JPH0372286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はポツト用ヒータおよびそれを備えた電
気ポツトに関する。

（従来の技術） 従来、電気ポツトとしては、金属製真空二重容
器の真空層を貫通する穴をあけ、この部分に外か
らヒータを水密に差し込んだ構造のものや、真空
二重容器の下部を一部一重にし、外部からヒータ
を取付けた構造のもの、あるいは真空二重容器の
中容器底部に直接ヒータをろう付けし、外容器に
気密端子を設けてリード線を引出すようにした構
造のものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前二者は断熱性が悪く保温時の
消費電力が大きいという問題があり、後者は断熱
性が良いかわりに生産性が劣り、コスト的にも高
くつく欠点があつた。また、この種の電気ポツト
に使用されるヒータとしては、マイカヒータとシ
ーズヒータとがあるが、これらはその構造上金属
材料で被覆する必要があり、耐食性に問題があつ
た。

しかも、これら電気ポツトでは、電気ポツト内
の内容物の量若しくは水位を検知するため、容器
底部に液量表示管に連通させる穴を形成したり、
また独立した水位検知用電極を容器壁に設けた
り、あるいは容器の開口部から垂らしたりしなけ
ればならず、ポツトの製作、組立てが繁雑となる
他、しばしば水が無い状態若しくは水位がヒータ
の位置よりも低い状態でヒータに通電され、空焚
きによりヒータや容器が損傷する恐れがあつた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたも
ので、容器に穴あけその他の加工を施すことなく
取付けることができ、また耐食性に優れ効率良く
加熱でき、空焚き防止及び水位の検知をも可能に
するポツト用ヒータを提供することを目的とする
ものである。

本発明の他の目的は、前記ヒータを用い、効率
よく内容物を加熱できると共に、空焚きを防止で
き、構造が簡単で製造の容易な電気ポツトを提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、前記課題を解決するための手段とし
て、ポツト用ヒータを、板状、棒状又は管状のセ
ラミツク基体と、該基体の一端側に埋設された所
定長の抵抗体と、前記基体に外設された少なくと
も一対の水位検知用電極と、前記基体にその長手
方向に沿つて埋設された導電体を介して前記抵抗
体および水位検知用電極にそれぞれ接続され、か
つ、前記基体の他端側に外設された複数の外部接
続端子とで構成するようにしたものである。

本発明の一実施態様においては、セラミツク基
体の一端側に埋設された抵抗体が、その一端側か
ら順次、低発熱用抵抗体、高発熱用抵抗体とに二
分して形成されている。この実施態様において
は、第１および第２抵抗体の端部はそれぞれ独立
した導電体を介して外部接続端子に接続するか、
あるいは低発熱用抵抗体の一端と高発熱用抵抗体
の一端を内部接続し、その接続部を一条の導電体
を介して一つの外部接続端子に接続することが行
なわれる。

また、他の実施態様においては、前記水位検知
用電極は、基体の一端から所定距離だけ離れた位
置に二つの水位検知用電極が対として外設され、
ポツト内の内容物の量若しくは水位が空焚きにな
らないだけの最下位レベルまで水位が有るか否か
を検出するのに使用される。また、前記水位検知
用電極として、基体の一端側に基準電極となる水
位検知用電極を外設し、その基準電極から基体の
長手方向に所定間隔をおいて前記基準電極とそれ
ぞれ対を為す複数の水位検知用電極を外設するよ
うにしても良く、また、基準電極と同じレベルに
他の水位検知用電極を外設しても良い。

本発明は、前記他の課題を達成する手段とし
て、板状、棒状又は管状のセラミツク基体と、該
基体の一端側に埋設された所定長の抵抗体と、該
抵抗体よりも基体の他端側よりの位置に外設され
た少なくとも一対の水位検知用電極と、前記基体
にその長手方向に沿つて埋設された導電体を介し
て前記抵抗体および水位検知用電極にそれぞれ接
続され、前記基体の他端側に外設された複数の外
部接続端子とからなるヒータを用い、該ヒータを
前記容器の上部開口部から容器内に垂下させて、
かつ、その他端側を上にして前記容器の上部開口
部に取付けるようにしたものである。この場合、
前記ヒータを制御する制御装置は、前記ヒータの
発熱部の外部接続端子に接続され該発熱部への通
電を制御するヒータ制御部と、前記水位検知用電
極に接続され、容器内の水位を検出してその水位
に応じた信号をヒータ制御部へ出力する水位検出
部とを含み、前記水位検出部が、水位が所定レベ
ル未満であることを検出した時、前記発熱部への
通電を禁止させる信号を出力するようにするのが
好適である。

また、前記制御装置は、水位を表示する表示素
子と、前記水位検出部からの信号に応じて前記表
示素子を駆動するLED駆動部とを含み、前記水
位検出部からの信号により表示素子に水位を表示
させるようにしても良い。この場合、セラミツク
基体の一端側から相互に所定間隔をおいて複数の
水位検知用電極を基体に外設し、各電極を基体に
埋設された導電体を介して基体の他端側に外設さ
れた外部接続端子に接続するのが好適である。従
つて、本発明においては、前記水位検知用電極は
ポツト内の液量を検出して液量表示装置を作動さ
せるための電極として使用されると同時に、空炊
防止装置を駆動してポツトの空炊きを防止するた
めの電極としても使用される。また、空炊き防止
のための電極として、セラミツク基体の一端から
所定距離だけ離れた所に一対の水位検知用電極だ
けを形成してもよい。

（作用） 前記構成のポツト用ヒータは、液体を収容する
容器の上部開口部に、前記ヒータをその開口部か
ら垂下させて、かつ外部接続端子を外設したヒー
タの他端側を上にして容易に取付けられる。従つ
て、本発明の電気ポツトにおいては、ヒータが直
接内容物、例えば、水と接触する為、熱損失の低
減、加熱効率の向上に寄与する。また、ヒータに
設けた水位検知用電極は、容器内の内容物、例え
ば、水に接触可能に配設されているため、水位が
所定レベル未満のときにはヒータへの通電を停止
させ、空焚きを防止するのに寄与する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を示す添付の図面を参照
して説明する。

本発明に係るポツト用ヒータを示す第１図にお
いて、１はセラミツク基体、２は低発熱用抵抗
体、３は高発熱用抵抗体、４は外部接続端子、５
は各抵抗体の両端と各外部接続端子４とを結ぶ導
電体、１１ａ〜１１ｅは基体１に外設された水位
検知用電極で、発熱用抵抗体２，３および導電体
５はセラミツク基体１の表層部に埋設され、使用
時、水と接触しないようにしてある。また、容器
内の水量が減少しても水に対流を生じさせて上下
均等に加熱するため発熱用抵抗体２，３は、ポツ
トに取付けた時、下側になる一端側に埋設されて
いる。外部接続端子４は基体１の他端側に外設さ
れている。

上記構造のポツト用ヒータは、例えば、次の様
にして製造することができる。まず、第２図に示
すように、セラミツク材料粉末をスラリー化し、
該スラリーで筒状の基体主要部１ａを成形する一
方、セラミツクシート１ｂを成形し、これに抵抗
材料からなるインキを印刷して低発熱用抵抗体２
および高発熱用抵抗体３を形成する抵抗膜２′，
３′およびリード線としての導電体を形成する数
条の導電膜５′を形成する。次いで、セラミツク
シート１ｂを抵抗膜が形成された面を内側にして
基体主要部１ａに巻き付け、焼成してこれらを一
体化することにより容易に製造することができ
る。外部接続端子は、セラミツクシートの予め外
部接続端子を形成すべき位置に貫通孔７をあけて
おき、表面から貫通孔７上に導電性ペーストを塗
布することにより裏面に形成された導電膜５′と
が導通され、これを焼成して焼付けることにより
形成される。また、水位検知用電極１１ａ〜１１
ｅを形成するため、セラミツクシートの電極を形
成すべき位置に貫通孔８をあけておき、表面から
貫通孔８上に導電性ペーストを塗布し、裏面に形
成された導電膜とを導通させ、焼成した後、貫通
孔８上の導電膜の上にニツケル、銀、その他のメ
ツキを施すことにより形成してある。

なお、抵抗膜２′は高抵抗になるように幅を細
くし、抵抗膜３′は低抵抗になるように幅を広く
してある。前記抵抗膜２′，３′、導電膜５′の形
成材料としては、公知の銀やニツケル、タングス
テンを含有する導電性ペーストを用いればよい。
また、水位検知用電極１１ｂ〜１１ｅは基準電極
との水による導通を検知してレベルメータ５０に
より水量表示を行うのに使用される他、水量に応
じた煮沸時間を決定するのにも使用され、また、
電極１１ａと１１ｃ間は主ヒータ３の空炊き防止
のために、電極１１ａと１１ｂ間は保温ヒータ２
の空炊き防止用のために使用される。

前記実施例では、基体主要部１ａを筒状に形成
しているが、棒状に形成しても良く、また、基体
主要部１ａを板状に形成し、これに抵抗膜と導電
膜を形成したセラミツクシート１ｂを積層した
後、焼成しても良い。さらに、抵抗膜２′，３′の
パターンとしては第２図に示すパターンの代わり
に、第５図に示すように独立して形成してもよ
い。

このように水位検知用電極を形成したヒータを
使用すると、従来のように液量表示管に連通させ
る穴を容器底部に形成する必要がなく、また独立
して水位検知用電極を容器壁に設けたり、容器の
開口部から垂らしたりする必要がなく、ポツトの
製作、組立てが容易になる。

第３図は第１図に示す構造のヒータ１０を用い
た電気ポツトの一実施例を示し、１１ａ〜１１ｅ
はヒータ１０に外設された水位検知用電極、１２
は金属製真空二重容器で、中容器１２ａ、外容器
１２ｂ、排気用チツプ管１２ｃから構成され、中
容器１２ａと外容器１２ｂの間は真空にしてあ
る。１３は真空二重容器１２の上部開口端にろう
付け又は溶接された金属製の中蓋で、開口部１４
を有している。ヒータ１０はその上端側に取付け
金具１５が、またその下端にその中空部を閉じる
底１８がそれぞれ取付けられ、金具１５により中
蓋１３にパツキンを介してビス止めされている。
また、ヒータ１０の中空部内には温度センサ１６
（第４図参照）が入れられ、このセンサは底１８
に固定されている。１７はマイクロスイツチ、１
９は支持金具、２０は外装胴部、２１は外装底
部、２２は外装肩体、２３は外蓋で、外装胴部２
０の注湯口側には後述のレベルメータ５０が取付
けられている。肩体２２には中蓋１３の開口部１
４に中栓２５が着脱自在に挿入される。

中栓２５は揚水管２６および注水管２７を有
し、それらを連通させる流路には安全弁２８が配
設されている。外蓋２３内には、ベローズ３０、
スプリング３１、蒸気筒３２、ベローズ上板３３
からなるベローズポンプが内設され、前記蒸気筒
３２の下端側にはベローズポンプの排気口３４を
開閉するための弁体３５が外設されている。図示
の例では外蓋２３の底板３７に装着したシールパ
ツキン３６を弁座３８として利用しているがベロ
ーズの排気筒３９の下端部を弁座としてもよい。
蒸気筒３２はその上端をベローズ上板３３に形成
された吸気筒４０に固定されているため、スプリ
ング３１の作用により弁体３５を弁座３８に密接
させる。なお、ベローズ上板３３の吸気筒４０に
はパツキン４１が嵌合されており、このパツキン
４１とキヤツプ４２により吸気孔４３を開閉する
ようにしてあり、キヤツプは吸気筒４０に外装さ
れたスプリング４４により上向きに付勢されてい
る。４５は蒸気孔、４６は押体である。

本発明に係る電気ポツトは、ヒータ制御回路、
液量表示装置および空炊き防止装置からなる制御
装置５１を備えている。この制御装置は第４図に
示されるように、パルス発生部５３と、水位検出
部５４と、ヒータ制御部と、水位を表示する表示
素子６１と、該表示素子を駆動するLED駆動部
６０から主として構成されている。

パルス発生部５３は、パルス電圧、例えば、パ
ルス出力期間が１ｍｓで休止期間が４秒であるパ
ルス電圧を発生し、該パルス電圧を基準電極とな
る水位検知用電極１１ａと他の水位検知用電極１
１ｂ〜１１ｅの間に印加し、水位検出部５４は、
基準電極１１ａとそれぞれ対となる他の電極１１
ｂ〜１１ｅとの間の導通、非導通により水位を検
出しし、それに応じた信号を出力する。

ヒータ制御部は、ヒータ１０の底に取付けられ
た温度センサ１６と、その信号により温度を検出
する温度検出部５９と、低発熱用抵抗体２への通
電を制御するトライアツクトリガ部５７を含む第
１制御回路と、高発熱用抵抗体３への通電を制御
するトライアツクトリガ部５８を含む第２制御回
路とからなり、温度検出部５９からの出力信号に
より低発熱用抵抗体２および高発熱用抵抗体３へ
の通電を制御する。第１制御回路は低発熱用抵抗
体２に直列接続されたトライアツク５５を含み、
第２制御回路は高発熱用抵抗体３に直列接続され
たトライアツク５６を含む。

LED駆動部６０は、水位検出部５４からの出
力信号に応じて表示素子として機能するレベルメ
ータ５０の各素子６１を駆動する。また、ヒータ
が破損した場合等の感電防止の為、容器１２の電
圧を検出する電圧検出部６２およびそれからの出
力信号により全回路をオフにする電源断続部６３
が組み込まれている。まお、ポツトを持ち上げた
り、あるいはそれが転倒した場合に、電源をオフ
にするマイクロススイツチ１７がポツト底部に配
設されている。

前記の如く構成された電気ポツトを使用する場
合、容器１２に冷水を満たした後、プラグ７０を
挿入して通電すると、高発熱用抵抗体３あるいは
それと共に低発熱用抵抗体２により湯沸かしを行
ない、所定時間経過して煮沸すると、温度センサ
１６からの信号により高発熱用抵抗体３への通電
（低発熱用抵抗体２を併用している場合には、低
発熱用抵抗体２と高発熱用抵抗体３への通電）を
停止させ、以後は低発熱用抵抗体２のみ温度セン
サ１６からの出力信号により作動させて保温を行
なう。なお、従来の電気ポツトにおいては煮沸さ
せると、ベローズ内に蒸気が入つてベローズが変
形し、使用できなくなることから、最高温度が95
℃に抑えられていたが、図示の例では、ベローズ
３０を貫通する蒸気筒３２を設け、弁体３５によ
りベローズ３０内に蒸気が入るのを防止すると同
時に、蒸気筒３２から吸気孔４３、蒸気孔４５を
経て外部に排出することにより問題を解決してい
る。

また、水位検知部５４は、水位検知用電極１１
ｂ〜１１ｅと基準電極との間の水による導通、非
導通に応じた信号を出力し、その出力信号により
水位表示レベルメータ５０により水量表示を行な
わせる他、水量に応じた煮沸時間を決定するのに
も使用され、また、電極１１ａと１１ｃ間は高発
熱用抵抗体３の空炊き防止のために、電極１１ａ
と１１ｂ間は低発熱用抵抗体２の空炊き防止用の
ために使用される。即ち、水位が電極１１ｃより
下のレベルに低下すると、水位検知部５４がトラ
イアツクトリガ部５８へトリガ禁止信号を出力し
て、高発熱用抵抗体３への通電を停止させ、水位
が更に低下して電極１１ｂよりの下のレベルにな
ると、トライアツクトリガ部５７へもトリガ禁止
信号を出力して低発熱用抵抗体２への通電をも停
止させる。従つて、空焚きを生じることがない。

（発明の効果） 本発明によれば、ヒータの発熱部がセラミツク
基体に埋設されているため、液体を収容する容器
の上部開口部に、前記ヒータをその開口部から垂
下させて、かつ外部接続端子を外設したヒータの
他端側を上にして取付けることができ、従つて、
ヒータが内容物、例えば、水と直接接触する為、
熱の損失が少なく、熱効率を著しく高めることが
できる。しかも、ヒータを取付ける為の穴あけそ
の他の加工を容器に施す必要がないので、容器の
製造工程が少なくてすみ、またポツト組立ても容
易となり、安価に製造することができる。更に、
容器として金属製真空二重容器のみならず、ガラ
ス製真空二重瓶を使用すると、保温性が著しく向
上し、保温に要する消費電力を極めて少なくする
こともできる。また、ヒータに水位検知用電極が
形成されているため、容器内の水位を検出するこ
とが可能となり、しかも、水位が所定レベル未満
のときはヒータの発熱部への通電を停止させるこ
とができ、従つて、空焚きする恐れもない、など
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るポツト用ヒータの部分切
欠図、第２図はその製造過程における斜視図、第
３図は本発明に係る電気ポツトの一例を示す断面
図、第４図はその電気回路のブロツク図、第５図
はヒータの抵抗体形成部の変形例を示す展開図で
ある。 １……セラミツク基体、２……低発熱用抵抗
体、３……高発熱用抵抗体、４……外部接続端
子、５……導電体、７，８……貫通孔、１０……
ヒータ、１１ａ〜１１ｅ……水位検知用電極、１
２……容器、１３……中蓋。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 板状、棒状又は管状のセラミツク基体と、該
   基体の一端側に埋設された所定長の抵抗体と、前
   記基体に外設された少なくとも一対の水位検知用
   電極と、前記基体にその長手方向に沿つて埋設さ
   れた導電体を介して前記抵抗体および水位検知用
   電極にそれぞれ接続され、前記基体の他端側に外
   設された複数の外部接続端子とからなることを特
   徴とするポツト用ヒータ。 ２ 前記抵抗体が低発熱用抵抗体と高発熱用抵抗
   体とに二分して、かつ、基体の一端側から他端側
   に向かつて低発熱用抵抗体および高発熱用抵抗体
   の順に形成されている特許請求の範囲第１項記載
   のポツト用ヒータ。 ３ 前記低発熱用抵抗体の一端と高発熱用抵抗体
   の一端とが基体内部で接続され、その接続部が１
   条の導電体を介して前記外部接続端子の一つに接
   続されている特許請求の範囲第２項記載のポツト
   用ヒータ。 ４ 前記水位検知用電極が、基体の一端から所定
   距離だけ離れた位置に外設された二つの水位検知
   用電極である特許請求の範囲第１項、第２項また
   は第３項記載のポツト用ヒータ。 ５ 前記水位検知用電極が、基体の一端側に外設
   された基準電極となる水位検知用電極と、該基準
   電極から基体の長手方向に所定間隔をおいて複数
   外設され、前記基準電極とそれぞれ対を為す複数
   の水位検知用電極とからなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項〜第４項のいづれか一に記載
   のポツト用ヒータ。 ６ 液体を収容する容器と、該容器内の液体を加
   熱するヒータと、該ヒータへの通電を制御する制
   御装置とからなる電気ポツトにおいて、前記ヒー
   タが、板状、棒状又は管状のセラミツク基体と、
   該基体の一端側に埋設された所定長の抵抗体と、
   該抵抗体よりも基体の他端側よりの位置に外設さ
   れた少なくとも一対の水位検知用電極と、前記基
   体にその長手方向に沿つて埋設された導電体を介
   して前記抵抗体および水位検知用電極にそれぞれ
   接続され、前記基体の他端側に外設された複数の
   外部接続端子とからなり、前記ヒータが前記容器
   の上部開口部から容器内に垂下させて、かつ、そ
   の他端側を上にして前記容器の上部開口部に取付
   けられていることを特徴とする電気ポツト。