(57)【要約】【課題】共通電極板に接続される電線の太径化を抑制して、電気ヒータの小型化を図る。【解決手段】通電発熱部材２３と、熱交換フィン２２と、通電発熱部材２３および熱交換フィン２２に接触して通電発熱部材２３へ通電させる電極板とを順次積層して放熱部を構成した電気ヒータにおいて、２つの通電発熱部材２３へ同時に通電する共通電極板２４ａに２つの端子部２４ｃを一体に形成して、これらの端子部２４ｃにそれぞれ電線２７を接続する。これにより、電線２７の線径を太線化することなく一本当たりの電線２７に流れる電流を小さくできるので、電線２７の取り回しスペースの縮小化や電線２７を接続する接続コネクタの小型化が可能となり、電気ヒータ全体を小型化できる。【選択図】図３
2007280902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する通電発熱部材（２３）と、
前記通電発熱部材（２３）の放熱を促進させる熱交換部材（２２）と、
前記通電発熱部材（２３）および前記熱交換部材（２２）に接触して前記通電発熱部材（２３）へ通電させる電極部材（２４ａ、２４ｂ）とを順次積層して構成され、
前記通電発熱部材（２３）が、少なくとも３つ以上存在するように、前記通電発熱部材（２３）、前記熱交換部材（２２）、および前記電極部材（２４ａ、２４ｂ）が積層された電気ヒータであって、
前記電極部材（２４ａ、２４ｂ）のうち２つの前記通電発熱部材（２３）へ同時に通電する共通電極部材（２４ａ）には、複数の電線（２７）が接続されていることを特徴とする電気ヒータ。
【請求項２】
前記共通電極部材（２４ａ）は、前記電線（２７）が接続される複数の端子部（２４ｃ）を有していることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒータ。
【請求項３】
前記端子部（２４ｃ）は、前記共通電極部材（２４ａ）に一体に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気ヒータ。
【請求項４】
前記共通電極部材（２４ａ）および前記端子部（２４ｃ）は、打ち抜き加工によって形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載の電気ヒータ。
【請求項５】
前記端子部（２４ｃ）は、前記共通電極部材（２４ａ）の一部を折り曲げることによって形成されたものであることを特徴とする請求項３または４に記載の電気ヒータ。
【請求項６】
前記複数の端子部（２４ｃ）は、互いに略平行な方向に突き出すように配置されていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１つに記載の電気ヒータ。
【請求項７】
前記複数の端子部（２４ｃ）は、前記共通電極部材（２４ａ）の長手方向に対して略垂直な方向に突き出すように配置されていることを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１つに記載の電気ヒータ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つに記載の電気ヒータ（２０）を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を供給されることによって発熱する電気ヒータ、および、これを用いた車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、放熱フィン、通電発熱部材、および通電発熱部材への電力供給用の電極板を幾層かに積層して構成した電気ヒータが開示されている。また、本出願人は、特許文献２に、このような電気ヒータを暖房開始時の補助加熱器として用いた車両用空調装置を開示している。なお、特許文献１、２では、電気ヒータとして、通電発熱部材を正特性サーミスタ（ＰＴＣ素子）等で構成した、いわゆるＰＴＣヒータを採用している。
【特許文献１】特開平７−１９７８１号公報
【特許文献２】特許平５−１６９９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１、２の電気ヒータでは、図５の概略構成図に示すように、放熱フィン２２、通電発熱部材２３および電極板２４ａ、２４ｂを順次積層して構成されているので、通電発熱部材２３が３つ以上積層されると、図６の電気回路図に示すように２つの通電発熱部材２３へ通電する電極板（以下、共通電極板という。）２４ａが発生する。
【０００４】
このような共通電極板２４ａに流れる電流は、１つの通電発熱部材２３へ通電させる電極板（以下、単独電極板という。）２４ｂに流れる電流に対して約２倍になるので、共通電極板２４ａに接続される電線にも、単独電極板２４ｂに接続される電線に対して２倍の電流が流れてしまう。
【０００５】
このため、共通電極板２４ａに接続される電線の発熱量を低減させるためには、この電線の線径を単独電極板２４ｂに接続される電線よりも太くして、電気抵抗を低減させる必要がある。ところが、共通電極板２４ａに接続される電線の線径が太くなると、電線の取り回しスペースの拡大化や、共通電極板２４ａと電線の接続コネクタの大型化を招くので、電気ヒータ２０全体としても大型化してしまう点で問題となる。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、共通電極板に接続される電線の太径化を抑制して、電気ヒータの小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、通電により発熱する通電発熱部材（２３）と、通電発熱部材（２３）の放熱を促進させる熱交換部材（２２）と、通電発熱部材（２３）および熱交換部材（２２）に接触して通電発熱部材（２３）へ通電させる電極部材（２４ａ、２４ｂ）とを順次積層して構成され、通電発熱部材（２３）が、少なくとも３つ以上存在するように、通電発熱部材（２３）、熱交換部材（２２）、および電極部材（２４ａ、２４ｂ）が積層された電気ヒータであって、電極部材（２４ａ、２４ｂ）のうち２つの通電発熱部材（２３）へ同時に通電する共通電極部材（２４ａ）には、複数の電線（２７）が接続されている電気ヒータを第１の特徴とする。
【０００８】
これによれば、共通電極部材（２４ａ）に複数の電線（２７）が接続されているので、単数の電線（２７）を接続した場合に対して、一本当たりの電線（２７）に流れる電流を小さくすることができる。従って、共通電極部材（２４ａ）に接続される電線（２７）の発熱を抑制するために、この電線（２７）の線径を太径化する必要がない。
【０００９】
その結果、電線（２７）の取り回しスペースの縮小化や共通電極部材（２４ａ）と電線（２７）とを接続する接続コネクタの小型化が図れるので、電気ヒータ全体としての小型化を図ることができる。
【００１０】
また、上記第１の特徴の電気ヒータにおいて、共通電極部材（２４ａ）は、電線（２７）が接続される複数の端子部（２４ｃ）を有していてもよい。これによれば、共通電極部材（２４ａ）が端子部（２４ｃ）を有しているので複数の電線（２７）を容易に接続することができる。
【００１１】
また、上述の第１の特徴の電気ヒータにおいて、端子部（２４ｃ）は、共通電極部材（２４ａ）に一体に形成されていてもよい。これによれば、共通電極部材（２４ａ）に複数の端子部（２４ｃ）を形成しても、部品点数の増加を招かないので、電気ヒータの製造原価の増加を抑制できる。
【００１２】
さらに、端子部（２４ｃ）を共通電極部材（２４ａ）に一体に形成するためには、具体的に、共通電極部材（２４ａ）および端子部（２４ｃ）は、打ち抜き加工によって形成すればよい。また、端子部（２４ｃ）は、共通電極部材（２４ａ）の一部を折り曲げることによって形成すればよい。
【００１３】
また、上述の第１の特徴の電気ヒータにおいて、複数の端子部（２４ｃ）は、互いに略平行な方向に突き出すように配置されていてもよい。これによれば、それぞれの端子部（２４ｃ）の先端部同士が離れる方向に広がらないので、より一層、電気ヒータの小型化を図ることができる。
【００１４】
また、上述の第１の特徴の電気ヒータにおいて、複数の端子部（２４ｃ）は、共通電極部材（２４ａ）の長手方向と略垂直な方向に突き出すように配置されていてもよい。これによれば、複数の端子部（２４ｃ）に電線（２７）を接続する際に、共通電極部材（２４ａ）に干渉され難くなるので、容易に接続できる。
【００１５】
また、本発明では、上述の第１の特徴の電気ヒータ（２０）を備える車両用空調装置を第２の特徴とする。これによれば、上述の第１の特徴の電気ヒータ（２０）を車両用空調装置の補助ヒータとして用いることで、暖房開始時に即効性のある補助ヒータを備えた車両用空調装置を構成できる。
【００１６】
さらに、上述の第１の特徴の電気ヒータ（２０）の小型化効果によって、電気ヒータ（２０）を車両用空調装置に搭載する際の搭載性も向上する。
【００１７】
なお、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜４により、本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の電気ヒータ２０を車両用空調装置に適用したもので、図１は、この車両用空調装置の室内空調ユニット１の模式的な断面図である。
【００１９】
なお、この車両用空調装置は、エンジン起動時にエンジン冷却水温の上昇しにくい車両（例えば、ハイブリッド車両やディーゼルエンジン車両等）や寒冷地仕様の車両等に搭載されるもので、暖房開始時に車室内吹出空気を加熱する補助加熱器として本発明の電気ヒータ２０を用いている。
【００２０】
まず、室内空調ユニット１は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）内側等に配置されており、外郭部を構成する樹脂製のケース２を有している。このケース２の内部には、車室内へ向かって空気が流れる空気通路が形成され、空気流れ最上流部には内外気切替箱３が配置されている。
【００２１】
内外気切替箱３は、内気導入口４、外気導入口５および内外気切替ドア６を有して構成されている。内気導入口４は、ケース２内に内気（車室内空気）を導入させる導入口であり、外気導入口５は、外気（車室外空気）をケース２内に導入させる導入口である。内外気切替ドア６は、内外気切替箱５の内部に回転自在に配置されており、図示しないサーボモータによって駆動される内外気切替手段である。
【００２２】
具体的には、内外気切替ドア６の回転位置によって、内気導入口４より内気を導入する内気モード、外気導入口５より外気を導入する外気モード、および、内気と外気を同時に導入する内気／外気モードに切り替えることができる。なお、図１では内気モードの状態を示しており、内気は矢印Ａに示すようにケース２内に導入される。
【００２３】
内外気切替箱５の空気流れ下流側には、車室内に向かって空気を送風する電動式の送風機７が配置されている。送風機７は、周知の遠心多翼ファン７ａを電動モータ７ｂによって回転駆動させて空気を矢印Ｂ方向に送風するものである。送風機７の空気流れ下流側には、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である蒸発器８が配置されている。
【００２４】
蒸発器８は、冷凍サイクル（図示せず）を構成する要素の一つであり、周知の如く、蒸発器８に流入した低圧冷媒が蒸発する際に送風機７によって送風された送風空気から吸熱して送風空気を冷却するものである。蒸発器８の下流側には、蒸発器８通過後の空気（冷風）を加熱するヒータコア９が配置されている。
【００２５】
ヒータコア９は、エンジン冷却水を熱源として（エンジン冷却水回路は図示せず。）、蒸発器８通過後の空気（冷風）を再加熱する加熱用熱交換器である。また、ケース２内部のヒータコア９の側方には、蒸発器８通過後の空気（冷風）がヒータコア９をバイパスして通過するバイパス通路１０が形成されている。
【００２６】
また、本実施形態の車両用空調装置では、ヒータコア９の下流側に電気ヒータ２０が配置されている。この電気ヒータ２０は、車両用空調装置の暖房運転時に、ヒータコア９が蒸発器８通過後の空気を充分に加熱できない場合、図示しない制御装置から電力供給されることによって発熱し、ヒータコア９通過後の空気を加熱する補助加熱器である。電気ヒータ２０の詳細については後述する。
【００２７】
なお、制御装置による電気ヒータ２０の具体的な制御として、例えば、ヒータコア９を通過するエンジン冷却水温度を検出して、エンジン冷却水温度が所定温度以下になっているときは、ヒータコア９によって蒸発器８通過後の空気を充分に加熱できない状態になっていると判定して、電気ヒータ２０に電力供給するようにしてもよい。
【００２８】
蒸発器８とヒータコア９との間には、エアミックスドア１１が配置されている。このエアミックスドア１１は、ケース２内に回転自在に配置されており、図示しないサーボモータによって駆動されて、その回転位置（開度）が連続的に調整できるようになっている。
【００２９】
従って、エアミックスドア１１の開度によって、ヒータコア９および電気ヒータ２０を通過する空気量（矢印Ｃに示す温風量）とバイパス通路１０を通過する空気量（矢印Ｄに示す冷風量）との風量割合が調整される。この温風（矢印Ｃ）と冷風（矢印Ｄ）はヒータコア９、電気ヒータ２０およびバイパス通路１０の下流側で混合されて、車室内に吹き出されるので、上記の風量割合の調整によって車室内吹出空気温度が調整される。
【００３０】
ケース２の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラスに向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ開口部１２、乗員の顔部に向けて空調風を吹き出すためのフェイス開口部１３、および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット開口部１４の計３種類の開口部が設けられている。
【００３１】
これら開口部１２〜１４の上流部には、それぞれデフロスタドア１５、フェイスドア１６およびフットドア１７が回転自在に配置されており、これらのドア１５〜１７は、図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータ（図示せず）によって開閉操作される。なお、図１では、デフロスタドア１５とフットドア１７とを同時に開放するフット・デフロスタモードの状態を示している。
【００３２】
次に、図２〜４により、電気ヒータ２０の詳細について説明する。図２は、本実施形態の電気ヒータ２０の概略構成を示す全体斜視図であり、図３は、電気ヒータ２０の分解斜視図である。なお、図２における上下左右の矢印は搭載状態における方向を示す。また、本実施形態の電気ヒータ２０は後述するＰＴＣ素子２３ａを有して構成されており、いわゆるＰＴＣヒータである。
【００３３】
電気ヒータ２０は、通電により発熱する通電発熱部材２３と、通電発熱部材２３の放熱を促進させる熱交換部材である熱交換フィン２２と、通電発熱部材２３および熱交換フィン２２に接触して通電発熱部材２３へ通電させる電極部材である電極板２４ａ、２４ｂとを順次積層して放熱部２５を構成している。また、本実施形態では通電発熱部材２３が、４つ存在するように、通電発熱部材２３、熱交換部材２２および電極部材２４ａ、２４ｂを積層している。従って、基本的構成は図５の概略構成図と同じである。
【００３４】
なお、これらの積層した部材間が良好に接触するよう、図示しないバネ部を有するフレーム２１で積層方向（図２では上下方向）の両端から荷重をかけるとともに、積層方向と直交する方向（図２では左右方向）からハウジング２６ａ、２６ｂが嵌め込まれている。
【００３５】
また、 図３に示すように、通電発熱部材２３は、耐熱性を有する樹脂材料（例えば、ポリアミド系合成繊維やポリブタジエンテレフタレートなど）で成形した樹脂枠２３ｂの中に複数個のＰＴＣ素子２３ａを嵌め込んで構成したものである。
【００３６】
ＰＴＣ素子２３ａは、通電されると速やかに温度が上昇し、温度が所定温度（キュリー点）に達すると電気抵抗値が急増して電流を制限し、発熱を抑える自己温度制御機能を持つ正特性サーミスタである。
【００３７】
熱交換フィン２２は、アルミニウムの薄板を波形状に成形したコルゲートフィン２２ａと、このフィン２２ａを一定の形状に保つとともに、ＰＴＣ素子２３ａや電極板２４ａ、２４ｂとの接触面積を確保するためのアルミニウムプレート２２ｂとをろう付け接合して構成したものである。
【００３８】
電極板２４ａ、２４ｂは、通電性が良好な平板状金属（真鍮、銅など）を打ち抜き加工で形成したものである。なお、図３に示す電極板２４ａは、２つの通電発熱部材２３へ同時に通電する共通電極板であり、長手方向端部（図２、３では左端部）には、２本の電線２７を接続するための２つの端子部２４ｃが形成されている。
【００３９】
なお、本実施形態の電気ヒータ２０の基本的構成は図５と同様なので、放熱部２５の積層方向（図２では上下方向）最外側の電極板２４ｂが、１つの通電発熱部材２３へ通電させる単独電極板となり、その他の電極板２４ａが共通電極板となる。
【００４０】
共通電極板２４ａの端子部２４ｃは、共通電極板２４ａの長手方向端部（図２、３では左端部）をＵ字状に折り曲げることによって形成されている。すなわち、端子部２４ｃは共通電極板２４ａに一体に形成されている。また、各端子部２４ｃは、互いに略平行な方向に突き出すとともに、共通電極板２４ａの長手方向に対して略垂直な方向に突き出している。
【００４１】
ハウジング２６は、樹脂枠２３ｂと同様の樹脂材料で成形された樹脂ハウジングであり、一端側（図２では右端側）ハウジング２６ｂは熱交換コア部を保持するだけであるが、他端側（図２では左端側）のハウジング２６ａは、電極板２４ａ、２４ｂに設けられた各端子部２４ｃが貫通しており、ハウジンク２６ａの外側で各端子部２４ｃにそれぞれ電線２７が接続されるようになっている。
【００４２】
上述の構成において、電気ヒータ２０の作動を説明する。前述の如く、この電気ヒータ２０は、車両用空調装置が暖房運転を行う際に、ヒータコア９が蒸発器８通過後の空気を充分に加熱できない場合に、制御装置から電力供給されて発熱する。これにより、車室内吹出空気を加熱することができるので、本実施形態の車両用空調装置では即効暖房運転が可能となる。
【００４３】
さらに、本実施形態の電気ヒータ２０では、図４に示すように、単独電極板２４ｂに流れる電流に対して約２倍の電流が流れる共通電極板２４ａに複数本（具体的には２本）の電線２７が接続されているので、特許文献１、２に記載された電気ヒータ２０のように単数の電線２７を接続した場合に対して、一本当たりの電線２７に流れる電流を小さくすることができる。なお、図４は本実施形態の電気ヒータの電気回路図である。
【００４４】
従って、共通電極板２４ａに接続される電線２７の発熱を抑制するために、電線２７の線径を太径化する必要がない。その結果、電線２７の取り回しスペースの縮小化や共通電極板２４ａと電線２７の接続コネクタの小型化を図ることができるので、電気ヒータ２０全体としての小型化を図ることができる。
【００４５】
具体的に、この小型化効果の詳細を、図２と図８との対比により説明する。図８は、本発明が適用されていない従来の電気ヒータ２０の全体斜視図である。すなわち、共通電極板２４ａに１本の電線が接続された電気ヒータ２０の全体斜視図である。
【００４６】
図２に示すように、本実施形態の電気ヒータ２０は、共通電極板２４ａに接続される電線２７が従来の電気ヒータ２０に対して細くなっているので、電極板２４ａ、２４ｂと電線２７との接続部ケース２７ｃを小型化できるとともに、電線２７の端部に接続されるコネクタも小型化できる。これにより、電気ヒータ２０全体として小型化を図っている。
【００４７】
さらに、本実施形態の電気ヒータ２０では、複数の端子部２４ｃを共通電極板２４ａに一体に形成しているので、共通電極板２４ａに対して容易に複数の電線を接続できるとともに、複数の端子部２４ｃを形成するために部品点数を増加させる必要がないので、電気ヒータ２０の製造原価の増加を招くこともない。
【００４８】
さらに、各端子部２４ｃが互いに略平行な方向に突き出すように構成されているので、しているので、各端子部２４ｃの先端部が離れる方向に広がることを回避して、電気ヒータ２０の小型化を図ることができる。また、各端子部２４ｃが共通電極板２４ａの長手方向に対して略垂直な方向に突き出すように構成されているので、各端子部２４ｃに電線２７を接続する際に、共通電極板２４ａに干渉され難く、容易に接続できる。
【００４９】
さらに、本発明の電気ヒータ２０の小型化効果によって、電気ヒータ２０を車両用空調装置に搭載する際の搭載性も向上する。
【００５０】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
【００５１】
（１）上述の実施形態では、共通電極板２４ａに２つの端子部２４ｃを形成しているが、さらに、端子部２４ｃの数を複数化してもよい。また、単独電極板２４ｂの端子部をｎ個に複数化して、共通電極板２４ａの端子部２４ｃを２ｎ個に複数化してもよい。なお、このような端子部の複数化によって端子部に接続される接続コネクタも複数化されることになるので、電気ヒータ２０の小型化効果を損なわない範囲で端子部を複数化すればよい。
【００５２】
（２）上述の実施形態では、共通電極板２４ａの長手方向端部をＵ字形状に折り曲げることによって、放熱部２５の積層方向に並列に配置された端子部２４ｃを形成しているが、端子部２４ｃは他の方法で形成してもよい。例えば、図７に示すように、端子部２４ｃが共通電極板２４ａの長手方向に並列に配置されるように、あらかじめ共通電極板２４ａを形成しておいてもよい。
【００５３】
（３）上述の実施形態では、ヒータコア９の下流側に電気ヒータ２０を配置しているが、フット開口部１４下流側に配置されて乗員の足下へ空調風を導くフットダクト（図示せず）内に配置してもよい。また、本発明の電気ヒータ２０は、ヒータコア９の熱交換コア部の一部に組み込んだものであってもよい。
【００５４】
（４）本発明の電気ヒータ２０の適用は、車両用空調装置に限定されず、種々な用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】一実施形態の車両用空調装置の室内空調ユニットの断面図である。
【図２】一実施形態の電気ヒータの概略構成を示す全体斜視図である。
【図３】一実施形態の電気ヒータの放熱部の分解斜視図である。
【図４】一実施形態の電気ヒータの電気回路図である。
【図５】従来技術の電気ヒータの概略構成図である。
【図６】従来技術の電気ヒータの電気回路図である。
【図７】他の実施形態の電気ヒータの放熱部の分解斜視図である。
【図８】従来技術の電気ヒータの概略構成を示す全体斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
２０…電気ヒータ、２２…熱交換フィン、２３…通電発熱部材、
２４ａ…共通電極板、２４ｂ…単独電極板、２４ｃ…端子部、２７…電線。
【図１】
2007280902.tif 000003
【図２】
2007280902.tif 000004
【図３】
2007280902.tif 000005
【図４】
2007280902.tif 000006
【図５】
2007280902.tif 000007
【図６】
2007280902.tif 000008
【図７】
2007280902.tif 000009
【図８】
2007280902.tif 000010