(57)【要約】【課題】発熱素子、電極板、放熱フィンを密着させて熱伝導量や電流量の低下を防止する。【解決手段】３列以上の発熱素子２、発熱素子２に電気的に接触する電極板３、放熱フィン４を重ねたユニットを複数段積層した積層発熱体５と、積層発熱体５の上下端部に装着される上下フレーム６、７と、積層発熱体５の両側端部で上下フレーム６、７及び積層発熱体５を把持する一対の押圧スプリング８、９とを備えた電気式ヒータであって、上フレーム６、下フレーム７には配列位置の発熱素子２に対応する位置以外の部位に積層方向外側に突出た膨出部６ａ、７ａを形成すると共に、上フレーム６、下フレーム７を積層発熱体５の上下端部における配列位置の発熱素子２に対応する位置に当接させ、一対の押圧スプリング８、９により上フレーム６、下フレーム７の膨出部６ａ、７ａの中央を積層方向外側から押圧し、発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を積層方向に密着させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３列以上に配列位置された発熱素子と、前記発熱素子に電気的に接触し外部から電力を供給するための電極板と、前記発熱素子によって発生した熱を放熱する放熱フィンを重ねたユニットを複数段積層した積層発熱体と、
前記積層発熱体の積層方向の上端部、下端部に装着される上フレーム、下フレームと、
前記積層発熱体の両側端部で外側から前記上フレーム、下フレーム及び前記積層発熱体を把持して前記発熱素子、前記電極板及び前記放熱フィンを積層方向に押圧する一対の押圧スプリングとを備えた電気式ヒータであって、
前記上フレーム、下フレームには前記積層発熱体の前記配列位置の発熱素子に対応する位置以外の部位に積層方向外側に突出た膨出部が形成されると共に、前記積層発熱体の前記配列位置の発熱素子に対応する位置に前記上フレーム、下フレームが当接され、前記一対の押圧スプリングにより前記上フレーム、下フレームの膨出部を積層方向外側から押圧把持されていることを特徴とする電気式ヒータ。
【請求項２】
前記上フレーム、下フレームにおける前記膨出部と前記配列位置の発熱素子に対応する位置に当接する前記上フレーム、下フレームとの境界部は、前記配列位置の発熱素子のほぼ中央部に位置することを特徴とする請求項１記載の電気式ヒータ。
【請求項３】
前記発熱素子の配列位置の数は３列又４列であることを特徴とする請求項１又２記載の電気式ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＰＴＣ等の発熱素子を用いた電気式ヒータに関するもので、自動車の室内の即暖房装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来の発熱素子を用いた電気式ヒータの構造は、図５に示す如く、絶縁性樹脂保持具１に発熱素子２を装着し、発熱素子２の表面に電力を供給する電極板３を重ね、電極板３及び発熱素子２に放熱フィン４を重ね、これら保持具１、発熱素子２、電極板３、放熱フィン４を１ユニットとして複数段積層して積層発熱体５を構成している。なお、電極板３はプラス（＋）とグランド（Ｇ）で交互に積層されている。
【０００３】
積層発熱体５の積層方向の上下端部には断面凹部形状の上フレーム６及び下フレーム７が取り付けられ、積層発熱体５の両側端部から一対の押圧スプリング８、９を上、下フレーム６、７の凹部に通し、積層発熱体５の各ユニットが正面方向にズレないように積層発熱体５を把持している構造である。さらに一対のスプリング８、９の両側からはカバー１０、１１が装着される。
【０００４】
図５に示した積層発熱体５においては、発熱素子２は３列（図の水平方向の配列）配置で４段（図示の上下方向の積段）積層され、さらに最上段にフィン４（フィン４は５段積）が配置されている。この３列配置、４段積層の発熱素子２は、電極板３及びフィン４と電気的伝導及び熱的伝導を確実に行うため確実に接触させる必要があるため、発熱素子２の配列位置に押圧点が作用するように一対のスプリング８、９が装着されている。従って一対のスプリング８、９は積層発熱体５を把持すると共に、発熱素子２と電極板３とフィン４とを接触させる押圧作用も行っている。
【０００５】
しかしながら、従来の上述した電気式ヒータは、一対にスプリング８、９で積層発熱体５の両外側（１列目と３列目）に配列された発熱素子２と電極板３とフィン４とを接触押圧させる構造であるため、積層発熱体５の両端部での発熱素子２と電極板３とフィン４との押圧力は保たれるが、積層構造体５の中央部（２列目）では押圧力が低下し、すべての配列位置の発熱素子２と電極板３とフィン４との電気的、熱的接触を保つことができない。従って、従来構造のものでは発熱素子２の配列位置の数は２列配置が限度であり、高出力を得るために発熱素子の配列位置の数を増やすことが困難であった。
また、下記特許文献１にも電気式ヒータが記載されているが、やはり上記した同様の問題点がある。
【特許文献１】特開２００５−１０８８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、上フレーム、下フレームにおいて、前記列配置された発熱素子に対応する位置以外の部位に積層方向外側に突出た膨出部を形成し、他の部位に前記列配置された発熱素子に対応する位置に当接され、前記一対の押圧スプリングにより前記上フレーム、下フレームの膨出部を積層方向外側から押圧把持させることにより、配列位置の発熱素子、電極板及び放熱フィンを積層方向に押圧し発熱素子、電極板及び放熱フィンを密着させることができ、発熱素子、電極板及び放熱フィン間の熱伝導量や電流量の低下を防止できる電気式ヒータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明では、３列以上に配列位置された発熱素子と、前記発熱素子に電気的に接触し外部から電力を供給するための電極板と、前記発熱素子によって発生した熱を放熱する放熱フィンを重ねたユニットを複数段積層した積層発熱体と、前記積層発熱体の積層方向の上端部、下端部に装着される上フレーム、下フレームと、前記積層発熱体の両側端部で外側から前記上フレーム、下フレーム及び前記積層発熱体を把持して前記発熱素子、前記電極板及び前記放熱フィンを積層方向に押圧する一対の押圧スプリングとを備えた電気式ヒータであって、
前記上フレーム、下フレームには前記積層発熱体の前記配列位置の発熱素子に対応する位置以外の部位に積層方向外側に突出た膨出部を形成すると共に、前記積層発熱体の前記配列位置の発熱素子に対応する位置に前記上フレーム、下フレームを当接させ、前記一対の押圧スプリングにより前記上フレーム、下フレームの膨出部を積層方向外側から押圧把持することを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、前記一対の押圧スプリングにより前記上フレーム、下フレームの空間部を積層方向外側からの押圧によって前記上フレーム、下フレームの空間部でない他の部位が前記配列位置の発熱素子、電極板及び放熱フィンを積層方向に押圧し発熱素子、電極板及び放熱フィンを密着させることができる。従って、発熱素子、電極板及び放熱フィン間の熱伝導量や電流量の低下を防止できる。
【０００９】
請求項２に係る発明では、前記上フレーム、下フレームにおける前記膨出部と前記配列位置の発熱素子に対応する位置に当接する前記上フレーム、下フレームとの境界部を、前記配列位置の発熱素子のほぼ中央部に位置させることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、前記一対の押圧スプリングによる押圧力が作用する前記境界部を前記配列位置の発熱素子のほぼ中央部に位置させているから、当該押圧力を最も効率的に前記発熱素子の配列位置に作用させることができ、確実に前記発熱素子、電極板及び放熱フィンを密着させることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明では、前記発熱素子の配列位置の数は３列又４列であることを特徴とする。  
【００１２】
上記構成によれば、前記発熱素子の配列位置の数が３列又４列であれば前記膨出部の列数は２つとなり、一対の押圧スプリング即ち２つのスプリングにより確実に前記膨出部を押圧把持できるから、前記発熱素子、前記電極板及び前記放熱フィンを積層方向に確実に密着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について説明する。まず、図１、図２により電気式ヒータの全体構成を説明する。なお、図１においては本発明の特徴構造については省略し、後述する図３、４で本発明の特徴構造を詳述する。図１は本発明電気式ヒータの全体構成断面図、図２は図１のＸ部の拡大断面図である。
【００１４】
絶縁性樹脂で作製された保持具１にＰＴＣ等の発熱素子２が装着され、発熱素子２の表面に電力を供給する電極板３が重ねられ、電極板３及び発熱素子２にフィンプレート４ａがロウ付けされた放熱フィン４を重ね、これら保持具１、発熱素子２、電極板３、放熱フィン４を１ユニットとして複数段積層して積層発熱体５を構成している。なお、電極板３はプラス（＋）とグランド（Ｇ）で交互に積層されている。
【００１５】
積層発熱体５の積層方向の上下端部には断面凹部形状の上フレーム６及び下フレーム７が取り付けられ、積層発熱体５の両側端部から一対の押圧スプリング８、９を上、下フレーム６、７の凹部に通し、積層発熱体５の各ユニットが正面方向にズレないように積層発熱体５を把持している構造である。この場合、一対のスプリング８、９は積層発熱体５において、４列の配列位置の発熱素子２における両外側（１列目と４列目）の配列位置の発熱素子２を積層方向に押圧している。さらに一対のスプリング８、９の両側からはカバー１０、１１が装着される。
【００１６】
積層発熱体５においては、発熱素子２は４列（図の水平方向の配列）配置で４段（図示の上下方向の積段）積層され、さらに最上段にフィン４（フィン４は５段積）が配置されている。発熱素子２は本例では４列×４段で１６個の発熱素子２を備えている。本例では発熱素子２は保持具１にすべて装着されているが、電気式ヒータの必要とする発熱量に応じ発熱素子を減らし、その保持具１の空間部に発熱素子と同寸法（幅、高さ、奥行）の絶縁性のダミーを装着して発熱量を調節してもよい。また、ダミーの位置も必要に応じてその配置を設定すればよい。
【００１７】
以下本発明の特徴構造の実施形態を図３、４により説明する。 図３において、本発明の第１実施形態の具体的構成を説明する。図において上記カバー１０、１１は省略している。図３において、積層発熱体５の上、下端部の放熱フィン４は水平で平行状態を呈しており、発熱素子２は４列の配列で４段の積層である。
【００１８】
上フレーム６及び下フレーム７の放熱フィン４と当接する側（内側）には、積層方向外側に突出た膨出部６ａ、７ａがそれぞれ２箇所設けてある。この膨出部６ａ、７ａの形成位置は積層発熱体５の発熱素子２の配列位置以外に対応しており、膨出部６ａ、７ａの中央位置は発熱素子２の配列位置以外の部分の中央位置に一致している。
【００１９】
また、上フレーム６及び下フレーム７は積層発熱体５の発熱素子２の配列位置の部分に当接しており、この上フレーム６及び下フレーム７が積層発熱体５に当接している部分と膨出部６ａ、７ａとの境界部６ｂ、７ｂは各配列位置に発熱素子２に中央部に位置しているように設定されている。
【００２０】
また、1つの膨出部６ａ、７ａはその両端の境界部６ｂ、７ｂ（それぞれ２箇所）で２箇所の発熱素子２の配列位置に跨っており、従って、配列方向の２つの膨出部６ａ、７ａで４箇所の発熱素子２の配列位置に対応している。
【００２１】
そして上記した膨出部６ａ、７ａが設けられた上フレーム６及び下フレーム７が積層発熱体５の上端部及び下端部に装着され、図示するように積層発熱体５の両側端部で上フレーム６及び下フレーム７の外側から一対のスプリング８、９が膨出部６ａ、７ａの中央外側に装着される。
【００２２】
一対のスプリング８、９の装着により、矢印Ａで示す押圧力が膨出部６ａ、７ａの中央に作用し、このスプリング押圧力Ａが分散し境界部６ｂ、７ｂにおいて矢印Ｂで示す分散押圧力となり、この分散押圧力Ｂがすべての配列位置（１〜４列目）の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を積層方向に押し圧する。そのため発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４間が密着し熱伝導量や電気量の低下を防止できる。
【００２３】
また、上フレーム６及び下フレーム７に設けた境界部６ｂ、７ｂは各配列位置の発熱素子２の中央部に位置させているから、分散押圧力Ｂが最も効率的に発熱素子２の配列位置に作用させることができ、より確実に発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を密着させることができる。
【００２４】
図４は本発明の第２実施形態を示す。図において上記カバー１０、１１は省略している。図４において、積層発熱体５の上、下端部の放熱フィン４は水平で平行状態を呈しており、発熱素子２は３列の配列で４段の積層である。
【００２５】
図４に示す第２実施形態においても図３の第２実施形態と同様に上フレーム６及び下フレーム７の放熱フィン４と当接する側（内側）には、積層方向外側に突出た膨出部６ａ、７ａがそれぞれ２箇所設けてある。この空間部６ａ、７ａの形成位置は積層発熱体５の発熱素子２の配列位置以外に対応しており、膨出部６ａ、７ａの中央位置は発熱素子２の配列位置以外の部分の中央位置に一致している。
【００２６】
また、上フレーム６及び下フレーム７は積層発熱体５の発熱素子２の配列位置の部分に当接しており、この上フレーム６及び下フレーム７が積層発熱体５に当接している部分と膨出部６ａ、７ａとの境界部６ｂ、７ｂは各配列位置に発熱素子２のほぼ中央部に位置しているように設定されている。なお、発熱素子２のほぼ中央部とは、発熱素子２の中央に対応する位置から両外側方向に発熱素子２の長さの５０％の範囲内に対応する積層発熱体５の部分に当接していればよい。
【００２７】
また、1つの膨出部６ａ、７ａはその両端の境界部６ｂ、７ｂ（それぞれ２箇所）で２箇所の発熱素子２の配列位置に跨っているが、本例では配列位置が３列であるため２つの膨出部６ａ、７ａのそれぞれ内側の境界部６ｂ、７ｂが共通となるなめ、境界部６ｂ、７ｂの数は上、下それぞれ３箇所となる。従って、配列方向の２つの膨出部６ａ、７ａで３箇所の発熱素子２の配列位置（１〜３列目）に対応している。
【００２８】
そして上記した膨出部６ａ、７ａが設けられた上フレーム６及び下フレーム７が積層発熱体５の上端部及び下端部に装着され、図示するように積層発熱体５の両側端部で上フレーム６及び下フレーム７の外側から一対のスプリング８、９が膨出部６ａ、７ａの中央外側に装着される。
【００２９】
一対のスプリング８、９の装着により、矢印Ａで示す押圧力が膨出部６ａ、７ａの中央に作用し、このスプリング押圧力Ａが分散し境界部６ｂ、７ｂにおいて矢印Ｂで示す分散押圧力となり、この分散押圧力Ｂがすべての配列位置（１〜４列目）の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を積層方向に押し圧する。そのため発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４間が密着し熱伝導量や電気量の低下を防止できる。
【００３０】
なお、図４の第２実施形態に示す３列の配列位置構造の場合では、一対のスプリング８、９による押圧力で３列（箇所）配置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を押圧するだけでよく、４列配置構造に比べて中央部（２列目）の配列位置に作用する押圧力が他の位置より大きくなる。従って、従来構造において、積層発熱体５の中央部領域での押圧力が低下する問題を確実に解決できる。
【００３１】
上述の結果から、本発明は発熱素子２が３列あるいは４列に配列される構造の電気式ヒータにおいて、最も効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明になる電気式ヒータの全体構成断面図である。
【図２】図１のＸ部の拡大断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の説明に供する一部省構成断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の説明に供する一部省略構成断面図である。
【図５】従来の電気式ヒータの説明に供する断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  保持具
２  発熱素子
３  電極板
４  放熱フィン
５  積層発熱体
６  上フレーム
６ａ  上フレーム６の膨出部
６ｂ  上フレーム６の境界部
７  下フレーム
７ａ  上フレーム７の膨出部
７ｂ  上フレーム７の境界部
8、 9  一対のスプリング
【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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