(57)【要約】【課題】  ヒータ筒体内の発熱線の局部変形状態を外観から識別可能とし、温度検知器の適所への取り付けを可能としたシーズヒータ及びこれを用いた加熱器を提供するものである。【解決手段】  ヒータ筒体１内に発熱線２を配設すると共に、この発熱線２の両端にはヒータ筒体１端部から引き出される端子体３を接続し、ヒータ筒体１内に絶縁粉末４を充填した後にヒータ筒体１を減径加工してなるシーズヒータにおいて、一方の端子体３には、少なくともヒータ筒体１の外部に露呈する部分が他方の端子体３と識別可能な外観識別部３ａを具備させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータ筒体内に発熱線を配設すると共に、この発熱線の両端にはヒータ筒体端部から引き出される端子体を夫々接続し、ヒータ外筒内に絶縁粉末を充填した後にヒータ外筒を減径加工してなるシーズヒータにおいて、
一方の端子体は、少なくともヒータ筒体の外部に露呈する部分が他方の端子体と識別可能な外観識別部を有することを特徴とするシーズヒータ。
【請求項２】
請求項１記載のシーズヒータにおいて、
外観識別部は、ヒータ筒体減径加工時にて発熱線端部が局部変形していない側に位置する端子体に設けられていることを特徴とするシーズヒータ。
【請求項３】
請求項１記載のシーズヒータにおいて、
外観識別部は端子体表面を加工処理したものであることを特徴とするシーズヒータ。
【請求項４】
請求項３記載のシーズヒータにおいて、
外観識別部は端子体表面を粗面処理したことを特徴とするシーズヒータ。
【請求項５】
請求項１記載のシーズヒータにおいて、
両端子体は、その表面のうち少なくともヒータ筒体内で絶縁粉末に面した領域に粗面処理部を有することを特徴とするシーズヒータ。
【請求項６】
請求項１記載のシーズヒータにおいて、
ヒータ筒体のうち発熱線端部が局部変形していない側の軸方向端部寄りに位置する外表面に温度検知器を設けることを特徴とするシーズヒータ。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれかに記載のシーズヒータを備えたことを特徴とする加熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気温水器等の各種加熱器に用いられるシーズヒータに係り、特に、ヒータ筒体に温度検知器を直接取り付ける態様に有効なシーズヒータ及びこれを用いた加熱器の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気温水器等においては、貯蔵タンク内にシーズヒータを配設し、このシーズヒータにて貯蔵タンク内に貯蔵される水を加熱するようにしたものが知られている。
この種のシーズヒータ１０１は、例えば図５(ａ)〜（ｄ）に示すように、金属パイプ（ヒータ筒体）１０２内には両端に端子棒１０６が接続されたコイル状の発熱線１０３を配設すると共に、金属パイプ１０２内に絶縁粉末１０４としての酸化マグネシアを充填し、前記金属パイプ１０２を圧延して減径加工部１０２ａを形成すると共に、金属パイプ１０２の両端開口を封口材１０５にて封口処理したものである。
また、金属パイプ１０２の周面端部寄りに例えば温度検知器１０７が設置される場合があり、この温度検知器１０７による温度情報を監視することにより、シーズヒータ１０１の昇温防止及び温度制御が可能である。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４８２６５号公報（従来の技術，実施例，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなシーズヒータ１０１の製造工程において、シーズヒータ１０１に圧延を施す際、図５（ｃ）に示すように、減径加工機としては、シーズヒータ１０１が挟み込まれる複数組のローラ対１０８を配設すると共に、各ローラ対１０８間のギャップをシーズヒータ１０１の軸方向に沿って順次挟まるように設定したもの（例えばローリングミル）が用いられる。
この減径加工時に、軸方向一端において、その内部の酸化マグネシア１０４は、ローラ対１０８によって加圧されることにより充填密度が高められると同時に、低密度の部分には高密度の部分からの押圧が作用する。これにより、シーズヒータ１０１内部には、軸方向に伸長する力が作用し、このとき、例えばコイル状に形成されている発熱線１０３の一端側はその形状が引き延ばされて局部変形してしまう。これに対し、減径加工時に、発熱線１０３の一端側以外の領域では、酸化マグネシア１０４は軸方向に対して均一に分散することになるため、発熱線１０３が局部的に変形することはない。
このため、減径加工を経たシーズヒータ１０１にあっては、発熱線１０３の一端側が局部変形してしまう事態を回避することが困難であり、例えば発熱線１０３の変形した一端側に温度検知器１０７を設置してしまうと、同所の発熱量は不安定になってしまうことから、温度検知結果に誤差が生じ、シーズヒータ１０１に対して適正な温度管理を行うことができないという懸念がある。
そこで、シーズヒータ１０１の外周端部寄りに温度検知器１０７を設置するに当たっては、発熱線１０３が局部変形していない側を選定することが必要になる。ところが、従前のシーズヒータ１０１のうち、軸方向に対して左右対称形のものにあっては、金属パイプ１０２内の両端には同一構造の端子棒１０６が設けられているに過ぎず、発熱線１０３が局部変形している端部がどちら側に位置するのか否か全く識別できないのが現状であった。このため、シーズヒータ１０１の外周端部寄りに温度検知器１０７を設置するに当たっては適格な位置を確実に選定することが極めて困難であった。
【０００５】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、ヒータ筒体内の発熱線の局部変形状態を外観から識別可能とし、温度検知器の適所への取り付けを可能としたシーズヒータ及びこれを用いた加熱器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明は、図１(ａ)に示すように、ヒータ筒体１内に発熱線２を配設すると共に、この発熱線２の両端にはヒータ筒体１端部から引き出される端子体３を接続し、ヒータ筒体１内に絶縁粉末４を充填した後にヒータ筒体１を減径加工してなるシーズヒータにおいて、一方の端子体３には、少なくともヒータ筒体１の外部に露呈する部分が他方の端子体３と識別可能な外観識別部３ａを具備させたことを特徴とするものである。
【０００７】
このような技術的手段において、本件のシーズヒータ５は、ヒータ筒体１を減径加工したものを前提とするが、ヒータ筒体１は、一重管構造または二重管構造のいずれの態様でもよく、その形状や断面形状などは適宜選定して差し支えない。
また、発熱線２の形状は直線状、Ｕ字状などいずれでもよく、端子体３はヒータ筒体１の両端から引き出される態様を前提とする。
【０００８】
更に、絶縁粉末４は発熱線２を絶縁被覆すると共にヒータ筒体１への熱伝導材として機能するものであるから、酸化マグネシア等の熱伝導率の高い材料が好ましい。
そして、この絶縁粉末４は、ヒータ筒体１を減径加工することにより充填密度が高められ、発熱線２とヒータ筒体１との間の熱伝導性を向上させることができる。
更に、封口処理に用いる封口材６としてはガラス封口材等の気密封口材を用いた気密封口処理を始め適宜選定して差し支えないが、封口処理の簡略化という観点からすれば、絶縁粉末として吸湿防止剤が混入された酸化マグネシアを使用し、前記気密封口材が含まれない簡易封口処理を施すことが好ましい。
【０００９】
更に、端子体３としては、通常棒状のものが使用されるが、端子電極として機能し得るものであればどのような形態でも差し支えない。
但し、一方の端子体３には外観識別部３ａを備えていることが必要である。
この外観識別部３ａは、一方の端子体３のうち少なくともヒータ筒体１の外部に露呈する部分が他方の端子体３と識別可能な外観を有していることを意味する。
このとき、外観識別部３ａは他方の端子体３の外部露出部と識別可能であればよく、少なくともいずれか一方の端子体３にマークを付しても差し支えないが、端子体３が通電部材であることを考慮すると、通電機能に影響しないように少なくともいずれか一方の端子体３自体に加工処理を施したものが好ましい。
【００１０】
つまり、マークや加工処理がいずれか一方の端子体３に設けられている態様にあっては、マークや加工処理が施された部分、あるいは施されていない部分を外観識別部３ａとして機能すればよく、マークや加工処理が両方の端子体に設けられている態様にあっては、他と異なるマークや加工処理が施された部分を外観識別部３ａとして機能させればよい。
ここで、加工処理としては、端子体３表面の一部にカット処理を施したり、ローレット加工等の粗面処理を施す等適宜選定して差し支えない。
【００１１】
また、外観識別部３ａはヒータ筒体１の減径加工時に発熱線２の端部が局部的に変形していない側に位置する端子体３に設けられていることが好ましい。本態様によれば、完成後のシーズヒータ５に温度検知器７を取り付ける上でその取り付け側を直接的に見分けることができ、温度検知器７の設置作業を簡単に行うことができる。
【００１２】
更にまた、図１（ｂ）に示すように、両端子体３は、その表面のうち少なくともヒータ筒体１内で絶縁粉末４に面した領域に粗面処理部３ｂを有することが好ましい。このように、粗面処理部３ｂを有することは、端子体３の抜け防止及び回転防止に有効であり、更に、粗面処理を外観識別部３ａに流用すれば、同一の加工工程で外観識別部３ａと粗面処理部３ｂとを形成することが可能となる。
また、粗面処理の代表的態様としてはローレット加工が挙げられる。
【００１３】
また、ヒータ筒体１表面に温度検知器７を配設する際は、発熱線２が局部変形していない側の軸方向端部寄りの外表面に設置することが好ましい。この場合、端子体３の外観識別部３ａを視認することにより、ヒータ筒体１のうち温度検知器７の設置箇所を容易に判別することができる。
【００１４】
更に、本発明は、シーズヒータ５に限らず、上述したシーズヒータ５が組み込まれた加熱器（電気加熱器を始め各種態様のものを含む）をも対象とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るシーズヒータによれば、一方の端子体に他方の端子体と識別可能な外観識別部を設け、減径加工時において発熱線の端部変形が発生する一端を外部から識別可能にしたので、発熱線の局部変形が発生しない側のヒータ筒体端部表面に温度検知器を確実に設置することができ、その分、温度検知器による誤検知を有効に防止することができる。
更に、本発明において、絶縁粉末内に埋め込まれている端子体に粗面処理部を設けるようにすれば、端子体の抜け防止や回転防止の機能を発揮することができる。
また、本発明に係る加熱器によれば、適所に設置された温度検知器によりシーズヒータの発熱動作を適正に管理することができるため、安全性の高い加熱器を簡単に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は本発明が適用されたシーズヒータの実施の形態１を示す。
同図において、シーズヒータ２０は、例えば金属パイプ２１内に、両端に端子棒（端子体）２３，２４が接続されたコイル状の発熱線２２を挿入すると共に、この金属パイプ２１の両端から前記端子棒２３，２４を外部に露呈させる一方、前記金属パイプ２１内には絶縁粉末２５を充填した後、金属パイプ２１に減径加工を施すようにしたものである。
【００１７】
本実施の形態において、金属パイプ２１としては、加工性のよいステンレス、銅、アル
ミニウムなどの各種材料を使用することができ、用途に応じて耐食性などを考慮して表面処理を施すようにしてもよい。この金属パイプ２１の形状としては、直線状のものが示されているが、用途に応じてＵ字状その他任意の形状に加工して差し支えない。
更に、発熱線２２は、通常金属パイプ２１の軸心に沿って配設されているが、これに限られるものではなく、任意に配設して差し支えない。
更にまた、絶縁粉末２５としては、熱伝導性のよい材料が好ましく、例えば酸化マグネシア等が使用されるが、本例では、吸湿性を有する酸化マグネシアに吸湿防止材としてのシリコーン樹脂を混入したものが使用されている。
また、金属パイプ２１の両端開口は簡易封口材２６にて封口されている。ここで、簡易封口材２６とはガラス封口材のような気密封口材を含まない封口材を指し、例えば絶縁ゴムとしてのシリコーンゴム２６ａと、アルミナ磁器などの碍子からなる絶縁パッキン２６ｂとで封口するものである。
【００１８】
特に、本実施の形態では、シーズヒータ２０の両端に位置する端子棒２３，２４の構造に特徴がある。
すなわち、本実施の形態において、シーズヒータ２０の一端側に位置する端子棒２３（具体的には、減径加工時に発熱線２２の端部が局部変形しない側に位置する端子棒２３）には、金属パイプ２１の外部に露呈した部分から、金属パイプ２１内部の酸化マグネシア２５に面した部分の表面に亘ってローレット加工等による粗面処理部２３ｂが形成されている。
一方、シーズヒータ２０の他端側に位置する端子棒２４には、金属パイプ２１内部の酸化マグネシア２５に面した部分の表面のみにローレット加工等による粗面処理部２４ｂが形成されており、金属パイプ２１の外部に露呈した部分には、ローレット加工等の粗面処理部２４ｂが施されていない無加工処理部２４ｃが残存するようになっている。
このように、一方の端子棒２３は外部露呈部分にも粗面処理部２３ｂを有しており、他方の端子棒２４の外部露呈部分と異なる外観になっていることから、一方の端子棒２３の外部露呈部分が他方の端子棒２４と識別可能な外観識別部２３ａとして機能するようになっている。
尚、外観識別部２３ａは、粗面処理部２３ｂとは異なる加工処理部（例えば一部カット加工）を有していてもよい。
更に、本実施の形態では、外観識別部２３ａを有する端子棒２３が露呈している側の金属パイプ２１の外周端部には温度検知器２７が設置されており、シーズヒータ２０の昇温防止及び温度制御を可能にしている。
【００１９】
次に、本実施の形態に係るシーズヒータ２０の製造工程例を図３（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。
シーズヒータ２０を製造する場合には、先ず図３（ａ）に示すように、発熱線２２の両端に端子棒２３，２４が接続されてなるサブアッセンブリ２８を予め構成しておき、金属パイプ２１（例えばステンレス製）内に前記サブアッセンブリ２８を一体として挿入配置する。
そして、図３（ｂ）に示すように、金属パイプ２１内に絶縁粉末２５を充填すると共に、金属パイプ２１の両端には、端子棒２３，２４を外部に露呈させた状態で仮栓２９（例えば絶縁ゴム、絶縁紙）を施す。
この状態において、図３（ｃ）に示すように、順次狭まるように配設した複数のローラ対３３に挟み込んで金属パイプ２１に圧延（減径加工）を施すことで減径加工部２１ａを形成する。
【００２０】
このように製造されたシーズヒータ２０においては、金属パイプ２１の減径加工により、充填された絶縁粉末２５の密度が高くなるため、端子棒２３，２４を通じて発熱線２２に通電されると、発熱線２２からの熱が絶縁粉末２５を介して金属パイプ２１に効率的に伝導することになり、シーズヒータ２０の発熱性能は良好に保たれる。
【００２１】
この減径加工を行う際、図３（ｃ）に示すように、シーズヒータ２０は外観識別部２３ａを有していない端子棒２４の側から順次加圧されていく。
このとき、シーズヒータ２０はローラ対３３にて加圧されることにより、軸方向一端においてヒータ内部の絶縁粉末２５は、充填密度が高くなると同時に、低密度の部分には高密度の部分からの押圧が作用する。これにより、金属パイプ２１内には軸方向に対して伸長する力が作用する。このとき、コイル状に形成されている発熱線２２には、この絶縁粉末の押圧による外力が作用し、これにより発熱線２２は引き延ばされてしまう。
【００２２】
このため、完成したシーズヒータ２０に内在する発熱線２２は、図３（ｄ）に示すように一端が局部変形した形状になってしまう。ここで、外観からこの発熱線２２の局部変形自体を確認することはできないが、本実施の形態においては、端子棒２３に外観識別部２３ａを備えているため、発熱線２２の局部変形が発生した側を容易に見分けることができる。
即ち、温度検知器２７の取り付け時において、外観識別部２３ａを有する端子体２３が露呈している側の金属パイプ２１の外周端部に温度検知器２７を設置することが容易に行われる。この温度検知器２７による温度検知を行うようにすれば、シーズヒータ２０の発熱状態を正確に検知することが可能になり、発熱線２２が局部変形した金属パイプ２１側に温度検知器２７を設置した場合に生ずる誤検知を有効に回避することができる。
【００２３】
◎実施の形態２
図４（ａ）は本発明が適用されたシーズヒータが組み込まれた電気温水器の実施の形態２を示す。
同図において、電気温水器５０は、貯蔵タンク５１をタンク支持脚５２にて支持し、この貯蔵タンク５１上部には給湯管５１ａを接続すると共に、その下部には吸水管５１ｂを接続し、更に、貯蔵タンク５１内にはシーズヒータ２０を配設すると共に、貯蔵タンク５１の外壁にシーズヒータ２０を固定し、貯蔵タンク５１内に内蔵された水を加熱するようにしたものである。尚、符号５５は貯蔵タンク５１を保温するために貯蔵タンク５１の周囲を覆う保温材である。
【００２４】
本実施の形態において、シーズヒータ２０は、例えば図４（ｂ）に示すように、略Ｕ字状の金属パイプ２１を有し、この金属パイプ２１内には両端に端子棒２３，２４が接続された発熱線２２を挿入する一方、その金属パイプ２１内に絶縁粉末２５を充填し、かつ、金属パイプ２１には、減径加工が施された減径加工部２１ａを形成し、更に、金属パイプ２１の両端に簡易封口材２６を施すようにしたものである。
尚、図４（ｂ）において、シーズヒータ２０は取付板６０の取付孔６１に挿入され、例えば溶接６２にて固定される。
【００２５】
本実施の形態によれば、シーズヒータ２０に通電すると、シーズヒータ２０が加熱される。そして、適所に設置された温度検知器２７により、シーズヒータ２０の発熱動作を適正に管理することが可能となり、貯蔵タンク５１内の水は有効に加熱される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明に係るシーズヒータの概要を示す説明図、（ｂ）はシーズヒータの別態様の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態１に係るシーズヒータを示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は実施の形態モデルに係るシーズヒータの製造工程例を模式的に示す説明図である。
【図４】実施の形態２に係るシーズヒータを組み込んだ電気温水器を示す説明図、（ｂ）はそのシーズヒータの詳細を示す説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）従来におけるシーズヒータの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…ヒータ筒体，２…発熱線，３…端子体，３ａ…外観識別部，３ｂ…粗面処理部，４…絶縁粉末，５…シーズヒータ，６…封口材，７…温度検知器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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