電気ヒータ装置およびその製造方法
【課題】熱効率に優れ、安価に製造可能であり、メンテナンス性に優れた電気ヒータ装置を提供すること。
【解決手段】ＰＴＣ素子７２を含む発熱部材７０と、この発熱部材７０で発生した熱を大気中に放熱するフィン部材８０と、を備え、フィン部材８０が、発熱部材７０の外側に設けられたケーシング部材に接して設けられた電気ヒータ装置であって、ケーシング部材として、ＰＴＣ素子７２を含む発熱部材７０構成要素をサンドイッチ状に上下から挟む一対の挟持プレート７５，７５を備え、これら一対の挟持プレート７５，７５の表面７５ａに、フィン部材８０を蝋付けにより結合し、挟持プレート７５，７５に対して挟持方向に荷重を与えた状態で両挟持プレート７５，７５の端縁部どうしを係合するクリップ部材９０を設けた。
【解決手段】ＰＴＣ素子７２を含む発熱部材７０と、この発熱部材７０で発生した熱を大気中に放熱するフィン部材８０と、を備え、フィン部材８０が、発熱部材７０の外側に設けられたケーシング部材に接して設けられた電気ヒータ装置であって、ケーシング部材として、ＰＴＣ素子７２を含む発熱部材７０構成要素をサンドイッチ状に上下から挟む一対の挟持プレート７５，７５を備え、これら一対の挟持プレート７５，７５の表面７５ａに、フィン部材８０を蝋付けにより結合し、挟持プレート７５，７５に対して挟持方向に荷重を与えた状態で両挟持プレート７５，７５の端縁部どうしを係合するクリップ部材９０を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子などの通電することで発熱する発熱素子を備えた電気ヒータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通電により発熱するＰＴＣ素子を備えた長尺状の発熱部材に接してフィンが設けられたヒータユニットと、このヒータユニットを、前記発熱部材とフィンの並び方向に複数積層して形成されたヒータ積層体と、このヒータ積層体の長手方向の両端部を支持する一対のハウジング部材と、を備えた電気ヒータ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような電気ヒータ装置は、ＰＴＣ素子を電極プレートと絶縁プレートとを順に重ね合わせたものを導電性のチューブに収容し、このチューブをＰＴＣ素子と各板の重ね合わせ方向にプレスして、ＰＴＣ素子に電極プレートおよびチューブを圧接させ、さらに、チューブの外側面のフィンを圧接あるいは接着した構造となっている。
【０００４】
そして、フィンと電極プレートとをそれぞれ電源のプラス側とマイナス側とに接続することにより、ＰＴＣ素子にチューブおよび電極プレートを介した通電が成されるようになっている。
【特許文献１】欧州特許第０５７５６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、フィンとチューブとの接触が、圧接あるいは接着となっていたため、フィンとチューブとの間の密着性が充分に得られないおそれがある。このように、フィンとチューブとの密着性が充分でない場合、密着性が充分である場合に比べて、熱抵抗が大きくなり、放熱性が充分に得られない。
【０００６】
さらに、チューブをプレスした接触では、ＰＴＣ素子とチューブおよび電極との接圧が、経時的に低下するおそれがあり、接圧の管理が難しかった。そして、接圧が低下すると、通電性の悪化および熱抵抗の増大を招き、熱効率が悪化する。
【０００７】
加えて、発熱部分であるＰＴＣ素子や電極などをチューブに収容した後にプレスするため、専用のプレス装置が必要であり、設備費がかかる。しかも、発熱部分に不良が発生した際に、その構成部品を取り出して修理することが難しく、メンテナンス性が悪い。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題に着目して成されたもので、熱効率に優れ、安価に製造可能であり、メンテナンス性に優れた電気ヒータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、長尺状に形成され、通電により発熱する発熱素子を含む発熱部と、この発熱部で発生した熱を大気中に放熱するフィン部材と、を備え、このフィン部材は、前記発熱部の外側に設けられたケーシング部材に接して設けられた電気ヒータ装置であって、前記ケーシング部材として、前記発熱素子を含む発熱部の構成要素をサンドイッチ状に両側から挟む一対の挟持プレートを備え、これら一対の挟持プレートの前記構成要素を挟持する側の面とは反対側の面である表面に、前記フィン部材が蝋付けにより結合され、前記挟持プレートに対して挟持方向に荷重を与えた状態で両挟持プレートの端縁部どうしを係合する係合手段が設けられていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気ヒータ装置において、前記係合手段が、前記挟持プレートへの係合状態で係合手段自身と前記挟持プレートとの少なくとも一方を弾性変形させ、その復元力を前記挟持方向の荷重として作用させる構造であることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電気ヒータ装置において、前記係合手段が、両挟持プレートの端縁部に装着されるクリップ部材であり、このクリップ部材は、両挟持プレートの端縁部の表面にそれぞれ係合する一対の係合片を備えているとともに、両係合片の間隔を拡げる方向に弾性変形して両係合片の間隔を狭める方向に復元力を作用させるよう形成されていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電気ヒータ装置において、前記挟持プレートの端縁部には、前記クリップ部材の係合片と挟持プレートの幅方向に係合してこの係合片が前記挟持プレートから脱落するのを規制する凹凸形状部が設けられていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電気ヒータ装置において、前記係合手段が、両挟持プレートの少なくとも一方に一体に形成され、他方の挟持プレートの端縁部と係合する係合爪を備えていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電気ヒータ装置において、前記係合爪と係合する前記他方の挟持プレートの端縁部に、前記係合爪との係合位置を前記他方の挟持プレートの表面から遠ざける突起部が形成されていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の電気ヒータ装置において、前記係合爪と突起部とが、前記挟持プレートの端縁部において長手方向に交互に設けられ、かつ、一対の挟持プレートを対向させたときに、前記係合爪と突起部とが係合するよう幅方向で互い違いに配置されていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の電気ヒータ装置において、前記フィン部材の前記挟持プレートに蝋付けされた基端部の幅方向両端部に、前記係合手段との干渉を避ける切欠部が形成されていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気ヒータ装置において、前記発熱部の構成要素として、前記発熱素子の位置決めを行う位置決め穴が長手方向に複数並設された位置決めプレートと、前記発熱素子の上下両側面の一方に接して位置決めプレートに重ねられた電極プレートと、この電極プレートと挟持プレートとの間に介在されて電極プレートと挟持プレートとの間の絶縁を行う絶縁プレートと、が含まれ、前記挟持プレートと電極プレートとが、それぞれプラスマイナスの電極として用いられていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電気ヒータ装置の製造方法であって、あらかじめ前記挟持プレート表面にフィン部材を蝋付けにより結合させておき、前記発熱部の構成要素を、一対の前記挟持プレートの裏面の間に挟み、その後、両挟持プレートの端縁部どうしを、前記係合手段により係合させることを特徴とする電気ヒータ装置の製造方法とした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電気ヒータ装置では、あらかじめ挟持プレートにフィン部材を蝋付けにより結合しておき、発熱素子などの発熱部の構成要素を、２枚の挟持プレートで挟み、その後、挟持プレートの端縁部を係合手段により係合する。
【００２０】
このように、挟持プレートにフィン部材が蝋付けにより結合されているため、フィン部材をケーシングに圧接や接着している場合に比べ、熱の伝達効率を高めて熱効率向上を図ることができる。
しかも、発熱部の構成要素をチューブに収容してプレスするのと比較して、専用のプレス装置が不要で、設備費用低減を図ることができる。
さらに、挟持プレートの間に挟持されている発熱素子の接触圧が、係合手段が付与する荷重で得られるため、プレスで接触圧を設定するのに比べて、接触圧の設定が容易であるとともに、経時的な接圧の低下を防止することが可能であり、これにより、通電性および熱抵抗を良好に保ち、熱効率を向上させることができる。
加えて、係合手段による係合を外すことで、挟持プレートに挟持された発熱部の構成要素を取り出すことが可能であるため、チューブに発熱部の構成物を入れてプレスした場合に比べて、不良発生時の修理が容易であり、メンテナンス性に優れる。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明では、係合手段を挟持プレートに係合させる際に、係合手段と挟持プレートとの少なくとも一方が弾性変形され、その復元力が、両挟持プレートによる挟持方向の荷重として作用する。
したがって、挟持プレートにより発熱部を挟持する初期荷重を、係合手段と挟持プレートとの少なくとも一方の変形量により設定することができ、設定が容易である。また、上記弾性変形状態が維持されている限り、挟持プレートに、その復元力による荷重が入力され、経時的な挟持方向の荷重低下を抑えることができる。
これにより、発熱素子の接圧を確保し、発熱素子への通電状態ならびに発熱素子から挟持プレートへの熱伝達状態を良好に保ち、熱効率の安定化を図ることができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明では、両挟持プレートの端縁部にクリップ部材を装着して、両端縁部を係合状態とする。また、この装着時には、クリップ部材の一対の係合片を一対の挟持プレートの端縁部の表面に係合させ、この係合の際に、両係合片の間隔を拡げるよう弾性変形させる。
このように、請求項３に記載の発明では、係合手段により一対の挟持プレートを係合させる際には、クリップ材を両挟持プレートの端縁部に装着させるだけであり、係合作業が容易である。また、クリップ部材の弾性変形により、挟持プレートへ入力する初期荷重の設定を行うことができるとともに、経時的な接触圧の低下を抑えることができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明では、挟持プレートの端縁部どうしを係合させる際には、クリップ部材の係合片を、挟持プレートに設けられた凹凸形状部に係合させる。
これにより、係止片が挟持プレートから脱落するのが規制され、上記係合状態をより確実に維持することができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、両挟持プレートの端縁部どうしを係合させる際には、両挟持プレートの一方に一体に形成された係合爪を他方の挟持プレートの端縁部表面に係合させる。
このように、係合時には、係合爪を他方の挟持プレートに係合させるだけであり、係合作業が容易である。しかも、係合爪が挟持プレートに一体に形成されているため、部品点数を削減して製造コストを低減させることができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明では、一方の挟持プレートの係合爪を他方の挟持プレートに形成された突起部に係合させる。このとき、突起部の突出代の分だけ、係合爪の係合位置が、他方の挟持プレート表面から遠ざけられ、挟持プレートの間隔が狭まり両挟持プレートの挟持方向の荷重として作用する。
このように、請求項６に記載の発明では、突起部の突起代により、発熱部を挟持する荷重を設定することができる。したがって、挟持荷重の初期設定が容易である。
しかも、両挟持プレートを、係止爪と突起部とが重ならない位置から、重なる位置に相対移動させることで、挟持方向の荷重を変更できる。したがって、挟持プレートをこのように相対移動させることで、発熱部を緩く挟んだ状態から、きつく挟んだ状態へ変更可能であり、組立作業のスムーズ化を図ることができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明では、一対の挟持プレートの端縁部を係合させる際には、両挟持プレートを対向させ、長手方向に交互に設けられた向かい合う係合爪と突起部とを係合させる。
したがって、一対の挟持プレートの一方のみに係合爪を設け、他方のみに突起部を設けた場合に比べて、挟持プレートの間に挟まされている発熱素子と電極プレートとの接触圧を全体で均一化を図ることが可能となり、これよる通電性および熱伝達性を向上させて熱効率の向上をより図ることができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明では、フィン部材の基端部の幅方向両端部に切欠部を形成したことで、フィン部材の基端部を除いた部分の幅方向寸法を、切欠部を設けない場合に比べて広くすることができる。
これにより、装置全体を大型化させずに、放熱性能を向上させることが可能となる。
【００２８】
請求項９に記載の発明では、両挟持プレートにより、位置決めプレートに保持された発熱素子と、電極プレートと、絶縁プレートとが、重ね合わされた状態で挟持される。そして、両挟持プレートを係合手段により係合させた際に、挟持プレートから挟持方向に入力される荷重により、発熱素子の上下側面の一方の側面に、電極プレートが圧接され、発熱素子の上下他方の側面に挟持プレートが圧接され、発熱素子に対して電極プレートと挟持プレートとを介して通電される。なお、電極プレートと挟持プレートとの間は、絶縁プレートにより絶縁されて電気的短絡が防止される。
このように挟持プレートを電極として使用することにより、電極プレートおよび電極プレートと挟持プレートとの間の絶縁プレートの数を減らすことができ、部品点数を削減して重量および製造コストを低減することが可能となる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明では、あらかじめ挟持プレート表面にフィン部材を蝋付けにより結合させるようにしたため、発熱部を挟持プレートで挟持した後に、フィン部材を蝋付けする場合のように、蝋付け時の熱が発熱部を構成する部材に悪影響を与えるのを防止することができるとともに、蝋付け作業が容易であり、作業性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態の電気ヒータ装置は、長尺状に形成され、通電により発熱する発熱素子（７２）を含む発熱部（７０）と、この発熱部（７０）で発生した熱を大気中に放熱するフィン部材（８０）と、を備え、このフィン部材（８０）は、前記発熱部（７０）の外側に設けられたケーシング部材に接して設けられた電気ヒータ装置であって、前記ケーシング部材として、前記発熱素子（７２）を含む発熱部の構成要素をサンドイッチ状に上下から挟む一対の挟持プレート（７５，７５）を備え、これら一対の挟持プレート（７５，７５）の前記構成要素を挟持する側の面とは反対側の面である表面（７５ａ）に、前記フィン部材（８０）が蝋付けにより結合され、前記挟持プレート（７５，７５）に対して挟持方向に荷重を与えた状態で両挟持プレート（７５，７５）の端縁部どうしを係合する係合手段（９０）が設けられていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【実施例１】
【００３１】
以下に、図１〜図７に基づいて、この発明の最良の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａについて説明する。
【００３２】
この実施例１の電気ヒータ装置Ａは、図７に示す車両用空調ユニットＡＣＵに適用されている。
この車両用空調ユニットＡＣＵは、ユニットハウジング１の空気取入口１ａ側から順にブロワファン２、エバポレータ３、ヒータコア４を備えている。また、ヒータコア４の近傍に、エアミックスドア５が設けられ、このエアミックスドア５の開度を調節することで、エバポレータ３を通過した冷気と、ヒータコア４を通過した暖気との混合割合を任意に調節し、各吹出口１ｂ，１ｃ，１ｄからの吹出空気温度を調節可能に構成されている。
【００３３】
実施例１の電気ヒータ装置Ａは、通電することで発熱するもので、ヒータコア４に並設され、ヒータコア４の発熱温度が不十分なときに通電されて発熱するようになっており、例えば、ディーゼル車など図外の推進装置の冷却水が比較的低い車両に用いられる。
【００３４】
以下に、実施例１の電気ヒータ装置Ａの詳細について説明する。
図２に示すように、電気ヒータ装置Ａは、ヒータ積層体１０の長手方向（矢印ＣＤ方向）の両端部に、フロントハウジング２０とエンドハウジング３０とを装着して形成されている。
【００３５】
ヒータ積層体１０は、３つのヒータユニット４０，４０，４０を上下（この図において矢印ＵＤ方向であるヒータユニット４０の積層方向を上下方向と称する）に積み重ね、この積層体の上下をエンドプレート６０，６０で挟んで形成されている。
【００３６】
図３はヒータユニット４０を示す斜視図であって、このヒータユニット４０は、発熱部材（発熱部）７０の上下にフィン部材８０，８０を結合させて形成されている。
【００３７】
なお、フィン部材８０は、熱伝導性に優れた金属板材（例えば、アルミやアルミ合金製の板材）により波形状に形成されており、発熱部材７０から伝達された熱を、矢印ＦＬ方向である幅方向に流れる空気に伝達する。
【００３８】
フロントハウジング２０およびエンドハウジング３０は、詳細な図示は省略するが、各ヒータ積層体１０の両端を差し込んで支持可能な形状に形成されているとともに、発熱部材７０に通電可能な構成を有している。また、フロントハウジング２０には、図示を省略した電力供給用のコネクタを接続可能に形成されている。
【００３９】
なお、フロントハウジング２０およびエンドハウジング３０は、電気絶縁性および耐熱性に優れた素材、例えば、繊維強化ＰＢＴ（Polybutylene terephthalate）などにより形成されている。この繊維強化ＰＢＴは、吸水率や熱膨張係数が低いため優れた寸法安定性を示し、また、電気絶縁性にも優れ、吸湿による電気特性の変化が小さく、絶縁破壊電圧が高いという特長を有している。
【００４０】
次に、上述した発熱部材７０について詳細に説明する。
【００４１】
発熱部材７０は、図１に示すように、位置決めプレート７１と、複数（本実施例１では４個）のＰＴＣ素子（発熱素子）７２と、電極プレート７３と絶縁プレート７４と、挟持プレート７５を備えている。
【００４２】
位置決めプレート７１は、複数のＰＴＣ素子７２を長手方向（矢印ＣＤ方向）に所定の間隔で並べて配置するもので、絶縁性および耐熱性に優れた素材（例えば、ポリアミドなど）によりプレート状に形成されている。
さらに、位置決めプレート７１には、ＰＴＣ素子７２の保持用の保持用穴７１ａ，７１ａ，７１ａ，７１ａが４箇所に形成されており、かつ、位置決めプレート７１の図中下側面には、後述する電極プレート７３を挿入する凹形状の溝７１ｂが形成されている。
また、位置決めプレート７１の一端には、電極プレート７３と係合して両者の相対位置を所定の位置とする係合爪７１ｃが形成されている。
【００４３】
ＰＴＣ素子７２は、一般にＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）と称されるチタン酸バリウム（BaTiO3）を主成分とする半導体セラミックで、通電により発熱する特性を有している。なお、本実施例１では、略長方形の板状に形成されており、位置決めプレート７１の保持用穴７１ａに嵌めこまれて配置されている。
電極プレート７３は、図示のように長方形の板状のプレートであり、導電性を有している。また、電極プレート７３の端縁部には、図外のコネクタ接続用の接続端子部７３ａが屈曲して形成されている。
【００４４】
絶縁プレート７４は、絶縁性を有した樹脂などにより長方形の薄板状に形成されている。また、この絶縁プレート７４は、電極プレート７３よりも幅広に形成されている（図４参照）。
【００４５】
挟持プレート７５は、通電性を有した金属により略長方形の板状に形成されており、また、位置決めプレート７１、電極プレート７３、絶縁プレート７４、フィン部材８０よりも幅広に形成されている（図４参照）。
さらに、挟持プレート７５の表面７５ａには、フィン部材８０が蝋付けにより結合されている。そして、挟持プレート７５の幅方向の両端部には、図５に示すように、表面７５ａの方へ反り返った凹凸形状部としての係止爪部７５ｂ，７５ｂが形成されている。
【００４６】
発熱部材７０は、図４にも示すように、ＰＴＣ素子７２を保持した位置決めプレート７１の図において下側に電極プレート７３および絶縁プレート７４を順に重ね合わせたものを、上下から挟持プレート７５，７５で挟んで支持して形成されている。
【００４７】
また、挟持プレート７５，７５による発熱部材７０の各部材７１，７２，７３，７４の挟持状態は、係合手段としてのクリップ部材９０，９０によりこれら一対の挟持プレート７５，７５の端縁部を係合することで維持される。
【００４８】
すなわち、クリップ部材９０は、図１に示すように、発熱部材７０の略全長の長さを有しており、かつ、図４に示すように、本体９１の上下に、挟持プレート７５，７５の係止爪部７５ｂに係合される一対の係合片９２，９２が形成されている。そして、この係合片９２には、対向する係合片９２の方向へ突出するように湾曲された係合凸部９２ａが形成されている。
また、本体９１は、中央部が係合片９２の突出方向に突き出るように折曲された形状に形成されており、係合片９２，９２が相対的に離れる方向である上下方向に変位した際に、折曲を強める方向に弾性変形して係合片９２，９２の間隔を狭める方向の復元力を発生するよう形成されている。
【００４９】
次に、実施例１の電気ヒータ装置Ａの組立手順を説明する。
この組立において、まず、ヒータユニット４０を組み立てる。
このヒータユニット４０を組み立てる場合、あらかじめ、各挟持プレート７５の表面７５ａに、フィン部材８０を蝋付けしておく。
【００５０】
そして、位置決めプレート７１の各保持用穴７１ａ，７１ａ，７１ａ，７１ａにＰＴＣ素子７２、７２，７２，７２を挿入し、さらに、この位置決めプレート７１の下側に電極プレート７３および絶縁プレート７４を順に重ね、これにフィン部材８０が結合された挟持プレート７５，７５の裏面７５ｃ，７５ｃ側を重ねる。この時点で、図６に示すように発熱部材７０にフィン部材８０，８０が結合されたものが組み立てられる。
【００５１】
この状態の上下一対の挟持プレート７５，７５の幅方向両端縁部に、クリップ部材９０，９０の係合片９２，９２を上下方向に係合させる。これにより、図３に示すヒータユニット４０が組み立てられる。
【００５２】
なお、このようにクリップ部材９０で係合する場合、クリップ部材９０，９０の両係合片９２，９２を上下に拡げるよう弾性変形させ、図４に示すように、両係合片９２，９２の間に両挟持プレート７５，７５の端縁部を差し込んで係合させる。
このとき、クリップ部材９０は、係合片９２，９２および本体９１が弾性変形し、係合片９２，９２の間隔を狭める方向に復元力が作用する。この復元力により、挟持プレート７５，７５から、これらに挟まれている位置決めプレート７１、ＰＴＣ素子７２、電極プレート７３、絶縁プレート７４に対して、挟持方向に荷重が与えられる。
したがって、この復元力による荷重により、ＰＴＣ素子７２に対する電極プレート７３および挟持プレート７５の接触圧力が得られる。この接触圧力は、クリップ部材９０の弾性変形状態が保たれている間、確保される。
【００５３】
また、この係合状態において、各係合片９２の係合凸部９２ａが挟持プレート７５の係止爪部７５ｂと幅方向に係合して、クリップ部材９０の抜け止め、すなわち、挟持プレート７５，７５からクリップ部材９０が脱落するのが防止される。
【００５４】
以上のようにしてヒータユニット４０を組み立てたら、これらヒータユニット４０を３段積み重ね、さらに、上下両端をエンドプレート６０で挟んでこれらを一体化した状態に保持し、この状態の各ヒータユニット４０，４０，４０およびエンドプレート６０，６０の一端をエンドハウジング３０に差し込むとともに、他端をフロントハウジング２０に差し込んで、図２に示す実施例１の電気ヒータ装置Ａが組み立てられる。なお、フロントハウジング２０およびエンドハウジング３０には、各ヒータユニット４０，４０，４０およびエンドプレート６０，６０と係脱可能な図示を省略した係合爪が設けられており、メンテナンス時に分解可能に構成されている。
【００５５】
本実施例１では、ＰＴＣ素子７２への通電は、電極プレート７３と挟持プレート７５，７５とにより行うものであり、フロントハウジング２０に図外のコネクタを接続した場合に、電極プレート７３の接続端子部７３ａと、挟持プレート７５とに通電が行われるように構成されている。なお、絶縁プレート７４により電極プレート７３と挟持プレート７５との短絡を防止している。
【００５６】
以上説明したように、実施例１の電気ヒータ装置Ａにあっては、ＰＴＣ素子７２から熱が伝達される挟持プレート７５に、フィン部材８０を蝋付けにより結合したため、フィン部材８０を挟持プレート７５に対して圧接や接着している場合に比べ、熱の伝達効率を高めて熱効率向上を図ることができる。
【００５７】
しかも、発熱部材７０においてＰＴＣ素子７２などの構成要素７１，７２，７３，７４を２枚の挟持プレート７５，７５で挟んで支持し、これら挟持プレート７５，７５の端縁部をクリップ部材９０，９０により係合して、挟持状態を保つようにした。
したがって、発熱部材７０の構成要素をチューブに収容してプレスするのと比較して、専用のプレス装置が不要で、設備費用低減を図ることができる。しかも、先にフィン部材８０を蝋付けした挟持プレート７５により、ＰＴＣ素子７２などの発熱部材７０の構成要素である位置決めプレート７１，ＰＴＣ素子７２，電極プレート７３，絶縁プレート７４を挟持することが可能となる。
すなわち、従来のようにチューブでプレスする構造では、先にフィン部材８０を蝋付けするとプレスができず、プレス後に蝋付けすると蝋付け時の熱によりＰＴＣ素子７２の性能が劣化するが、本実施例１では、先に蝋付けを行いながらも、ＰＴＣ素子７２などの発熱部材７０の構成要素７１，７２，７３，７４を支持することが可能となる。
【００５８】
さらに、実施例１では、挟持プレート７５，７５にクリップ部材９０を係合させるのにあたり、係合凸部９２ａを形成しており、この係合凸部９２ａの突出代により、クリップ部材９０から挟持プレート７５に入力される荷重を設定することができる。したがって、挟持荷重の初期設定が容易である。
【００５９】
また、実施例１では、ＰＴＣ素子７２に接触して通電および熱の伝達を行う電極プレート７３および挟持プレート７５とＰＴＣ素子７２との接触圧が、クリップ部材９０の弾性変形による復元力により付与する荷重で得られる。したがって、プレスで接触圧を設定するのに比べて、接触圧の設定が容易であるとともに、経時的な接圧の低下を防止することが可能であり、これにより、通電性および熱抵抗を良好に保ち、熱効率を向上させることができる。
加えて、クリップ部材９０による係合を外すことで、挟持プレート７５，７５に挟まれた発熱部材７０の構成要素７１，７２，７３，７４を取り出すことが可能であり、チューブにこれら構成要素７１，７２，７３，７４を収容してプレスした場合に比べて、不良発生時の修理が容易である。
【００６０】
また、実施例１では、両挟持プレート７５，７５の両端縁部に一対のクリップ部材９０，９０を装着して、両端縁部を係合状態とするようにした。
このように本実施例１では、装着するクリップ部材９０の数が少なく、作業数が少なくて済み作業性に優れる。加えて、クリップ部材９０の本体９１を、その中央部が折曲された略くの字断面形状に形成したことにより、係合片９２，９２を拡げた際に本体９１の上下方向の中央部から弾性変形し、本体９１を真っ直ぐな形状に形成した場合のように、係合片９２，９２の基端部から変形するのに比べて、変形代を大きく確保することができる。よって、挟持プレート７５，７５に加える荷重の設定が容易であるとともに、安定して荷重を得ることが可能となる。
【００６１】
さらに、挟持プレート７５の端縁部に係止爪部７５ｂ，７５ｂを形成し、かつ、クリップ部材９０の係合片９２には係合凸部９２ａを形成し、クリップ部材９０を挟持プレート７５，７５に係合させたときに、係止爪部７５ｂと係合凸部９２ａとが幅方向に係合してクリップ部材９０の抜け止めが成されるようにした。
このように、クリップ部材９０の抜け止めが成されることから、上記係合状態をより確実に維持することができ、上記の熱効率の向上効果を確実に得ることができる。
【００６２】
また、実施例１では、両挟持プレート７５，７５の一方を電極として用いるようにしたため、ＰＴＣ素子７２を２枚の電極プレート７３により通電を行う場合に比べて、必要な電極プレート７３および絶縁プレート７４の数を減らすことができる。
これにより、部品点数を削減して重量および製造コストを低減することが可能となる。
【実施例２】
【００６３】
次に、図８に基づいてこの発明の実施の形態の実施例２の電気ヒータ装置について説明する。なお、この実施例２は、実施例１の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施例１と同様の構成および作用効果については説明を省略する。
【００６４】
この実施例２では、フィン部材２８０の基端部に切欠部２８０ａ，２８０ａを形成した例である。
すなわち、ヒータユニット２４０の側面図である図８に示すように、フィン部材２８０には、挟持プレート７５に蝋付けされた基端部において、幅方向（矢印ＦＬ方向）の両端部に、クリップ部材９０と上下方向に重なる位置に、クリップ部材９０との干渉を避ける切欠部２８０ａ，２８０ａが形成されている。
【００６５】
したがって、実施例２にあっては、フィン部材２８０の基端部を除いた部分の幅方向寸法を、切欠部２８０ａを設けない場合に比べて広くすることができる。
これにより、装置全体を大型化させずに、放熱性能を向上させることが可能となり、さらに熱効率を向上させることができる。
なお、他の構成および作用効果は、実施例１と同様であるから説明を省略する。
【実施例３】
【００６６】
次に、図９〜図１４に基づいてこの発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃについて説明する。なお、この実施例３は、実施例１の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施例１と同様の構成および作用効果については説明を省略する。
【００６７】
実施例３の電気ヒータ装置Ｃは、図９に示すように、実施例１と同様に、３個のヒータユニット３４０を上下に積層して構成されている。
【００６８】
この実施例３におけるヒータユニット３４０は、図１０に示すように、挟持プレート３７５の端縁部どうしを係合させる係合手段の構成が実施例１と相違しており、以下、この相違点について説明する。
【００６９】
実施例３では、係合手段としての係合爪３７５ｄが挟持プレート３７５に一体に形成されている。
すなわち、係合爪３７５ｄは、挟持プレート３７５の端縁部に連続する一部を裏面３７５ｂの方向に略直角に折り曲げ、さらに、その先端部で裏面３７５ｂと向かい合うように略直角に折り曲げて形成されており、先端に、爪部３７５ｅが形成されている（図１１参照）。
なお、この係合爪３７５ｄは、図示のように、挟持プレート３７５の端縁部において、長手方向に一定間隔で３箇所に形成されている。また、係合爪３７５ｄは、図示のように、挟持プレート３７５の幅方向両端縁部において、幅方向で係合爪３７５ｄが重ならないように互い違いに配置されている。
【００７０】
さらに、挟持プレート３７５の端縁部には、係合爪３７５ｄと交互に突起部３７５ｆが形成されており、しかも、係合爪３７５ｄと突起部３７５ｆとの間には、係合爪３７５ｄの長手方向寸法と略同寸法の間隔３７５ｈが空けられている。
【００７１】
この突起部３７５ｆは、挟持プレート３７５の裏面３７５ｂどうしを対向させたときに係合爪３７５ｄと対向する位置に配置されており、かつ、係合爪３７５ｄと係合可能に形成されている。
そして、この突起部３７５ｆは、係合爪３７５ｄと係合したときに、この係合爪３７５ｄとの係合位置を、係合爪３７５ｄが設けられている側の挟持プレート３７５から遠ざけることを目的として、図１４に示すように、挟持プレート３７５の表面方向に突出して形成されているとともに、長手方向（矢印ＣＤ方向）の両端部には、傾斜面３７５ｇが形成されている。
【００７２】
次に、ヒータユニット３４０の組立手順について説明する。
この実施例３にあっても、実施例１と同様に、図１２に示すように、挟持プレート３７５の表面３７５ａに、あらかじめフィン部材８０を蝋付けにより結合しておく。
【００７３】
次に、実施例１と同様に、図１０に示すように、位置決めプレート７１の各保持用穴７１ａにＰＴＣ素子７２を保持させ、さらに、位置決めプレート７１の下側に電極プレート７３および絶縁プレート７４を重ねたものを、一方の挟持プレート３７５に重ね合わせる。
【００７４】
そして、挟持プレート３７５，３７５どうしを係合させるが、この場合、本実施例３では、まず、図１３に示すように、一方の挟持プレート３７５の間隔３７５ｈの部分に他方の挟持プレート３７５の各係合爪３７５ｄおよび突起部３７５ｆを配置させる。
【００７５】
次に、この状態から、図１３の矢印ＳＬ方向に相対スライドさせ、突起部３７５ｆをそれぞれ対応する係合爪３７５ｄの爪部３７５ｅの裏側に潜り込ませる。これにより、係合爪３７５ｄの爪部３７５ｅが、上下方向で係合相手の挟持プレート３７５の表面３７５ａの方向へ移動し、両挟持プレート３７５の裏面３７５ｂどうしの間隔が狭められる。
【００７６】
したがって、係合爪３７５ｄを含み挟持プレート３７５，３７５が弾性変形して、その復元力が挟持方向に作用する。
なお、この挟持プレート３７５，３７５の相対スライド時には、係合爪３７５ｄの爪部３７５ｅが、突起部３７５ｆの傾斜面３７５ｇに沿って徐々に上下方向に移動するため、上述の両挟持プレート３７５の裏面３７５ｂどうしの間隔変化、すなわち、上述の弾性変形も緩やかに行われる。
【００７７】
以上説明したように、実施例３の電気ヒータ装置Ｃでは、両挟持プレート３７５，３７５の端縁部どうしを係合させる際には、一方の挟持プレート３７５に形成された係合爪３７５ｄを、他方の挟持プレート３７５に形成された突起部３７５ｆに係合させるようにしたため、挟持プレート３７５と別体の係合手段が不要であり、部品点数を削減して製造コストを低減させることができる。
【００７８】
しかも、突起部３７５ｆを設けたため、係合爪３７５ｄの係合位置が、係合相手の挟持プレート３７５の表面３７５ａから遠ざけられ、これにより挟持プレート３７５，３７５の間隔が狭まり、その分両挟持プレート３７５，３７５の挟持方向の荷重として作用する。このため、挟持荷重が確実に得られるとともに、挟持荷重を、突起部３７５ｆの突起代により設定することができるため、挟持荷重の初期設定が容易である。
【００７９】
加えて、係合爪３７５ｄと突起部３７５ｆとを挟持プレート３７５の端縁部に交互に配置したため、端縁部が引っ張られる方向が交互に異なることになり、挟持荷重の均一化を図ることができる。これにより、挟持プレート３７５，３７５の間に挟まされているＰＴＣ素子７２に対する接触圧の全体で均一化を図ることが可能となり、これよる通電性および熱伝達性を向上させて熱効率の向上をより図ることができる。
【００８０】
さらに、本実施例３では、係合爪３７５ｄと突起部３７５ｆとの間に係合爪３７５ｄの長手方向寸法と略同寸法の間隔３７５ｈを形成し、組付時には、係合爪３７５ｄをこの間隔３７５ｈに配置した後に、挟持プレート３７５どうしを相対スライドさせることで係合状態が得られるようにした。
このように、係合時に係合爪３７５ｄなどを弾性変形させる操作が不要であるため、組立作業をスムーズに行うことができる。
【００８１】
なお、他の作用効果については実施例１と同様である。
すなわち、挟持プレート３７５に、フィン部材８０を蝋付けにより結合したことにより熱効率向上を図ることができる点、プレスするのと比較して、専用のプレス装置が不要で、設備費用低減を図ることができる点、ＰＴＣ素子７２との接触圧の設定が容易であるとともに、経時的な接圧の低下を防止することを可能として、熱効率を向上させることができる点、不良発生時に挟持プレート３７５，３７５の係合を外して分解可能で、メンテナンス性に優れる点、挟持プレート３７５を電極として用いて必要な電極プレート７３および絶縁プレート７４の数を減らすことができる点は、実施例１と同様である。
【００８２】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１〜３を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１〜３に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００８３】
例えば、実施例１〜３では、ヒータ積層体１０としてヒータユニット４０を３段重ねして形成した例を示したが、これに限定されるものではなく、２段重ねあるいは４段重ねなど３段以外の複数重ね合わせたものや、ヒータユニット４０を１つだけ有したものなど、３段重ね以外の構成としてもよい。
【００８４】
また、実施例１〜３では、挟持プレート７５，３７５を上下２枚用いた例を示したが、図１５に示すように、ヒンジ部４７５ｄにより相対化移動可能な２枚の挟持プレート４７５，４７５を用いてもよい。この構造では、係合手段としてのクリップ部材９０は、挟持プレート４７５，４７５の一方の端縁のみに設ければよく、部品点数を削減して、組付の手間およびコスト低減を図ることが可能である。
【００８５】
また、実施例１〜３では、ＰＴＣ素子７２への通電を電極プレート７３と挟持プレート７５，３７５とにより行うようにした例を示したが、これに限定されず、電極プレート７３を２枚設けて通電を行うようにしてもよいし、あるいは、図１６に示すように、２枚の挟持プレート５７５，５７５をそれぞれ電極として用いてもよい。
この図１６の例では、クリップ部材５９０として、絶縁性を有した部材を用いる。また、必要であれば、挟持プレート５７５，５７５の間に、絶縁部材５００，５００を設けてもよい。
【００８６】
また、挟持プレートと別体の係合手段としては、実施例１で示したクリップ部材９０に限定されるものではなく、挟持プレート７５の端部に係合して、両挟持プレートに荷重を与えることができるものであれば、他の手段を用いることができる。
【００８７】
また、実施例１では、凹凸形状部として、挟持プレート７５の表面方向に突出した係止爪部７５ｂを示したが、これに限定されず、挟持プレートの端縁部の一部を裏面方向に凹ませて、係合片９２と係合可能に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の最良の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａにおけるヒータユニット４０を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａにおけるヒータユニット４０を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａにおけるヒータユニット４０を示す側面図である。
【図５】本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用された挟持プレート７５の一端部を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａにおけるヒータユニット４０を示す斜視図であり、クリップ部材９０を係合する直前の状態を示している。
【図７】本発明の最良の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａが適用された車両用空調ユニットＡＣＵの構成の概略を示す構成説明図である。
【図８】本発明の実施の形態の実施例２の電気ヒータ装置におけるヒータユニット２４０を示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃを示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃに適用されたヒータユニット３４０を示す分解斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃに適用されたヒータユニット３４０における挟持プレート３７５の一端部を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃに適用されたヒータユニット３４０に適用されたフィン部材８０が結合された挟持プレート３７５を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃに適用されたヒータユニット３４０の組付手順を説明する斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃに適用されたヒータユニット３４０の組付作業途中の要部を示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態の電気ヒータ装置の他の例に適用されたヒータユニットを示す側面図である。
【図１６】本発明の実施の形態の電気ヒータ装置の他の例に適用されたヒータユニットを示す側面図である。
【符号の説明】
【００８９】
７０ 発熱部材（発熱部）
７１ 位置決めプレート（構成要素）
７２ ＰＴＣ素子（発熱素子）
７３ 電極プレート（構成要素）
７４ 絶縁プレート（構成要素）
７５ 挟持プレート
７５ａ 表面
７５ｂ 係止爪部（凹凸形状部）
７５ｃ 裏面
８０ フィン部材
９０ クリップ部材（係合手段）
２８０ フィン部材
２８０ａ切欠部
３７５ 挟持プレート
３７５ａ表面
３７５ｂ裏面
３７５ｄ係合爪（係合手段）
３７５ｆ突起部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子などの通電することで発熱する発熱素子を備えた電気ヒータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通電により発熱するＰＴＣ素子を備えた長尺状の発熱部材に接してフィンが設けられたヒータユニットと、このヒータユニットを、前記発熱部材とフィンの並び方向に複数積層して形成されたヒータ積層体と、このヒータ積層体の長手方向の両端部を支持する一対のハウジング部材と、を備えた電気ヒータ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような電気ヒータ装置は、ＰＴＣ素子を電極プレートと絶縁プレートとを順に重ね合わせたものを導電性のチューブに収容し、このチューブをＰＴＣ素子と各板の重ね合わせ方向にプレスして、ＰＴＣ素子に電極プレートおよびチューブを圧接させ、さらに、チューブの外側面のフィンを圧接あるいは接着した構造となっている。
【０００４】
そして、フィンと電極プレートとをそれぞれ電源のプラス側とマイナス側とに接続することにより、ＰＴＣ素子にチューブおよび電極プレートを介した通電が成されるようになっている。
【特許文献１】欧州特許第０５７５６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、フィンとチューブとの接触が、圧接あるいは接着となっていたため、フィンとチューブとの間の密着性が充分に得られないおそれがある。このように、フィンとチューブとの密着性が充分でない場合、密着性が充分である場合に比べて、熱抵抗が大きくなり、放熱性が充分に得られない。
【０００６】
さらに、チューブをプレスした接触では、ＰＴＣ素子とチューブおよび電極との接圧が、経時的に低下するおそれがあり、接圧の管理が難しかった。そして、接圧が低下すると、通電性の悪化および熱抵抗の増大を招き、熱効率が悪化する。
【０００７】
加えて、発熱部分であるＰＴＣ素子や電極などをチューブに収容した後にプレスするため、専用のプレス装置が必要であり、設備費がかかる。しかも、発熱部分に不良が発生した際に、その構成部品を取り出して修理することが難しく、メンテナンス性が悪い。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題に着目して成されたもので、熱効率に優れ、安価に製造可能であり、メンテナンス性に優れた電気ヒータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、長尺状に形成され、通電により発熱する発熱素子を含む発熱部と、この発熱部で発生した熱を大気中に放熱するフィン部材と、を備え、このフィン部材は、前記発熱部の外側に設けられたケーシング部材に接して設けられた電気ヒータ装置であって、前記ケーシング部材として、前記発熱素子を含む発熱部の構成要素をサンドイッチ状に両側から挟む一対の挟持プレートを備え、これら一対の挟持プレートの前記構成要素を挟持する側の面とは反対側の面である表面に、前記フィン部材が蝋付けにより結合され、前記挟持プレートに対して挟持方向に荷重を与えた状態で両挟持プレートの端縁部どうしを係合する係合手段が設けられていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気ヒータ装置において、前記係合手段が、前記挟持プレートへの係合状態で係合手段自身と前記挟持プレートとの少なくとも一方を弾性変形させ、その復元力を前記挟持方向の荷重として作用させる構造であることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電気ヒータ装置において、前記係合手段が、両挟持プレートの端縁部に装着されるクリップ部材であり、このクリップ部材は、両挟持プレートの端縁部の表面にそれぞれ係合する一対の係合片を備えているとともに、両係合片の間隔を拡げる方向に弾性変形して両係合片の間隔を狭める方向に復元力を作用させるよう形成されていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電気ヒータ装置において、前記挟持プレートの端縁部には、前記クリップ部材の係合片と挟持プレートの幅方向に係合してこの係合片が前記挟持プレートから脱落するのを規制する凹凸形状部が設けられていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電気ヒータ装置において、前記係合手段が、両挟持プレートの少なくとも一方に一体に形成され、他方の挟持プレートの端縁部と係合する係合爪を備えていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電気ヒータ装置において、前記係合爪と係合する前記他方の挟持プレートの端縁部に、前記係合爪との係合位置を前記他方の挟持プレートの表面から遠ざける突起部が形成されていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の電気ヒータ装置において、前記係合爪と突起部とが、前記挟持プレートの端縁部において長手方向に交互に設けられ、かつ、一対の挟持プレートを対向させたときに、前記係合爪と突起部とが係合するよう幅方向で互い違いに配置されていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の電気ヒータ装置において、前記フィン部材の前記挟持プレートに蝋付けされた基端部の幅方向両端部に、前記係合手段との干渉を避ける切欠部が形成されていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気ヒータ装置において、前記発熱部の構成要素として、前記発熱素子の位置決めを行う位置決め穴が長手方向に複数並設された位置決めプレートと、前記発熱素子の上下両側面の一方に接して位置決めプレートに重ねられた電極プレートと、この電極プレートと挟持プレートとの間に介在されて電極プレートと挟持プレートとの間の絶縁を行う絶縁プレートと、が含まれ、前記挟持プレートと電極プレートとが、それぞれプラスマイナスの電極として用いられていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電気ヒータ装置の製造方法であって、あらかじめ前記挟持プレート表面にフィン部材を蝋付けにより結合させておき、前記発熱部の構成要素を、一対の前記挟持プレートの裏面の間に挟み、その後、両挟持プレートの端縁部どうしを、前記係合手段により係合させることを特徴とする電気ヒータ装置の製造方法とした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電気ヒータ装置では、あらかじめ挟持プレートにフィン部材を蝋付けにより結合しておき、発熱素子などの発熱部の構成要素を、２枚の挟持プレートで挟み、その後、挟持プレートの端縁部を係合手段により係合する。
【００２０】
このように、挟持プレートにフィン部材が蝋付けにより結合されているため、フィン部材をケーシングに圧接や接着している場合に比べ、熱の伝達効率を高めて熱効率向上を図ることができる。
しかも、発熱部の構成要素をチューブに収容してプレスするのと比較して、専用のプレス装置が不要で、設備費用低減を図ることができる。
さらに、挟持プレートの間に挟持されている発熱素子の接触圧が、係合手段が付与する荷重で得られるため、プレスで接触圧を設定するのに比べて、接触圧の設定が容易であるとともに、経時的な接圧の低下を防止することが可能であり、これにより、通電性および熱抵抗を良好に保ち、熱効率を向上させることができる。
加えて、係合手段による係合を外すことで、挟持プレートに挟持された発熱部の構成要素を取り出すことが可能であるため、チューブに発熱部の構成物を入れてプレスした場合に比べて、不良発生時の修理が容易であり、メンテナンス性に優れる。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明では、係合手段を挟持プレートに係合させる際に、係合手段と挟持プレートとの少なくとも一方が弾性変形され、その復元力が、両挟持プレートによる挟持方向の荷重として作用する。
したがって、挟持プレートにより発熱部を挟持する初期荷重を、係合手段と挟持プレートとの少なくとも一方の変形量により設定することができ、設定が容易である。また、上記弾性変形状態が維持されている限り、挟持プレートに、その復元力による荷重が入力され、経時的な挟持方向の荷重低下を抑えることができる。
これにより、発熱素子の接圧を確保し、発熱素子への通電状態ならびに発熱素子から挟持プレートへの熱伝達状態を良好に保ち、熱効率の安定化を図ることができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明では、両挟持プレートの端縁部にクリップ部材を装着して、両端縁部を係合状態とする。また、この装着時には、クリップ部材の一対の係合片を一対の挟持プレートの端縁部の表面に係合させ、この係合の際に、両係合片の間隔を拡げるよう弾性変形させる。
このように、請求項３に記載の発明では、係合手段により一対の挟持プレートを係合させる際には、クリップ材を両挟持プレートの端縁部に装着させるだけであり、係合作業が容易である。また、クリップ部材の弾性変形により、挟持プレートへ入力する初期荷重の設定を行うことができるとともに、経時的な接触圧の低下を抑えることができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明では、挟持プレートの端縁部どうしを係合させる際には、クリップ部材の係合片を、挟持プレートに設けられた凹凸形状部に係合させる。
これにより、係止片が挟持プレートから脱落するのが規制され、上記係合状態をより確実に維持することができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、両挟持プレートの端縁部どうしを係合させる際には、両挟持プレートの一方に一体に形成された係合爪を他方の挟持プレートの端縁部表面に係合させる。
このように、係合時には、係合爪を他方の挟持プレートに係合させるだけであり、係合作業が容易である。しかも、係合爪が挟持プレートに一体に形成されているため、部品点数を削減して製造コストを低減させることができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明では、一方の挟持プレートの係合爪を他方の挟持プレートに形成された突起部に係合させる。このとき、突起部の突出代の分だけ、係合爪の係合位置が、他方の挟持プレート表面から遠ざけられ、挟持プレートの間隔が狭まり両挟持プレートの挟持方向の荷重として作用する。
このように、請求項６に記載の発明では、突起部の突起代により、発熱部を挟持する荷重を設定することができる。したがって、挟持荷重の初期設定が容易である。
しかも、両挟持プレートを、係止爪と突起部とが重ならない位置から、重なる位置に相対移動させることで、挟持方向の荷重を変更できる。したがって、挟持プレートをこのように相対移動させることで、発熱部を緩く挟んだ状態から、きつく挟んだ状態へ変更可能であり、組立作業のスムーズ化を図ることができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明では、一対の挟持プレートの端縁部を係合させる際には、両挟持プレートを対向させ、長手方向に交互に設けられた向かい合う係合爪と突起部とを係合させる。
したがって、一対の挟持プレートの一方のみに係合爪を設け、他方のみに突起部を設けた場合に比べて、挟持プレートの間に挟まされている発熱素子と電極プレートとの接触圧を全体で均一化を図ることが可能となり、これよる通電性および熱伝達性を向上させて熱効率の向上をより図ることができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明では、フィン部材の基端部の幅方向両端部に切欠部を形成したことで、フィン部材の基端部を除いた部分の幅方向寸法を、切欠部を設けない場合に比べて広くすることができる。
これにより、装置全体を大型化させずに、放熱性能を向上させることが可能となる。
【００２８】
請求項９に記載の発明では、両挟持プレートにより、位置決めプレートに保持された発熱素子と、電極プレートと、絶縁プレートとが、重ね合わされた状態で挟持される。そして、両挟持プレートを係合手段により係合させた際に、挟持プレートから挟持方向に入力される荷重により、発熱素子の上下側面の一方の側面に、電極プレートが圧接され、発熱素子の上下他方の側面に挟持プレートが圧接され、発熱素子に対して電極プレートと挟持プレートとを介して通電される。なお、電極プレートと挟持プレートとの間は、絶縁プレートにより絶縁されて電気的短絡が防止される。
このように挟持プレートを電極として使用することにより、電極プレートおよび電極プレートと挟持プレートとの間の絶縁プレートの数を減らすことができ、部品点数を削減して重量および製造コストを低減することが可能となる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明では、あらかじめ挟持プレート表面にフィン部材を蝋付けにより結合させるようにしたため、発熱部を挟持プレートで挟持した後に、フィン部材を蝋付けする場合のように、蝋付け時の熱が発熱部を構成する部材に悪影響を与えるのを防止することができるとともに、蝋付け作業が容易であり、作業性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態の電気ヒータ装置は、長尺状に形成され、通電により発熱する発熱素子（７２）を含む発熱部（７０）と、この発熱部（７０）で発生した熱を大気中に放熱するフィン部材（８０）と、を備え、このフィン部材（８０）は、前記発熱部（７０）の外側に設けられたケーシング部材に接して設けられた電気ヒータ装置であって、前記ケーシング部材として、前記発熱素子（７２）を含む発熱部の構成要素をサンドイッチ状に上下から挟む一対の挟持プレート（７５，７５）を備え、これら一対の挟持プレート（７５，７５）の前記構成要素を挟持する側の面とは反対側の面である表面（７５ａ）に、前記フィン部材（８０）が蝋付けにより結合され、前記挟持プレート（７５，７５）に対して挟持方向に荷重を与えた状態で両挟持プレート（７５，７５）の端縁部どうしを係合する係合手段（９０）が設けられていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。
【実施例１】
【００３１】
以下に、図１〜図７に基づいて、この発明の最良の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａについて説明する。
【００３２】
この実施例１の電気ヒータ装置Ａは、図７に示す車両用空調ユニットＡＣＵに適用されている。
この車両用空調ユニットＡＣＵは、ユニットハウジング１の空気取入口１ａ側から順にブロワファン２、エバポレータ３、ヒータコア４を備えている。また、ヒータコア４の近傍に、エアミックスドア５が設けられ、このエアミックスドア５の開度を調節することで、エバポレータ３を通過した冷気と、ヒータコア４を通過した暖気との混合割合を任意に調節し、各吹出口１ｂ，１ｃ，１ｄからの吹出空気温度を調節可能に構成されている。
【００３３】
実施例１の電気ヒータ装置Ａは、通電することで発熱するもので、ヒータコア４に並設され、ヒータコア４の発熱温度が不十分なときに通電されて発熱するようになっており、例えば、ディーゼル車など図外の推進装置の冷却水が比較的低い車両に用いられる。
【００３４】
以下に、実施例１の電気ヒータ装置Ａの詳細について説明する。
図２に示すように、電気ヒータ装置Ａは、ヒータ積層体１０の長手方向（矢印ＣＤ方向）の両端部に、フロントハウジング２０とエンドハウジング３０とを装着して形成されている。
【００３５】
ヒータ積層体１０は、３つのヒータユニット４０，４０，４０を上下（この図において矢印ＵＤ方向であるヒータユニット４０の積層方向を上下方向と称する）に積み重ね、この積層体の上下をエンドプレート６０，６０で挟んで形成されている。
【００３６】
図３はヒータユニット４０を示す斜視図であって、このヒータユニット４０は、発熱部材（発熱部）７０の上下にフィン部材８０，８０を結合させて形成されている。
【００３７】
なお、フィン部材８０は、熱伝導性に優れた金属板材（例えば、アルミやアルミ合金製の板材）により波形状に形成されており、発熱部材７０から伝達された熱を、矢印ＦＬ方向である幅方向に流れる空気に伝達する。
【００３８】
フロントハウジング２０およびエンドハウジング３０は、詳細な図示は省略するが、各ヒータ積層体１０の両端を差し込んで支持可能な形状に形成されているとともに、発熱部材７０に通電可能な構成を有している。また、フロントハウジング２０には、図示を省略した電力供給用のコネクタを接続可能に形成されている。
【００３９】
なお、フロントハウジング２０およびエンドハウジング３０は、電気絶縁性および耐熱性に優れた素材、例えば、繊維強化ＰＢＴ（Polybutylene terephthalate）などにより形成されている。この繊維強化ＰＢＴは、吸水率や熱膨張係数が低いため優れた寸法安定性を示し、また、電気絶縁性にも優れ、吸湿による電気特性の変化が小さく、絶縁破壊電圧が高いという特長を有している。
【００４０】
次に、上述した発熱部材７０について詳細に説明する。
【００４１】
発熱部材７０は、図１に示すように、位置決めプレート７１と、複数（本実施例１では４個）のＰＴＣ素子（発熱素子）７２と、電極プレート７３と絶縁プレート７４と、挟持プレート７５を備えている。
【００４２】
位置決めプレート７１は、複数のＰＴＣ素子７２を長手方向（矢印ＣＤ方向）に所定の間隔で並べて配置するもので、絶縁性および耐熱性に優れた素材（例えば、ポリアミドなど）によりプレート状に形成されている。
さらに、位置決めプレート７１には、ＰＴＣ素子７２の保持用の保持用穴７１ａ，７１ａ，７１ａ，７１ａが４箇所に形成されており、かつ、位置決めプレート７１の図中下側面には、後述する電極プレート７３を挿入する凹形状の溝７１ｂが形成されている。
また、位置決めプレート７１の一端には、電極プレート７３と係合して両者の相対位置を所定の位置とする係合爪７１ｃが形成されている。
【００４３】
ＰＴＣ素子７２は、一般にＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）と称されるチタン酸バリウム（BaTiO3）を主成分とする半導体セラミックで、通電により発熱する特性を有している。なお、本実施例１では、略長方形の板状に形成されており、位置決めプレート７１の保持用穴７１ａに嵌めこまれて配置されている。
電極プレート７３は、図示のように長方形の板状のプレートであり、導電性を有している。また、電極プレート７３の端縁部には、図外のコネクタ接続用の接続端子部７３ａが屈曲して形成されている。
【００４４】
絶縁プレート７４は、絶縁性を有した樹脂などにより長方形の薄板状に形成されている。また、この絶縁プレート７４は、電極プレート７３よりも幅広に形成されている（図４参照）。
【００４５】
挟持プレート７５は、通電性を有した金属により略長方形の板状に形成されており、また、位置決めプレート７１、電極プレート７３、絶縁プレート７４、フィン部材８０よりも幅広に形成されている（図４参照）。
さらに、挟持プレート７５の表面７５ａには、フィン部材８０が蝋付けにより結合されている。そして、挟持プレート７５の幅方向の両端部には、図５に示すように、表面７５ａの方へ反り返った凹凸形状部としての係止爪部７５ｂ，７５ｂが形成されている。
【００４６】
発熱部材７０は、図４にも示すように、ＰＴＣ素子７２を保持した位置決めプレート７１の図において下側に電極プレート７３および絶縁プレート７４を順に重ね合わせたものを、上下から挟持プレート７５，７５で挟んで支持して形成されている。
【００４７】
また、挟持プレート７５，７５による発熱部材７０の各部材７１，７２，７３，７４の挟持状態は、係合手段としてのクリップ部材９０，９０によりこれら一対の挟持プレート７５，７５の端縁部を係合することで維持される。
【００４８】
すなわち、クリップ部材９０は、図１に示すように、発熱部材７０の略全長の長さを有しており、かつ、図４に示すように、本体９１の上下に、挟持プレート７５，７５の係止爪部７５ｂに係合される一対の係合片９２，９２が形成されている。そして、この係合片９２には、対向する係合片９２の方向へ突出するように湾曲された係合凸部９２ａが形成されている。
また、本体９１は、中央部が係合片９２の突出方向に突き出るように折曲された形状に形成されており、係合片９２，９２が相対的に離れる方向である上下方向に変位した際に、折曲を強める方向に弾性変形して係合片９２，９２の間隔を狭める方向の復元力を発生するよう形成されている。
【００４９】
次に、実施例１の電気ヒータ装置Ａの組立手順を説明する。
この組立において、まず、ヒータユニット４０を組み立てる。
このヒータユニット４０を組み立てる場合、あらかじめ、各挟持プレート７５の表面７５ａに、フィン部材８０を蝋付けしておく。
【００５０】
そして、位置決めプレート７１の各保持用穴７１ａ，７１ａ，７１ａ，７１ａにＰＴＣ素子７２、７２，７２，７２を挿入し、さらに、この位置決めプレート７１の下側に電極プレート７３および絶縁プレート７４を順に重ね、これにフィン部材８０が結合された挟持プレート７５，７５の裏面７５ｃ，７５ｃ側を重ねる。この時点で、図６に示すように発熱部材７０にフィン部材８０，８０が結合されたものが組み立てられる。
【００５１】
この状態の上下一対の挟持プレート７５，７５の幅方向両端縁部に、クリップ部材９０，９０の係合片９２，９２を上下方向に係合させる。これにより、図３に示すヒータユニット４０が組み立てられる。
【００５２】
なお、このようにクリップ部材９０で係合する場合、クリップ部材９０，９０の両係合片９２，９２を上下に拡げるよう弾性変形させ、図４に示すように、両係合片９２，９２の間に両挟持プレート７５，７５の端縁部を差し込んで係合させる。
このとき、クリップ部材９０は、係合片９２，９２および本体９１が弾性変形し、係合片９２，９２の間隔を狭める方向に復元力が作用する。この復元力により、挟持プレート７５，７５から、これらに挟まれている位置決めプレート７１、ＰＴＣ素子７２、電極プレート７３、絶縁プレート７４に対して、挟持方向に荷重が与えられる。
したがって、この復元力による荷重により、ＰＴＣ素子７２に対する電極プレート７３および挟持プレート７５の接触圧力が得られる。この接触圧力は、クリップ部材９０の弾性変形状態が保たれている間、確保される。
【００５３】
また、この係合状態において、各係合片９２の係合凸部９２ａが挟持プレート７５の係止爪部７５ｂと幅方向に係合して、クリップ部材９０の抜け止め、すなわち、挟持プレート７５，７５からクリップ部材９０が脱落するのが防止される。
【００５４】
以上のようにしてヒータユニット４０を組み立てたら、これらヒータユニット４０を３段積み重ね、さらに、上下両端をエンドプレート６０で挟んでこれらを一体化した状態に保持し、この状態の各ヒータユニット４０，４０，４０およびエンドプレート６０，６０の一端をエンドハウジング３０に差し込むとともに、他端をフロントハウジング２０に差し込んで、図２に示す実施例１の電気ヒータ装置Ａが組み立てられる。なお、フロントハウジング２０およびエンドハウジング３０には、各ヒータユニット４０，４０，４０およびエンドプレート６０，６０と係脱可能な図示を省略した係合爪が設けられており、メンテナンス時に分解可能に構成されている。
【００５５】
本実施例１では、ＰＴＣ素子７２への通電は、電極プレート７３と挟持プレート７５，７５とにより行うものであり、フロントハウジング２０に図外のコネクタを接続した場合に、電極プレート７３の接続端子部７３ａと、挟持プレート７５とに通電が行われるように構成されている。なお、絶縁プレート７４により電極プレート７３と挟持プレート７５との短絡を防止している。
【００５６】
以上説明したように、実施例１の電気ヒータ装置Ａにあっては、ＰＴＣ素子７２から熱が伝達される挟持プレート７５に、フィン部材８０を蝋付けにより結合したため、フィン部材８０を挟持プレート７５に対して圧接や接着している場合に比べ、熱の伝達効率を高めて熱効率向上を図ることができる。
【００５７】
しかも、発熱部材７０においてＰＴＣ素子７２などの構成要素７１，７２，７３，７４を２枚の挟持プレート７５，７５で挟んで支持し、これら挟持プレート７５，７５の端縁部をクリップ部材９０，９０により係合して、挟持状態を保つようにした。
したがって、発熱部材７０の構成要素をチューブに収容してプレスするのと比較して、専用のプレス装置が不要で、設備費用低減を図ることができる。しかも、先にフィン部材８０を蝋付けした挟持プレート７５により、ＰＴＣ素子７２などの発熱部材７０の構成要素である位置決めプレート７１，ＰＴＣ素子７２，電極プレート７３，絶縁プレート７４を挟持することが可能となる。
すなわち、従来のようにチューブでプレスする構造では、先にフィン部材８０を蝋付けするとプレスができず、プレス後に蝋付けすると蝋付け時の熱によりＰＴＣ素子７２の性能が劣化するが、本実施例１では、先に蝋付けを行いながらも、ＰＴＣ素子７２などの発熱部材７０の構成要素７１，７２，７３，７４を支持することが可能となる。
【００５８】
さらに、実施例１では、挟持プレート７５，７５にクリップ部材９０を係合させるのにあたり、係合凸部９２ａを形成しており、この係合凸部９２ａの突出代により、クリップ部材９０から挟持プレート７５に入力される荷重を設定することができる。したがって、挟持荷重の初期設定が容易である。
【００５９】
また、実施例１では、ＰＴＣ素子７２に接触して通電および熱の伝達を行う電極プレート７３および挟持プレート７５とＰＴＣ素子７２との接触圧が、クリップ部材９０の弾性変形による復元力により付与する荷重で得られる。したがって、プレスで接触圧を設定するのに比べて、接触圧の設定が容易であるとともに、経時的な接圧の低下を防止することが可能であり、これにより、通電性および熱抵抗を良好に保ち、熱効率を向上させることができる。
加えて、クリップ部材９０による係合を外すことで、挟持プレート７５，７５に挟まれた発熱部材７０の構成要素７１，７２，７３，７４を取り出すことが可能であり、チューブにこれら構成要素７１，７２，７３，７４を収容してプレスした場合に比べて、不良発生時の修理が容易である。
【００６０】
また、実施例１では、両挟持プレート７５，７５の両端縁部に一対のクリップ部材９０，９０を装着して、両端縁部を係合状態とするようにした。
このように本実施例１では、装着するクリップ部材９０の数が少なく、作業数が少なくて済み作業性に優れる。加えて、クリップ部材９０の本体９１を、その中央部が折曲された略くの字断面形状に形成したことにより、係合片９２，９２を拡げた際に本体９１の上下方向の中央部から弾性変形し、本体９１を真っ直ぐな形状に形成した場合のように、係合片９２，９２の基端部から変形するのに比べて、変形代を大きく確保することができる。よって、挟持プレート７５，７５に加える荷重の設定が容易であるとともに、安定して荷重を得ることが可能となる。
【００６１】
さらに、挟持プレート７５の端縁部に係止爪部７５ｂ，７５ｂを形成し、かつ、クリップ部材９０の係合片９２には係合凸部９２ａを形成し、クリップ部材９０を挟持プレート７５，７５に係合させたときに、係止爪部７５ｂと係合凸部９２ａとが幅方向に係合してクリップ部材９０の抜け止めが成されるようにした。
このように、クリップ部材９０の抜け止めが成されることから、上記係合状態をより確実に維持することができ、上記の熱効率の向上効果を確実に得ることができる。
【００６２】
また、実施例１では、両挟持プレート７５，７５の一方を電極として用いるようにしたため、ＰＴＣ素子７２を２枚の電極プレート７３により通電を行う場合に比べて、必要な電極プレート７３および絶縁プレート７４の数を減らすことができる。
これにより、部品点数を削減して重量および製造コストを低減することが可能となる。
【実施例２】
【００６３】
次に、図８に基づいてこの発明の実施の形態の実施例２の電気ヒータ装置について説明する。なお、この実施例２は、実施例１の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施例１と同様の構成および作用効果については説明を省略する。
【００６４】
この実施例２では、フィン部材２８０の基端部に切欠部２８０ａ，２８０ａを形成した例である。
すなわち、ヒータユニット２４０の側面図である図８に示すように、フィン部材２８０には、挟持プレート７５に蝋付けされた基端部において、幅方向（矢印ＦＬ方向）の両端部に、クリップ部材９０と上下方向に重なる位置に、クリップ部材９０との干渉を避ける切欠部２８０ａ，２８０ａが形成されている。
【００６５】
したがって、実施例２にあっては、フィン部材２８０の基端部を除いた部分の幅方向寸法を、切欠部２８０ａを設けない場合に比べて広くすることができる。
これにより、装置全体を大型化させずに、放熱性能を向上させることが可能となり、さらに熱効率を向上させることができる。
なお、他の構成および作用効果は、実施例１と同様であるから説明を省略する。
【実施例３】
【００６６】
次に、図９〜図１４に基づいてこの発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃについて説明する。なお、この実施例３は、実施例１の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施例１と同様の構成および作用効果については説明を省略する。
【００６７】
実施例３の電気ヒータ装置Ｃは、図９に示すように、実施例１と同様に、３個のヒータユニット３４０を上下に積層して構成されている。
【００６８】
この実施例３におけるヒータユニット３４０は、図１０に示すように、挟持プレート３７５の端縁部どうしを係合させる係合手段の構成が実施例１と相違しており、以下、この相違点について説明する。
【００６９】
実施例３では、係合手段としての係合爪３７５ｄが挟持プレート３７５に一体に形成されている。
すなわち、係合爪３７５ｄは、挟持プレート３７５の端縁部に連続する一部を裏面３７５ｂの方向に略直角に折り曲げ、さらに、その先端部で裏面３７５ｂと向かい合うように略直角に折り曲げて形成されており、先端に、爪部３７５ｅが形成されている（図１１参照）。
なお、この係合爪３７５ｄは、図示のように、挟持プレート３７５の端縁部において、長手方向に一定間隔で３箇所に形成されている。また、係合爪３７５ｄは、図示のように、挟持プレート３７５の幅方向両端縁部において、幅方向で係合爪３７５ｄが重ならないように互い違いに配置されている。
【００７０】
さらに、挟持プレート３７５の端縁部には、係合爪３７５ｄと交互に突起部３７５ｆが形成されており、しかも、係合爪３７５ｄと突起部３７５ｆとの間には、係合爪３７５ｄの長手方向寸法と略同寸法の間隔３７５ｈが空けられている。
【００７１】
この突起部３７５ｆは、挟持プレート３７５の裏面３７５ｂどうしを対向させたときに係合爪３７５ｄと対向する位置に配置されており、かつ、係合爪３７５ｄと係合可能に形成されている。
そして、この突起部３７５ｆは、係合爪３７５ｄと係合したときに、この係合爪３７５ｄとの係合位置を、係合爪３７５ｄが設けられている側の挟持プレート３７５から遠ざけることを目的として、図１４に示すように、挟持プレート３７５の表面方向に突出して形成されているとともに、長手方向（矢印ＣＤ方向）の両端部には、傾斜面３７５ｇが形成されている。
【００７２】
次に、ヒータユニット３４０の組立手順について説明する。
この実施例３にあっても、実施例１と同様に、図１２に示すように、挟持プレート３７５の表面３７５ａに、あらかじめフィン部材８０を蝋付けにより結合しておく。
【００７３】
次に、実施例１と同様に、図１０に示すように、位置決めプレート７１の各保持用穴７１ａにＰＴＣ素子７２を保持させ、さらに、位置決めプレート７１の下側に電極プレート７３および絶縁プレート７４を重ねたものを、一方の挟持プレート３７５に重ね合わせる。
【００７４】
そして、挟持プレート３７５，３７５どうしを係合させるが、この場合、本実施例３では、まず、図１３に示すように、一方の挟持プレート３７５の間隔３７５ｈの部分に他方の挟持プレート３７５の各係合爪３７５ｄおよび突起部３７５ｆを配置させる。
【００７５】
次に、この状態から、図１３の矢印ＳＬ方向に相対スライドさせ、突起部３７５ｆをそれぞれ対応する係合爪３７５ｄの爪部３７５ｅの裏側に潜り込ませる。これにより、係合爪３７５ｄの爪部３７５ｅが、上下方向で係合相手の挟持プレート３７５の表面３７５ａの方向へ移動し、両挟持プレート３７５の裏面３７５ｂどうしの間隔が狭められる。
【００７６】
したがって、係合爪３７５ｄを含み挟持プレート３７５，３７５が弾性変形して、その復元力が挟持方向に作用する。
なお、この挟持プレート３７５，３７５の相対スライド時には、係合爪３７５ｄの爪部３７５ｅが、突起部３７５ｆの傾斜面３７５ｇに沿って徐々に上下方向に移動するため、上述の両挟持プレート３７５の裏面３７５ｂどうしの間隔変化、すなわち、上述の弾性変形も緩やかに行われる。
【００７７】
以上説明したように、実施例３の電気ヒータ装置Ｃでは、両挟持プレート３７５，３７５の端縁部どうしを係合させる際には、一方の挟持プレート３７５に形成された係合爪３７５ｄを、他方の挟持プレート３７５に形成された突起部３７５ｆに係合させるようにしたため、挟持プレート３７５と別体の係合手段が不要であり、部品点数を削減して製造コストを低減させることができる。
【００７８】
しかも、突起部３７５ｆを設けたため、係合爪３７５ｄの係合位置が、係合相手の挟持プレート３７５の表面３７５ａから遠ざけられ、これにより挟持プレート３７５，３７５の間隔が狭まり、その分両挟持プレート３７５，３７５の挟持方向の荷重として作用する。このため、挟持荷重が確実に得られるとともに、挟持荷重を、突起部３７５ｆの突起代により設定することができるため、挟持荷重の初期設定が容易である。
【００７９】
加えて、係合爪３７５ｄと突起部３７５ｆとを挟持プレート３７５の端縁部に交互に配置したため、端縁部が引っ張られる方向が交互に異なることになり、挟持荷重の均一化を図ることができる。これにより、挟持プレート３７５，３７５の間に挟まされているＰＴＣ素子７２に対する接触圧の全体で均一化を図ることが可能となり、これよる通電性および熱伝達性を向上させて熱効率の向上をより図ることができる。
【００８０】
さらに、本実施例３では、係合爪３７５ｄと突起部３７５ｆとの間に係合爪３７５ｄの長手方向寸法と略同寸法の間隔３７５ｈを形成し、組付時には、係合爪３７５ｄをこの間隔３７５ｈに配置した後に、挟持プレート３７５どうしを相対スライドさせることで係合状態が得られるようにした。
このように、係合時に係合爪３７５ｄなどを弾性変形させる操作が不要であるため、組立作業をスムーズに行うことができる。
【００８１】
なお、他の作用効果については実施例１と同様である。
すなわち、挟持プレート３７５に、フィン部材８０を蝋付けにより結合したことにより熱効率向上を図ることができる点、プレスするのと比較して、専用のプレス装置が不要で、設備費用低減を図ることができる点、ＰＴＣ素子７２との接触圧の設定が容易であるとともに、経時的な接圧の低下を防止することを可能として、熱効率を向上させることができる点、不良発生時に挟持プレート３７５，３７５の係合を外して分解可能で、メンテナンス性に優れる点、挟持プレート３７５を電極として用いて必要な電極プレート７３および絶縁プレート７４の数を減らすことができる点は、実施例１と同様である。
【００８２】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１〜３を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１〜３に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００８３】
例えば、実施例１〜３では、ヒータ積層体１０としてヒータユニット４０を３段重ねして形成した例を示したが、これに限定されるものではなく、２段重ねあるいは４段重ねなど３段以外の複数重ね合わせたものや、ヒータユニット４０を１つだけ有したものなど、３段重ね以外の構成としてもよい。
【００８４】
また、実施例１〜３では、挟持プレート７５，３７５を上下２枚用いた例を示したが、図１５に示すように、ヒンジ部４７５ｄにより相対化移動可能な２枚の挟持プレート４７５，４７５を用いてもよい。この構造では、係合手段としてのクリップ部材９０は、挟持プレート４７５，４７５の一方の端縁のみに設ければよく、部品点数を削減して、組付の手間およびコスト低減を図ることが可能である。
【００８５】
また、実施例１〜３では、ＰＴＣ素子７２への通電を電極プレート７３と挟持プレート７５，３７５とにより行うようにした例を示したが、これに限定されず、電極プレート７３を２枚設けて通電を行うようにしてもよいし、あるいは、図１６に示すように、２枚の挟持プレート５７５，５７５をそれぞれ電極として用いてもよい。
この図１６の例では、クリップ部材５９０として、絶縁性を有した部材を用いる。また、必要であれば、挟持プレート５７５，５７５の間に、絶縁部材５００，５００を設けてもよい。
【００８６】
また、挟持プレートと別体の係合手段としては、実施例１で示したクリップ部材９０に限定されるものではなく、挟持プレート７５の端部に係合して、両挟持プレートに荷重を与えることができるものであれば、他の手段を用いることができる。
【００８７】
また、実施例１では、凹凸形状部として、挟持プレート７５の表面方向に突出した係止爪部７５ｂを示したが、これに限定されず、挟持プレートの端縁部の一部を裏面方向に凹ませて、係合片９２と係合可能に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の最良の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａにおけるヒータユニット４０を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａにおけるヒータユニット４０を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａにおけるヒータユニット４０を示す側面図である。
【図５】本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用された挟持プレート７５の一端部を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａにおけるヒータユニット４０を示す斜視図であり、クリップ部材９０を係合する直前の状態を示している。
【図７】本発明の最良の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａが適用された車両用空調ユニットＡＣＵの構成の概略を示す構成説明図である。
【図８】本発明の実施の形態の実施例２の電気ヒータ装置におけるヒータユニット２４０を示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃを示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃに適用されたヒータユニット３４０を示す分解斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃに適用されたヒータユニット３４０における挟持プレート３７５の一端部を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃに適用されたヒータユニット３４０に適用されたフィン部材８０が結合された挟持プレート３７５を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃに適用されたヒータユニット３４０の組付手順を説明する斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態の実施例３の電気ヒータ装置Ｃに適用されたヒータユニット３４０の組付作業途中の要部を示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態の電気ヒータ装置の他の例に適用されたヒータユニットを示す側面図である。
【図１６】本発明の実施の形態の電気ヒータ装置の他の例に適用されたヒータユニットを示す側面図である。
【符号の説明】
【００８９】
７０ 発熱部材（発熱部）
７１ 位置決めプレート（構成要素）
７２ ＰＴＣ素子（発熱素子）
７３ 電極プレート（構成要素）
７４ 絶縁プレート（構成要素）
７５ 挟持プレート
７５ａ 表面
７５ｂ 係止爪部（凹凸形状部）
７５ｃ 裏面
８０ フィン部材
９０ クリップ部材（係合手段）
２８０ フィン部材
２８０ａ切欠部
３７５ 挟持プレート
３７５ａ表面
３７５ｂ裏面
３７５ｄ係合爪（係合手段）
３７５ｆ突起部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状に形成され、通電により発熱する発熱素子を含む発熱部と、この発熱部で発生した熱を大気中に放熱するフィン部材と、を備え、
このフィン部材は、前記発熱部の外側に設けられたケーシング部材に接して設けられた電気ヒータ装置であって、
前記ケーシング部材として、前記発熱素子を含む発熱部の構成要素をサンドイッチ状に両側から挟む一対の挟持プレートを備え、
これら一対の挟持プレートの前記構成要素を挟持する側の面とは反対側の面である表面に、前記フィン部材が蝋付けにより結合され、
前記挟持プレートに対して挟持方向に荷重を与えた状態で両挟持プレートの端縁部どうしを係合する係合手段が設けられていることを特徴とする電気ヒータ装置。
【請求項２】
前記係合手段が、前記挟持プレートへの係合状態で係合手段自身と前記挟持プレートとの少なくとも一方を弾性変形させ、その復元力を前記挟持方向の荷重として作用させる構造であることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒータ装置。
【請求項３】
前記係合手段が、両挟持プレートの端縁部に装着されるクリップ部材であり、
このクリップ部材は、両挟持プレートの端縁部の表面にそれぞれ係合する一対の係合片を備えているとともに、両係合片の間隔を拡げる方向に弾性変形して両係合片の間隔を狭める方向に復元力を作用させるよう形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気ヒータ装置。
【請求項４】
前記挟持プレートの端縁部には、前記クリップ部材の係合片と挟持プレートの幅方向に係合してこの係合片が前記挟持プレートから脱落するのを規制する凹凸形状部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電気ヒータ装置。
【請求項５】
前記係合手段が、両挟持プレートの少なくとも一方に一体に形成され、他方の挟持プレートの端縁部と係合する係合爪を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気ヒータ装置。
【請求項６】
前記係合爪と係合する前記他方の挟持プレートの端縁部に、前記係合爪との係合位置を前記他方の挟持プレートの表面から遠ざける突起部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の電気ヒータ装置。
【請求項７】
前記係合爪と突起部とが、前記挟持プレートの端縁部において長手方向に交互に設けられ、かつ、一対の挟持プレートを対向させたときに、前記係合爪と突起部とが係合するよう幅方向で互い違いに配置されていることを特徴とする請求項６に記載の電気ヒータ装置。
【請求項８】
前記フィン部材の前記挟持プレートに蝋付けされた基端部の幅方向両端部に、前記係合手段との干渉を避ける切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の電気ヒータ装置。
【請求項９】
前記発熱部の構成要素として、前記発熱素子の位置決めを行う位置決め穴が長手方向に複数並設された位置決めプレートと、前記発熱素子の上下両側面の一方に接して位置決めプレートに重ねられた電極プレートと、この電極プレートと挟持プレートとの間に介在されて電極プレートと挟持プレートとの間の絶縁を行う絶縁プレートと、が含まれ、
前記挟持プレートと電極プレートとが、それぞれプラスマイナスの電極として用いられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気ヒータ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電気ヒータ装置の製造方法であって、
あらかじめ前記挟持プレート表面にフィン部材を蝋付けにより結合させておき、
前記発熱部の構成要素を、一対の前記挟持プレートの裏面の間に挟み、
その後、両挟持プレートの端縁部どうしを、前記係合手段により係合させることを特徴とする電気ヒータ装置の製造方法。
【請求項１】
長尺状に形成され、通電により発熱する発熱素子を含む発熱部と、この発熱部で発生した熱を大気中に放熱するフィン部材と、を備え、
このフィン部材は、前記発熱部の外側に設けられたケーシング部材に接して設けられた電気ヒータ装置であって、
前記ケーシング部材として、前記発熱素子を含む発熱部の構成要素をサンドイッチ状に両側から挟む一対の挟持プレートを備え、
これら一対の挟持プレートの前記構成要素を挟持する側の面とは反対側の面である表面に、前記フィン部材が蝋付けにより結合され、
前記挟持プレートに対して挟持方向に荷重を与えた状態で両挟持プレートの端縁部どうしを係合する係合手段が設けられていることを特徴とする電気ヒータ装置。
【請求項２】
前記係合手段が、前記挟持プレートへの係合状態で係合手段自身と前記挟持プレートとの少なくとも一方を弾性変形させ、その復元力を前記挟持方向の荷重として作用させる構造であることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒータ装置。
【請求項３】
前記係合手段が、両挟持プレートの端縁部に装着されるクリップ部材であり、
このクリップ部材は、両挟持プレートの端縁部の表面にそれぞれ係合する一対の係合片を備えているとともに、両係合片の間隔を拡げる方向に弾性変形して両係合片の間隔を狭める方向に復元力を作用させるよう形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気ヒータ装置。
【請求項４】
前記挟持プレートの端縁部には、前記クリップ部材の係合片と挟持プレートの幅方向に係合してこの係合片が前記挟持プレートから脱落するのを規制する凹凸形状部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電気ヒータ装置。
【請求項５】
前記係合手段が、両挟持プレートの少なくとも一方に一体に形成され、他方の挟持プレートの端縁部と係合する係合爪を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気ヒータ装置。
【請求項６】
前記係合爪と係合する前記他方の挟持プレートの端縁部に、前記係合爪との係合位置を前記他方の挟持プレートの表面から遠ざける突起部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の電気ヒータ装置。
【請求項７】
前記係合爪と突起部とが、前記挟持プレートの端縁部において長手方向に交互に設けられ、かつ、一対の挟持プレートを対向させたときに、前記係合爪と突起部とが係合するよう幅方向で互い違いに配置されていることを特徴とする請求項６に記載の電気ヒータ装置。
【請求項８】
前記フィン部材の前記挟持プレートに蝋付けされた基端部の幅方向両端部に、前記係合手段との干渉を避ける切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の電気ヒータ装置。
【請求項９】
前記発熱部の構成要素として、前記発熱素子の位置決めを行う位置決め穴が長手方向に複数並設された位置決めプレートと、前記発熱素子の上下両側面の一方に接して位置決めプレートに重ねられた電極プレートと、この電極プレートと挟持プレートとの間に介在されて電極プレートと挟持プレートとの間の絶縁を行う絶縁プレートと、が含まれ、
前記挟持プレートと電極プレートとが、それぞれプラスマイナスの電極として用いられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気ヒータ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電気ヒータ装置の製造方法であって、
あらかじめ前記挟持プレート表面にフィン部材を蝋付けにより結合させておき、
前記発熱部の構成要素を、一対の前記挟持プレートの裏面の間に挟み、
その後、両挟持プレートの端縁部どうしを、前記係合手段により係合させることを特徴とする電気ヒータ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−７１５５３（Ｐ２００８−７１５５３Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４７５７３（Ｐ２００６−２４７５７３）
【出願日】平成１８年９月１３日（２００６．９．１３）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１３日（２００６．９．１３）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
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