒーター素子７ａへの通電が停止される。また、制御部は、この場合、送風ファン４への通電も停止させる。

取付部材１５は、後述する導入風路１７（図２参照）をヒーターケース８に取り付けるとともに、端子収納部８２の一部を覆うために設けられている。取付部材１５は、取付部１５１と、導風部１５２とを有している。

取付部１５１は、導風部１５２をヒーターケース８に取り付けるとともに、導風部１５２とともに導入風路１７を形成する部分である。取付部１５１は、本体部１５１ａと、傾斜部１５１ｂと、２つの係合部１５１ｃと、保持部１５１ｄとを有している。

本体部１５１ａは、端子収納部８２におけるモーター６側の端部に嵌まるような形状に形成されている。具体的には、本体部１５１ａは、端子収納部８２の上面に接する上部と、端子収納部８２の下面に接する下部と、上部と下部とをつなぎ、端子収納部８２の当接面８２ａと一部で当接する鉛直部とを有している。

図２に示すように、傾斜部１５１ｂは、図２において矢印にて示す、送風ファン４から送られる空気の流れの方向（送風方向）に対して傾斜するように形成されている。具体的には、傾斜部１５１ｂは、送風ファン４に近い上流側よりも送風ファン４から遠い下流側が送風方向の下流側に位置するように配置されている。また、傾斜部１５１ｂは、本体部１５１ａの鉛直部から送風ファン４側へ伸びるように形成されている。

係合部１５１ｃは、本体部１５１ａの一方の側面（ヒーターケース８における端子収納部８２側の側面に近い方の側面）における上端と下端とにそれぞれ、本体部１５１ａから突出するように設けられている。係合部１５１ｃは、それぞれ孔を有するとともに、弾性を有している。上側の係合部１５１ｃは、端子収納部８２の上面に設けられた突起８２ｂを乗り越えて突起８２ｂに嵌まり込むことにより、突起８２ｂに係合する。下側の係合部１５１ｃは、端子収納部８２の下面に設けられた突起８２ｂ（図示せず）を乗り越えて当該突起８２ｂに嵌まり込むことにより、突起８２ｂに係合する。

保持部１５１ｄは、本体部１５１ａにおいて係合部１５１ｃが設けられた面と反対側の面に設けられている。保持部１５１ｄは、ヒーター７側が開放されるとともに、上側、下側およびモーター６側の３方で導風部１５２を囲むように凹状に形成されている。保持部１５１ｄは、送風ファン４の送風方向とほぼ平行に向く面を有している。また、図２に示すように、保持部１５１ｄは、ケーシング５の外面に接合されている。

導風部１５２は、傾斜板１５２ａと、導風枠１５２ｂと、３つの仕切板１５２ｃ（隔壁）とを有している。

傾斜板１５２ａは、傾斜部１５１ｂと同じく、送風方向に対して傾斜するように、かつ傾斜部１５１ｂと一定の間隔をおいて配置されており、保持部１５１ｄの凹状の部分に組み付けられる。傾斜板１５２ａの下部は、送風ファン４側に突出するように形成されている。

導風枠１５２ｂは、傾斜板１５２ａの上記の下部の端縁に設けられている。また、導風枠１５２ｂは、送風ファン４の送風方向に向き、かつモーター６の駆動軸６ａに伸びるように設けられている。

図２に示すように、取付部材１５において、取付部１５１の傾斜部１５１ｂおよび保持部１５１ｄと、導風部１５２の傾斜板１５２ａおよび導風枠１５２ｂとによって、導入風路１７が形成されている。導入風路１７は、送風ファン４からの空気を端子７１が配置される端子収納部８２内の空間へ導入する風路である。

導風枠１５２ｂおよび導風枠１５２ｂに続く傾斜板１５２ａの一部は、ケーシング５の内部に挿入されている。導風枠１５２ｂおよび導風枠１５２ｂはケーシング５との間は、ケーシング５内の空気が外部に漏れないように封止されている。

図３に示すように、取付部材１５において、導風部１５２が取付部１５１に組み付けられた状態で、導風枠１５２ｂの上側には、開口１８が形成されている。端子収納部８２内の端子７１が配置される空間とケーシング５の内部とは、開口１８介して通じている。

仕切板１５２ｃは、傾斜板１５２ａの保持部１５１ｄに組み付けられる端縁に、ヒーターケース８の仕切壁８３側に伸びるように形成されている。図４に示すように、仕切板１５２ｃは、上側の仕切壁８３と端子収納部８２の上部の下面との間、２つの仕切壁８３の間、および下側の仕切壁８３と端子収納部８２の下部の上面との間に差し込まれるように設けられている。図３に示すように、仕切板１５２ｃは、このように差し込まれることにより、２つの仕切壁８３と、端子収納部８２の上部の下面と、端子収納部８２の下部の上面と継ぎ合わされて、１つの隔壁１９を形成する。この隔壁１９は、ヒーター７が配置される空間と端子７１が配置される空間とを隔絶する。

上記のように構成される布団乾燥機１において、送風ファン４によって送られてケーシング５内を進んだ空気は、図２に示すように、ケーシング５から送風方向へ排出されることにより、ヒーター７に供給される。この空気の一部は、取付部材１５において形成される導入風路１７からヒーター７の手前で取り込まれて、端子収納部８２内の端子７１が配置される空間に導かれた後、送風ダクト９へと流れる。

これにより、端子７１は、導入風路１７によって導入された空気によって冷却される。また、ケース本体８１内のヒーター７が配置される空間と、端子収納部８２内の端子７１が配置される空間とが、隔壁１９によって隔絶されている。これにより、ヒーター７によって加熱された空気は、端子７１が配置される空間に流れ込まなくなる。したがって、効率的に端子７１を冷却することができる。

また、導入風路１７が送風方向に対して傾斜している。これにより、効率的に送風ファン４からの空気を取り込むことができる。また、図２に示すように、傾斜板１５２ａの外面に沿って空気の流れが生じる。これにより、ヒーター７の端子７１の端部に当該空気を供給することができる。したがって、ヒーター７が効率的に空気を加熱することができる。

また、導入風路１７は、ヒーターケース８に着脱可能な取付部材１５に形成されている。これにより、導入風路１７と同じ機能を有する導入風路をヒーターケース８に作り込む必要がなくなる。したがって、ヒーターケース８におけるヒーター７および端子７１の配置に適した導入風路１７を有する取付部材１５を提供することができる。

ところで、布団乾燥機１の通常の使用時では、ノズル１１の吹き出し口が塞がれることはないが、何らかの原因（障害物の存在など）でノズル１１の吹き出し口が完全に塞がれることがある。また、布団乾燥機１の閉塞試験においては、ノズル１１の吹き出し口を完全に塞いだ状態で、サーミスタ１４、サーモスタット１２およびリミットサーモスタット１３による自動停止機能が正常に働くことを確認する。

このようにノズル１１の吹き出し口が完全に塞がれた状態では、熱気が排出されずに送風ダクト９内に滞留する。この熱気は、送風ダクト９を通じてヒーター７側に戻ってくると、送風状態にあるヒーター７側に流れ込まず、端子収納部８２側に押し込まれた後、開口１８を通じてケーシング５の内部に排出される。開口１８が取付部材１５に設けられていることにより、端子収納部８２内の上側で熱気の流れを生じさせることができる。この熱気の流れは、端子収納部８２内の下側で生じている、導入風路１７から導入された空気の流れを妨げることはない。

これにより、サーミスタ１４は、端子収納部８２内での熱気による温度上昇を検出する。制御部は、サーミスタ１４の検出温度に応じて、ヒーター７の１つのヒーター素子７ａをオフしたり、２つのヒーター素子７ａおよび送風ファン４をオフしたりする。また、サーモスタット１２およびリミットサーモスタット１３は、端子収納部８２内の温度に応じて作動する。したがって、ノズル１１の吹き出し口が完全に塞がれる状態において、自動停止機能を正常に働かせることができる。

開口１８が設けられていないと、ケーシング５側に熱気が排出されないので、この熱気と、導入風路１７から導入された空気とが端子収納部８２内で混ざり合う。したがって、端子収納部８２内で熱気による上記の温度上昇が生じないために、自動停止機能を正常に働かせることができない。

なお、本実施形態において、電気機器の例として布団乾燥機１について説明した。しかしながら、本発明が適用できる電気機器は、送風ファン、ヒーターおよび端子を備えていれば、洗濯乾燥機などの他の機器であってもよい。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る電気機器は、ファンと、前記ファンによって送られてきた空気を加熱するヒーターと、前記ヒーターに給電する端子と、前記ヒーターが配置される空間と前記端子が配置される空間とを隔絶する隔壁と、前記ファンから送られてきた空気を前記ヒーターの手前で取り込んで前記端子へ導入する導入風路と、を備えている。

上記の構成によれば、導入風路によって導入された空気によって端子を冷却することができる。また、ヒーターが配置される空間と端子が配置される空間とが隔壁によって隔絶されている。これにより、ヒーターによって加熱された空気は、端子が配置される空間に流れ込まなくなる。したがって、効率的に端子を冷却することができる。

本発明の態様２に係る電気機器は、上記態様１において、前記ヒーターおよび前記端子を収納するヒーターケースと、前記導入風路を前記ヒーターケースに取り付ける取付部材と、をさらに備えていてもよい。

上記の構成によれば、ヒーターケースに導入風路を設ける必要がなくなる。したがって、ヒーターケースにおけるヒーターおよび端子の配置に適した導入風路を有する取付部材を提供することができる。

本発明の態様３に係る電気機器は、上記態様２において、前記取付部材には、前記端子が配置される空間に通じる開口が設けられていてもよい。

上記の構成によれば、ヒーターによって加熱された空気（熱気）が外部に排出されずに電気機器の内部に滞留したときに、端子が配置される空間から開口を通じて熱気が排出される。これにより、端子が配置される空間に熱気の流れが生じるので、当該空間における温度検出を適正に行うことができる。したがって、このような状況におけるヒーターの自動停止機能を正常に働かせることができる。

本発明の態様４に係る電気機器は、上記態様１から３のいずれかにおいて、前記導入風路が、空気が前記ファンから前記ヒーターへ送られる方向に対して傾斜するように設けられてもよい。

上記の構成によれば、ファンからの空気を端子が配置された空間へ容易に導くことができる。また、導入風路のヒーター側の外面に沿って、ファンからヒーターの端部への空気の流れを生じさせる。これにより、効率的にヒーターに空気を送り込むことができる。

本発明の態様５に係る電気機器は、上記態様１から４のいずれかにおいて、前記電気機器が布団乾燥機であってもよい。

上記の構成によれば、ヒーターに給電するために端子を用いることが多い布団乾燥機において、効率的に端子を冷却することができる。したがって、端子の劣化を遅らせて、布団乾燥機の製品寿命を長引かせることができる。

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ 布団乾燥機（電気機器）
４ 送風ファン（ファン）
７ ヒーター
８ ヒーターケース
１５ 取付部材
１８ 開口
１９ 隔壁
７１ 端子
８３ 仕切壁（隔壁）
１５１ｂ 傾斜部（導入風路）
１５１ｄ 保持部（導入風路）
１５２ａ 傾斜板（導入風路）
１５２ｂ 導風枠（導入風路）

Claims (5)

1. ファンと、
   前記ファンによって送られてきた空気を加熱するヒーターと、
   前記ヒーターに給電する端子と、
   前記ヒーターが配置される第１空間と前記端子が配置される第２空間とを隔絶する隔壁と、
   前記ファンから送られてきた空気を前記ヒーターの手前で取り込んで前記第２空間へ導入する導入風路と、
   前記ヒーターを通過した空気と前記導入風路を通過した空気とが流れる送風ダクトと、
   前記第２空間と前記送風ダクト内の空間とを連続させる通気口と、を備え、
   前記送風ダクトから外部に熱気が排出され難くなった場合、前記送風ダクトから前記通気口及び前記第２空間を介して前記ファン側に熱気が排出される、ことを特徴とする電気機器。
2. 前記ファンを収納するケーシングと、
   前記第２空間と前記ケーシング内の空間とを連続させる開口と、をさらに備え、
   前記送風ダクトから外部に熱気が排出され難くなった場合、前記送風ダクトから前記通気口、前記第２空間、前記開口を介して前記ケーシング内の空間に熱気が排出される、ことを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記ヒーターおよび前記端子を収納するヒーターケースと、
   前記導入風路を前記ヒーターケースに取り付ける取付部材と、
   前記第２空間から前記開口を通じて排出される熱気の温度を検出する温度検出素子と、をさらに備え、
   前記ケーシングは、前記ファンによって生じた空気の流れを前記ヒーターに導き、
   前記開口は、前記第２空間と前記ケーシングの内部とに通じ、前記取付部材において前記ケーシングから導入された空気の流れを妨げない位置に設けられており、
   前記送風ダクトは、前記ヒーターケースを経た空気を所定の方向に導くことを特徴とする請求項２に記載の電気機器。
4. 前記導入風路は、空気が前記ファンから前記ヒーターへ送られる方向に対して傾斜するように設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気機器。
5. 前記電気機器は布団乾燥機であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気機器。

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