JPH09266060A - セラミックヒータ及びセラミックヒータユニット - Google Patents
セラミックヒータ及びセラミックヒータユニットInfo
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- JPH09266060A JPH09266060A JP8103200A JP10320096A JPH09266060A JP H09266060 A JPH09266060 A JP H09266060A JP 8103200 A JP8103200 A JP 8103200A JP 10320096 A JP10320096 A JP 10320096A JP H09266060 A JPH09266060 A JP H09266060A
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- Japan
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- ceramic
- heater
- wiring
- crack detection
- ceramic layer
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- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 漏電を未然且つ確実に防止し得るセラミック
ヒータ及びセラミックユニットを提供する。 【解決手段】 セラミック層１２、１４の間にヒータ配
線２０を配置したセラミックヒータ１０において、セラ
ミック層１４の上面に割れ検出用配線２２及びセラミッ
ク層１６を配設する。ここで、セラミック層１６が割れ
てヒータ配線２０が露出するようになると、割れ検出用
配線２２が断線する。この割れ検出用配線２２の断線
を、検出回路８２が検出し、ヒータ配線２０への給電を
停止する。
ヒータ及びセラミックユニットを提供する。 【解決手段】 セラミック層１２、１４の間にヒータ配
線２０を配置したセラミックヒータ１０において、セラ
ミック層１４の上面に割れ検出用配線２２及びセラミッ
ク層１６を配設する。ここで、セラミック層１６が割れ
てヒータ配線２０が露出するようになると、割れ検出用
配線２２が断線する。この割れ検出用配線２２の断線
を、検出回路８２が検出し、ヒータ配線２０への給電を
停止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックヒータ
に関し、特に、常時入浴できる温度に湯温を保つ風呂用
セラミックヒータ、或いは、電気温水器用セラミックヒ
ータ等の、水の加熱用セラミックヒータ及びセラミック
ヒータユニットに関するものである。
に関し、特に、常時入浴できる温度に湯温を保つ風呂用
セラミックヒータ、或いは、電気温水器用セラミックヒ
ータ等の、水の加熱用セラミックヒータ及びセラミック
ヒータユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガラス管にニクロム線を配設したシーズ
ヒータに代わり、セラミック層の間にメタライズヒータ
配線を内蔵するセラミックヒータが液体の加熱用に用い
られるようになっている。セラミックヒータは、シーズ
ヒータに比べて小型で長寿命であるという特徴を有して
いるが、熱衝撃に弱く、例えば、気泡や液中の異物が表
面に付着した際に、当該部分の温度のみが高まることに
よりセラミック層にヒビが入り易いという問題点があ
る。特に、セラミックヒータを導電性の高い液中に用い
る場合には、当該ヒビの部分にてヒータ配線が露出し
て、漏電の可能性がある。
ヒータに代わり、セラミック層の間にメタライズヒータ
配線を内蔵するセラミックヒータが液体の加熱用に用い
られるようになっている。セラミックヒータは、シーズ
ヒータに比べて小型で長寿命であるという特徴を有して
いるが、熱衝撃に弱く、例えば、気泡や液中の異物が表
面に付着した際に、当該部分の温度のみが高まることに
よりセラミック層にヒビが入り易いという問題点があ
る。特に、セラミックヒータを導電性の高い液中に用い
る場合には、当該ヒビの部分にてヒータ配線が露出し
て、漏電の可能性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、セラミックヒー
タを水の加熱用に用いる場合には、セラミックヒータの
ヒータ配線と並列にアースラインを設け、ヒータ配線に
漏電等による大電流が流れた際には、該アースライン側
に主として電流を流し、ヒータ配線側に大電流を流さな
いようにする安全装置が広く用いられていた。しかしな
がら、家庭用の電気製品においては、アースラインを適
切に接地して用いているとは限らなかった。ここで、ア
ースラインを適切にアース側に接続していない場合に
は、上述した安全装置は適切に動作し得ず、セラミック
ヒータにヒビが入ってヒータ配線が水中に剥き出しにな
っても、漏電を十分に防ぎ得ないことがあった。また、
当該安全装置は、実際に漏電が発生し、大電流が流れた
際に、瞬時に電流の供給を停止するものであるため、漏
電の発生を未然に防止することはできなかった。
タを水の加熱用に用いる場合には、セラミックヒータの
ヒータ配線と並列にアースラインを設け、ヒータ配線に
漏電等による大電流が流れた際には、該アースライン側
に主として電流を流し、ヒータ配線側に大電流を流さな
いようにする安全装置が広く用いられていた。しかしな
がら、家庭用の電気製品においては、アースラインを適
切に接地して用いているとは限らなかった。ここで、ア
ースラインを適切にアース側に接続していない場合に
は、上述した安全装置は適切に動作し得ず、セラミック
ヒータにヒビが入ってヒータ配線が水中に剥き出しにな
っても、漏電を十分に防ぎ得ないことがあった。また、
当該安全装置は、実際に漏電が発生し、大電流が流れた
際に、瞬時に電流の供給を停止するものであるため、漏
電の発生を未然に防止することはできなかった。
【０００４】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、漏電を
未然且つ確実に防止し得るセラミックヒータ及びセラミ
ックユニットを提供することにある。
なされたものであり、その目的とするところは、漏電を
未然且つ確実に防止し得るセラミックヒータ及びセラミ
ックユニットを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１のセラミックヒータでは、ヒータ配線を内
蔵するセラミック層からなるセラミックヒータであっ
て、前記セラミック層に配設された割れ検出用配線と、
を備えたことを技術的特徴とする。
め、請求項１のセラミックヒータでは、ヒータ配線を内
蔵するセラミック層からなるセラミックヒータであっ
て、前記セラミック層に配設された割れ検出用配線と、
を備えたことを技術的特徴とする。
【０００６】請求項２のセラミックヒータでは、請求項
１において、前記割れ検出用配線と前記ヒータ配線とが
同じセラミック層の間に配置されていることを技術的特
徴とする。
１において、前記割れ検出用配線と前記ヒータ配線とが
同じセラミック層の間に配置されていることを技術的特
徴とする。
【０００７】請求項３のセラミックヒータでは、請求項
１において、前記ヒータ配線を内蔵するセラミック層の
上面に前記割れ検出用配線が配置されていることを技術
的特徴とする。
１において、前記ヒータ配線を内蔵するセラミック層の
上面に前記割れ検出用配線が配置されていることを技術
的特徴とする。
【０００８】請求項４のセラミックヒータでは、請求項
３において、前記ヒータ配線のパターン上に前記割れ検
出用配線が配置されていることを技術的特徴とする。
３において、前記ヒータ配線のパターン上に前記割れ検
出用配線が配置されていることを技術的特徴とする。
【０００９】上記の目的を達成するため、請求項５のセ
ラミックヒータユニットでは、ヒータ配線を内蔵するセ
ラミック層からなるセラミックヒータであって、前記セ
ラミック層に配設された割れ検出用配線と、該割れ検出
用配線の断線によりセラミック層の割れを検出する割れ
検出手段とを備えたことを技術的特徴とする。
ラミックヒータユニットでは、ヒータ配線を内蔵するセ
ラミック層からなるセラミックヒータであって、前記セ
ラミック層に配設された割れ検出用配線と、該割れ検出
用配線の断線によりセラミック層の割れを検出する割れ
検出手段とを備えたことを技術的特徴とする。
【００１０】請求項６のセラミックヒータユニットで
は、請求項５において、前記割れ検出用配線と前記ヒー
タ配線とが同じセラミック層の間に配置されていること
を技術的特徴とする。
は、請求項５において、前記割れ検出用配線と前記ヒー
タ配線とが同じセラミック層の間に配置されていること
を技術的特徴とする。
【００１１】請求項７のセラミックヒータユニットで
は、請求項５において、前記ヒータ配線を内蔵するセラ
ミック層の上面に前記割れ検出用配線が配置されている
ことを技術的特徴とする。
は、請求項５において、前記ヒータ配線を内蔵するセラ
ミック層の上面に前記割れ検出用配線が配置されている
ことを技術的特徴とする。
【００１２】請求項４のセラミックヒータユニットで
は、請求項７において、前記ヒータ配線のパターン上に
前記割れ検出用配線が配置されていることを技術的特徴
とする。
は、請求項７において、前記ヒータ配線のパターン上に
前記割れ検出用配線が配置されていることを技術的特徴
とする。
【００１３】
【作用】請求項１の構成では、セラミック層が割れてヒ
ータ配線が露出するようになると、このセラミック層の
割れに伴い、割れ検出用配線が断線し、外部機器等に電
気的な断線を認識させることができる。
ータ配線が露出するようになると、このセラミック層の
割れに伴い、割れ検出用配線が断線し、外部機器等に電
気的な断線を認識させることができる。
【００１４】請求項２の構成では、割れ検出用配線とヒ
ータ配線とを同じセラミック層の間に配置してあるた
め、割れ検出用配線を埋設するためのセラミック層を設
ける必要がない。このため、セラミックヒータを廉価に
構成することができる。
ータ配線とを同じセラミック層の間に配置してあるた
め、割れ検出用配線を埋設するためのセラミック層を設
ける必要がない。このため、セラミックヒータを廉価に
構成することができる。
【００１５】請求項３の構成では、割れ検出用配線がヒ
ータ配線と異なるセラミック層の間に配置してあるた
め、該割れ検出用配線を自由に配設することができる。
ータ配線と異なるセラミック層の間に配置してあるた
め、該割れ検出用配線を自由に配設することができる。
【００１６】請求項４の構成では、ヒータ配線のパター
ン上に割れ検出用配線を配置しているため、セラミック
層が割れてヒータ配線が剥き出しになるときには、必ず
割れ検出用配線が断線する。このため、ヒータ配線の露
出を確実に検出することができる。
ン上に割れ検出用配線を配置しているため、セラミック
層が割れてヒータ配線が剥き出しになるときには、必ず
割れ検出用配線が断線する。このため、ヒータ配線の露
出を確実に検出することができる。
【００１７】請求項５の構成では、セラミック層が割れ
てヒータ配線が露出するようになると、このセラミック
層の割れに伴い、割れ検出用配線が断線する。この割れ
検出用配線の断線を、割れ検出手段が検出する。
てヒータ配線が露出するようになると、このセラミック
層の割れに伴い、割れ検出用配線が断線する。この割れ
検出用配線の断線を、割れ検出手段が検出する。
【００１８】請求項６の構成では、割れ検出用配線とヒ
ータ配線とを同じセラミック層の間に配置してあるた
め、割れ検出用配線を埋設するためのセラミック層を設
ける必要がない。このため、セラミックヒータを廉価に
構成することができる。
ータ配線とを同じセラミック層の間に配置してあるた
め、割れ検出用配線を埋設するためのセラミック層を設
ける必要がない。このため、セラミックヒータを廉価に
構成することができる。
【００１９】請求項７の構成では、割れ検出用配線がヒ
ータ配線と異なるセラミック層の間に配置してあるた
め、該割れ検出用配線を自由に配設することができる。
ータ配線と異なるセラミック層の間に配置してあるた
め、該割れ検出用配線を自由に配設することができる。
【００２０】請求項８の構成では、ヒータ配線のパター
ン上に割れ検出用配線を配置しているため、セラミック
層が割れてヒータ配線が剥き出しになるときには、必ず
割れ検出用配線が断線する。このため、ヒータ配線の露
出を確実に検出することができる。
ン上に割れ検出用配線を配置しているため、セラミック
層が割れてヒータ配線が剥き出しになるときには、必ず
割れ検出用配線が断線する。このため、ヒータ配線の露
出を確実に検出することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施態
様について図を参照して説明する。図１は、本発明の第
１実施態様に係るセラミックヒータを一部切り欠いて示
している。セラミックヒータ１０は、中空のセラミック
碍管３０の外周に、第１、第２、第３の３層のセラミッ
ク層１２、１４、１６を配置して成る。第１セラミック
層１２と第２セラミック層１４との間には、ヒータ配線
２０が配設されている。また、第２セラミック層１４と
第３セラミック層１６との間には、割れ検出用配線２２
が配設されている。セラミックヒータ１０の外周には、
フランジ３２が取り付けられている。フランジ３２の上
方には、ヒータ配線２０への接続用の端子２０ａ、２０
ｂが取り付けられ、また、図中の背面には、割れ検出用
配線２２への接続用の端子２２ａ、２２ｂが配設されて
いる。
様について図を参照して説明する。図１は、本発明の第
１実施態様に係るセラミックヒータを一部切り欠いて示
している。セラミックヒータ１０は、中空のセラミック
碍管３０の外周に、第１、第２、第３の３層のセラミッ
ク層１２、１４、１６を配置して成る。第１セラミック
層１２と第２セラミック層１４との間には、ヒータ配線
２０が配設されている。また、第２セラミック層１４と
第３セラミック層１６との間には、割れ検出用配線２２
が配設されている。セラミックヒータ１０の外周には、
フランジ３２が取り付けられている。フランジ３２の上
方には、ヒータ配線２０への接続用の端子２０ａ、２０
ｂが取り付けられ、また、図中の背面には、割れ検出用
配線２２への接続用の端子２２ａ、２２ｂが配設されて
いる。
【００２２】第１実施態様のセラミックヒータは、風呂
の湯を常時入浴できる温度に保つための保温用に用いら
れ、風呂の湯をくみ上げて、オゾンで浄化する図示しな
い浄化用タンクに配置される。このセラミックヒータ１
０は、浄化用タンクの上面に穿設された通孔からフラン
ジ３２より下部を挿入することにより、該下部を浄化用
タンクの湯中へ浸漬し、ヒータ配線２０に流された電流
により、当該湯を加熱するよう構成されている。
の湯を常時入浴できる温度に保つための保温用に用いら
れ、風呂の湯をくみ上げて、オゾンで浄化する図示しな
い浄化用タンクに配置される。このセラミックヒータ１
０は、浄化用タンクの上面に穿設された通孔からフラン
ジ３２より下部を挿入することにより、該下部を浄化用
タンクの湯中へ浸漬し、ヒータ配線２０に流された電流
により、当該湯を加熱するよう構成されている。
【００２３】次に、第１実施態様のセラミックヒータの
製造方法について図２及び図３を参照して述べる。先
ず、第１、第２、第３セラミック層１２、１４、１６の
製造方法について説明する。アルミナ粉末にＭｇＯ２％
（重量比、以下同じ）、ＣａＯ２％、ＳｉＯ2 ４％を混
合してボールミルで５０〜８０時間、湿式粉砕した後に
脱水乾燥する。この粉末にメタクリル酸イソブチルエス
テル３％、ブチルエステル３％、ニトロセルロース１
％、ジオクチルフタレート０．５％を加え、更に、溶剤
としてトリクロールエチレン、ｎ−ブタノールを加えて
ボールミルで混合して流動性のあるスラリーとする。こ
れを減圧脱泡後に平板状に流し出して徐冷し、溶剤を発
散させ、図３（Ａ）に示すように第１、第２セラミック
層１２、１４と成る厚さ０．５mmの第１、第２アルミナ
グリーンシート１２γ、１４γ、及び、第３セラミック
層１６と成る厚さ０．０５mmの第３アルミナグリーンシ
ート１６γを形成する。
製造方法について図２及び図３を参照して述べる。先
ず、第１、第２、第３セラミック層１２、１４、１６の
製造方法について説明する。アルミナ粉末にＭｇＯ２％
（重量比、以下同じ）、ＣａＯ２％、ＳｉＯ2 ４％を混
合してボールミルで５０〜８０時間、湿式粉砕した後に
脱水乾燥する。この粉末にメタクリル酸イソブチルエス
テル３％、ブチルエステル３％、ニトロセルロース１
％、ジオクチルフタレート０．５％を加え、更に、溶剤
としてトリクロールエチレン、ｎ−ブタノールを加えて
ボールミルで混合して流動性のあるスラリーとする。こ
れを減圧脱泡後に平板状に流し出して徐冷し、溶剤を発
散させ、図３（Ａ）に示すように第１、第２セラミック
層１２、１４と成る厚さ０．５mmの第１、第２アルミナ
グリーンシート１２γ、１４γ、及び、第３セラミック
層１６と成る厚さ０．０５mmの第３アルミナグリーンシ
ート１６γを形成する。
【００２４】そして、割れ検出用配線２２を形成するた
めにタングステン粉末をスラリー状にしてメタライズイ
ンクを形成する。このタングステンメタライズインクを
第２アルミナグリーンシート１４γに面状にスクリーン
印刷して金属ペースト層２２γを形成する。図２（Ａ）
に、図３（Ａ）に示す第２アルミナグリーンシート１４
γをＣ矢印に沿って見た平面図を示している。ここで、
図３（Ａ）は、図２（Ａ）のＥ−Ｅ断面に相当する。
めにタングステン粉末をスラリー状にしてメタライズイ
ンクを形成する。このタングステンメタライズインクを
第２アルミナグリーンシート１４γに面状にスクリーン
印刷して金属ペースト層２２γを形成する。図２（Ａ）
に、図３（Ａ）に示す第２アルミナグリーンシート１４
γをＣ矢印に沿って見た平面図を示している。ここで、
図３（Ａ）は、図２（Ａ）のＥ−Ｅ断面に相当する。
【００２５】そして、ヒータ配線２０を形成するため、
タングステン粉末にアルミナ等の不純物を多めに混入し
スラリー状にした高抵抗のメタライズインクを形成す
る。このタングステンメタライズインクを第１アルミナ
グリーンシート１２γに面状にスクリーン印刷して金属
ペースト層２０γを形成する。図２（Ｂ）に、図３
（Ａ）に示す第１アルミナグリーンシート１２γをＤ矢
印に沿って見た平面図を示している。図２（Ａ）、図２
（Ｂ）から分かるように、第１実施態様では、ヒータ配
線２０を形成する金属ペースト層２０γの配線パターン
の直上に、割れ検出用配線２２を形成する金属ペースト
層２２γの配線パターンが位置するように調整されてい
る。
タングステン粉末にアルミナ等の不純物を多めに混入し
スラリー状にした高抵抗のメタライズインクを形成す
る。このタングステンメタライズインクを第１アルミナ
グリーンシート１２γに面状にスクリーン印刷して金属
ペースト層２０γを形成する。図２（Ｂ）に、図３
（Ａ）に示す第１アルミナグリーンシート１２γをＤ矢
印に沿って見た平面図を示している。図２（Ａ）、図２
（Ｂ）から分かるように、第１実施態様では、ヒータ配
線２０を形成する金属ペースト層２０γの配線パターン
の直上に、割れ検出用配線２２を形成する金属ペースト
層２２γの配線パターンが位置するように調整されてい
る。
【００２６】そして、これら第１、第２、第３グリーン
シート１２γ、１４γ、１６γを図３（Ｂ）に示すよう
に熱圧着する。そして、この熱圧着したアルミナグリー
ンシート１２γ、１４γ、１６γの一方の端部にヒータ
配線からの接続用の端子２０ａ、２０ｂを形成するため
のスルーホール４０ａ、４０ｂを穿設し、また、割れ検
出用配線２２の端子２２ａ、２２ｂを形成するためのス
ルーホール４２ａ、４２ｂを穿設して、該スルーホール
４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ内に、端子用のメタラ
イズインクを充填する。そして、このように積層したア
ルミナグリーンシート１２γ、１４γ、１６γを図１に
示すセラミック碍管３０に巻き付け、１４００°Ｃ〜１
６００°Ｃの非酸素雰囲気下で同時焼成する。焼成によ
り形成したセラミックヒータに、図１に示すガラスから
成るフランジ３２をガラス付けし、上記端子２０ａ、２
０ｂ、２２ａ、２２ｂにニッケルメッキを施した後、当
該端子にリード線を半田付けし、セラミックヒータが完
成する。
シート１２γ、１４γ、１６γを図３（Ｂ）に示すよう
に熱圧着する。そして、この熱圧着したアルミナグリー
ンシート１２γ、１４γ、１６γの一方の端部にヒータ
配線からの接続用の端子２０ａ、２０ｂを形成するため
のスルーホール４０ａ、４０ｂを穿設し、また、割れ検
出用配線２２の端子２２ａ、２２ｂを形成するためのス
ルーホール４２ａ、４２ｂを穿設して、該スルーホール
４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ内に、端子用のメタラ
イズインクを充填する。そして、このように積層したア
ルミナグリーンシート１２γ、１４γ、１６γを図１に
示すセラミック碍管３０に巻き付け、１４００°Ｃ〜１
６００°Ｃの非酸素雰囲気下で同時焼成する。焼成によ
り形成したセラミックヒータに、図１に示すガラスから
成るフランジ３２をガラス付けし、上記端子２０ａ、２
０ｂ、２２ａ、２２ｂにニッケルメッキを施した後、当
該端子にリード線を半田付けし、セラミックヒータが完
成する。
【００２７】引き続き、本実施態様のセラミックヒータ
のヒビ割れの検出回路を有するセラミックユニット１１
０について、図４を参照して説明する。この割れ検出手
段の１つである検出回路８２は、ゲートＡ１と、抵抗器
Ｒ１とトランジスタＴＲ１とからなり、ＴＲ１の出力に
より電源回路８０へのＡＣ１００Ｖの電力供給をオン・
オフするリレーＲＥ１を制御するように構成されてい
る。電源回路８０は、リレーＲＥ１を介してＡＣ１００
Ｖの商用電力が供給されると、これを２４Ｖに降圧して
からセラミックヒータ１０のヒータ配線２０に印加し、
上述した風呂の湯を加熱する。
のヒビ割れの検出回路を有するセラミックユニット１１
０について、図４を参照して説明する。この割れ検出手
段の１つである検出回路８２は、ゲートＡ１と、抵抗器
Ｒ１とトランジスタＴＲ１とからなり、ＴＲ１の出力に
より電源回路８０へのＡＣ１００Ｖの電力供給をオン・
オフするリレーＲＥ１を制御するように構成されてい
る。電源回路８０は、リレーＲＥ１を介してＡＣ１００
Ｖの商用電力が供給されると、これを２４Ｖに降圧して
からセラミックヒータ１０のヒータ配線２０に印加し、
上述した風呂の湯を加熱する。
【００２８】一方、検出回路８２のゲートＡ１の一方の
入力端子Ａ１ａには、ＤＣ５Ｖが供給され、この電位
は、割れ検出用配線２２の端子２２ａ側にも供給されて
いる。一方、端子２２ｂに接続されたゲートＡ１の他方
の入力端子Ａ１ｂには、該割れ検出用配線２２にて降圧
した電位が印加されるようになっている。
入力端子Ａ１ａには、ＤＣ５Ｖが供給され、この電位
は、割れ検出用配線２２の端子２２ａ側にも供給されて
いる。一方、端子２２ｂに接続されたゲートＡ１の他方
の入力端子Ａ１ｂには、該割れ検出用配線２２にて降圧
した電位が印加されるようになっている。
【００２９】ここで、セラミックヒータユニット１１０
が正常に動作しているとき、即ち、図１に示すセラミッ
ク層１６にクラックが入らず、割れ検出用配線２２が断
線していないときには、ゲートＡ１の入力端子Ａ１ｂに
は、入力端子Ａ１ａと比較して低い電位が入力され、該
ゲートＡ１はハイレベルを出力する。これにより、トラ
ンジスタＴＲ１が通電され、リレーＲＥ１がオンとな
り、電源回路８０にＡＣ１００Ｖの電力が供給される。
が正常に動作しているとき、即ち、図１に示すセラミッ
ク層１６にクラックが入らず、割れ検出用配線２２が断
線していないときには、ゲートＡ１の入力端子Ａ１ｂに
は、入力端子Ａ１ａと比較して低い電位が入力され、該
ゲートＡ１はハイレベルを出力する。これにより、トラ
ンジスタＴＲ１が通電され、リレーＲＥ１がオンとな
り、電源回路８０にＡＣ１００Ｖの電力が供給される。
【００３０】他方、水中の気泡や湯の異物が第３セラミ
ック層１６の表面に付着し、当該部分の温度のみが高ま
ることにより第３セラミック層１６にヒビが入った際に
は、即ち、熱衝撃により第３セラミック層１６にクラッ
クが入った場合、動作を継続するとヒータ配線２０が湯
と接触し、漏電する恐れがある。第３セラミック層１６
にヒビが入った際には、割れ検出用配線２２に断線が生
じる。この割れ検出用配線２２の断線によってゲートＡ
１の入力端子Ａ１ｂには入力端子Ａ１ａと同じ電位が加
わる。これにより、該ゲートＡ１の出力はロウレベルと
なり、トランジスタＴＲ１の通電が停止され、リレーＲ
Ｅ１がオフとなり、電源回路８０への電力の供給が中断
される。
ック層１６の表面に付着し、当該部分の温度のみが高ま
ることにより第３セラミック層１６にヒビが入った際に
は、即ち、熱衝撃により第３セラミック層１６にクラッ
クが入った場合、動作を継続するとヒータ配線２０が湯
と接触し、漏電する恐れがある。第３セラミック層１６
にヒビが入った際には、割れ検出用配線２２に断線が生
じる。この割れ検出用配線２２の断線によってゲートＡ
１の入力端子Ａ１ｂには入力端子Ａ１ａと同じ電位が加
わる。これにより、該ゲートＡ１の出力はロウレベルと
なり、トランジスタＴＲ１の通電が停止され、リレーＲ
Ｅ１がオフとなり、電源回路８０への電力の供給が中断
される。
【００３１】この第１実施態様では、セラミックヒータ
の表面が熱衝撃等で割れると、必ず、割れ検出用配線２
２が切断されるので、瞬時にヒータ配線２０側への電力
の供給を停止して漏電を未然に防止できる。ここで、割
れ検出用配線２２が切断されるよりも早く水がヒータ配
線２０に達した場合には、瞬間的に漏電が生じることも
理論的に考え得るが、通常熱衝撃によるクラックは微小
であり、表層に配置された第１セラミック層１６及び、
第２セラミック層１４を介してヒータ配線２０までに水
が達するまでに時間がかかるため、瞬時でも漏電を生ず
ることがない。
の表面が熱衝撃等で割れると、必ず、割れ検出用配線２
２が切断されるので、瞬時にヒータ配線２０側への電力
の供給を停止して漏電を未然に防止できる。ここで、割
れ検出用配線２２が切断されるよりも早く水がヒータ配
線２０に達した場合には、瞬間的に漏電が生じることも
理論的に考え得るが、通常熱衝撃によるクラックは微小
であり、表層に配置された第１セラミック層１６及び、
第２セラミック層１４を介してヒータ配線２０までに水
が達するまでに時間がかかるため、瞬時でも漏電を生ず
ることがない。
【００３２】また、この第１実施態様では、図２
（Ａ）、図２（Ｂ）を参照して上述したようにヒータ配
線２０のパターン直上に割れ検出用配線２２を配置して
いるため、割れ検出用配線２２の下側に位置すると共に
該ヒータ配線２０を担持している第２セラミック層１４
が割れて、ヒータ配線２０が剥き出しになるときには、
必ず割れ検出用配線２２が断線する。このため、ヒータ
配線２０が水中に露出する以前に、確実にクラックを検
出し、ヒータ配線２０への給電を停止することができ
る。
（Ａ）、図２（Ｂ）を参照して上述したようにヒータ配
線２０のパターン直上に割れ検出用配線２２を配置して
いるため、割れ検出用配線２２の下側に位置すると共に
該ヒータ配線２０を担持している第２セラミック層１４
が割れて、ヒータ配線２０が剥き出しになるときには、
必ず割れ検出用配線２２が断線する。このため、ヒータ
配線２０が水中に露出する以前に、確実にクラックを検
出し、ヒータ配線２０への給電を停止することができ
る。
【００３３】引き続き、第１実施態様の改変例について
図５及び図６を参照して説明する。図１を参照して上述
した構成例では、割れ検出用配線２２とヒータ配線２０
とが異なるセラミック層間に配置されていたが、この改
変例においては、図５に示すように、割れ検出用配線２
２がヒータ配線２０と共に、第２セラミック層１４と第
１セラミック層１２の間に配置されている。
図５及び図６を参照して説明する。図１を参照して上述
した構成例では、割れ検出用配線２２とヒータ配線２０
とが異なるセラミック層間に配置されていたが、この改
変例においては、図５に示すように、割れ検出用配線２
２がヒータ配線２０と共に、第２セラミック層１４と第
１セラミック層１２の間に配置されている。
【００３４】図６（Ａ）は、当該改変例に係るセラミッ
クヒータを構成するグリーンシート１４γ、１２γを示
している。また、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すグリ
ーンシート１２γをＦ側から見た状態を示している。こ
のセラミックヒータは、図５に示すセラミック碍管３０
の外周に第２セラミック層１４を構成するグリーンシー
ト１４γと、第１セラミック層１２を構成するグリーン
シート１２γとを巻回し、焼成して成る。この改変例に
おいては、第１セラミック層１２を構成するグリーンシ
ート１２γにヒータ配線２０を構成する金属ペースト層
２０γが配置され、該金属ペースト層２０γを囲むよう
に、割れ検出用配線２２を構成する金属ペースト層２２
γが配置されている。
クヒータを構成するグリーンシート１４γ、１２γを示
している。また、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すグリ
ーンシート１２γをＦ側から見た状態を示している。こ
のセラミックヒータは、図５に示すセラミック碍管３０
の外周に第２セラミック層１４を構成するグリーンシー
ト１４γと、第１セラミック層１２を構成するグリーン
シート１２γとを巻回し、焼成して成る。この改変例に
おいては、第１セラミック層１２を構成するグリーンシ
ート１２γにヒータ配線２０を構成する金属ペースト層
２０γが配置され、該金属ペースト層２０γを囲むよう
に、割れ検出用配線２２を構成する金属ペースト層２２
γが配置されている。
【００３５】ここで、図５に示すセラミックヒータ１０
において、表面に配置されている第２セラミック層１４
にクラックが入った際には、該クラックは周縁部まで達
する。言い換えるなら、第２セラミック層１４の中央部
分にクラックが発生したなら、このクラックは周縁部ま
でほぼ確実に延びて行く。ここで、クラックが周縁部ま
で延びると、割れ検出用配線２２に断線を生じせしめ
る。この割れ検出用配線２２の断線を上述したように検
出回路８２が検出して、ヒータ配線２０への給電を停止
する。この図５に示す改変例は、第３セラミック層が省
略されてるため、製造コストが廉価であると共に熱伝導
性が高いという特徴を有する。
において、表面に配置されている第２セラミック層１４
にクラックが入った際には、該クラックは周縁部まで達
する。言い換えるなら、第２セラミック層１４の中央部
分にクラックが発生したなら、このクラックは周縁部ま
でほぼ確実に延びて行く。ここで、クラックが周縁部ま
で延びると、割れ検出用配線２２に断線を生じせしめ
る。この割れ検出用配線２２の断線を上述したように検
出回路８２が検出して、ヒータ配線２０への給電を停止
する。この図５に示す改変例は、第３セラミック層が省
略されてるため、製造コストが廉価であると共に熱伝導
性が高いという特徴を有する。
【００３６】引き続き、本発明の第２実施態様について
図７及び図８を参照して説明する。上述した実施態様で
は、円筒形状のセラミックヒータに本発明を適用する例
を挙げたが、この第２実施態様では、板状のセラミック
ヒータに本発明を適用している。図７に示すように、第
２実施態様のセラミックヒータ１１０は、セラミック板
１３０の表面（図中の手前側の面）と裏面（図中の奥手
側の面）に、第１、第２、第３の３層のセラミック層１
２、１４、１６を配置して成る。第１セラミック層１２
と第２セラミック層１４との間には、ヒータ配線２０が
配設され、また、第２セラミック層１４と第３セラミッ
ク層１６との間には、割れ検出用配線２２が配設されて
いる。この第２実施態様においても、図２（Ａ）、図２
（Ｂ）を参照して上述した第１実施態様と同様に、ヒー
タ配線２０のパターンの直上に割れ検出用配線２２が配
設されている。
図７及び図８を参照して説明する。上述した実施態様で
は、円筒形状のセラミックヒータに本発明を適用する例
を挙げたが、この第２実施態様では、板状のセラミック
ヒータに本発明を適用している。図７に示すように、第
２実施態様のセラミックヒータ１１０は、セラミック板
１３０の表面（図中の手前側の面）と裏面（図中の奥手
側の面）に、第１、第２、第３の３層のセラミック層１
２、１４、１６を配置して成る。第１セラミック層１２
と第２セラミック層１４との間には、ヒータ配線２０が
配設され、また、第２セラミック層１４と第３セラミッ
ク層１６との間には、割れ検出用配線２２が配設されて
いる。この第２実施態様においても、図２（Ａ）、図２
（Ｂ）を参照して上述した第１実施態様と同様に、ヒー
タ配線２０のパターンの直上に割れ検出用配線２２が配
設されている。
【００３７】この第２実施態様においても、水中の気泡
や湯の異物が第３セラミック層１６の表面に付着し、当
該部分の温度のみが高まることにより第３セラミック層
１６にヒビが入った際には、割れ検出用配線２２に断線
が生じる。この割れ検出用配線２２の断線を、図４を参
照して上述した検出回路８２が検出すると、電源回路８
０への電力の供給が中断される。
や湯の異物が第３セラミック層１６の表面に付着し、当
該部分の温度のみが高まることにより第３セラミック層
１６にヒビが入った際には、割れ検出用配線２２に断線
が生じる。この割れ検出用配線２２の断線を、図４を参
照して上述した検出回路８２が検出すると、電源回路８
０への電力の供給が中断される。
【００３８】図８は、図７に示すセラミックヒータ１１
０の改変例を示している。図７を参照して上述した構成
例では、割れ検出用配線２２とヒータ配線２０とが異な
るセラミック層間に配置されていたが、この改変例にお
いては、図８に示すように、割れ検出用配線２２がヒー
タ配線２０と共に、第１セラミック層１２と第２セラミ
ック層１４の間に配置されている。この改変例において
も、表面に配置されている第２セラミック層１４にクラ
ックが入った際には、該クラックは周縁部まで達し、割
れ検出用配線２２に断線を生じせしめる。この割れ検出
用配線２２の断線を検出回路８２が検出して、ヒータ配
線２０への給電を停止する。
０の改変例を示している。図７を参照して上述した構成
例では、割れ検出用配線２２とヒータ配線２０とが異な
るセラミック層間に配置されていたが、この改変例にお
いては、図８に示すように、割れ検出用配線２２がヒー
タ配線２０と共に、第１セラミック層１２と第２セラミ
ック層１４の間に配置されている。この改変例において
も、表面に配置されている第２セラミック層１４にクラ
ックが入った際には、該クラックは周縁部まで達し、割
れ検出用配線２２に断線を生じせしめる。この割れ検出
用配線２２の断線を検出回路８２が検出して、ヒータ配
線２０への給電を停止する。
【００３９】なお、上述した実施態様では、セラミック
層を構成するセラミックとして、アルミナを主成分とす
るセラミック材料を用いたが、ＡｌＮ、ガラスセラミッ
ク、ＳｉＣ、ムライト、ガラスセラミック等、種々のセ
ラミック材料を採用することができる。また、ヒータ配
線、割れ検出用配線を形成する金属ペースト層の材料は
セラミック材料に応じて適宜選択すればよく、例えば、
タングステン、モリブデン、銅、銀等を用いることがで
きる。また、上述した実施態様では、風呂の湯の加熱に
用いるセラミックヒータを例に挙げたが、本発明は、導
電性を有する種々の液体を加熱するセラミックヒータに
好適に適用できる。なお、本実施態様では検出回路をデ
ィスクリートな回路により構成したが、ＩＣ等種々の装
置により割れ検出用配線の断線を検出することが可能で
ある。
層を構成するセラミックとして、アルミナを主成分とす
るセラミック材料を用いたが、ＡｌＮ、ガラスセラミッ
ク、ＳｉＣ、ムライト、ガラスセラミック等、種々のセ
ラミック材料を採用することができる。また、ヒータ配
線、割れ検出用配線を形成する金属ペースト層の材料は
セラミック材料に応じて適宜選択すればよく、例えば、
タングステン、モリブデン、銅、銀等を用いることがで
きる。また、上述した実施態様では、風呂の湯の加熱に
用いるセラミックヒータを例に挙げたが、本発明は、導
電性を有する種々の液体を加熱するセラミックヒータに
好適に適用できる。なお、本実施態様では検出回路をデ
ィスクリートな回路により構成したが、ＩＣ等種々の装
置により割れ検出用配線の断線を検出することが可能で
ある。
【００４０】
【効果】以上記述したように本発明のセラミックヒータ
及びセラミックユニットによれば、セラミック層にクラ
ックが入った時点でヒータ配線への給電を停止するた
め、漏電を未然に防止することが可能となる。また、ヒ
ビ割れの検出を簡易で廉価な構成で実現ができる。
及びセラミックユニットによれば、セラミック層にクラ
ックが入った時点でヒータ配線への給電を停止するた
め、漏電を未然に防止することが可能となる。また、ヒ
ビ割れの検出を簡易で廉価な構成で実現ができる。
【図１】本発明の第１実施例に係るセラミックヒータを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】図１に示すセラミックヒータを構成するグリー
ンシートの平面を示し、図２（Ａ）は図３（Ａ）に示す
第２グリーンシートのＣ矢視図であり、図２（Ｂ）は図
３（Ａ）に示す第１グリーンシートのＤ矢視図である。
ンシートの平面を示し、図２（Ａ）は図３（Ａ）に示す
第２グリーンシートのＣ矢視図であり、図２（Ｂ）は図
３（Ａ）に示す第１グリーンシートのＤ矢視図である。
【図３】図１に示すセラミックヒータを構成するグリー
ンシートの縦断面図であり、図３（Ａ）は積層前の状態
を、図３（Ｂ）は積層された状態を示している。
ンシートの縦断面図であり、図３（Ａ）は積層前の状態
を、図３（Ｂ）は積層された状態を示している。
【図４】第１実施態様に係るセラミックヒータユニット
の電源回路と検出回路との回路図である。
の電源回路と検出回路との回路図である。
【図５】本発明の第１実施例の改変例に係るセラミック
ヒータを示す斜視図である。
ヒータを示す斜視図である。
【図６】図５に示すセラミックヒータを構成するグリー
ンシートを示し、図６（Ａ）はグリーンシートの縦断面
図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＦ矢視図である。
ンシートを示し、図６（Ａ）はグリーンシートの縦断面
図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＦ矢視図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施態様に係るセラミッ
クヒータの斜視図である。
クヒータの斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施態様の改変例に係る
セラミックヒータの斜視図である。
セラミックヒータの斜視図である。
１０ セラミックヒータ １２ 第１セラミック層 １４ 第２セラミック層 １６ 第３セラミック層 ２０ ヒータ配線 ２２ 割れ検出用配線 ８０ 電源回路 ８２ 検出回路（割れ検出手段） １１０ セラミックユニット
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年５月２８日
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 セラミックヒータ及びセラミックヒー
タユニット
タユニット
Claims (8)
- 【請求項１】 ヒータ配線を内蔵するセラミック層から
なるセラミックヒータであって、 前記セラミック層に配設された割れ検出用配線と、を備
えたことを特徴とするセラミックヒータ。 - 【請求項２】 前記割れ検出用配線と前記ヒータ配線と
が同じセラミック層の間に配置されていることを特徴と
する請求項１のセラミックヒータ。 - 【請求項３】 前記ヒータ配線を内蔵するセラミック層
の上面に前記割れ検出用配線が配置されていることを特
徴とする請求項１のセラミックヒータ。 - 【請求項４】 前記ヒータ配線のパターン上に前記割れ
検出用配線が配置されていることを特徴とする請求項３
のセラミックヒータ。 - 【請求項５】 ヒータ配線を内蔵するセラミック層から
なるセラミックヒータであって、 前記セラミック層に配設された割れ検出用配線と、 該割れ検出用配線の断線によりセラミック層の割れを検
出する割れ検出手段とを備えたことを特徴とするセラミ
ックヒータユニット。 - 【請求項６】 前記割れ検出用配線と前記ヒータ配線と
が同じセラミック層の間に配置されていることを特徴と
する請求項５のセラミックヒータユニット。 - 【請求項７】 前記ヒータ配線を内蔵するセラミック層
の上面に前記割れ検出用配線が配置されていることを特
徴とする請求項５のセラミックヒータユニット。 - 【請求項８】 前記ヒータ配線のパターン上に前記割れ
検出用配線が配置されていることを特徴とする請求項７
のセラミックヒータユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8103200A JPH09266060A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | セラミックヒータ及びセラミックヒータユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8103200A JPH09266060A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | セラミックヒータ及びセラミックヒータユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09266060A true JPH09266060A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=14347883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8103200A Pending JPH09266060A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | セラミックヒータ及びセラミックヒータユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09266060A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001102159A (ja) * | 1999-07-27 | 2001-04-13 | Toto Ltd | 温水加熱用金属ヒータ、これを用いた温水装置、及びこれを備えた衛生洗浄装置 |
| JP2008130365A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Fujikura Ltd | 電気ヒータ |
| JP2018194686A (ja) * | 2017-05-17 | 2018-12-06 | キヤノン株式会社 | 像加熱装置及び画像形成装置 |
| JP2021163673A (ja) * | 2020-04-01 | 2021-10-11 | 京セラ株式会社 | ヒータ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60166990U (ja) * | 1984-04-14 | 1985-11-06 | ソニー株式会社 | 加熱装置 |
| JPH0346990U (ja) * | 1989-09-14 | 1991-04-30 | ||
| JPH06251860A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 面状発熱体の漏電検出装置 |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP8103200A patent/JPH09266060A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60166990U (ja) * | 1984-04-14 | 1985-11-06 | ソニー株式会社 | 加熱装置 |
| JPH0346990U (ja) * | 1989-09-14 | 1991-04-30 | ||
| JPH06251860A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 面状発熱体の漏電検出装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001102159A (ja) * | 1999-07-27 | 2001-04-13 | Toto Ltd | 温水加熱用金属ヒータ、これを用いた温水装置、及びこれを備えた衛生洗浄装置 |
| JP2008130365A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Fujikura Ltd | 電気ヒータ |
| JP2018194686A (ja) * | 2017-05-17 | 2018-12-06 | キヤノン株式会社 | 像加熱装置及び画像形成装置 |
| CN108957991A (zh) * | 2017-05-17 | 2018-12-07 | 佳能株式会社 | 图像加热装置、图像形成装置和加热器 |
| JP2021163673A (ja) * | 2020-04-01 | 2021-10-11 | 京セラ株式会社 | ヒータ |
| JP2024096501A (ja) * | 2020-04-01 | 2024-07-12 | 京セラ株式会社 | ヒータおよび流体加熱装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040106 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040305 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040817 |