(57)【要約】【課題】液密性に優れた加熱装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】一対の電極面を有する板片状の発熱体と、前記発熱体を挟むように前記一対の電極面のそれぞれに接合され、それぞれの一端にリード線が接続された一対の電極部材と、前記発熱体及び前記一対の電極部材とを内部に収容し、一対の板状の放熱面を有する筒体と、前記筒体の端部開口を封止する封止体と、を有し、前記筒体が表面に陽極酸化被膜が形成されたアルミニウム材からなり、前記封止体が前記筒体の端部開口の内面側及び外側面と結着した熱可塑性樹脂からなる。【選択図】図２
2014229412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極面を有する板片状の発熱体と、
前記発熱体を挟むように前記一対の電極面のそれぞれに接合され、それぞれの一端にリード線が接続された一対の電極部材と、
前記発熱体及び前記一対の電極部材とを内部に収容し、一対の板状の放熱面を有する筒体と、
前記筒体の端部開口を封止する封止体と、
を有し、
前記筒体が表面に陽極酸化被膜が形成されたアルミニウム材からなり、前記封止体が前記筒体の端部開口の内面側及び外側面と結着した熱可塑性樹脂からなる、
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記筒体の前記端部開口内部に嵌挿され、前記発熱体と前記封止体の前記筒体の内面側とを離隔する板状の位置決め部材を更に備え、
前記リード線が前記位置決め部材に挿通されて固定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記位置決め部材に挿通された前記リード線が、前記筒体の前記端部開口の前記内面側において絶縁充填剤で固定されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
筒体表面に陽極酸化被膜を形成する陽極酸化工程と、
前記陽極酸化被膜が形成された筒体の内面に、一対の電極部材を有する板片状の発熱体を収容し、前記筒体の内面と前記発熱体を圧接して密着させる圧着工程と、
前記発熱体が圧着された前記筒体の端部開口部から前記筒体の内側へ位置決め部材を嵌入する位置決め部材挿入工程と、
前記発熱体が圧着された前記筒体に、熱可塑性樹脂をインサート成形して結着させる封止工程と、を含む、
ことを特徴とする加熱装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱装置及びその製造方法に関する。詳しくは、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒーター及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＴＣ発熱体層と電極をシート材で覆ったＰＴＣヒーターにおける端末で露出する電極の一部又は全部にリード線を接続したＰＴＣヒーターの端末構造において、これら端末で露出する電極の周囲と、リード線の接続部における導体露出部の周囲を絶縁体で覆うと共に、このＰＴＣヒーターの端末部のシート材の周囲に半連泡弾性体を配置し、かつ、このＰＴＣヒーターの端末部を、その周辺部を覆う上下の端末保護カバーで挟み込み、半連泡弾性体とリード線の端部とを押圧しながらこれら上下の端末保護カバーを周辺部で重ね合わせて接合固定したＰＴＣヒーターの端末構造が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−９７１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、液密性に優れた加熱装置及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】
【０００５】
前記課題を解決するために、請求項１記載の加熱装置は、
一対の電極面を有する板片状の発熱体と、
前記発熱体を挟むように前記一対の電極面のそれぞれに接合され、それぞれの一端にリード線が接続された一対の電極部材と、
前記発熱体及び前記一対の電極部材とを内部に収容し、一対の板状の放熱面を有する筒体と、
前記筒体の端部開口を封止する封止体と、を有し、
前記筒体が表面に陽極酸化被膜が形成されたアルミニウム材からなり、前記封止体が前記筒体の端部開口の内面側及び外側面と結着した熱可塑性樹脂からなる、
ことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の加熱装置において、
前記筒体の前記端部開口内部に嵌挿され、前記発熱体と前記封止体の前記筒体の内面側とを離隔する板状の位置決め部材を更に備え、
前記リード線が前記位置決め部材に挿通されて固定されている、
ことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の加熱装置において、
前記位置決め部材に挿通された前記リード線が、前記筒体の前記端部開口の前記内面側において絶縁充填剤で固定されている、
ことを特徴とする。
【０００８】
前記課題を解決するために、請求項４記載の加熱装置の製造方法は、
筒体表面に陽極酸化被膜を形成する陽極酸化工程と、
前記陽極酸化被膜が形成された筒体の内面に、一対の電極部材を有する板片状の発熱体を収容し、前記筒体の内面と前記発熱体を圧接して密着させる圧着工程と、
前記発熱体が圧着された前記筒体の端部開口部から前記筒体の内側へ位置決め部材を嵌入する位置決め部材の嵌挿工程と、
前記発熱体が圧着された前記筒体に、熱可塑性樹脂をインサート成形して結着させる封止工程と、を含む、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、加熱装置内部に収容された発熱体を液密に保つことができる。
請求項２に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、封止体が発熱体の電極部材へ流入することを防止することができる。
請求項３に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、リード線と封止体の接着をより強固にすることができる。
請求項４に記載の発明によれば、液密性に優れた加熱装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】加熱装置１のリード線側に視点をおいた斜視図である。
【図２】加熱装置１の縦断面模式図である。
【図３】加熱装置１における角筒体２０及びＰＴＣ発熱体１０の平面図である。
【図４】ＰＴＣ発熱体１０における電極部材の取り付けを説明するための模式図である。
【図５】（ａ）は加熱装置１の圧着前の断面模式図、（ｂ）は圧着後の断面模式図である。
【図６】加熱装置１の製造方法を説明するための製造工程フロー図である。
【図７】加熱装置１における角筒体２０とＰＴＣ発熱体１０の圧着方法を示す模式図である。
【図８】加熱装置１における位置決め部材の角筒体２０への嵌挿を説明するための模式図である。
【図９】（ａ）は加熱装置１を用いた温水生成装置の縦断面模式図、（ｂ）はＡ−Ａ断面模式図である。
【図１０】（ａ）は比較例の加熱装置１００の縦断面模式図、（ｂ）はリード線導出部の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【００１２】
（１）加熱装置の全体構成
（１．１）加熱装置の概略構成
以下、図面を参照しながら、加熱装置１の全体構成を説明する。
図１は本実施形態に係る加熱装置１のリード線側に視点をおいた斜視図、図２は加熱装置１の縦断面模式図である。
加熱装置１は、ＰＴＣ発熱体１０と、ＰＴＣ発熱体１０を収容する角筒体２０と、角筒体２０におけるＰＴＣ発熱体１０のリード線１５導出側の端部開口を覆う封止体３０及び他方の端部開口を覆う封止体４０と、からなる。
【００１３】
図３は加熱装置１における角筒体２０及びＰＴＣ発熱体１０の平面図、図４はＰＴＣ発熱体１０における電極部材の取り付けを説明するための模式図、図５（ａ）は加熱装置１の圧着前の断面模式図、（ｂ）は圧着後の断面模式図である。以下、図面を参照しながら、加熱装置１の内部構造について説明する。
【００１４】
（１．２）ＰＴＣ発熱体の構成
図３及び図４に示すように、ＰＴＣ発熱体１０は、抵抗発熱体からなり、発熱による温度上昇に伴い、電気抵抗値も上昇して電流を抑制する正温度特性（以下、ＰＴＣ特性と記す）を有するＰＴＣヒーター素子１１が角筒体２０の内部で長手方向に複数配置されて構成されている。
ＰＴＣヒーター素子１１は、矩形の薄板状に形成され、その両面には導電性の材料からなる一対の電極面１１Ａ、１１Ｂが形成されている。一対の電極面１１Ａ、１１Ｂには、それぞれ電極部材１２Ａ、１２Ｂが接合され、それぞれの電極部材１２Ａ、１２Ｂはリード線１５を介して、外部からそれぞれ逆極性の電圧が印加される。
【００１５】
電極面１１Ａ、１１Ｂは、一例としてセラミックスからなるＰＴＣヒーター素子１１の表面にアルミニウムを溶射して形成され、電極部材１２Ａ、１２ＢがＰＴＣヒーター素子１１を挟んでそれぞれシリコン系接着剤を介して面接合されている。
【００１６】
図４（ａ）に示すように、電極部材１２Ａ、１２Ｂは、アルミニウムやステンレス等の金属からなり、板状の平板部の一端側には端子１３Ａが設けられている。同様に、電極部材１２Ｂも、アルミニウムやステンレス等の金属からなり、板状の平板部の一端側には端子部１３Ｂが設けられている。
そして、ＰＴＣヒーター素子１１の電極面１１Ａ、１１Ｂと、電極部材１２Ａ、１２Ｂの平板部とはＰＴＣヒーター素子１１を挟んでそれぞれシリコン系接着剤を介して接着されている。
【００１７】
図４（ｂ）に示すように、電極部材１２Ａ、１２Ｂの一端側には、端子１３Ａ、１３Ｂがロウ付けにより接合されている。端子１３Ａ、１３Ｂの他端側は、電極部材１２Ａ、１２Ｂの一端側から突出して、周方向の一部が切り欠かれた筒状に形成され、リード線１５の一端がカシメによって接合されている。
【００１８】
電極部材１２Ａ、１２Ｂを介してリード線１５が接合されたＰＴＣ発熱体１０は、絶縁シート１４に包まれて、角筒体２０の内部に収容されている（図５参照）。絶縁シート１４には、熱伝導性や電気絶縁性を有し、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）やＰＥ（ポリエチレン）等の薄層がラミネートされたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートや、ＰＩ（ポリイミド）フィルム等を用いることができる。ＰＴＣ発熱体１０は、長手方向の両端部を除き、絶縁シート１４で覆われているが、両端部は、後述する封止体３０及び封止体４０方法で液密に封止されている。
【００１９】
（１．２）角筒体
角筒体２０は、互いに対抗する一対の放熱面２０Ａ、２０Ｂを有し、内部のＰＴＣ発熱体１０で発生された熱を、放熱面２０Ａ、２０Ｂに接した被接触体へ伝熱する。
ＰＴＣ発熱体１０は角筒体２０に収容される際に、角筒体２０の内面とは間隙を有している。そのために、角筒体２０の一対の放熱面２０Ａ，２０ＢのＰＴＣ発熱体１０が収納されている領域に機械的な圧力をかけて、ＰＴＣ発熱体１０を厚み方向に押し潰す（図７（ｃ）矢印Ｆ参照）。その結果、ＰＴＣ発熱体１０が電極部材１２Ａ、１２Ｂ及び絶縁シート１４を介して角筒体２０の内面と密着状態となり（図７（ｂ）参照）、ＰＴＣ発熱体１０に発生した熱が角筒体２０の内面から放熱面２０Ａ、２０Ｂへ伝熱される。
【００２０】
角筒体２０の側面２０Ｃには、長手方向に溝状の凹部２１が延在して形成され、角筒体２０を機械的な圧力をかけて押し潰したときに、側面が外側に膨らむことを防止している。
後述するように、熱可塑性樹脂をインサート成形によって射出成形して封止体３０、４０を形成する際に、接着力を増加させるために、角筒体２０の表面には予め陽極酸化被膜を形成する。そのために、角筒体２０の材料としては、熱伝導性が高く、加工性が容易な材料で、酸性溶液中で電解法による陽極酸化処理が可能なアルミニウム等の金属が好適である。
【００２１】
（１．３）封止体
封止体３０は、角筒体２０におけるＰＴＣ発熱体１０のリード線１５側の端部開口を角筒体２０の外側面及び内側面と結着して液密に覆っている。また、封止体３０は、端子１３Ａ、１３Ｂに接合されたリード線１５を角筒体２０の端部開口の略中央部で固定して支持する。
封止体４０は、角筒体２０の他方の端部開口を角筒体２０の外側面及び内側面と結着して液密に覆っている。
【００２２】
封止体３０及び封止体４０は、共に熱可塑性樹脂からなり、後述するように角筒体２０と金型を用いて射出成形によってインサート成形される。熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、耐熱性及び耐薬品性に優れるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が好ましい。
【００２３】
（２）加熱装置の封止方法
以下、図６ないし図８を参照しながら、加熱装置１の両端部の封止方法を具体的に説明する。
図６は加熱装置１の製造方法を説明するための製造工程フロー図、図７（ａ）はＰＴＣ発熱体１０を角筒体２０に挿入した状態の平面図、図７（ｂ）はＰＴＣ発熱体１０を角筒体２０に挿入した状態の側面図、図７（ｃ）は角筒体２０のＰＴＣ発熱体１０を収容した領域を押し潰した状態の側面図、図７（ｄ）はＰＴＣ発熱体１０を収容した角筒体２０の全体を押し潰した状態の側面図、図７（ｅ）は角筒体２０のＰＴＣ発熱体１０を収容した領域を押し潰した状態の斜視図、図８は位置決め部材の角筒体２０への嵌挿を説明するための模式図である。
【００２４】
（２．１）角筒体の陽極酸化処理
まず、洗浄工程（Ｓ１０）において、角筒体２０の表面を脱脂、水洗等により洗浄して、角筒体２０の表面に付着した有機物等の異物を除去する。脱脂は、角筒体２０を有機溶剤に浸漬する方法や、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液に浸漬する方法等により実施することができる。
【００２５】
次に、陽極酸化工程（Ｓ２０）において、洗浄された角筒体２０の表面に酸化アルミニウムの陽極酸化被膜を形成させる。陽極酸化工程（Ｓ２０）においては、角筒体２０を陽極とし、不溶性電極を陰極として酸性溶液中で電解する、公知の陽極酸化方法を適用することができる。
例えば、サイクリック法、定電流法、定電位法、パルス定電位法及びパルス定電流法等の電解法によって、角筒体２０のアルミニウム金属表面を陽極酸化して、酸化アルミニウムの陽極酸化被膜を形成させる方法がある。
【００２６】
酸性溶液は特に限定されるものではないが、例えば燐酸、クロム酸、シュウ酸、硫酸溶液が例示でき、これらを１種または２種以上混合して用いることができる。
陽極酸化工程（Ｓ２０）を実施することで、角筒体２０のアルミニウム金属表面に微細な凹凸を有する緻密な陽極酸化被膜が形成され、凹部にインサート成形工程で溶融状態の熱可塑性樹脂が入り込み、アンカー効果によって接着性が向上する。
【００２７】
次に、陽極酸化被膜が形成された角筒体２０を水洗して、陽極酸化被膜上に付着した酸性水溶液を除去する（Ｓ３０）。水洗は、例えば常温の水道水で複数回洗浄した後、５０℃の温水で１５秒ないし６０秒間洗浄することにより、陽極酸化被膜上に付着した酸性水溶液を除去することができる。
【００２８】
（２．２）ＰＴＣ発熱体と角筒体との圧着
圧着工程（Ｓ４０〜Ｓ６０）においては、陽極酸化処理によって陽極酸化膜が形成された角筒体２０の内部にＰＴＣ発熱体１０を挿入して角筒体２０と圧着する。
まず、電極部材１２Ａ、１２Ｂを介してリード線１５が接合されたＰＴＣ発熱体１０は、絶縁シート１４に包まれて、角筒体２０の内部に挿入される（Ｓ４０：図７（ａ）、（ｂ）参照）。
【００２９】
この状態では、ＰＴＣ発熱体１０の表面（発熱面）が、角筒体２０の内面と間隙を有しているために、角筒体２０の一対の放熱面２０Ａ、２０ＢのＰＴＣ発熱体１０が収納されている領域に機械的な圧力をかけて、角筒体２０をＰＴＣ発熱体１０の厚み方向に押し潰す（Ｓ５０：図７（ｃ）矢印Ｆ参照）。この結果、ＰＴＣ発熱体１０は、電極部材１２Ａ、１２Ｂ及び絶縁シート１４を介して角筒体２０の内面と密着状態となり、角筒体２０に固定される。
【００３０】
尚、角筒体２０は放熱面２０Ａ、２０Ｂ全体を押し潰してもよく（図７（ｄ）参照）、角筒体２０のＰＴＣ発熱体１０が収納されている領域以外の、電極部材１２Ａ、１２Ｂに接続されたリード線１５の導出側は押し潰さず、封止体３０を形成する熱可塑性樹脂が充填される空間をより大きく確保することもできる（図７（ｅ）参照）。
【００３１】
（２．３）位置決め部材の装着
まず、封止体３０、４０をインサート成形によって形成するに先立って、射出成形によって充填される熱可塑性樹脂の充填深さを規制する位置決め部材３１、３２を角筒体２０の端部開口Ｗ１、Ｗ２側から角筒体２０の内部に嵌挿する（Ｓ６０）。
【００３２】
角筒体２０のリード線１５が導出される端部開口Ｗ１側においては、リード線１５の挿通孔３１ａが形成された位置決め部材３１にＰＴＣ発熱体１０の一端から導出されたリード線１５を挿通しながら、位置決め部材３１を角筒体２０の端部開口Ｗ１から内部へ嵌挿する（図８（ａ）参照）。
【００３３】
位置決め部材３１の角筒体２０への嵌挿位置は、後から射出成形によって充填される熱可塑性樹脂の充填深さによって決定することができる。
具体的には、封止体３０としての角筒体２０の端部開口Ｗ１からの充填深さは、リード線１５の固定、封止体３０とリード線１５との界面からの浸水等を防止できる深さ、及び角筒体２０表面と封止体３０との接着力によって決定され、１ｍｍないし１０ｍｍの充填深さが好適である。
【００３４】
封止体３０の充填深さが１ｍｍよりも小さい場合は、例えば、液体中に浸漬させて使用される場合に、液体圧により、角筒体２０の両端部内面と封止体３０との界面、及び封止体３０とリード線１５との界面からの浸水を防止できない虞がある。
封止体３０の充填深さが１０ｍｍよりも大きい場合は、ＰＴＣ発熱体１０と封止体３０との空間が必要以上に大きくなり、加熱装置１が大型化してしまい不経済である。
【００３５】
また、位置決め部材３１は、角筒体２０のリード線１５が導出される端部開口Ｗ１側において、リード線１５の導出方向と交差する方向の導出位置を規制する機能を有している。
そのために、位置決め部材３１の角筒体２０への嵌挿位置は、封止体３０の好適な充填深さが１ｍｍないし１０ｍｍであることから、この範囲内で決定することができる。
【００３６】
尚、図８（ｃ）に示すように、位置決め部材３１を嵌挿した後、端部開口Ｗ１におけるリード線１５と角筒体２０内面との間に、絶縁充填剤の一例として、液状シリコンゴムＲを適量充填・硬化させてリード線１５の端部開口Ｗ１における保持をより強固にしても良い。
その結果、封止体３０をインサート成形する際に、溶融樹脂の流動によるリード線１５の動きが抑制されてリード線１５と封止体３０との接着強度を向上させることができる。
【００３７】
角筒体２０の他方の端部開口Ｗ２も、封止体４０を射出成形によって充填する前に角筒体２０の他方の端部開口Ｗ２から位置決め部材３２を嵌挿する。位置決め部材３２は、角筒体２０の内面と嵌合する矩形状であり、リード線１５を導出する必要がないため、リード線１５の挿通孔は設けられていない（図８（ｂ）参照）。
【００３８】
（２．４）封止体のインサート成形
次に、内部にＰＴＣ発熱体１０が固定された状態の角筒体２０の両端部を熱可塑性樹脂からなる封止体３０、４０によって封止する。
具体的には、内部にＰＴＣ発熱体１０が固定され、端部開口Ｗ１、Ｗ２からＰＴＣ発熱体１０側へ位置決め部材３１、３２が嵌挿された状態の角筒体２０をインサート成形用金型Ｍ１に収容設置し、溶融状態の熱可塑性樹脂をインサート成形用金型Ｍ１に形成されたキャビティー内に射出し、封止体３０、４０を角筒体２０の両端部に結着させる（Ｓ７０）。
【００３９】
（３）作用・効果
本実施形態に係る加熱装置１は、液体を貯留したタンク内にヒーターを浸漬して温水を生成する温水生成装置３００の加熱源として用いることができる。
本実施形態に係る加熱装置１の作用について説明する前に、温水生成装置３００の構成及び温水生成装置３００に浸漬して用いられる比較例の加熱装置１００の問題点について説明する。
【００４０】
（３．１）温水生成装置の構成
図９（ａ）は温水生成装置３００の縦断面模式図、図９（ｂ）はＡ−Ａ断面模式図である。
温水生成装置３００は、液体の流入口３１５及び流出口３１６を備えた本体３１０と、本体３１０の内部に形成された液体貯留部３１１に収容された加熱装置１と、本体３１０の上方開口面を閉塞する蓋体３２０と、を備えて構成されている。
【００４１】
温水生成装置３００は、加熱源にＰＴＣ特性を有するＰＴＣヒーター素子１１を備えた加熱装置１００を、本体３１０と蓋体３２０とで画成された液体貯留室内の液体と共に浸漬して配置し、短時間で効率よく温水を生成できる。
液体と共に浸漬された加熱装置１００の端部は、導出されるリード線１５０が、角筒体１２０の端部開口の中央部に位置決めされた状態で、封止材Ｓで封止されている。
【００４２】
（３．２）比較例の加熱装置の構成
図１０（ａ）は比較例に係る加熱装置１００の縦断面模式図、図１０（ｂ）はリード線導出部の断面模式図である。
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、加熱装置１００は、角筒体１２０の端部開口が封止材Ｓとして液状シリコンゴムを充填した後、室温で湿気硬化させて封止されている。シリコンゴムは、電気絶縁性、耐熱性及び防水性を有しているために、温水生成装置３００内で液体に浸漬してヒーターとして用いた場合にも、封止材Ｓによって、角筒体１２０の端部からＰＴＣ発熱体１１０への液体の侵入を防止することができる。
また、リード線１５０と封止材Ｓとの接触部及び角筒体１２０の内面と封止材Ｓとの接触部を、例えば、コロナ放電によるイオンを照射して表面改質を行うことで表面の濡れ性を向上させ、密着性を向上させることができる。
【００４３】
しかるに、温水生成装置３００内の液体が高圧で保持されて、生成された温水を高圧で吐出する使用方法においては、角筒体１２０と封止材Ｓの接着界面から高圧の温水がＰＴＣ発熱体１１０側へ浸水する虞があった。
更に、リード線１５０と封止材Ｓとの接触部においては、リード線１５０が固定されていないために、リード線１５０と封止材Ｓとの界面が剥離しやすく、温水生成装置３００の使用環境によっては、リード線１５０の導出部を介して外部からＰＴＣ発熱体１１０側へ浸水する虞もあった。
【００４４】
（３．３）本実施形態の加熱装置
本実施形態に係る加熱装置１は、内部にＰＴＣ発熱体１０が固定された状態の角筒体２０の両端部が熱可塑性樹脂の封止体３０、４０によって封止されている。
角筒体２０は、陽極酸化工程（Ｓ２０）を実施することで、角筒体２０のアルミニウム金属表面に微細な凹凸を有する緻密な陽極酸化被膜が形成され、凹部にインサート成形工程で溶融樹脂が入り込み、アンカー効果によって角筒体２０と封止体３０、４０とが強固に結着されている。
【００４５】
また、封止体３０、４０をインサート成形によって形成するに先立って、射出成形によって充填される溶融樹脂の充填深さを規制する位置決め部材３１、３２が嵌挿されている。その結果、充填された溶融樹脂の、角筒体２０の内部に固定されたＰＴＣ発熱体１０及び電極部材１２Ａ、１２Ｂ側への進入が抑制されるために、溶融樹脂を高温で充分な射出圧で充填した後、必要な保圧で保持して強固な接着力を得ることができる。
【００４６】
また、位置決め部材３１は、角筒体２０のリード線１５が導出される端部開口Ｗ１側において、リード線１５の導出方向と交差する方向の導出位置を規制して保持するために、射出成形によって充填される溶融樹脂によるリード線の保持位置の乱れを抑制し、封止体３０から導出されるリード線の導出位置を安定化することができる。
【００４７】
封止体３０、４０は熱可塑性樹脂の一例として、耐熱性及び耐薬品性に優れるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を用いて、表面に陽極酸化被膜が形成された角筒体２０とインサート成形によって形成されている。そのために、高温で高圧に保持された液体中に浸漬されて使用されても、角筒体２０と封止体３０、４０の接着界面におけるＰＴＣ発熱体１０側への浸水を確実に防止することができる。
更に、封止体３０から導出されるリード線１５と封止体３０との接触部においては、リード線１５が固化したＰＰＳによって固定されているために、リード線１５の導出部において外部からＰＴＣ発熱体１１０側への浸水を確実に防止することができる。
【実施例】
【００４８】
本実施形態に係る加熱装置１についてＰＴＣヒーター素子１１を収容したアルミニウム製の角筒体２０にインサート成形用の金型を用いて熱可塑性樹脂を射出成形して封止体３０、４０を形成し、加熱装置１の防水性能を確認するために、耐圧性能評価試験を行った。
【００４９】
「角筒体への陽極酸化膜形成」
アルミニウム材料としてＡ６０６３（ＪＩＳ規格）からなる角筒体２０の表面を、４０℃に加熱された水酸化ナトリウム溶液に６０秒間浸漬した後十分に水洗し、脱脂処理を実施した。
陽極酸化膜形成のために、６０℃に加熱された精製硫酸の酸性溶液中で、脱脂された角筒体２０を陽極として陽極電解を行い、水洗した後、乾燥した。
得られた陽極酸化被膜４の厚さは、略２５０ｎｍであった（陽極酸化工程）。
【００５０】
「ＰＴＣ発熱体と角筒体との圧着」
陽極酸化膜が形成された角筒体２０の内部にＰＴＣ発熱体１０を挿入した後、角筒体２０の一対の放熱面２０Ａ、２０ＢのＰＴＣ発熱体１０が収納されている領域をプレス装置を用いて機械的な圧力をかけて、角筒体２０をＰＴＣ発熱体１０の厚み方向に押し潰した。
角筒体２０の側面２０Ｃには、長手方向に溝状の凹部２１を予め設けておくことで、角筒体２０を圧縮して押し潰したときに、角筒体２０の側面が外側に膨らむことを防止することができた（図５（ｂ）参照）。
【００５１】
この結果、ＰＴＣ発熱体１０は、電極部材１２Ａ、１２Ｂ及び絶縁シート１４を介して角筒体２０の内面と密着状態となり、角筒体２０に固定される。また、角筒体２０の側面２０Ｃは、予め設けられた溝状の凹部２１を起点に内側へ屈曲し、ＰＴＣ発熱体１０の側面と角筒体２０の側面２０Ｃが近接してＰＴＣ発熱体１０から角筒体２０への伝熱が良好に行われる。
【００５２】
「位置決め部材の装着」
位置決め部材３１、３２は、角筒体２０の端部開口Ｗ１、Ｗ２の形状に合わせて厚み２ｍｍのシリコンゴムシートをビクトリア型を用いて打ち抜き成形した。
成形した位置決め部材３１は、角筒体２０のリード線１５側の端部開口Ｗ１の端面から内面側へ４ｍｍの位置に嵌挿し、位置決め部材３２は、角筒体２０の他方の端部開口Ｗ２の端面から内面側へ３ｍｍの位置に嵌挿して、射出成形により充填される溶融樹脂のＰＴＣ発熱体１０側へのストッパーとした。
【００５３】
角筒体２０の端部開口Ｗ１側においては、位置決め部材３１を挿入した後、リード線１５と角筒体２０内面との間に、液状シリコンゴムＲを適量充填した後、室温で湿気硬化させてリード線１５の端部開口Ｗ１における保持をより強固にした。
その結果、封止体３０をインサート成形する際に、溶融樹脂の流動によるリード線１５の動きが抑制されてリード線１５と封止体３０との接着強度を向上させることができる。
【００５４】
「封止体のインサート成形」
内部にＰＴＣ発熱体１０が固定され、端部開口Ｗ１、Ｗ２からＰＴＣ発熱体１０側へ位置決め部材３１、３２が嵌挿された状態の角筒体２０をインサート成形用金型Ｍ１に収容設置し、溶融樹脂をインサート成形用金型Ｍ１に形成されたキャビティー内に射出し、封止体３０、４０を角筒体２０の両端部に結着させた。
【００５５】
熱可塑性樹脂として、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：商品名ジュラファイド  ポリプラスチック社製）を、陽極酸化膜が形成された角筒体２０の表面に、射出成形機を用いて金型成型温度１４０℃、射出圧力１８０ＭＰａでインサート成形を行った。
その結果、角筒体２０のアルミニウム金属表面に形成された陽極酸化被膜の凹部に溶融樹脂（ＰＰＳ）が入り込み、アンカー効果によって接着性が向上した封止体３０、４０が形成された。
また、角筒体２０の端部開口Ｗ１側においては、位置決め部材３１を嵌挿した後、リード線１５を液状シリコンゴムＲを充填して固化させた結果、射出されたＰＰＳの流動によるリード線１５の動きが抑制されてリード線１５とＰＰＳとの接着強度が向上した。
【００５６】
「耐圧性能評価試験」
得られた加熱装置１をヒーターとして備えた温水生成装置３００に、液体として水道水を用いて漏水試験を実施した。その結果、０．３ＭＰａの内部圧力をかけても、封止体３０、４０と角筒体２０との結着面、具体的には、角筒体２０の側面２０Ｃの凹部２１及び放熱面２０Ａ，２０Ｂと封止体３０、４０との間からＰＴＣ発熱体１０内部へ高圧の液体が侵入し、絶縁抵抗が低下することが無かった。
【００５７】
以上、本発明に係る加熱装置及びその製造方法の実施形態の具体例を詳述したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、防水仕様の車載用温水生成装置、車載用温水洗浄装置、湯沸し器等の液体加熱設備等に利用可能である。
また、移動式温風ヒータや浴室暖房乾燥機など、暖房設備や乾燥設備全般に対しても利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１、１００・・・加熱装置
１０、１１０・・・ＰＴＣ発熱体
１１・・・ＰＴＣヒーター素子
１１Ａ、１１Ｂ・・・電極面
１２Ａ、１２Ｂ・・・電極部材
１３Ａ、１３Ｂ・・・端子
１４・・・絶縁シート
１５、１５０・・・リード線
２０、１２０・・・角筒体
２０Ａ、２０Ｂ・・・放熱面（角筒体）
２０Ｃ・・・側面（角筒体）
２１・・・凹部（角筒体）
３０、４０・・・封止体
３１、３２・・・位置決め部材
３００・・・温水生成装置
３１０・・・本体
３２０・・・蓋体
Ｗ１、Ｗ２・・・端部開口
Ｍ１・・・インサート成形用金型
Ｓ・・・封止材
Ｒ・・・液状シリコンゴム
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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