(57)【要約】【課題】導電性樹脂で構成され、第１電極部と前記第２電極部との間に電圧が印加されたときに通電されて発熱および放熱する発熱放熱部を備えた電気ヒータに温度制御機能を持たせる。【解決手段】電気ヒータ１は、第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃのそれぞれに対して繋げられた導電性樹脂で構成された発熱放熱部１ｂを備える。この発熱放熱部１ｂは、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加されたときに、発熱すると共に放熱するものである。電気ヒータ１は、温度制御部７を備える。【選択図】図２
2018085306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極部（１ａ）と、
第２電極部（１ｃ）と、
前記第１電極部および前記第２電極部のそれぞれに対して電気的に接続されて導電性樹脂で構成され、前記第１電極部と前記第２電極部との間に電圧が印加されたときに通電されて発熱すると共に放熱する発熱放熱部（１ｂ）と、
前記第１電極部、前記第２電極部、および前記発熱放熱部に対して電気的に直列に接続され、前記発熱放熱部から受熱可能に配置され、特定温度を越えると該特定温度を越える前よりも単位温度上昇当たりの電気抵抗の増大度合が大きくなる材料で構成され、該特定温度を越えたときに電流が流れ難くなることで、前記発熱放熱部の温度上昇を制御する温度制御部（７）と、を備えた電気ヒータ。
【請求項２】
前記温度制御部は、導電粉を有機ポリマーに分散させた材料で構成された塗膜であり、前記第１電極部および前記第２電極部のうち少なくとも一方と、前記発熱放熱部と、を繋げている請求項１に記載の電気ヒータ。
【請求項３】
前記第１電極部、前記発熱放熱部、および前記第２電極部は、前記第１電極部、前記発熱放熱部、および前記第２電極部を貫通している１個以上の貫通孔部（１ｉ）を有する請求項１または２に記載の電気ヒータ。
【請求項４】
前記１個以上の貫通孔部は、複数の前記貫通孔部である請求項３に記載の電気ヒータ。
【請求項５】
前記発熱放熱部は、前記第１電極部から前記第２電極部に向かう向き（Ａ）に伸びる形状の複数の放熱フィン（１ｂｄ）を有し、
前記複数の放熱フィンは、互いに所定空間（５００）を空けて配置されている請求項１または２に記載の電気ヒータ。
【請求項６】
前記複数の放熱フィンは、それぞれが板形状であり、該板形状の厚さ方向において互いに前記所定空間を空けて配置されている請求項５に記載の電気ヒータ。
【請求項７】
空気通路（１０ａ）を有すると共に該空気通路を通る空気を所定空間に供給する空調装置であって、
前記空気通路において、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電気ヒータを備える空調装置。
【請求項８】
第１電極部（１ａ）と、
第２電極部（１ｃ）と、
前記第１電極部および前記第２電極部のそれぞれに対して電気的に接続されて導電性樹脂で構成され、前記第１電極部と前記第２電極部との間に電圧が印加されたときに通電されて発熱すると共に放熱する発熱放熱部（１ｂ）と、
前記第１電極部、前記第２電極部、および前記発熱放熱部に対して電気的に直列に接続され、前記発熱放熱部から受熱可能に配置され、特定温度を越えると該特定温度を越える前よりも単位温度上昇当たりの電気抵抗の増大度合が大きくなる材料で構成され、該特定温度を越えたときに電流が流れ難くなることで、前記発熱放熱部の温度上昇を制御する温度制御部（７）と、を備えた電気ヒータの製造方法であって、
前記第１電極部、前記発熱放熱部、および前記第２電極部で構成される一体部材が形成される空間としてのキャビティ（３００、７００、７０１、７０２、８００、９００）が形成される射出成形用の金型（２００、６００）を用意する用意工程と、
前記キャビティに前記第１電極部および前記第２電極部を配置すると共に、前記温度制御部の材料を、前記金型の外部から前記キャビティのうち前記温度制御部が形成される空間に注入して、該温度制御部を該空間に充填し、前記発熱放熱部の材料である成型用樹脂を溶融させたものを、前記金型の外部から前記キャビティのうち前記発熱放熱部が形成される空間に注入して、該成型用樹脂を該空間に充填し、充填した前記温度制御部および前記成型用樹脂を冷却し、固化することで、前記第１電極部、温度制御部、前記発熱放熱部、および前記第２電極部で構成される一体部材を得る成形工程と、を含む、電気ヒータの製造方法。
【請求項９】
前記成形工程において、
前記第１電極部の材料である成型用の導電性金属あるいは導電性樹脂を溶融させたもの、前記発熱放熱部の材料である成型用の導電性樹脂を溶融させたもの、および前記第２電極部の材料である成型用の導電性金属あるいは導電性樹脂を溶融させたものを、前記キャビティに注入して、該キャビティに充填し、充填された成型用の導電性金属あるいは導電性樹脂を冷却し、固化することで、前記キャビティに前記第１電極部および前記第２電極部を配置すると共に、前記第１電極部、前記発熱放熱部、および前記第２電極部で構成される一体部材を得る請求項８に記載の電気ヒータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電することで発熱する電気ヒータ、電気ヒータを備える空調装置、および電気ヒータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通電することで発熱する電気ヒータが知られている。電気ヒータは、流体を暖める用途などで用いられ、例えば、空調装置内の通風路内に配置され、外部に温風を供給するために空調装置内の通風路内を通る空気を暖めるものがある。この種の電気ヒータとしては、例えば、特許文献１に記載の電気ヒータがある。
【０００３】
特許文献１に記載の電気ヒータは、ループ形状のニクロム線によって発熱部が構成されている。この電気ヒータでは、このニクロム線が通電により発熱し、発熱したニクロム線から空気へ放熱することで、空気を暖める。すなわち、この電気ヒータでは、発熱部であるニクロム線が放熱部としての機能も果たす。そして、この電気ヒータでは、ニクロム線で構成された発熱部が空調装置内の通風路内に配置されることで、発熱したニクロム線の近傍を流通する空気に熱を与える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−０８００５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の電気ヒータでは、ニクロム線の近傍を通過する空気と、ニクロム線から遠く離れた空間を通過する空気とで加熱度合いが大きく異なる。このため、この電気ヒータでは、暖められた空気（例えば、空調装置が供給する温風）の空間的温度分布が不均一となるという問題が生じる。特に、この電気ヒータでは、放熱部がニクロム線であることで、放熱（すなわち、空気を加熱）できる空間範囲（以下、放熱範囲と称する）が狭くなり易い。よって、この電気ヒータでは、放熱範囲を広くしようとする場合、ニクロム線の数を増やすか、大径のニクロム線を用いるなどの対応を取らざるを得なかった。
【０００６】
しかしながら、ニクロム線は金属であるから質量が大きいため、ニクロム線の数を増やしたり、大径のニクロム線を用いたりすると、電気ヒータ全体の重量が大きくなってしまう。
【０００７】
そこで、本願発明者は、特願２０１６−１１２０５３号に記載の電気ヒータを発明した。この電気ヒータは、第１電極部（１ａ）と、第２電極部（１ｃ）と、第１電極部および第２電極部のそれぞれに対して繋げられた導電性樹脂で構成され発熱放熱部（１ｂ）とを備える。そして、この電気ヒータでは、第１電極部と第２電極部との間に電圧が印加されたときに、発熱放熱部への通電によって発熱放熱部が発熱すると共に放熱する。
【０００８】
この電気ヒータによれば、発熱放熱部が導電性樹脂で構成されたものであることで、特許文献１の電気ヒータのように発熱部が金属で構成される場合に比べて放熱部（すなわち、発熱放熱部）についての体積当たりの質量が小さくなる。よって、放熱範囲を大きくするために発熱放熱部の数や体積を増やしたときに、特許文献１の電気ヒータに比べて、電気ヒータの全体の重量を小さくできる。すなわち、発熱放熱部が金属である場合に比べて、電気ヒータの重量を大きくせずに放熱範囲を大きくすることができる。また、特許文献１に記載の電気ヒータのようにニクロム線を用いた場合には、ニクロム線が焼損した場合に動作不良を引き起こす危険性があるが、そのような危険性も無くなる。
【０００９】
ここで、この種の電気ヒータは、温度制御機能を持つことが好ましい。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みて、導電性樹脂で構成され、第１電極部と前記第２電極部との間に電圧が印加されたときに通電されて発熱および放熱する発熱放熱部を備えた電気ヒータに温度制御機能を持たせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための請求項１に係る発明は、
第１電極部（１ａ）と、
第２電極部（１ｃ）と、
前記第１電極部および前記第２電極部のそれぞれに対して電気的に接続されて導電性樹脂で構成され、前記第１電極部と前記第２電極部との間に電圧が印加されたときに通電されて発熱すると共に放熱する発熱放熱部（１ｂ）と、
前記第１電極部、前記第２電極部、および前記発熱放熱部に対して電気的に直列に接続され、前記発熱放熱部から受熱可能に配置され、特定温度を越えると該特定温度を越える前よりも単位温度上昇当たりの電気抵抗の増大度合が大きくなる材料で構成され、該特定温度を越えたときに電流が流れ難くなることで、前記発熱放熱部の温度上昇を制御する温度制御部（７）と、を備えた電気ヒータである。
【００１２】
この電気ヒータでは、温度制御部が備えられているので、過度の電流が流れて特定の温度を越えると電気抵抗が高くなることで電流がほとんど流れなくなる。したがって、発熱放熱部が特定温度を越えて過度に発熱することを防止することができる。
【００１３】
また、請求項８、９に記載の発明では、電気ヒータを製造する方法として、以下の用意工程および成形工程を含む。すなわち、用意工程では、第１電極部、発熱放熱部、および第２電極部で構成される一体部材が形成される空間としてのキャビティ（３００、７００、７０１、７０２、８００、９００）が形成される射出成形用の金型（２００、６００）を用意する。また、成形工程では、キャビティに第１電極部および第２電極部を配置すると共に、発熱放熱部の材料である成型用樹脂を溶融させたものを、金型の外部からキャビティのうち発熱放熱部が形成される空間に注入して、該成型用樹脂を該空間に充填する。このとき、温度制御部の材料を、金型の外部からキャビティのうち温度制御部が形成される空間に注入して、該温度制御部を該空間に充填する。そして、充填した成型用樹脂および温度制御部を冷却し、固化することで、第１電極部、発熱放熱部、および第２電極部で構成される一体部材を得る。
【００１４】
このため、本製造方法によれば、第１電極部、発熱放熱部、第２電極部、温度制御部で構成される一体部材を容易に製造することができ、電気ヒータを容易に製造することができる。特に、この製造方法によれば、発熱放熱部の形状や温度制御部の形状が複雑であっても、容易に成形することができる。すなわち、発熱放熱部の形状や温度制御部の形状の自由度を高くすることができる。また、更に言えば、発熱放熱部と温度制御部が互いに繋がっている構成であっても、発熱放熱部および温度制御部の各々の形状を容易に対応させることができる。また、本製造方法では、電極である第１電極部および第２電極部に対して、発熱部かつ放熱部である発熱放熱部を一体成形することができる。よって、本製造方法よって製造される電気ヒータでは、電極である第１電極部および第２電極部から、発熱部かつ放熱部である発熱放熱部へ均等に電流が流され易くなる。このため、本製造方法よって製造される電気ヒータでは、放熱対象である所定空間に均一に放熱することができる。
【００１５】
尚、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の第１実施形態に係る電気ヒータが適用された空調装置の室内空調ユニット部についての概略図である。
【図２】第１実施形態に係る電気ヒータについての斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る電気ヒータについての正面図である。
【図４】第１実施形態に係る電気ヒータについての図３におけるIV-IV断面を示す端面図である。
【図５】第１実施形態に係る電気ヒータの第１電極部のみを示す斜視図である。
【図６】第１実施形態に係る電気ヒータの放熱部のみを示す斜視図である。
【図７】第１実施形態に係る電気ヒータの第２電極部のみを示す斜視図である。
【図８】第１実施形態に係る電気ヒータの製造工程における成型用金型のうち下型の平面構成を示す図である。
【図９】第１実施形態に係る電気ヒータの製造工程における成型用金型の図８におけるIX-IX断面の構成を示す図である。
【図１０】第１実施形態に係る電気ヒータの製造工程における成型用金型の図８におけるX-X断面の構成を示す図である。
【図１１】図８〜１０に示す成型用金型を用いて製造する例を示す図である。
【図１２】図８〜１０に示す成型用金型とは別の成型用金型を用いて製造する例を示す図である。
【図１３】図８〜１０に示す成型用金型とは別の成型用金型を用いて製造する例を示す別の図である。
【図１４】図８〜１０に示す成型用金型とは別の成型用金型を用いて製造する例を示す別の図である。
【図１５】本開示の第２実施形態に係る電気ヒータについての斜視図である。
【図１６】第２実施形態に係る電気ヒータについての第１実施形態における図４に相当する端面図である。
【図１７】本開示の第３実施形態に係る電気ヒータについての斜視図である。
【図１８】第３実施形態に係る電気ヒータについての断面図である。
【図１９】本開示の第４実施形態に係る電気ヒータについての斜視図である。
【図２０】第４実施形態に係る電気ヒータについての断面図である。
【図２１】第２実施形態において、電気ヒータを空調装置の送風機の周囲に配置した変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。尚、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１８】
（第１実施形態）
本開示の第１実施形態に係る電気ヒータ１が適用された空調装置１００について図１〜図１４を参照して説明する。本実施形態に係る空調装置１００は、自動車などの車両に搭載され、所定空間の空気温度を調節するための空調風を供給する空調ユニットである。図１に示すように、本実施形態に係る空調装置１００は、空調ケース１０を有し、該空調ケース１０の内部において、送風機２、冷房用熱交換器３、暖房用熱交換器４、エアミックスドア５、吹出モードドア６〜８、および電気ヒータ１を備えている。
【００１９】
本実施形態に係る空調装置１００は、基本的には暖房用熱交換器４によって暖められた空気を所定空間に供給することで、所定空間の空気を暖める。空調装置１００では、電気ヒータ１は、基本的には暖房用熱交換器４の補助暖房機器として機能するものであり、例えば即効暖房のために用いられる。また、空調装置１００は、冷房用熱交換器３によって冷やされた空気を所定空間に供給することで、所定空間の空気を冷やす。すなわち、空調装置１００は、暖房用熱交換器４および電気ヒータ１の一方又は両方によって暖められた空気を所定空間に供給する。また、空調装置１００は、冷房用熱交換器３によって冷やされた空気を所定空間に供給する。空調装置１００は、このように空気（すなわち、空調風）を所定空間に供給することで、所定空間の空気の温度を調節する。空調装置１００は、通常、車室内最前部に位置する不図示の車両計器盤の内側に搭載され、車室内の空気の温度を調節するために用いられる。
【００２０】
図１に示すように、空調ケース１０の内部には、車室内へ送るための空気を通す空気通路１０ａが形成されている。空調ケース１０における空気通路１０ａの最上流部には、外気導入口１０ａａおよび内気導入口１０ａｂ、１０ａｃが形成され、これら入口１０ａａ、１０ａｂ、１０ａｃを開閉する内外気切替ドア９１、９２が配置されている。そして、本空調装置１００は、これら入口１０ａａ、１０ａｂ、１０ａｃから導入される空気（すなわち、外気または内気）を送風機２により空調ケース１０の内部を通して車室内へ向かって送風する。また、空調ケース１０の内部における暖房用熱交換器４の側方には、冷房用熱交換器３を通過した後の空気（すなわち、冷風）が暖房用熱交換器４をバイパスして流れる冷風通路１０ｂが形成されている。尚、冷風通路１０ｂは、空気通路１０ａの一部である。また、空調ケース１０における空気通路１０ａの最下流部には、デフロスタ吹出口１０ａｄ、フェイス吹出口１０ａｅ、およびフット吹出口１０ａｆが形成され、これら吹出口１０ａｄ、１０ａｅ、１０ａｆを開閉する吹出モードドア６〜８が配置されている。ここで、デフロスタ吹出口１０ａｄは、空調風を車両前方の窓ガラス側へ吹き出す出口である。また、フェイス吹出口１０ａｅは、空調風を乗員の上半身側へ吹き出す出口である。また、フット吹出口１０ａｆは、空調風を乗員の足元側へ吹き出す出口である。
【００２１】
送風機２は、遠心式送風ファン２ａおよび駆動用モータ２ｂを有する。すなわち、送風機２は、駆動用モータ２ｂにより遠心式送風ファン２ａを回転駆動させることで、遠心式送風ファン２ａの遠心方向（すなわち、図１における紙面右向き）に送風する。
【００２２】
冷房用熱交換器３は、周知の冷凍サイクル用蒸発器である。図１に示すように、冷房用熱交換器３は、空調ケース１０の空気通路１０ａにおいて、送風機２の下流側に配置されている。
【００２３】
暖房用熱交換器４は、不図示の車両エンジンからの温水（すなわち、エンジン冷却水）を熱源として、冷房用熱交換器３を通過した空気を加熱する温水式熱交換器（すなわち、ヒータコア）である。図１に示すように、暖房用熱交換器４は、空調ケース１０の空気通路１０ａにおいて、送風機２および冷房用熱交換器３の下流側に配置されている。
【００２４】
エアミックスドア５は、回転可能に空調ケース１０によって支持されている板状ドア部材である。エアミックスドア５は、回転することで、暖房用熱交換器４および電気ヒータ１を通過する空気と、冷風通路１０ｂを通過する空気との風量割合を調節し、車室内へ吹き出す空気の温度を調節する。図１に示すように、エアミックスドア５は、空調ケース１０の空気通路１０ａにおいて、冷房用熱交換器３と暖房用熱交換器４との間に配置されている。本実施形態に係る空調装置１００は、エアミックスドア５によって温度調節された空調風を、デフロスタ吹出口１０ａｄ、フェイス吹出口１０ａｅ、およびフット吹出口１０ａｆのうち、いずれか１つ又は複数から車室内へ吹き出す。
【００２５】
吹出モードドア６〜８は、それぞれ、回転可能に空調ケース１０によって支持されている板状ドア部材である。吹出モードドア６〜８は、回転することで、対応する各吹出口１０ａｄ、１０ａｅ、１０ａｆの開度を調節し、各吹出口１０ａｄ、１０ａｅ、１０ａｆを通過する風量を調節する。図１に示すように、吹出モードドア６〜８は、それぞれ、空調ケース１０の空気通路１０ａにおいて、冷房用熱交換器３および暖房用熱交換器４の下流側に配置されている。本実施形態に係る空調装置１００は、吹出モードドア６〜８により風量調節された空調風を、デフロスタ吹出口１０ａｄ、フェイス吹出口１０ａｅ、およびフット吹出口１０ａｆのうち、いずれか１つ又は複数から車室内へ吹き出す。
【００２６】
電気ヒータ１は、電流を通し、電気エネルギーを熱エネルギーに変え その発熱を利用して対象を暖めるヒータであり、空気通路１０ａを通過する空気を暖めるために備えられているものである。上記したように、電気ヒータ１は、基本的には即効暖房のために用いられるヒータである。図１に示すように、電気ヒータ１は、空気通路１０ａにおける暖房用熱交換器４の空気吹出直後の部位に配置されている。本実施形態に係る空調装置１００は、空気通路１０ａを通過する空気を電気ヒータ１により暖め、電気ヒータ１により暖められた空調風を車室内へ吹き出す。
【００２７】
以下、本実施形態に係る電気ヒータ１の具体的構成について図２〜図７を参照して説明する。図２〜図４に示すように、電気ヒータ１は、第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、第２電極部１ｃ、リード線１ｄ、リード線１ｅ、正極側端子部１ｆ、負極側端子部１ｇ、および制御装置１ｈを有する。本実施形態に係る電気ヒータ１は、第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃが、この順で積層され、接続されている。第２電極部１ｃには、リード線１ｄを介して正極側端子部１ｆが接続されている。また、第１電極部１ａには、リード線１ｅを介して負極側端子部１ｇが接続されている。正極側端子部１ｆには、制御装置１ｈの出力部が接続されている。本実施形態に係る電気ヒータ１では、制御装置１ｈの出力によって発熱放熱部１ｂへの通電が自動的に断続制御される。電気ヒータ１は、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加されたときに、発熱放熱部１ｂが発熱および放熱し、空気通路１０ａを通過する空気を暖めるヒータとして機能する。
【００２８】
第１電極部１ａは、電極として機能する部材であり、図５に示すように、アルミニウムなどの導電性金属で構成される板状部材に複数の貫通孔１ａａが形成された構成とされている。図４に示すように、複数の貫通孔１ａａのそれぞれは、第１電極部１ａから第２電極部１ｃに向かう向きＡに貫通している。
【００２９】
具体的には、本実施形態における第１電極部１ａは、縦幅が６０ｍｍ、横幅が１２０ｍｍ程度の長方形で、板厚が１ｍｍ程度の薄板形状とされている。図５に示すように、本実施形態では、貫通孔１ａａは、縦に６個、横に１２個ずつ長方形にマトリクス状に並んで形成されている。複数の貫通孔１ａａは、それぞれの孔形状が略正方形であり、それぞれの相互間の間隔が１０ｍｍ程度とされている。
【００３０】
尚、本実施形態において、第１電極部１ａを、導電性金属以外の導電性材料（例えば、導電性樹脂）に置き換えても良い。
【００３１】
温度制御部７は、第１電極部１ａ、発熱放熱部１ｂ、第２電極部１ｃに対して電気的に直列に接続されている。また、温度制御部７は、発熱放熱部１ｂと接触して配置されている。したがって、温度制御部７は、発熱放熱部１ｂから受熱可能に配置されている。
【００３２】
温度制御部７は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性（すなわち、温度制御機能）を有する材料で構成された部材である。すなわち、温度制御部７は、特定温度を越えると該特定温度を越える前よりも単位温度上昇当たりの電気抵抗の増大度合が大きくなる材料で構成されている。また、温度制御部７は、キュリー点を含む所定の温度範囲において、温度上昇と共に電気抵抗が増大する。温度制御部７は、該特定温度を越えたときに電流が流れ難くなることで、前記電気回路における温度上昇を制御する。具体的には、本実施形態では、温度制御部７は、導電粉を有機ポリマーに分散させた材料で構成された塗膜である。
【００３３】
発熱放熱部１ｂは、空気通路１０ａを通過する空気に放熱する放熱部として機能する部分であり、図６に示すように、導電性が付加されたＰＰＳ（すなわち、ポリフェニレンサルファイド樹脂）などの導電性樹脂で構成される板状部材に複数の貫通孔１ｂａが形成された構成とされている。図４に示すように、複数の貫通孔１ｂａのそれぞれは、第１電極部１ａから第２電極部１ｃに向かう向きＡに貫通している。発熱放熱部１ｂは、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に配置されている。尚、発熱放熱部１ｂの材料としては、後述する製造方法における射出成形にて溶融および固化することによって第１、第２電極部１ａ、１ｃに対する接着性を発揮する導電性樹脂で構成されることが特に好ましい。また、発熱放熱部１ｂは、発熱放熱部であると共に発熱部でもあるため、発熱によって必要な熱量を生み出すのに適する電気抵抗値の材料が好ましく、例えば融点が２５０℃以上であるなど耐熱性に優れた材料であることが好ましい。尚、発熱放熱部１ｂを、例えば導電性カーボンとポリエチレン系高分子を混合した樹脂などのＰＴＣ特性を持った樹脂で構成しても良い。
【００３４】
具体的には、本実施形態における発熱放熱部１ｂは、縦幅が６０ｍｍ、横幅が１２０ｍｍ程度の長方形で、板厚が５ｍｍ程度の薄板形状とされている。図６に示すように、本実施形態では、貫通孔１ｂａは、縦に６個、横に１２個ずつ長方形にマトリクス状に並んで形成されている。複数の貫通孔１ｂａは、それぞれの孔形状が略正方形であり、それぞれの相互間の間隔が５ｍｍ程度とされている。
【００３５】
図２、図４に示すように、本実施形態における発熱放熱部１ｂは、第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃのそれぞれに対して繋げられている。本実施形態における発熱放熱部１ｂおよび第１電極部１ａは、例えば化学結合によって、互いに結合している。また、発熱放熱部１ｂおよび第２電極部１ｃも、例えば化学結合によって、互いに結合している。このように、本実施形態では、発熱放熱部１ｂが、直接的に第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃに繋げられている。これにより、発熱放熱部１ｂは、第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃに電気的に接続される。このように、本実施形態では、発熱放熱部１ｂと第１電極部１ａとを直接的に接合させると共に発熱放熱部１ｂと第２電極部１ｃとを直接的に接合させることで、接合材を介さずに、発熱放熱部１ｂが、第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃに繋げられている。尚、本実施形態において、他の導電性部材（例えば、銀ペースト等の導電性に優れた接合材）を介して、発熱放熱部１ｂを間接的に第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃに繋げる構成としても良い。
【００３６】
上記したように、本実施形態に係る電気ヒータ１は、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加される構成とされている。具体的には、本実施形態に係る電気ヒータ１では、第１電極部１ａの側が第２電極部１ｃよりも高電位となるように構成されている。尚、電気ヒータ１を、第２電極部１ｃの側が第１電極部１ａよりも高電位となる構成のものに置き換えても良い。
【００３７】
本実施形態における発熱放熱部１ｂは、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加されたときに、発熱すると共に放熱する。尚、発熱放熱部１ｂを構成する導電性樹脂材としては、樹脂材中に粒子状の導電性フィラー（例えば、金属、カーボン、半導体等で構成される導電性粒子）を混合させることで導電性が付加されたものを採用できる。本実施形態に係る電気ヒータ１では、この発熱放熱部１ｂにおける導電性フィラーの混合量を調節することで、電気ヒータ１として必要な所定の電気抵抗値を設定できる。
【００３８】
第２電極部１ｃは、電極として機能する部材であり、図７に示すように、アルミニウムなどの導電性金属で構成される板状部材に複数の貫通孔１ｃａが形成された構成とされている。図４に示すように、複数の貫通孔１ｃａのそれぞれは、第１電極部１ａから第２電極部１ｃに向かう向きＡに貫通している。
【００３９】
具体的には、本実施形態における第２電極部１ｃは、縦幅が６０ｍｍ、横幅が１２０ｍｍ程度の長方形で、板厚が１ｍｍ程度の薄板形状とされている。図７に示すように、本実施形態では、貫通孔１ｃａは、縦に６個、横に１２個ずつ長方形にマトリクス状に並んで形成されている。複数の貫通孔１ｃａは、それぞれの孔形状が略正方形であり、それぞれの相互間の間隔が１０ｍｍ程度とされている。
【００４０】
尚、本実施形態において、第２電極部１ｃを、導電性金属以外の導電性材料（例えば、導電性樹脂）に置き換えても良い。
【００４１】
図３〜図７に示すように、本実施形態における電気ヒータ１では、発熱放熱部１ｂは、貫通孔１ｂａの孔形状が第１電極部１ａの貫通孔１ａａの孔形状と略一致するように、第１電極部１ａと結合している。また、発熱放熱部１ｂは、貫通孔１ｂａの孔形状が第２電極部１ｃの貫通孔１ｃａの孔形状と略一致するように、第２電極部１ｃと結合している。図４に示すように、本電気ヒータ１は、複数のうち１個の貫通孔１ａａ、複数のうち対応する１個の貫通孔１ｂａ、および複数のうち対応する１個の貫通孔１ｃａによって、向きＡに貫通している１個の貫通孔部１ｉが構成されている。すなわち、本実施形態に係る電気ヒータ１は、このように構成されている貫通孔部１ｉが、複数形成されている。
【００４２】
また、図２〜図７に示すように、本実施形態では、第１電極部１ａ、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃは、それぞれの縦幅および横幅が互いに略同一であり、それぞれの最外輪郭が互いに略一致するように結合している。このため、本実施形態における発熱放熱部１ｂは、一面側の略全体が第１電極部１ａによって覆われ、他面側の略全体が第２電極部１ｃによって覆われている。
【００４３】
以上のように、本実施形態における第１電極部１ａ、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃは、互いに接続され、一体とされている。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態に係る電気ヒータ１は、第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃのそれぞれに対して繋げられた導電性樹脂で構成された発熱放熱部１ｂを備える。この発熱放熱部１ｂは、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加されたときに、発熱すると共に放熱するものである。
【００４５】
このため、本電気ヒータ１では、発熱放熱部１ｂが導電性樹脂で構成されたものであることで、特許文献１の電気ヒータのように発熱部が金属で構成される場合に比べて放熱部（すなわち、発熱放熱部１ｂ）についての体積当たりの質量が小さくなる。よって、本実施形態に係る電気ヒータ１では、放熱範囲を大きくするために発熱放熱部１ｂの数や体積を増やしたときに、特許文献１の電気ヒータに比べて、電気ヒータ１の全体の重量を小さくできる。すなわち、本実施形態に係る電気ヒータ１では、発熱放熱部が金属である場合に比べて、電気ヒータの重量を大きくせずに放熱範囲を大きくすることができる。また、特許文献１に記載の電気ヒータのようにニクロム線を用いた場合には、ニクロム線が焼損した場合に動作不良を引き起こす危険性があるが、本実施形態に係る電気ヒータ１では、そのような危険性も無くなる。
【００４６】
また、本実施形態に係る電気ヒータ１は、温度制御部７を備える。温度制御部７は、特定温度を越えると該特定温度を越える前よりも単位温度上昇当たりの電気抵抗の増大度合が大きくなる材料で構成されている。温度制御部７は、該特定温度を越えたときに電流が流れ難くなることで、前記電気回路における温度上昇を制御する。
【００４７】
このため、本実施形態に係る電気ヒータ１では、温度制御部７が備えられていることで、過度の電流が流れることで特定の温度を越えると電気抵抗が高くなることで電流がほとんど流れなくなり、特定温度を越えて過度に発熱することを防止することができる。
【００４８】
更に言えば、従来のＰＴＣ特性を持たせた電気ヒータでは、特開２００５−１０８８０８号公報に記載のものがある。この電気ヒータでは、発熱部として機能すると共に温度制御部としても機能する部材として、ＰＴＣ特性を有する半導体セラミックスが用いられている。具体的には、この電気ヒータでは、半導体セラミックスを発熱部として機能させるために、同公報の図１に示されているように、粒状に形成された複数の半導体セラミックスが、互いに間隔を十分に空けつつ断続的に配置されている。間隔を十分に空けないと、異なる半導体セラミックス同士で熱を譲受し合って狙いの発熱性能からずれてしまうからである。このように、温度制御部として半導体セラミックスを用いる場合には、同公報の図１に記載するように複数の半導体セラミックスを断続的に配置することを余儀無くされる。このため、上記のように間隔をとるために、温度制御部を設置するスペースを大きくするか、あるいは温度制御部を小さくするなどの対応が必要となる。しかしながら、温度制御部を設置するスペースを大きくすることは好ましくなく、特に、電気ヒータ１を車両用として用いる場合などは省スペース化が特に要求されるため、対応が困難である。温度制御部を小さくすると、ＰＴＣ特性が十分に得られないことがある。これに対し、本実施形態では、発熱部としてはでは無く温度制御に特化した機能部として温度制御部７を用いている。そのため、温度制御部７を間隔を十分に空けつつ断続的に配置する必要は無く、温度制御部７を配置したいスペースに連続的に配置することができる。このため、温度制御部を設置するスペースにおいて大きいサイズの温度制御部を配置することができ（例えば、該スペースの全面に配置することもできる）、これにより良好なＰＴＣ特性（すなわち、温度制御機能）を得ることができる。これにより、例えば、空調装置１００において風が流れていない状況であっても、所定の上限温度以下に保つことができ、発熱放熱部１ｂの過昇温を防止することができる。また、電気ヒータ１を製造する際に製造条件によっては発熱放熱部１ｂにおいて発熱し易い箇所とし難い箇所とが混在することがあるが、温度制御部７が備えられ、発熱し易い箇所の電気抵抗値が増加することで、温度を均一とすることができる。
【００４９】
また、本実施形態では、温度制御部７は、導電粉を有機ポリマーに分散させた材料で構成された塗膜である。
【００５０】
このため、本実施形態では、温度制御部７を上記のような塗膜にて構成するため、半導体セラミックスにて構成する場合に比べ、複雑な形状の第１電極部１ａ、第２電極部１ｃに対応する複雑な形状の温度制御部７を容易に形成することができる。すなわち、本実施形態の電気ヒータ１では、その製造において、温度制御部７の形状自由度が高くなると共に、容易に温度制御部７を成形することができる。また、本電気ヒータ１では、温度制御部７が第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃのうち少なくとも一方と発熱放熱部１ｂとを繋げている構成であるため、効率的に温度制御部７による電流制御が行われ、効率的に発熱放熱部１ｂの過度の温度上昇を抑制することができる。
【００５１】
更に言えば、上記の特開２００５−１０８８０８号公報に記載の電気ヒータでは、上記したように、温度制御部としても機能する部材として、ＰＴＣ特性を有する半導体セラミックスが用いられている。半導体セラミックスは壊れ易い材料であるから、温度制御部を小さくすると、特に壊れ易くなってしまう。また、半導体セラミックスは、製造上の理由（すなわち、製造時の配合、湿度、温度などの要因）からサイズがバラツキ易い。このため、電気ヒータにおいて要求される仕様（例えば、９００〜１０００Ｗ）を満たすのに適したサイズの半導体セラミックスを所望のサイズのものを用意することが困難である。また、半導体セラミックスを設置するスペースの形状が複雑である場合、これに対応するために半導体セラミックス（すなわち、温度制御部）も複雑な形状としなければならないが、半導体セラミックスを複雑な形状とすることも困難である。これに対し、本実施形態に係る電気ヒータ１は、温度制御部７を上記のような塗膜にて構成しているため、上記のような問題が生じないという利点もある。すなわち、本実施形態では、温度制御部７を上記のような塗膜にて構成しているため、図２に示すように、断続的でなく連続的に温度制御部７を形成することができる。このため、本実施形態では、温度制御部７を設置するスペースを大きくするか、あるいは温度制御部７を小さくするなどの対応を取らずとも、十分なＰＴＣ特性を得られる構成とすることができる。また、本実施形態では、温度制御部７を上記のような塗膜にて構成しているため、半導体セラミックスよりも壊れ難い。また、半導体セラミックスのように所望のサイズのものを用意することを要さずとも電気ヒータ１の要求仕様を容易に満たすこともできる。また、本実施形態では、温度制御部７を上記のような塗膜にて構成しているため、温度制御部７を容易に複雑な形状とすることもできる。
【００５２】
尚、本実施形態に係る電気ヒータ１は、導電性樹脂で構成された発熱放熱部１ｂ（すなわち、発熱部であると共に放熱部）を用いた構成であることで、上記の特開２００５−１０８８０８号公報の電気ヒータなどに比べて、効率的に発熱および放熱をする。これにより、上記の特開２００５−１０８８０８号公報の電気ヒータよりも、電気ヒータ１の全体構成（すなわち、第１電極部１ａ、第２電極部１ｃ、発熱放熱部１ｂなどの構成）を小型化しても、従来と同様のヒータ性能を発揮することができる。よって、車両用として用いられることで要求される省スペース化に対応するために電気ヒータ１を小型化したとしても、従来と同様のヒータ性能を発揮することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係る電気ヒータ１は、第１電極部１ａの貫通孔１ａａ、発熱放熱部１ｂの貫通孔１ｂａ、および第２電極部１ｃの貫通孔１ｃａによって、第１電極部１ａから第２電極部１ｃに向かう向きＡに第１電極部１ａ、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃを貫通している貫通孔部１ｉが、構成されている。
【００５４】
このため、本実施形態に係る電気ヒータ１では、貫通孔部１ｉの内部空間１ｊに空気を通すように電気ヒータ１が配置され、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加されたときに、貫通孔部１ｉの内部空間１ｊを通る空気を暖めることができる。すなわち、本実施形態に係る電気ヒータ１では、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加されたときに、第１、第２電極部１ａ、１ｃが発熱すると共に発熱放熱部１ｂが発熱する。そして、発熱した第１、第２電極部１ａ、１ｃ、および発熱放熱部１ｂにおける貫通孔部１ｉの内部空間１ｊを空気が通ることで、該空気に放熱し、該空気を暖めることができる。また、本実施形態に係る電気ヒータ１では、発熱放熱部１ｂと、貫通孔部１ｉの内部空間１ｊとの接触部が面状であることにより、接触面積が大きい。すなわち、発熱放熱部１ｂと、放熱対象である内部空間１ｊの空気との接触面積が大きい。このため、本実施形態に係る電気ヒータ１では、放熱範囲を広くすることができる。これに対して、特許文献１に記載の電気ヒータでは、放熱部がニクロム線であるため、放熱範囲が狭くなってしまっている。
【００５５】
特に、本実施形態に係る電気ヒータ１では、貫通孔部１ｉが複数形成されている。
【００５６】
このため、本実施形態に係る電気ヒータ１では、複数の貫通孔部１ｉの内部空間１ｊが複数配置されていることで、放熱範囲を広く配置することができる。よって、本実施状に形態に係る電気ヒータ１では、特に放熱範囲を広くでき、空間的に均一に放熱することができる。
【００５７】
以上、本実施形態に係る電気ヒータ１の構成について説明した。次に、本実施形態に係る電気ヒータ１の作動について説明する。
【００５８】
一例として、冬期の暖房時において電気ヒータ１を使用する場合について説明する。尚、冬期の暖房時においては、車両エンジンの始動直後では、車両エンジンの温水温度が外気温と同様の非常に低い温度に低下している。このため、暖房用熱交換器４によって車両エンジンの温水を熱源として空気を加熱することはできない。したがって、暖房用熱交換器４のみでは、このようなときには暖房が不可能となり、車室内の快適性が損なわれることとなる。
【００５９】
本実施形態に係る電気ヒータ１は、冬期暖房時における温水低温時を制御装置１ｈにより判定し、電気ヒータ１の正極側端子部１ｆと不図示の車載バッテリとの間の通電回路を自動的にＯＮ状態とし、発熱放熱部１ｂに通電する。尚、制御装置１ｈは、不図示の水温センサにより検出される温水温度が所定温度以下であることと、車室内暖房の必要な環境条件にあること（例えば、車室内温度が所定温度以下であること等）とを判定して、発熱放熱部１ｂに自動的に通電する。
【００６０】
本実施形態に係る電気ヒータ１は、発熱放熱部１ｂへの通電によって発熱放熱部１ｂが発熱する。これにより、発熱放熱部１ｂが、空気通路１０ａを通過する空気を直接的に加熱する。そして、空調装置１００は、電気ヒータ１により加熱された空気（すなわち、温風）をフット吹出口１０ａｆ等から車室内へ吹き出す。このように、本実施形態に係る空調装置１００では、車両エンジンの温水温度が低いときにおいても、車室内を効果的に即効暖房できる。
【００６１】
より具体的には、発熱放熱部１ｂへの通電時に、制御装置１ｈの出力信号により送風機２の駆動用モータ２ｂに通電して送風機２を作動させると、送風機２の送風空気が冷房用熱交換器３および暖房用熱交換器４を通過した後、電気ヒータ１の発熱放熱部１ｂにおける貫通孔部１ｉの内部空間１ｊを通過する。このとき、空気通路１０ａの空気流れに対して各貫通孔部１ｉの表面が直接面しているので、発熱放熱部１ｂの発生熱を空気流れに直接与えることができる。以上、本実施形態に係る電気ヒータ１の作動について説明した。
【００６２】
次に、本実施形態に係る電気ヒータ１の製造方法について図８〜図１４を参照して説明する。本実施形態に係る電気ヒータ１は、全体としては、射出成形による樹脂と金属の一体成型として従来から知られている方法と同様の製造工程を経て完成する。よって、以下においては、本製造方法における特徴的な工程のみについて説明する。
【００６３】
まず、用意工程として、図８〜図１０に示す射出成形用の金型２００を用意する。この金型２００は、上型２００ａおよび下型２００ｂによって構成される。図９、図１０に示すように、下型２００ｂは、上型２００ａに対して接触させられる表面２００ｂａ、および表面２００ｂａに形成された凹部２００ｂｂを有する。また、下型２００ｂは、凹部２００ｂｂの底面に形成された複数の突起部２００ｂｃを有する。複数の突起部２００ｂｃのそれぞれは、各貫通孔部１ｉに対応した形状とされている。つまり、上型２００ａと下型２００ｂとが合致したときに下型２００ｂの凹部２００ｂｂおよび各突起部２００ｂｃと上型２００ａとで挟まれる空間であるキャビティ３００が、上記で説明した第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃで構成される一体部材が形成される空間である。図１１に示すように、キャビティ３００は、上から、第１電極部１ａが形成される空間としての部分キャビティ３００ａ、温度制御部７が形成される空間としての部分キャビティ３００ｂ、発熱放熱部１ｂが形成される空間としての部分キャビティ３００ｃ、第２電極部１ｃが形成される空間としての部分キャビティ３００ｄに分けられる。部分キャビティ３００ａは、第１電極部１ａの外形に対応した空間である。部分キャビティ３００ｂは、温度制御部７の外形に対応した空間である。部分キャビティ３００ｃは、発熱放熱部１ｂの外形に対応した空間である。部分キャビティ３００ｄは、第２電極部１ｃの外形に対応した空間である。また、本製造方法では、射出成形において成型用の樹脂あるいは金属が溶融固化したときに、この各突起部２００ｂｃが位置する部分が空洞となることで、各貫通孔部１ｉが形成される。また、下型２００ｂには、金型２００の外部とキャビティ３００とを連通させる貫通孔２００ｂｄが形成されている。具体的には、貫通孔２００ｂｄは、金型２００の外部とキャビティ３００とを連通させる部分として形成されている。この貫通孔２００ｂｄは、その内部空間がキャビティ３００のうち発熱放熱部１ｂが形成される空間である部分キャビティ３００ａに繋がるように、形成されている。つまり、この貫通孔２００ｂｄは、その内部空間を、第１電極部１ａの材料、温度制御部７の材料、発熱放熱部１ｂの材料である成型用樹脂、第２電極部１ｃの材料を金型２００の外部から部分キャビティ３００ａに注入するための注入通路４００として機能させるための孔である。
【００６４】
次に、成型工程として、まず、図１２に示すように、第２電極部１ｃの材料である成型用金属を溶融させたものを注入通路４００からキャビティ３００へ注入する。この成型用樹脂は、亜鉛フィラーなどの導電性金属で構成されるものである。これにより、該成型用金属を部分キャビティ３００ｄに充填する。次に、図１３に示すように、発熱放熱部１ｂの材料である成型用樹脂を溶融させたものを注入通路４００からキャビティ３００へ注入する。この成型用樹脂は、ＰＰＳなどの導電性樹脂で構成されるものである。これにより、該成型用樹脂を部分キャビティ３００ｃに充填する。次に、図１４に示すように、温度制御部７の材料である導電粉を有機ポリマーに分散させたものを注入通路４００からキャビティ３００へ注入する。これにより、温度制御部７の材料を部分キャビティ３００ｂに充填する。次に、図１５に示すように、第１電極部１ａの材料である成型用金属を溶融させたものを注入通路４００からキャビティ３００へ注入する。この成型用樹脂は、亜鉛フィラーなどの導電性金属で構成されるものである。これにより、該成型用金属を部分キャビティ３００ａに充填する。そして、充填したものを冷却し、固化する。これにより、キャビティ３００に第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃを配置すると共に、第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃで構成される一体部材が得られる。
【００６５】
以上説明した用意工程および成形工程を経て本実施形態に係る電気ヒータ１は完成する。
【００６６】
このため、以上で説明した製造方法によれば、第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃで構成される一体部材を容易に製造することができ、電気ヒータ１を容易に製造することができる。また、本製造方法では、電極である第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃに対して、発熱部かつ放熱部である発熱放熱部１ｂを一体成形することができる。よって、本製造方法によって製造される電気ヒータ１では、電極である第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃから、発熱部かつ放熱部である発熱放熱部１ｂへ均等に電流が流され易くなる。このため、本製造方法よって製造される電気ヒータ１では、放熱対象である所定空間に均一に放熱することができる。尚、従来の電気ヒータとして、発熱部と放熱部が別体のものがある。しかしながら、この従来の電気ヒータでは、発熱部と放熱部とで温度勾配が生じるため、放熱対象である所定空間に均一に放熱することは困難となる。また、この製造方法によれば、複雑な形状の第１電極部１ａ、第２電極部１ｃに対応する複雑な形状の温度制御部７を容易に形成することができる。
【００６７】
上記したように、本実施形態に係る電気ヒータ１は、第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃのそれぞれに対して繋げられた導電性樹脂で構成された発熱放熱部１ｂを備える。この発熱放熱部１ｂは、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加されたときに、発熱すると共に放熱するものである。
【００６８】
このため、本電気ヒータ１では、放熱部としての発熱放熱部１ｂが導電性樹脂で構成されたものであることで、特許文献１の電気ヒータのように発熱部が金属で構成される場合に比べて、放熱部（すなわち、発熱放熱部１ｂ）についての体積当たりの質量が小さくなる。よって、本実施形態に係る電気ヒータ１では、放熱範囲を大きくするために発熱放熱部１ｂの数や体積を増やしたときに、特許文献１の電気ヒータに比べて、電気ヒータ１の全体の重量を小さくできる。すなわち、本実施形態に係る電気ヒータ１では、発熱放熱部が金属である場合に比べて、電気ヒータの重量を大きくせずに放熱範囲を大きくすることができる。また、特許文献１に記載の電気ヒータのようにニクロム線を用いた場合には、ニクロム線が焼損した場合に動作不良を引き起こす危険性があるが、本実施形態に係る電気ヒータ１では、そのような危険性も無くなる。
【００６９】
また、本実施形態に係る電気ヒータ１は、温度制御部７を備える。温度制御部７は、特定温度を越えると該特定温度を越える前よりも単位温度上昇当たりの電気抵抗の増大度合が大きくなる材料で構成されている。温度制御部７は、該特定温度を越えたときに電流が流れ難くなることで、前記電気回路における温度上昇を制御する。
【００７０】
このため、本実施形態に係る電気ヒータ１では、温度制御部７が備えられていることで、過度の電流が流れることで特定の温度を越えると電気抵抗が高くなることで電流がほとんど流れなくなり、特定温度を越えて過度に発熱することを防止することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、温度制御部７は、導電粉を有機ポリマーに分散させた材料で構成された塗膜である。
【００７２】
このため、本実施形態では、温度制御部７を上記のような塗膜にて構成するため、半導体セラミックスにて構成する場合に比べ、複雑な形状の第１電極部１ａ、第２電極部１ｃに対応する複雑な形状の温度制御部７を容易に形成することができる。すなわち、本実施形態の電気ヒータ１では、その製造において、温度制御部７の形状自由度が高くなると共に、容易に温度制御部７を成形することができる。また、本電気ヒータ１では、温度制御部７が第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃのうち少なくとも一方と発熱放熱部１ｂとを繋げている構成であるため、効率的に温度制御部７による電流制御が行われ、効率的に発熱放熱部１ｂの過度の温度上昇を抑制することができる。
【００７３】
また、本実施形態に係る電気ヒータ１は、第１電極部１ａの貫通孔１ａａ、発熱放熱部１ｂの貫通孔１ｂａ、および第２電極部１ｃの貫通孔１ｃａによって、第１電極部１ａから第２電極部１ｃに向かう向きＡに第１電極部１ａ、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃを貫通している貫通孔部１ｉが、構成されている。
【００７４】
このため、本実施形態に係る電気ヒータ１では、貫通孔部１ｉの内部空間１ｊに空気を通すように電気ヒータ１が配置され、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加されたときに、貫通孔部１ｉの内部空間１ｊを通る空気を暖めることができる。すなわち、本実施形態に係る電気ヒータ１では、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加されたときに、第１、第２電極部１ａ、１ｃが発熱すると共に発熱放熱部１ｂが発熱する。そして、発熱した第１、第２電極部１ａ、１ｃ、および発熱放熱部１ｂにおける貫通孔部１ｉの内部空間１ｊを空気が通ることで、該空気に放熱し、該空気を暖めることができる。また、本実施形態に係る電気ヒータ１では、発熱放熱部１ｂと、貫通孔部１ｉの内部空間１ｊとの接触部が面状であることにより、接触面積が大きい。すなわち、発熱放熱部１ｂと、放熱対象である内部空間１ｊの空気との接触部が面状であることにより、接触面積が大きい。このため、本実施形態に係る電気ヒータ１では、放熱範囲を広くすることができる。これに対して、特許文献１に記載の電気ヒータでは、放熱部がニクロム線であるため、放熱範囲が狭くなってしまっている。
【００７５】
特に、本実施形態に係る電気ヒータ１では、貫通孔部１ｉが複数形成されている。
【００７６】
このため、本実施形態に係る電気ヒータ１では、複数の貫通孔部１ｉの内部空間１ｊが複数配置されていることで、放熱範囲を広くすることができる。よって、本実施状に形態に係る電気ヒータ１では、特に放熱範囲を広くでき、空間的に均一に放熱することができる。
【００７７】
また、本実施形態に係る電気ヒータ１は、以下の製造方法によって製造される。すなわち、まず、用意工程として、第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃで構成される一体部材が形成される空間としてのキャビティ３００が形成される射出成形用の金型２００を用意する。次に、成形工程として、温度制御部７の材料を、金型２００の外部からキャビティ３００のうち温度制御部７が形成される空間３００ｂに注入して、該温度制御部を該空間３００ｂに充填する。また、発熱放熱部１ｂの材料である成型用樹脂を溶融させたものを、金型２００の外部からキャビティ３００のうち発熱放熱部１ｂが形成される空間３００ｃに注入して、該成型用樹脂を該空間３００ｃに充填する。そして、充填した温度制御部７および該成型用樹脂を冷却し、固化する。これにより、第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃで構成される一体部材が得られる。
【００７８】
このため、本製造方法によれば、第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃで構成される一体部材を容易に製造することができ、電気ヒータ１を容易に製造することができる。特に、この製造方法によれば、発熱放熱部１ｂの形状が複雑であっても、容易に成形することができる。また、本製造方法では、電極である第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃに対して、発熱部かつ放熱部である発熱放熱部１ｂを一体成形することができる。よって、本製造方法よって製造される電気ヒータ１では、電極である第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃから、発熱部かつ放熱部である発熱放熱部１ｂへ均等に電流が流され易くなる。このため、本製造方法よって製造される電気ヒータ１では、放熱対象である所定空間に均一に放熱することができる。尚、従来の電気ヒータとして、発熱部と放熱部が別体のものがある。しかしながら、この従来の電気ヒータでは、発熱部と放熱部とで温度勾配が生じるため、放熱対象である所定空間に均一に放熱することは困難となる。また、この製造方法によれば、複雑な形状の第１電極部１ａ、第２電極部１ｃに対応する複雑な形状の温度制御部７を容易に形成することができる。
【００７９】
特に、本製造方法では、成形工程において、第１電極部１ａの材料である成型用の導電性金属あるいは導電性樹脂を溶融させたもの、発熱放熱部１ｂの材料である成型用の導電性樹脂を溶融させたもの、および第２電極部１ｃの材料である成型用の導電性金属あるいは導電性樹脂を溶融させたものを、キャビティ３００に注入する。これにより、成型用の導電性金属あるいは導電性樹脂をキャビティ３００に充填し、充填された成型用の導電性金属あるいは導電性樹脂を冷却し、固化する。これにより、キャビティ３００に第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃを配置すると共に、第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃで構成される一体部材が得られる。
【００８０】
このため、第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃで構成される一体部材を特に容易に製造することができ、電気ヒータ１を特に容易に製造することができる。
【００８１】
（第２実施形態）
本開示の第２実施形態について図１５、図１６を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、第２電極部１ｃの積層順を変更したものである。その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８２】
第１実施形態では、上から、第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、第２電極部１ｃの順で積層した構成であった。これに対し、本実施形態は、図１５、図１６に示すように、第１電極部１ａ、発熱放熱部１ｂ、温度制御部７、第２電極部１ｃの順で積層した構成である。
【００８３】
本実施形態においても、第１実施形態で説明した効果と同様の効果を得られる。
【００８４】
（第３実施形態）
本開示の第３実施形態について図１７、図１８を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、電気ヒータ１の第１電極部１ａ、温度制御部７、発熱放熱部１ｂ、および第２電極部１ｃの形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。尚、図１７、図１８において、リード線１ｄ、リード線１ｅ、正極側端子部１ｆ、負極側端子部１ｇ、および制御装置１ｈの図示については省略してある。
【００８５】
図１７、図１８に示すように、本実施形態では、第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃは、それぞれ、縦幅が２０ｍｍ、横幅が１２０ｍｍ程度の長方形で、板厚が６ｍｍ程度の板状部材である。尚、本実施形態における第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃには、第１実施形態における貫通孔１ａａ、１ｂａは形成されていない。また、温度制御部７は、板状に構成されている。図１７に示すように、温度制御部７と第１電極部１ａとの接触面は、互いに略一致している。
【００８６】
図１７、図１８に示すように、本実施形態に係る電気ヒータ１においても、第１実施形態と同様、第１電極部１ａおよび第２電極部１ｃのそれぞれに対して繋げられた導電性樹脂で構成された発熱放熱部１ｂを備える。この発熱放熱部１ｂは、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加されたときに、発熱すると共に放熱するものである。
【００８７】
このため、本電気ヒータ１においても、第１実施形態の場合と同様、放熱範囲を大きくするために放熱部（すなわち、発熱放熱部１ｂ）の数や体積を増やしたときに、特許文献１の電気ヒータに比べて、電気ヒータ１の全体の重量を小さくできる。
【００８８】
また、図１７、図１８に示すように、本実施形態では、発熱放熱部１ｂは、第１固定部１ｂｂと、第２固定部１ｂｃと、複数の放熱フィン１ｂｄとによって構成されている。第１固定部１ｂｂは、発熱放熱部１ｂのうち、第１電極部１ａの周囲を囲むように第１電極部１ａの表面に対して接触し固定された部分である。第２固定部１ｂｃは、発熱放熱部１ｂのうち、第２電極部１ｃの周囲を囲むように第２電極部１ｃの表面に対して接触し固定された部分である。放熱フィン１ｂｄは、発熱放熱部１ｂのうち、第１電極部１ａから第２電極部１ｃに向かう向きＡに伸びる形状であって第１固定部１ｂｂと第２固定部１ｂｃとに対して繋げられた部分である。図１７、図１８に示すように、複数の放熱フィン１ｂｄは、それぞれが板形状とされ、該板形状の厚さ方向において互いに所定空間５００を空けるように同じ向きで配置されている。よって、所定空間５００には、板形状である各放熱フィン１ｂｄのうち表面積の大きい面が接している。第１固定部１ｂｂ、第２固定部１ｂｃ、および放熱フィン１ｂｄは、ＰＰＳなどの導電性樹脂によって一体に構成されている。
【００８９】
このため、本実施形態に係る電気ヒータ１では、複数の放熱フィン１ｂｄの相互間の所定空間５００に空気を通すように電気ヒータ１が空気通路１０ａに配置され、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加されたときに、所定空間５００を通る空気を暖めることができる。すなわち、第１電極部１ａと第２電極部１ｃとの間に電圧が印加されたときに、第１、第２電極部１ａ、１ｃが発熱すると共に発熱放熱部１ｂが発熱する。そして、発熱した複数の放熱フィン１ｂｄの相互間の所定空間５００を空気が通ることで、該空気に放熱し、該空気を暖めることができる。
【００９０】
特に、本実施形態に係る電気ヒータ１では、複数の放熱フィン１ｂｄが、それぞれ、板形状とされ、該板形状の厚さ方向において互いに所定空間５００を空けるように配置されている。
【００９１】
このため、本実施形態に係る電気ヒータ１では、所定空間５００には、板形状である各放熱フィン１ｂｄのうち表面積の大きい面が接している。つまり、放熱部である放熱フィン１ｂｄと、放熱対象である所定空間５００との接触面積が大きい。よって、本実施形態に係る電気ヒータ１では、このように放熱部（すなわち、放熱フィン１ｂｄ）における放熱対象との接触部が面状であることにより、放熱範囲を広くすることができる。これに対して、特許文献１に記載の電気ヒータでは、放熱部がニクロム線であるため、放熱範囲が狭くなってしまっている。
【００９２】
尚、本実施形態に係る電気ヒータ１も、第１実施形態で説明したような射出成形によって製造され得る。
【００９３】
（他の実施形態）
本開示は上記した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した範囲内において適宜変更が可能である。
【００９４】
例えば、上記第１〜３実施形態に係る空調装置１００において、図２１に示すように、電気ヒータ１を、送風機２の周囲を囲むように環状に配置しても良い。尚、図２１中の矢印Ｙ１は、遠心式送風ファン２ａの回転方向であり、矢印Ｙ２は、遠心式送風ファン２ａの回転による送風流れの方向である。
【００９５】
（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点では、電気ヒータにおいて、第１電極部および第２電極部のそれぞれに対して繋げられた導電性樹脂で構成された発熱放熱部、温度制御部を備える。この発熱放熱部は、第１電極部と第２電極部との間に電圧が印加されたときに、発熱すると共に放熱するものである。
【００９６】
また、第２の観点では、第１の観点に係る電気ヒータにおいて、温度制御部は、導電粉を有機ポリマーに分散させた材料で構成された塗膜である。
【００９７】
このため、半導体セラミックスにて構成する場合に比べ、複雑な形状の第１電極部、第２電極部に対応する複雑な形状の温度制御部を容易に形成することができる。すなわち、電気ヒータの製造において、温度制御部の形状自由度が高くなると共に、容易に温度制御部を成形することができる。また、温度制御部が第１電極部および第２電極部のうち少なくとも一方と発熱放熱部とを繋げている構成であるため、効率的に温度制御部による電流制御が行われ、効率的に発熱放熱部の過度の温度上昇を抑制することができる。
【００９８】
また、第３の観点では、第１また２の観点に係る電気ヒータにおいて、第１電極部の貫通孔、発熱放熱部の貫通孔、および第２電極部の貫通孔によって、第１電極部から第２電極部に向かう向きに第１電極部、発熱放熱部、および第２電極部１ｃを貫通している貫通孔部が、構成されている。
【００９９】
このため、貫通孔部の内部空間に空気を通すように電気ヒータが配置され、第１電極部と第２電極部との間に電圧が印加されたときに、貫通孔部の内部空間を通る空気を暖めることができる。すなわち、第１電極部と第２電極部との間に電圧が印加されたときに、発熱放熱部が発熱する。そして、発熱した発熱放熱部における貫通孔部の内部空間を空気が通る。これにより、発熱した発熱放熱部から該空気に放熱されるので、該空気が暖まる。
【０１００】
また、第４の観点では、第２の観点に係る電気ヒータにおいて、第３の観点に係る電気ヒータにおいて、貫通孔部が複数形成されている。
【０１０１】
このため、複数の貫通孔部の内部空間が複数配置されていることで、放熱範囲を広く配置することができる。よって、特に放熱範囲を広くでき、空間的に均一に放熱することができる。
【０１０２】
また、第５の観点では、第１または２の観点に係る電気ヒータにおいて、発熱放熱部は、第１電極部から第２電極部に向かう向きに伸びる複数の放熱フィンを有する。
【０１０３】
このため、複数の放熱フィンの相互間の所定空間に空気を通すように電気ヒータが空気通路に配置され、第１電極部と第２電極部との間に電圧が印加されたときに、所定空間を通る空気を暖めることができる。すなわち、第１電極部と第２電極部との間に電圧が印加されたときに、第１、第２電極部が発熱すると共に発熱放熱部が発熱する。そして、発熱した複数の放熱フィンの相互間の所定空間を空気が通ることで、該空気に放熱し、該空気を暖めることができる。
【０１０４】
また、第６の観点では、第５の観点に係る電気ヒータにおいて、複数の放熱フィンは、それぞれが板形状とされ、該板形状の厚さ方向において互いに所定空間を空けて配置されている。
【０１０５】
このため、本電気ヒータでは、所定空間には、板形状である各放熱フィンのうち表面積の大きい面が接する。つまり、放熱部である放熱フィンと、放熱対象である所定空間との接触面積が大きくなる。よって、このように放熱部（すなわち、放熱フィン）における放熱対象との接触部が面状であることにより、放熱範囲を広くすることができる。
【０１０６】
また、第７の観点によれば、空調装置は、第１〜６の観点に係る電気ヒータを備える。これにより、上記した第１〜第６の観点による効果が得られる。
【０１０７】
また、第８の観点では、第１〜７の観点に係る電気ヒータの製造方法として、以下のように製造する。すなわち、まず、用意工程として、第１電極部、温度制御部、発熱放熱部、および第２電極部で構成される一体部材が形成される空間としてのキャビティが形成される射出成形用の金型を用意する。次に、成形工程として、温度制御部の材料を、金型の外部からキャビティのうち温度制御部が形成される空間に注入して、該温度制御部を該空間に充填し、発熱放熱部の材料である成型用樹脂を溶融させたものを、金型の外部からキャビティのうち発熱放熱部が形成される空間に注入して、該成型用樹脂を該空間に充填し、充填した温度制御部および該成型用樹脂を冷却し、固化する。これにより、第１電極部、温度制御部、発熱放熱部、および第２電極部で構成される一体部材が得られる。
【０１０８】
このため、本製造方法によれば、第１電極部、温度制御部、発熱放熱部、および第２電極部で構成される一体部材を容易に製造することができ、電気ヒータを容易に製造することができる。特に、この製造方法によれば、発熱放熱部の形状が複雑であっても、容易に成形することができる。また、本製造方法では、電極である第１電極部および第２電極部に対して、発熱部かつ放熱部である発熱放熱部を一体成形することができる。よって、本製造方法よって製造される電気ヒータでは、電極である第１電極部および第２電極部から、発熱部かつ放熱部である発熱放熱部へ均等に電流が流され易くなる。このため、本製造方法よって製造される電気ヒータでは、放熱対象である所定空間に均一に放熱することができる。また、この製造方法によれば、複雑な形状の第１電極部、第２電極部に対応する複雑な形状の温度制御部を容易に形成することができる。
【０１０９】
また、第９の観点では、第８の観点に係る電気ヒータの製造方法において、成形工程において、第１電極部の材料である成型用の導電性金属あるいは導電性樹脂を溶融させたもの、発熱放熱部の材料である成型用の導電性樹脂を溶融させたもの、および第２電極部の材料である成型用の導電性金属あるいは導電性樹脂を溶融させたものを、キャビティに注入する。これにより、成型用の導電性金属あるいは導電性樹脂をキャビティに充填し、充填された成型用の導電性金属あるいは導電性樹脂を冷却し、固化する。これにより、キャビティに第１電極部および第２電極部を配置すると共に、第１電極部、温度制御部、発熱放熱部、および第２電極部で構成される一体部材が得られる。
【０１１０】
このため、第１電極部、温度制御部、発熱放熱部、および第２電極部で構成される一体部材を特に容易に製造することができ、電気ヒータを特に容易に製造することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１              電気ヒータ
１ａ            第１電極部
１ｃ            第２電極部
１ｂ            発熱放熱部
７              温度制御部
１００          空調装置
２００、６００  金型
【図１】
2018085306.tif 000003
【図２】
2018085306.tif 000004
【図３】
2018085306.tif 000005
【図４】
2018085306.tif 000006
【図５】
2018085306.tif 000007
【図６】
2018085306.tif 000008
【図７】
2018085306.tif 000009
【図８】
2018085306.tif 000010
【図９】
2018085306.tif 000011
【図１０】
2018085306.tif 000012
【図１１】
2018085306.tif 000013
【図１２】
2018085306.tif 000014
【図１３】
2018085306.tif 000015
【図１４】
2018085306.tif 000016
【図１５】
2018085306.tif 000017
【図１６】
2018085306.tif 000018
【図１７】
2018085306.tif 000019
【図１８】
2018085306.tif 000020
【図１９】
2018085306.tif 000021
【図２０】
2018085306.tif 000022
【図２１】
2018085306.tif 000023