(57)【要約】【課題】ヒータ性能を向上させることができる電気式ヒータ及びその製造方法を提供すること。【解決手段】電気式ヒータ１は、通電によって発熱する複数のＰＴＣ素子２、ＰＴＣ素子２に通電するための複数の電極板３、ＰＴＣ素子２から伝わる熱を放熱するための複数の放熱フィン４、極性の異なる電極板３の間を絶縁するための樹脂プレート５、及び積層体１０を積層方向Ｈの両側から押圧する押圧バネ７を備える。樹脂プレート５の積層方向Ｈの表面における、ＰＴＣ素子２の配置部位を積層方向Ｈに投影した各投影範囲Ｒ内には、表面よりも突出した凸部５１がそれぞれ設けられている。各投影範囲Ｒ内における凸部５１は、電極板３と接触して塑性変形した変形部を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電によって発熱し、横方向（Ｗ）に並んで配置された複数のＰＴＣ素子（２）と、
前記ＰＴＣ素子の、前記横方向に直交する積層方向（Ｈ）の両側に積層され、前記ＰＴＣ素子に通電するための複数の電極板（３）と、
前記ＰＴＣ素子の前記積層方向の両側に積層され、前記ＰＴＣ素子から伝わる熱を放熱するための複数の放熱フィン（４）と、
前記電極板又は前記放熱フィンの前記積層方向に積層され、極性の異なる前記電極板の間を絶縁するための１つ又は複数の樹脂プレート（５，５Ａ，５Ｂ）と、
前記ＰＴＣ素子、前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートの積層体（１０，１０Ａ，１０Ｂ）を、前記積層方向の両側から押圧する押圧バネ（７）と、を備え、
前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートのうちのいずれかを、凸部（３１，４１，５１）を有する凸部形成部材（１１）とし、かつ前記凸部形成部材を除く、前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートのうちの他のいずれかを、前記凸部と接触する凸部接触部材（１２）としたとき、
前記凸部は、前記凸部形成部材の前記積層方向の表面（３０１，４０１，５０１）における、複数の前記ＰＴＣ素子の配置部位をそれぞれ前記積層方向に投影した複数の投影範囲（Ｒ）内にそれぞれ設けられており、
全ての前記投影範囲内における前記凸部と前記凸部接触部材との少なくとも一方は、塑性変形による変形部（５１１，５１２）を有する、電気式ヒータ（１）。
【請求項２】
前記凸部形成部材は、前記樹脂プレートである、請求項１に記載の電気式ヒータ。
【請求項３】
前記凸部接触部材は、前記電極板又は前記放熱フィンであり、
前記変形部は、前記各投影範囲内における前記凸部が塑性変形することによって形成されたものである、請求項２に記載の電気式ヒータ。
【請求項４】
前記凸部形成部材は、前記電極板である、請求項１に記載の電気式ヒータ。
【請求項５】
前記凸部接触部材は、前記放熱フィン又は前記樹脂プレートであり、
前記変形部は、前記凸部接触部材が塑性変形することによって形成されたものである、請求項４に記載の電気式ヒータ。
【請求項６】
前記凸部形成部材は、前記放熱フィンである、請求項１に記載の電気式ヒータ。
【請求項７】
前記凸部接触部材は、前記電極板又は前記樹脂プレートであり、
前記変形部は、前記各投影範囲内における前記凸部と前記凸部接触部材との少なくとも一方が塑性変形することによって形成されたものである、請求項６に記載の電気式ヒータ。
【請求項８】
通電によって発熱し、横方向（Ｗ）に並んで配置された複数のＰＴＣ素子（２）と、
前記ＰＴＣ素子の、前記横方向に直交する積層方向（Ｄ）の両側に積層され、前記ＰＴＣ素子に通電するための複数の電極板（３）と、
前記ＰＴＣ素子の前記積層方向の両側に積層され、前記ＰＴＣ素子から伝わる熱を放熱するための複数の放熱フィン（４）と、
前記電極板又は前記放熱フィンの前記積層方向に積層され、極性の異なる前記電極板の間を絶縁するための１つ又は複数の樹脂プレート（５，５Ａ，５Ｂ）と、
前記ＰＴＣ素子、前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートの積層体（１０，１０Ａ，１０Ｂ）の前記積層方向の両端に積層された一対のフレーム（６Ａ，６Ｂ）と、
一対の前記フレームを介して、前記積層体を前記積層方向の両側から押圧する押圧バネ（７）と、を備え、
前記電極板、前記放熱フィン、前記樹脂プレート及び前記フレームのうちのいずれかを、凸部（３１，４１，５１，６１）を有する凸部形成部材（１１）とし、かつ前記凸部形成部材を除く、前記電極板、前記放熱フィン、前記樹脂プレート及び前記フレームのうちの他のいずれかを、前記凸部と接触する凸部接触部材（１２）としたとき、
前記凸部は、前記凸部形成部材の前記積層方向の表面（３０１，４０１，５０１，６０１）における、複数の前記ＰＴＣ素子の配置部位をそれぞれ前記積層方向に投影した複数の投影範囲（Ｒ）内にそれぞれ設けられており、
全ての前記投影範囲内における前記凸部と前記凸部接触部材との少なくとも一方は、塑性変形による変形部（５１１，５１２）を有する、電気式ヒータ（１）。
【請求項９】
前記凸部形成部材は、前記フレームである、請求項８に記載の電気式ヒータ。
【請求項１０】
前記凸部接触部材は、前記電極板、前記放熱フィン又は前記樹脂プレートであり、
前記変形部は、前記凸部接触部材が塑性変形することによって形成されたものである、請求項９に記載の電気式ヒータ。
【請求項１１】
前記凸部形成部材は、前記電極板、前記放熱フィン又は前記樹脂プレートであり、前記凸部接触部材は、前記フレームであり、
前記変形部は、前記各投影範囲内における前記凸部が塑性変形することによって形成されたものである、請求項１に記載の電気式ヒータ。
【請求項１２】
前記凸部は、前記凸部形成部材と同質の材料で前記凸部形成部材と一体的に設けられている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電気式ヒータ。
【請求項１３】
通電によって発熱し、横方向（Ｗ）に並んで配置された複数のＰＴＣ素子（２）と、
前記ＰＴＣ素子の、前記横方向に直交する積層方向（Ｄ）の両側に積層され、前記ＰＴＣ素子に通電するための複数の電極板（３）と、
前記ＰＴＣ素子の前記積層方向の両側に積層され、前記ＰＴＣ素子から伝わる熱を放熱するための複数の放熱フィン（４）と、
前記電極板又は前記放熱フィンの前記積層方向に積層され、極性の異なる前記電極板の間を絶縁するための１つ又は複数の樹脂プレート（５，５Ａ，５Ｂ）と、
前記ＰＴＣ素子、前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートの積層体（１０，１０Ａ，１０Ｂ）を、前記積層方向の両側から押圧する押圧バネ（７）と、を備える、電気式ヒータを製造する方法において、
前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートのうちのいずれかを、凸部（３１，４１，５１）を有する凸部形成部材（１１）とし、かつ前記凸部形成部材を除く、前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートのうちの他のいずれかを、前記凸部と接触する凸部接触部材（１２）としたとき、
前記凸部は、前記凸部形成部材の前記積層方向の表面（３０１，４０１，５０１）における、複数の前記ＰＴＣ素子の配置部位をそれぞれ前記積層方向に投影した複数の投影範囲（Ｒ）内にそれぞれ設け、
前記押圧バネによって、前記積層体を、前記積層方向の両側から押圧する際に、全ての前記投影範囲内における前記凸部と前記凸部接触部材との少なくとも一方を塑性変形させて、全ての前記投影範囲内における前記凸部と前記凸部接触部材との少なくとも一方に変形部（５１１，５１２）を形成する、電気式ヒータ（１）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＴＣ素子に通電を行ったときに発生する熱を利用する電気式ヒータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＴＣ（Positive  Temperature  Coefficient）素子を利用した電気式ヒータは、例えば、車載用の補助暖房ヒータとして使用されている。電気式ヒータは、ＰＴＣ素子に通電するための電極板、ＰＴＣ素子から伝わる熱を放熱するための放熱フィン、ＰＴＣ素子、電極板及び放熱フィンの積層体の積層方向の両側に配置された一対のフレーム、一対のフレームを積層方向の両側から押圧する押圧バネ等を備える。電気式ヒータにおいては、電極板からＰＴＣ素子への通電及びＰＴＣ素子から放熱フィンへの熱伝導を効果的に行うために、横方向に並ぶ複数のＰＴＣ素子が、電極板及び放熱フィンにできるだけ均等に接触するための工夫がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１の電気式ヒータにおいては、一対のフレームに、横方向に並ぶＰＴＣ素子のそれぞれを押圧するための屈曲部を形成している。そして、積層体における、各ＰＴＣ素子が配置された部位が、各屈曲部によって押圧され、各ＰＴＣ素子が電極板及び放熱フィンに密着するようにしている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２のカーエアコン電力消費加熱器においては、電極板における、複数のＰＴＣ素子が横方向に配置された部位に対向する位置に、反り形状の弾性接触部を設けている。そして、積層体を押圧バネによって押圧するときには、弾性接触部によって各ＰＴＣ素子が配置された部位が押圧され、各ＰＴＣ素子が電極板及び放熱フィンに密着するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５２１７２号公報
【特許文献２】中国特許ＣＮ１０１７３０３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ヒータの性能をさらに向上させるためには、特許文献１，２においても改善の余地が残る。つまり、発明者らの研究開発の結果、電極板からＰＴＣ素子への通電及びＰＴＣ素子から放熱フィンへの熱伝導をより効果的に行うためには、全てのＰＴＣ素子と電極板及び放熱フィンとが極力同等の力で押圧されて接触する状態を形成することが有効であることが分かった。
【０００７】
特許文献１においては、押圧バネを用いてフレームを撓ませることによって、フレームの各屈曲部が、積層体における、各ＰＴＣ素子が配置された部位を押圧する。そのため、フレームの撓み方によって、各ＰＴＣ素子が電極板及び放熱フィンに押圧される力が異なる。その結果、各ＰＴＣ素子に作用する押圧力の大小は、フレームの製造上の誤差、変形等の大小によって左右される。従って、引用文献１においては、各ＰＴＣ素子が電極板及び放熱フィンに押圧される力にばらつきが生じるおそれがある。
【０００８】
特許文献２においては、積層体における、各ＰＴＣ素子の配置部位の積層方向の厚みの違いに応じて、電極板における各弾性接触部が弾性変形する量が異なる。そのため、弾性接触部ごとに、ＰＴＣ素子が電極板及び放熱フィンに押圧される力が異なり、大きく弾性変形した弾性接触部に対向するＰＴＣ素子ほど、大きな力で押圧されることになる。従って、引用文献２においても、各ＰＴＣ素子が電極板及び放熱フィンに押圧される力にばらつきが生じるおそれがある。
【０００９】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、ヒータ性能を向上させることができる電気式ヒータ及びその製造方法を提供しようとして得られたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、通電によって発熱し、横方向（Ｗ）に並んで配置された複数のＰＴＣ素子（２）と、
前記ＰＴＣ素子の、前記横方向に直交する積層方向（Ｈ）の両側に積層され、前記ＰＴＣ素子に通電するための複数の電極板（３）と、
前記ＰＴＣ素子の前記積層方向の両側に積層され、前記ＰＴＣ素子から伝わる熱を放熱するための複数の放熱フィン（４）と、
前記電極板又は前記放熱フィンの前記積層方向に積層され、極性の異なる前記電極板の間を絶縁するための１つ又は複数の樹脂プレート（５，５Ａ，５Ｂ）と、
前記ＰＴＣ素子、前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートの積層体（１０，１０Ａ，１０Ｂ）を、前記積層方向の両側から押圧する押圧バネ（７）と、を備え、
前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートのうちのいずれかを、凸部（３１，４１，５１）を有する凸部形成部材（１１）とし、かつ前記凸部形成部材を除く、前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートのうちの他のいずれかを、前記凸部と接触する凸部接触部材（１２）としたとき、
前記凸部は、前記凸部形成部材の前記積層方向の表面（３０１，４０１，５０１）における、複数の前記ＰＴＣ素子の配置部位をそれぞれ前記積層方向に投影した複数の投影範囲（Ｒ）内にそれぞれ設けられており、
全ての前記投影範囲内における前記凸部と前記凸部接触部材との少なくとも一方は、塑性変形による変形部（５１１，５１２）を有する、電気式ヒータ（１）にある。
【００１１】
本発明の他の態様は、通電によって発熱し、横方向（Ｗ）に並んで配置された複数のＰＴＣ素子（２）と、
前記ＰＴＣ素子の、前記横方向に直交する積層方向（Ｄ）の両側に積層され、前記ＰＴＣ素子に通電するための複数の電極板（３）と、
前記ＰＴＣ素子の前記積層方向の両側に積層され、前記ＰＴＣ素子から伝わる熱を放熱するための複数の放熱フィン（４）と、
前記電極板又は前記放熱フィンの前記積層方向に積層され、極性の異なる前記電極板の間を絶縁するための１つ又は複数の樹脂プレート（５，５Ａ，５Ｂ）と、
前記ＰＴＣ素子、前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートの積層体（１０，１０Ａ，１０Ｂ）の前記積層方向の両端に積層された一対のフレーム（６Ａ，６Ｂ）と、
一対の前記フレームを介して、前記積層体を前記積層方向の両側から押圧する押圧バネ（７）と、を備え、
前記電極板、前記放熱フィン、前記樹脂プレート及び前記フレームのうちのいずれかを、凸部（３１，４１，５１，６１）を有する凸部形成部材（１１）とし、かつ前記凸部形成部材を除く、前記電極板、前記放熱フィン、前記樹脂プレート及び前記フレームのうちの他のいずれかを、前記凸部と接触する凸部接触部材（１２）としたとき、
前記凸部は、前記凸部形成部材の前記積層方向の表面（３０１，４０１，５０１，６０１）における、複数の前記ＰＴＣ素子の配置部位をそれぞれ前記積層方向に投影した複数の投影範囲（Ｒ）内にそれぞれ設けられており、
全ての前記投影範囲内における前記凸部と前記凸部接触部材との少なくとも一方は、塑性変形による変形部（５１１，５１２）を有する、電気式ヒータ（１）にある。
【００１２】
本発明のさらに他の態様は、通電によって発熱し、横方向（Ｗ）に並んで配置された複数のＰＴＣ素子（２）と、
前記ＰＴＣ素子の、前記横方向に直交する積層方向（Ｄ）の両側に積層され、前記ＰＴＣ素子に通電するための複数の電極板（３）と、
前記ＰＴＣ素子の前記積層方向の両側に積層され、前記ＰＴＣ素子から伝わる熱を放熱するための複数の放熱フィン（４）と、
前記電極板又は前記放熱フィンの前記積層方向に積層され、極性の異なる前記電極板の間を絶縁するための１つ又は複数の樹脂プレート（５，５Ａ，５Ｂ）と、
前記ＰＴＣ素子、前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートの積層体（１０，１０Ａ，１０Ｂ）を、前記積層方向の両側から押圧する押圧バネ（７）と、を備える、電気式ヒータを製造する方法において、
前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートのうちのいずれかを、凸部（３１，４１，５１）を有する凸部形成部材（１１）とし、かつ前記凸部形成部材を除く、前記電極板、前記放熱フィン及び前記樹脂プレートのうちの他のいずれかを、前記凸部と接触する凸部接触部材（１２）としたとき、
前記凸部は、前記凸部形成部材の前記積層方向の表面（３０１，４０１，５０１）における、複数の前記ＰＴＣ素子の配置部位をそれぞれ前記積層方向に投影した複数の投影範囲（Ｒ）内にそれぞれ設け、
前記押圧バネによって、前記積層体を、前記積層方向の両側から押圧する際に、全ての前記投影範囲内における前記凸部と前記凸部接触部材との少なくとも一方を塑性変形させて、全ての前記投影範囲内における前記凸部と前記凸部接触部材との少なくとも一方に変形部（５１１，５１２）を形成する、電気式ヒータ（１）の製造方法にある。
【発明の効果】
【００１３】
前記一態様の電気式ヒータは、電極板、放熱フィン及び樹脂プレートのうちの互いに接触する部材の少なくとも一方に、塑性変形による変形部が形成されていることにより、各ＰＴＣ素子が電極板及び放熱フィンに押圧される力を、全てのＰＴＣ素子において極力均等にする工夫をしている。具体的には、電極板、放熱フィン及び樹脂プレートのうちのいずれかを、凸部を有する凸部形成部材とするとともに、他のいずれかを凸部と接触する凸部接触部材とする。そして、凸部は、凸部形成部材の積層方向の表面における、複数のＰＴＣ素子の配置部位を積層方向に投影した複数の投影範囲内にそれぞれ設けられており、各投影範囲内における凸部と凸部接触部材との少なくとも一方は、塑性変形による変形部を有する。
【００１４】
そして、全てのＰＴＣ素子の投影範囲内においては、凸部と凸部接触部材とが接触しており、全ての凸部と凸部接触部材との少なくとも一方が塑性変形した変形部を有する。この変形部は、塑性変形によって、高さが低くなるように凸部が潰された形跡もしくは痕、又は凸部接触部材の表面が凹んだ形跡もしくは痕等として形成されている。また、変形部は、塑性変形によって形成されたものであるため、弾性変形によって形成されたものと違って、各凸部に発生する押圧力が変形量の大小によって異なるといった現象がほとんど生じない。
【００１５】
こうして、前記一態様の電気式ヒータにおいては、凸部と凸部接触部材との少なくとも一方の塑性変形を利用することにより、ＰＴＣ素子、電極板、放熱フィン、樹脂プレートのそれぞれに生じた製造上の寸法誤差、変形等によって、ＰＴＣ素子が配置された横方向の各位置における、積層方向の厚みが互いに異なった場合でも、全てのＰＴＣ素子と電極板及び放熱フィンとが極力同等の力で押圧されて接触する状態を形成することができる。なお、ここでいう「積層方向の厚み」とは、各ＰＴＣ素子の投影範囲において、ＰＴＣ素子、電極板、放熱フィン及び樹脂プレートの単独の積層方向の厚みを合計した厚みのことをいう。
【００１６】
これにより、電極板から全てのＰＴＣ素子への通電、及び全てのＰＴＣ素子から放熱フィンへの熱伝導をより効果的に行うことができる。それ故、前記一態様の電気式ヒータによれば、そのヒータ性能をさらに向上させることができる。
【００１７】
前記他の態様の電気式ヒータにおいては、凸部形成部材及び凸部接触部材の中にフレームが含まれる。その他の構成は、前記一態様の電気式ヒータと同様である。それ故、前記他の態様の電気式ヒータによれば、前記一態様の電気式ヒータの場合と同様に、そのヒータ性能をさらに向上させることができる。
【００１８】
前記電気式ヒータの製造方法においては、押圧バネによって、積層体を、積層方向の両側から押圧する際に、全ての投影範囲内における凸部と凸部接触部材との少なくとも一方に、塑性変形による変形部を形成する。これにより、電気式ヒータの製造方法によれば、ヒータ性能をさらに向上させることができる電気式ヒータを容易に製造することができる。
【００１９】
なお、本発明の一態様において示す各構成要素のカッコ書きの符号は、実施形態における図中の符号との対応関係を示すが、各構成要素を実施形態の内容のみに限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１にかかる、電気式ヒータを示す説明図。
【図２】実施形態１にかかる、電気式ヒータの一部を拡大して示す説明図。
【図３】実施形態１にかかる、電気式ヒータを積層方向に切断した状態で示す断面図。
【図４】実施形態１にかかる、電気式ヒータを分解した状態で示す説明図。
【図５】実施形態１にかかる、電気式ヒータの主要部を分解した状態で示す説明図。
【図６】実施形態１にかかる、他の電気式ヒータの主要部を分解した状態で示す説明図。
【図７】実施形態１にかかる、各凸部が塑性変形する前の凸部形成部材及び凸部接触部材を模式的に示す説明図。
【図８】実施形態１にかかる、各凸部が塑性変形した後の凸部形成部材及び凸部接触部材を模式的に示す説明図。
【図９】比較形態にかかる、各弾性変形部が弾性変形する前の一対の部材を模式的に示す説明図。
【図１０】比較形態にかかる、各弾性変形部が弾性変形した後の一対の部材を模式的に示す説明図。
【図１１】実施形態２にかかる、電気式ヒータの主要部を分解した状態で示す説明図。
【図１２】実施形態２にかかる、電気式ヒータを積層方向に切断した状態で示す断面図。
【図１３】実施形態２にかかる、他の電気式ヒータの主要部を分解した状態で示す説明図。
【図１４】実施形態２にかかる、凸部接触部材が塑性変形する前の凸部形成部材及び凸部接触部材を模式的に示す説明図。
【図１５】実施形態２にかかる、凸部接触部材が塑性変形した後の凸部形成部材及び凸部接触部材を模式的に示す説明図。
【図１６】実施形態３にかかる、電気式ヒータの主要部を分解した状態で示す説明図。
【図１７】実施形態３にかかる、電気式ヒータを積層方向に切断した状態で示す断面図。
【図１８】実施形態４にかかる、電気式ヒータの主要部を分解した状態で示す説明図。
【図１９】実施形態４にかかる、電気式ヒータを積層方向に切断した状態で示す断面図。
【図２０】実施形態４にかかる、他の電気式ヒータの主要部を分解した状態で示す説明図。
【図２１】実施形態５にかかる、電気式ヒータを示す説明図。
【図２２】実施形態５にかかる、電気式ヒータの一部を拡大して示す説明図。
【図２３】実施形態５にかかる、電気式ヒータを積層方向に切断した状態で示す断面図。
【図２４】実施形態５にかかる、電気式ヒータの主要部を分解した状態で示す説明図。
【図２５】実施形態５にかかる、他の電気式ヒータの主要部を分解した状態で示す説明図。
【図２６】実施形態６にかかる、電気式ヒータの主要部を分解した状態で示す説明図。
【図２７】実施形態６にかかる、電気式ヒータを積層方向に切断した状態で示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
前述した電気式ヒータにかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
本形態の電気式ヒータ１は、図１、図２、図４に示すように、複数のＰＴＣ素子２、複数の電極板３、複数の放熱フィン４、樹脂プレート５及び押圧バネ７を備える。ＰＴＣ素子２は、通電によって発熱するものであり、横方向Ｗに並んで複数配置されている。電極板３は、ＰＴＣ素子２の、横方向Ｗに直交する積層方向Ｈの両側に積層されており、ＰＴＣ素子２に通電するためのものである。放熱フィン４は、ＰＴＣ素子２の積層方向Ｈの両側に積層されており、ＰＴＣ素子２から伝わる熱を放熱するためのものである。
【００２２】
樹脂プレート５は、電極板３又は放熱フィン４の積層方向Ｈに積層されており、極性の異なる電極板３の間を絶縁するためのものである。押圧バネ７は、ＰＴＣ素子２、電極板３、放熱フィン４及び樹脂プレート５の積層体１０を、積層方向Ｈの両側から押圧するものである。
【００２３】
電気式ヒータ１においては、樹脂プレート５を凸部形成部材１１とし、かつ電極板３を、凸部５１と接触する凸部接触部材１２とする。図３、図５に示すように、凸部形成部材１１としての樹脂プレート５の積層方向Ｈの表面５０１における、ＰＴＣ素子２の横方向Ｗ及び奥行方向Ｄの配置部位を積層方向Ｈに投影した各投影範囲Ｒ内には、表面５０１よりも突出した凸部５１がそれぞれ設けられている。各投影範囲Ｒ内における凸部５１は、凸部接触部材１２としての電極板３と接触して塑性変形した変形部５１１を有する。
【００２４】
以下に、本形態の電気式ヒータ１について詳説する。
電気式ヒータ１は、エアコン等の空調装置とは別に車両に設けられ、空調装置による暖房を補助するために、あるいは空調装置による暖房の代わりに用いられる。電気式ヒータ１は、特に、エンジンの高効率化による車両の熱源低下を補うために用いることができ、また、ＥＶ（電気自動車）、ＦＣＶ（燃料電池自動車）等の熱源を持たない車両に用いることもできる。
【００２５】
本形態において、横方向Ｗとは、電極板３、放熱フィン４、樹脂プレート５等が長尺状に形成された方向のことをいう。積層方向Ｈとは、横方向Ｗに直交し、ＰＴＣ素子２、電極板３、放熱フィン４、樹脂プレート５等が積層された方向のことをいう。また、横方向Ｗ及び積層方向Ｈに直交する方向を奥行方向Ｄといい、奥行方向Ｄは、電気式ヒータ１に対して空調用空気等の流体が通過する方向となる。
【００２６】
ＰＴＣ素子２は、半導体等を用いて構成されており、通電によって発熱するとともに、温度が上昇するに伴って電気抵抗が増加するＰＴＣ（正温度係数）特性を有するものである。そして、ＰＴＣ素子２は、所定の温度以上に発熱すると、電気抵抗の増加によって略一定の温度に維持される。ＰＴＣ素子２は、板形状に形成されており、その面積が最も大きい一対の表面の間に電圧が印加されて発熱するものである。
【００２７】
図３に示すように、ＰＴＣ素子２は、樹脂から構成された、板形状の位置決めプレート２１によって保持されている。位置決めプレート２１には、ＰＴＣ素子２が配置される複数の配置穴２１１が、横方向Ｗに所定の間隔を空けて形成されている。複数の配置穴２１１は、位置決めプレート２１の積層方向Ｈに貫通して形成されている。本形態のＰＴＣ素子２は、位置決めプレート２１の各配置穴２１１内に、所定の間隔を空けて横方向Ｗに４個並ぶ状態で配置されている。ＰＴＣ素子２は、位置決めプレート２１に、例えば、４〜６個並ぶ状態で配置することができる。位置決めプレート２１の、ＰＴＣ素子２が配置される部分の積層方向Ｈの厚みは、ＰＴＣ素子２に電極板３又は放熱フィン４が接触しやすくするために、ＰＴＣ素子２よりも薄くすることが望ましい。位置決めプレート２１には、位置決めプレート２１に積層される電極板３又は放熱フィン４との奥行方向Ｄの位置決めを行うための突起２１２が形成されている。突起２１２は、その高さを調整することによって、位置決めプレート２１に対する電極板３及び放熱フィン４の位置決めを同時に行うことが可能である。本形態の突起２１２は、位置決めプレートの奥行方向Ｄの両側の縁部に連続して形成されている。
【００２８】
図５に示すように、電極板３は、ＰＴＣ素子２に通電を行うための電圧を印加するものである。ＰＴＣ素子２の積層方向Ｈの両側に積層された一対の電極板３のうちの一方は、プラス電源に接続され、他方は、マイナス電源（グラウンド）に接続される。同図において、プラス電源に接続される電極板３を（＋）で示し、マイナス電源に接続される電極板３を（−）で示す。本形態の電極板３は、導電性に優れる金属として、黄銅板にスズめっきされた材料からなる。その他の材料として、電極板３は、銅又は銅合金からなる銅材料、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム材料等によって構成することができる。各電極板３は、電圧を印加するために、横方向Ｗの一方の端部から、横方向Ｗの外方に引き出されている。
【００２９】
図２、図５に示すように、放熱フィン４は、ＰＴＣ素子２との間の導通及び伝熱、並びに加熱用空気等の流体との間の伝熱を行うものである。ＰＴＣ素子２の積層方向Ｈの両側に積層された一対の放熱フィン４のうちの一方は、電極板３を介してプラス電源に接続され、他方は、電極板３を介してマイナス電源に接続される。放熱フィン４は、ＰＴＣ素子２、電極板３等に接触する一対の平板４２と、一対の平板４２の間に接合された波状板４３とによって構成されている。一対の平板４２は、放熱フィン４の積層方向Ｈの両側に配置されている。電気式ヒータ１によって加熱される流体は、波状板４３によって一対の平板４２の間に形成された貫通隙間４３１を通過し、放熱フィン４によって加熱される。本形態の放熱フィン４は、導電性及び伝熱性に優れる金属として、アルミニウムもしくはアルミニウム合金からなるアルミニウム材料、又は銅もしくは銅合金からなる銅系材料によって構成されている。
【００３０】
図３、図５に示すように、樹脂プレート５は、プラス電源又はマイナス電源に接続された、極性の異なる電極板３及び放熱フィン４の間を絶縁するためのものである。本形態の樹脂プレート５は、熱可塑性樹脂としての６６ナイロンからなる。樹脂プレート５は、この他にも、ナイロン系樹脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート樹脂）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）等から構成することができる。樹脂プレート５には、樹脂プレート５に積層される電極板３（又は放熱フィン４）との奥行方向Ｄの位置決めを行うための突起５２が形成されている。突起５２は、その高さを調整することによって、樹脂プレート５に対する電極板３及び放熱フィン４の位置決めを同時に行うことが可能である。本形態の突起５２は、樹脂プレート５の奥行方向Ｄの両側の縁部に連続して形成されている。
【００３１】
図１〜図３に示すように、ＰＴＣ素子２、電極板３、放熱フィン４及び樹脂プレート５の積層体１０の積層方向Ｈの両端には、一対のフレーム６Ａ，６Ｂが積層されている。一対のフレーム６Ａ，６Ｂは、押圧バネ７による押圧力（荷重）を受けて、積層体１０におけるＰＴＣ素子２、電極板３、放熱フィン４及び樹脂プレート５を互いに密着させるために用いられる。一対のフレーム６Ａ，６Ｂを用いることにより、電気式ヒータ１の剛性を高めることができ、また、押圧バネ７から積層体１０に加わる押圧力を、複数のＰＴＣ素子２に均等に作用させることが容易になる。
【００３２】
フレーム６Ａ，６Ｂは、金属製であり、横方向Ｗに貫通する中空穴６２を有する筒形状に形成されている。フレーム６Ａ，６Ｂは、平板を折り曲げて、折曲げの端部同士の間にスリットを有する筒形状に形成することができる。フレーム６Ａ，６Ｂの中空穴６２には、押圧バネ７の一部が挿入される。本形態のフレーム６Ａ，６Ｂは、ＳＵＳ４３０からなる。フレーム６Ａ，６Ｂは、この他にも、ＳＵＳ３０４などのＳＵＳ系（ステンレス系）の材料、ＳＥＣＣ（電気亜鉛めっき鋼板）などの鉄鋼材料等から構成することができる。
【００３３】
押圧バネ７は、積層体１０の横方向Ｗにおける両側に配置され、横方向Ｗの両側において、一対のフレーム６Ａ，６Ｂを介して積層体１０を積層方向Ｈの両側から押圧するものである。押圧バネ７は、積層方向Ｈに伸びて積層体１０の横方向Ｗの端部に対向して配置されるバネ中心部７１と、バネ中心部７１の両側から屈曲して形成され、積層体１０を挟持するための一対の挟持部７２とを有する。一対の挟持部７２は、各フレーム６Ａ，６Ｂの中空穴６２内に挿入され、各フレーム６Ａ，６Ｂを介して積層体１０を挟持する。一対の挟持部７２の間の間隔が積層体１０及び一対のフレーム６Ａ，６Ｂによって広げられることにより、一対の挟持部７２から積層体１０及び一対のフレーム６Ａ，６Ｂに、積層体１０の積層状態を維持するための押圧力が作用する。
【００３４】
図１、図４に示すように、積層体１０の横方向Ｗの両端部には、一対のフレーム６Ａ，６Ｂの横方向Ｗの両端部に係合する樹脂製のカバー８１が設けられている。また、電極板３が引き出された側に位置するカバー８１には、複数の電極板３を、車両のバッテリーにおけるプラス電源及びマイナス電源に接続するためのコネクタ８２が設けられている。
【００３５】
図３〜図５に示すように、本形態の電気式ヒータ１の積層体１０においては、複数のＰＴＣ素子２が４段に配置され、ＰＴＣ素子２の積層方向Ｈの両側に、電極板３及び放熱フィン４が配置されている。電極板３及び放熱フィン４は、プラス電源とマイナス電源とに交互に接続されている。樹脂プレート５は、積層体１０の積層方向Ｈの端部に位置している。積層体１０における各電極板３は、プラス電源及びマイナス電源からの電圧の供給を別々に受けることが可能である。電気式ヒータ１は、積層体１０における各電極板３への通電の有無を切り替えることによって、特定の積層位置における複数のＰＴＣ素子２に通電を行う一部加熱動作と、積層体１０における全てのＰＴＣ素子２に通電を行う全加熱動作とが可能である。
【００３６】
図３、図５に示すように、本形態の積層体１０における各ＰＴＣ素子２の横方向Ｗ及び奥行方向Ｄの配置部位は、積層方向Ｈに沿って見たときに一致している。そして、各ＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒは、一意的に定まる。例えば、複数のＰＴＣ素子２を積層する段数が増えた場合には、各積層体１０における複数のＰＴＣ素子２の横方向Ｗ及び奥行方向Ｄの配置部位が一致しないケースも想定される。このケースの場合には、積層体１０を積層方向Ｈに沿って見たときに、積層体１０における複数のＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒ同士が互いに重なる部位に、凸部５１を形成することができる。
【００３７】
また、図６に示すように、電力調整のために、一部のＰＴＣ素子２をなくし、ＰＴＣ素子２をなくした箇所を、位置決めプレート２１によって埋める構成にする場合も想定される。この場合には、ＰＴＣ素子２がない箇所においては、押圧バネ７によって位置決めプレート２１が押圧され、積層体１０の全体における各投影範囲Ｒが均等に押圧されるようにする。
【００３８】
図５に示すように、積層体１０を有する電気式ヒータ１における各電極板３は、積層方向Ｈの一方側から順に、プラス電源、マイナス電源、プラス電源、マイナス電源、プラス電源に交互に接続される。樹脂プレート５は、積層体１０の積層方向Ｈにおける最端部であって、積層方向Ｈの一方側の端部に位置する電極板３とフレーム６Ｂとの間に配置されている。樹脂プレート５は、積層方向Ｈの一方側の端部に位置する電極板３及び放熱フィン４と、フレーム６Ａ，６Ｂ及び押圧バネ７を介して、積層方向Ｈの他方側の端部に位置する電極板３及び放熱フィン４とが導通されないようにする。樹脂プレート５は、積層方向Ｈの一方側の端部に位置する複数のＰＴＣ素子２と、積層方向Ｈの他方側の端部に位置する複数のＰＴＣ素子２とを互いに独立させて通電する際に、両者を絶縁するために用いる。
【００３９】
本形態の凸部５１は、樹脂プレート５における、電極板３と対向する表面５０１に設けられている。凸部５１は、樹脂プレート５における、４個のＰＴＣ素子２の配置部位を積層方向Ｈに投影した４箇所の投影範囲Ｒ内にそれぞれ設けられている。各凸部５１は、各投影範囲Ｒの中心部にそれぞれ１つ設けられている。なお、各投影範囲Ｒ内には、複数の凸部５１が設けられていてもよい。また、凸部５１は、必ずしも各投影範囲Ｒの中心部に設ける必要はなく、各投影範囲Ｒの、中心部の周りの部位に複数設けられていてもよい。
【００４０】
本形態の凸部形成部材１１としての樹脂プレート５の硬度は、凸部接触部材１２としての電極板３の硬度よりも低い。そして、図７、図８に示すように、樹脂プレート５と電極板３とが接触し、これらの間に押圧バネ７による押圧力が作用するときには、電極板３によって樹脂プレート５における各凸部５１の先端部が、表面５０１から突出する高さが低くなるように塑性変形して潰される。このとき、各凸部５１の先端部に位置する材料の多くは、各凸部５１と電極板３との間から各凸部５１の周囲に流動する。こうして、各凸部５１には、塑性変形が行われた形跡もしくは痕が変形部５１１として残される。
【００４１】
ここで、図７は、各凸部５１が塑性変形する前の状態を模式的に示し、図８は、各凸部５１が塑性変形した後の状態を模式的に示す。各図は、説明のために、各凸部５１に変形部５１１が形成される状態を模式的に示す図であり、凸部５１を誇張して示す。
【００４２】
電気式ヒータ１における各凸部５１は、先端部に変形部５１１が形成されていれば、いかなる形状に形成されていてもよい。変形部５１１が形成される前の凸部５１の形状は、変形部５１１が形成されやすくするために、例えば、円錐、三角錐・四角推等の角錐、半球状等の曲面状の突起等とすることができる。また、変形部５１１が形成される前の凸部５１の形状は、平坦状もしくは曲面状の先端部を有する円柱又は角柱、複数の先端部を有する錐状又は柱状等とすることもできる。変形部５１１が形成される前の凸部５１の形状は、後述する実施形態２等に示す、凸部接触部材１２の表面が凹むように塑性変形する場合でも、凸部５１が塑性変形する場合と同様の形状とすることができる。
【００４３】
凸部５１の塑性変形は、弾性変形する弾性限界を超えて、凸部５１に荷重が加わることによって行われる。凸部５１の大きさは、塑性変形しやすくするために小さく形成することができる。凸部５１の大きさは、樹脂プレート５における凸部５１を平面視したときの最大外形として、例えば、０．５〜５ｍｍの範囲内とすることができる。変形部５１１が形成された凸部５１の高さは、例えば、０．０５〜１ｍｍとすることができる。
【００４４】
凸部５１は、樹脂プレート５における、フレーム６Ｂと対向する表面５０１に設けることもできる。この場合にも、樹脂プレート５の硬度が、フレーム６Ｂの硬度よりも低いことにより、フレーム６Ｂによって樹脂プレート５における各凸部５１の先端部には、塑性変形によって潰された変形部５１１が形成される。
【００４５】
また、凸部５１は、樹脂プレート５における両側の表面５０１に設けることもできる。この場合、一方側の凸部５１が、電極板３と接触して塑性変形したことによる変形部５１１を有し、他方側の凸部５１が、フレーム６Ｂと接触して塑性変形したことによる変形部５１１を有していてもよい。
【００４６】
次に、本形態の電気式ヒータ１の製造方法について説明する。
まず、ＰＴＣ素子２、電極板３、放熱フィン４、樹脂プレート５、フレーム６Ａ，６Ｂ及び押圧バネ７を既知の方法によってそれぞれ加工する。樹脂プレート５を成形する際には、この樹脂プレート５の表面５０１には、複数の凸部５１を形成する。この複数の凸部５１は、樹脂プレート５の積層方向Ｈの表面５０１における、複数のＰＴＣ素子２の配置部位を積層方向Ｈに投影した各投影範囲Ｒ内において、表面５０１から突出する状態で形成する。
【００４７】
次いで、各ＰＴＣ素子２を位置決めプレート２１の各配置穴２１１内に配置し、位置決めプレート２１、複数の電極板３、複数の放熱フィン４、樹脂プレート５を積層して、積層体１０を形成する。このとき、樹脂プレート５の積層方向Ｈの表面５０１における、各ＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒ内には、樹脂プレート５における各凸部５１が配置される。また、積層体１０の積層方向Ｈの両端にフレーム６Ａ，６Ｂを積層する。
【００４８】
次いで、治具等を用いて、２つの押圧バネ７の一対の挟持部７２の間の間隔を広げるように押圧バネ７を弾性変形させる。また、各押圧バネ７を、積層体１０の横方向Ｗの両側に配置し、各フレーム６Ａ，６Ｂの中空穴６２に各押圧バネ７の挟持部７２を挿入する。そして、押圧バネ７を弾性変形させる状態を解除したときには、一対の挟持部７２の間の間隔が狭くなる。これにより、押圧バネ７の一対の挟持部７２によって、一対のフレーム６Ａ，６Ｂを介して積層体１０が押圧される。
【００４９】
積層体１０が押圧バネ７による押圧力を受けるときには、樹脂プレート５の各凸部５１が電極板３の表面３０１に接触し、各凸部５１の硬度が電極板３の硬度よりも低く、かつ各凸部５１の強度が低いことにより、各凸部５１の先端部が潰れるように塑性変形する。そして、全ての投影範囲Ｒ内における凸部５１に、先端部が潰された変形部５１１が形成される。その後、カバー８１及びコネクタ８２の取付を行って、電気式ヒータ１が製造される。
【００５０】
次に、本形態の電気式ヒータ１の作用効果について説明する。
積層体１０が一対の押圧バネ７によって押圧されるときには、樹脂プレート５における各凸部５１に電極板３が接触する。このとき、積層体１０における横方向Ｗの各部位の積層方向Ｈの厚みには、ＰＴＣ素子２、電極板３、放熱フィン４、樹脂プレート５及びフレーム６Ａ，６Ｂの各構成部材に生じた製造上の寸法誤差、変形等の影響を受けたばらつきが生じている。そして、積層体１０が押圧バネ７による押圧力を受けたときには、電極板３に比べて強度が低い樹脂プレート５の各凸部５１が塑性変形して潰れる。このとき、樹脂プレート５の表面５０１における、各ＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒにおいては、各投影範囲Ｒにおける積層体１０の厚みの違いを受けて、各凸部５１が塑性変形する量が異なる。
【００５１】
図７、図８には、複数のＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒ内において、凸部形成部材１１の複数の凸部５１が、凸部接触部材１２に接触し、複数の凸部５１が塑性変形する状態を示す。各投影範囲Ｒ内における凸部５１は、積層体１０の積層方向Ｈの厚みのばらつきを受けて、塑性変形する量が異なる。具体的には、積層体１０の積層方向Ｈの厚みが小さい投影範囲Ｒに配置された凸部５１ａの塑性変形量に比べて、積層体１０の積層方向Ｈの厚みが大きい投影範囲Ｒに配置された凸部５１ｂの塑性変形量が大きくなる。そして、前者の凸部５１ａの、表面５０１からの突出量（高さ）に比べて、後者の凸部５１ｂの、表面５０１からの突出量（高さ）は低くなる。この凸部５１ａ，５１ｂ間の突出量の差は、凸部５１ａ，５１ｂの先端部に形成された変形部５１１を観察することによって分かる。
【００５２】
このように、樹脂プレート５における複数の凸部５１の塑性変形が行われたことにより、各ＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒにおける、積層体１０の積層方向Ｈの厚みの違いが小さくなり、積層体１０における横方向Ｗの各部位の積層方向Ｈの厚みが均一になるように変化する。なお、各凸部５１が塑性変形する際には、各構成部材２，３，４，５，６Ａ，６Ｂに生じていた変形等が矯正されることもある。
【００５３】
全てのＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒ内においては、樹脂プレート５の各凸部５１と電極板３とが接触しており、全ての凸部５１が塑性変形した変形部５１１を有する。この変形部５１１は、塑性変形によって、高さが低くなるように凸部５１が潰された形跡もしくは痕として形成されている。変形部５１１は、塑性変形によって形成されたものであるため、弾性変形によって形成されたものと違って、各凸部５１に発生する反力が変形量の大小によって異なるといった現象がほとんど生じない。これにより、各ＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒ内において、各ＰＴＣ素子２が電極板３及び放熱フィン４に押圧される力が極力均一になる。
【００５４】
こうして、本形態の電気式ヒータ１においては、樹脂プレート５の全ての凸部５１の塑性変形を利用することにより次の効果が得られる。すなわち、ＰＴＣ素子２、電極板３、放熱フィン４、樹脂プレート５のそれぞれに生じた製造上の寸法誤差、変形等によって、ＰＴＣ素子２が配置された横方向Ｗの各位置における、積層方向Ｈの厚みが互いに異なった場合でも、全てのＰＴＣ素子２と電極板３及び放熱フィン４とが極力同等の力で押圧されて接触する状態を形成することができる。これにより、電極板３から全てのＰＴＣ素子２への通電、及び全てのＰＴＣ素子２から放熱フィン４への熱伝導をより効果的に行うことができる。それ故、本形態の電気式ヒータ１によれば、そのヒータ性能をさらに向上させることができる。
【００５５】
図９、図１０には、比較形態として、凸部形成部材１１の代わりに、弾性変形部５１Ｘが形成された部材１１Ｘが用いられた場合について、複数の弾性変形部５１Ｘが弾性変形する状態を示す。部材１１Ｘの弾性変形部５１Ｘと接触する接触部材を符号１２Ｘによって示す。各投影範囲Ｒ内における弾性変形部５１Ｘは、積層体１０の積層方向Ｈの厚みのばらつきを受けて、弾性変形する量が異なる。具体的には、積層体１０の厚みが小さい投影範囲Ｒに配置された弾性変形部５１Ｘａの弾性変形量に比べて、積層体１０の厚みが大きい投影範囲Ｒに配置された弾性変形部５１Ｘｂの弾性変形量が大きくなる。
【００５６】
このとき、各弾性変形部５１Ｘａ，５１Ｘｂに発生する反力が変形量の大小によって異なり、弾性変形量が大きい弾性変形部５１Ｘｂには、弾性変形量が小さい弾性変形部５１Ｘａに比べて大きな反力が加わる。これにより、各ＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒ内において、各ＰＴＣ素子２が電極板３及び放熱フィン４に押圧される力が不均一になる。その結果、電極板３及び放熱フィン４に対する各ＰＴＣ素子２の接触状態にばらつきが生じ、電極板３から各ＰＴＣ素子２への通電、及び各ＰＴＣ素子２から放熱フィン４への熱伝導にばらつきが生じることになる。
【００５７】
また、樹脂プレート５等に、塑性変形した凸部５１も弾性変形部５１Ｘも形成されていない場合においては、各構成部品２，３，４，５，６Ａ，６Ｂに生じる寸法のばらつきを受けて、ＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒにおいては、ＰＴＣ素子２が電極板３及び放熱フィン４に接触するための力がほとんど作用しない場合もある。
従って、電気式ヒータ１のヒータ性能を高めるためには、塑性変形した凸部５１を有することが効果的であると言える。
【００５８】
なお、電極板３及び放熱フィン４は、ＰＴＣ素子２との導通性及び伝熱性が確保されればよく、いずれをＰＴＣ素子２と直接接触する位置に配置してもよい。
電気式ヒータ１は、複数のＰＴＣ素子２の積層方向Ｈの両側に電極板３及び放熱フィン４がそれぞれ配置された、１段、２段、３段又は５段以上の積層状態にある複数のＰＴＣ素子２を有する積層体１０を、押圧バネ７によって押圧するものとしてもよい。
【００５９】
（実施形態２）
本形態は、図１１、図１２に示すように、凸部形成部材１１を凸部３１が形成された電極板３とし、凸部３１と接触する凸部接触部材１２を樹脂プレート５とした場合について示す。
凸部３１は、電極板３の積層方向Ｈの表面３０１における、複数のＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒ内にそれぞれ設けられている。凸部３１は、電極板３における、樹脂プレート５と対向する表面３０１に設けられている。凸部３１は、電極板３の一部を変形させることによって、電極板３と同質の材料で電極板３に一体的に設けられている。凸部３１は、電極板３の表面３０１に別途設けられた金属材とすることもできる。
【００６０】
電極板３は、銅材料から構成されており、樹脂プレート５は、樹脂材料から構成されている。電極板３の硬度が樹脂プレート５の硬度よりも高いことにより、電極板３の凸部３１によって、樹脂プレート５が塑性変形しており、樹脂プレート５の表面５０１には、凸部３１によって凹んだ変形部５１２が形成されている。この変形部５１２は、塑性変形によって、樹脂プレート５の表面５０１が凹んだ形跡もしくは痕等として形成されている。
【００６１】
本形態の凸部３１が形成された電極板３は、樹脂プレート５に対向するものとした。凸部３１は、電気式ヒータ１におけるいずれの電極板３に設けることもできる。また、本形態の電気式ヒータ１とは構造が異なるが、凸部３１は、電極板３における、フレーム６Ａと対向する表面３０１に設けることもできる。
【００６２】
また、図１３に示すように、凸部接触部材１２を放熱フィン４とし、凸部３１は、電極板３における、放熱フィン４と対向する表面３０１に設けることもできる。この場合には、電極板３の硬度が放熱フィン４の硬度よりも高いことにより、電極板３の凸部３１によって放熱フィン４の平板４２の表面４０１が塑性変形し、放熱フィン４の平板４２の表面４０１に、凸部４１によって凹んだ変形部が形成される。
【００６３】
図１４、図１５に示すように、本形態の積層体１０が押圧バネ７によって押圧されるときには、電極板３の各凸部３１が樹脂プレート５と接触し、樹脂プレート５の各部位が各凸部３１によって塑性変形して凹む。このとき、各凸部３１が接触する樹脂プレート５の部位の材料の多くは、各凸部３１と樹脂プレート５との間から各凸部３１の周囲に流動する。
【００６４】
ここで、図１４は、樹脂プレート５が塑性変形する前の状態を模式的に示し、図１５は、樹脂プレート５が塑性変形した後の状態を模式的に示す。各図は、説明のために、樹脂プレート５に変形部５１２が形成される状態を模式的に示す図であり、凸部３１及び変形部５１２を誇張して示す。
【００６５】
そして、積層体１０の厚みが小さい投影範囲Ｒに配置された凸部３１ａと接触する樹脂プレート５の部位の塑性変形量に比べて、積層体１０の厚みが大きい投影範囲Ｒに配置された凸部３１ｂと接触する樹脂プレート５の部位の塑性変形量が大きくなる。そして、前者の凸部３１ａによって凹む樹脂プレート５の部位の、表面３０１からの陥没量（深さ）に比べて、後者の凸部３１ｂによって凹む樹脂プレート５の部位の、表面３０１からの陥没量（深さ）は深くなる。この樹脂プレート５の各部位の陥没量の差は、樹脂プレート５の表面５０１に形成された変形部５１２を観察することによって分かる。
【００６６】
本形態の電気式ヒータ１においても、全ての凸部３１によって、放熱フィン４の各投影範囲Ｒが塑性変形することにより、ＰＴＣ素子２、電極板３、放熱フィン４、樹脂プレート５のそれぞれに生じた製造上の寸法誤差、変形等によって、ＰＴＣ素子２が配置された横方向Ｗの各位置における、積層方向Ｈの厚みが互いに異なった場合でも、全てのＰＴＣ素子２と電極板３及び樹脂プレート５とが極力同等の力で押圧されて接触する状態を形成することができる。これにより、電極板３から全てのＰＴＣ素子２への通電、及び全てのＰＴＣ素子２から放熱フィン４への熱伝導をより効果的に行うことができる。それ故、本形態の電気式ヒータ１によっても、そのヒータ性能をさらに向上させることができる。
【００６７】
本形態の電気式ヒータ１においても、その他の構成は、実施形態１の場合と同様である。本形態においても、実施形態１と同様にして、電気式ヒータ１を製造することができる。また、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素等は、実施形態１における構成要素等と同様である。また、本形態においても、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００６８】
（実施形態３）
本形態は、図１６、図１７に示すように、凸部形成部材１１を凸部４１が形成された放熱フィン４とし、凸部４１と接触する凸部接触部材１２を電極板３とした場合について示す。
凸部４１は、放熱フィン４の積層方向Ｈの表面４０１における、複数のＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒ内にそれぞれ設けられている。凸部４１は、放熱フィン４における、電極板３と対向する表面４０１に設けられている。凸部４１は、放熱フィン４の平板４２の一部を変形させることによって、放熱フィン４と同質の材料で放熱フィン４に一体的に設けられている。凸部４１は、放熱フィン４の平板４２の表面４０１に別途設けられた金属材とすることもできる。
【００６９】
放熱フィン４は、アルミニウム材料から構成されており、電極板３は、銅材料から構成されている。放熱フィン４の硬度が電極板３の硬度よりも低いことにより、放熱フィン４の平板４２の凸部４１が、電極板３によって塑性変形しており、凸部４１の先端部には、電極板３によって潰された変形部４１１が形成されている。この変形部４１１は、塑性変形によって、放熱フィン４の凸部４１の先端部が潰れた形跡もしくは痕等として形成されている。
【００７０】
本形態の凸部４１が形成された放熱フィン４は、フレーム６Ｂに最も近いものとした。凸部４１は、電気式ヒータ１におけるいずれの放熱フィン４に設けることもできる。凸部４１は、例えば、本形態の電気式ヒータ１の構成とは異なるが、放熱フィン４における、フレーム６Ａと対向する表面４０１に設けることもできる。
【００７１】
本形態の電気式ヒータ１においても、その他の構成は、実施形態１の場合と同様である。本形態においても、実施形態１と同様にして、電気式ヒータ１を製造することができる。また、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素等は、実施形態１における構成要素等と同様である。また、本形態においても、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００７２】
（実施形態４）
本形態は、図１８、図１９に示すように、凸部形成部材１１を、凸部６１が形成されたフレーム６Ｂとし、凸部６１と接触する凸部接触部材１２を樹脂プレート５とした場合について示す。
凸部６１は、フレーム６Ｂの積層方向Ｈの表面６０１における、複数のＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒ内にそれぞれ設けられている。凸部６１は、フレーム６Ｂにおける、樹脂プレート５と対向する表面６０１に設けられている。凸部６１は、フレーム６Ｂの一部を変形させることによって、フレーム６Ｂと同質の材料でフレーム６Ｂに一体的に設けられている。凸部６１は、フレーム６Ｂの表面６０１に別途設けられた金属材とすることもできる。
【００７３】
フレーム６Ｂは、ステンレス鋼等の金属材料から構成されており、樹脂プレート５は、樹脂材料から構成されている。フレーム６Ｂの硬度が樹脂プレート５の硬度よりも高いことにより、フレーム６Ｂの凸部６１によって、樹脂プレート５が塑性変形しており、樹脂プレート５の表面５０１には、凸部６１によって凹んだ変形部５１２が形成されている。この変形部５１２は、塑性変形によって、樹脂プレート５の表面５０１が凹んだ形跡もしくは痕等として形成されている。
【００７４】
本形態においては、フレーム６Ｂを、凸部６１が形成された凸部形成部材１１とした。これ以外にも、フレーム６Ａを、凸部６１が形成された凸部形成部材１１としてもよい。この場合には、図２０に示すように、凸部接触部材１２を放熱フィン４とし、凸部６１は、フレーム６Ａにおける、放熱フィン４と対向する表面６０１に設ける。この場合には、フレーム６Ａの硬度が放熱フィン４の硬度よりも高いことにより、放熱フィン４の平板４２がフレーム６Ａの凸部６１によって塑性変形し、放熱フィン４の平板４２の表面４０１に、フレーム６Ａによって凹んだ変形部が形成される。
【００７５】
また、本形態の電気式ヒータ１の構造とは異なるが、凸部接触部材１２を電極板３とし、フレーム６Ａ，６Ｂの凸部６１は、電極板３における、フレーム６Ａ，６Ｂと対向する表面３０１に接触させることもできる。この場合には、フレーム６Ａ，６Ｂの硬度が電極板３の硬度よりも高いことにより、フレーム６Ａ，６Ｂの凸部６１によって電極板３の表面３０１が塑性変形し、電極板３の表面３０１に、凸部６１によって凹んだ変形部が形成される。
【００７６】
本形態の電気式ヒータ１においても、その他の構成は、実施形態１の場合と同様である。本形態においても、実施形態１と同様にして、電気式ヒータ１を製造することができる。また、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素等は、実施形態１における構成要素等と同様である。また、本形態においても、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００７７】
（実施形態５）
本形態は、実施形態１〜４の電気式ヒータ１とは異なる構造の電気式ヒータ１Ｚについて示す。
図２１〜図２４に示すように、本形態の電気式ヒータ１Ｚにおいては、複数のＰＴＣ素子２、複数の電極板３、複数の放熱フィン４及び樹脂プレート５Ａ，５Ｂによる第１の積層体１０Ａ及び第２の積層体１０Ｂが、積層方向Ｈに２段に重ねて配置されている。各積層体１０Ａ，１０Ｂにおける電極板３は、プラス電源及びマイナス電源からの電圧の供給を別々に受けることが可能である。電気式ヒータ１Ｚは、第１の積層体１０Ａ又は第２の積層体１０Ｂによる加熱を行う半加熱動作と、両方の積層体１０Ａ，１０Ｂによる加熱を行う全加熱動作とが可能である。図２４において、プラス電源に接続される電極板３を（＋）で示し、マイナス電源に接続される電極板３を（−）で示す。
【００７８】
本形態の凸部形成部材１１は、凸部５１が形成された樹脂プレート５Ａであり、凸部接触部材１２は、電極板３である。本形態の凸部５１は、第１の積層体１０Ａと第２の積層体１０Ｂとの間に配置された樹脂プレート５Ａにおける、第１の積層体１０Ａの電極板３と対向する表面５０１に設けられている。凸部５１は、樹脂プレート５Ａにおける、４個のＰＴＣ素子２の配置部位を積層方向Ｈに投影した４箇所の投影範囲Ｒ内にそれぞれ設けられている。
【００７９】
本形態においても、実施形態１の場合と同様に、樹脂プレート５Ａの硬度が電極板３の硬度よりも低いことにより、樹脂プレート５Ａにおける各凸部５１の先端部が塑性変形して潰される。また、図２５に示すように、凸部５１は、樹脂プレート５Ａにおける、第２の積層体１０Ｂの放熱フィン４と対向する表面５０１に設けることもできる。この場合にも、樹脂プレート５Ａの硬度が放熱フィン４の硬度よりも低いことにより、樹脂プレート５Ａにおける各凸部５１の先端部が塑性変形して潰される。また、凸部５１は、第２の積層体１０Ｂとフレーム６Ｂとの間に配置された樹脂プレート５Ｂにおける、第２の積層体１０Ｂの電極板３と対向する表面５０１、又は樹脂プレート５Ｂにおける、フレーム６Ｂと対向する表面５０１に設けることもできる。
【００８０】
本形態の２つの積層体１０Ａ，１０Ｂにおける各ＰＴＣ素子２の横方向Ｗ及び奥行方向Ｄの配置部位は、積層方向Ｈに沿って見たときに一致している。そして、各ＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒは、一意的に定まる。一方、各積層体１０Ａ，１０Ｂにおける複数のＰＴＣ素子２の横方向Ｗ及び奥行方向Ｄの配置部位は、必ずしも一致していなくてもよい。この場合には、複数段の積層体１０Ａ，１０Ｂを積層方向Ｈに沿って見たときに、各積層体１０Ａ，１０ＢにおけるＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒ同士が互いに重なる部位に、凸部５１を形成することができる。
【００８１】
図２４に示すように、２段の積層体１０Ａ，１０Ｂを有する電気式ヒータ１Ｚにおける各電極板３は、積層方向Ｈの一方側から順に、プラス電源、マイナス電源、プラス電源、マイナス電源に交互に接続される。樹脂プレート５Ａ，５Ｂは、第１の積層体１０Ａと第２の積層体１０Ｂとの間、及び第２の積層体１０Ｂとフレーム６Ｂとの間に配置されている。第１の積層体１０Ａと第２の積層体１０Ｂとの間に配置された樹脂プレート５Ａは、第１の積層体１０Ａの、マイナス電源に接続される電極板３及び放熱フィン４と、第２の積層体１０Ｂの、プラス電源に接続される電極板３及び放熱フィン４との間を絶縁する。第２の積層体１０Ｂとフレーム６Ｂとの間に配置された樹脂プレート５Ｂは、第２の積層体１０Ｂの、マイナス電源に接続される電極板３及び放熱フィン４と、フレーム６Ａ，６Ｂ及び押圧バネ７を介して、第１の積層体１０Ａの、プラス電源に接続される電極板３及び放熱フィン４とが導通されないようにする。
【００８２】
本形態の電気式ヒータ１Ｚにおいても、その他の構成は、実施形態１の場合と同様である。本形態においても、実施形態１と同様にして、電気式ヒータ１Ｚを製造することができる。また、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素等は、実施形態１における構成要素等と同様である。また、本形態においても、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００８３】
（実施形態６）
本形態は、図２６、図２７に示すように、実施形態５の電気式ヒータ１Ｚの変形形態であって、凸部形成部材１１を凸部４１が形成された放熱フィン４とし、凸部４１と接触する凸部接触部材１２を樹脂プレート５Ａとした場合について示す。
凸部４１は、放熱フィン４の積層方向Ｈの表面４０１における、複数のＰＴＣ素子２の投影範囲Ｒ内にそれぞれ設けられている。凸部４１は、放熱フィン４における、樹脂プレート５Ａと対向する表面４０１に設けられている。凸部４１は、放熱フィン４の平板４２の一部を変形させることによって、放熱フィン４と同質の材料で放熱フィン４に一体的に設けられている。凸部４１は、放熱フィン４の平板４２の表面４０１に別途設けられた金属材とすることもできる。
【００８４】
放熱フィン４は、アルミニウム材料から構成されており、樹脂プレート５Ａは、樹脂材料から構成されている。放熱フィン４の硬度が樹脂プレート５Ａの硬度よりも高いことにより、放熱フィン４の平板４２の凸部４１によって、樹脂プレート５Ａが塑性変形しており、樹脂プレート５Ａの表面５０１には、凸部４１によって凹んだ変形部５１２が形成されている。この変形部５１２は、塑性変形によって、樹脂プレート５Ａの表面５０１が凹んだ形跡もしくは痕等として形成されている。
【００８５】
本形態の凸部４１が形成された放熱フィン４は、第２の積層体１０Ｂに使用されるものとした。凸部４１は、電気式ヒータ１Ｚにおけるいずれの放熱フィン４に設けることもできる。凸部４１は、例えば、放熱フィン４における、フレーム６Ａと対向する表面４０１に設けることもできる。
【００８６】
本形態の電気式ヒータ１Ｚにおいても、その他の構成は、実施形態５の場合と同様である。本形態においても、実施形態１と同様にして、電気式ヒータ１Ｚを製造することができる。また、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素等は、実施形態１における構成要素等と同様である。また、本形態においても、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００８７】
（その他）
前述したように、凸部３１，４１，５１，６１を形成する凸部形成部材１１は、電極板３、放熱フィン４、樹脂プレート５，５Ａ，５Ｂ又はフレーム６Ａ，６Ｂのいずれとすることもできる。また、凸部３１，４１，５１，６１と接触する凸部接触部材１２も、電極板３、放熱フィン４、樹脂プレート５，５Ａ，５Ｂ又はフレーム６Ａ，６Ｂのいずれとすることもできる。凸部３１，４１，５１，６１と凸部接触部材１２とのいずれが塑性変形するかは、両者の硬度によって決まり、硬度が低い方が塑性変形する。そのため、両者の硬度が同等になる場合には、凸部３１，４１，５１，６１が潰れるように塑性変形するとともに、凸部接触部材１２が凹むように塑性変形することもあり得る。また、凸部３１，４１，５１，６１の硬度が凸部接触部材１２の硬度より高くても、凸部３１，４１，５１，６１の形状によっては、凸部接触部材１２の塑性変形に必要な荷重よりも低い荷重で凸部３１，４１，５１，６１が塑性変形することもあり得る。
【００８８】
電極板３、放熱フィン４、樹脂プレート５，５Ａ，５Ｂ及びフレーム６Ａ，６Ｂの中においては、樹脂プレート５，５Ａ，５Ｂの硬度が最も低い。そのため、凸部形成部材１１又は凸部接触部材１２を樹脂プレート５，５Ａ，５Ｂとすることにより、押圧バネ７の押圧力によって凸部５１又は凸部接触部材１２を塑性変形させることが容易になる。また、樹脂プレート５，５Ａ，５Ｂは、射出成形法等によって成形するため、凸部５１を一体的に形成することが容易である。電極板３、放熱フィン４の平板４２、フレーム６Ａ，６Ｂに凸部３１，４１，６１を形成する場合には、それぞれの部材をプレス加工によって成形する際に、素材の一部を変形させて、凸部３１，４１，６１を一体的に形成することができる。
【００８９】
電極板３の積層方向Ｈの表面３０１と放熱フィン４の積層方向Ｈの表面４０１とは、導電性又は伝熱性を確保するために、互いに密着していることが好ましい。そのため、凸部形成部材１１を電極板３とし、凸部接触部材１２を放熱フィン４とする場合、又は凸部形成部材１１を放熱フィン４とし、凸部接触部材１２を電極板３とする場合には、凸部３１，４１の形成高さを低くして、凸部３１，４１及び凸部接触部材１２の少なくとも一方が塑性変形しつつ、電極板３の積層方向Ｈの表面３０１と放熱フィン４の積層方向Ｈの表面４０１とが密着する状態を形成する工夫も必要となる。
【００９０】
一方、樹脂プレート５，５Ａ，５Ｂ及びフレーム６Ａ，６Ｂには、導電性及び伝熱性が要求されない。そのため、凸部形成部材１１及び凸部接触部材１２の少なくとも一方を、樹脂プレート５，５Ａ，５Ｂ又はフレーム６Ａ，６Ｂとすることにより、積層方向Ｈの表面を必ずしも密着させる必要がなくなり、凸部形成部材１１の凸部３１，４１，５１，６１の形成高さ、大きさ等を設定しやすくすることができる。ただし、空調用空気等の流体は、放熱フィン４からの熱伝導によって加熱することが基本である。凸部形成部材１１の凸部３１，４１，５１，６１と凸部接触部材１２との間に形成される隙間は、流体を加熱せずに通過させてしまう隙間になる可能性がある。そのため、凸部３１，４１，５１，６１の形成高さを低くして、凸部形成部材１１における、凸部３１，４１，５１，６１の形成部位を除く積層方向Ｈの表面と、凸部接触部材１２の積層方向Ｈの表面との間に、隙間が極力形成されないようにすることが好ましい。
【００９１】
本発明は、各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１  電気式ヒータ
１０，１０Ａ，１０Ｂ  積層体
１１  凸部形成部材
１２  凸部接触部材
２  ＰＴＣ素子
３  電極板
４  放熱フィン
５，５Ａ，５Ｂ  樹脂プレート
６Ａ，６Ｂ  フレーム
７  押圧バネ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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