(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気ヒータを挿入するための円形の挿入孔と、前記挿入孔の周囲を囲み外側に向かって開口する円環状のパッキン本体収納溝と前記パッキン本体収納溝の径方向内側に位置する円環状の平板部とを備えた平坦なフランジ部が円筒状の胴部の周壁に一体に設けられたタンク本体の製造方法であって、
前記円筒状の胴部の径方向内側と径方向外側とにそれぞれプレス用内側金型とプレス用外側金型とを配置し、
前記パッキン本体収納溝を備えた平坦部分を前記胴部に形成した後に、前記プレス用内側金型と前記プレス用外側金型を交換することなく、時間的に遅れて前記平坦部分に前記挿入孔を形成するように前記プレス用内側金型及び前記プレス用外側金型を構成することを特徴とするタンク本体の製造方法。
【請求項２】
前記平坦部分を形成した後、０．５〜２秒遅れて前記挿入孔を形成することを特徴とする請求項１に記載のタンク本体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気温水器用タンク及びこのタンクのタンク本体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−２３８８６５号公報には、タンク本体に電気ヒータが取付けられた電気温水器のタンクの従来構造が示されている。この公知のタンクのタンク本体には、電気ヒータを挿入するための円形の挿入孔とこの挿入孔の周囲を囲み外側に向かって開口する円環状のパッキン本体収納溝とを備えた平坦なフランジ部がプレス加工により周壁に一体に形成されている。そしてこのフランジ部には、パッキン本体収納溝の外側にパッキン本体収納溝に沿うように複数本の取付ボルトが固定されている。挿入孔からは、ヒータフランジに取付けられた電気ヒータがタンク本体内に挿入される。そしてパッキン本体収納溝にパッキンの円環状のパッキン本体を収納させた状態で、ヒータフランジを複数本の取付ボルトを用いてタンク本体の周壁に対して固定することにより、挿入孔を液密に塞いでいる。この従来のタンクでは、パッキン本体収納溝の径方向内側縁部によって、挿入孔が構成されている。このような構造は、図１０（Ａ）に示すように、まずタンク本体の胴部にプレス加工で平坦部分を形成するのと同時に貫通孔ＴＨを形成する。その後図１０（Ｂ）に示すように、この貫通孔ＴＨのすぐ外側にプレス加工によりパッキン本体収納溝ＰＲを形成することにより得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のように、パッキン本体収納溝ＰＲの径方向内側縁部ＥＤによって、電気ヒータを挿入するための挿入孔ＩＨを形成した場合には、この径方向内側縁部ＥＤにバリが現れたり、また加工返りによって外側に向かう鋭利な角部が形成される。このようなバリや角部が、ヒータフランジをタンク本体に取付けた際に圧縮変形したパッキン本体の一部を傷つけると、シール性能が著しく低下する問題が発生する。このような問題を解消するために、挿入孔の縁部からバリや角部を除去する機械加工（仕上げ加工）を施すことも考えられる。しかしながらこのような仕上げ加工を実施すると、製造コストが高くなる問題が発生する。
【０００４】
本発明の目的は、シール性能が低下するおそれのない電気温水器用タンクを提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、上記目的に加えて隙間腐食が発生する可能性が少ない電気温水器用タンクを提供することにある。
【０００６】
本発明の方法の目的は、仕上げ加工を必要とすることのないタンク本体の製造方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の方法の他の目的は、加工精度が高いタンク本体の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明が改良の対象とする電気温水器用タンクは、電気ヒータを挿入するための円形の挿入孔とこの挿入孔の周囲を囲み外側に向かって開口する円環状のパッキン本体収納溝とを備えた平坦なフランジ部がプレス加工により周壁に一体に設けられたタンク本体を用いる。そしてフランジ部のパッキン本体収納溝の外側には、パッキン本体収納溝に沿うように複数本の取付ボルトが配置されている。また挿入孔を通してタンク本体内に挿入される電気ヒータを備えたヒータフランジを、複数本の取付ボルトを用いて周壁に対して固定して挿入孔を塞ぐ。この場合、パッキン本体収納溝に収納された円環状のパッキン本体を有するパッキンが、タンク本体のフランジ部とヒータフランジとの間にパッキン本体が圧縮された状態で配置される。
【０００９】
このような電気温水器用タンクにおいて、本発明ではフランジ部にパッキン本体収納溝の径方向内側に円環状の平板部を一体に設ける。このような平板部を設けると、パッキン本体収納溝の縁部にバリや鋭利な角部が存在しなくなるため、圧縮されてパッキン本体収納溝からはみ出したパッキン本体の一部が、バリや角部によって傷つく可能性が大幅に低下する。特に、円環状の平板部の幅寸法を、フランジ部とヒータフランジとの間で圧縮された状態のパッキン本体の内縁部を平板部の径方向内側縁部が越えるように定めると、パッキン本体が損傷を受けるのを確実に阻止することができて，シール性能が低下することが防止できる。
【００１０】
またこの場合に、円環状の平板部の幅寸法を、平板部の径方向内側縁部とヒータフランジとの間に隙間腐食の原因となるような隙間を形成しないように定めると、平板部を設けたとしてもタンク内で隙間腐食が発生するのを阻止できる。これを実現するための具体的な平板部の幅寸法は、フランジ部の板厚寸法の３倍以内である。
【００１１】
また本発明の方法は、電気ヒータを挿入するための円形の挿入孔と、挿入孔の周囲を囲み外側に向かって開口する円環状のパッキン本体収納溝とパッキン本体収納溝の径方向内側に位置する円環状の平板部とを備えた平坦なフランジ部が円筒状の胴部の周壁に一体に設けられたタンク本体の製造方法を改良の対象とする。本発明の方法では、円筒状の胴部の径方向内側と径方向外側とにそれぞれプレス用内側金型とプレス用外側金型とを配置する。そしてパッキン本体収納溝を備えた平坦部分を前記胴部に形成した後に、プレス用内側金型と前記プレス用外側金型を交換することなく、時間的に遅れて前記平坦部分に前記挿入孔を形成するようにプレス用内側金型及びプレス用外側金型を構成する。挿入孔とパッキン本体収納溝とを同時に形成すると、フランジ部の平坦部分に比較的大きな歪みが発生し、パッキン本体収納溝の真円度が低下し、パッキン本体をパッキン本体収納溝に収納し難くなったり、シール性能が低下するおそれがある。本発明のように、パッキン本体収納溝を形成した後に、プレス用内側金型及びプレス用外側金型を交換することなく挿入孔を形成すると、フランジ部の平坦部分に発生する歪みを小さくすることできて、パッキン本体収納溝の真円度を高めることができ、シール性能の低下を防止できる。
【００１２】
なお平坦部分を形成した後、０．５〜２秒遅れて挿入孔を形成すると、平坦部分及びパッキン本体収納溝の形成による塑性変形の影響を受けないため真円度の高い挿入孔を形成できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の電気温水器用タンクのタンク本体の一部を構成する筒状の胴部１の正面図及び平面図である。図３は図１のIII−III線拡大断面図であり、図４は図３の要部の拡大断面図である。図１には図示していないが、胴部１の下側端部及び上側端部には、椀状の鏡板がそれぞれ溶接される。図１，図３及び図４に示すように、胴部１の周壁３の下側領域には、電気ヒータを挿入するための円形の挿入孔５とこの挿入孔５の周囲を囲み外側に向かって開口する円環状のパッキン本体収納溝７とを備えた平坦なフランジ部９がプレス加工により一体に設けられている。パッキン本体収納溝７は、横断面形状がほぼ半円形になる形状を有している。またフランジ部９には、パッキン本体収納溝７の径方向内側に円環状の平板部１１が一体に設けられている。この平板部１１は、後に説明するパッキンに損傷を与えない目的で設けられたものである。更にフランジ部９の径方向外側には胴部１の外周面に向かって延びる円環状の傾斜面１２が形成されている。フランジ部９のパッキン本体収納溝７の外側には、パッキン本体収納溝７に沿うように等しい間隔を開けて８本のスタッドボルトと呼ばれる取付ボルト１３ａ〜１３ｈが溶接により固定されている。各図には示していないが、取付ボルト１３ａ〜１３ｈの先端部外周部には雄ネジが形成されている。
【００１４】
ここで図１に示すように、胴部１の長手方向が上下方向に向き、取付ボルト１３ａ〜１３ｈが水平方向に延びるような状態に胴部１が配置されたときに、挿入孔５を左右に二分する仮想垂直面（Ｓ−Ｓ)を想定する。この例では、８本の取付ボルト１３ａ〜１３ｈのうち、最も上側に位置する取付ボルト１３ａと最も下側に位置する取付ボルト１３ｅがこの仮想垂直面（Ｓ−Ｓ)によって二分されている。取付ボルト１３ｂ〜１３ｄ及び１３ｆ〜１３ｈは上下の取付ボルト１３ａ及び１３ｅの両側に４５°間隔で配置されている。後に説明する図６に示すように、この実施の形態では、後述するパッキン１５のフック片１７及び１９が、最も上側に位置する取付ボルト１３ａの両側に位置する２本の取付ボルト１３ｂ及び１３ｈに係合すなわち引っ掛けられる。
【００１５】
図５（Ａ）乃至（Ｃ）は、この実施の形態で用いるパッキン１５の平面図、正面図及び部分拡大図である。このパッキン１５は、挿入孔５の周囲を囲む環状のパッキン本体収納溝７に一部が収納または嵌合される円環状のパッキン本体１６と取付ボルト１３ｂ及び１３ｈに引っ掛けられて（係合して）、広義には２本の取付ボルトに引っ掛けられた状態でパッキン本体１６を挿入孔５に対して適性な位置に位置決めして（またはパッキン本体１６の挿入孔５に対する位置決めを図って）、パッキン本体１６がパッキン本体収納溝７から抜け出るのを阻止するフック片１７及び１９を備えている。これらのフック片１７及び１９は、前述の仮想垂直面（Ｓ−Ｓ）から離れる方向に向かって延びて下向きに開口するフック部１７ａ及び１９ａを形成するように湾曲した形状を有している。フック部１７ａ及び１９ａによって囲まれる空間の中心とパッキン本体１６の中心とを通る仮想線ＰＬ１及びＰＬ２間の角度θは９０°である。したがって設計上は、フック部１７ａ及び１９ａによって囲まれる空間の中心に２本の取付ボルト１３ｂ及び１３ｈの中心が位置することになる。フック片１７及び１９は、パッキン本体収納溝７に収納された状態のパッキン本体１６がパッキン本体収納溝７から突出する部分に、後述する環状の突出部１６ａの変形を阻害しない厚みを有して一体に設けられている。
【００１６】
パッキン本体１６には、パッキン本体収納溝７に収納される環状の突出部１６ａとこの突出部１６ａが設けられる面とは反対側の面に設けられて突出部１６ａの突出方向とは反対側に突出し且つパッキン本体１６に沿って延びる環状の突起部１６ｂとが一体に設けられている。突出部１６ａの横断面形状は、ほぼ半円形の部分の下に矩形状の台がつながった形状になっている。そして環状の突起部１６ｂは、この矩形状の台の底面の中央部に位置しており、その横断面形状は半円形形状になっている。そして環状の突起部１６ｂの横断面面積は環状の突出部の横断面面積よりも十分に小さく設定されている。具体的には、環状の突起部１６ｂの横断面面積または大きさは、パッキン本体１６がフランジ部９と後述するヒータフランジとの間に配置されて圧縮されたときに、環状の突起部１６ｂの存在が殆ど分からなくなる程度に定められている。環状の突起部１６ｂをこのような大きさにすると、ヒータフランジ側のシール性能を高めることができる。
【００１７】
図６は、パッキン本体１６をパッキン本体収納溝７に収納した状態にさせて、パッキン１５のフック片１７及び１９を２つの取付ボルト１３ｂ及びに１３ｈに引っ掛ける場合の状態を概略的に示す図である。図７は、パッキン本体１６の突出部１６ａをパッキン本体収納溝７に収納し、パッキン１５のフック片１７及び１９を２つの取付ボルト１３ｂ及び１３ｈに引っ掛けた後に、電気ヒータ２１を備えたヒータフランジ（閉塞部材）２３を取付ける場合に、取付ボルト１３ｈに螺合させたナット２５を締めつける前の状態の拡大断面図を示している。ヒータフランジ２３は円板形状を呈しており、ヒータフランジ２３の外周縁近傍には、８本の取付ボルト１３ａ〜１３ｈが貫通する８個の貫通孔が形成されている。またヒータフランジ２３の中央部には、電気ヒータ２１のケースが液密に貫通する２つの貫通孔が形成されている。図７に示す状態では、ナット２５を締めつけていないため、パッキン１５に設けた環状の突起部１６ｂはまだ形状を維持している。この状態から全てのナット２５を締めつけると、図８のようにパッキン１５のパッキン本体１６は圧縮される。圧縮されたパッキン本体１６は、径方向に延びてフランジ部９及び平板部１１とヒータフランジ２３との間の空間に入り込む。この例では、円環状の平板部１１の幅寸法（挿入孔の径方向の寸法）を、フランジ部９とヒータフランジ２３との間で圧縮された状態のパッキン本体１６の内縁部１６ｃを平板部１１の径方向内側縁部１１ａが越えるように定めている。そのためナット２５を締めつけても、平板部１１の径方向内側縁部１１ａがパッキン本体１６に食い込むことがなく、パッキン本体１６を傷つけることはないので、シール性能が低下するのを確実に防止することができる。
【００１８】
なおこの場合に、円環状の平板部１１の幅寸法（径方向寸法）を、平板部１１の径方向内側縁部１１ａとヒータフランジ２３との間に隙間腐食の原因となるような隙間を形成しないように定めると、平板部１１を設けたとしてもタンク内で隙間腐食が発生するのを阻止できる。これを実現するための具体的な平板部１１の幅寸法は、フランジ部９の板厚寸法の３倍以内である。具体的には、一般的な家庭用電気温水器のタンクであれば、この幅寸法を０．９ｍｍ〜３ｍｍ程度にするのが好ましい。
【００１９】
次に図９を用いて、円環状のパッキン本体収納溝７と円環状の平板部１１とを備えた平坦なフランジ部９が円筒状の胴部１の周壁に一体に設けられたタンク本体を製造する方法の実施の形態を説明する。まず円筒状の胴部１の径方向内側に金型台３０の上に支持された内側金型３１と絞りダイス３２を配置し、胴部１の径方向外側に外側金型３３を配置する。外側金型３３には絞りダイス３２が入り込む凹部が形成されており、絞りダイス３２が外側金型３３内に押し込まれた環状のパッキン本体収納溝７を備えた平坦部分８を形成する。外側金型３３は、後に挿入孔５を形成する部分が径方向外側に移動するように割型になっている。平坦部分８を形成した後、ピアスロッド３５を油圧シリンダを駆動源とする駆動手段３６を用いて径方向外側に駆動し、ピアスパンチ３４で平坦部分８に挿入孔５を形成する。このようにするとパッキン本体収納溝７の形成後に挿入孔５を形成することになる。そのため、パッキン本体収納溝７を備えた平坦部分８を胴部１に形成した後に、プレス用内側金型とプレス用外側金型を交換することなく、時間的に遅れて平坦部分８に挿入孔５を形成することができる。また、平坦部分８を形成した後、０．５〜２秒遅れて挿入孔を形成すると平坦部分８及びパッキン本体収納溝７の形成による塑性変形の影響を受けないため真円度の高い挿入孔５を形成できる。なお、本例では、胴部１の内側にピアスロッド３５の駆動手段３６を配置し、ピアスロッド３５を胴部１の径方向外側に駆動して挿入孔５を形成したが、胴部１の外側にピアスロッドの駆動手段を配置し、ピアスロッドを胴部１の径方向内側に駆動して挿入孔５を形成しても構わないのは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の電気温水器用タンクでは、フランジ部にパッキン本体収納溝の径方向内側に円環状の平板部を一体に設けたので、パッキン本体収納溝の縁部にバリや鋭利な角部が存在しなくなり、圧縮されてパッキン本体収納溝からはみ出したパッキン本体の一部が、バリや角部によって傷つく可能性を大幅に低下させることができる。特に、円環状の平板部の幅寸法を、フランジ部とヒータフランジとの間で圧縮された状態のパッキン本体の内縁部を平板部の径方向内側縁部が越えるように定めると、パッキン本体が損傷を受けるのを確実に阻止することができて，シール性能が低下することが防止できる利点がある。
【００２１】
また円環状の平板部の幅寸法を、平板部の径方向内側縁部とヒータフランジとの間に隙間腐食の原因となるような隙間を形成しないように定めると、平板部を設けたとしてもタンク内で隙間腐食が発生するのを阻止できる利点がある。
【００２２】
本発明の方法のように、パッキン本体収納溝を形成した後に、プレス用内側金型及びプレス用外側金型を交換することなく挿入孔を形成すると、フランジ部の平坦部分に発生する歪みを小さくすることできて、パッキン本体収納溝の真円度を高めることができ、シール性能の低下を防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電気温水器用タンクのタンク本体の一部を構成する筒状の胴部の正面図である。
【図２】  本発明の電気温水器用タンクのタンク本体の一部を構成する筒状の胴部の平面図である。
【図３】  図１のIII−III線拡大断面図である。
【図４】  図４は図３の要部の拡大断面図である。
【図５】  （Ａ）乃至（Ｃ）は、実施の形態で用いるパッキンの平面図、正面図及び部分拡大図である。
【図６】  パッキン本体をパッキン本体収納溝に収納した状態にして、パッキンのフック片を２つの取付ボルトに引っ掛ける場合の状態を概略的に示す図である。
【図７】  パッキン本体をパッキン本体収納溝に収納し、パッキンのフック片を２つの取付ボルトに引っ掛けた後に、電気ヒータを備えたヒータフランジを取付ける場合に、取付ボルトに螺合させたナットを締めつける前の状態の拡大断面図である。
【図８】  図７の状態から更にナットを締めつけた状態の拡大断面図である。
【図９】  タンク本体の製造方法を説明するために用いる型の関係を示す図である。
【図１０】  （Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ従来のタンク本体の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１  胴部
５  挿入孔
７  パッキン本体収納溝
８  平坦部分
９  フランジ部
１１  平板部
１２  傾斜面
１３ａ〜１３ｈ  取付ボルト
１５  パッキン
２１  電気ヒータ
２３  ヒータフランジ
３０  金型台
３１  内側金型
３２  絞りダイス
３３  外側金型
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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