(57)【要約】電気ヒータ装置は、第１電極（１２１）、第２電極（１２２）および、ＰＴＣ効果を有するポリマー系材料（１１ａ）で製作され、第１電極（１２１）および第２電極（１２２）と接触する発熱本体（１１）を含む少なくとも１つの発熱エレメント（１０）を備える。第１電極（１２１）および第２電極（１２２）の少なくとも一方は、メッシュ構造（１３）を備え、これは、長さ方向（Ｌ）と幅方向（Ｗ）に延びており、発熱本体（１１）に少なくとも部分的に埋め込まれる。第１電極（１２１）および第２電極（１２２）の前記少なくとも一方は、少なくとも１つの配電エレメント（１４）をさらに備え、好ましくは、成形されたストラップ状または箔状の導電性材料を含み、これは、メッシュ構造（１３）に固定され、メッシュ構造（１３）の長さ方向（Ｌ）および幅方向（Ｗ）の少なくとも一方に延びる少なくとも１つの配電部分を含む。
2021526711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極（１２１）、第２電極（１２２）および、ＰＴＣ効果を有する材料（１１ａ）を含み、第１電極（１２１）および第２電極（１２２）と電気的に接触する発熱本体（１１）を含む少なくとも１つの発熱エレメント（１０）を備える電気ヒータ装置（１；１’）であって、
ＰＴＣ効果を有する材料（１１ａ）は、少なくともポリマーまたはポリマー系材料を含み、
・第１電極（１２１）および第２電極（１２２）の少なくとも一方は、メッシュ構造（１３；１３、１３１）を備え、これは、長さ方向（Ｌ）と幅方向（Ｗ）に延びており、発熱本体（１１）と電気的に接触し、及び／又は、その中に少なくとも部分的に埋め込まれ、または包囲されており、
・第１電極（１２１）および第２電極（１２２）の前記少なくとも一方は、少なくとも１つの配電エレメント（１４；１４、１４１）をさらに備え、好ましくは、成形されたストラップ状または箔状の導電性材料を含み、これは、メッシュ構造（１３；１３１）に固定され、メッシュ構造（１３；１３１）の長さ方向（Ｌ）および幅方向（Ｗ）の少なくとも一方に延びる少なくとも１つの配電部分（１４ａ，１４ｂ）を有することを特徴とする、電気ヒータ装置（１；１’）。
【請求項２】
メッシュ構造（１３；１３、１３１）は、０．２ｍｍ〜０．０２ｍｍの間の直径または断面寸法を有する導電性材料の略糸状のエレメント（１６ａ，１６ｂ）の織り交ぜまたは十字交差によって形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
メッシュ構造（１３；１３、１３１）は、発熱本体（１１）の主面に対して略平行に延びている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
メッシュ構造（１３；１３、１３１）は、発熱本体１１（１１）の面に圧力嵌めされている、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
発熱本体（１１）は、第１電極（１２１）および第２電極（１２２）の少なくとも１つの上に少なくとも部分的にモールド成形された本体である、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
第１電極（１２１）と第２電極（１２２）の間に、スペーサ本体（１５；１５’）が配置され、これは、発熱本体（１１）のＰＴＣ効果を有する材料（１１ａ）内に少なくとも部分的に埋め込まれ、または包囲される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
第１電極（１２１）および第２電極（１２２）はそれぞれ、１つの前記メッシュ構造（１３；１３、１３１）、１つの前記配電エレメント（１４；１４、１４１）を備え、
第１電極（１２１）および第２電極（１２２）は、好ましくは、互いに実質的に同じである、請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
少なくとも１つの配電エレメント（１４；１４、１４１）は、メッシュ構造（１３；１３１）の幅方向（Ｗ）に延びる少なくとも１つの第１配電部分（１４ａ）、およびメッシュ構造（１３；１３１）長さ方向（Ｌ）に延びる少なくとも１つの第２配電部分（１４ｂ）を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
配電エレメント（１４）は、メッシュ構造（１３；１３１）または発熱本体（１１）のの周辺エッジを越えて突出する少なくとも１つの電気接続部分（１２ａ）を有する、請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの配電エレメント（１４）は、メッシュ構造（１３；１３１）の少なくとも１つのエッジまたはその近傍で実質的に延びている少なくとも１つの配電部分（１４ａ，１４ｂ）を有する、請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
発熱エレメント（１０）の少なくとも１つの部分（１１，１２，１３，１４）が、実質的に直線状または平面状であるか、あるいは略アーチ形状である、請求項１〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの配電エレメント（１４；１４、１４１）は、メッシュ構造（１３；１３１）に溶接されている、請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの発熱エレメント（１０）を少なくとも部分的に覆うケーシング本体（２；２’）を備え、
該ケーシング本体（２’）は、好ましくは自動車タンクのコンポーネント（３０）に属する、請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
第１電極（１２１）、第２電極（１２２）および、ＰＴＣ効果を有する材料（１１ａ）で少なくとも部分的に製作され、第１電極（１２１）と第２電極（１２２）と電気的に接触する発熱本体（１１）を含む少なくとも１つの発熱エレメント（１０）を備える電気ヒータ装置（１；１’）であって、
ＰＴＣ効果を有する材料（１１ａ）は、少なくともポリマーまたはポリマー系材料を含み、
第１電極（１２１）および第２電極（１２２）の少なくとも一方は、
・少なくとも１つのメッシュ構造（１３；１３、１３１）、および
・少なくとも１つの配電エレメント（１４；１４、１４１）であって、特に、成形されたストラップ状または箔状の形態であり、対応する電極（１２１，１２２）の長さ方向（Ｌ）および幅方向（Ｗ）の少なくとも１つに延びている少なくとも１つの配電エレメント（１４；１４、１４１）、
の少なくとも１つを備える、電気ヒータ装置（１；１’）。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の少なくとも１つのヒータ装置（１’）を備える自動車コンポーネント、特にタンクタンクコンポーネント（３０）。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれかに記載の少なくとも１つの電気ヒータ装置（１’）を提供するための方法であって、
ａ）第１電極（１２１）および第２電極（１２２）の少なくとも一方を用意するステップと、
ｂ）第１電極（１２１）および第２電極（１２２）の前記少なくとも一方を発熱本体（１１）に堅く取り付けるステップと、を含み、
ステップａ）は、
・メッシュ構造（１３；１３１）を用意することと、
・少なくとも１つの配電エレメント（１４；１４、１４１）を用意することと、
・少なくとも１つの配電エレメント（１４；１４、１４１）をメッシュ構造（１３；１３１）に固定することと、を含み、
ステップｂ）は、
・ＰＴＣ効果を有する材料（１１ａ）をメッシュ構造（１３；１３１）の少なくとも一部にオーバーモールドすること、あるいは、
・メッシュ構造（１３；１３１）の少なくとも一部を発熱本体（１１）の面にプレスし、前者が後者に少なくとも部分的に嵌め込まれ、または埋め込まれるようにすること、を含み、
ステップａ）はステップｂ）の前に実行され、あるいは、ステップｂ）はステップａ）の前に実行されるようにした、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気ヒータ装置、特に、正の温度係数を有する電気抵抗によって区別される材料、即ち、ＰＴＣ効果を有するもの、好ましくはポリマータイプの材料、即ち、ポリマー系の材料または少なくとも１つのポリマーを含む材料の使用に基づいた装置に関する。
【０００２】
本発明は、自動車部品に取り付けられ、または集積される電気ヒータ装置、例えば、タンクまたはリザーバ用のヒータ、フィルタ用のヒータ、流体ダクト用のヒータ、バッテリ用のヒータ、凍結したり、温度の関数としてその特性が変化する物質用のヒータ、または、気体、例えば、環境用の空気、前記ヒータの表面で強制循環される空気などを加熱するために使用されるヒータを特に関連して開発されたものである。
【０００３】
本発明は、液体、例えば、内燃機関の動作または、水噴射またはアンチノック剤噴射システムを含む、内燃機関の排気ガスの処理または低減のためのシステムの動作に必要な液体と接触するタンクまたはダクトの部品の分野において好ましい用途を見出すものである。本発明に係るヒータ装置は、いずれの場合も、上述した好ましい用途とは異なる状況での用途を見出してもよい。
【背景技術】
【０００４】
国際公開第２０１７／０７７４４７Ａ号は、請求項１の前文がベースとしており、参照したタイプの電気ヒータ装置を開示しており、これは自動車タンクのコンポーネントに集積された複数の発熱エレメントを備える。各発熱エレメントは、ＰＴＣ効果を有するポリマー材料で製作された発熱本体を含み、２つの平行な電極の間に設置され、これらと接触している。電極は、金属箔の形態であり、互いにほぼ同じであり、孔が設けられることがあり、略平行六面体層の形状を有する発熱本体の２つの対向する主面をほぼ覆っている。
【０００５】
発熱エレメントのこのタイプの構造は、層状電極の幅広い平行な表面が、ＰＣＴ効果を有する材料の大部分の対向両面を実際上全体的に覆うことから、熱放出の観点から効率的である。こうして電極自体の間の電流の均一性および強度が保証され、よって良好な加熱パワーが保証される。
【０００６】
しかしながら、特に長期間に渡って、ヒータ装置は、加熱および冷却のサイクルに起因して、ＰＴＣ効果材料及び／又は対応する金属電極の変形（例えば、膨張および収縮）に関連した問題によって影響を受けることがあることが判明した。こうした変形は、異なる材料で作られた部品間の相対的移動をもたらすことがあり、ＰＴＣ効果を有する材料で製作された発熱本体の対応する面から電極の層間剥離または剥離というリスクの可能性があり、そのため装置の動作特性の低下をもたらす。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述したことを考慮して、本発明は、基本的には、全体として簡単かつ安価で信頼できる方法で組み立てられた電気ヒータ装置によって、先行技術の前述した不具合を克服したり、少なくとも制限するという目的を有する。上記および他の目的は、以下で明らかになるように、本発明に従って、電気ヒータ装置、自動車部品、および添付の請求項で特定される特性を有する電気ヒータ装置を取得する方法によって達成される。請求項は、本発明に関連してここに提供される技術的教示の不可欠な部分を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の特性、利点及び更なる目的は、非限定な例によって純粋に提供される、添付図面を参照して、後の詳細な記載から明確に明らかになるであろう。
【０００９】
【図１】本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置の部分分解概略図である。
【図３】本発明の可能性ある実施形態に係る発熱エレメントの分解概略図である。
【図４】本発明の可能性ある実施形態に係る発熱エレメントの概略斜視図である。
【図５】本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置の電極の概略斜視図である。
【図６】斜視図により、本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置の電極の一部の可能性ある代替構成を概略的に示す。
【図７】本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置の電極の２つの部分を固定するためのプロセスの概略図である。
【図８】図５のより大きいスケールの詳細である。
【図９】図８のより大きいスケールの詳細である。
【図１０】本発明の変形実施形態に関する図９に類似した図である。
【図１１】本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置を集積する自動車コンポーネントの概略斜視図である。
【図１２】図１１のコンポーネントの２つの部分の部分分解概略図である。
【図１３】本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置のケーシング本体を得るための第１プロセスの概略図である。
【図１４】本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置のケーシング本体を得るための第２プロセスの概略図である。
【図１５】本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置のケーシング本体を得るための第２プロセスの概略図である。
【図１６】本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置の複数の発熱エレメントの概略斜視図である。
【図１７】本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置の電極の分解概略図である。
【図１８】本発明の可能性ある実施形態に係る発熱エレメントを得るための第１プロセスの概略図である。
【図１９】本発明の可能性ある実施形態に係る発熱エレメントを得るための第１プロセスの概略図である。
【図２０】図１８〜図１９のプロセスで得られる発熱エレメントの概略斜視図である。
【図２１】本発明の可能性ある実施形態に係る発熱エレメントを得るための第２プロセスの概略図である。
【図２２】図２１のプロセスで使用される半製品の概略斜視図である。
【図２３】図２１のプロセスの更なる概略図である。
【図２４】図２１のプロセスの更なる概略図である。
【図２５】本発明の可能性ある実施形態に係る発熱エレメントの部分断面概略図である。
【図２６】本発明の可能性ある実施形態に係る更なる発熱エレメントの概略斜視図である。
【図２７】本発明の可能性ある実施形態に係る更なる発熱エレメントの分解概略図である。
【図２８】本発明の可能性ある実施形態に係る更なる発熱エレメントの概略斜視図である。
【図２９】本発明の可能性ある実施形態に係る更なる発熱エレメントの分解概略図である。
【図３０】本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置の電極の概略斜視図である。
【図３１】本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置の電極の分解概略図である。
【図３２】本発明の可能性ある実施形態に係る少なくとも１つのヒータ装置を集積する自動車コンポーネントの部分分解図である。
【図３３】図３２に類似した図であり、ヒータ装置の発熱エレメントが分解図で示される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本説明のフレームワーク内の「実施形態」または「一実施形態」への参照は、実施形態に関連して説明する特定の構成、構造または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを示すことを意図する。よって、本説明の種々のポイントに存在し得る、例えば、「実施形態において」または「一実施形態において」などの句は、必ずしも同一の実施形態を参照するものでない。さらに、本説明内で定義される特定のコンフォメーション（形態）、構造または特性は、示したものとは異なっていても１つ以上の実施形態においていずれか適切な方法で組み合わせてもよい。ここで使用する参照符号および空間参照（例えば、「上側」、「下側」、「上部」、「下部」など）は、単に便宜のために提供され、よって、保護の範囲または実施形態の範囲を定義するものではない。本説明および添付の請求項において、一般用語「材料」は、複数の異なる材料の混合物、組成物、または組合せ（例えば、多層構造）を含むものとして理解すべきである。本説明および添付の請求項において、用語「メッシュ構造」または「ネット構造」は、実質的に糸状のエレメント、好ましくはスレッド（thread:糸）またはワイヤ（例えば、ネット、メッシュ、織り(weave)など）の十字交差(criss-crossing)または織り交ぜ(interweaving)によって形成された構造を示すものと理解される。
【００１１】
最初に図１を参照して、全体として符号１で示すものは、本発明の可能性ある実施形態に係るヒータ装置である。以下において、装置１は、自動車に搭載されたシステム、例えば、空気の流れを加熱するためのシステム、あるいは、タンクもしくはリザーバに収納された液体、またはダクトを通過する液体を加熱するためのシステムに属することを想定している。
【００１２】
装置１は、少なくとも部分的に少なくとも１つの発熱エレメント（図２で全体として符号１０で示す）を封入するケーシング本体２を備える。ケーシング本体２には、好ましくは電源との接続用の電気コネクタ３が設けられる。
【００１３】
種々の実施形態において、本発明に係るヒータ装置のケーシング本体は、互いに固定された２つ以上の部品で構成され、一方、他の実施形態において、ケーシング本体は、装置の少なくとも１つの発熱エレメントでの材料のオーバーモールドによって少なくとも部分的に形成される。ケーシング本体は、ハーメチックタイプ、即ち、装置の発熱エレメントまたは複数の発熱エレメントを液密的に封入するように考案されたものでもよい。
【００１４】
種々の実施形態において、本発明の主題を形成するヒータ装置は、スタンドアローン（独立型）コンポーネントとして構成され、その場合、そのケーシング本体は、好ましくは、より複雑なシステム、例えば、自動車の発熱システムでの設置及び／又は固定のために構成される。代わりに他の実施形態において、本発明の主題を形成する装置は、一般的な媒体の発熱とは異なる機能も行うように事前構成されたコンポーネントに集積され、その場合、コンポーネントの本体の少なくとも一部が、ヒータ装置のケーシング本体を少なくとも部分的に提供するために利用できる。さらに他の用途において、装置は、例えば、対応する発熱エレメントがそれを加熱するために所定の環境に直接露出する場合、それ自体のケーシング本体を必要としない。
【００１５】
図１と図２に例示した場合では、装置１は、スタンドアローン（独立型）コンポーネントとして構成され、そのケーシング本体２は、例えば、電気絶縁性熱可塑性材料で製作される３つの部品２１、２２、２３から構成される。これは、発熱エレメント１０の少なくとも一部を内部に封入するために、好ましくは、例えば、接着、溶接、またはフッキングにより、密封式で互いに固定できる。
【００１６】
再び図１と図２に例示した場合を参照して、２１で示すケーシング部品は、略箱状の構造を有し、発熱エレメント１０を完全にまたは大部分その内部に収容するためのシート４を画定する。例示した場合では、ケーシング部品２１は、フランジ形状のフロント部分５を有し、エレメント１０がシート４に横方向に挿入できるスリット５ａが設けられる。そのため、２つの電気接続端子１２ａが、発熱エレメント１０の個々の電極に属するか、またはこれらに接続され（そのうちの１つだけが図２に見えており、符号１２１で示す）、部分５を超えて前面に突出する。フロント部分５の前面に固定されるのは、符号２２で示すケーシング部品であり、これは、端子１２ａを内部に受け入れ、図１のコネクタ３を提供するように構成されたコネクタ本体６を規定する。図示した例では、ケーシング部分２２はさらに、スリット５ａを封止するように設計されたフランジ形状の部分７を備える。
【００１７】
この例では、シート４は、符号２３で示すケーシング部品によって封止でき、これは基本的に前述のシートの蓋として機能し、ケーシング部品２１に周辺で固定される。
【００１８】
図３の分解図に示すのは、発熱エレメント１０の可能性ある実施形態である。この図では、符号１１で示すのは、ＰＴＣ効果を有する材料、即ち、正の温度係数を有する電気抵抗によって区別される材料の少なくとも一部で製作されたエレメント１０の発熱本体であり、符号１２１，１２２で全体として示す２つの電極と接触するように配置される。
【００１９】
好ましい実施形態において、符号１１ａで示す本体１１を構成する材料は、ポリマー系の材料（即ち、少なくとも１つのポリマーを含む材料）、好ましくは、ポリマーによって、または複数のポリマーの混合物によって、そして対応する充填剤(filler)、例えば、導電性充填剤及び／又は熱伝導性充填剤によって形成されたマトリクスを有する複合材料である。
【００２０】
種々の好ましい実施形態において、発熱本体１１の材料１１ａは、ＰＴＣ効果を有する共連続(co-continuous)ポリマー複合材料であり、マトリクス中に少なくとも２つの非相溶性ポリマーおよび少なくとも１つの導電性充填剤を含むマトリクスを有する。このタイプの好ましい実施形態では、非相溶性ポリマーの少なくとも１つが高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）であり、非相溶性ポリマーの他の少なくとも１つがポリオキシメチレン（ＰＯＭ）である。導電性充填剤は、好ましくは、マイクロメートルまたはナノメートルの寸法、好ましくは１０ｎｍ〜２０μｍの間、とても好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの間に含まれる寸法を有する粒子によって構成され、可能性として１μｍ〜２０μｍの寸法を有する鎖または分岐凝集体を形成するように凝集した粒子によって構成される。導電性充填剤の好ましい材料は、カーボン材料、例えば、カーボンブラック、グラフェン、またはカーボンナノチューブ、またはこれらの混合物などである。
【００２１】
ＨＤＰＥおよびＰＯＭは、好ましくは、これらの重量合計の４５％〜５５％の間の相対百分率である。好ましくは、導電性充填剤は、ＨＤＰＥおよび導電性充填剤の重量の合計の１０％〜４５％の間、好ましくは１６％〜３０％の間の重量百分率で、ＨＤＰＥに閉じ込められ、またはほとんど閉じ込められる。このためにＨＤＰＥおよび導電性充填剤は、特に押出し成形(extrusion)によって共に混合可能であり、続いてＰＯＭと混合する。この場合も、好ましくは押出し成形によって実行可能である。
【００２２】
ＰＯＭの高い融点により、２つの相、ＨＤＰＥおよびＰＯＭをより良い分離状態に維持することが可能になり、ＰＯＭ中への導電性充填剤の泳動の可能性を低減する（この効果に寄与するのは、充填剤がＨＤＰＥのみと優先的に先に混合されることである）。他の既知のポリマーと比べてＰＯＭのより高い融点により、同様に、より安定した最終構造を得ることが可能になる。即ち、複合材料のＰＴＣ効果により、自己発熱を約１２０℃の最高温度に制限する。ＰＯＭはさらに、７０％〜８０％を示す高い結晶化度(crystallinity)を示す。このことは、提案する好ましい共連続複合材料では、ＨＤＰＥからＰＯＭへの充填剤の泳動が発生する可能性がより低く、それにより、例えば、電流の発熱および通過に起因して、ＰＴＣ効果を有する材料の性能の損失を防止することを意味する。ＰＯＭのより高い結晶化度により、複合材料を、化学的観点から特に耐性のあるものにし、その上に高い安定性を付与する。一方、ＨＤＰＥの結晶化度は、典型的には６０〜９０％の間で構成される。こうしてアモルファスドメインにある高濃度の導電性充填剤が得られ、対応する高い導電率を備える。
【００２３】
例えば、図３を参照して、本発明の一態様によれば、電極１２１，１２２の少なくとも１つが、メッシュ構造またはネット構造（符号１３で示す）を含み、これは、発熱本体１１、即ち、それを構成する材料１１ａ内に少なくとも部分的に埋め込まれ、または包囲される。
【００２４】
以下により明確になるように、メッシュ構造１３の少なくとも部分的な埋め込みは、機械的圧力及び／又は加熱により、構造１３を発熱本体１１の中にその面で嵌入させることによって、あるいは、メッシュ構造１３または対応する電極１２上で発熱本体１１の少なくとも一部をオーバーモールドすることによって、得られる。
【００２５】
これに関して、図２では、電極１２１に属するメッシュ構造１３は、より明確さのために、ほぼ完全に視野にあり、即ち、あたかも発熱本体１１上に戴置するかのように表されていることに留意すべきである。しかしながら、前述したように、本発明の種々の好ましい実施形態では、前述した構造１３は、本体１１の材料１１ａに少なくとも部分的に埋め込まれており、好ましくは、該構造の種々のメッシュ間に画定された開口の間に材料１１ａの一部が存在するようにしている。他方では、例えば、図４に概略的に示すように、電極のメッシュ構造１３を材料１１ａ内にほぼ完全に埋め込むことも可能である。
【００２６】
メッシュ構造１３は、発熱本体１１の主面に対して実質的に平行に延在することが好ましく、前記構造１３は、本体１１の主面の領域に実質的に対応する領域、あるいは、いずれの場合もその一般的な部分に対応する領域を画定する。こうして発熱本体１１は、２つの電極１２１，１２２の構造１３の幅広い表面の間に設定され、電極自体の間を通過する電源電流の良好な均一性および良好な強度を確保している。
【００２７】
よって、メッシュ構造１３は、長さ方向Ｌおよび幅方向Ｗに延びており、好ましくは実質的に２次元的であり、即ち、実質的にシート構造のように最小の厚さのものである。
【００２８】
種々の好ましい実施形態では、構造１３は、導電性材料、好ましくは金属材料のスレッドで少なくとも部分的に形成された布(fabric)によって構成される。好ましい金属は、例えば、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、真鍮、青銅、ニッケルクロム系合金、または鉄クロム系合金の中から選択される。導電性布は、任意の既知の技術を用いて糸の織り交ぜまたは十字交差によって得られる。例えば、織り方のタイプは下記のものから選択してもよい。
・平織り(plain weave)。各横スレッド（横糸:weft thread）は、各縦スレッド（縦糸:warp thread）の上下を交互に通過する。その逆も同様。
・綾織り(twill weave)。各横スレッドが２本の縦スレッドと交互に交差する。
・平畳織り(plain Dutch weave)。縦スレッドは、横スレッドよりも大きい直径を有し、多数の横スレッドと織り合わされた少数の縦スレッドからなる織りを備える。
・綾畳織り(Dutch twill weave)。これは、平畳織りと同様の織りによって得られるが、織りが綾織りであり、横スレッドのダブル層を有する点が相違する。
・逆畳織り(reverse Dutch weave)。これは、平畳織りの実質的に逆であり、即ち、縦スレッドの細いスレッドの数が多く、横スレッドの粗いスレッドの数が少ない。
・逆畳綾織り(reverse Dutch twill weave)。これは前のものと同様の織りであるが、各横スレッドは２本の縦スレッドと交互に交差する。
【００２９】
好ましくは、導電性布を提供するスレッドは、以下に明らかになる理由のために、０．２ｍｍ〜０．０２ｍｍの間を示す、減少した公称直径（即ち、織りの前）を有する。布のメッシュ開口、即ち、構造の２つの隣接した平行なスレッドの間のスペースは、好ましくは、１ｍｍ〜０．０５ｍｍの間で構成される。
【００３０】
図３と図５では、メッシュ構造１３は、部分的かつ概略的な形態で表しており、特に図５において、符号１６ａ，１６ｂでそれぞれ示す横スレッドと縦スレッドの十字交差または織り交ぜを強調するためであることに留意すべきである。
【００３１】
メッシュ構造１３は、ＰＴＣ効果を備えた材料１１ａに少なくとも部分的に埋め込まれることは、加熱および冷却サイクルに起因した材料１１及び／又は構造１３の可能性ある変形の存在下であっても、対応する電極１２が発熱本体１１から分離または剥離するというリスク（先行技術に典型的な問題である）を防止する。いずれの場合も、メッシュ構造１３が比較的高密度かつ広範囲であることは、電極１２間の電流の相当な分布および強度を確保する。
【００３２】
理解できるように、電極１２のメッシュ構造１３の周辺プロファイルは、例えば、布またはメッシュの導電性のシートまたは織物(web)の切断または突切り
(dinking)の基本操作によって容易に得られる。前記周辺プロファイルは、これまで図に例示したように、必ずしも四角形である必要はない。
【００３３】
本発明の他の態様によれば、少なくとも１つの電極１２１または１２２は、メッシュ構造１３に加えて、例えば、図２と図３に符号１４で示すものなど、少なくとも１つの配電エレメントも含む。これは、メッシュ構造１３に固定され、構造１３自体の長さ方向Ｌおよび幅方向Ｗのうちの少なくとも１つに延びている。
【００３４】
エレメント１４は、メッシュ構造１３を形成するスレッド１６ａ，１６ｂまたは同様の糸状エレメントに電流を分配するように成形され、特に、数本のスレッドでの望ましくない電流集中を防止するためであり、これはスレッド自体の溶融を生じさせることもある。
この目的のために、種々の実施形態において、配電エレメント１４は、構造１３のほぼ全幅Ｗに渡って延びる少なくとも１つの部分、及び／又は、構造１３のほぼ全長Ｌに渡って実質的に延びる少なくとも１つの部分を有する。しかしながら、配電エレメントの少なくとも１つの部分は、構造１３の幅Ｗ及び／又は長さＬの一部だけ、好ましくは、構造１３の幅Ｗ及び／又は長さＬの少なくとも半分または３分の１に渡って延びていてもよい。
【００３５】
配電エレメント１４は、構造自体がＰＴＣ効果を有する材料１１ａに埋め込まれるのを妨げないように、好ましくは本体１１とは反対側のメッシュ構造１３の面に固定される。配電エレメント１４は、本体１１に面するメッシュ構造１３の面に固定してもよく、この場合、配電エレメント１４の一部もまた、ＰＴＣ効果を有する材料１１ａの構造の中に埋め込むことができる。
【００３６】
電流の分配をさらに改善する観点で、種々の好ましい実施形態では、配電エレメント１４の少なくとも一部は、メッシュ構造１３のエッジまたはその近傍で実質的に延びている。
【００３７】
例えば、図３〜５を参照して、図示したエレメント１４が、構造１３に横断方向に（即ち、Ｗ方向に）延びる少なくとも１つの部分１４ａ、そして構造１３に対して長手方向に（即ち、Ｌ方向に）延びる少なくとも１つの部分１４ｂを、どのように有するかに留意されたい。これらの２つの部分は、好ましくは、互いに実質的に直角である（しかしながら、異なる角度も可能である）。種々の実施形態、例えば、図示したものにおいて、部分１４ａから分岐しているのは、長手方向Ｌに延びる、好ましくは部分１４ｂに対してほぼ平行であり、好ましくは横方向Ｗに実質的に分布する追加部分１４ｃである。
【００３８】
こうして配電エレメントは、異なる長さの歯または指（前述した図３〜５の場合のように）、あるいは同じ長さの歯または指を備えた、ほぼ櫛状のコンフォメーション（形態）を有することができる。いずれの場合も、見たように、配電エレメントまたはその全ての配電部分と対応するメッシュ構造との間の重なり合うエリアは、後者のエリアよりも小さく、特に、図示のように、重なり合う領域は、対応するメッシュ構造のエリアよりもかなり小さく、好ましくは、重なり合う領域は、対応するメッシュ構造の面積の少なくとも半分または３分の１よりも小さい。
【００３９】
様々な好ましい実施形態では、配電エレメント１４は、少なくとも１つの電気接続部分を有し、これは、装置が組立て状態にある場合、電気接続のためにアクセス可能なように、メッシュ構造１３または発熱本体１１の周辺エッジを越えて突出するように設計される。例示の場合では、前記突出部分は、前述した端子に対応する限りおいて、図中に符号１２ａで示す。そして、好都合なことに、配電エレメントは、対応する電極１２の電気接続端子１２ａを直接に画定できる。
【００４０】
また、図６から、分布部分１４ａまたは分布部分１４ａ〜１４ｂの総面積がどのようになっているのかを推測することができる。対応するメッシュ構造にオーバーラップするように設計されたエレメント１４の１４ａ〜１４ｃは、メッシュ構造の面積の限られた部分に相当する。また、図６から、どのようにエレメント１４の配電部分１４ａまたは配電部分１４ａ〜１４ｂ，１４ａ〜１４ｃの総面積が（対応するメッシュ構造に重なり合うように設計される）メッシュ構造の面積の限られた部分に達するかを推測できる。単なる一例として、図６の部分ａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）の場合を参照することによって、重なり合う面積は、それぞれ、対応するメッシュ構造の面積の１０％未満、２０％未満、３０％未満または５０％未満でもよい。
【００４１】
種々の実施形態において、配電エレメント１４は、メッシュ構造１３を提供するスレッド１６ａ及び／又はスレッド１６ｂの実質的または一般的な部分に接続されるように成形され、好ましくは、少なくとも１つの横断方向部分（例えば、部分１４ａなど）は、スレッド１６ａの少なくとも３分の１または少なくとも半分に接続され、及び／又は、少なくとも１つの長手方向部分（例えば、部分１４ｂなど）は、は、スレッド１６ｂの少なくとも３分の１または少なくとも半分に接続される。
【００４２】
種々の実施形態において、配電エレメント１４は、複数のスレッド１６ａ及び／又はスレッド１６ｂに接続されるように成形され、これらのスレッドの断面の合計は、装置１及び／又は発熱エレメント１０の動作に必要な電流が、いずれの損傷または異常なしで循環できるように設定される。
【００４３】
図６に単に例として示すもののは、本発明に係るヒータ装置で使用可能な配電エレメント１４のいくつかの可能性ある構成である。目的に適した無数の構成が可能であるため、例示した構成は網羅的な性質を有していない。
【００４４】
図６の部分Ａ）に示すものは、エレメント１４のより簡単な形状であり、これは、メッシュ構造１３の幅Ｗの方向に（あるいは、明らかに前記構造の長さＬの方向）に延びる配電部分１４ａを有し、そして端子１２ａを構成する部分は、ここでは部分１４ａに対してほぼ直交する。
【００４５】
図６の部分Ｂ）に示すものは、主にＬ字状のエレメント１４であり、即ち、これは、構造１３の幅方向（または長さ方向）に延びる配電部分１４ａ、および同じ構造１３の長さ方向（または幅方向）に延びる配電部分１４ｂの両方を含む。また、この場合、前述した２つの部分１４ａ，１４ｂのうちの１つから互いにほぼ直交するように延びているもの（ここでは部分１４ａ）が、端子１２ａを構成する接続部分である。
【００４６】
図６の部分Ｃ）に示すものは、ほぼ櫛形状を有するエレメント１４であり、即ち、構造１３の幅（または長さ）の方向に延びる配電部分１４ａ、および互いにほぼ平行であり、同じ長さを有し、同じ構造１３の長さ（または幅）の方向に延びる複数の配電部分１４ｂ，１４ｃの両方を含み、この場合、部分１４ａから延びるものが、端子１２ａを構成する接続部分である。
【００４７】
図６の部分Ｄ）に示すものは、エレメント１４であり、これもほぼ櫛形状を有するが、一連の歯または指は、ほぼ平行であるが、異なる長さである。  この例では、構造１３の幅（または長さ）の方向に延びる配電部分１４ａ、および同じ構造１３の長さ（または幅）の方向に延びる４つのペアの指１４ｂ，１４ｃ１，１４ｃ２，１４ｃ３の両方が設けられ、例えば、各ペアの指は、ほぼ同じ長さを有するが、他のペアの指とは異なる長さであり、一方のペアの各指は、他の２つの異なるペアの２本の指の間に設定され、この場合も、部分１４ａから延びるものが、端子１２ａを構成する接続部分である。
【００４８】
種々の好ましい実施形態において、配電エレメント１４は、導電性材料のストラップまたは箔(foil)で形成される。よって、好ましくは、分配エレメント１４は実質的に２次元状であり、即ち、それは、好ましくは０．０２ｍｍ〜１．５ｍｍの間の極めて薄い厚さを有する。
【００４９】
エレメント１４を構成するストラップは、好ましくはメッシュ構造１３のものと適合する金属材料、特に構造１３とエレメント１４との間で行われる溶接の観点で適合する金属材料で製作される。この観点から、例えば、前記ストラップを構成する金属材料は、例えば、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、真鍮、青銅、ニッケルクロム系合金または鉄クロム系合金の中から選択してもよい。
【００５０】
エレメント１４を構成するストラップは、可能ならば、異なる材料、好ましくは第２導電性材料及び／又は保護材料を用いて少なくとも部分的にコーティングしてもよい。この観点において、端子１２ａは、例えば、電気スレッドの溶接を容易にするために、錫(tin)で少なくとも部分的にコーティングしてもよく、あるいは、例えば、外部コネクタの端子との電気的接触を改善するために、金または他の貴金属で少なくとも部分的にコーティングしてもよい。メッシュ構造と接触していないストラップの少なくとも外側部分も、保護材料及び／又は電気絶縁材料を用いてコーティングできる。
【００５１】
電極１２の配電エレメント１４の周辺プロファイルもまた、例えば、導電性金属のシートまたはストリップの打ち抜き加工(blanking)または突切り(dinking)（および可能な変形）の基本的な操作によって容易に得られることは、明らかであろう。
【００５２】
好ましい実施形態では、メッシュ構造１３と電極１２の対応する配電エレメント１４との間の機械的接続または固定は、溶接、好ましくは追加の溶接材料なしの溶接によって得られる。
【００５３】
種々の好ましい実施形態において、課題である２つの部品間で実行される溶接動作は、抵抗溶接、即ち、材料が電気抵抗を介して加熱される自溶圧力溶接の方法である。こうした技術は、図７に例示しており、符号Ｅ１，Ｅ２で示すものは溶接装置の２つの金属電極である。
【００５４】
図７の部分Ａ）に概略的に示すものは、２つの溶接電極Ｅ１，Ｅ２が第１距離で離れている初期条件であり、これにより構造１３およびお互いの上に単に戴置されるエレメント１４のこれらの間への挿入が可能になる。図７の部分Ｂ）は、後続のステップを例示しており、２つの溶接電極Ｅ１，Ｅ２が互いに持ち上げられて、構造１３自体と接触しているエレメント１４の表面上で、即ち、対応する重なり合う領域で構造１３を機械的に押圧する。機械的圧力の印加と同時に、電極Ｅ１，Ｅ２の間に、ジュール効果によって、スレッド１６ａ，１６ｂ及び／又はエレメント１４のストラップの部分溶融、よって相互溶接を生じさせるのに充分な熱を発生するような強度を有する電流を流す（前記スレッドおよびストラップの領域で発生する熱は、電流強度および接合される部品の電気抵抗に実質的に比例することになる）。図７の部分Ｃ）は、後続のステップを例示しており、溶接電極Ｅ１，Ｅ２が互いに離れるように移動して、電極１２１の取り外しを可能にし、構造１３およびエレメント１４は共に溶接されている。
【００５５】
メッシュ構造１３上での配電エレメント１４の溶接は、典型的には、前記構造のスレッドの変形をも生じさせるが、これは、エレメント１４と構造１３との間の重なり合う領域に実質的に外接している。上述した溶接技術を参照して、重なり合う溶接領域でのスレッドの変形の程度は、実質的に、発生する溶接熱及び／又は部品間の機械的圧力の関数になるであろう。図５から、特に図８の対応する詳細から、溶接領域１７ａにおいて、メッシュ構造１３のスレッドの形状は、溶接プロセスに関与しない非重なり合い領域１７ｂの形状とどのように異なるかに留意してもよい。この状況は、図９に示す更なる詳細からよりよく理解でき、溶接領域１７ａにおいてスレッド１６ａ，１６ｂの異なる形状が存在するのに注目してもよく、前記スレッドは部分溶融とともに圧搾され、そして、溶接プロセスに関与しない領域１７ｂでは、スレッドは初期の公称直径及び／又は形状を実質的に維持している。
【００５６】
図１０は、図９と類似した眺めにより、構造１３とエレメント１４との間で実行されるより強力な溶接の場合を例示しており、即ち、溶接対象の領域１７ａにおいてより大きな熱発生及び／又はより高い機械的圧力を用いる。よって、結果として、スレッド１６ａ，１６ｂのより顕著な溶融及び／又は変形が得られ、これらの領域１７ａでは、ほぼ平坦なグリッドを形成するようになる。
【００５７】
種々の実施形態において、例えば、これまでに例示したものなどは、電極１２１，１２２の両方はそれぞれ、少なくとも１つの対応するメッシュ構造１３および少なくとも１つの対応する配電エレメント１４を含み、２つの電極は、好ましくは互いに実質的に同じであり、生産の標準化の利点となる。電極１２１，１２２は、本体１１の反対側の面、好ましくは互いにほぼ平行である反対側の主面において発熱本体１１に集積されてもよく、前記面に対して垂直な面内で、即ち、本体１１の厚さを通る電流の循環をもたらす。しかしながら、他の実施形態によれば、電極は、本体１１の同一の面に設置してもよい。さらに、前述したように、電極１２１，１２２または少なくとも個々のメッシュ構造１３は、本体１１の対応する面に対してほぼ平行に延びることが好ましい。
【００５８】
上記タイプの構成は、２つの電極１２１，１２２の配電エレメント１４が個々の電気接続部分１２ａを有する場合に特に有利であり、これらは互いに接近した位置に設定し、電気コネクタ、例えば、コネクタ３を設置できる。
【００５９】
よって、種々の実施形態において、発熱本体１１の少なくとも一部が２つの電極１２１，１２２の間に設定され、好ましくは、ほぼ一定の厚さを有する部分である。本体１１は、電極またはこれらの構造１３と実質的に類似した周囲寸法を有することができるが、本体１１の一部が構造１３のエッジを越えて突出する場合、あるいはこれに対して凹んでいる場合は排除されない。
【００６０】
図２〜図３に戻って、例示の場合、発熱本体１１は、好ましくは、電極１２１，１２２の上に少なくとも部分的にオーバーモールドされた本体である。このタイプの用途では、課題である２つの電極は金型に挿入され、そこにＰＴＣ効果を有するポリマー材料１１ａが溶融状態で注入される。前記製造ステップを容易にするために、特にポリマーの注入中及び／又は半製品の前取り扱い中に、２つの電極の間に、特に電極の適切な相対位置を確保するために（特に金型内で）構成されたスペーサ本体及び／又は位置決め本体が挿入可能である。
【００６１】
図３に例示するのは、こうしたスペーサ本体（符号１５で示す）の可能性ある実施形態であり、これは電気絶縁材料で製作してもよく、あるいはそれ自体が電気抵抗またはＰＴＣ効果を有する材料で製作してもよく、これは、例えば、ポリマー系材料である。この例では、スペーサ本体１５は、基本的に、メッシュフレームワークを画定するように成形され、一種の周辺フレーム１５ａを備え、その内部に一連の長手方向エレメント１５ｂおよび一連の横断方向エレメント１５ｃが、好ましくは互いに同一平面で延びている。エレメント１５ｂ，１５ｃがフレーム１５ａより小さい高さ（厚さ）を有する場合、前記エレメント１５ｂ，１５ｃの間の十字交差の領域にレリーフ１５ｄを設けることが可能であり、高さの差を補償している。幾つかのレリーフ１５ｄは、例えば、構造１３の開口において、少なくとも１つの電極１２１及び／又は１２２と係合するような係合手段として成形できる。
【００６２】
この例では、スペーサ本体１５の周辺フレーム１５ａの外側は、発熱エレメント１０の少なくとも一部の周辺エッジを構成するように、発熱本体１１の材料１１ａによってコーティングされないように設計される（これに関連して図２を参照）。いずれの場合も、例えば、電極のメッシュ構造が発熱本体１１の材料１１ａの中に完全に埋め込まれる図４の場合のように、スペーサ本体も、オーバーモールドされた材料１１ａの中に完全に埋め込み可能であることは理解されよう。さらに、使用するスペーサ本体の形状は、その機能が同じままであることを前提として、例示したものとは異なってもよいことは理解されよう。
【００６３】
本発明に係るヒータ装置は、複数の発熱エレメントを含んでもよく、及び／又は、既に述べたように、一般的な媒体の加熱とは異なる機能、またはそれに追加する機能も行うコンポーネントに集積してもよい。
【００６４】
図１１〜２５に示すものは、前述した特性の両方を実装するのに適した種々の実施形態である。これらの図は、種々の実施形態において、ヒータ装置１および発熱エレメント１０が全体的に直線状または平面状である前述した実施形態とは異なり、ヒータ装置またはその発熱エレメントがどのように全体としてアーチ形状を有することができるかを例示する。発熱エレメント（発熱本体またはその電極）の単一の部分でさえも、少なくとも部分的に平面状でもよく、または少なくとも部分的にアーチ形状でもよく、あるいは部分的に平面状で部分的にアーチ形状でもよい。
【００６５】
特に図１１を参照して、全体として３０で示すものは、自動車のコンポーネントであり、特に、一般的な液体物質を収容するためのタンクのコンポーネントである。コンポーネント３０は、例えば、水噴射またはアンチノック剤噴射（ＡＤＩ）として知られるタイプのシステムの一部を形成でき、その場合、対象の液体は、内燃機関のシリンダ中に噴射される水である。代替として、コンポーネント３０は、いわゆる選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムの一部を形成でき、その場合、対象の液体は、窒素酸化物を還元するために、排気ラインに注入される尿素を含む水溶液である。
【００６６】
他方、本説明の導入部分で述べたように、コンポーネント３０は、他のタイプ、例えば、内燃機関の燃料フィルタを収容または設置するためのコンポーネントでもよい。
【００６７】
例示の場合、コンポーネントは、実質的にカップ形状の本体を有し、基本的に本発明に係るヒータ装置によって提供される限りにおいて、符号１’で示す略管状の上側部分および、液体用の入口３３および出口３４が設けられた、好ましくは電気コネクタ３’が設けられた下側箱状部分３２を有する下側ベース３１が認識できる。しかしながら、上側部分１’は、他の形状を有してもよく、開口部が設けられてもよく、例えば、少なくとも１つの中間開口を設けるために、互いにある距離で設定された複数のアーチ状壁で構成してもよい。
【００６８】
箱状部分３２は、好ましくは下側蓋（不図示）が設けられ、例えば、電気回路部品などの機能エレメントの内部位置決めを可能にする。この例では、ベース３１の本体は、符号３５で示すフランジ部分も有し、これは、コンポーネント３０を車両の他の部分に固定するため、例えば、コンポーネント３０をタンクへ固定または溶接するためなどにも役立つ。
【００６９】
同様に、図示のコンポーネント３０は、追加の機能エレメント、例えば、符号ＬＳで全体として示すレベルセンサなどのセンサを集積し、これは、いずれの場合も、コンポーネント３０の任意のエレメントを構成する。この目的のために、装置１’及び／又はベース３１は、適切に成形でき、及び／又は、前述した追加の機能エレメントを収容するための少なくとも１つの開口または台座を設けてもよい。
【００７０】
理解できるように、装置１’をベース３１に封止方法で接合した後、コンポーネント３０の全体として本体が形成され、これは、液体を収容するように設計され、あるいは、いずれの場合も液体がより容易に加熱できる内部領域を画定するように設計された、ある空間（図１１に符号Ｔで示す）を画定する。
【００７１】
図１２は、ヒータ装置１’およびベース３１が互いに別個の部品として構成され、封止方法で共に固定されるタイプのコンポーネント３０の部分分解図である。判るように、ヒータ装置１’は、そのケーシング本体（符号２’で示す）を有し、略管状の形状を有し、これは、後述するように、例えば、複数の発熱エレメント上にオーバーモールドされた電気絶縁材料（例えば、ポリマー材料）で製作してもよい。判るように、ここではその下側エッジにおいてケーシング本体２’から突出しているのは、ヒータ装置の電気接続のための端子１２ａであり、これらは、ベース３１に存在する電気回路と電気的に接続され、これはコネクタ３’の個々の端子（不図示）を含む。図において、２つの端子１２ａだけを示しているが、装置１は、以下に例示するように、２つより多い端子を含んでもよい。
【００７２】
再び図１２から、この例では、ベース３１の上面において、液体用の入口ポート３３ａおよび出口ポート３４ａがどのように画定され、これらが入口３３および出口３４とそれぞれ流体連通していることが判るであろう。さらに、図１２に示すものは、例えば、図１１のレベルセンサＬＳなど、追加の機能コンポーネントの位置決めおよび電気接続のための台座３６であり、同様に、ベース３１のフランジ部分３５内で、ヒータ装置１’のケーシング本体２’の下側エッジを封止方法で固定するために、略環状の台座３６がどのように画定されるかが判るであろう。ベース３１の本体は、ポリマー材料、例えば、ケーシング本体２’を製造するために使用される同じ材料のモールド成形(moulding)によって少なくとも部分的に得られる。
【００７３】
図１３は、図１１〜１２のヒータ装置１’のケーシング本体２’のオーバーモールドの可能性あるステップを例示する。この例では、ヒータ装置は、全体的にアーチ形状を有する３つの発熱エレメント１０を集積するように設計され、これらは、好ましくは、必ずしもではないが、互いに実質的に同じである。この例では、Ｍ１で示す金型部品は、ベース部品（参照符号なし）を有し、そこからヒータ装置のケーシング本体２’の内周面を画定するように設計された形状４０である。前述したベース部品では、形状４０に対して周辺位置に台座４１が画定され、そこに発熱エレメント１０の端子１２ａが挿入でき、これらは互いに近接して金型部品の上に位置決めされ、円弧を形成する。金型部品Ｍ２は、中空の彫込み(impression)（不図示）を画定しており、図１１〜図１２のケーシング本体２’の外周面およびその上部エッジを画定するように設計される。
【００７４】
理解できるように、図１３のように、発熱エレメント１０を金型部品Ｍ１の上に位置決めした後、２つの金型部品は、ケーシング本体２’の形状に対して対応する（相補的）形状を有する中空形状の空間を区切るように互いに閉じられる。そして、そして前述の中空空間に注入されるものは、前述したケーシング本体を形成するように設計されたポリマー材料である。凝固および冷却に必要な時間の後、金型部品Ｍ１，Ｍ２を再び開くことができ、図１２に示すように、ケーシング本体２’を含む装置１’が取り出し可能になる。
【００７５】
図１２と図１３を参照して例示したものの代替品として、ヒータ装置１’のベース３１およびケーシング２’の少なくとも一部が、単一ピース、特に、発熱エレメント１０上に必要なポリマー材料をオーバーモールドすることによって得られるピースで構成してもよい。こうした場合、図１４と図１５に概略的に例示され、Ｍ３，Ｍ４で示すものは、２つの対応する金型部品である。この場合、金型部品Ｍ３は、ベース３１の外側プロファイルおよびその内側プロファイルの一部を画定するように設計された彫込み４３を有する（前述したように、ベース３１は、後で付与される蓋によって閉止される下側開口を有することができる）。図１３を参照して説明するように、彫込み４３内に画定されるものは、発熱エレメント１０の端子１２ａのための台座４１である。
【００７６】
金型部品Ｍ４は、彫込み４２を画定し、部分的に見えており、ベース３１の外側プロファイルの残部、そしてヒータ装置１’のケーシング本体２’を画定するように設計される（前述した彫込み４２内では、図１３中の符号４０で示すものと類似したタイプの形状も提供されることになる）。
【００７７】
よって、この場合も、図１４のように、発熱エレメント１０を金型部品Ｍ３に位置決めした後、２つの金型部品Ｍ３，Ｍ４は、中空形状の空間を区切るように互いに閉じられ、その中にポリマー材料が注入され、ベース３１およびケーシング本体２’の両方を画定する本体を形成する。この場合も、図１５に示すように、凝固および冷却に必要な時間の後、金型部品Ｍ３，Ｍ４を再び開くことができ、コンポーネント３０の対応する半製品が取り出し可能である。
【００７８】
図１６に概略的に示すものは、例えば、ヒータ装置１’の製造に適したタイプのアーチ形状の構成を有する３つの発熱エレメント１０である。この例では、各エレメント１０は、個々に２つの電極を含み、それぞれ少なくとも１つのメッシュ構造１３および少なくとも１つの配電エレメント１４によって形成され、個々の端子１２ａを画定するように成形され、ここでは下向きに突出している。図１６で見えるものは、構造１３のほんの一部、即ち、エレメント１４に溶接された部分であり、構造の残部は、発熱本体１１のＰＴＣ効果を有する材料１１ａであるか、またはその中に埋め込まれる。電極は、好ましくは、個々の配電エレメント１４が、対応する発熱エレメント１０の反対側の長手方向エッジにほぼ設置されるように配置される。これは、いずれの場合も本質的な特徴を構成していない。
【００７９】
メッシュ構造１３および対応する配電エレメント１４は、図１７に概略的に示している。判るように、構造１３はアーチ形状を有し、エレメント１４は単一部分からなり、ここでは構造１３の長さ方向Ｌに延びており、その長手エッジまたはその近傍に固定される。エレメント１４の長さは、構造１３よりも長く、そのためエレメント１４の端子部分が対応する端子１２ａを提供する。２つの部品１３，１４の間の接合は、例えば、図７を参照して前述したように、溶接タイプでもよい。図１７では、後の図面のように、メッシュ構造１３は、極めて広いメッシュ開口で概略的にのみ示しており、より迅速な理解を可能にする。
【００８０】
前述したように、メッシュ構造１３の少なくとも一部は、発熱本体１１のある面に圧力嵌めしてもよく、即ち、構造１３を本体１１に嵌入させことによってもよい。
【００８１】
この関連で、可能性ある技術を図１８に例示しており、Ｍ５，Ｍ６で示すものは、プレス装置の２つの可動エレメントであり、その少なくとも一方が他方に対して可動である。各可動エレメントは、アーチ状電極１２１，１２２の対応する部分、および予め形成された発熱本体１１の対応する部分をそれぞれ受けるように設計された個々の台座５０（ここでは可動エレメントＭ５の台座のみが見える）を画定できる。本体１１は、この場合、ＰＴＣ効果ポリマーのシートまたは織物(web)から開始する打ち抜き加工または突切りの動作によって得られ、そして必要なアーチ形状の構成を付与するために熱成形され、あるいは、本体１１は、アーチ型に直接に射出成形してもよい。
【００８２】
電極は、対応する台座５０を利用して可動エレメントＭ５，Ｍ６の間に設定され、そして、可動エレメント自体が互いに押し付けられ、その結果、メッシュ構造は、本体１１の対向する主面に対して力強くプレスまたは押圧され、その構造を面内に嵌入させる。この目的のために、好ましい実施形態では、可動エレメントＭ５及び／又はＭ６の少なくとも一方、または対応するプレス装置は、本体１１を加熱して、その適度な軟化を生じさせ、材料１１ａ中への構造の嵌入を容易にするように構成される。そして、特に、その加熱が想定される場合は本体１１の冷却後、２つの可動エレメントＭ５およびＭ６が互いに離れるように移動し、こうして得られた発熱エレメント１０は、図１９に例示するように、装置から取り出し可能になる。発熱エレメント１０は、図２０に示す形態でもよく、構造１３のスレッドは材料１１ａの中に完全に埋め込まれている（可能性として個々の配電エレメント１４に溶接されたものを除く）、あるいは、スレッドは、材料１１ａの中に完全に埋め込まれなければ、部分的に露出してもよい。
【００８３】
このタイプの用途では、本体１１は、エレメント１４の位置決めのために、あるエッジに、より小さい厚さの少なくとも１つの領域（図１８、符号１１ｂ）を提示するように好ましくは予備成形され、後者の外面は、構造１３のスレッドが埋め込まれる本体１１の面の表面と実質的に同一平面になるようになる。
【００８４】
可動エレメントＭ５，Ｍ６の台座５０は、構造１３から突出するエレメント１４の部分１２ａを受け入れるように設計された部分を好ましく含むことになる。
【００８５】
当然ながら、図１８と図１９を参照して説明した装置は、その機能が同じままであるという前提で、例示したものとは異なる形状を有してもよい。例えば、２つの可動エレメントＭ５，Ｍ６のうちの一方だけが、電極１２１または１２２の両方を受け入れるように設計された台座５０を含むことができ、予め形成された本体１１がその間にセットされ、他方の可動エレメントは、２つの可動エレメントが互いにプレスされた場合、必要に応じて機械的圧力を作用させるように設計されたレリーフ状の部分を含む。
【００８６】
図１８〜２０を参照して説明したことは、例えば、図４のように、直線状または平面状の発熱エレメントの場合にも適用できることは理解されよう。当然ながら、対応する彫込み５０の可動エレメントＭ５，Ｍ６の異なる形状を伴う。
【００８７】
当然ながら、少なくとも部分的にアーチ状である発熱エレメントの場合も、例えば、図２〜図３の発熱エレメントを参照して前述したように、ＰＴＣ効果を有するポリマー材料１１ａは、電極１２１，１２２の上に少なくとも部分的にオーバーモールドすることが可能である。こうした場合は図２１に概略的に示しており、Ｍ７，Ｍ８で示すものは、発熱本体１１を形成する材料１１ａの射出用の２つの金型部品である。各金型部品は、アーチ状発熱エレメントのプロファイルの対応する部品を画定する個々の彫込みを含む。
【００８８】
また、この場合、前述したように、これらが金型、例えば、図２１で見える金型部品Ｍ７の彫込み５１に挿入される場合、電極１２１，１２２の間に介在するスペーサ及び／又は位置決め本体（ここでは符号１５’で示す）を設けることが好ましい。図２１に示す場合は、電気絶縁材料またはＰＴＣ効果を有する抵抗材料で製作できる本体１５’は、電極１２１，１２２の形状に従ってアーチ状になったほぼ櫛形の形状を有するが、明らかに、この形状は、単なる一例として設けられるものとして理解すべきである。
【００８９】
図２２は、電極１２１，１２２を相互の上部に設置する動作の結果を概略的に示しており、スペーサ本体１５’は、これらを適切な距離に維持し、本体１５’の指は、ここでは電極自体の長手方向、即ち、配電エレメント１４に対してほぼ平行に延びている。図２３は、部品Ｍ７，Ｍ８の間に、電極１２１，１２２およびスペーサ本体１５’によって形成される集合体または「サンドイッチ」の挿入のステップを示す。部品Ｍ７，Ｍ８の閉止後、発熱本体１１を形成するポリマー材料１１ａが金型に注入される。図２４は、射出された材料の凝固と冷却に必要な時間の後、金型の再開放および発熱エレメントの取り出しという後続ステップを例示する。この場合も、エレメント１０は、材料１１ａに完全に埋め込まれた構造１３のスレッド（可能性として個々の配電エレメント１４に溶接されたものを除く）とともに存在してもよく、あるいは、成形動作が材料１１ａによるその完全な被覆を想定していなければ、前述のスレッドは部分的に露出することがある。
【００９０】
図２５は、図２１〜図２４に従って得られる発熱エレメントの部分断面概略図である。この図からスペーサ本体１５’が２つの電極１２１，１２２の間の空間にある材料１１ａの中にどのように埋め込まれているかが判る。
【００９１】
図２６と図２７は、本発明に係るヒータ装置の発熱エレメントの更なる可能な実施形態の概略図である。これらの図は、エレメント１０は必ずしも実質的に四角形または多角形である必要はなく、それは、可能性として部分的に湾曲した周辺プロファイルを有し、及び／又は、湾曲したストレッチおよび直線状のストレッチを含む。
【００９２】
図２６と図２７は、同様に、種々の実施形態において、配電エレメント１４が、例えば中間カーブを用いて可能性ある寸法変動を補償するために、どのように寸法補償構造を提示できるかを示す。あるいは、実質的に波状の展開部(development)を有するために、または反対方向に角度付与されまたは配向した一連のカーブ及び／又はストレッチによって区別される。
【００９３】
このタイプの形状は、特にＰＴＣ材料１１ａで製作された発熱本体１１の加熱中に、熱変動、例えば、膨張および収縮、及び／又は、方向Ｌ及び／又はＷの少なくとも１つでの伸長および短縮などに起因する可能性ある寸法変動を補償するために、配電エレメント１４を伸長及び／又は短縮できるために便利であることが判る。
【００９４】
好ましくは、前述した寸法補償構造により、電極１２１，１２２および発熱本体１１の少なくとも一部の異なる材料の間、特に、少なくとも金属製の配電エレメント１４とポリマー系ＰＴＣ材料１１ａで製作された本体１１との間の可能性ある寸法変動を補償することが可能になる。
【００９５】
例示した場合、図示した２つのエレメント１４は、両方とも幅方向Ｗに延びる配電部分１４ａと、長さ方向Ｌに延びる配電部分１４ｂとを有し、それぞれ対応するメッシュ構造１３の個々のエッジの近くにある。好ましくは、必ずしもではないが、電気接続部分、または端子１２ａは、２つの前記配電部分１４ａ，１４ｂの間の接合領域において画定される。明らかに、このタイプのエレメント１４は、一例として、図示したものとは異なる形状を有してもよく、そして１つの配電部分だけを含んでもよい。
【００９６】
言うまでもなく、図２６〜図２７を参照して説明したタイプの実施形態においても、構造１３は、既に上述した方法、例えば、溶接によって、対応するエレメント１４に固定してもよく、同様に構造１３は、上述した方法で、即ち、機械的圧力により、あるいは材料１１ａのオーバーモールドによって、発熱本体１１に少なくとも部分的に埋め込まれてもよい。図２６〜図２７の例では、発熱エレメント１０の２つの電極、好ましくは寸法補償構造を備えた電極は、発熱本体１１の対応する面の平面に対して実質的に垂直な方法で電流の循環をもたらすために、対応する加熱体１１の個々の反対面に設置される。
【００９７】
種々の実施形態において、発熱エレメント１０の２つの電極は、対応する発熱本体１１の同一の面に設置され、発熱本体１１の対応する面の平面に対して平行な平面に実質的に従って電流の循環をもたらす。こうした場合は、図２８と図２９に例示しており、実際に、好ましくは、しかし必ずしもそうではないが、電極１２１，１２２は、図２６〜図２７を参照して前述したものと類似した寸法補償構造を備えており、どのように２つの電極１２１，１２２が両方とも本体１１の同一の面に設置され、対応する構造１３は、ここでは材料１１ａ内に部分的にのみ埋め込まれているかが判るであろう。また、例示した２つのエレメント１４は両方とも、幅方向Ｗに傾斜して延びる配電部分１４ａ、および長さ方向Ｌに延びる配電部分１４ｂを有し、それぞれ、対応するメッシュ構造１３の個々のエッジの近傍で、材料１１ａの上部に直接に、即ち、構造１３の対応する部分の介在なしに設定された各部分１４ａの一部を備えてもよい。
【００９８】
電気接続部分、または端子１２ａは、ここでは、エレメント１４の端部、特に部分１４ａの端部に画定される。明らかに、エレメント１４は、例示したものとは異なる形状を有してもよく、ただ１つの横断方向または長手方向の配電部分も含んでもよい。
【００９９】
また、図２８〜図２９を参照して説明したタイプの実施形態では、構造１３は、上述した方法で、例えば、溶接によって、対応するエレメント１４に固定してもよく、構造１３は、上述した方法で発熱本体１１内に少なくとも部分的に埋め込んでもよい。上記の方法で、即ち、機械的圧力によって、または材料１１ａのオーバーモールドによって、加熱本体１１に埋め込んでもよい。
【０１００】
種々の実施形態において、発熱エレメントの少なくとも１つの電極、または各電極は、複数のメッシュ構造１３を含み、これらは、好ましくは少なくとも１つの配電エレメントによって互いに電気的に接続される。
【０１０１】
このタイプの例は、図３０と図３１に概略的に示されており、符号１２で示す電極は、第１メッシュ構造１３を有し、それに関連して、図６の部分Ａ）で既に示したタイプの対応する配電エレメント１４を有し、そして第２メッシュ構造１３１を有し、これは追加の配電エレメント１４１（ここでは略Ｌ字状）を介して第１メッシュ構造１３に接続され、あるいは第２メッシュ構造１３１に対して横断方向にある部分１４ａおよび長手方向にある部分１４ｂを有する。追加の配電エレメント１４１は、好ましくは２つの構造１３，１３１の間でその中間位置で固定され、特に溶接される。
【０１０２】
前述したように、種々の実施形態において、本発明に係るヒータ装置は、一般的な媒体、例えば、タンクのコンポーネントの加熱とは異なる機能も実施するコンポーネントに集積してもよい。こうした用途では、明らかに、ヒータ装置が全体的にアーチ状である必要はなく、あるいは１つ以上のアーチ状発熱エレメントを示す必要もない。実際、例えば、前述した国際公開第２０１７／０７７４７７Ａ号のように、１つ以上の直線状または平面状発熱エレメントを示してもよい。さらに、１つ以上の平面状ヒータは、必ずしもこうしたコンポーネントの管状部分に集積される必要はない。
【０１０３】
例えば、図３２と図３３に示すものは、符号３０で示したタイプのコンポーネントであり、そのベース３１において、直線状または平面状の発熱エレメント１０のハウジング３７が画定されており、ここでは複数の曲率を示すように成形された周辺プロファイルを有する。これらの図で見えるものは、箱状の部分３２を閉じるための、前述したタイプのベース３１の下蓋（図３２にだけ符号３２ａで示す）である。台座は、コンポーネント３０の格納空間を画定する横壁で実質的に画定される（即ち、図１１中の符号Ｔで示す空間の底壁）。
【０１０４】
図３２と図３３は、電極１２１，１２２の場合を図示するのに同様に有用であり、その配電エレメント１４は、閉じたまたは実質的に閉じた、あるいは環状または実質的に環状の展開部を有する。よって、この例では、配電エレメント１４は、環状周縁部１４ｄを有し、これは対応するメッシュ構造１３の周縁エッジまたはその近傍で実質的に延びている。よって、この周縁部１４ａは、対応する構造１３の長手方向および横断方向の両方に延びている。このタイプの種々の実施形態では、エレメント１４はまた、１つ以上の中間配電部分、例えば、エレメント１４の中央領域１４ｆに向かって収束する部分１４ｅを含んでもよい。この例では、前述した中央領域１４ｆで開口が画定され、それはコンポーネント３０のベース３１のハウジング３７内に画定された対応する位置決めエレメント３７ａと結合するように設計される。前述したハウジング３７内には、電極のうちの１つ（ここでは電極１２２）の配電エレメント１４のものと実質的に相補的であるプロファイルを有する台座３７ｂも画定される。電極の１つ、ここでは電極１２２の分配エレメント１４のものと実質的に相補的であり、発熱エレメント１０の適切な配置にさらに寄与する。
【０１０５】
説明した発熱エレメント１０の存在のために、図３２〜図３３のコンポーネント３０は、ヒータ１’，３０の両方の存在が好ましい場合であっても、必ずしもヒータ装置（符号１’で示す）を集積する必要がないことに留意すべきである。
【０１０６】
このタイプの実施形態においても、構造１３は、既に上述した方法、例えば、溶接によって、対応するエレメント１４に固定してもよく、構造１３は、上述した方法で、即ち、機械的圧力により、あるいは材料１１ａのオーバーモールドによって、発熱本体１１内に少なくとも部分的に埋め込まれてもよい。図３２に示した場合は、構造１３は、材料１１ａ内に完全に埋め込まれているが、これは本質的な特性を構成するものではない。
【０１０７】
再び図示した例を参照して、エレメント１４の電気接続部分、または発熱エレメント１０の端子１２ａは、エレメント自体の平面に対して垂直な方向に延びており、この目的のために、電極のエレメント１４（ここでは上側電極１２１のエレメント１４）の周辺部１４ｄは、内側に曲がるか（図３３中の符号１４ｄ１）、またはいずれの場合も、他の電極の端子１２ａの通過を可能にするような形状である。前述したように、いずれの場合も、電極の周辺部１４ｄは、必ずしもそれ自体で閉じる必要はなく、少なくとも１つの中断または不連続を示してもよい。
【０１０８】
前述したように、メッシュ構造１３は、好ましくは０．２ｍｍ〜０．０２ｍｍの間の直径を有する比較的微細な糸状エレメントまたはスレッドの織り交ぜまたは十字交差によって形成されることが好ましい。微細な糸の使用により、前述した材料内へのそれらの少なくとも部分的な埋め込みのために、材料１１ａへの構造１３の効率的な固定を得ることが可能になり、こうして課題である部品間の剥離のリスクに対処できる。
【０１０９】
例えば、０．１ｍｍ未満の直径を有するスレッドは、スレッド自体を材料１１ａ内に力で埋め込む可能にする（前述したように、好ましくは材料１１ａを加熱することによって）のに好都合であり、これは、小さいメッシュ開口の場合、たとえば０．０５ｍｍ未満でも好都合である。その代わり、０．１ｍｍを超える直径を有するスレッドは、材料１１ａが構造１３にオーバーモールドされる場合に使用するのにより便利であり、材料自体の通過を可能にするために、より幅広いメッシュ開口、例えば、１ｍｍよりもさらに大きいメッシュ開口を有することが必要がある（一般に、本発明の実装のために使用できる導電性布では、より大きな直径のスレッドに対応するものは、より幅広いメッシュ開口である）。
【０１１０】
比較的大きい直径のスレッドは、好都合には、より小さい直径の複数のスレッドで置換できる。例えば、０．１４ｍｍの直径を有するスレッドの断面は、０．０８ｍｍの直径を有する３本のスレッドの断面に実質的に対応する。よって、表皮効果を無視すると、０．１４ｍｍの直径を有するスレッドで発生可能な電流の通過は、０．０８ｍｍの直径を有する３本のスレッドで発生可能である。ただし、０．０８ｍｍの直径を有する３本のスレッドの円周の合計（約０．７７ｍｍ）を考えた場合、０．１４ｍｍの直径を有する１本のスレッドの円周（約０．４４ｍｍ）の２倍にほぼ等しいことに留意されよう。よって、３本のより細いスレッドの前述したより大きな「全体」円周に対応するのは、メッシュ構造１３とＰＴＣ効果を有する材料１１ａとの間のより大きな（ほぼ２倍大きい）接触面であり、よってより良好な電気的接触および構造と材料の間のより広範囲の全体的な機械的接着を伴うことが理解されよう。
【０１１１】
前述した説明から、本発明の特性は、同様にその利点がそうであるように、明確に明らかになる。本発明に係る電気ヒータ装置は、全体として簡単かつ安価で信頼できる方法で組み立てられる。
【０１１２】
装置の発熱エレメントの電極が、ＰＴＣ効果を有する材料内に少なくとも部分的に埋め込まれたメッシュ構造を少なくとも含むという事実は、電極が材料から分離または剥離するリスク（先行技術で遭遇した現象）に対処する。メッシュ構造が比較的広範囲で高密度であること、即ち、比較的微細なスレッドで形成されるという事実は、いずれの場合も電極とＰＴＣ効果を有する材料との間の接着および接触の広い表面を確保し、電極自体の間を流れる電流の最適な分布および強度を伴う。少なくとも１つの配電エレメントの電極内での存在は、メッシュ構造のたった数本のスレッドでの望ましくない電流集中を防止し、よってスレッド自体が溶融リスクを防止する。小さい断面のスレッドが、ＰＴＣ材料とのより良い電気的接触およびより良い機械的接着を達成するために好ましく使用されると仮定すると、リスクはさらにより大きくなる可能性がある。
【０１１３】
後の請求項で定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく、一例として説明した電気ヒータ装置に対して、当業者によって多数の変形が可能であることは明らかである。
【０１１４】
先に例示した実施形態において、電極１２１，１２２の少なくとも１つのメッシュ構造１３は、ＰＣＴ効果を有する材料１１ａ内に直接少なくとも部分的に埋め込まれ、または包囲される。他の可能性ある実施形態では、構造１３は、代わりに、それと電気的に接触して本体１１を少なくとも部分的にコーティングする更なる電気的熱的伝導性材料、例えば、導電性接着剤または導電性コーティング層に少なくとも部分的に埋め込まれ、または包囲される。これらの実施形態では、発熱本体１１は、前述の更なる材料を含み、これは電極１２１，１２２の少なくとも１つを発熱本体自体に機械的に固定できるように利用できる。
【０１１５】
前に見たように、本発明に係る電気ヒータ装置の製造方法は、配電エレメント１４を電極のメッシュ構造１３に固定することを想定している。好ましくは、この固定は、メッシュ構造１３を発熱本体１１に取り付ける前に、例えば、前者を後者に強制的に嵌入させ、またはオーバーモールディングにより、例えば、溶接によって実行される。しかしながら、代替として、前述した方法の１つで、メッシュ構造１３を最初に発熱本体１１に取り付けて、続いてエレメント１４を構造１３に固定することも可能である。例えば、メッシュ構造は、本体１１に取り付けてもよく、前者の少なくとも一部が後者から突出させて、そして配電エレメント１４を構造１３の前記突出部分に固定する。
【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６Ａ）】
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【図６Ｂ）】
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【図６Ｃ）】
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【図６Ｄ）】
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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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【国際調査報告】
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