(57)【要約】【課題】スペース事情が制約されている場合にも効果的な使用が達成されると共に自動組み立てが可能となるような電気ヒータモジュールを提供する。【解決手段】空気流加熱のための電気ヒータモジュールであって、少なくとも１つのＰＴＣ発熱体１０とこの発熱体１０と隣接する少なくとも１つの空気貫流可能な熱放出アッセンブリと枠体１とを備え、熱放出アッセンブリがＰＴＣ発熱体１０と接続されている熱伝導板１３を有し、枠体１がＰＴＣ発熱体１０と前記熱伝導板１３を一体的にモジュール化する。熱放出アッセンブリがリング体状に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流加熱のための電気ヒータモジュールであって、少なくとも１つのＰＴＣ発熱体（１０）とこの発熱体（１０）と隣接する少なくとも１つの空気貫流可能な熱放出アッセンブリと枠体（１）とを備え、前記熱放出アッセンブリが前記ＰＴＣ発熱体（１０）と接続されている熱伝導板（１３）を有し、前記枠体（１）が前記ＰＴＣ発熱体（１０）と前記熱伝導板（１３）を一体的にモジュール化するものにおいて、
前記熱放出アッセンブリがリング体状に形成されていることを特徴とする電気ヒータモジュール。
【請求項２】
前記熱伝導板（１３）が実質的に径方向に沿って延びるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項３】
前記少なくとも１つのＰＴＣ発熱体（１０）が上側接触面と下側接触面を有する平たい形状であり、前記接触面が実質的に径方向に延びた面に配置され、前記熱伝導板（１３）が熱伝達部材（２０）を備え、この熱伝達部材（２０）を用いて前記熱伝導板（１３）が電流を流す接点部材（１１，１２）を介して直接又は間接に前記ＰＴＣ発熱体（１０）の上側接触面又は下側接触面あるいはその両方の面に接当することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項４】
前記枠体（１）は実質的に径方向に延びている分割面（５）で分割可能であることを特徴とする請求項３に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項５】
前記枠体（１）の分割面（５）のところに、前記枠体（１）内において熱伝導板（１３）を前記ＰＴＣ発熱体（１０）又は前記接点部材（１１，１２）あるいはその両方に対して空気流軸方向に押し付けるばね部材（１４）が装着されていることを特徴とする請求項４に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項６】
前記ばね部材（１４）は軟弾性材料、特にゴム製であることを特徴とする請求項５に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項７】
前記ばね部材（１４）はＯリングパッキンとして形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項８】
前記Ｏリングパッキンは周方向に分布した切り欠き部（１５）を設けていることを特徴とする請求項７に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項９】
前記枠体（１）は少なくとも部分的には軟弾性材料からなり、前記分割面（５）のところに実質的にリング状の弾性区域を前記ＰＴＣ発熱体（１０）又は前記接点部材（１１，１２）あるいはその両方に対して空気流軸方向に押し付けるために備えていることを特徴とする請求項４に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項１０】
前記熱伝導板（１３）が実質的にＵ字形状体（１９）として形成されており、そのＵ字基部（２５）が前記熱伝達部材を作り出していることを特徴とする請求項３から９のいずれか１項に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項１１】
前記Ｕ字形状体のＵ字辺部（２５）に表面加工部、特に空気流を偏向したり渦流化したりするための溝状構造部（２６）が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項１２】
前記熱伝導板（１３）は１つ又は複数の蛇行状に折り曲げられた金属板（２６）から作られており、この熱放出アッセンブリの中央部側の折り曲げ部（２７）は、熱放出アッセンブリの外周部側の折り曲げ部（２８）に比べより小さな曲げ半径を有することを特徴とする請求項２から９のいずれか１項に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項１３】
前記熱放出アッセンブリの中央部側の折り曲げ部（２７）はそれぞれ重ね合わせて折り曲げられていることを特徴とする請求項１２に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項１４】
前記熱伝達部材として熱伝達リング板（２９）が前記熱伝導板（１３）に設けられていることを特徴とする請求項３又は１２又は１３に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項１５】
ファンケース（２）が前記枠体（１）に装着されているか又は前記枠体（１）に形成されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項１６】
前記ファンケース（２）に軸流ファン（２１）又は斜流ファン（８）が内蔵されていることを特徴とする請求項１５に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項１７】
前記空気貫流可能な熱放出アッセンブリが前記ファン（８，２１）の上流側でその流れの流入領域内に配置されていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項１８】
前記ファン（８，２１）の前記空気貫流可能な熱放出アッセンブリが下流側でその流れの流出領域内に配置されていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項１９】
前記枠体（１）と前記ファンケース（２）は、実質的に円柱状の共通な空気流路を作り出していることを特徴とする請求項１５から１８のいずれか１項に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項２０】
前記枠体（１）は前記空気流路内に延びている流れ案内用のリブ（７）を設けていることを特徴とする請求項１９に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項２１】
前記空気流路内で前記リブ（７）のところに、円錐状に形成されるとともに同軸配置された案内リングが流入又は流出する空気流の径方向偏向のために設けられていることを特徴とする請求項２０に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項２２】
多数のＰＴＣ発熱体（１０）が前記空気流路周辺にリング状に配置されていることを特徴とする請求項１９から２１のいずれか１項に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項２３】
少なくとも１つのＰＴＣ発熱体（１０）が前記空気流路の中心部に配置されていることを特徴とする請求項１９から２２のいずれか１項に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項２４】
前記枠体（１）内で前記ＰＴＣ発熱体（１０）に対する流れ方向上流側と下流側に、上側リング板（１１）と下側リング板（１２）が前記ＰＴＣ発熱体（１０）への給電用接点である接点部材として配置され、前記一方のリング板（１２）に前記熱伝導板（１３）の熱伝達部材（２０）が接当しており、前記他方のリング板（１１）に前記軟弾性材料からなるばね部材（１４）が接当していることを特徴とする請求項３から６及び請求項１９から２３のいずれか１項に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項２５】
前記リング板（１１，１２）が前記枠体（１）の孔を通じて外部に延びる接点突片（１８）を備えていることを特徴とする請求項２４に記載の電気ヒータモジュール。
【請求項２６】
前記熱伝導体は熱伝導リング体としてプレアッセンブリ化されることを特徴とする請求項２４又は２５に記載の電気ヒータモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気流加熱のための電気ヒータモジュールに関する。この電気ヒータモジュールは特に車両たとえば自動車または航空機内における空気流加温を目的としている。該モジュールは実質的に少なくとも１個のＰＴＣ発熱体と、該発熱体に隣接する、ＰＴＣ発熱体と接続する熱伝導板を備える少なくとも１つの熱放出アッセンブリとから成っている。ＰＴＣ発熱体は枠体によって熱伝導板と一体のモジュールにまとめられている。
【背景技術】
【０００２】
ＰＴＣ素子は温度に依存したオーム抵抗を有するセラミック製半導体抵抗体である。抵抗温度特性曲線の挙動は非線形であり、ＰＴＣ発熱体の抵抗は部材温度の上昇につれてまず軽度に低下し、その後、固有な温度（基準温度）に際して非常に急峻に上昇する。この全体として正のカーブの抵抗温度特性曲線（ＰＴＣ＝Postive Temperature Coefficient［正温度係数］）によりＰＴＣ発熱体は自己温度制御特性を有することになる。部材温度が基準温度よりも著しく低い場合にはＰＴＣ発熱体の抵抗値は低いため、相応して強い電流を通すことができる。したがって、ＰＴＣ発熱体の表面から良好な熱除去が行われれば、相応して多くの電力が取り込まれ、熱として放出される。ただし、ＰＴＣ発熱体の温度が基準温度以上に高まると、ＰＴＣ抵抗値は急速に高まって、電力消費は非常に低い値に制限される。この場合、部材温度はＰＴＣ発熱体の周囲環境の熱吸収に依存した上限値に接近する。したがって、通常の環境条件下にあってＰＴＣ発熱体の部材温度は、意図された熱誘導が故障によって完全に中断される場合でも、固有の最高温度を越えて上昇することはない。こうした特性ならびに、消費電力と放出される熱出力とが正確に対応するＰＴＣ発熱体の自己温度制御特性によって、ＰＴＣ発熱体は車両の暖房ないし空調装置用または車両内のその他の空気流加熱のための途にもともとうってつけである。というのも、この用途分野では安全上の理由から、故障時にも、発火の危険ある温度が発熱体に生じてはならず、他方それにもかかわらず、通常運転時に高い熱出力が求められるからである。
【０００３】
自動車の車内暖房用に、多数のＰＴＣ発熱体と、該発熱体に隣接した、熱伝導板を備えた熱放出アッセンブリとを一体のモジュールにまとめた枠体を有する電気ヒータモジュールを使用することはすでに知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
換気式自動車シートのシート加温への使用を目的とした、ケーシング内に組込まれたラジアルファンと冒頭に述べた類の電気ヒータモジュールとから成る完全な送風モジュールも知られている（例えば特許文献２参照）。自動車シートは安全上の理由から、ファンの故障時にあっても、シート表面の温度は人が耐えられる最大温度を越えてはならないために、ＰＴＣ発熱体による電気ヒータモジュールは  −  とりわけ、安全性が同一レベルであっても、安全上の理由から電力消費が大幅に制限されていなければならない電気抵抗線を備えた従来のシート加温に使用されるマットよりも遥かに高い熱出力を供することができることから  −  卓越した適性を有している。
【０００５】
従来公知の冒頭に述べた類の電気ヒータモジュールは、一般に、面状に隣接配置されて短辺側が空気流内に位置し、平らな表側と裏側とでそれぞれ接触板と電気的に接触している複数層のＰＴＣ発熱体から成っている。これに隣接する熱放出アッセンブリは蛇行状に曲折配置された金属薄板を有し、該薄板は同じく短辺側が空気流内に位置し、その長辺側にはＰＴＣ発熱体の接触板が定まった間隔で熱伝達用に載置されて熱的に接触している。ＰＴＣ発熱体から熱伝導板への良好な熱誘導を実現するため、伝熱性接着剤またはその他の接合技術を使用することができるが、ただし最も効果的な解決方法として、ＰＴＣ発熱体と熱伝導板とを両者を１つのモジュールにまとめる枠体内に配置し、該枠体の内部に、交互に配置された熱伝導板熱放出アッセンブリとＰＴＣ発熱体リブとを互いに圧接する少なくとも１つのばね部材を設ける方法が広まっている。
【０００６】
ただし上記の方法は列状構造の部材を有する長方形状の発熱体を結果することとなり、これは特に当該空気流誘導路用のスペースが自動車内におけるようにもっぱら非常に制限されている場合には、流れ技術的に見て空気流加温にとって最適ではない。そのかぎりで、特許文献２に開示された自動車シート用送風モジュールにとって、ラジアルファンを採用することは当然の結果であった。ただし、ラジアルファンは周知の如く、当該の高速の流出速度によって高い圧力を生ずることから、どちらかといえばこの目的には不適である。
【０００７】
さらに、公知の電気ヒータモジュールの製造は枠体内に弾性プレストレスされた多層構造の形成を必要とするために機械化はほとんど不可能であり、むしろ比較的多くの手作業を必要とする。
【０００８】
【特許文献１】欧州出願公開第０３５０５２８号明細書
【特許文献２】欧州出願公開第１４９７９１８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来の技術から出発して、本発明の目的は、冒頭に述べたタイプの電気ヒータモジュールを自動車の場合のようにスペース事情が制約されている場合にも効果的な使用が達成されると共に自動製作及び自動組み立てが可能となるように改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明では、空気流加熱のための、特に車両における、電気ヒータモジュールであって、少なくとも１つのＰＴＣ発熱体とこの発熱体と隣接する少なくとも１つの空気貫流可能な熱放出アッセンブリと枠体とを備え、前記熱放出アッセンブリが前記ＰＴＣ発熱体と接続（熱伝導可能または／および電気伝導可能に）されている熱伝導板を有し、前記枠体が前記ＰＴＣ発熱体と前記熱伝導板を一体的にモジュール化し、前記熱放出アッセンブリがリング体状（特に円形リング対状が好ましい）に形成されている。
【００１１】
したがって、本発明により、冒頭に述べた類の電気ヒータモジュールは熱放出アッセンブリがリング状に形成されることによって改良される。この場合、特に好ましいのは言うまでもなく円環形状であるが、ただし本発明はそれに制限されるものではない。むしろ、扁平化されたリング形状、楕円形または競技場形のリング形状ならびにｎ角形の形状も本発明に含まれる。好ましくは実質的に径方向に延ばして配置された熱伝導板を備える熱放出アッセンブリのこの種のリング状配置によって、本発明による電気ヒータモジュールを流動上から有利な円筒状空気流路内または当該管路内に装着することができ、これにより、たとえば従来の角形の、列状に配置された電気ヒータモジュールの隅部のような高温領域が形成されることのない、非常に均等な熱放出アッセンブリの貫流が保証される。ただし、とりわけ本発明による電気ヒータモジュール、したがってリング状に形成された熱放出アッセンブリを有する電気ヒータモジュールは、軸流ファンまたは斜流ファンとの効率的な組合せに適している。この場合、ファンは、過熱防止型の加熱ファンを形成するために、本発明による電気ヒータモジュールの前方または後方にごく容易に設置することができる。
【００１２】
熱伝導板を径方向に延ばして配置することにより、薄板（熱伝導体）は空気流によって軸方向に貫流されるだけでなく、空気流は  −  特に、空気流路が適切に形成されれば  −  さらに薄板に沿って径方向速度成分を得ることとなり、薄板は直線的に貫流されるだけでなく、面状に貫流されるという、従来の技術に比べて大きな利点が得られる。これは空気流への熱放出の効率を高めることになる。
【００１３】
長辺側がそれぞれ上側と下側の接点面を形成するフラットなＰＴＣ発熱体は好ましくは空気流に対して実質的に垂直に、したがって接点面が実質的に径方向面内にあるようにして配置される。他方、熱伝導板の長辺側は、空気流が容易に貫流し得るように、言うまでもなく空気流と平行に延びていなければならない。したがってこの場合、熱伝導板はＰＴＣ発熱体の接点面に対して実質的に直角に接当し、あるいは場合により間接的に、ＰＴＣ発熱体の接点面上に載置された接点部材に直角に接当する。これにより熱伝導板は、短辺側の方向に最も高い安定性を有することから、ＰＴＣ発熱体ないし接点部材への圧接圧力に非常によく耐えることができるという大きな利点が得られる。これによって本発明による電気ヒータモジュールの機械製造ないし全自動製造は遥かに容易に実現可能となる。同時に、熱放出アッセンブリは本発明によってリング状に形成されているため、通例とは異なるＰＴＣ発熱体の配置が妨げられることはない。したがって、ＰＴＣ発熱体は軸流ファンのモーターも着座するリング中央に配置されることができ、あるいは別法としてまたは付加的に、多数のＰＴＣ発熱体を熱放出アッセンブリの周囲外側に  −  しかも好ましくは空気流路の外側に  −  リング状に配置することもできる。そのかぎりで、ＰＴＣ発熱体の通例とは異なる配置は加温さるべき空気流の貫流面積を狭小化することはない。
【００１４】
さらに枠体が実質的に径方向に延びる分割面で二体分割可能であれば、枠体は機械製造の一環として、これまでのように空気流に対して垂直方向ではなく、空気流と平行な方向で互いに組み付けることができる。したがって、対をなす枠体の半体部にリング状薄板とＰＴＣ発熱体とを配し、次いで枠体の他方の半体部を載置して、熱放出アッセンブリに不当に高い力を加えることなく、枠体を密閉することができる。熱伝達部材を形成して直接または間接にＰＴＣ発熱体上に配設される熱伝導板領域のみが好ましくはばね部材によって軸方向に圧接される。ただし、薄板は既述したように軸方向において、径方向におけるよりも遥かに高い安定性を有しているため、熱伝達の向上のために圧接圧力を高めることができるだけでなく、特にこの場合、本発明による電気ヒータモジュールの全自動製造が可能になる。
【００１５】
熱伝導板をＰＴＣ発熱体および／または該発熱体上に載設された接点部材に軸方向圧接するために、枠体の分割面領域において、好ましくはばね部材が枠体に装着されている。このばね部材は軟弾性材料とくにエラストマー（天然ゴムや人工ゴムなど）から成っていてよく、製造技術的に最も簡易なケースにあっては、必要に応じて圧接圧力を低下させるため、周方向に分散して設けられた切り欠き部（窪み）を有する通例のＯリングパッキンから成っていてもよい。軟弾性材料から成るこの種のばね部材は、製造が非常に安価であるという利点を有しているだけではない。それはさらに熱絶縁も行うことから、この箇所で熱損失が生ずることはなく、ＰＴＣ発熱体から放出された熱エネルギーは空気流に効果的に伝達される。
【００１６】
上述した、枠体内に装着された軟弾性材料から成る独立したばね部材に代えて、枠体自体を少なくとも部分的に軟弾性材料で構成し、分割面領域に、熱伝導板をＰＴＣ発熱体および／または接点部材に軸方向圧接するための、たとえば内側に向かって引っ込んだリップの形の実質的にリング状の弾性区域を設けることもできる。これによって、本発明による電気ヒータモジュールの製造技術はさらに簡易化されることになる。
【００１７】
熱伝導板は好ましくはＵ字形状体によって形成され、該形材のＵ字基部はＰＴＣ発熱体の上側接点面および／または下側接点面および／または間接的に該発熱体上の接点部材に載置され、ＰＴＣ発熱体からの放出熱を薄板に伝達する熱伝達部材を形成する。熱伝導板のＵ字辺部には、この場合、表面構造物つまり、特に空気流を誘導し、また特に空気流に渦を発生させるための溝状構造部が設けられていてよい。この種の表面構造物で空気流に渦を発生させることにより、空気流の対流による熱伝達、したがって薄板から空気流への熱放出を有意に改善することができる。
【００１８】
Ｕ字形状体としての熱伝導板の形成に代えて、熱伝導板は蛇行状に折り曲げられた１枚の金属薄板から形成されていてもよく、この場合、全体としてリング形を形成するために、熱放出アッセンブリの中心部に向いた折り曲げ部はそれぞれ、外側を向いた折り曲げ部よりも小さな曲率半径を有している。好ましくは、熱放出アッセンブリの中心部に向いた折り曲げ部はそれぞれ、折り畳まれて密接されているのがよい。これにより、熱伝導リング体である熱放出アッセンブリを形成するためにＵ字形状体同士を互いに溶接することは不要となり、製造に際する有利な簡易化が達成される。
【００１９】
熱伝導板が蛇行状に折り曲げられた金属板から製造される場合には、複数枚の当該金属板をつなげて熱放出アッセンブリを形成することができるが、ただし単一枚の金属薄板で熱放出アッセンブリを形成することもできる。ＰＴＣ発熱体との間の熱伝達を改善するため、この場合にも、好ましくは熱伝達リング板として熱伝導板に載設されるリング状の熱伝達部材が設けられてよい。この熱伝達リング板も複数のセグメントから構成することができ、連続した一体的なものでなくてもよい。また、場合によりこうしたリング板を全面的に省き、蛇行状に折り曲げられた薄板の短辺側をそのままＰＴＣ発熱体の接触リング上に載設することも可能である。
【００２０】
上述したように、本発明によってリング状に形成された熱放出アッセンブリは、軸流ファンまたは斜流ファンを電気ヒータモジュールと組合せて加熱ファンを形成するのに極めて有利な可能性を供する。そのためには電気ヒータモジュールの枠体にファンケースが取り付けられ、しかもそれが好ましくは枠体と一体成形されて取付けられているのが有利である。こうした方式は、こうして形成される、たとえば車両シートに組込むことのできる加熱ファンを機械組立てしようとする場合に特に有利である。
【００２１】
ファンと本発明による電気ヒータモジュールとの組合せは、電気ヒータモジュールの熱放出アッセンブリをファンの上流、つまりファンに対する層状流入領域に配置することによって行うことができる。ただし、電気ヒータモジュールの熱放出アッセンブリをファンの下流、つまり流出領域に配置すれば、同所での空気流は渦流を形成し、熱伝導板から空気流への熱放出が渦流によってより効果的に行われるために、こうした配置が好ましい。加えて、径方向に配置された薄板中での渦流の発生によって、薄板は既述したように空気によって面状に貫流されることになる。
【００２２】
枠体と、枠体に取り付けられたまたは枠体と一体成形されたファンケースとは、有利には、共通の実質的に円筒状の空気流路を形成することができ、枠体には、空気流路に延び入って、空気流を誘導する任意のリブが設けられている。こうして形成された集成加熱ファンは流れ誘導の点で特に有利であり、同時に、ＰＴＣ発熱体から空気流への均等な熱放出が所与である。したがって、本発明のこうした好ましい発展形態において、ＰＴＣ発熱体の使用は特に効果的である。同時に加熱ファン全体は非常に小形でフラットな構造を有するために、特に換気式自動車シートへの使用は問題なく可能である。また、本発明によるこの種の加熱ファンからの空気の流出速度は相対的に低いため、自動車シートへの使用は可能であるのみならず、特に有利である。
【００２３】
前述した空気流誘導リブの一環として、同心配置された複数の案内リングが空気流路内に設けられていてよい。用途ケースに応じ、これらの案内リングを軸方向面から傾けて特に同心円錐形に配置するのが非常に有利であり、これによって、空気流は流出時に案内リングによって径方向外側に反らされ、あるいは案内リングが加熱ファンへの流入領域に配置されていれば、空気流は軸方向に転向されることになる。用途ケースに応じ当該空気流偏向の点で有利な空気流誘導効果に加えてさらに、同心円錐状に形成された誘導リングは空気流路内への異物の侵入の危険を減少させる。
【００２４】
枠体とファンケースとが共通の空気流路を形成する場合には、複数のＰＴＣ発熱体が空気流路を周回してリング状に、したがって空気流路の断面の外側に配置されていてよい。これによりＰＴＣ発熱体によって遮られる箇所が生じないため、空気流が妨げられることはない。別法としてまたは付加的に、実質的に円筒状の空気流路の中央にさらに別のＰＴＣ発熱体あるいはまた単一のＰＴＣ発熱体または複数のこの種の発熱体が配置されていてもよい。これによっても、その前方または後方に位置するファンはいずれにせよ中央に配置され、ほとんどの場合に中央に配置されたモーターも備えていることから、空気流に対する妨害効果はほとんど生じない。
【００２５】
ファンを組込んだ本発明による電気ヒータモジュールの機械製造を目的として、ＰＴＣ発熱体の流れ方向上流側（上側）と下流側（下側）には好ましくはそれぞれ１枚の、それぞれの給電用の接点部材としてのリング板が配置されており、一方のリング板上には熱伝導板の熱伝達部材が載置され、他方のリング板には軟弾性材料製のばね部材ないし枠体に設けられたリング状弾性区域が接当している。この場合、これらのリング板は枠体内に設けられた孔を経て外側に引き出される接点突片を有していてよい。さらに、薄板は一体的な熱放出アッセンブリとしてプレアッセンブリ化されていてよいことから、最終的に本発明による加熱ファンの組み立ては機械により全自動で行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して、本発明による電気ヒータモジュールの実施例を詳述し、説明する。
【００２７】
図１〜３には、組込みファンと組み合わされて加熱ファンとされた、本発明による電気ヒータモジュールの第一の実施例が表されている。枠体１はファンケース２と一体に結合されており、両者は実質的に円筒形状を有し、その内部に、流動上好適な、加温さるべき空気流用の円筒状空気流路を形成している。枠体１は二体式であり、径方向分割面５で互いに上下に着座してスナップフック６によって密接保持される上側部３ならびに下側部４から成っている。図示した装置の流出領域において枠体１は、空気流内に延び入って流れ案内用のリブ７を有している。ファンケース２は、ホルダ９によってファンケース２に固定された斜流ファン８を内蔵している。斜流ファン８は中央に配置された（ここでは不図示である）電動機を有するそれ自体公知の通例のファンである。ファン８を可視化するため、図２ではファンケース２は一部破断して表されている。
【００２８】
斜流ファン８の下流には、上記の分割面領域において  −  ただし、円筒状空気流路の外側に  −  該空気流路を周回してリング状に６個のＰＴＣ発熱体１０が、接点部材としての下側リング板１１に接着されて配置されている。さらに、ＰＴＣ発熱体１０上には、該発熱体の電気的ならびに熱的接触を実現するために、アルミニウム製の接点部材としての上側リング板１２が載設されている。この上側リング板１２はＰＴＣ発熱体１０から放出された熱を、個々の薄板が放射状に円筒状空気流路の中心に向かって突き出すことにより本発明によってリング状に形成された熱放出アッセンブリを形成する熱伝導リング体１３に伝達する。
【００２９】
下側リング板１１、ＰＴＣ発熱体１０、上側リング板１２から成る構造ユニットは枠体１の上側部３と下側部４との間に保持される。このため、枠体１の下側部４には収容溝１７が設けられている。ＰＴＣ発熱体１０の長辺側から上側リング板１２を経て熱伝導リング体１３に至る効果的な熱伝達の達成には高い圧接力が不可欠である。この圧接力は、この場合、通例のＯリングパッキンから切り欠き部（窪み）１５をフライス彫りすることによって製造された軟弾性を有するばね部材１４によって保証される。というのも、該ばね部材はスナップフック６と連携して、熱伝導リング体１３と上側リング板１２との間ならびに上側リング１２とＰＴＣ発熱体１０との間に圧接力を生み出すからである。
【００３０】
図２から明白に看取されるように、上記の圧接力は、従来の技術とは異なり、軸方向において熱放出アッセンブリの薄板に、したがって、空気流と平行に作用する。これによって薄板の短辺側が圧接力の作用を受けることから、これらはこの方向におけるより高い安定性のために相対的に大きな公差の圧接力に耐えることができ、その結果、図示した加熱ファンの機械組立ては問題なく可能である。機械製造の可能性はさらに、ばね部材１４用に枠体１の下側部４に封止座１６が設けられ、双方のリング板１１，１２はそれぞれ突片１８を担持し、該突片は枠体１が組み付けられた場合に該枠体から突き出て、ＰＴＣ発熱体１０の電気的接触に使用することができることによっても支援される。
【００３１】
斜流ファン８の使用と、斜流ファン８の下流側への熱伝導リング体１３したがって熱放出アッセンブリの配置ならびに枠体１の上側部３の適切な形状構成とによって、熱伝導リング体１３は軸方向のみならず、斜流成分によっても内側から外側へ貫流される。この空気流誘導はＵ字形状体１９から成る熱伝導リング体１３の個々の薄板の放射状配置によって支援される。ただし、薄板は連続したＵ字形状体１９で構成されているわけではなく、Ｕ字基部はむしろ径方向外側にのみ設けられており、該連結ブリッジは熱伝導リング体１３が同所で上側リング板１２に載置されてばね部材１４によってリング板１２に圧接される熱伝達部材２０を形成している。
【００３２】
図１〜３に示した実施例は、ＰＴＣ発熱体１０によって自己温度制御されて、確実かつ非常に速やかに反応する、たとえば換気式自動車シートの効果的加温を可能とする、特にコンパクトで、それにもかかわらず効率的な加熱ファンを表している。ＰＴＣ発熱体の断路によってこの加熱ファンは選択的に冷却用ファンとして使用することも可能である。リング状の熱放出アッセンブリとそれに前置された斜流ファン  −  これは軸流ファンでもよいことはいうまでもない  −  とを有した図示装置によって、同時に、消費電力の低いファン８で大量の空気を好適な低速の流出速度で導通することが保証される。
【００３３】
図２に関連して、ファンケース２は可脱式に枠体に取付けられていてもよい旨補足しておくこととする。また、少なくとも枠体１を軟弾性材料たとえば硬質ゴムで構成し、収容溝１７または枠体１から内側に向かって引っ込んだケーシングリップを適切に形成して、ばね力が枠体１ないし当該リップによって生み出されるようにすることにより、独立したばね部材１４を不要とすることも考えることができる。
【００３４】
熱放出アッセンブリしたがって熱伝導リング体１３をファンの上流、したがってファンに対する層状流入領域に配置することも可能であることはいうまでもない。これに該当する構造は図４に第二の実施例として分解図によって示されている。ここで使用されているケーシング１もまた上側部３と下側部４とから成っており、この場合、上側部３は同時に軸流ファン２１のファンケース２として機能する。本実施例において、枠体１の下側部４は係止ラッチ２２と対応する係止突起２３とによって上側部３に固定される。
【００３５】
図４に示した加熱ファンの第二の実施例は、電気ヒータモジュールの熱放出アッセンブリとファンとの“逆転”配置のほかに、さらに別の改変を示している。つまり、４個のＰＴＣ発熱体１０、該発熱体を担持する下側リング板１１、上側リング板１２および熱的、電気的絶縁を行う軟弾性ばね素子１４から成るリング状構造ユニットはこの場合、ほぼ円筒状の貫流領域の外側に配置されているのではなく、熱伝導リング体１３の薄板の熱伝達部材２０が径方向においてリング状貫流領域のほぼ中央に位置するようにして配置されている。このため、枠体１の下側部４に設けられた収容溝１７は軸流ファン２１によって吸込まれる空気の流入領域のほぼ中央に配置されている。発熱体集成装置のこうした配置の利点は、ＰＴＣ発熱体１０から放出された熱が非常に速やかにかつ均等に熱伝導リング体１３の薄板面の全体に分布する点にある。さらに、こうしてＰＴＣ発熱体１０を擁したリング状集成装置の周囲を空気流が直接流れるために、空気流中への付加的な熱放出が生ずる。これはＰＴＣ発熱体の抵抗温度特性からして非常に有利であり、相対的に高効率の電気ヒータモジュールが実現される。
【００３６】
下側リング板１１と上側リング板１２とはそれぞれ、円筒状空気流路の中心に向かって延びて、共に（不図示の）ファンモーターと接触させられる接点突片１８を有している。
【００３７】
図示した実施例のその他の改変も適切な方法で可能である。たとえば、ファンモーターによっていずれにせよ塞がれる円筒状空気流路の中央領域は１個の円形ＰＴＣ発熱体または星形またはその他のなんらかの形で配置された複数のＰＴＣ発熱体の配置に利用することができる。これはまた、図１〜３に示した類の外側ＰＴＣ発熱体リングにプラスして組合わせることも可能である。同じく、ファンの上流と下流のいずれにも本発明による電気ヒータモジュールを配置するか、あるいは逆に、熱伝導リング体の上流と下流にそれぞれ１基のファンを配することも可能である。本発明による電気ヒータモジュールはラジアルファンと組合わせることもできることは言うまでもない。
【００３８】
最後に図５〜１０は、製造技術の点でも、熱伝達部材２０のそれぞれの径方向位置の点でも互いに相違する、さまざまな実施例の熱伝導リング体１３を示している。
【００３９】
図５ａと５ｂには、実質的に径方向に延びる個々のＵ字形状体１９から合成された熱伝導リング体１３が表されている。このため、Ｕ字形状体１９は径方向内側においてレーザー溶接点２４で機械的ならびに熱的に結合されている。Ｕ字形状体１９のＵ字基部２５は径方向外側区域にのみ設けられており、ＰＴＣ発熱体１０ないし下側リング板または、それぞれの実施形態に応じ、上側リング板１１，１２との熱的接触を行うための熱伝達部材２０を形成している。
【００４０】
図６ａと６ｂには、Ｕ字形状体１９による非常に類似した構造の熱伝導リング体１３が表されている。Ｕ字形状体１９のＵ字基部２５は、この場合にも、熱伝達部材２０を形成しているが、ただしこれらの熱伝達部材は上側に設けられており、ファンの上流での使用向けである。同時にＵ字形状体１９はビード２６を備えており、これにより一方で軸方向の安定性が高められ（これによってＰＴＣ発熱体１０ないし当該リング板１１，１２に対する高い圧接力が達成可能となり）、他方で、熱伝導リング体１３を貫流する空気はさらに渦流化され、これによって薄板１９から空気流へのより良好な熱伝達が実現される。
【００４１】
図７ａ，７ｂと７ｃに示した熱伝導リング体１３は個々に製造された多数の薄板ないし形材から構成されているのではなく、折り畳まれた成形板から成っている。したがって、この場合も径方向外側にある熱伝達部材２０は、もはや個々のＵ字基部２５によって形成されているのではなく、周方向に連続的に形成されており、これによって、熱伝導リング体１３への熱放出が向上するため、ＰＴＣ発熱体１０の熱出力の向上が可能となる。図７ｂから、さらに、熱伝導リング体１３は径方向において軸方向に段差を実現して形成されていることが非常によく看取される。
【００４２】
図８ａと８ｂに示した熱伝導リング体１３は、再び、溶接点２４によって互いに機械的、熱的に結合された個々のＵ字形状体から成っている。図５ａと５ｂに示した熱伝導リング体１３とは異なり、この場合、Ｕ字形状体１９のＵ字基部２５は径方向内側に配置されて、径方向外側へは連続していずに、 ＰＴＣ発熱体との直接または間接接触のための熱伝達部材２０を形成している。したがって、この熱伝導リング体１３は、ＰＴＣ発熱体１０が内側中央部に配置されている電気ヒータモジュールでの使用に適している。
【００４３】
図９ａと９ｂには図４に示した熱伝導リング体１３が表されている。この熱伝導リング体もまた、溶接点２４を介して互いに機械的、熱的に結合された多数のＵ字形状体１９から成っており、Ｕ字基部２５もまたＵ字形状体１９の全長にわたって延びているのではなく、熱伝達部材２０の形成に必要なかぎりでのみ径方向に延びているにすぎない。熱伝達部材２０は各々のＵ字形状体１９につきおおよそ中央に配置されていることから、各々のＵ字形状体１９における伝熱路は有利には短く保たれている。Ｕ字基部２５の領域には、またも、それぞれのＵ字形状体１９にそれぞれ４本のビードが設けられているため、Ｕ字形状体１９と、したがって総じて熱伝導リング体１３は高い安定性を有している。
【００４４】
最後に図１０ａと１０ｂは、本発明による電気ヒータモジュールの熱伝導リング体１３の別途変形実施例を示している。熱伝導板は蛇行状に折り曲げられた１枚の金属薄板２６によって形成されており、この場合、熱放出アッセンブリの中心部に向いた折り曲げ部２７はそれぞれ、外側を向いた折り曲げ部２８よりも小さな曲率半径を有している。これによって熱伝導リング体１３は全体としてリング状に形成されている。ＰＴＣ発熱体ないしリング板１１，１２との間の熱伝達を最適化するため、径方向外側には熱伝達リング板２９が熱伝導リング体１３に載設されている。
【００４５】
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明によるファン付き電気ヒータモジュールの第一の実施例の斜視図
【図２】図１に示した実施例の分解図
【図３】図１に示した実施例の下方からの斜視図
【図４】本発明によるファン付き電気ヒータモジュールの第二の実施形態の分解図
【図５ａ】第一の実施例による熱伝導リング体の斜視図と平面図
【図５ｂ】第一の実施例による熱伝導リング体の斜視図と平面図
【図６ａ】第二の実施例による熱伝導リング体の斜視図と平面図
【図６ｂ】第二の実施例による熱伝導リング体の斜視図と平面図
【図７ａ】熱伝導リング体の第三の実施例の上方からの斜視図、下方からの斜視図および平面図
【図７ｂ】熱伝導リング体の第三の実施例の上方からの斜視図、下方からの斜視図および平面図
【図７ｃ】熱伝導リング体の第三の実施例の上方からの斜視図、下方からの斜視図および平面図
【図８ａ】熱伝導リング体の第四の実施例の斜視図と平面図
【図８ｂ】熱伝導リング体の第四の実施例の斜視図と平面図
【図９ａ】熱伝導リング体の第五の実施例の斜視図と平面図
【図９ｂ】熱伝導リング体の第五の実施例の斜視図と平面図
【図１０ａ】熱伝導リング体の第六の実施例の斜視図と平面図
【図１０ｂ】熱伝導リング体の第六の実施例の斜視図と平面図
【符号の説明】
【００４７】
１    枠体
２    ファンケース
５    分割面
１０  ＰＴＣ発熱体
１１  下側リング板（接点部材）
１２  上側リング板（接点部材）
１３  熱伝導板（熱放出アッセンブリ）
２０  熱伝達部材
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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