JPH041676Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、正の抵抗温度特性を有する磁器半導
体発熱体を用いた発熱体装置に係り、特に水中ヒ
ータとして用いるのに好適な発熱体装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、例えば実公昭44−21744号公報に示され
ているように、正の抵抗温度特性を有する磁器半
導体発熱体を複数個用い、これを金属ケース内に
密着固定するようにした発熱体装置は一般に知ら
れている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところがこの種の従来の発熱体装置において
は、磁器半導体発熱体を金属ケース内に単に密着
封入しているに過ぎないため、発熱体で発生した
熱が金属ケースに充分に伝わらず、熱効率が悪い
とともに、部分加熱により発熱体が熱破損するお
それがある。

本考案はかかる現況に鑑みなされたもので、熱
効率がよく発熱体の熱破損のおそれもなく、しか
も、製作時に発熱体を破損させてしまうおそれも
なく、また導線の引出しおよび組立が極めて容易
な発熱体装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、金属製の放熱ケースを構成する第１
ケース板および第２ケース板の周縁部を相互に連
結するとともに、放熱ケースの中央部に配された
締付機構により両ケース板を締付けて放熱ケース
とその内部に配された磁器半導体発熱体とを圧接
させ、かつ前記締付機構を、第１ケース板の中央
部に配置され少なくとも第２ケース板側に引張る
力に対して第１ケース板と一体をなす基端部材
と、この基端部材周面の少なくとも一箇所に設け
られ前記導線を締付機構内に導びく引込み部と、
前記基端部材に連結され第２ケース板の中央部を
貫通する筒状の雄ねじ部材と、この雄ねじ部材に
螺装されて両ケース板を締付ける締付部材とを有
し、さらに、前記第１ケース板および前記第２ケ
ース板のうちの少なくともいずれか一方は、前記
各磁器半導体発熱体に対応する部位が放熱ケース
の内部側に凸に押圧加工されていることを特徴と
する。

〔作用〕

本考案においては、放熱ケースの周縁部のみな
らず、中央部も締付機構により締付けるようにし
ているので、放熱ケースとその内部に配された磁
器半導体発熱体とが充分な力で圧接し、高い熱効
率が得られるとともに、発熱体の部分加熱による
熱破損を防止できる。そして、少なくともいずれ
か一方のケース板は、磁器半導体発熱体に対応す
る部位が放熱ケースの内部側に凸に押圧加工され
ているので、前述の効果が一層高められるととも
に、製作時に発熱体を破損させてしまうおそれも
なくなる。

また締付機構を、基端部材と雄ねじ部材と締付
部材とから構成し、基端部材に導線の引込み部を
設けているので、放熱ケースの中央部を締付ける
構造にしても、締付機構の内部を通して導線を外
部に引出すことができ、しかも組立が容易であ
る。

〔実施例〕

以下本考案の一実施例を第１図ないし第１２図
を参照して説明する。

第１図は本考案に係る発熱体装置の一例を示す
もので、この発熱体装置１は、第１ケース板２ａ
と第２ケース板２ｂとからなる円板容器状の放熱
ケース２を備えており、この放熱ケース２内には
発熱機構３が組込まれ、その導線４ａ，４ｂは、
放熱ケース２の中心部に配した締付機構５の内部
を通して外部に引出されている。

前記第１ケース板２ａは、第２図ないし第４図
に示すように周縁にリブ６を有する浅底の円筒容
器状をなしており、その内側中心部には、後に詳
述する締付機構５の一端を回り止めした状態でロ
ウ付けするための凹部７が設けられ、その外周部
には、このロウ付け時にロウが流出するのを防止
するリング溝８が設けられている。また、このリ
ング溝８と前記リブ６との間には、第２図ないし
第４図に示すように第１ケース板２ａの内側に凸
に屈曲する概略台形状の押圧加工部９が周方向に
等間隔で６個設けられている。

また前記第２ケース板２ｂは、第５図および第
６図に示すように外周縁に前記第１ケース板２ａ
のリブ６内に嵌入される大きさの外フランジ１０
を有する浅絞りの蓋状をなしており、その中心部
には、大径部１１ａと小径部１１ｂとからなる段
付筒部１１が外方に向かつて一体的に突設されて
いる。この段付筒部１１の小径部１１ｂ先端に
は、第６図に示すように内フランジ部１２が設け
られており、その先端面には、第５図および第６
図に示すようにＯリング溝１３が設けられてい
る。また、この段付筒部１１と前記外フランジ１
０との間には、第５図および第６図に示すように
第２ケース板２ｂの内側に凸に屈曲する概略台形
状の押圧加工部１４が設けられている。そして第
１ケース板２ａは、第１図に示すようにその周縁
の外フランジ１０を前記第１ケース板２ａのリブ
６に例えばシリコンゴムを介して水密に加絞め固
定した際に、押圧加工部１４が第１ケース板２ａ
の押圧加工部９と周方向に完全に一致するように
なつている。

前記両ケース板２ａ，２ｂは、例えば鉄を約
1.5％含むアルミ合金で形成されており、その外
表面には、硬質アルマイト処理、フツ素樹脂処
理、あるいは金メツキ等の表面処理が処され、耐
蝕性、耐薬品性、および均熱性の向上が図られて
いる。

このように構成された放熱ケース２の内部に配
される発熱機構３は、第７図および第８図に示す
ように正の抵抗温度特性を有する円板状の６個の
磁器半導体発熱体（以下PTCと称す）１５を備
えており、各PTC１５の両面には、オーム性接
触電極１５ａがそれぞれ一体的に配されている。

これら各PTC１５は、第７図および第８図に
示すように例えば集成マイカ製でドーナツ円板状
をなす位置決め板１６に周方向に等間隔で設けた
６個の位置決め孔１６ａに収容されており、この
状態において、前記各ケース板２ａ，２ｂの押圧
加工部９，１４に周方向に対応するようになつて
いる。

前記位置決め板１６の両面側には、第７図およ
び第８図に示すように例えばステンレス鋼製のド
ーナツ薄円板状をなす電極板１７がそれぞれ配置
され、その外面側には、例えば天然マイカとその
外側のポリイミドフイルムとからなるドーナツ円
板状の絶縁板１８がそれぞれ配置されている。そ
してこの絶縁板１８の外面が、前記各ケース板２
ａ，２ｂの内面に圧接されるようになつている。

また前記各電極板１７の内端縁部には、第７図
および第８図に示すように導線４ａ，４ｂの一端
がそれぞれ接続されており、これら両導線４ａ，
４ｂは、発熱機構３の中心部を通され、さらに第
１図に示すように締付機構５の内部を通されて外
部に引出されている。

前記締付機構５は、第９図に示すように前記第
１ケース板２ａ内側中央部の凹部７にロウ付けさ
れる基端部材１９と、この基端部材１９の先端に
ナツト部材２０を介して連結される筒状の雄ねじ
部材２１とを備えている。

前記基端部材１９は、第１０図に示すように前
記凹部７に嵌入されてロウ付けされる非円形板状
の固定部１９ａと、この固定部１９ａから立上が
る筒状の雄ねじ部１９ｂとから構成されており、
雄ねじ部１９ｂ周面の径方向に対向する二箇所に
は、先端から軸方向にスリツト２２が設けられて
いる。そして前記各導線４ａ，４ｂは、このスリ
ツト２２を通して締付機構５の内部に引入られる
ようになつている。

また前記雄ねじ部材２１は、第１１図に示すよ
うに筒状をなしており、その基端部材１９との連
結端部には、基端部材１９内に挿入されるテーパ
部２１ａが設けられている。またこの雄ねじ部材
２１とナツト部材２０とは、一体的に製作する
か、あるいは螺入量を一定にした状態で接着剤等
で固定するかして完全に位置関係が固定されてお
り、雄ねじ部材２１は、この状態でナツト部材２
０を介し基端部材１９に連結されるようになつて
いる。

前記雄ねじ部材２１には、第９図に示すように
両ケース板２ａ，２ｂの中心部を相互に接近する
方向に締付ける締付部材２３が螺装されており、
この締付部材２３と第２ケース板２ｂの内フラン
ジ部１２との間は、Ｏリング２４によりシールさ
れている。またこの締付部材２３による締付量
は、第９図に示すように前記内フランジ部１２と
ナツト部材２０との接触により規制され、これに
より常に一定の締付力が得られるようになつてい
る。

このように構成された発熱体装置１は、第１図
に示すように例えば湯沸し器底板２５にパツキン
グ２６を介して貫通配置され、雄ねじ部材２１に
螺装される固定ナツト２７を締付けることにより
水密に固定されるようになつている。またこの固
定ナツト２７は、第１図に示すように内部に凹陥
部２７ａを有するキヤツプ状をなしていて締付部
材２３および段付筒部１１の小径部１１ｂを逃げ
る構造になつており、これにより、湯沸し器底部
２５の板厚が変化しても対応できるようになつて
いる。

次に作用について説明する。

発熱体装置１の製作に際しては、まず発熱機構
３を第７図に示す状態に組付けるとともに、第１
ケース板２ａ内側中央部の凹部７に軸廻りに位置
決めした状態で基端部材１９をロウ付けする。

次いで、この第１ケース板２ａ内に前記発熱機
構３を配置し、各導線４ａ，４ｂをスリツト２２
を介して雄ねじ部１９ｂ内に引入れる。そしてさ
らに、この導線４ａ，４ｂを雄ねじ部材２１内に
通した状態で、ナツト部材２０を介し雄ねじ部材
２１を基端部材１９に連結する。この際、基端部
材１９の雄ねじ部１９ｂにはスリツト２２が設け
られているので、通常であればナツト部材２０の
締付けにより雄ねじ部１９ｂが中心側に倒れ込ん
でしまうが、雄ねじ部材２１のテーパ部２１ａが
雄ねじ部１９ｂ内に挿入されるので、このような
おそれが全くない。このため、ナツト部材２０を
強く締付けることができる。

次いで、雄ねじ部材２１を段付筒部１１に通し
た状態で第２ケース板２ｂを第１ケース板２ａに
重ね合わせ、シリコンゴム等のシール材あるいは
接着剤を介しリブ６を外フランジ１０側に折曲げ
て両ケース板２ａ，２ｂの周縁を水密に加絞め固
定する。そして締付部材２３を締付けて両ケース
板２ａ，２ｂの中心部を締付ける。

しかして、両ケース板２ａ，２ｂは周縁部が加
絞め加工により締付けられるとともに、中心部が
締付部材２３の締付けにより締付けられるので、
放熱ケース２と発熱機構３とが強い力で圧接し、
これにより、熱効率を大幅に向上させることがで
きるとともに、部分加熱がなくなつてPTC１５
の熱破損を有効に防止できる。そしてこの効果
は、各ケース板２ａ，２ｂに押圧加工部９，１４
を設け、これを各PTC１５に対応させることに
より、より充分に得られる。

すなわち、各ケース板２ａ，２ｂを押圧加工し
て押圧加工部９，１４を形成する場合、第１２図
に実線で示すようにその突出先端面は平坦とはな
らず、球面状となるのが通例である。この状態で
両ケース板２ａ，２ｂの周縁および中心部を締付
けると、第１２図に鎖線で示すように各押圧加工
部９，１４が発熱機構３の外面に倣つて平坦状に
弾性変形することになる。このため、PTC１５
の全面が確実に放熱ケース２に密接し、しかもそ
の場合の圧接力は、両ケース板２ａ，２ｂの締付
力に各押圧加工部９，１４の弾性変形に伴なう反
力が加わつた値となるので、極めて大きな値とな
る。また各PTC１５間に厚さのバラ付きがあつ
ても、各押圧加工部９，１４の弾性変形でこれを
吸収でき、製作時にPTC１５を破損させてしま
うおそれが全くない。

なお前記実施例では、両ケース板２ａ，２ｂが
アルミニユウム合金製である場合について説明し
たが、アルミニユウム、銅、あるいは銅合金等の
他の軟質の均熱性金属でもよい。また、ステンレ
ス鋼の内側にアルミニユウム、銅、金、あるいは
これらの合金を爆接（すなわちクラツド材）、ロ
ウ付け、あるいは圧接させたものでもよい。

また前記実施例では、両ケース板２ａ，２ｂの
周縁を加絞め加工するものについて説明したが、
両ケース板２ａ，２ｂを締付けた状態で溶接した
りロウ付けするようにしてもよい。

また前記実施例では、６個のPTC１５が並列
に接続されたものについて説明したが、PTC１
５の個数を変更したり、あるいは各電極板１７を
複数に分割して出力切換ができるようにしてもよ
い。

また前記実施例では、放熱ケース２が円形をな
している場合について説明したが、楕円形等他の
形状であつても同様に適用でき、同様の効果が期
待できる。

第１３図ないし第１７図は本考案の他の実施例
をそれぞれ示すもので、以下これらについて説明
する。

すなわち第１３図は、基端部材１９の固定部１
９ａを第１ケース板２ａの内面にロウ付けするの
ではなく、第１ケース板２ａの内面に、固定部１
９ａの外周形状に倣つた加絞め筒部３０を設け、
固定部１９ａをこの加絞め筒部３０内に嵌入した
後、加絞め筒部３０の先端を加絞めて基端部材１
９を固定するようにしたものである。

このように構成しても、前記実施例と同様の効
果が得られる。

第１４図は、固定部１９ａと雄ねじ部１９ｂと
の間に棒状の加絞め部１９ｃを有する基端部材１
９を用い、第１ケース板２ａに固定部１９ａの外
周形状に倣つて設けた凹陥部３１の中心孔に、前
記基端部材１９を外側から挿入するとともに、固
定部１９ａと凹陥部３１との間にＯリング３２を
介装し、かつ加絞め部１９ｃの第１ケース板２ａ
内側に突出する部分を、図中鎖線で示すように加
絞めて基端部材１９を固定するようにしたもので
ある。

このように構成しても、前記実施例と同様の効
果が得られる。なお、第１４図の場合、基端部材
１９の加絞め部１９ｃを加絞めないで、基端部材
１９を凹陥部３１の中心孔に単に挿入するだけに
しておいてもよい。このようにすれば、基端部材
１９を第１ケース板２ａに固定することはできな
いが、締付機構５により放熱ケース２の中央部を
締付ければ、基端部材１９は内側に常に引張られ
ることになるので特に問題はない。

第１５図は、雄ねじ部１９ｂが中実の丸棒状を
なす基端部材１９を用い、かつ導線４ａ，４ｂを
締付機構５内に引入れるための引込み部として、
雄ねじ部１９ａの周面二箇所に先端から軸方向に
設けたＵ溝３３を設けるようにしたものである。

このように構成しても、前記実施例と同様の効
果が得られるとともに、ナツト部材２０を締付け
ても雄ねじ部１９ｂが潰れるおそれがないので、
雄ねじ部材２１のテーパ部２１ａを省略できる。

第１６図は、基端部材１９の雄ねじ部１９ｂ内
にリング３４を挿入し、雄ねじ部材２１のテーパ
部２１ａを省略するようにしたものであり、この
ようにしてもテーパ部２１ａの場合と同様の効果
が得られる。

第１７図は、基端部材１９の雄ねじ部１９ｂを
雌ねじ部１９ｄとするとともに、雄ねじ部材２１
の端部を直接この雌ねじ部１９ｄに螺装し、かつ
雌ねじ部１９ｄの拡がりを防止するために、その
外周部にリング３５を装着するようにしたもので
ある。

このように構成しても、前記実施例と同様の効
果が期待できる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案は、放熱ケースの周
縁部のみならず中央部も締付機構により締付ける
ようにしているので、放熱ケースとその内部に配
された磁器半導体発熱体とが充分な力で圧接し、
高い熱効率が得られるとともに、部分加熱による
発熱体の熱破損を防止できる。そして、少なくと
もいずれか一方のケース板は、磁器半導体発熱体
に対応する部位が放熱ケースの内部側に凸に押圧
加工されているので、前述の効果が一層高められ
るとともに、製作時に発熱体を破損させてしまう
おそれもなくなる。

また締付機構を、基端部材と雄ねじ部材と締付
部材とから構成し、基端部材に導線の引込み部を
設けるようにしているので、放熱ケースの中央部
を締付ける構造にしても、締付機構の内部を通し
て導線を外部に引出すことができ、しかも組立が
極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す発熱体装置の
部分断面図、第２図は第１ケース板を内側から見
た詳細図、第３図は第２図の−線断面図、第
４図は第３図の右側面図、第５図は第２ケース板
を外側から見た詳細図、第６図は第５図の−
線断面図、第７図は発熱機構の断面図、第８図は
同様の分解斜視図、第９図は中心部材の詳細を示
す断面図、第１０図は基端部材の斜視図、第１１
図は雄ねじ部材の断面図、第１２図は各ケース板
の押圧加工部の効果を示す説明図、第１３図ない
し第１７図は本考案の他の実施例をそれぞれ示す
説明図である。 １……発熱体装置、２……放熱ケース、３……
発熱機構、４ａ，４ｂ……導線、５……締付機
構、１５……PTC、１８……絶縁板、１９……
基端部材、１９ａ……固定部、１９ｂ……雄ねじ
部、１９ｃ……加絞め部、１９ｄ……雌ねじ部、
２０……ナツト部材、２１……雄ねじ部材、２１
ａ……テーパ部、２２……スリツト、３０……加
絞め筒部、３１……凹陥部、３２……Ｏリング、
３３……Ｕ溝、３４，３５……リング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 所定間隔で対向し周縁部が相互に連結される
   第１ケース板および第２ケース板からなる金属
   製の放熱ケースと、この放熱ケース内に放熱ケ
   ースと絶縁された状態で配置され正の抵抗温度
   特性を有する板状の複数の磁器半導体発熱体
   と、前記放熱ケースの中央部に配設され両ケー
   ス板を締付けて放熱ケースと各磁器半導体発熱
   体とを圧接させる締付機構と、一端が磁器半導
   体発熱体に電気的に接続され他端が締付機構の
   内部を通して外部に引出される導線とを備え、
   前記締付機構は、第１ケース板の中央部に配置
   され少なくとも第２ケース板側に引張る力に対
   して第１ケース板と一体をなす基端部材と、こ
   の基端部材周面の少なくとも一箇所に設けられ
   前記導線を締付機構内に導びく引込み部と、前
   記基端部材に連結され第２ケース板の中央部を
   貫通する筒状の雄ねじ部材と、この雄ねじ部材
   に螺装されて両ケース板を締付ける締付部材と
   を有し、さらに、前記第１ケース板および前記
   第２ケース板のうちの少なくともいずれか一方
   は、前記各磁器半導体発熱体に対応する部位が
   放熱ケースの内部側に凸に押圧加工されている
   ことを特徴とする発熱体装置。 ２ 基端部材は、雄ねじ部材に直接または間接的
   にねじ連結される筒部を有しており、かつ引込
   み部は、前記筒部周壁にその先端から軸方向に
   設けたスリツトであることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の発熱体装置。 ３ 基端部材は、雄ねじ部材に直接または間接的
   にねじ連結される棒状部を有しており、かつ引
   込み部は、前記棒状部周面にその先端から軸方
   向に設けられた溝であることを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の発熱体装置。