(57)【要約】【課題】製造容易な構成で、しかも発熱素子の熱を外部に効率良く伝えることが可能な絶縁防水型ヒータおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の一態様は、表裏に電極層が設けられた発熱素子と、発熱素子を間に挟持し、表裏の電極層のそれぞれと導通する一対の電極板と、一対の電極板を間に挟持する一対の絶縁板と、放熱面を有し、発熱素子、一対の電極部および一対の絶縁板で構成された発熱構造体を内部に収容する筒体と、を備えた絶縁防水型ヒータであって、一対の絶縁板のそれぞれは、筒体の筒内における放熱面とは反対側の内面と密着している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏に電極層が設けられた発熱素子と、
前記発熱素子を間に挟持し、前記表裏の電極層のそれぞれと導通する一対の電極板と、
前記一対の電極板を間に挟持する一対の絶縁板と、
放熱面を有し、前記発熱素子、前記一対の電極部および前記一対の絶縁板で構成された発熱構造体を内部に収容する筒体と、
を備えた絶縁防水型ヒータであって、
前記一対の絶縁板のそれぞれは、前記筒体の筒内における前記放熱面とは反対側の内面と密着している、絶縁防水型ヒータ。
【請求項２】
前記放熱面は、平行な第１放熱面および第２放熱面を有し、
前記第１放熱面にろう付けによって接続された第１フィンと、
前記第２放熱面にろう付けによって接続された第２フィンと、をさらに備えた、請求項１記載の絶縁防水型ヒータ。
【請求項３】
前記筒体における前記第１フィンおよび前記第２フィンが設けられた部分の厚さは、前記筒体における前記第１フィンおよび前記第２フィンよりも外側の部分の厚さよりも薄い、請求項２記載の絶縁防水型ヒータ。
【請求項４】
前記筒体は、前記放熱面に一体成形されたフィンを有する、請求項１記載の絶縁防水型ヒータ。
【請求項５】
前記一対の絶縁板は、酸化アルミニウムを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の絶縁防水型ヒータ。
【請求項６】
前記発熱素子は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子である、請求項１から５のいずれか１項に記載の絶縁防水型ヒータ。
【請求項７】
前記一対の電極部のうちの一方である第１電極部は、
前記電極層と導通するように接する第１板状部分と、
前記第１板状部分における前記筒体の一方の開口側の端部に設けられた第１端子部分と、を有し、
前記一対の電極部のうちの他方である第２電極部は、
前記電極層と導通するように接する第２板状部分と、
前記第２板状部分における前記筒体の一方の開口側の端部に設けられた第２端子部分と、を有し、
前記一対の電極部の間で前記発熱素子を挟持する方向を第１方向とした場合、
前記第１方向にみて、前記第１端子部分と前記第２端子部分とは互いにずれた位置で配置された、請求項１から６のいずれか１項に記載の絶縁防水型ヒータ。
【請求項８】
前記第１端子部分には第１導通ケーブルが接続され、
前記第２端子部分には第２導通ケーブルが接続され、
前記第１端子部分と前記第１導通ケーブルとの接続部分、および前記第２端子部分と前記第２導通ケーブルとの接続部分のそれぞれは、前記筒体の筒内に配置された、請求項７記載の絶縁防水型ヒータ。
【請求項９】
前記第１端子部分は第１かしめ部分を有し、
前記第２端子部分は第２かしめ部分を有し、
前記第１電極部は、前記第１板状部分と前記第１かしめ部分との間に設けられた第１凸状延出部分を有し、
前記第２電極部は、前記第２板状部分と前記第２かしめ部分との間に設けられた第２凸状延出部分を有し、
前記第１方向と直交し、前記筒体の延在する方向を第２方向とした場合、
前記第１凸状延出部分における前記第２方向の長さは、前記第１かしめ部分における前記第１凸状延出部分側のかしめ皺の前記第２方向の長さよりも長く、
前記第２凸状延出部分における前記第２方向の長さは、前記第２かしめ部分における前記第２凸状延出部分側のかしめ皺の前記第２方向の長さよりも長い、請求項７記載の絶縁防水型ヒータ。
【請求項１０】
放熱面を有する筒体の前記放熱面にフィンをろう付けする工程と、
表裏に電極層が設けられた発熱素子を一対の電極部で挟持する工程と、
前記一対の電極部を一対の絶縁板で挟持する工程と、
前記発熱素子、前記一対の電極部および前記一対の絶縁板で構成された発熱構造体を前記筒体の筒内に収容する工程と、
前記フィンを介して前記筒体を加圧して前記筒体を押し潰すことにより、前記一対の絶縁板のそれぞれを前記筒体の筒内における前記放熱面とは反対側の内面と密着させて前記発熱構造体を前記筒内に固定する工程と、
を備えた絶縁防水型ヒータの製造方法。
【請求項１１】
放熱面を有する筒体の前記放熱面にフィンを一体成形する工程と、
表裏に電極層が設けられた発熱素子を一対の電極部で挟持する工程と、
前記一対の電極部を一対の絶縁板で挟持する工程と、
前記発熱素子、前記一対の電極部および前記一対の絶縁板で構成された発熱構造体を前記筒体の筒内に収容する工程と、
前記フィンを介して前記筒体を加圧して前記筒体を押し潰すことにより、前記一対の絶縁板のそれぞれを前記筒体の筒内における前記放熱面とは反対側の内面と密着させて前記発熱構造体を前記筒内に固定する工程と、
を備えた絶縁防水型ヒータの製造方法。
【請求項１２】
前記一対の絶縁板は、酸化アルミニウムを含む、請求項１０または１１に記載の絶縁防水型ヒータの製造方法。
【請求項１３】
前記発熱素子は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子である、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の絶縁防水型ヒータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は絶縁防水型ヒータおよびその製造方法に関し、より詳しくは電圧印加によって発熱する発熱素子を用いた絶縁防水型ヒータおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁性および防水性に優れたヒータとして、本願発明者は、特許文献１に開示される絶縁防水型ヒータを提案している。この絶縁防水型ヒータは、発熱素子を挟み込んだ一対の電極部材と、発熱素子および一対の電極部材を包む絶縁シートと、これらを収容する筒体と、筒体の両端部を閉塞するキャップと、筒体の中空部の両端などを塞ぐ封止材とを備えている。
【０００３】
さらに、本願発明者は、特許文献２に開示される車載用ヒータを提案している。この車載用ヒータは、発熱素子を挟み込んだ一対の電極部材と、発熱素子および一対の電極部材を包む絶縁シートと、これらを収容する筒体と、少なくともフィンを含む放熱体ユニットとを備えている。この車載用ヒータにおいては、発熱素子の電極面と筒体の放熱面の裏面との間で絶縁シートが挟圧され、絶縁シートの両端縁部が発熱素子の側面に対して略平行に重なり合うよう構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３８８５１９号公報
【特許文献２】特許第４４５５４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような発熱素子を用いた絶縁防水型ヒータにおいては、発熱素子で発生させた熱を効率良く筒体に伝え、筒体の外側の水などの加熱対象物へ無駄なく伝えることが望まれる。しかしながら、発熱素子を一対の電極部材で挟み込み、絶縁シートで包んで筒体の内部に収容する構成では、発熱素子の熱を筒内から筒外まで効率良く伝えることは難しい。
【０００６】
そこで、筒内において絶縁シートと筒体の内面との間に熱伝導性を高める部材（例えば、シリコーン樹脂）を介在させることが考えられる。しかし、このような部材を介在させると部材要素の増加を招くとともに、製造工程の複雑化を招く原因となる。
【０００７】
本発明は、製造容易な構成で、しかも発熱素子の熱を外部に効率良く伝えることが可能な絶縁防水型ヒータおよびその製造方法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】
【０００８】
本発明の一態様は、表裏に電極層が設けられた発熱素子と、発熱素子を間に挟持し、表裏の電極層のそれぞれと導通する一対の電極板と、一対の電極板を間に挟持する一対の絶縁板と、放熱面を有し、発熱素子、一対の電極部および一対の絶縁板で構成された発熱構造体を内部に収容する筒体と、を備えた絶縁防水型ヒータであって、一対の絶縁板のそれぞれは、筒体の筒内における放熱面とは反対側の内面と密着固定している。
【０００９】
このような構成によれば、電極板と筒体の内面との間の絶縁部材として板状である絶縁板が用いられるため、一対の電極板で発熱素子を挟持する方向において、発熱素子の電極層、電極板、絶縁板および筒体の内面のそれぞれにおいて隣接部材間が面接触する状態となる。さらに、一対の絶縁板のそれぞれが、筒体の内面と密着しているため、発熱素子で発生した熱が部材の面接触および密着性によって効率良く外部へ伝わることになる。
【００１０】
上記の絶縁防水型ヒータにおいて、放熱面は、平行な第１放熱面および第２放熱面を有し、第１放熱面にろう付けによって接続された第１フィンと、第２放熱面にろう付けによって接続された第２フィンと、をさらに備えていることが好ましい。これにより、放熱特性をさらに高めることができる。
【００１１】
上記の絶縁防水型ヒータにおいて、筒体における第１フィンおよび第２フィンが設けられた部分の厚さは、筒体における第１フィンおよび第２フィンよりも外側の部分の厚さよりも薄いことが好ましい。これにより、第１フィンおよび第２フィンの部分での筒体の内面と絶縁板との密着性がより高まり、放熱特性を高めることができる。
【００１２】
上記の絶縁防水型ヒータにおいて、筒体は、放熱面に一体成形されたフィンを有していてもよい。これにより、フィンが筒体と一体になるため、放熱特性を高めることができるとともに、部品点数の削減を図ることができる。
【００１３】
上記の絶縁防水型ヒータにおいて、一対の絶縁板は、酸化アルミニウムを含んでいてもよい。これにより、一対の絶縁板に十分な硬さおよび平坦性を持たせることができ、絶縁板と筒体の内面との密着性を高めることができる。
【００１４】
上記の絶縁防水型ヒータにおいて、発熱素子は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子であってもよい。これによりＰＴＣ素子の正温度特性を利用して、容易な温度制御および低消費電力化を図ることができる。
【００１５】
上記の絶縁防水型ヒータにおいて、一対の電極部のうちの一方である第１電極部は、電極層と導通するように接する第１板状部分と、第１板状部分における筒体の一方の開口側の端部に設けられた第１端子部分と、を有し、一対の電極部のうちの他方である第２電極部は、電極層と導通するように接する第２板状部分と、第２板状部分における筒体の一方の開口側の端部に設けられた第２端子部分と、を有し、一対の電極部の間で発熱素子を挟持する方向を第１方向とした場合、第１方向にみて、第１端子部分と第２端子部分とは互いにずれた位置で配置されていてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、第１方向にみて、第１端子部分と第２端子部分とが互いにずれた位置に配置されるため、２つの端子部分を重ねて配置する場合に比べて両者の距離を長くとることができ、耐電圧を高めることができる。
【００１７】
上記の絶縁防水型ヒータにおいて、第１端子部分には第１導通ケーブルが接続され、第２端子部分には第２導通ケーブルが接続され、第１端子部分と第１導通ケーブルとの接続部分、および第２端子部分と第２導通ケーブルとの接続部分のそれぞれは、筒体の筒内に配置されていてもよい。これにより、導通ケーブルの接続部分が筒外に露出せず、防水性を高めることができる。
【００１８】
上記の絶縁防水型ヒータにおいて、第１端子部分は第１かしめ部分を有し、第２端子部分は第２かしめ部分を有し、第１電極部は、第１板状部分と第１かしめ部分との間に設けられた第１凸状延出部分を有し、第２電極部は、第２板状部分と第２かしめ部分との間に設けられた第２凸状延出部分を有していてもよい。
そして、第１方向と直交し、筒体の延在する方向を第２方向とした場合、第１凸状延出部分における第２方向の長さは、第１かしめ部分における第１凸状延出部分側のかしめ皺の第２の方向の長さよりも長く、第２凸状延出部分における第２方向の長さは、第２かしめ部分における第２凸状延出部分側のかしめ皺の第２の方向の長さよりも長く設けられていてもよい。
【００１９】
上記のような構成によれば、かしめ部分に形成されるかしめ皺の第２方向の長さより、凸状延出部分の第２方向の長さのほうが長いため、かしめ皺の影響が板状部分に及ばない。すなわち、かしめによる板状部分のうねりの影響を抑制して発熱素子の電極層との接触を行うことができる。
【００２０】
本発明の一態様は、放熱面を有する筒体の前記放熱面にフィンをろう付けする工程と、表裏に電極層が設けられた発熱素子を一対の電極部で挟持する工程と、一対の電極部を一対の絶縁板で挟持する工程と、発熱素子、一対の電極部および一対の絶縁板で構成された発熱構造体を筒体の筒内に収容する工程と、フィンを介して筒体を加圧して筒体を押し潰すことにより、一対の絶縁板のそれぞれを筒体の筒内における放熱面とは反対側の内面と密着させて発熱構造体を筒内に固定する工程と、を備えた絶縁防水型ヒータの製造方法である。
【００２１】
このような構成によれば、筒体にフィンを取り付けた状態で、フィンを介して筒体を加圧し、筒内に発熱構造体を固定するため、この加圧によって発熱構造体の筒内への固定と、発熱素子の電極層、電極板、絶縁板および筒体の内面のそれぞれにおける隣接部材間の面接触とを一括処理で行うことができる。
【００２２】
本発明の一態様は、放熱面を有する筒体の前記放熱面にフィンを一体成形する工程と、表裏に電極層が設けられた発熱素子を一対の電極部で挟持する工程と、一対の電極部を一対の絶縁板で挟持する工程と、発熱素子、一対の電極部および一対の絶縁板で構成された発熱構造体を筒体の筒内に収容する工程と、フィンを介して筒体を加圧して筒体を押し潰すことにより、一対の絶縁板のそれぞれを筒体の筒内における放熱面とは反対側の内面と密着させて発熱構造体を筒内に固定する工程と、を備えた絶縁防水型ヒータの製造方法である。
【００２３】
このような構成によれば、筒体の放熱面にフィンを一体成形するため、別途フィンを放熱面に接続する工数を削減することができる。また、筒体の放熱面に一体成形されたフィンを介して筒体を加圧し、筒内に発熱構造体を固定するため、フィンを介して加圧力を筒内に効率良く伝えることができる。これにより、発熱構造体の筒内への固定と、発熱素子の電極層、電極板、絶縁板および筒体の内面のそれぞれにおける隣接部材間の面接触とを一括処理で、かつ効率良く行うことができる。
【００２４】
上記の製造方法において、一対の絶縁板は、酸化アルミニウムを含んでいてもよい。一対の絶縁板に十分な硬さおよび平坦性を持たせることができ、筒体を加圧した際の絶縁板の耐荷重性と、絶縁板と筒体の内面との密着性とを高めることができる。
【００２５】
上記の製造方法において、発熱素子は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子であってもよい。これによりＰＴＣ素子の正温度特性を利用して、容易な温度制御および低消費電力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、製造容易な構成で、しかも発熱素子の熱を外部に効率良く伝えることが可能な絶縁防水型ヒータおよびその製造方法を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態に係る絶縁防水型ヒータの構成を例示する斜視図である。
【図２】本実施形態に係る絶縁防水型ヒータの構成を例示する分解斜視図である。
【図３】本実施形態に係る絶縁防水型ヒータの構成を例示する断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る絶縁防水型ヒータの構成を例示する断面図である。
【図５】電極部の凸状延出部分について例示する拡大平面図である。
【図６】電極部の端子部分について例示する拡大平面図である。
【図７】フィンを備えた絶縁防水型ヒータについて説明する斜視図である。
【図８】絶縁防水型ヒータの製造方法を例示するフローチャートである。
【図９】車載用ヒータ装置を例示する斜視図である。
【図１０】他の車載用ヒータ装置を例示する斜視図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、フィンが一体成形された絶縁防水型ヒータの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
【００２９】
（絶縁防水型ヒータの構成）
図１は、本実施形態に係る絶縁防水型ヒータ（以下、単に「ヒータ」とも言う。）の構成を例示する斜視図である。
図２は、本実施形態に係るヒータの構成を例示する分解斜視図である。
本実施形態に係るヒータ１は、電圧印加によって発熱する装置である。特に、ヒータ１は、例えば３００ボルト（Ｖ）以上の高電圧で駆動可能であるとともに、ＩＰコード（ＩＥＣ：International Electrotechnical Commission）におけるＩＰ６７をクリアする高い防水性および防塵性を有している。
ＩＰ６７は、機器の内部に粉塵が入らない防塵性能と、一時的に一定水圧の条件に水没しても内部に浸水しない程度の防水性能を有することを意味する。
【００３０】
図１および図２に示すように、本実施形態に係るヒータ１は、発熱素子１０、一対の電極板２０、一対の絶縁板３０および筒体５０を備える。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、一対の電極板２０の間で発熱素子１０を挟持する方向を第１方向Ｄ１、第１方向と直交し筒体５０の延在する方向を第２方向Ｄ２、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２と直交する方向を第３方向Ｄ３と言うことにする。また、第１方向Ｄ１は厚さ方向、第２方向Ｄ２は長さ方向、第３方向Ｄ３は幅方向とも言うことにする。
【００３１】
発熱素子１０は、電圧の印加によって発熱する素子である。発熱素子１０には、例えばＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子が用いられる。ＰＴＣ素子は正温度特性を有する。すなわち、キュリー点以上の温度になると抵抗が増加して、それ以上の温度上昇が制限される。発熱素子１０としてＰＴＣ素子を用いることで、温度制御の容易性および消費電力の抑制を図ることができる。
【００３２】
ＰＴＣ素子の正温度特性は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）に微量の希土類などを添加することで変化する。本実施形態では複数の発熱素子１０が設けられる。１つの発熱素子１０は、厚さ約３ミリメートル（ｍｍ）、幅約２４ｍｍ、長さ約１５ｍｍの略直方体である。
【００３３】
本実施形態に係るヒータ１では、発熱素子１０として、約３００Ｖ以上の高電圧で駆動するための組成、形状およびサイズが適用される。また、本実施形態に係るヒータ１では、約５００ワット（Ｗ）以上の高出力を得るとともに、省スペース化を図るため、上記の大きさの発熱素子１０が第２方向Ｄ２に複数個、直列に並べられている。
【００３４】
発熱素子１０の表裏面（厚さ方向の表裏面）のそれぞれには電極層１０ａが設けられる。電極層１０ａには、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属が用いられる。これらの金属を発熱素子１０の表裏面に例えば溶射することで電極層１０ａが形成される。電極層１０ａは発熱素子１０とオーミックコンタクトしている。
【００３５】
発熱素子１０は、一対の電極板２０の間に挟持される。一対の電極板２０のうちの一方は第１電極板２０１であり、他方は第２電極板２０２である。説明の便宜上、第１電極板２０１および第２電極板２０２を区別せずに示すときは、電極板２０と言うことにする。第１電極板２０１は、発熱素子１０の一方の電極層１０ａと導通し、第２電極板２０２は、発熱素子１０の他方の電極層１０ａと導通する。
【００３６】
第１電極板２０１は、第１板状部分２１１、第１端子部分２２１および第１凸状延出部分２３１を有する。第２電極板２０２は、第２板状部分２１２、第２端子部分２２２および第２凸状延出部分２３２を有する。また、第１端子部分２２１は第１かしめ部分２５１を有し、第２端子部分２２２は第２かしめ部分２５２を有する。
【００３７】
説明の便宜上、第１板状部分２１１および第２板状部分２１２を区別せずに示すときは、板状部分２１０と言うことにする。また、第１端子部分２２１および第２端子部分２２２を区別せずに示すときは、端子部分２２０と言うことにする。また、第１凸状延出部分２３１および第２凸状延出部分２３２を区別せずに示すときは、凸状延出部分２３０と言うことにする。また、第１かしめ部分２５１および第２かしめ部分２５２を区別せずに示すときは、かしめ部分２５０と言うことにする。
【００３８】
板状部分２１０は、第２方向Ｄ２に延在する薄板状の部分であり、電極層１０ａと導通するように接する。板状部分２１０の幅（第３方向Ｄ３の長さ）は、２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度あるとよい。これにより、十分な発熱出力を得ることができる。
【００３９】
なお、板状部分２１０の幅は、電極層１０ａの幅よりも広く、発熱素子１０の幅以下であることが望ましい。板状部分２１０の幅が電極層１０ａの幅よりも広いことで、電極層１０ａの全体を板状部分２１０と接触させることができる。一方、板状部分２１０の幅を発熱素子１０の幅以下にすることで、板状部分２１０の幅方向の縁部分が発熱素子１０よりも外側にはみ出ないことになる。
【００４０】
端子部分２２０は、板状部分２１０における筒体５０の一方の開口５０ａ側の端部に設けられる。第１かしめ部分２５１には第１導通ケーブルＣ１１がかしめによって固定され、第２かしめ部分２５２には第２導通ケーブルＣ１２がかしめによって固定される。
【００４１】
説明の便宜上、第１導通ケーブルＣ１１および第２導通ケーブルＣ１２を区別せずに示すときは、導通ケーブルＣ１０と言うことにする。導通ケーブルＣ１０は、導線の周囲を絶縁被覆材で覆ったものである。導通ケーブルＣ１０の先端において絶縁被覆材から露出する導線がかしめ部分２５０でかしめによって接続される。また、絶縁被覆材の先端部分についても、かしめ部分２５０でかしめによって固定されていることが望ましい。かしめによる接続では、はんだ付け、ろう付け、ねじ止めに比べて容易かつ確実に接続することができる。
【００４２】
凸状延出部分２３０は、板状部分２１０とかしめ部分２５０との間に設けられる。凸状延出部分２３０は、板状部分２１０における開口５０ａ側の端部から第２方向Ｄ２へ、開口５０ａに向けて凸型に延出した部分である。凸状延出部分２３０の先端部分から第２方向Ｄ２へ、かしめ部分２５０が延出している。
【００４３】
電極板２０には、例えばステンレスやアルミニウム（Ａｌ）が用いられる。板状部分２１０の厚さは約０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度である。板状部分２１０と発熱素子１０の電極層１０ａとは、導電性および熱伝導性に優れた例えばシリコーン系接着剤によって接着される。なお、電極層１０ａの表面には、発熱素子１０の表面の凹凸に対応した微小な凹凸が形成されている。したがって、接着剤の導電性が低くても、電極層１０ａの微小な凹凸の凸部が接着剤を突き抜けて板状部分２１０と接し、十分な導通を得ることができる。
【００４４】
一対の絶縁板３０は絶縁性を有する板状部材であり、一対の電極板２０を間に挟持する。一対の絶縁板３０のうちの一方は第１絶縁板３０１であり、他方は第２絶縁板３０２である。説明の便宜上、第１絶縁板３０１および第２絶縁板３０２を区別せずに示すときは、絶縁板３０と言うことにする。
【００４５】
絶縁板３０は、例えば酸化アルミニウム（アルミナ）を含む。絶縁板３０は、酸化アルミニウムの板材によって構成されていてもよいし、芯材となる支持板の表面に酸化アルミニウムを被覆した構成でもよい。第１絶縁板３０１は第１電極板２０１の外側に配置され、第２絶縁板３０２は第２電極板２０２の外側に配置される。すなわち、第１絶縁板３０１と第２絶縁板３０２との間に、発熱素子１０を挟持した一対の電極板２０が挟持される状態となる。
【００４６】
筒体５０は中空部５５を有し、発熱素子１０、一対の電極板２０および一対の絶縁板３０で構成された発熱構造体１００を中空部５５内に収容する。筒体５０は、一対の放熱面５１と、一対の側面５３とを有し、第２方向Ｄ２に伸びる筒型に構成される。放熱面５１は、平行な平坦面である第１放熱面５１１および第２放熱面５１２を有する。説明の便宜上、第１放熱面５１１および第２放熱面５１２を区別せずに示すときは、放熱面５１と言うことにする。
【００４７】
筒体５０には、一方端側の開口５０ａと、他方端側の開口５０ｂとが設けられる。発熱構造体１００は、筒体５０の例えば開口５０ａから筒内に挿入される。筒体５０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）によって構成され、発熱構造体１００を中空部５５内に収容した状態で第１方向Ｄ１に加圧される。この加圧によって放熱面５１が押圧され、側面５３が外側に屈曲する状態となる。
【００４８】
加圧によって筒体５０が第１方向Ｄ１に押し潰されることで、絶縁板３０と筒内における放熱面５１とは反対側の内面５１ａとが密着する状態となる。すなわち、電極板２０と筒体５０の内面５１ａとの間の絶縁部材として板状である絶縁板３０が用いられるため、第１方向Ｄ１において、発熱素子１０の電極層１０ａ、電極板２０、絶縁板３０および筒体５０の内面５１ａのそれぞれにおいて隣接部材間が面接触する状態となる。さらに、一対の絶縁板３０のそれぞれが、筒体５０の内面５１ａと密着する状態になるため、発熱素子１０で発生した熱が部材の面接触および密着性によって効率良く外部へ（発熱素子１０から電極板２０、絶縁板３０および放熱面５１へ）伝わることになる。
【００４９】
ここで、絶縁板３０と筒体５０の内面５１ａとの密着性は、例えば、接着剤を用いることなく発熱構造体１００を筒体５０に挿入して加圧固定した際、発熱構造体１００を引き抜くことができない程度に密着していることをいう。好ましくは、絶縁板３０と内面５１ａとの面接触における接触圧力の分布が実質的に均一になっている状態（例えば、両端部および中央部で均一な接触圧力になっている状態）である。例えば、ヒータ１を第２方向Ｄ２に２〜４つ程度に分割した際、どの分割片であっても筒体５０から発熱構造体１００が抜けない状態である。
【００５０】
このように絶縁板３０と筒体５０の内面５１ａとが均一性高く密着していることで、発熱素子１０で発生させた熱を効率良く放熱面５１まで伝えることが可能となる。
【００５１】
封止部６０は、筒体５０の両端の開口５０ａおよび５０ｂを封止する部材である。封止部６０には、例えばシリコーン系樹脂やエポキシ樹脂などの耐電圧および耐熱型の封止材が用いられる。
【００５２】
また、封止部６０としては、シリコーン系ゴムなどのゴム材を開口５０ａに嵌め込み、筒体５０の潰しによって密封性を高めた構成であってもよい。これにより、筒体５０の開口５０ａおよび５０ｂを製造容易に封止することができる。すなわち、硬化前の柔らかい状態のシリコーン系樹脂を開口５０ａおよび５０ｂに充填した後、硬化させることで、筒体５０の内部を容易かつ確実に液密状態で封止することができる。電極板２０と接続された導通ケーブルＣ１０は、封止部６０を貫通して外部へ引き出される。
【００５３】
本実施形態では、封止部６０によって筒体５０の内部への防水構造、および第１端子部分２２１と第２端子部分２２２との間における３００Ｖ以上の耐電圧構造が構成される。また、封止部６０としては、耐熱温度１５０℃以上の材料を用いることが好ましい。
【００５４】
なお、筒体５０の両端部にキャップ（図示せず）を取り付けてもよい。キャップは、電気絶縁性および発熱素子１０が発する熱に対する耐熱性を有する。キャップの材料としては、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ：Polybutylene Terephthalate）が好適である。
【００５５】
また、本実施形態に係るヒータ１において、第２方向Ｄ２にみたときの筒体５０の厚さとして、中央部分５６の厚さｔ１が、縁部分５７の厚さｔ２よりも薄くなっていることが好ましい。すなわち、中央部分５６は縁部分５７よりも凹んでおり、縁部分５７は中央部分５６よりも突出している。
【００５６】
中央部分５６の幅（第３方向Ｄ３の長さ）は、絶縁板３０の幅とほぼ等しい。縁部分５７よりも厚さの薄い中央部分５６では、絶縁板３０と筒体５０の内面５１ａとが強固に密着する状態となる。したがって、発熱素子１０から電極板２０および絶縁板３０を介して放熱面５１に至る放熱特性を高めることができる。
【００５７】
（絶縁防水型ヒータの内部構造）
図３および図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る絶縁防水型ヒータの構成を例示する断面図である。図３には、第１方向Ｄ１にみたヒータ１の断面図が示される。なお、図３においては、説明の便宜上、絶縁板３０、筒体５０および封止部６０について厚さ方向の中央で切断した断面を示す。図４（ａ）には、図３のＡ−Ａ線の断面図が示され、図４（ｂ）には、図３のＢ−Ｂ線の断面図が示され、図４（ｃ）には、図３のＣ−Ｃ線の断面図が示される。
【００５８】
図３に示すように、第１方向Ｄ１にみて、絶縁板３０の大きさは、電極板２０よりも大きい。すなわち、発熱素子１０を挟持した一対の電極板２０は一対の絶縁板３０の内側で挟持され、一対の絶縁板３０から外側にはみ出ないことになる。これにより、電極板２０と筒体５０とが接触（導通）することを防止できる。なお、発熱素子１０および一対の電極板２０の側面部分は絶縁板３０によって覆われないため、ここに絶縁性を有する樹脂（例えば、シリコーン樹脂）を塗布するようにしてもよい。
【００５９】
第１端子部分２２１および第２端子部分２２２は筒体５０の一方の開口５０ａの側に位置する。これにより、端子部分２２０から第１導通ケーブルＣ１１および第２導通ケーブルＣ１２をほぼ真っ直ぐに同じ開口５０ａ側から引き出すことができる。
【００６０】
また、第１方向Ｄ１にみた場合、第１端子部分２２１と第２端子部分２２２とは互いにずれた位置で配置される。ずれた位置とは、第１端子部分２２１の幅の中心と、第２端子部分２２２の幅の中心とが重ならないことを言う。第１方向Ｄ１にみた場合、第１端子部分２２１と第２端子部分２２２とは、互いに一部で重なっていてもよいが、全く重ならないことが望ましい。これにより、２つの端子部分を重ねて配置する場合に比べて両者の距離を長くとることができ、第１端子部分２２１と第２端子部分２２２との間の耐電圧（絶縁耐力）を高めることができる。
【００６１】
図４（ａ）に示すように、一対の絶縁板３０は発熱素子１０を挟持する一対の電極板２０を間に挟持するように設けられる。また、図３に示すように、絶縁板３０は、第１方向Ｄ１にみて、電極板２０の全体（板状部分２１０、凸状延出部分２３０および端子部分２２０）を覆うように配置される。なお、絶縁板３０の第２方向Ｄ２の端部３０ａおよび３０ｂは、筒体５０の両端よりも外側には突出していない。この絶縁板３０によって、電極板２０と筒体５０との間の電気的な絶縁が確保される。
【００６２】
また、図４（ｂ）に示すように、かしめ部分２５０の合口は互いに内側を向くように設けられる。これにより、かしめ部分２５０は第１方向Ｄ１において筒体５０の内面側に突出することがなくなる。すなわち、板状部分２１０から凸状延出部分２３０およびかしめ部分２５０にかけて電極板２０の放熱面５１側はほぼ平坦となり、放熱面５１の内面から電極板２０に対して均一性高く押圧される。また、ヒータ１の薄型化を図ることができる。
【００６３】
また、封止部６０は、筒体５０の開口５０ａおよび５０ｂの内部に埋め込まれている。筒体５０の開口５０ｂ側においては、開口５０ｂの全体が封止部６０によって塞がれる。筒体５０の開口５０ａ側においては、開口５０ａから筒体５０の内部の少なくとも端子部分２２０まで封止部６０が埋め込まれている。
【００６４】
また、図４（ｂ）および図３に示すように、開口５０ａ側において、封止部６０は、一対の絶縁板３０の間となる第１端子部分２２１および第２端子部分２２２を埋め込むように設けられる。端子部分２２０が封止部６０によって埋め込まれることで、第１端子部分２２１および第２端子部分２２２の位置固定が確実となる。
【００６５】
また、第１端子部分２２１と第２端子部分２２２との間に封止部６０が介在することで、第１端子部分２２１と第２端子部分２２２との間が空間となる場合に比べて耐電圧を高めることができる。封止部６０としてシリコーン系樹脂を用いることで、空間（空気）に比べて２桁以上高い絶縁耐力が得られる。
【００６６】
さらに、図４（ｂ）に示すように、開口５０ａ側において、封止部６０は、絶縁板３０と筒体５０の内面５０ｃとの間にも介在している。ここで、開口５０ａ側において絶縁板３０は端子部分２２０の全体を覆う位置まで延在している。筒体５０に収容される端子部分２２０と、筒体５０の内面５０ｃおよび５１ａとの導通を避けるためである。
【００６７】
端子部分２２０に延在する絶縁板３０と端子部分２２０との間には距離があり、封止部６０を埋め込む前は中空状（隙間Ｇ）となっている。本実施形態では、この隙間Ｇにも封止部６０が埋め込まれる。これにより、開口５０ａ側における絶縁板３０と筒体５０の内面５０ｃとの隙間Ｇでの防水性が高まる。
【００６８】
すなわち、筒体５０の外から筒内に向けた防水性は、湿気（水分）の浸入経路上を塞ぐ封止部６０の長さが長いほど高くなる。もし、隙間Ｇに封止部６０が介在していないと、筒体５０の内面５０ｃに沿った湿気（水分）の浸入経路上での封止部６０の長さは、開口５０ａから絶縁板３０の端部３０ａまでとなる（図３の長さＬ１１参照）。
【００６９】
一方、隙間Ｇに封止部６０が介在していると、筒体５０の内面５０ｃに沿った湿気（水分）の浸入経路上での封止部６０の長さは、長さＬ１１と、絶縁板３０の端子部分２２０を囲む部分の長さ（図３の長さＬ１２参照）とを加えたものとなる。絶縁板３０の端子部分２２０を覆う部分の長さＬ１２は、開口５０ａから絶縁板３０の端部３０ａまでの長さＬ１１よりも十分に長い。隙間は長さＬ１２の部分に生じるため、隙間を封止部６０で埋めることによって湿気（水分）の浸入経路上を塞ぐ封止部６０の長さを長くとることができ、防水性を効果的に高めることができる。
【００７０】
なお、隙間Ｇにおける長さＬ２の範囲の一部に封止部６０を埋め込むようにしてもよいが、隙間Ｇを埋め込む封止部６０の第２方向Ｄ２の長さが長いほど防水性は高くなるため、隙間Ｇにおける長さＬ２の範囲の全体に封止部６０を埋め込むことが最も好ましい。
【００７１】
図４（ｃ）に示すように、開口５０ａ側においては、第１導通ケーブルＣ１１および第２導通ケーブルＣ１２が封止部６０を突き抜けて外方に延出する。開口５０ａ側において、封止部６０は筒体５０の内面５０ｃと密着しているとともに、放熱面５１とは反対側の内面５１ａと密着している。
【００７２】
上記の例では、開口５０ａ側における封止部６０について示したが、開口５０ｂ側においても絶縁板３０と筒体５０の内面５０ｃとの隙間に封止部６０が介在していることが好ましい。
【００７３】
（凸状延出部分）
図５は、電極部の凸状延出部分について例示する拡大平面図である。
凸状延出部分２３０は、板状部分２１０の端部から第２方向Ｄ２に凸状に延出した部分である。かしめ部分２５０は、凸状延出部分２３０の先端から延出するよう設けられる。すなわち、凸状延出部分２３０は、板状部分２１０とかしめ部分２５０との間に設けられる部分である。
【００７４】
ここで、板金加工によってかしめ部分２５０を形成すると、かしめ皺２５５が生じる。かしめ皺２５５とは、かしめ部分２５０の形成において、かしめ片２５０ａを折り曲げる際にかしめ片２５０ａの付け根近傍に加わる力によって金属板材が皺状に塑性変形する部分のことを言う。
【００７５】
本実施形態では、かしめ皺２５５は凸状延出部分２３０のかしめ部分２５０側に形成される。かしめ皺２５５は、かしめ片２５０ａを折り曲げる側、すなわち、かしめの合口側に盛り上がるように形成される。このため、かしめ部分２５０を設けることでかしめ皺２５５が形成され、かしめ皺２５５によって盛り上がる分だけ厚さが増すことになる。
【００７６】
本実施形態では、凸状延出部分２３０における第２方向Ｄ２の長さＬ２を、かしめ皺２５５の第２方向Ｄ２の長さＬ１よりも長くしている。これにより、かしめ皺２５５が形成されていても、かしめ皺２５５による盛り上がりの影響が板状部分２１０には及ばないことになる。
【００７７】
したがって、かしめ部分２５０を形成しても、板状部分２１０のうねりの影響を抑制することができる。板状部分２１０のうねりが少ないことで、一対の電極板２０によって発熱素子１０を挟持する際、板状部分２１０と電極層１０ａとを確実に接触させることができる。
【００７８】
もし、凸状延出部分２３０が設けられていないか、凸状延出部分２３０の長さＬ２がかしめ皺２５５の長さＬ１よりも短い場合、かしめ皺２５５による盛り上がりの影響が板状部分２１０に及ぶことになる。この場合、板状部分２１０の平坦性が損なわれ、板状部分２１０と発熱素子１０（電極層１０ａ）との均一な接触の妨げとなる。この状態で筒体５０を加圧して電極板２０と発熱素子１０とを密着させようとすると、電極板２０と発熱素子１０との間に加圧の応力のばらつきが生じる。
【００７９】
電極層１０ａの表面は発熱素子１０の表面の凹凸に基づき凹凸が形成されており、電極層１０ａと板状部分２１０との接触は点接触の集まりと考えられる。電極板２０と電極層１０ａとを密着させる際、第１方向Ｄ１にみて、単位面積あたりの板状部分２１０と電極層１０ａとの接触面積を接触密度とする。
【００８０】
かしめ皺２５５による盛り上がりの部分に加圧の応力が集中すると、電極板２０と電極層１０ａとの接触領域で接触密度の低下やばらつきが生じる。接触密度の低下は放熱効率の低下に繋がる。また、接触密度のばらつきは、電極板２０と発熱素子１０との間の電界のばらつきとなる。電極板２０に印加される電圧が３００Ｖ以上の高電圧になると、このような電界のばらつきによる電界集中によって、発熱素子１０の耐圧に影響を与えることになる。特に、発熱素子１０としてＰＴＣ素子を用いた場合には、通電初期に突入電流が発生する。３００Ｖ以上の高電圧を印加した場合、過大な突入電流が局所的に発生することは極力避けたい。
【００８１】
板状部分２１０におよぶかしめ皺２５５による影響を回避しようとした場合、板状部分２１０において、かしめ皺２５５の盛り上がりの部分を避けて発熱素子１０を配置することが考えられる。しかし、この場合には避ける分だけ板状部分２１０を長くするか、発熱素子１０を短くしなければならない。
【００８２】
本実施形態のように、凸状延出部分２３０の長さＬ２を、かしめ皺２５５の長さＬ１よりも長くしておくことで、板状部分２１０にはかしめ皺２５５の影響が及ばない。したがって、板状部分２１０の全域について発熱素子１０を配置できるとともに、かしめ皺２５５の盛り上がりの影響を受けずに電界分布のばらつきが抑制され、高電圧が印加された場合でも十分な耐電圧を得ることが可能となる。また、電極板２０と電極層１０ａとの接触密度の増加によって放熱効率の向上を図ることが可能となる。
【００８３】
また、凸状延出部分２３０の第３方向Ｄ３の長さ（幅Ｗ２）は、かしめ部分２５０の第３方向Ｄ３の長さ（幅Ｗ３）よりも長く設けられる。すなわち、凸状延出部分２３０は、かしめ部分２５０よりも幅広に設けられている。これにより、かしめ部分２５０に応力が加わった場合に凸状延出部分２３０でその応力を吸収して板状部分２１０へ伝わることを抑制できる。なお、凸状延出部分２３０の幅は、一定であってもよいし、かしめ部分２５０から板状部分２１０にむけて漸増（連続的または段階的に増加）してもよい。
【００８４】
また、凸状延出部分２３０における第３方向Ｄ３の長さ（幅Ｗ２）は、板状部分２１０における第３方向Ｄ３の長さ（幅Ｗ１）の１／２（幅１／２Ｗ１）よりも短く設けられていてもよい。凸状延出部分２３０は板状部分２１０の中央に対して一方側に寄せた位置に設けられる。これにより、第１方向Ｄ１にみて、第１凸状延出部分２３１と第２凸状延出部分２３２とが互いに重ならないよう配置される。したがって、第１凸状延出部分２３１と第２凸状延出部分２３２との間隔が、第１凸状延出部分２３１と第２凸状延出部分２３２とが互いに重なる場合に比べて長くなり、耐電圧を向上させることができる。
【００８５】
（端子部分）
図６は、電極部の端子部分について例示する拡大平面図である。
本実施形態では、第１方向Ｄ１にみて、第１端子部分２２１と第２端子部分２２２とが互いに重ならないように配置される。この際、第１方向Ｄ１にみて、第１端子部分２２１と第２端子部分２２２との隙間Ｓ１は、２．５ｍｍ以上であることが好ましい。第１端子部分２２１と第２端子部分２２２との間に封止部６０が介在し、隙間Ｓ１が２．５ｍｍ以上あることにより、第１端子部分２２１と第２端子部分２２２との間に例えば３００Ｖ以上の電圧が印加されても十分な絶縁性を確保することができる。
【００８６】
（フィンを備えた例）
図７は、フィンを備えたヒータについて説明する斜視図である。
本実施形態に係るヒータ１は、筒体５０の上下の放熱面５１のそれぞれにフィン１５０を備えていてもよい。すなわち、第１放熱面５１１には第１フィン１５１が接続され、第２放熱面５１２には第２フィン１５２が接続される。なお、説明の便宜上、第１フィン１５１および第２フィン１５２を区別せずに示すときは、フィン１５０と言うことにする。また、図７では、第２フィン１５２をヒータ１から離間して示している。
【００８７】
フィン１５０を備えたヒータ１においては、ヒータ１の流路１５０１の一方側から他方側に向けて空気が通過する際、フィン１５０の流路１５０１を通過する空気が加熱され、温風を出力することができる。
【００８８】
フィン１５０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる板材を、山部と谷部とを繰り返すように折り曲げて構成されている。フィン１５０は、耐熱性および熱伝導性に優れた例えばシリコーン系接着剤により接続されていてもよいが、ろう付け部８０を介して放熱面５１にろう付け固定されていることが望ましい。
【００８９】
フィン１５０が放熱面５１にろう付けされていることで、シリコーン系接着剤などの樹脂で接着されている場合に比べ、放熱面５１とフィン１５０との間の放熱効率が向上する。すなわち、金属の熱伝導率は樹脂の熱伝導率に比べて桁違いに高い。したがって、フィン１５０が放熱面５１にろう付けされていることで、同じ出力のヒータユニットであれば小型化を図ることができ、同じ大きさのヒータユニットであれば高出力化を図ることができる。
【００９０】
フィン１５０の幅（第３方向Ｄ３の長さ）は、放熱面５１における中央部分５６の幅とほぼ等しい。放熱面５１の縁部分５７は中央部分５６よりも僅かに突出している。したがって、フィン１５０を中央部分５６に配置する際、縁部分５７がフィン１５０の幅方向の位置決め部材となる。また、フィン１５０の幅が中央部分５６の幅とほぼ等しいことで、後述する製造方法でフィン１５０を介して筒体５０を加圧する際、フィン１５０に加わる圧力を中央部分５６に均一に印加できるようになる。
【００９１】
（製造方法）
次に、フィン１５０を備えたヒータ１の製造方法について説明する。
図８は、ヒータの製造方法を例示するフローチャートである。
先ず、筒体５０の放熱面５１に、フィン１５０をろう付けによって固定する（ステップＳ１０１）。ろう付け部８０のろう材としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）−シリコン（Ｓｉ）の共晶系合金が用いられる。
【００９２】
次に、発熱素子１０を一対の電極板２０で挟持する（ステップＳ１０２）。発熱素子１０と電極板２０との間には、導電性および熱伝導性に優れた例えばシリコーン系接着剤が塗布されている。
【００９３】
次に、発熱素子１０を挟持した一対の電極板２０を一対の絶縁板３０で挟持する（ステップＳ１０３）。絶縁板３０には、例えば酸化アルミニウム（アルミナ）の板材が用いられる。電極板２０と絶縁板３０との間には、熱伝導性に優れた例えばシリコーン系接着剤を塗布してもよい。
【００９４】
次に、発熱素子１０、一対の電極板２０および一対の絶縁板３０で構成された発熱構造体１００を筒体５０の中空部５５内に収容する（ステップＳ１０４）。この際、筒体５０の放熱面５１には、既にフィン１５０がろう付けによって取り付けられている。
【００９５】
次に、発熱構造体１００が収容された筒体５０を加圧する（ステップＳ１０５）。筒体５０の加圧は、フィン１５０を介して行われる。すなわち、フィン１５０を介して筒体５０を上下方向（第１方向Ｄ１）に加圧して筒体５０を押し潰し、発熱構造体１００を中空部５５内に固定する。
【００９６】
筒体５０が押し潰される際、第１放熱面５１１および第２放熱面５１２の間隔が狭くなり、発熱構造体１００を挟持する状態となる。これにより、筒体５０の内部において、発熱素子１０と電極板２０との間、電極板２０と絶縁板３０との間、および絶縁板３０と内面５１ａとの間がそれぞれ密着するとともに、発熱構造体１００が筒内に固定される。加圧による部材間の密着において、発熱素子１０と電極板２０との密着により発熱素子１０と電極板２０との電気的な抵抗を低下させた接続が達成され、絶縁板３０と内面５１ａとの密着によって熱伝導の抵抗を低下させた接続が達成される。すなわち、１回の加圧処理によって電気的な接続と熱的な接続との両方を行うことが可能となる。
【００９７】
筒体５０の加圧によって発熱構造体１００を固定した後は、筒体５０の開口５０ａおよび５０ｂに封止部６０を埋め込む。これにより、フィン１５０を備えたヒータ１が完成する。
【００９８】
また、上記の製造方法では、筒体５０を加圧する前に筒体５０にフィン１５０が取り付けられている。そして、フィン１５０が取り付けられた筒体５０の中空部５５内に発熱構造体１００を収容し、その後、フィン１５０を介して筒体５０を加圧する。
つまり、フィン１５０を筒体５０に取り付ける際には発熱構造体１００が中空部５５内に収容されていない状態（空の状態）のため、フィン１５０の取り付けにおいては、発熱構造体１００で使用される熱に弱い部材（例えば、樹脂部材）の耐熱温度を超えたろう付けを採用することが可能となる。
【００９９】
フィン１５０を筒体５０にろう付けで固定できることは、シリコーン系接着剤によって固定する場合に比べて固定にかかる時間を大幅に短縮することができる。また、筒体５０の加圧工程を待つことなく、予めフィン１５０を筒体５０にろう付けしておくことができる。したがって、フィン１５０のろう付け工程と、筒体５０の加圧工程とを並列して行うことができ、量産において製造時間の短縮化を図ることができる。
【０１００】
また、上記の製造方法によれば、筒体５０にフィン１５０を取り付けた状態で、フィン１５０を介して筒体５０を加圧し、筒内に発熱構造体１００を密着固定するため、この加圧によって発熱構造体１００の筒内への固定（接着剤を使用しない固定）と、発熱素子１０の電極層１０ａ、電極板２０、絶縁板３０および筒体５０の内面５１ａのそれぞれにおける隣接部材間の面接触とを、一括処理で完了することが可能となる。
【０１０１】
（加圧とヒータ出力）
ここで、本願発明者は、筒体５０への加圧力とヒータ１の出力との関係を実験によって得た。実験においては、筒体５０に発熱構造体１００を収容し、筒体５０への加圧が無い状態から徐々に加圧していき、その際のヒータ１の出力を測定した。
【０１０２】
実験の結果、筒体５０への加圧力が増加するほど出力が増加することが分かった。出力は、筒体５０への加圧が無い状態での出力（初期出力）に対して約３倍まで増加し、その後、さらに加圧力を増加すると、出力は低下する。これは、所定の加圧力を超えるとフィン１５０の潰れが発生し、これによってヒータ１の出力低下を招いていると考えられる。
【０１０３】
したがって、フィン１５０の潰れが発生しない最大の加圧力によって筒体５０を加圧することで、最も放熱効率の高いヒータ１を製造することが可能となる。
【０１０４】
（車載用ヒータ装置）
図９は、車載用ヒータ装置を例示する斜視図である。
なお、説明の都合上、図９ではケース５０１を二点鎖線で示している。
車載用ヒータ装置５００は、車載用ヒータユニット１Ｕと、ケース５０１とを備える。車載用ヒータユニット１Ｕは、ケース５０１の中に収容される。車載用ヒータユニット１Ｕは、縦横に配置された複数のヒータ１を有する。図示する例では、ヒータ１が３列、２段で配置されている。なお、ヒータ１の数や縦横の配置数は任意であり、図示した数に限るものではない。
【０１０５】
フィン１５０は、第２方向Ｄ２に山部と谷部とを繰り返すように折り曲げられている。これにより、フィン１５０の山部と谷部との隙間である流路１５０１の方向は第２方向Ｄ２と直交する第３方向に設けられることになる。流路１５０１を通過する媒体は、複数のヒータ１から加熱作用を得ることができる。
【０１０６】
ケース５０１には、加熱対象である媒体（水や空気など）の流入口５０１１と流出口５０１２とが設けられる。流入口５０１１および流出口５０１２は例えば筒型に設けられており、ケース５０１の側面５０１ｓから突出するように設けられる。媒体は、流入口５０１１からケース５０１内に送られ、ケース５０１内の車載用ヒータユニット１Ｕで加熱された状態で流出口５０１２からケース５０１の外へ出て行く。
【０１０７】
本実施形態ではケース５０１の同じ側面５０１ｓに流入口５０１１と流出口５０１２とが並んで配置されている。このような車載用ヒータ装置５００において、車載用ヒータユニット１Ｕは、フィン１５０の流路１５０１の一端を流入口５０１１および流出口５０１２のそれぞれに対向させて、ケース５０１内に収容されている。
【０１０８】
ケース５０１にはヒータ１から延出する第１導通ケーブルＣ１１および第２導通ケーブルＣ１２のそれぞれを通すための孔（図示せず）が設けられる。ケース５０１内に収容されたヒータ１の導通ケーブルＣ１０のそれぞれはケース５０１の孔を通してケース５０１の外へ引き出される。
【０１０９】
本実施形態に係るヒータ１の防水性は非常に高い。したがって、ケース５０１内にヒータ１の全体を収容することができる。例えば、媒体が液体（例えば水）の場合、ケース５０１内は水で満たされる。本実施形態に係るヒータ１の防水性は非常に高いため、ヒータ１の全体をケース５０１内に収容してもヒータ１の内部へ浸水することはない。
【０１１０】
このため、流入口５０１１および流出口５０１２以外でケース５０１に開ける孔は導通ケーブルＣ１０を通す小さな孔だけで済む。ケース５０１に設ける孔が小さいことで、この孔と導通ケーブルＣ１０との僅かな隙間だけを封止剤で封止すればよく、封止が容易となる。しかも、少ない量の封止剤であっても確実な封止を行うことができ、簡単でありながら高い封止性を実現することができる。
【０１１１】
車載用ヒータ装置５００で媒体を加熱するには、流入口５０１１からケース５０１内に媒体を送り込む。ケース５０１内に流入した媒体は、フィン１５０の流路１５０１を流れていく。本実施形態では、フィン１５０の流路１５０１と流入口５０１１の延びる方向とがほぼ一致しているため、流入した媒体が効率よくフィン１５０の流路１５０１に沿って流れていくことになる。
【０１１２】
流路１５０１に沿って流れる媒体はフィン１５０との熱交換により加熱されて、流出口５０１２からケース５０１の外部に流出する。本実施形態では、フィン１５０の流路１５０１と流出口５０１２の延びる方向とがほぼ一致しているため、流路１５０１に沿って加熱された媒体は効率よく流出口５０１２から外部へ流出していく。
【０１１３】
図１０は、他の車載用ヒータ装置を例示する斜視図である。
図１０に示す車載用ヒータ装置５００では、流入口５０１１と流出口５０１２とがケース５０１における互いに対向する位置に配置されている。流入口５０１１の延びる方向と流出口５０１２の延びる方向とはほぼ一致している。
【０１１４】
このような車載用ヒータ装置５００において、車載用ヒータユニット１Ｕは、フィン１５０の流路１５０１の一端を流入口５０１１と対向させ、流路１５０１の他端を流出口５０１２と対向させて、ケース５０１内に収容されている。
【０１１５】
ケース５０１における流入口５０１１および流出口５０１２のそれぞれが取り付けられる部分にはテーパ部５０１３が設けられる。流入口５０１１側のテーパ部５０１３は、流入口５０１１からケース５０１の内部に向けて徐々に断面積が拡がるように形成されている。ケース５０１の内部には多段のヒータ１を備えた車載用ヒータユニット１Ｕが収容されている。テーパ部５０１３が設けられていることで、流入口５０１１から流入した媒体をケース５０１の内部に均一に拡散させて導くことができ、多段のフィン１５０の流路１５０１の全体に媒体を偏りなく流すことができる。これにより、高い熱交換効率を実現できる。
【０１１６】
また、流出口５０１２側のテーパ部５０１３は、ケース５０１の内部から流出口５０１２に向けて徐々に断面積が狭くなるように形成されている。これにより、ケース５０１内に収容された車載用ヒータユニット１Ｕのフィン１５０の流路１５０１を通過した媒体は、テーパ部５０１３によって効率よく流出口５０１２に集められ、流出口５０１２からケース５０１の外部へ流出することになる。
【０１１７】
この車載用ヒータ装置５００においても、ケース５０１には流入口５０１１および流出口５０１２以外の孔として導通ケーブルＣ１０を通す孔６５のみが設けられる。ケース５０１に設ける孔６５が小さいことで、少ない量の封止剤であっても確実な封止性を得ることができる。
【０１１８】
図９および図１０に示すような本実施形態に係る車載用ヒータ装置５００では、高耐電圧、優れた絶縁性および防水性を備えたヒータ１を用いているため、例えば３００Ｖ以上の耐電圧を得ることができるとともに、高い防水性および高い放熱効率を得ることができる。また、フィン１５０をろう付けすることで、高効率化（放熱効率の向上）を達成することが可能となる。したがって、同じ出力であれば車載用ヒータ装置５００の小型化を達成することができ、同じ大きさであれば車載用ヒータ装置５００の高出力化を図ることが可能となる。
【０１１９】
本実施形態では、車載用ヒータユニット１Ｕによって３キロワット（ｋＷ）以上の出力を得ている。しかも、車載用ヒータユニット１Ｕの高耐電圧、優れた絶縁性および防水性によって、厳しい環境化でも使用することが可能となる。
【０１２０】
このように、本実施形態に係るヒータ１においては、筒体５０の開口５０ａおよび５０ｂを封止部６０で封止するといった簡単な封止構造でありながら、３００Ｖ以上の耐電圧を得ることができるとともに、高い防水性および高い放熱効率を得ることができる。
【０１２１】
電気自動車やハイブリッド車などは、３００Ｖから４００Ｖ程度の電圧を取り扱う。本実施形態に係るヒータ１は、このような高電圧について降圧することなく電圧を印加して使用することができる。また、車が水没したり、津波や高潮を受けたり、水没しないまでもヒータ１が水に浸かる可能性もある。本実施形態に係るヒータ１では高い防水性を備えているため、高電圧環境下でも漏電を防止することができる。さらに、本実施形態に係るヒータ１は、寒冷地や悪路、粉塵を受けるといった厳しい環境下での使用であっても十分に耐えることが可能である。しかも、高効率化によって、同じ出力であれば小型化を達成でき、同じ大きさであれば高出力化を図ることが可能となる。
【０１２２】
（フィン一体成形タイプの例）
図１１（ａ）および（ｂ）は、フィンが一体成形されたヒータの例を示す図である。
図１１（ａ）にはヒータ１の斜視図が示され、図１１（ｂ）にはヒータ１の中央部分での断面図が示される。
図１１に示すヒータ１は、筒体５０の放熱面５１に一体成形されたフィン１５０を有している。図１１に示す例では、フィン１５０は、筒体５０の第１放熱面５１１および第２放熱面５１２に一体的に成形されている。フィン１５０は、少なくとも第１放熱面５１１１または第２放熱面５１２に設けられていればよく、側面５３に設けられていてもよい。
【０１２３】
フィン１５０の延びる方向は、筒体５０の延びる方向と同じ第２方向Ｄ２である。すなわち、フィン１５０は、一定間隔で平行に設けられた複数の凸片１５０ａを有し、各凸片１５０ａが第２方向Ｄ２に延在して設けられる。筒体５０の放熱面５１に複数の凸片１５０ａが一定間隔で密に設けられることで、隣り合う凸片１５０ａの間に第２方向Ｄ２に延びる流路１５０１が構成される。
【０１２４】
なお、フィン１５０は筒体５０の第２方向Ｄ２の全体に設けられていてもよいし、一部に設けられていてもよい。また、フィン１５０や凸片１５０ａの途中に切れ目が設けられていてもよい。
【０１２５】
筒体５０にフィン１５０を一体成形する方法としては、例えば筒体５０の金属材料（アルミニウム等）を用いた押し出し成形が挙げられる。また、押し出し成形のほか、筒体５０の金属材料を用いた切削成形、ダイキャスト成形、鍛造成形などであってもよい。
【０１２６】
このように、フィン１５０が筒体５０に一体成形されていることで、筒体５０の内部から外部に向かう熱経路が、放熱面５１からフィン１５０まで同一材料により連続的に構成される。これにより、ヒータ１の放熱特性を高めることができる。また、筒体５０とフィン１５０とを別部品としてそれぞれ用意する必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。
【０１２７】
フィン１５０が一体成形されたヒータ１の製造方法は、図８に示す製造方法のフローチャートにおいてステップＳ１０１のフィン１５０のろう付けの工程に代わり、筒体５０の放熱面５１にフィン１５０を一体成形する工程を行う。
【０１２８】
この製造方法では、筒体５０の放熱面５１にフィン１５０を一体成形するため、別途フィン１５０を放熱面５１に接続する工数を削減することができる。また、筒体５０の放熱面５１に一体成形されたフィン１５０を介して筒体５０を加圧し、筒内に発熱構造体１００を固定するため、フィン１５０を介して加圧力を筒内に効率良く伝えることができる。
【０１２９】
例えば、フィン１５０の複数の凸片１５０ａが、互いに平行に、筒体５０の延びる方向（第２方向Ｄ２）に延在して一体成形されていると、筒体５０を加圧する際、複数の凸片１５０ａのそれぞれを介して加圧力を集中的に筒内へ伝えることができる。複数の凸片１５０ａが一定間隔で密に設けられていることで、加圧力は一点に集中することはなく、発熱構造体１００の全体にわたり、強くかつ広い範囲に伝わり、発熱構造体１００の隣接部材間の密着性を高めることができる。
【０１３０】
このため、フィン１５０が一体成形された筒体５０を用いたヒータ１（フィン一体のヒータ１）では、フィン１５０を別体で取り付けた筒体５０を用いたヒータ１（フィン別体のヒータ１）に比べて弱い加圧力で同等の出力を得ることができる。また、同じ加圧力で製造する場合には、フィン一体のヒータ１では、発熱素子１０の出力を低くしても、ヒータ１の全体としてフィン別体のヒータ１と同等な出力を確保することができる。
【０１３１】
ここで、第１放熱面５１１側のフィン１５０の凸片１５０ａと、第２放熱面５１２側のフィン１５０の凸片１５０ａとが、第１方向Ｄ１にみて互いに同じ位置に配置されていると、筒体５０を加圧する際に上下の凸片１５０ａどうしで加圧力を集中させることができる。これにより、相対的に弱い加圧力でも十分な密着力を得ることができる。
【０１３２】
一方、第１放熱面５１１側のフィン１５０の凸片１５０ａと、第２放熱面５１２側のフィン１５０の凸片１５０ａとが、第１方向Ｄ１にみて互いに異なる位置に配置されていると（例えば、互い違いの位置）、筒体５０を加圧する際に上下の凸片１５０ａを介して印加される力を分散させることができる。これにより、相対的に弱い加圧力でも広い範囲に密着力を及ぼすことができる。
【０１３３】
なお、上記に本実施形態およびその適用例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、導通ケーブルＣ１０を接続する端子としてかしめ部分２５０の例を示したが、平板状に延出する端子部分であってもよい。この場合、導通ケーブルＣ１０を、はんだ付け、ろう付け、ねじ止めで接続してもよいし、コネクタで接続してもよい。また、発熱素子１０としてＰＴＣ素子を用いる例を示したが、ＰＴＣ素子以外の素子（例えば、アルミナや窒化珪素などのセラミックス）を用いてもよい。また、加熱対象の媒体は水、空気、ガスのほか、油やゲル状物などの他の物体（これらの少なくともいずれかの混合物を含む。）であってもよい。
【０１３４】
また、前述の各実施形態またはその適用例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、自動車（電気自動車、ハイブリッド車など）のほか、電車その他の移動体、産業用装置の加熱用など、３００Ｖ以上の高電圧で駆動する加熱装置として好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３６】
１…ヒータ
１Ｕ…車載用ヒータユニット
１０…発熱素子
１０ａ…電極層
２０…電極板
３０…絶縁板
３０ａ，３０ｂ…端部
５０…筒体
５０ａ，５０ｂ…開口
５０ｃ…内面
５１…放熱面
５１ａ…内面
５３…側面
５５…中空部
５６…中央部分
５７…縁部分
６０…封止部
６５…孔
８０…ろう付け部
１００…発熱構造体
１５０…フィン
１５０ａ…凸片
１５１…第１フィン
１５２…第２フィン
２０１…第１電極板
２０２…第２電極板
２１０…板状部分
２１１…第１板状部分
２１２…第２板状部分
２２０…端子部分
２２１…第１端子部分
２２２…第２端子部分
２３０…凸状延出部分
２３１…第１凸状延出部分
２３２…第２凸状延出部分
２５０…かしめ部分
２５０ａ…かしめ片
２５１…第１かしめ部分
２５２…第２かしめ部分
２５５…かしめ皺
３０１…第１絶縁板
３０２…第２絶縁板
５００…車載用ヒータ装置
５０１…ケース
５０１ｓ…側面
５１１…第１放熱面
５１２…第２放熱面
１５０１…流路
５０１１…流入口
５０１２…流出口
５０１３…テーパ部
Ｃ１０…導通ケーブル
Ｃ１１…第１導通ケーブル
Ｃ１２…第２導通ケーブル
Ｄ１…第１方向
Ｄ２…第２方向
Ｄ３…第３方向
Ｇ…隙間
Ｓ１…隙間
【図１】
2020136036.tif 000003
【図２】
2020136036.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020136036.tif 000006
【図５】
2020136036.tif 000007
【図６】
2020136036.tif 000008
【図７】
2020136036.tif 000009
【図８】
2020136036.tif 000010
【図９】
2020136036.tif 000011
【図１０】
2020136036.tif 000012
【図１１】
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