JPH11273845A - パイプヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パイプヒータにおいて、部品点数を少なくす
るとともに、接着部分をなくしてコストの低減を図り、
気密性を高めて高い信頼性を確保する。 【解決手段】 耐熱性無機物からなる外装スリーブ１１
に、両端に中継端子１４を介してリード線１５を接合し
た空芯コイル状の抵抗素子１３を挿入する。中継端子１
４には弾性を有する位置決め部材１２が係合しており、
外装スリーブ１１の所定の位置でその弾性により外装ス
リーブ１１の内壁に固定される。外装スリーブ１１の内
部には、粉末状充填材１６が抵抗素子を埋めるように充
填され、外装スリーブ１１の両端は、封止材１８で封止
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば給湯器等の
給水管の凍結防止に用いられるパイプヒータに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の凍結防止用ヒータ（以
下、パイプヒータと称する）は、図５および図６に示し
たように構成されている。図５，図６において、１はセ
ラミックスリーブで、両端にブッシング２ａ，２ｂが設
けられている。３はセラミックスリーブ１内に挿入され
た空芯コイル状の抵抗素子で、その両端には中継端子４
ａ，４ｂを介して耐熱性のリード線５がそれぞれ接合さ
れている。６は抵抗素子３を埋めるようにセラミックス
リーブ１の内部に充填された粉末状充填材、例えばジル
コンサンド粉末である。７はリード線５の外径と略同じ
か若干小さい内径を有するグロメットで、ブッシング２
ａをリード線５の適切な位置に設定してその後端をグロ
メット７で押さえることにより、中継端子４ａをセラミ
ックスリーブ１に対して位置決めする役目を果たす。８
は、抵抗素子３をセラミックスリーブ１に挿入した後、
セラミックスリーブ１の両端を封止する封止材である。

【０００３】ここで、図６から判るように、中継端子４
ａと中継端子４ｂとはその形状が異なる。つまり、中継
端子４ａは平面が略十字状をしており、中継端子４ｂは
Ｔ字状をしている。そして、中継端子４ａの方は、横方
向に突出した直線部の長さがセラミックスリーブ１の内
径よりわずかに短く、したがって、セラミックスリーブ
１の内部に挿入される。一方、中継端子４ｂの方は、横
方向に突出した直線部の長さがセラミックスリーブ１の
内径よりわずかに長く、したがって、セラミックスリー
ブ１の内部には入らない。

【０００４】また、ブッシング２ａとブッシング２ｂも
異なるものである。つまり、ブッシング２ａは単なる段
付きブッシングであるが、ブッシング２ｂは段付きの小
径部の対向部分にスリットが入っており、このスリット
に中継端子４ｂの横方向に突出した直線部が係合するよ
うになっている。

【０００５】次に、上記従来のパイプヒータの組立方法
を説明する。まず、両端に中継端子４ａ，４ｂを介して
リード線５が接合された抵抗素子３をセラミックスリー
ブ１内に挿入し、中継端子４ａからの距離を設定してグ
ロメット７でリード線５に係止したブッシング２ａを、
その小径部外周に接着剤９を塗布してセラミックスリー
ブ１の一端に装着する。次に、ブッシング２ａが接着剤
９により、セラミックスリーブ１に固着された後、中継
端子４ｂの横方向に突出した直線部をスリットに係合さ
せたブッシング２ｂを、その小径部外周に接着剤９を塗
布してセラミックスリーブ１の他端に装着する。さら
に、ブッシング２ｂが接着剤９によりセラミックスリー
ブ１に固着された後、ブッシング２ｂとリード線５との
隙間から粉末状充填材を流し込み、抵抗素子３を埋める
ようにセラミックスリーブ１内に充填する。最後に、セ
ラミックスリーブ１の両端を封止材８で封止してパイプ
ヒータが完成する。

【０００６】このように構成された従来のパイプヒータ
は、中継端子４ａ，４ｂが決められた位置に固定される
ので、抵抗素子３の長さが一定となり、かつコイルのピ
ッチを均等にすることができるため、製品間のばらつき
のないパイプヒータを得ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成のパイプヒータは、部品点数が多く、かつセラ
ミックスリーブ１に対するブッシング２ａ，２ｂの接着
および硬化工程に多大の時間を要するため、材料コスト
を含む製造コストが高くなるという問題があり、また、
その接着部分の気密性が、接着剤９の塗布量（塗布面
積）のばらつきにより大きく左右されて、信頼性の低下
を招くという問題があった。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するものであり、部品点数を少なくするとともに、
接着部分をなくしてコストの低減を図り、気密性を高め
て高い信頼性を確保するようにしたパイプヒータを提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のパイプヒータは、耐熱性無機物からなる外
装スリーブと、前記外装スリーブの内部に挿入され、前
記外装スリーブの両端からそれぞれ引き出された耐熱性
リード線が両端に接合された空芯コイル状の抵抗素子
と、前記抵抗素子を埋めるように前記外装スリーブの内
部に充填された粉末状充填材とを備えてなるパイプヒー
タであって、前記外装スリーブの両端における前記抵抗
素子と前記リード線の接合部は、中継端子を介してそれ
ぞれ接合されるとともに、前記中継端子は弾性を有する
位置決め部材に係合しており、前記位置決め部材は、前
記外装スリーブの端部から所定の距離だけ挿入された位
置でその弾性により前記外装スリーブの内壁に圧接して
固定され、固定された前記位置決め部材と前記外装スリ
ーブの端部との間に封止材が充填されていることを特徴
とするものである。

【００１０】前記耐熱性無機物からなる外装スリーブと
しては、（不透明な）石英管を使用することができる。
また、中継端子は、平面が略十字状のものを使用し、外
装スリーブと同一方向の一方の直線部に抵抗素子とリー
ド線が溶接され、横方向に突出した他方の直線部は、前
記外装スリーブの内径よりわずかに短くして、略Ｕ字型
に形成された弾性を有する位置決め部材の両側に切り欠
かれた切欠部に係合するようにしている。

【００１１】上記構成において、両端に中継端子を介し
てリード線が接合された抵抗素子を外装スリーブ内に挿
入し、中継端子に係合させた弾性を有する位置決め部材
を、その弾性に抗して両端間を収縮させた状態で外装ス
リーブ内に挿入し、所定の位置に固定すれば、抵抗素子
の長さを一定とし、かつコイルのピッチを均等にするこ
とができる。

【００１２】そして、従来のものに比較して部品点数が
減少し、しかも接着剤で固着する部分がないので、製造
コストを大幅に低減し、信頼性の向上を図ることができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明
の一実施の形態におけるパイプヒータを示したものであ
り、１１は耐熱性無機物からなる外装スリーブで、ここ
では石英管を使用する。１３は外装スリーブ１１内に挿
入された空芯コイル状の抵抗素子で、その両端には中継
端子１４を介して耐熱性のリード線１５がそれぞれ接合
されている。１２は外装スリーブ１１において中継端子
１４を位置設定して固定する位置決め部材で、弾性を有
する金属板、例えばリン青銅からなっている。１６は抵
抗素子３を埋めるように外装スリーブ１１の内部に充填
された粉末状充填材、例えばジルコンサンド粉末であ
る。１８は、抵抗素子１３を外装スリーブ１１に挿入し
た後、外装スリーブ１１の両端を封止する封止材であ
る。

【００１４】ここで、抵抗素子として空芯コイル状のも
のを使用する理由は、（１）抵抗素子の中心部と外周部
との温度勾配をできるだけ小さくし、長さ方向の温度を
均一にすること。（２）パイプヒータとしての熱効率を
高めるために、外装スリーブの内面と抵抗素子とをでき
るだけ近づけること、（３）ガラス繊維等を用いた有芯
の場合、高温時はその芯部が６００℃程度になり、芯部
の熱膨張によるストレスが抵抗素子にかかって断線する
おそれがある等のためである。

【００１５】次に、本実施の形態における組立方法を説
明する。図２に示したように、両端に中継端子１４を介
してリード線１５が接合された抵抗素子１３を外装スリ
ーブ１１内に挿入する。ここで、中継端子１４に位置決
め部材１２を係合させる。すなわち、図３に示したよう
に、中継端子１４は、平面が略十字状のものを使用し、
太い一方の直線部２０には抵抗素子１３とリード線１５
が溶接部２１で溶接され（別々に異なる位置に溶接され
てもよい）、横方向に突出した他方の直線部２２は外装
スリーブ１１の内径よりわずかに短くしている。一方、
位置決め部材１２は、略Ｕ字型に形成された弾性を有す
る金属板（ここではリン青銅）からなっており、そのＵ
字型の両側に切欠部２３が設けられている。そこで、中
継端子１４の横方向に突出した直線部２２を位置決め部
材１２の切欠部２３に嵌め込むことにより、中継端子１
４と位置決め部材１２とを係合させることができる。

【００１６】次に、中継端子１４に係合させた位置決め
部材１２を、その弾性に抗して両端に圧力を加えて収縮
させ、その状態で、図４に示したように、外装スリーブ
１１内に挿入する。そして、図示しない治具などを使用
して位置決め部材１２を外装スリーブ１１の所定の位置
まで挿入すると、位置決め部材１２は、その弾性により
外装スリーブ１１の内壁に圧接し、固定される。外装ス
リーブ１１の両端においてこの作業を行うと、中継端子
１４は位置決めされ、抵抗素子１３の長さも決定され
る。

【００１７】さらに、外装スリーブ１１の一端におい
て、固定された位置決め部材１２と外装スリーブ１１の
端部との間に封止材を充填して硬化させた後、外装スリ
ーブ１１の他端から粉末状充填材１６を流し込む。この
充填材の粉末粒度は抵抗素子の抵抗線の太さに比べて小
さいものを使用し、外装スリーブ１１に振動を加えなが
ら充填すると、抵抗素子１３のコイルピッチを均等な状
態にして粉末状充填材を充填することができる。最後
に、外装スリーブ１１の他端に封止材を充填し、硬化さ
せて、パイプヒータを完成させる。

【００１８】このように構成された本実施の形態によれ
ば、（表１）に示したように、従来のものに比べて種類
を別にした部品点数が大幅に減少し、しかも、接着剤で
固着する箇所がなくなり、その部分の工数が削減され
る。したがって、材料コストを含む製造コストが大幅に
低減され、また、固着箇所がなくなるので、気密性の問
題がなくなり、信頼性を著しく向上することができる。

【００１９】

【表１】

【００２０】なお、耐熱性無機物からなる外装スリーブ
として、石英管の外に、セラミックパイプを用いてもよ
いことは言うまでもない。また、中継端子や位置決め部
材の形状、材質等に関しては、本発明の趣旨に合致する
ものであれば、どのようなものでもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のものに比較して部品点数が減少し、しかも接着剤
で固着する部分がないので、製造コストを大幅に低減す
るとともに、信頼性を向上することができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるパイプヒータの
構成図

【図２】本発明の一実施の形態における分解斜視図

【図３】本発明の一実施の形態における要部を拡大した
分解斜視図

【図４】本発明の一実施の形態における要部を拡大した
組立断面図

【図５】従来例におけるパイプヒータの構成図

【図６】従来例における分解斜視図

【符号の説明】

１１ 外装スリーブ １２ 位置決め部材 １３ 抵抗素子 １４ 中継端子 １５ リード線 １６ 粉末状充填材 １８ 封止材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐熱性無機物からなる外装スリーブと、
   前記外装スリーブの内部に挿入され、前記外装スリーブ
   の両端からそれぞれ引き出された耐熱性リード線が両端
   に接合された空芯コイル状の抵抗素子と、前記抵抗素子
   を埋めるように前記外装スリーブの内部に充填された粉
   末状充填材とを備えてなるパイプヒータであって、 前記外装スリーブの両端における前記抵抗素子と前記リ
   ード線の接合部は、中継端子を介してそれぞれ接合され
   るとともに、前記中継端子は弾性を有する位置決め部材
   に係合しており、前記位置決め部材は、前記外装スリー
   ブの端部から所定の距離だけ挿入された位置でその弾性
   により前記外装スリーブの内壁に圧接して固定され、固
   定された前記位置決め部材と前記外装スリーブの端部と
   の間に封止材が充填されていることを特徴とするパイプ
   ヒータ。
2. 【請求項２】 耐熱性無機物からなる外装スリーブは、
   石英管からなることを特徴とする請求項１記載のパイプ
   ヒータ。
3. 【請求項３】 中継端子は、平面が略十字状をしてお
   り、外装スリーブと同一方向の一方の直線部に抵抗素子
   とリード線が溶接され、横方向に突出した他方の直線部
   は、前記外装スリーブの内径よりわずかに短く、略Ｕ字
   型に形成された弾性を有する位置決め部材の両側に切り
   欠かれた切欠部に係合していることを特徴とする請求項
   １記載のパイプヒータ。