(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する発熱素子（１１）と、該発熱素子（１１）を保持する保持具（１２）と、電力が入力される端子部（１３１）を有するとともに該電力を上記発熱素子（１１）に供給する電極板（１３）と、上記発熱素子（１１）から発生した熱を放散する放熱フィン（１４１）を備えたフィン部材（１４）と、をそれぞれ複数積層してなる発熱体（１０）と、
該発熱体（１０）の積層方向における両端部にそれぞれ配設された一対の積層フレーム（２０）と、
該一対の積層フレーム（２０）を上記発熱体（１０）に押圧して、該発熱体（１０）の積層状態を維持させる押圧部材（３０）と、
上記端子部（１３１）を覆うとともに、上記押圧部材（３０）を収納するように上記発熱体（１０）に取り付けられるカバー（４０）と、
外部電力と電気的に接続されるコネクタ（５１）を有するとともに、上記カバー（４０）に取り付けられて、上記コネクタ（５１）と上記端子部（１３１）とが電気的に接続されるように構成されたキャップ（５０）と、
を有する電気式ヒータ（１）において、
上記押圧部材（３０）は、上記発熱体（１０）の積層方向に延びる本体部（３１）と、該本体部（３１）の両端に屈曲形成されて、上記一対の積層フレーム（２０）にそれぞれ当接して上記発熱体（１０）を押圧する一対の押圧片（３２）と、を有し、
上記カバー（４０）及び／又は上記キャップ（５０）には、上記本体部（３１）が収納される本体部収納部（４２、４２０）が備えられ、該本体部収納部（４２、４２０）の内壁に、上記本体部（３１）に当接して上記押圧部材（３０）が揺れ動くのを規制する揺れ動き規制部（６０、６５、６１１、６１２、６２０）が形成されていることを特徴とする電気式ヒータ（１）。
【請求項２】
上記揺れ動き規制部（６０、６５、６１１、６１２、６２０）は、上記押圧部材（３０）が、上記一対の押圧片（３２）と上記一対の積層フレーム（２０）とにおける一対の当接部（２１ａ）を通る仮想軸線（２１ｂ）を軸心とする軸回転方向に回動することを規制することを特徴とする請求項１に記載の電気式ヒータ（１）。
【請求項３】
上記揺れ動き規制部（６０、６５、６１１、６１２）は、上記本体部（３１）を上記軸回転方向の両側から挟むように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気式ヒータ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気式ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車には、例えば、寒冷時に車室内の暖房能力が足りない時に、エンジンが停止しているときでも、車両室内の空気を暖めることができるように、電気式ヒータが備えたものがある。かかる電気式ヒータの例として、特許文献１には、発熱素子であるＰＴＣ素子（正温度特性サーミスタ）、電極板、放熱フィン等を積層してなる発熱体を備えるものが開示されている。この電気式ヒータでは、当該発熱体はコ字状の押圧部材により積層方向の両側から把持されるように押圧されて積層状態が維持されている。当該発熱体には、コネクタと接続するための端子が備えられており、当該端子を覆う樹脂カバーが取り付けられている。そして、押圧部材は、当該樹脂カバー内に収納されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９６９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂カバーと押圧部材との間には、組み付け作業性や寸法公差を考慮してある程度のクリアランスが設けられているが、組み付け初期状態では、押圧部材が樹脂カバーの内壁に当接するように構成されている。しかしながら、車両に搭載された後、エンジンの振動や車両が受けた物理的な衝撃等が伝播することにより、樹脂カバー又は押圧部材がわずかに位置ずれして、押圧部材が樹脂カバーから離隔した状態となることがある。かかる状態では、押圧部材は、発熱体に当接して押圧する一対の当接部を通る軸線を中心に回動するように揺れ動きしやすくなる。そのため、車両の振動等に伴って、押圧部材が樹脂カバーの内壁に繰り返し衝突して異音が発生するという問題が生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、異音の発生が抑制される電気式ヒータを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、通電により発熱する発熱素子と、該発熱素子を保持する保持具と、電力が入力される端子部を有するとともに該電力を上記発熱素子に供給する電極板と、上記発熱素子から発生した熱を放散する放熱フィンを備えたフィン部材と、をそれぞれ複数積層してなる発熱体と、
該発熱体の積層方向における両端部にそれぞれ配設された一対の積層フレームと、
該一対の積層フレームを上記発熱体に押圧して、該発熱体の積層状態を維持させる押圧部材と、
上記端子部を覆うとともに、上記押圧部材を収納するように上記発熱体に取り付けられるカバーと、
外部電力と電気的に接続されるコネクタを有するとともに、上記カバーに取り付けられて、上記コネクタと上記端子部とが電気的に接続されるように構成されたキャップと、
を有する電気式ヒータにおいて、
上記押圧部材は、上記発熱体の積層方向に延びる本体部と、該本体部の両端に屈曲形成されて、上記一対の積層フレームにそれぞれ当接して上記発熱体を押圧する一対の押圧片と、を有し、
上記カバー及び／又は上記キャップには、上記本体部が収納される本体部収納部が備えられ、該本体部収納部の内壁に、上記本体部に当接して上記押圧部材が揺れ動くのを規制する揺れ動き規制部が形成されていることを特徴とする電気式ヒータにある。
【発明の効果】
【０００７】
上記電気式ヒータにおいては、上記揺れ動き規制部が押圧部材の本体部に当接することにより、押圧部材が揺れ動くことが規制されている。そのため、当該電気式ヒータが車両に搭載された後に、エンジンの振動や車両が受けた物理的な衝撃等が電気式ヒータに伝播してわずかに位置ずれが生じたとしても、車両の振動等に伴って、押圧部材がカバーの内壁に繰り返し衝突することが防止される。その結果、異音の発生が抑制されることとなる。
【０００８】
以上のごとく、本発明によれば、異音の発生が抑制される電気式ヒータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における、電気式ヒータの正面図。
【図２】実施例１における、電気式ヒータの分解正面図。
【図３】実施例１における、押圧部材の正面図（ａ）、側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）。
【図４】実施例１における、カバーの側面図。
【図５】実施例１における、カバーの取り付け態様を説明する上面一部拡大模式図。
【図６】図４における、VI-VI線位置でのカバーの断面図。
【図７】図６における、VII-VII線位置でのカバーの断面一部拡大図。
【図８】図６における、VIII-VIII線位置でのカバーの断面一部拡大図。
【図９】実施例１における、キャップを取り外した状態での電気式ヒータの側面図。
【図１０】図９における、X-X線位置での電気式ヒータの断面一部拡大図。
【図１１】図９における、XI-XI線位置での電気式ヒータの断面一部拡大図。
【図１２】実施例１における、カバーを発熱体に取り付けた状態での、図６のVIII-VIII線位置相当の断面一部拡大図。
【図１３】実施例１における、キャップを取り外した状態での電気式ヒータの上面一部透過拡大図。
【図１４】実施例1の変形例における、カバーを発熱体に取り付けた状態での、図６のVIII-VIII線位置相当の断面一部拡大図。
【図１５】実施例２における、図９のX-X線位置相当の電気式ヒータの断面一部拡大図。
【図１６】実施例２の変形例における、図９のX-X線位置相当の電気式ヒータの断面一部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の電気式ヒータは、自動車に使用することができる。
【実施例】
【００１１】
（実施例１）
実施例に係る電気式ヒータにつき、図１〜図１３を用いて説明する。
本例の電気式ヒータ１は、発熱体１０、一対の積層フレーム２０、押圧部材３０、カバー４０、キャップ５０を有する。
発熱体１０は、発熱素子１１、保持具１２、電極板１３、フィン部材１４をそれぞれ複数積層してなる。発熱素子１１は、通電により発熱する。保持具１２は、発熱素子１１を保持する。電極板１３は、電力が入力される端子部１３１を有するとともに該電力を発熱素子１１に供給する。フィン部材１４は、発熱素子１１から発生した熱を放散する放熱フィン１４１を備えている。
【００１２】
一対の積層フレーム２０は、発熱体１０の積層方向Ｙにおける両端部にそれぞれ配設されている。
押圧部材３０は、一対の積層フレーム２０を発熱体１０に押圧して、発熱体１０の積層状態を維持させている。
カバー４０は、端子部１３１を覆うとともに、押圧部材３０を収納するように発熱体１０に取り付けられている。
キャップ５０は、外部電力と電気的に接続されるコネクタ５１を有するとともに、カバー４０に取り付けられて、コネクタ５１と端子部１３１とが電気的に接続されるように構成されて、端子部１３１をコネクタ５１内に収容されて保持されるように構成されている。
【００１３】
そして、押圧部材３０は、本体部３１と一対の押圧片３２とを有する。本体部３１は、発熱体１０の積層方向Ｙに延びている。一対の押圧片３２は、本体部３１の両端に屈曲形成されて、一対の積層フレーム２０にそれぞれ当接して発熱体１０を押圧している。
さらに、カバー４０及び／又はキャップ５０には、本体部３１に当接して、押圧部材３０が揺れ動くのを規制する揺れ動き規制部６０が形成されている。
【００１４】
以下、本例の電気式ヒータ１について、詳述する。
図１及び図２に示すように、発熱体１０は、発熱素子１１と、保持具１２と、電極板１３と、フィン部材１３とを一組として、積層方向Ｙに５つ積層されて形成されている。そして、発熱体１０は積層方向Ｙ及び厚さ方向Ｚに直交する幅方向Ｘに延びる平板状に形成されている。
【００１５】
発熱素子１１として、本例では、温度が上昇すると抵抗が増加するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性を示すＰＴＣサーミスタ素子（以下、ＰＴＣ素子という）を使用している。ＰＴＣ素子は、通電により、特定の温度以上になると急激に電気抵抗が増大して自己発熱する性質を有している。そして、発熱温度が補綴の温度を超えると電気抵抗が過剰に高くなって電流がほとんど流れなくなる性質を有している。そのため、発熱素子１１として、ＰＴＣ素子を使用することにより、電気式ヒータ１を効率的に発熱させることができるとともに、電気式ヒータの過度な発熱を防止することができる。
【００１６】
図１及び図２に示すように、発熱素子１１は、保持具１２に埋設されて保持されている。本例では、各保持具１２において、それぞれ２個の発熱素子１１が、所定間隔をおいて幅方向Ｘに配列している。そして、図２に示すように、電極板１３は、端子部１３１が、幅方向Ｘの一方側Ｘ１に位置するように配設されている。端子部１３１は、一方側Ｘ１に突出している。電極板１３の上にはフィン部材１４は接着されている。なお、本例では、積層方向Ｙにおいて最も下方に位置する保持具１２には、発熱素子１１が埋設されていない。
【００１７】
図２に示すように、発熱体１０の積層方向Ｙの端部にはそれぞれ積層フレーム２０が配設されている。一対の積層フレーム２０はいずれもステンレス製であって、発熱体１０の端面に接して幅方向Ｘに延びる長板状の横板２１と、横板２１の厚さ方向端部において積層方向Ｙに立設されて幅方向Ｘに延びて互いに対向するとからなる。そして、図９に示すように、一対の積層フレーム２０はいずれも断面形状がコの字状となっている。
【００１８】
そして、発熱体１０の幅方向Ｘの両端には、押圧部材３０が設けられている。図３（ａ）に示すように、押圧部材３０は、正面から見た形状は略コの字状となっている。図３（ｂ）に示すように、押圧部材３０は、積層方向Ｙに延びるとともにその両端側において厚さ方向Ｚに向かって傾斜した本体部３１と、図３（ａ）、図３（ｃ）に示すように、本体部３１の両端から幅方向Ｘに向かって屈曲形成された一対の押圧片３２とからなる。一対の押圧片３２は発熱体１０に装着される前の状態では、発熱体１０の積層方向Ｙの長さＹ１よりも短い距離Ｙ２だけ離隔している。そして、図１に示すように、一対の押圧片３２は積層方向Ｙの長さＹ１がけ離隔するように弾性変形して、一対の積層フレーム２０における一対の立壁部２２（図９参照）の間に挿入されて、一対の積層フレーム２０における横板２１の当接部２１ａに当接するようにして、発熱体１０に取り付けられている。これにより、一対の押圧片３２に生じた復元力に基づいて、一対の積層フレーム２０を介して発熱体１０が積層方向Ｙに押圧されて、発熱体１０の積層状態が維持されている。
【００１９】
そして、図１に示すように、押圧部材３０の本体部３１は、端子部１３１とともに、樹脂製のカバー４０に収納されている。図４に示すように、カバー４０の内側には、発熱体１０が貫通可能な貫通部４１と、押圧部材３０の本体部１１を収納する本体部収納部４２とが形成されている。本体部収納部４２は、カバー４０の内壁４２１と、貫通部４１と隣接して形成された底部４２２と、内壁４２１に対向するように底部４２２に立設されるとともに貫通部４１と本体部収納部４２とを区画する隔壁４２３とにより囲まれた空間として形成されている。
【００２０】
カバー４０は、図５（ａ）に示すように、発熱体１０における端子部１３１が突出する側と反対側から端子部１３１側に向かって、図５（ｂ）に示すように、発熱体１０が貫通部４１に挿通される。これにより、図５（ｃ）に示すように、端子部１３１が、カバー４０内に位置するとともに、本体部収納部４２に押圧部材３０の本体部３１が収納された状態となる。そして、一対の積層フレーム２０の側面に形成された戻り防止爪２２１が、カバー４０における端子部１３１と反対側の縁部４０ａに係合して、カバー４０が端子部１３１と反対側に戻ることを防止している。図５（ｄ）に示すように、カバー４０に後述のキャップ５０が取り付けられる。
【００２１】
そして、本例では、図６に示すように、本体部収納部４２を形成する隔壁４２３に、揺れ動き規制部６０が形成されている。揺れ動き規制部６０は、図４に示すように、隔壁４２３における積層方向Ｙの両端近くにそれぞれ形成されている。本例では、図７、図８に示すように、隔壁４２３には断面矩形の基部６１が突出形成されている。そして、揺れ動き規制部６０は基部６１から、厚さ方向Ｚに垂直な断面における断面形状が略三角形を成すリブ状に突出形成されている。揺れ動き規制部６０の両側面６０２は、底部４２２及び隔壁４２３に近づくにつれて、底部４２２及び隔壁４２３に対する傾斜が緩やかになるように湾曲している。そして、揺れ動き規制部６０における底部４２２と反対側の面６０１は隔壁４２３から離れるにつれて底部４２２に近づくように傾斜している。
【００２２】
図８に示すように、揺れ動き規制部６０は、内壁４２１と離隔している。そして、揺れ動き規制部６０における積層方向Ｙの中央位置での、揺れ動き規制部６０と内壁４２１との距離Ｗ１は、押圧部材３０の本体部３１の幅（直径Ｒ、図３（ａ）参照）より若干小さくなっている。なお、内壁４２１と隔壁４２３との距離Ｗ２は本体部３１の幅Ｒよりも大きくなっている。そのため、図１２に示すように、カバー４０を発熱体１０に取り付けると、揺れ動き規制部６０の先端６０ａが、本体部３１により押しつぶされた状態となる。これにより、揺れ動き規制部６０が確実に本体部３１に当接するとともに、揺れ動き規制部６０に対向する内壁４２１も確実に本体部３１に当接することとなる。これにより、揺れ動き規制部６０は、図１３に示すように、一対の押圧片３２と一対の積層フレーム２０とにおける一対の当接部２１ａを通る仮想軸線２１ｂ（図１参照）を軸心とする軸回転方向Ｑに、押圧部材３０が回動することを規制している。
【００２３】
上述のように、押圧部材３０は、一対の押圧片３２を取り付け前の状態から離隔させて、発熱体１０に取り付けられている。そのため、発熱体１０に取り付けられた状態において、本体部３１はその積層方向Ｙにおける中央部が発熱体１０側に膨出するように撓んでいる。これにより、図９に示すように、カバー４０の本体収納部４２に、押圧部材３０が収納された状態において、積層方向Ｙにおける中央部では、図１０に示すように、本体部３１は、底部４２２の底部当接部４２２ａに当接しているが、その他の部分では、例えば図１１に示すように、本体部３１は、底部４２２の底部当接部４２２ａに離隔している。
【００２４】
また、本例では、図１、図５（ｄ）に示すように、カバー４０には樹脂製のキャップ５０が取り付けられている。キャップ５０には、外部電力側のコネクタ（図示せず）が接続されて、外部電力と端子部１３１とを電気的に接続するコネクタ５１が形成されている。図１に示すように、キャップ５０には、カバー４０に形成された係合突起４３に係合する係合爪５２が形成されている。そして、係合爪５２が係合突起４３に係合することにより、キャップ５０がカバー４０に取り付けられている。図５（ｄ）に示すように、キャップ５０の内側には、カバー４０の内側に形成された本体部収納部４２に向かって突出形成されたキャップ突出部５３が設けられている。キャップ突出部５３は、本体部３１から離隔している。しかし、万が一、押圧部材３０が大きく位置ずれした場合には、当該キャップ突出部５３が本体部３１に当接して、本体部収納部４２から脱落することを防止している。
【００２５】
次に、本例の電気式ヒータ１における作用効果について、詳述する。
本例の電気式ヒータ１によれば、揺れ動き規制部６０が押圧部材３０の本体部３１に当接することにより、押圧部材３０が揺れ動くことが規制されている。そのため、電気式ヒータ１が車両に搭載された後に、エンジンの振動や車両が受けた物理的な衝撃等が電気式ヒータ１に伝播して、押圧部材３０又はカバー４０にわずかに位置ずれが生じたとしても、車両の振動等に伴って、押圧部材３０がカバー４０の内壁に繰り返し衝突することが防止される。その結果、異音の発生が抑制されることとなる。
【００２６】
また、本例では、揺れ動き規制部６０は、押圧部材３０が、一対の押圧片３２と一対の積層フレーム２０とにおける一対の当接部２１ａを通る仮想軸線２１ｂを軸心とする軸回転方向に回動することを規制している。これにより、押圧部材３０の揺れ動きが一層防止されて、異音の発生が一層抑制される。
【００２７】
また、本例では、カバー４０には、本体部３１が収納される本体部収納部４２が備えられ、本体部収納部４２の内壁４２１に揺れ動き規制部６０が形成されている。これにより、揺れ動き規制部６０の形成が容易となる。また、本例では、揺れ動き規制部６０は、本体収納部４２の積層方向Ｙの両端側にそれぞれ形成されており、合計２か所に設けられている。そのため、例えば、揺れ動き規制部６０を一か所に設ける場合に比べて、押圧部材３０の揺れ動きが一層防止されている。これにより、異音の発生が一層抑制される
【００２８】
なお、本例では、隔壁４２３に揺れ動き規制部６０を形成したが、これに替えて、内壁４２１に揺れ動き規制部６０をしてもよい。また、隔壁４２３と隔壁４２３に対向する内壁４２１との両方に揺れ動き規制部６０を形成してもよい。例えば、図１４に示すように、隔壁４２３に形成された揺れ動き規制部６０に対向する位置における内壁４２１に揺れ動き規制部６５を形成して、揺れ動き規制部６０、６５が本体部３１を軸回転方向Ｑ（図１３参照）における第１の方向Ｑ１と第２の方向Ｑ２の両方から挟むように構成されていてもよい。この場合には、カバー４０を取り付ける際における、押圧部材３０の本体部３１とカバー４０との接触面積を一層小さくできるため、カバー４０を取り付けやすくなり、組み付け作業性が向上する。
【００２９】
なお、本例では、揺れ動き規制部６０は、厚さ方向Ｚに垂直な断面における断面形状が略三角形を成すリブ状に突出形成されているが、これに替えて、当該断面形状が台形を成すリブ状に突出形成してもよいし、半球状に突出形成されていてもよい。また、本例では、揺れ動き規制部６０は、隔壁４２３に設けられた基部６１から突出形成されているが、基部６１を設けずに、隔壁４２３に直接突出形成されていることとしてもよい。
【００３０】
以上のごとく、本例によれば、異音の発生が抑制される電気式ヒータ１を提供することができる。
【００３１】
（実施例２）
本例の電気式ヒータ１では、図１５に示すように、カバー４０及びキャップ５０に、押圧部材３０の本体部３１を収納する本体部収納部４２０が備えられている。具体的には、本体部収納部４２０は、カバー４０の内壁に形成された第１凹部４２１と、キャップ５０の内壁に形成された第２凹部５２１とによって、囲まれた空間として形成されている。そして、第１凹部４２１の壁面には揺れ動き規制部６１１が突出形成され、第２凹部５２１の壁面には揺れ動き規制部６１２が突出形成されている。
【００３２】
図１５に示すように、揺れ動き規制部６１１、６１２はいずれも、実施例１における揺れ動き規制部６０（図１０参照）と同様の形状である。そして、揺れ動き規制部６１１、６１２は互いに連続するように、積層方向Ｙにおいて同じ位置に形成されている。なお、実施例１と同等の構成部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。そして、本例の電気式ヒータ１によっても、実施例１の場合と同等の作用効果を奏する。
【００３３】
なお、変形例として、キャップ５０に、押圧部材３０の本体部３１を収納する本体部収納部４２０が備えられるようにしてもよい。具体的には、図１６に示すように、当該変形例では、カバー４０には第１凹部４２１（図１５参照）が形成されておらず、キャップ５０の内壁に第３凹部５２３が形成されている。そして、当該第３凹部５２３によって本体部収納部４２０が形成されており、第３凹部５２３の壁面に揺れ動き規制部６２０が突出形成されている。この場合にも実施例１の場合と同等の作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００３４】
１  電気式ヒータ
１０  発熱体
１１  発熱素子
１２  保持具
１３  電極板
１４  フィン部材
２０  積層フレーム
３０  押圧部材
３１  本体部
３２  押圧片
４０  カバー
４２、４２０  本体部収納部
５０  キャップ
６０、６５、６１１、６１２、６２０  揺れ動き規制部
【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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