(57)【要約】      （修正有）【課題】加熱レジスタを構成する諸層に用いられた様々な材料組み合わせが、様々な熱膨張を伴うことによって生じる諸層間の摩耗を、最小限に抑える。【解決手段】車両の暖房設備用、または空調設備用の電気駆動の加熱装置は、加熱要素２０を備えた加熱レジスタ１０と、電気絶縁性および熱伝導性を有する２つの絶縁層５０とを含む。この絶縁層は、それぞれ少なくとも一部領域において層状の加熱要素２０の側面に接触している。絶縁層５０と層状の加熱要素２０とは互いに緊締されている。絶縁層５０のうちの少なくとも１つと層状の加熱要素２０との間に、摩耗に対抗する滑り層が配置されている。代替的または付加的に、絶縁層５０のうちの少なくとも１つと、層状の加熱要素２０とが、少なくともそれら相互の接触面の領域において、接触面の摩耗が所定の限界値を下回る材料組み合わせを有している。【選択図】図５
2014017251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気駆動の加熱装置が加熱レジスタ（１０）を有し、この加熱レジスタが、電気エネルギーを熱に変換するための層状の加熱要素（２０）と、電気絶縁性および熱伝導性を有する少なくとも１つの絶縁層（５０）とを含み、この絶縁層が少なくとも一部領域において前記層状の加熱要素（２０）の側面に接触していて、前記絶縁層（５０）と前記層状の加熱要素（２０）とが互いに緊締されている加熱装置において、
少なくとも１つの絶縁層（５０）と前記層状の加熱要素（２０）との間に、摩耗に対抗する滑り層が配置されており、および／または、少なくとも１つの絶縁層（５０）と前記層状の加熱要素（２０）とが、少なくともそれら相互の接触面の領域において、前記接触面の摩耗が所定の限界値を下回る材料組み合わせを有していることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記加熱レジスタ（１０）が外層（６０）を含み、この外層が、前記絶縁層（５０）と前記層状の加熱要素（２０）とから成る構成部を少なくとも部分的に包囲し、前記加熱要素（２０）とは反対側の前記絶縁層（５０）表面が少なくとも一部領域において前記外層（６０）によって接触されており、かつ、前記外層（６０）が前記絶縁層（５０）と前記加熱要素（２０）とに緊締されていて、好ましくは圧着された被覆管（６０）の管壁として、または押出形材として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記層状の加熱要素（２０）が、少なくとも１つの導電性接触層を備えたＰＴＣ層（３０）であり、かつ、２つの層状の接触電極（４０）を含み、これらの接触電極がそれぞれ前記ＰＴＣ層（３０）の表面に少なくとも一部領域において接触すること、または、前記層状の加熱要素（２０）が、支持層に設けられた少なくとも１つの厚膜加熱要素を含むことを特徴とする、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記接触電極（４０）のうちの少なくとも１つと前記ＰＴＣ層（３０）との間および／または前記絶縁層（５０）のうちの少なくとも１つと前記外層（６０）との間に、摩耗に対抗する滑り層（１３０、１５０）が配置されていること、および／または、前記接触電極（４０）のうちの少なくとも１つと前記ＰＴＣ層（３０）とが、および／または、少なくとも１つの絶縁層（５０）と前記外層（６０）とが、少なくともそれら相互の接触面の領域において、前記接触面の摩耗が所定の限界値を下回る材料組み合わせを有することを特徴とする、請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記外層（６０）がアルミニウムで形成されていること、および／または、前記絶縁層（５０）のうちの少なくとも１つが、例えば酸化アルミニウムから成る絶縁セラミックを用いて形成されていること、および／または、前記ＰＴＣ層（３０）がＰＴＣセラミックで形成されていること、および／または、前記ＰＴＣ層（３０）の前記接触層が金または銀で形成されていること、および／または、少なくとも１つの接触電極（４０）がアルミニウムで形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項６】
少なくとも１つの接触電極（４０）が、その接触面において前記ＰＴＣ層（３０）に接着されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項７】
前記接触し合う層（２０、３０、４０、５０、６０）のうちの２つの層の間に配置された前記滑り層（１３０、１４０、１５０）のうちの少なくとも１つが、前記２つの接触し合う層（２０、３０、４０、５０、６０）のうちの１つの層の接触面に対するコーティングとして、または、別個の層として形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項８】
前記接触し合う層（２０、３０、４０、５０、６０）のうちの２つの層の間に配置された前記滑り層（１３０、１４０、１５０）のうちの少なくとも１つが、潤滑剤としての窒化ホウ素を含むシリコーンまたはポリエステルラッカーから成る厚さ２０μｍ未満の薄膜として形成されていること、および／または、特に熱伝達を実現するための熱伝導粒子が充填されており、かつ／または、加熱または化学硬化剤の添加により硬化するポリマーで形成されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項９】
前記接触し合う層（２０、３０、４０、５０、６０）のうちの２つの層の間に配置された前記滑り層のうちの少なくとも１つが、例えば油脂などの潤滑物質を前記接触し合う層（２０、３０、４０、５０、６０）のうちの前記少なくとも２つの層の間に挿入することによって実現されていること、または、潤滑物質が含浸された材料、例えば油に浸漬された紙で形成されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記接触し合う層（２０、３０、４０、５０、６０）のうちの少なくとも２つの層が、少なくともそれらの接触面の領域において、真鍮と銅との材料組み合わせまたは真鍮とスズとの材料組み合わせを有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置、特に車両の暖房設備用または空調設備用の加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術によって、電気駆動の加熱装置を自動車の暖房設備用および空調設備用の熱交換器に据え付け、例えば補助ヒータとして用いることが公知である。特許文献１および特許文献２によって、補助ヒータとして用いられるこのような電気駆動の加熱装置が公知であり、これらの加熱装置は異なる材料から成る複数の層を含む。
【０００３】
特にハイブリッド車両または純電気駆動車両では、電気駆動の加熱装置が例えば補助ヒータとして用いられる。このような車両の場合、車載電源電圧は６０∨よりも大きく、また一部は３００∨よりも大きい。これらの加熱装置または補助ヒータには高い熱出力が求められるので、このような車両では、電流強度を可能な限り低く維持するために、加熱装置または補助ヒータは通例高電圧で駆動される。電圧降下がある場合には、より大きな電流強度を利用することが必要となるであろう。また、高電圧駆動用に設計されたこのようなヒータは、動作中に車両乗員が危険にさらされることがないように接触に対する確実な保護が施されていなければならない。その際の規定は、電気ヒータにおいて導電性を有して外部から接触可能である全ての部分がゼロ電位であること、すなわち、保護等級Ｉまたは保護等級ＩＩに準拠した絶対的な接触保護が保証されねばならないということである。
【０００４】
一般に、公知の加熱レジスタの場合、様々な層がそれぞれ異なる機能を果たさなければならないので、これらの層に対して様々な材料が用いられる。その場合、絶縁層は、良好な電気絶縁性、高い絶縁耐力および良好な熱伝導性を有さねばならず、そのためには特に、例えば酸化アルミニウムのような絶縁セラミックを用いることができる。更に、接触電極は、例えばアルミニウムやその他の材料から成る。このような接触電極が存在するのは、加熱レジスタがＰＴＣ層を備えた加熱ユニットを含む場合のみである。それに対して、厚膜加熱要素を備えた加熱ユニットを使用する場合には、表面接触によりトライボロジーシステムを形成するような接触電極は存在しない。また、アルミニウム製の管壁またはプロファイルとして形成しておくことが可能な被覆層は、非常に良好な熱伝導性を有していなければならない。
【０００５】
高電圧による駆動に適したヒータは、例えば本出願人の以前の特許出願によって公知であり、そこで説明されたヒータは、相異なる材料から成る複数の層または要素で構成されており、これらの層または要素は、閉じて圧着または押圧された加熱レジスタプロファイル内に位置して互いに緊締されている。この場合、緊締されたプロファイル管を用いて、または、とりわけバネおよび／またはクランプで構成しておくことが可能な緊締されたシステムを介して、前記要素を互いに緊締することが可能である。
【０００６】
従来のヒータにおける加熱レジスタの典型的な構造について、以下において、添付した図１を参照しながら詳述する。図１に示された加熱レジスタ１０は層状の加熱要素２０を含み、この加熱要素は少なくとも１つの導電性接触層を備えたＰＴＣセラミック３０を有し、このＰＴＣセラミックは例えばシリコーンを用いて接触板４０に接着されている。前記導電性接触層は金で形成しておくことができる。更に、前記層状の加熱要素２０は、例えば絶縁セラミックで形成された支持材料上に厚膜加熱要素を有することができる。更にまた、前記加熱レジスタ１０は、例えば絶縁セラミックで形成された２つの絶縁層５０と、例えばアルミニウム製の被覆外層６０とを含み、この被覆外層は、ここでは管プロファイルを有して特に圧着管として構成しておくことができる。前記被覆外層６０は、好ましくは押出形材（図示せず）として形成される。更に、互いに接触し合う層の間の接触領域が符号３５で示されている。
【０００７】
この場合に全体として重要であることは、前記層状の加熱要素２０、前記絶縁層５０および前記被覆層６０が互いに緊締あるいは圧着されているということである。この押圧力によって、前記加熱要素２０から、壁あるいはフィンであり得る熱伝達面への良好な伝熱が保証される。
【０００８】
更に、前記絶縁層５０は、良好な熱伝導性を有さねばならず、かつ、一方における加熱ユニット、特に加熱ユニットの前記接触板ともう一方における前記被覆外層６０との間の電気的な分離を保証しなければならない。これらの２つの要件を酸化アルミニウム製の絶縁セラミックが満たす。全体として、前記接触面の周囲環境ならびに前記接触面の摩耗の種類、推移および程度は、構成要素の材料および状態ならびに中間材、周囲環境の影響および使用条件によって決まる。
【０００９】
ヒータに用いられる隣接し合った層の様々な上記原材料は、それぞれ様々なまたは非常に様々な材料特性を有しながら互いに接触し合うことで、動作中にヒータの前記諸要素間において相対的移動が起こって摩擦が生じる。特に、様々な熱膨張係数を有する材料組み合わせが存在する。従って、前記様々な要素はトライボロジーシステムを形成し、このトライボロジーシステムは、互いに動的に接触している少なくとも２つの構成要素の表面を含む。
【００１０】
しかし、これらによって、一般に、ヒータの前記諸要素間において動作中に生じる相対的移動および摩擦が、前記要素の接触面の摩耗（フレッティング）を引き起こし、この作用に基づいて、最終的には前記要素の接触面の間に空隙が生じることで出力損失を引き起こすことになる。前記加熱レジスタの中心に生じた熱、すなわち例えば２つの接触電極の間に生じた熱は、前記絶縁セラミックおよび前記被覆管を介して外界へ放出されねばならず、その際、空隙が存在する場合、ヒータの動作中における出力低下につながる。
【００１１】
特に、例えば軟質アルミニウムが非常に硬質の絶縁セラミックに直接接触するような材料組み合わせの場合、例えばアルミニウムが上記のように摩耗して空隙を形成する可能性がある。このような可能性がある箇所は、例えば、アルミニウム製の接触板、中間位置にある酸化アルミニウム製の絶縁層、および、押出成形されたアルミニウムから成る管またはプロファイルとして構成された被覆外層などである。
【００１２】
図２および図３は、図１の加熱レジスタ１０に関するそれぞれ非常に簡略化された断面図であり、図２は、新しい加熱レジスタ１０、すなわち製造直後の初期状態におけるヒータを示し、一方、図３は、複数回の温度サイクルを経過した後の状態における前記加熱レジスタ１０を示す。
【００１３】
図２および図３から前記加熱レジスタ１０の層構造を明確に見て取ることができる。すなわち、前記ＰＴＣ層３０は、接着剤２１を用いて接触電極４０に接着されている。図示された前記接触電極４０は、前記ＰＴＣ層３０とは反対側の側面において絶縁層５０に接触する。前記接触電極４０と前記絶縁層５０との間に空隙４１が存在する。更に、前記絶縁層５０は、前記接触電極４０とは反対側の側面において前記被覆外層（管壁）６０に接触する。前記絶縁層５０と前記被覆外層６０との間にも別の空隙５１が存在する。前記管壁６０は、接着剤６１を用いて、空気８０が貫流するフィン７０に接着されている。
【００１４】
図２および図３に示された具体例を比較することで確認できるように、前記接触板４０と前記絶縁層５０との間の前記空隙４１、および、前記絶縁層５０と前記管壁６０との間の空隙５１は、前記接触し合う層４０および５０の間あるいは前記層５０および６０の間に摩耗が生じているためにそれぞれ明らかに拡大している。
【００１５】
図４には、前記ＰＴＣ層３０と前記管壁６０との間の熱伝達区間ｄに対する、前記ＰＴＣ層２０によりもたらされる温度Ｔの変化が示されている。図のＫＴ１は、前記新しい加熱レジスタ１０（図２を参照）の温度依存性を示し、ＫＴ２は、同加熱レジスタ１０が複数回の温度サイクルを経過した後の状態（図３を参照）に関する温度依存性を示す。更に、ΔＴは、摩耗と摩耗による前記空隙４１および５１の拡大とによって生じた前記加熱レジスタ１０における出力損失が引き起こす温度差を示す。
【００１６】
前記個々の加熱レジスタまたは加熱部が大きいほどあるいは長いほど、絶対熱膨張およびそれに関連する各層間の摩擦経路も増大する。従って、熱出力の悪化につながる各層間の空隙の発生を防止するためには適切なトライボロジーシステムの選定が不可避であり、これが不適切な場合、厚さが１００μｍ未満の空隙でも３０％超の出力損失を引き起こす恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００４０５５５２３号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００６０２５３２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の課題は、特に加熱レジスタを構成する諸層に用いられた様々な材料組み合わせが様々な熱膨張を伴うことによって生じる前記諸層間の摩耗が、最小限に抑えられるように加熱レジスタが構成されている加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
これは、請求項１に記載の諸特徴によって実現される。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
電気駆動の加熱装置が加熱レジスタを有し、この加熱レジスタが、電気エネルギーを熱に変換するための層状の加熱要素と、電気絶縁性および熱伝導性を有する少なくとも１つ、好ましくは２つの絶縁層とを含み、この絶縁層はそれぞれ少なくとも一部領域が前記層状の加熱要素の側面に接触していて、前記絶縁層と前記層状の加熱要素とが互いに緊締されている。更に、前記絶縁層のうちの少なくとも１つと前記層状の加熱要素との間に、摩耗に対抗する滑り層が配置されており、および／または、前記絶縁層のうちの少なくとも１つと前記層状の加熱要素とが、少なくともそれら相互の接触面の領域において、前記接触面の摩耗が所定の限界値を下回るような材料組み合わせを有している。
【００２１】
その他の有利な実施態様に関しては、以下の図および従属請求項によって説明されている。
【００２２】
本発明では、従来技術とは異なり、少なくとも２つの接触し合う層に関して、特に前記加熱要素の接触面の領域と前記絶縁層とに関して、フレッティングし難く、潤滑物質を含まない摩擦最適化された材料組み合わせが用いられる。従って有利には、前記移動する構成部材あるいは層のうちの少なくとも２つの間における前記原材料組み合わせは、前記摩耗が低減あるいは最小化されるように調整される。例えば、前記材料組み合わせは、前記接触し合う層の間の摩擦係数が小さくなるように選定することが可能である。また、前記接触し合う層の間、特に前記加熱要素の接触面と前記絶縁層との間に滑り層を設けておくことができ、この滑り層によって、前記加熱要素と前記絶縁層との間の摩耗が低減あるいは回避される。ヒータの前記接触し合う層の間の摩耗を回避または低減することによって、空隙あるいは微小空隙がこれらの層の間に形成される確率、および、従ってまた、前記接触し合う層の間の空隙が存在することにより熱伝達が悪化することで引き起こされる出力損失の発生確率が低減またはゼロにされる。
【００２３】
ヒータの前記接触し合う層の間の摩耗を回避または低減することによって、特に、前記接触し合う層の間の摩擦力がほぼ一定であること、または、ほぼ一定であり続けることが実現され、このことは、本発明に係る加熱レジスタの耐久年限を延ばすことにつながる。
【００２４】
更に、前記加熱レジスタの前記接触し合う層の間に滑り層を設けることによって、前記加熱レジスタにおける熱伝達が向上する。その理由は、特に、用いられる前記滑り層が前記微小空隙よりも良好な熱伝導性を有する点にある。
【００２５】
本発明に係る加熱装置の加熱レジスタは、前記絶縁層と前記層状の加熱要素とから成る構成部を少なくとも部分的に包囲するような外層（外形材）を含むことができ、この外層は、前記加熱要素とは反対側の前記絶縁層表面に対してそれぞれ少なくとも一部領域が接触して、前記絶縁層と前記加熱要素とに緊締されている。前記外層は、被覆管の管壁、好ましくは圧着管の管壁として、または押出形材として構成しておくことができる。
【００２６】
好ましくは、前記絶縁層のうちの少なくとも１つと前記外層との間に、前記絶縁層と前記外層との各接触面の摩耗がそれぞれ所定の限界値を下回るような材料から成る少なくとも１つの滑り層が配置されている。
【００２７】
特に、少なくとも１つの絶縁層と前記外層とを構成する際に少なくともそれらの接触面の領域において、前記絶縁層と前記外層との各接触面の摩耗がそれぞれ所定の限界値を下回るような材料組み合わせが用いられる。
【００２８】
本発明においては、前記加熱レジスタの前記絶縁層と前記外層とを構成する際に適切な材料組み合わせを用いることによって、および／または、適切な滑り層を前記外層と前記絶縁層との間に設けることによって、本発明に係る加熱レジスタの更に別の接触し合う層の間に生じ得る摩耗が低減または回避される。このことは、前記措置が施されていない場合に空隙あるいは微小空隙が存在することにより引き起こされるであろう出力損失を更に低減することにつながる。
【００２９】
更に、本発明に係る加熱装置の前記層状の加熱要素は、ＰＴＣ層、特に少なくとも１つの導電性接触層を備えたＰＴＣ層と２つの層状の接触電極とを含み、これらの接触電極はそれぞれ前記ＰＴＣ層の表面に少なくとも一部領域が接触する。また、本発明に係る加熱装置の前記層状の加熱要素は、支持層に設けられた少なくとも１つの厚膜加熱要素を含むことができる。
【００３０】
好ましくは、少なくとも１つの接触電極と前記ＰＴＣ層との間に、前記接触電極と前記ＰＴＣ層との接触面の摩耗がそれぞれ所定の限界値を下回るような材料から成る少なくとも１つの滑り層が配置されている。
【００３１】
特に、少なくとも１つの接触電極と前記ＰＴＣ層とを構成する際に少なくともそれらの接触面の領域において、前記接触電極と前記ＰＴＣ層との接触面の摩耗がそれぞれ所定の限界値を下回るような材料組み合わせが用いられる。
【００３２】
本発明においては、前記加熱レジスタの前記接触電極と前記ＰＴＣ層とを構成する際に適切な材料組み合わせを用いることによって、および／または、適切な滑り層を前記接触電極と前記ＰＴＣ層との間に設けることによって、本発明に係る加熱レジスタの更に別の接触し合う層の間に生じ得る摩耗が低減または回避される。このことは、空隙あるいは微小空隙により引き起こされる出力損失を更に低減することにつながる。
【００３３】
本発明の特に好ましい一実施形態では、前記外層がアルミニウムで形成されている。更に、少なくとも１つの絶縁層を絶縁セラミック、特に酸化アルミニウムを用いた絶縁セラミックで形成しておくことが可能である。また、前記ＰＴＣ層は特にＰＴＣセラミックで形成されている。更にまた、前記ＰＴＣ層の前記接触層を金、銀またはアルミニウムで形成し、少なくとも１つの接触電極をアルミニウムで形成しておくことが可能である。
【００３４】
本発明の更に別の実施形態では、少なくとも１つの接触電極と前記ＰＴＣ層とがそれらの接触面において互いに接着されている。接触し合う層をそれらの接触面において接着することによっても、空隙あるいは微小空隙が形成される確率を大幅に減少させることができる。
【００３５】
特に、前記接触し合う層のうちの少なくとも２つの層の間に配置された少なくとも１つの滑り層が、前記少なくとも２つの接触し合う層のうちの１つの層の接触面に対するコーティングとして、または、別個の層として形成されている。換言すれば、前記接触し合う層のうちの少なくとも２つの層の各接触面に滑り層をコーティングしておくこと、または、前記２つの層が、それらの接触面の間に別個に形成された滑り層を含むことが可能である。
【００３６】
好ましくは、前記接触し合う層のうちの少なくとも２つの層の間に設けられた少なくとも１つの滑り層が、潤滑剤としての窒化ホウ素を含むシリコーンまたはポリエステルラッカーから成る厚さ２０μｍ未満の薄膜として形成されている。また、少なくとも１つの滑り層を、特に各熱伝達を実現するための熱伝導粒子が充填されており、かつ／または、加熱または化学硬化剤の添加により硬化するポリマーで形成しておくことが可能である。
【００３７】
特に、前記接触し合う層のうちの少なくとも２つの層の間に配置された少なくとも１つの滑り層が、例えば油脂などの少なくとも１つの潤滑物質を前記接触し合う層のうちの少なくとも２つの層の間に挿入することによって実現されている。また、少なくとも１つの滑り層を、少なくとも１つの潤滑物質が含浸された材料、例えば油に浸漬された紙で形成しておくことができる。
【００３８】
本発明においては、接触し合う層に関して少なくともそれらの接触面の領域に、好ましくは、フレッティングし難く、潤滑物質を含まない摩擦最適化された材料組み合わせが用いられる。この場合、接触し合う少なくとも２つの層を構成する際に少なくともそれらの接触面の領域に、特に真鍮と銅との材料組み合わせまたは真鍮とスズとの材料組み合わせが用いられる。この場合、前記材料組み合わせは、前記接触し合う層の間の摩擦係数が低減されるように選定される。例えば、アルミニウムとアルミニウムとの材料組み合わせの場合、摩擦係数は１である。
【００３９】
簡潔に表現すると、本発明では、加熱レジスタの前記層を形成する材料を選定することによって、および／または、前記層に対する適切なコーティングおよび／または前記層の間への適切な材料から成る中間層の挿入のような適切な補完的措置を利用することによって、前記層の間における摩耗が最小化される。
【００４０】
前記加熱レジスタの前記接触し合う層において相異なる熱膨張性を有する材料間の摩耗を最小化することによって、これらの層の間、例えばＰＴＣセラミックと前記接触板との間および／または絶縁セラミックと被覆管または被覆プロファイルとの間における微小間隙の形成が最小化あるいは回避される。これによってまた、本発明に係る加熱レジスタにおいて微小間隙が存在することにより生じる出力損失も回避される。
【００４１】
前記加熱装置の本発明に係る構造は、高電圧、すなわち、６０∨超の電圧に対して特に適している。しかしまた、本発明に係る構造は、電圧が６０∨未満の電気補助ヒータにも適している。他の材料組み合わせを用いること、および／または、前記接触し合う層の間に滑り層を用いることで、本発明に係る電気ヒータの機能および使用範囲が制限されることはない。すなわち、他の材料組み合わせを用いることによって、および／または、前記接触し合う層の間に滑り層を用いることによって有意な出力損失が生じることはなく、高電圧に対する電気絶縁強度が損なわれることもない。
【００４２】
以下において、本発明について、少なくとも１つの実施例に基づいて図面を参照しながら更に詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来技術に係る電気駆動加熱装置の加熱レジスタを示す断面図である。
【図２】図１に示された加熱レジスタを示す非常に簡略化された部分横断面図であり、当該加熱装置の製造直後に見られる初期状態における加熱レジスタが示されている。
【図３】図１に示された加熱レジスタを示す非常に簡略化された部分横断面図であり、温度サイクルを複数回経た後に見られる状態における加熱レジスタが示されている。
【図４】図３に示された状態の加熱レジスタによる温度変化を、図４に示された状態の加熱レジスタによる温度変化と対比して示す。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る電気駆動加熱装置の加熱レジスタを示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電気駆動加熱装置の加熱レジスタを示す断面図である。
【実施例】
【００４４】
図５は、本発明に係る加熱装置の第１の実施例に従った加熱装置における加熱レジスタ１０の断面を示す分解図である。第１の実施形態に係る前記加熱装置の前記加熱レジスタ１０は層状の加熱要素２０を含み、この加熱要素は、ＰＴＣ層３０と２つの層状の接触電極４０とを含む。前記ＰＴＣ層３０は前記２つの接触電極４０の間に配置されている。前記接触電極４０の各々と前記ＰＴＣ層３０との間にはそれぞれ別個に形成された滑り層１３０が配置されており、この滑り層によって、当該の前記接触電極４０と前記ＰＴＣ層３０との間における摩耗が最小化または回避される。
【００４５】
前記接触電極４０の各々において、前記ＰＴＣ層３０とは反対側の各側面に絶縁層５０が配置されている。更に、各接触電極４０と各絶縁層５０との間にも別個に形成された滑り層１４０が配置されており、この滑り層によって、当該の接触電極４０と当該の絶縁層５０との間における摩擦が最小化または回避される。
【００４６】
更にまた、各絶縁層５０における接触電極４０とは反対側の側面に管プロファイル６０が設けられており、この管プロファイルは被覆圧着管６０として形成されている。この圧着管６０によって、前記加熱レジスタ１０を形成する全ての要素が互いに緊締されている。そこでは、この押圧力の印加によって、前記加熱要素２０から前記圧着管６０の熱伝導性の外面へ良好に熱が伝達されることが保証される。更に、各絶縁層５０と前記圧着管６０との間にも別個に形成された滑り層１５０が配置されており、この滑り層によって、前記圧着管６０と当該の絶縁層５０との間における摩耗が最小化あるいは回避される。
【００４７】
図６は、本発明に係る加熱装置の第２の実施例に従った加熱装置における加熱レジスタ１０の断面を示す分解図である。この場合、第２の実施形態に係る前記加熱装置の前記加熱レジスタ１０は層状の加熱要素２０を含み、この加熱要素は、２つの層状の接触電極４０の間に配置されたＰＴＣ層３０を含む。
【００４８】
前記ＰＴＣ層３０は、当該の接触電極の側を向いた各側面に滑り層１３０がコーティングされており、この滑り層によって、前記ＰＴＣ層３０と当該の接触電極４０との間における摩耗が最小化または回避される。
【００４９】
各接触電極４０における前記ＰＴＣ層３０とは反対側の各側面には、それぞれ絶縁層５０が配置されている。各絶縁層５０は、当該の接触電極４０の側を向いた側面に滑り層１４０がコーティングされており、この滑り層によって、前記絶縁層５０の各々と当該の接触電極４０との間における摩耗が最小化または回避される。
【００５０】
更にまた、各絶縁層における接触電極４０とは反対側の側面に管プロファイル６０が設けられており、この管プロファイルは被覆圧着管６０として形成されている。この実施例の場合も、前記圧着管６０によって、前記加熱レジスタ１０を形成する全ての要素が互いに緊締されている。ここでも、この押圧力によって、前記加熱要素２０から前記圧着管６０の熱伝導性の外面へ良好に熱が伝達されることが保証される。更に、各絶縁層５０は、前記被覆管６０の側を向いた側面に滑り層１５０がコーティングされており、この滑り層によって、前記絶縁層５０の各々と前記被覆管６０との間における摩耗が最小化あるいは回避される。
【００５１】
本発明の第１の実施例の場合も第２の実施例の場合も、前記ＰＴＣ層３０は、ＰＴＣセラミック層で形成しておくことができ、金または銀から成る少なくとも１つの導電性接触層（図示せず）を有することができる。更に、前記絶縁層５０の各々は絶縁セラミックで形成しておくことができる。前記被覆管６０は、特にアルミニウムで形成しておくことが可能である。
【００５２】
従って、本発明においては、前記滑り層１３０、１４０、１５０のうちの少なくとも１つの層を、更に別の構成部材として、前記加熱レジスタ１０の当該の前記接触し合う層における互いに相対的に移動する表面の間に設けることができる。
【００５３】
更に、前記滑り層１３０、１４０、１５０のうちの少なくとも１つの層をそれぞれ、前記加熱レジスタ１０の前記接触あるいは隣接し合う層のうちの少なくとも２つの層における互いに相対的に移動する表面のうちの１つまたは両方への直接的なコーティングとして形成しておくことが可能である。
【００５４】
また、前記接触し合う層のうちの少なくとも２つの層における互いに相対的に移動する表面の間に、例えば油脂のような潤滑物質を挿入することができる。
【００５５】
更にまた、本発明に係る滑り層システムでは、上記滑り層のうちの複数の層を組み合わせることが可能である。例えば、互いに相対的に移動する２つの表面のうちのそれぞれ１つの表面がコーティングされており、例えば油のような潤滑物質または潤滑物質が含浸された紙を前記表面の間に挿入することができる。
【００５６】
また、前記加熱レジスタ１０の層のうちの少なくとも１つの層上、特に、好ましくは絶縁セラミックで形成された前記絶縁層５０のうちの少なくとも１つの層上に、材料混合物から成る当該の滑り層１３０、１４０、１５０を備えておくことが可能であり、前記材料混合物は、潤滑剤としての窒化ホウ素を含むシリコーンあるいはポリエステルラッカーを含むことができ、好ましくは絶縁セラミック上における２０μｍ未満、好ましくは５μｍ未満の薄膜用途向けに構成されている。
【００５７】
更に、少なくとも１つの滑り層１３０、１４０、１５０が、熱伝導粒子が充填されている熱伝導媒体としてのポリマーを含むことができる。このポリマーは、加熱または化学硬化剤の添加によって硬化できる。その際、熱伝達は専ら熱伝導粒子を介して行われる。この場合、この種のポリマーへの熱伝導粒子の充填度は少なくとも６０％である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  加熱レジスタ
２０  加熱要素
３０  ＰＴＣセラミック、ＰＴＣ層
３１  接着剤
３５  接触領域
４１  空隙
４０  接触板、接触電極
５０  絶縁層
５１  空隙
６０  被覆外層、被覆層、管壁、圧着管、被覆管
６１  接着剤
７０  フィン
８０  空気
１３０  滑り層
１４０  滑り層
１５０  滑り層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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