JP4809276B2

JP4809276B2 - 水中用ヒーター

Info

Publication number: JP4809276B2
Application number: JP2007078807A
Authority: JP
Inventors: 一夫福田; 俊二塩野
Original assignee: GEX CORPORATION
Current assignee: GEX CORPORATION
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2027-03-26
Also published as: JP2008237043A

Description

この発明は、例えば鑑賞用水槽等に収容された水を加温するために水中浸漬状態で使用される水中用ヒーターに関する。

従来、この種の水中用ヒーターとして、水中に配置されるヒーター本体に水温センサを設け、該水温センサによる検知水温が温度コントローラにおける設定温度を越えた時に、サーモスタットが作動してヒーター本体の電熱ヒーターへの通電を遮断し、もって一定水温に制御するように構成されたものが公知である（特許文献１参照）。
特開２００１−８６８９７号公報

しかしながら、この種の水中用ヒーターは、電熱ヒーター部分の寿命が概して１〜２年程度と短いが、その部分だけを取り外して新品に交換することができないため、電熱ヒーター部分が故障したときは温度コントローラ部を含めて全体を廃棄せざるを得ず、非常に不経済であると共に、省資源や環境保全の観点からも問題があった。

この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、寿命の比較的短い電熱ヒーター部分が故障等した場合に、該電熱ヒーター部分のあるヒーター本体部のみを新品等と交換することができて、温度コントローラ部をそのまま継続使用することのできる水中用ヒーターを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］電熱ヒーター及び水温センサを備えたヒーター本体部と、前記水温センサによる検知水温が設定値を越えた時に前記電熱ヒーターへの通電を遮断するサーモスタットを備えた温度コントローラ部とが別体に構成され、
前記ヒーター本体部と前記温度コントローラ部との間に配設される電熱ヒーター用電気配線及び水温センサ用電気配線がいずれも接続端子を介して切り離し可能に構成されていることを特徴とする水中用ヒーター。

［２］前記接続端子の接続時に水温センサ用電気配線が電熱ヒーター用電気配線よりも先に接続されると共に、前記接続端子の切り離し時に電熱ヒーター用電気配線が水温センサ用電気配線よりも先に切り離されるように構成されている前項１に記載の水中用ヒーター。

［３］前記接続端子は、電熱ヒーター用接続ピン及び水温センサ用接続ピンを備えたプラグと、これら接続ピンの差込み口を有するジャックとからなり、
前記プラグの水温センサ用接続ピンと前記ジャックの水温センサ用差込み口内の導体との接触限界位置が、前記プラグの電熱ヒーター用接続ピンと前記ジャックの電熱ヒーター用差込み口内の導体との接触限界位置よりも浅く設定されている前項２に記載の水中用ヒーター。

［１］の発明では、電熱ヒーター及び水温センサを備えたヒーター本体部と、サーモスタットを備えた温度コントローラ部とが別体に構成され、これら両者間に配設される電熱ヒーター用電気配線及び水温センサ用電気配線がいずれも接続端子を介して切り離し可能に構成されているから、電熱ヒーター部分が故障等した場合には、該電熱ヒーター部分のあるヒーター本体部のみを新品等と交換すれば良く、サーモスタットを含む温度コントローラ部をそのまま継続使用することが可能になり、経済的であると共に、省資源や環境保全にも十分に貢献できる。

［２］の発明では、接続端子の接続時に水温センサ用電気配線が電熱ヒーター用電気配線よりも先に接続されると共に、接続端子の切り離し時に電熱ヒーター用電気配線が水温センサ用電気配線よりも先に切り離されるから、その接続及び切り離しの際の僅かな時間でも電熱ヒーターが非制御の通電状態になることはない。従って、例えば鑑賞用水槽等における観賞魚等の水中棲息生物に異常温度上昇による悪影響を及ぼす懸念がないし、たとえ操作ミスや何らかの要因で接続端子が不完全な接続状態になった場合でも、電熱ヒーター用電気配線が接続される状態の場合には必ず水温センサ用電気配線が接続されている状態が実現されるから、サーモスタットが作動することなく電熱ヒーターだけが作動して過度の加熱状態に至るようなことが十分に防止される。

［３］の発明では、接続端子は、電熱ヒーター用接続ピン及び水温センサ用接続ピンを備えたプラグと、これら接続ピンの差込み口を有するジャックとからなり、プラグの水温センサ用接続ピンとジャックの水温センサ用差込み口内の導体との接触限界位置が、プラグの電熱ヒーター用接続ピンとジャックの電熱ヒーター用差込み口内の導体との接触限界位置よりも浅く設定されているから、該プラグをジャックに接続する時には必ず水温センサ用電気配線の方が先に接続され、該プラグをジャックから外す時には必ずヒーター用電気配線が先に切り離されることになる。しかして、プラグの接続ピンの長さ及びジャックの差込み口内の導体先端深さのうちの一方又は両方を、水温センサ用と電熱ヒーター用とで相違させた極めて簡単な構造を採用するだけで、電熱ヒーターが非制御の通電状態になることを回避できるので、より低コスト化できるという利点がある。

以下、この発明に係る水中用ヒーターを図面に基づいて説明する。

図１は、この発明の一実施形態に係る水中用ヒーターの使用状態の一例を示す概略側面図である。この水中用ヒーターは、ヒーター本体部１と温度コントローラ部２とが別体に構成されており、水槽Ｍ内の水中に浸漬されるヒーター本体部１から電気配線コード３が延出され、この電気配線コード３の先端のプラグ４が水槽Ｍ外に配置された温度コントローラ部２の一端側のジャック５に接続されると共に、該温度コントローラ部２の他端側から壁面コンセント（図示省略）等の商用電源に接続するためのプラグ６ａ付きの電源接続コード６が延出されている。

図２は、前記ヒーター本体部１の断面図である。このヒーター本体部１は、円筒状のガラス製ヒーター管１０と、その両端開口を各々液密状態に封止する一対のゴム製のキャップ部材１１Ａ，１１Ｂとで外殻が構成されており、一端側のキャップ部材１１Ａは、電気配線コード３のゴム製被覆体と一体化されている。

前記ヒーター本体部１の内部には、長手方向に沿って帯板状の絶縁材料からなる発熱線支持部材１２が配設され、この発熱線支持部材１２を挟んだ両側に電熱ヒーター１３を構成する一対の同長さのコイル状の発熱線１３Ａ，１３Ｂが配置されている。そして、両発熱線１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ一端側がコネクタ１４ａ，１４ｂを介して、電気配線コード３から導出された電熱ヒーター用電気配線３１Ａ，３１Ｂに接続されると共に、他端側がコネクタ１４ｃ，１４ｄ及びＵ字形通電線１５を介して相互に直列に接続されている（図２参照）。

また、前記ヒーター本体１の内部には、一端側のキャップ部材１１Ａの内側位置に水温センサ７が配置されると共に、該水温センサ７の両端に、電気配線コード３から導出された２本の水温センサ用信号線（電気配線）３２Ａ，３２Ｂが接続されている。なお、前記電気配線コード３内には、電熱ヒーター用電気配線３１Ａ，３１Ｂ及び水温センサ用電気配線３２Ａ，３２Ｂが挿通配置されている（図２参照）。

また、前記ヒーター本体１の内側空間は、両発熱コイル１３Ａ，１３Ｂを直列に接続するＵ字形通電線１５の位置で、２枚重ねの円板状絶縁性フェルトからなる仕切り部材１６によって区画されている。前記仕切り部材１６よりもキャップ部材１１Ｂ側において、該通電線１５に温度ヒューズ１８が介在されている。また、前記仕切り部材１６とキャップ部材１１Ａとの間の広い空間には絶縁砂等の絶縁材１７が充填されている。

図３及び図４は、それぞれ前記温度コントローラ部２の構造を示す一部切欠平面図及び一部切欠側面図である。

この温度コントローラ部２では、共に合成樹脂成形体からなる浅い舟形の上部カバー２１Ａと下部カバー２１Ｂとを突き合わせてねじ止め（図示省略）することにより、やや偏平なケーシング２０が構成されており、該ケーシング２０の一端側からヒーター本体部１側との接続用のジャック５が突出されている。

また、前記ケーシング２０内には、温度制御回路用の配線基板２２、水温設定器２３、サーモスタットをなす電力スイッチ２４等が収容されている。また、配線基板２２には電熱ヒーター１３への通電状態（ＯＮ−ＯＦＦ）を示すパイロットランプとしてのネオン管２５が設けられている。２６は電力スイッチ２４の放熱板である。

水温設定器２３の操作軸２３ａには設定操作つまみ２３ｂが装着固定されており、この設定操作つまみ２３ｂの操作により、水槽Ｍ内の水Ｗの制御温度を設定できるようになっている。即ち、水温制御は、温度コントローラ部２に内蔵する比較器（図示省略）により、水温センサ７からの検知出力と水温設定器２３からの出力とを比較し、水温の検知値が設定値より低い時は電力スイッチ２４の接続によって電熱ヒーター１３への通電を行う一方、水温の検知値が設定値より高い時は電力スイッチ２４の遮断によって電熱ヒーター１３への通電を停止することにより、水槽Ｍ内の水Ｗを設定温度に制御するものである。

図５（ａ）は、温度コントローラ部２側のジャック５の構造を示す断面図であり、図６（ａ）は同正面図である。また、図５（ｂ）は、ヒーター本体部１側の電気配線コード３先端のプラグ４の構造を示す断面図であり、図６（ｂ）は同正面図である。

前記プラグ４の凹入した底端面４ａには、２本一対のやや太い電熱ヒーター用接続ピン（接続端子）４１，４１と、２本一対のやや細い水温センサ用接続ピン（接続端子）４２，４２とが、互いに対の並び方向を９０度異ならせた配置で突出形成されている。一方、ジャック５の端面には、電熱ヒーター用接続ピン４１，４１に対応したやや口径の大きい２つの電熱ヒーター用差込み口（接続端子）５１，５１と、水温センサ用接続ピン４２，４２に対応したやや口径の小さい２つの水温センサ用差込み口（接続端子）５２，５２とが形成されている。

しかして、ヒーター本体部１と温度コントローラ部２とは、プラグ４の接続ピン４１，４１，４２，４２をジャック５の差込み口５１，５１，５２，５２にそれぞれ差し込むことにより、両者間の電熱ヒーター用電気配線３１Ａ，３１Ｂ及び水温センサ用電気配線３２Ａ，３２Ｂが接続される。なお、４３はプラグ４の外側を覆うガイドスリーブであり、プラグ４をジャック５に接続する際、該ジャック５に外嵌することによって接続ピン４１，４１，４２，４２と差込み口５１，５１，５２，５２との位置決めを行うと共に、プラグ４とジャック５の接続状態では該ガイドスリーブ４３の凹凸状の内周面がジャック５の凹凸状の外周面に外嵌されて抜け止め機能を果たす。

前記プラグ４における水温センサ用接続ピン４２，４２は、その突出長さが電熱ヒーター用接続ピン４１，４１の突出長さよりもΔＬだけ長く設定されている（図５参照）。また、ジャック５の各差込み口５１，５２の内部には、各接続ピン４１，４２との電気導通をとるための導体５３が内奥部から一定深さまで配置されているが、水温センサ用差込み口５２における導体５３の先端位置が、電熱ヒーター用差込み口５１における導体５３の先端位置よりもΔＤだけ浅く設定されている（図５参照）。

しかして、差し込み接続開始時には、各水温センサ用差込み口５２に突入した各水温センサ用接続ピン４２が、各電熱ヒーター用差込み口５１に突入した各電熱ヒーター用接続ピン４１よりも先に内部の導体５３に接触する。一方、プラグ４をジャック５から離脱させる際には、各電熱ヒーター用差込み口５１に突入した各電熱ヒーター用接続ピン４１が、各水温センサ用差込み口５２に突入した各水温センサ用接続ピン４２よりも先に導体５３から離れることになる。即ち、本実施形態では、プラグ４の水温センサ用接続ピン４２とジャック５の水温センサ用差込み口５２内の導体５３との接触限界位置が、プラグ４の電熱ヒーター用接続ピン４１とジャック５の電熱ヒーター用差込み口５１内の導体５３との接触限界位置よりも、接続ピン４１，４２の突出長さの差ΔＬと、差込み口５１，５２内の導体５３先端深さの差ΔＤとを合わせた分（ΔＬ＋ΔＤ）だけ浅くなっている（図５参照）。

上記構成の水中用ヒーターでは、電熱ヒーター１３及び水温センサ７を備えたヒーター本体部１と、サーモスタットを備えた温度コントローラ部２とが別体に構成され、その両者間に配設される電熱ヒーター用電気配線３１Ａ，３１Ｂ及び水温センサ用電気配線３２Ａ，３２Ｂがいずれも接続端子を有したプラグ４とジャック５とで切り離し可能である。従って、概して寿命が短い電熱ヒーター１３部分が故障等した場合、ヒーター本体部１のみを新品等と交換することで対応可能であって、サーモスタットを含む温度コントローラ部２を継続使用することができ、非常に経済的であると共に、省資源や環境保全の面でも大いに貢献できる。

また、ヒーター本体部１側のプラグ４を温度コントローラ部２側のジャック５に接続する際には、水温センサ用電気配線３２Ａ，３２Ｂが電熱ヒーター用電気配線３１Ａ，３１Ｂよりも先に接続され、一方プラグ４をジャック５から切り離す際には、電熱ヒーター用電気配線３１Ａ，３１Ｂが水温センサ用電気配線３２Ａ，３２Ｂよりも先に切り離されるから、その接続及び切り離しの際の僅かな時間でも電熱ヒーター１３が非制御の通電状態になることはなく、もって鑑賞用水槽Ｍにおける観賞魚等の水中棲息生物に異常温度上昇による悪影響を及ぼす懸念がないと共に、操作ミスや何らかの要因で不完全な接続状態になった場合でも、電熱ヒーター用電気配線３１Ａ，３１Ｂが接続される状態の場合には必ず水温センサ用電気配線３２Ａ，３２Ｂが接続されている状態が実現されるから、サーモスタットが作動することなく電熱ヒーター１３だけが作動して過度の加熱状態に至るようなことがなく、高い安全性を確保できる。

なお、上記実施形態では、ヒーター本体部１側の接続端子をプラグ４、温度コントローラ部２側の接続端子をジャック５としているが、例えばヒーター本体部１側の接続端子をジャック、温度コントローラ部２側の接続端子をプラグとした構成を採用しても良い。

また、上記実施形態では、プラグ４とジャック５との着脱に際して電熱ヒーター用電気配線３１Ａ，３１Ｂと水温センサ用電気配線３２Ａ，３２Ｂの接続・切り離しにタイムラグを生じさせる手段として、プラグ４の接続ピン４１，４２の長さとジャック５の差込み口５１，５２内の導体５３先端深さとを共に異ならせているが、特にこのような構成に限定されるものではなく、水温センサ用接続ピン４２と水温センサ用差込み口５２内の導体５３との接触限界位置が、電熱ヒーター用接続ピン４１と電熱ヒーター用差込み口５１内の導体５３との接触限界位置よりも浅くなるように、例えば接続ピン４１，４２の長さ及び差込み口５１，５２内の導体５３の先端深さのうちのいずれか一方のみを相違させた構成を採用しても良い。

即ち、１）水温センサ用接続ピン４２の突出長さが、電熱ヒーター用接続ピン４１の突出長さよりも長く設定されると共に、水温センサ用差込み口５２内の導体の先端位置の深さが、電熱ヒーター用差込み口５１内の導体の先端位置の深さよりも浅く設定された構成、２）水温センサ用接続ピン４２の突出長さが、電熱ヒーター用接続ピン４１の突出長さよりも長く設定された構成、３）水温センサ用差込み口５２内の導体の先端位置の深さが、電熱ヒーター用差込み口５１内の導体の先端位置の深さよりも浅く設定された構成等が具体的実施態様として挙げられるが、特にこのような構成に限定されない。

なお、この発明に係る水中用ヒーターは、上記実施形態のものに特に限定されるものではなく、請求の範囲内であれば、その精神を逸脱するものでない限りいかなる設計的変更も許容されるものである。

この発明の一実施形態に係る水中用ヒーターの使用状態の一例を示す概略図である。図１の水中用ヒーターのヒーター本体部を示す断面図である。図１の水中用ヒーターの温度コントローラ部をその一部を切り欠いて示す平面図である。同温度コントローラ部をその一部を切り欠いて示す側面図である。（ａ）は図１の水中用ヒーターにおける温度コントローラ部側のジャックを示す断面図（図６（ａ）におけるＸ−Ｘ線での断面図に相当する）、（ｂ）は図１の水中用ヒーターにおけるヒーター本体部側のプラグを示す断面図である。（ａ）は同ジャックの正面図、（ｂ）は同プラグの正面図である。

符号の説明

１…ヒーター本体部
２…温度コントローラ部
４…プラグ
５…ジャック
７…水温センサ
１３…電熱ヒーター
３１Ａ…電熱ヒーター用電気配線
３１Ｂ…電熱ヒーター用電気配線
３２Ａ…水温センサ用電気配線（水温センサ用信号線）
３２Ｂ…水温センサ用電気配線（水温センサ用信号線）
４１…電熱ヒーター用接続ピン（接続端子）
４２…水温センサ用接続ピン（接続端子）
５１…電熱ヒーター用差込み口（接続端子）
５２…水温センサ用差込み口（接続端子）
５３…導体

Claims

電熱ヒーター及び水温センサを備えたヒーター本体部と、前記水温センサによる検知水温が設定値を越えた時に前記電熱ヒーターへの通電を遮断するサーモスタットを備えた温度コントローラ部とが別体に構成され、
前記ヒーター本体部と前記温度コントローラ部との間に配設される電熱ヒーター用電気配線及び水温センサ用電気配線がいずれも接続端子を介して切り離し可能に構成され、
前記接続端子は、電熱ヒーター用接続ピン及び水温センサ用接続ピンを備えたプラグと、これら接続ピンの差込み口を有するジャックとからなり、
前記プラグの水温センサ用接続ピンと前記ジャックの水温センサ用差込み口内の導体との接触限界位置が、前記プラグの電熱ヒーター用接続ピンと前記ジャックの電熱ヒーター用差込み口内の導体との接触限界位置よりも浅く設定され、
前記接続端子の接続時に水温センサ用電気配線が電熱ヒーター用電気配線よりも先に接続されると共に、前記接続端子の切り離し時に電熱ヒーター用電気配線が水温センサ用電気配線よりも先に切り離されるように構成されていることを特徴とする水中用ヒーター。