(57)【要約】【課題】  ２つの通電発熱素子列２３が１度に通電されることの不具合を無くす。【解決手段】  従来、積層方向で両側の通電発熱素子列２３と通電していた共通電極部分の電極板２４を、両側の通電発熱素子列２３と対応させて２枚に分けて設けるとともに、その２枚に分けた電極板２４間に樹脂フィルム２５を積層している。  これは、従来の共通電極に当たる部位を２枚の電極板２４とし、その隣り合う電極板２４の間に絶縁フィルム２５を介在させて絶縁を図ったたものである。これにより、従来の共通電極となる部位は２枚の単独な電極板２４となり、各端子列２３が個別に通電できる構成とすることができる。これによれば、２つの通電発熱素子列２３が１度に通電されることの不具合を無くすことができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電発熱部（２３）と、熱交換部材（２２）と、これらと接触して通電手段となる電極部材（２４）とを順次積層して構成した電気ヒータであり、前記通電発熱部（２３）が３列以上あるものにおいて、
従来、積層方向で両側の前記通電発熱部（２３）と通電していた共通電極部分の前記電極部材（２４）を、両側の前記通電発熱部（２３）と対応させて２枚に分けて設けるとともに、その２枚に分けた前記電極部材（２４）間に絶縁部材（２５）を積層したことを特徴とする電気ヒータ。
【請求項２】
隣り合う前記電極部材（２４）の極性が、同一であることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒータ。
【請求項３】
前記絶縁部材（２５）として、耐熱性の高い樹脂フィルム（２５）を用いたことを特徴とする請求項１に記載の電気ヒータ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気ヒータ（２０）を補助ヒータとして備え、暖房開始時には複数の前記通電発熱部（２３）に漸次通電させていくことを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電発熱部と、熱交換部材と、これらと接触して通電手段となる電極部材とを順次積層して構成した電気ヒータ、およびこれを用いた車両用空調装置に関するものであり、車両用空調装置における暖房開始時の補助熱源として用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
電気ヒータの一形態として、特許文献１に示されるような放熱フィンと通電発熱素子列と電極板とを幾層かに積層した構造が周知である。また、本出願人は、このような電気ヒータを車両用空調装置の暖房用補助熱源として用い、暖房開始時は最大消費電力を低減するため漸次通電発熱素子列に通電するようにしたものを特許文献２で開示している。尚、このような電気ヒータの通電発熱素子として、通常一般的には正特性サーミスタ（ＰＴＣ素子）が用いられている。
【特許文献１】特開平７−１９７８１号公報
【特許文献２】特開平７−１９７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図８は従来のＰＴＣヒータ２０の熱交換コア部概略構成図であり、図９は図８のＰＴＣヒータ２０の概略回路図である。図８・図９に示すように、熱交換フィン部２２と通電発熱素子列２３と電極板２４とを順次積層し、通電発熱素子列２３が３列以上となると、２つの素子列２３へ通電させる共通電極２４Ｃが発生する。尚、図９中の３１はヒューズ、３２は通電スイッチである。また、これらの符号は後述する実施形態での符号と対応するため、ここでの説明は省略する。
【０００４】
また図６は、複数の素子列２３を段階的に通電させていくことを示すグラフである。そして、上記特許文献２に示されるよう、暖房開始時は最大消費電力を低減するため漸次素子列２３に通電する場合、共通電極２４Ｃが入ると一度に２つの素子列２３が通電状態となり（図６中の従来参照）、大きな突入電流が発生して瞬間的に電圧低下が大きくなり、ヘッドライトがちらつくなどの不具合が生じる場合がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、２つの通電発熱素子列が１度に通電されることの不具合を無くすことのできる電気ヒータおよび車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項４に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、通電発熱部（２３）と、熱交換部材（２２）と、これらと接触して通電手段となる電極部材（２４）とを順次積層して構成した電気ヒータであり、通電発熱部（２３）が３列以上あるものにおいて、従来、積層方向で両側の通電発熱部（２３）と通電していた共通電極部分の電極部材（２４）を、両側の通電発熱部（２３）と対応させて２枚に分けて設けるとともに、その２枚に分けた電極部材（２４）間に絶縁部材（２５）を積層したことを特徴としている。
【０００７】
図１は本発明の一実施形態におけるＰＴＣヒータ２０の熱交換コア部概略構成図であり、図２は図１のＰＴＣヒータ２０の概略回路図である。これは、従来の共通電極に当たる部位を２枚の電極部材（２４）とし、その隣り合う電極部材（２４）の間に絶縁部材（２５）を介在させて絶縁を図ったたものである。
【０００８】
これにより、従来の共通電極となる部位は２枚の単独な電極部材（２４）となり、図２の回路図に示す如く、各通電発熱部（２３）が個別に通電できる構成とすることができる。この請求項１に記載の発明によれば、２つの通電発熱部（２３）が１度に通電されることの不具合を無くすことができる。ちなみに、従来と比べて体格増加も殆ど無く、構造の少変更で済むことからコストアップも抑えることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電気ヒータにおいて、隣り合う電極部材（２４）の極性が、同一であることを特徴としている。この請求項２に記載の発明によれば、本発明の絶縁部材（２５）によって絶縁している電極部材（２４）間に短絡が生じたとしても、同極で電圧差が無いため安全である。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の電気ヒータにおいて、絶縁部材（２５）として、耐熱性の高い樹脂フィルム（２５）を用いたことを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、従来と比べて体格増加が殆ど無く構成することができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気ヒータ（２０）を補助ヒータとして備え、暖房開始時には複数の通電発熱部（２３）に漸次通電させていくことを特徴としている。
【００１２】
この請求項４に記載の発明によれば、図６に実線で示す如く、順次通電での各段の電流が均一となり（ちなみに従来は、図６に破線で示した如く、他段の２倍の電流を発生する段が必ず存在していた。）、一段当たりの電源側に与える負荷で突出したものが無くなるため、大きな電圧低下の発生が無くなる。そのため、暖房開始時にヘッドライトがちらつくなど、瞬間的な電圧低下による不具合を無くすことができる。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置1の概略構成図である。これは、ハイブリッド車やディーゼル車、またはガソリン車でも高効率などでエンジン水温の上がり難い車両や、寒冷地仕様車などにおいて、暖房開始時に即効性のある補助暖房熱源として、車両用空調装置（カーエアコン）1に電気ヒータ（以下、ＰＴＣヒータとする。）２０を組み込んだものである。
【００１４】
車両用空調装置１の外郭を形成する空調ケース２の一端部には、内外気切替ドア３の切り替えにより外気導入口４または内気導入口５に連通する空気導入口６を設け、その空気導入口６に対応してブロワモータ７により駆動される遠心多翼ファンなどのブロワファン８を配設している。空調ケース２の内部には、空気流の下流側に向かって、ブロワファン８の他に、空気を熱交換して冷風にするエバポレータ９、冷風を温風に熱交換する温水式ヒータのヒータコア１０を順次配置している。
【００１５】
また、ヒータコア１０の上流側には、エバポレータ９を通過した冷風をヒータコア１０に送風するか、後述のエアミックス部Ｍに送風するかを切り替えるエアミックスドア１１を付設している。本実施形態のＰＴＣヒータ（補助ヒータ）２０は、空調ケース２内のヒータコア１０の下流側に、ヒータコア１０と並設するように配置されており、ヒータコア１０の上流側から送風されてきた空気をＰＴＣヒータ２０の下流側に送風可能としている。
【００１６】
そして、ＰＴＣヒータ２０の下流側には、冷風と温風とを混合して適度な温度にするエアミックス部Ｍが構成されており、その下流側の空調ケース２の他端部にはデフロスタ吹出口１２、フェイス吹出口１３およびフット吹出口１４が形成されている。そして、デフロスタ吹出口１２にはデフロスタドア１５、フェイス吹出口１３にはフェイスドア１６、フット吹出口１４にはフットドア１７がそれぞれ配置されている。
【００１７】
図４は、ＰＴＣヒータ２０の概略構成を示す斜視図である。また図５は、絶縁部材２５周りの具体的な構造例を示す部分斜視図である。ＰＴＣヒータ２０は、通電発熱部としての通電発熱素子列２３と、熱交換部材としての熱交換フィン構成体２２と、電極部材としての電極板２４とを順次積層して（図１参照）熱交換コア部を構成しており、これら積層した部材間が良好に接触するよう、図示しないばね部を有するフレーム２１で積層方向（図４では略上下方向）の両端から押圧させるとともに、積層方向と直交する方向（図４では略左右方向）からハウジング２４を嵌めることで保持させている。
【００１８】
図５に示すように、通電発熱素子列２３は、耐熱性を有する樹脂材料（例えば、６６ナイロンやポリブタジエンテレフタレートなど）で成形した樹脂枠２３ｂの中に複数個のＰＴＣ素子２３ａを嵌め込んで構成したものである。また、熱交換フィン構成体２２は、アルミニウムの薄板を波形状に成形したコルゲートフィン２２ａと、このフィン２２ａを一定の形状に保つとともに、ＰＴＣ素子２３ａや電極板２４との接触面積を確保するためのアルミニウムプレート２２ｂとをろう付け接合して構成したものである。
【００１９】
また、ハウジング２６は、樹脂枠２３ｂと同様の樹脂材料で成形された樹脂ハウジングであり、一端側ハウジング２６Ｂは熱交換コア部を保持するだけであるが、他端側のハウジング２６Ａは、電極板２４に設けられた端子部が貫通して外面側にコネクタ部Ｃを形成している。
【００２０】
次に、本発明の要部構成について説明する。従来の共通電極に当たる部位を、２枚の電極板２４とし、その隣り合う電極板２４の間に絶縁部材２５を積層して絶縁を図っている。絶縁部材２５は、薄くて耐熱性を有した、例えばポリイミドの樹脂フィルムを用いているため、スペース的に大きな影響は無い。
【００２１】
次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、従来、積層方向で両側の通電発熱素子列２３と通電していた共通電極部分の電極板２４を、両側の通電発熱素子列２３と対応させて２枚に分けて設けるとともに、その２枚に分けた電極板２４間に樹脂フィルム２５を積層している。これは、従来の共通電極に当たる部位を２枚の電極板２４とし、その隣り合う電極板２４の間に絶縁フィルム２５を介在させて絶縁を図ったたものである。
【００２２】
これにより、従来の共通電極となる部位は２枚の単独な電極板２４となり、各通電発熱素子列２３が個別に通電できる構成とすることができる。これによれば、２つの通電発熱素子列２３が１度に通電されることの不具合を無くすことができる。ちなみに、従来と比べて体格増加も殆ど無く、構造の少変更で済むことからコストアップも抑えることができる。
【００２３】
また、隣り合う電極板２４の極性が、同一である。これによれば、本発明の絶縁フィルム２５によって絶縁している電極板２４間に短絡が生じたとしても、同極で電圧差が無いため安全である。また、絶縁部材２５として、耐熱性の高い樹脂フィルム２５を用いている。これによれば、従来と比べて体格増加が殆ど無く構成することができる。また、上述のＰＴＣヒータ２０を補助ヒータとして備え、暖房開始時には複数の通電発熱素子列２３に漸次通電させていくようにしている。
【００２４】
これによれば、図６に実線で示す如く、順次通電での各段の電流が均一となり（ちなみに従来は、図６に破線で示した如く、他段の２倍の電流を発生する段が必ず存在していた。）、一段当たりの電源側に与える負荷で突出したものが無くなるため、大きな電圧低下の発生が無くなる。そのため、暖房開始時にヘッドライトがちらつくなど、瞬間的な電圧低下による不具合を無くすことができる。
【００２５】
（その他の実施形態）
図７は、本発明の他の実施形態におけるＰＴＣヒータ２０の概略回路図である。上述の実施形態（図４の回路図）とは、回路上でのプラス側・マイナス側に対する接続方向を反転させ、マイナス電極側に通電スイッチ３２を構成したものであるが、このような回路構成であっても良い。
【００２６】
また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、絶縁部材２５は樹脂フィルム以外にも電気絶縁する材料であれば良い。これは単一材料だけではなく、空気も含めて材質の異なるものを組み合わせたものであっても良い。また、上述の実施形態では、車両用空調装置1において、ＰＴＣヒータ２０はヒータコア１０と並設するように配置しているが、足元吹出口まで配風する図示しないフットダクト内に配設しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態におけるＰＴＣヒータ２０の熱交換コア部概略構成図である。
【図２】図１のＰＴＣヒータ２０の概略回路図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車両用空調装置1の概略構成図である。
【図４】ＰＴＣヒータ２０の概略構成を示す斜視図である。
【図５】絶縁部材２５周りの具体的な構造例を示す部分斜視図である。
【図６】複数の素子列２３を段階的に通電させていくことを示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施形態におけるＰＴＣヒータ２０の概略回路図である。
【図８】従来のＰＴＣヒータ２０の熱交換コア部概略構成図である。
【図９】図８のＰＴＣヒータ２０の概略回路図である。
【符号の説明】
【００２８】
２０…ＰＴＣヒータ（電気ヒータ）
２２…熱交換フィン構成体（熱交換部材）
２３…通電発熱素子列（通電発熱部）
２４…電極板（電極部材）
２５…絶縁フィルム、絶縁部材
【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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