(57)【要約】      （修正有）【課題】積層発熱ユニットを交換ユニットに設けた熱伝導面に対面させる方式で組み込み、良好な熱伝導効率を得ると共に、発熱片の交換や修理が簡単であり、且つ必要に応じて複数組を選択的に組み込み、異なる仕事率の必要性に対応できる、自動車用流体加熱器の提供。【解決手段】相互に対面して組み込まれる積層発熱ユニットと交換ユニットを含んで成り、そのうち、前記積層発熱ユニットは発熱片に電極片が結合されて電気が導通され、外側が絶縁板により隔てられると共に、一面が前記交換ユニットの熱伝導面に結合され、背面が背面閉じ板により密閉され、交換ユニットは、交換床の外表に熱伝導面が設けられ、内部に水液が流れる流路が形成されると共に、前後が蓋体により密閉され、蓋体に水液が出入りする管口が設置される。【選択図】図３
0003129420.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
自動車のウインドシールドガラスに応用され、熱水で雪や霜を溶かすための流体加熱器であって、積層発熱ユニットと交換ユニットを含んで成り、そのうち、前記積層発熱ユニットは発熱片に電極片が結合されて電気が導通され、外側が絶縁板により隔てられると共に、一面が前記交換ユニットの熱伝導面に結合され、背面が背面閉じ板により密閉され、前記交換ユニットは、交換床の外表に前記熱伝導面が設けられ、内部に水液が流れる流路が形成されると共に、前後が蓋体により密閉され、前記蓋体に水液が出入りする管口が設置されることを特徴とする、自動車用流体加熱器。     
【請求項２】
前記交換床の外囲に複数の相隣し、相互に対を成す前記熱伝導面が設けられ、２組以上の前記発熱ユニットを結合させることができる、請求項１に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項３】
前記発熱ユニットと前記交換床の結合界面間に、前記発熱片から外側に向かって順序に従い正極電極片及び絶縁板が結合され、前記発熱片の負極が直接前記交換床に接触して構成され、前記交換床が外部に導通され接地される、請求項１に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項４】
前記発熱ユニットと前記交換床の熱伝導面との間に導電性の緩衝層を設けた、請求項３に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項５】
前記発熱ユニットの発熱片の相対する両面に順序に従い正・負電極板及び絶縁板が結合された、請求項１に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項６】
前記発熱ユニットと前記交換床の熱伝導面との間に緩衝層を設けた、請求項５に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項７】
前記交換床に設けた前記熱伝導面内部の流路に水液が流れる経路を形成する仕切り板を設け、前記仕切り板が熱伝導性を有する、請求項１に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項８】
前記発熱ユニットと前記背面閉じ板の間に緩衝装置を介入させた、請求項１に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項９】
前記緩衝装置が撓性を備えたシリコン等の樹脂体である、請求項８に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項１０】
前記緩衝装置が金属の弾性片である、請求項８に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項１１】
前記発熱片が正温度係数セラミック抵抗器である、請求項１に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項１２】
前記発熱片が電熱作用を有する電熱ワイヤである、請求項１に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項１３】
前記背面閉じ板が押さえ固定板により前記交換床に圧接される、請求項１に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項１４】
前記背面閉じ板が接着剤で前記交換床に結合される、請求項１に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項１５】
積層状の前記発熱ユニット各部材間が接着剤で結合される、請求項１に記載の自動車用流体加熱器。
【請求項１６】
前記絶縁板が酸化アルミ板を最良とする、請求項１に記載の自動車用流体加熱器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は自動車用流体加熱器に関し、詳細には、車体のウインドシールドガラスに用いる熱水で雪や霜を溶かすための流体加熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
寒冷地帯での降雪気候においては、車両を一定時間外に置いておくと、そのウインドシールドガラスが雪で覆われて視界が失われるため、外力で積雪を除去する必要があるが、この除去方法は従来器具で取り除くか、またはガラス面を傷つけることを回避するためには熱水で溶かして除去するという方法がとられる。このため、寒冷地帯の自動車はウインドシールドガラスの雪や霜を溶かして除去するための水液加熱設計を備えている必要があり、この加熱装置は一般にワイパーの水出口の一端に設置される。
【０００３】
従来の設計については、まず図１に示すように、加熱器１０が主に水液タンク１１を備え、前後に入口１１１及び出口１１２がそれぞれ設けられ、このタンク１１内部の軸方向に水接触型発熱部材１２が設置され、水液が入口１１１から進入した後、発熱部材１２表面で熱交換作用が形成され、作られた熱水が出口１１２から出る仕組みであり、この水接触型発熱部材１２は密封と耐腐蝕等の物理的保護が必要である。別の設計では図２に示すように、内部設置式発熱部材１４を交換部材１３の的ゲート内部に設置し、交換部材１３のゲート１３２に相隣する外側に管路１３１が設けられ、ここで流体が熱交換を行うことができ、内部設置式発熱部材１４は電極板１４１外囲が絶縁を経てゲート１３２内部に組み込まれ、且つ、外力の作用を受けて内部設置式発熱部材１４が内部に挟み込まれ、固定される。発熱部材１４は冷熱操作されるものであるため壊れやすく、この設計では故障後の修理が困難であり、且つ、設置操作過程での要求が多く複雑であり、この発熱部材の修理は電極板を含めた全体を破壊する必要があり、加熱器単体を全部交換する状況が多く見られ、浪費と環境に対する負担を招く。
【０００４】
また、上述のいくつかの設計では、必要とされる仕事率に応じて発熱部材を配備することができず、さらに生産時にメーカーは多種類の仕事率の規格を在庫保存しておかなければ迅速に顧客にニーズに応えることができないため、在庫コストが増加する。また生産時に標準規格で大量生産ができないため、製造コストが増加してしまう。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案の主な目的は、より一層の利便性を考慮し、積層発熱ユニットを交換ユニットに設けた熱伝導面に対面させる方式で組み込み、発熱ユニットの熱平衡という先天的物理特性を利用して発生する熱を交換床へと伝達し、同様に良好な熱伝導効率を得ると共に、発熱片の交換や修理が簡単であり、且つ必要に応じて複数組を選択的に組み込み、異なる仕事率に対応することができる、自動車用流体加熱器を提供することにある。
【０００６】
本考案の第二の目的は、発熱ユニットと交換床の熱伝導面の間に緩衝層を設けることができる、自動車用流体加熱器を提供することにある。
【０００７】
本考案の第三の目的は、発熱ユニットと背面閉じ板の間に緩衝装置を設けることができる、自動車用流体加熱器を提供することにある。
【０００８】
本考案の第四の目的は、発熱ユニットの負極を交換ユニットに接続し、避免正極電荷量がサージ等の原因で電気が跳んでしまうのを防ぐ、自動車用流体加熱器を提供することにある。
【０００９】
本考案の第五の目的は、発熱ユニットが温度係数セラミック抵抗器を発熱片とし、電熱作業を安定させると共に、その本体が硬質で固定と組み立てに便利である、自動車用流体加熱器を提供することにある。    
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本考案の自動車用流体加熱器は、相互に対面して組み込まれる積層発熱ユニットと交換ユニットを含んで成り、そのうち、前記積層発熱ユニットは発熱片に電極片が結合されて電気が導通され、外側が絶縁板により隔てられると共に、一面が前記交換ユニットの熱伝導面に結合され、背面が背面閉じ板により密閉され、前記交換ユニットは、交換床の外表に前記熱伝導面が設けられ、内部に水液が流れる流路が形成されると共に、前後が蓋体により密閉され、前記蓋体に水液が出入りする管口が設置されることを特徴とする。        
【実施例１】
【００１１】
以下、本考案について詳細に説明する。図３に示すように、本考案の自動車用流体加熱器は、主に積層発熱ユニット２が熱交換ユニット３に対面して組み込まれ、この発熱ユニット２は発熱片２１が電極板２２により電力導通され、且つ、外部制御スイッチにより作業タイミングが操作されると共に、電極板２２は対外的に絶縁板２３で電気が阻隔され、この絶縁板２３は熱伝導性を備えているか、熱阻隔性を備えているかどちらでもよいが、この絶縁板２３が背面閉じ板２６の片側に位置する場合、熱阻隔性を備えているものとするとよい。
【００１２】
発熱片２１はあらゆる電熱材料とすることができ、例えば電熱ワイヤで構成した発熱片や、正温度係数セラミック抵抗器で構成することができる。正温度係数セラミック抵抗器はそのものが持つ恒温性及び温度の自己制御機能を利用でき、またそのものが硬質体であるため固定と組み立てに便利であり、適切な使用が可能である。
【００１３】
発熱ユニット２は交換ユニット３に設けた交換床３１の熱伝導面３０に対面し、これに貼り付けるように設置され、交換床３１に設けた熱伝導面３０は相隣させたり相互に対応させて複数の箇所に設けられ、交換床３１の四面外表に設けることを前提とし、多数の熱伝導面３０を提供して場所や数を選んで発熱ユニット２を結合させることができる。
【００１４】
熱伝導面３０に発熱ユニット２を対面させて組み込むとき、発熱ユニット２と熱伝導面３０の間に薄い緩衝層２４を設けてもよく、この緩衝層２４の介入を利用し、発熱ユニット２を組み込んだときの組み立て界面の緩衝空間を形成することができる。
【００１５】
発熱ユニット２の背面閉じ板２６に相対する間は応変範囲が比較的大きい緩衝装置２５で隔てられ、この緩衝装置２５はその空間がより大きな形を許容できるため、熱変形量をより受け入れることができ、熱膨張時の機械的圧力が発熱片２１を圧迫するのを防ぎ、背面閉じ板２６は発熱ユニット２を押圧して施力し、交換床３１に組み込むことができ、上述の緩衝層２５はシリコン等の材料から成る弾性片や樹脂片とすることができる。
【００１６】
交換床３１内部には加熱される水液が流れる流路３１０が設けられ、前後両端に蓋体３２、３３が設置され、蓋体３２には水液が出入りする管口３４、３５が設けられ、水液がこれら管口３４、３５から進入して交換床３１内部を流れ、発熱ユニット２が補給する熱と熱交換を行い、より高い温度を持つ熱水として出力され、前述のように雪や霜を溶かすときに便利に用いることができる。
【００１７】
緩衝層２４は機械的変形緩衝作用を提供し、基本的には導電性または非導電性のどちらとしてもよく、図に示すように、発熱片２１の正極が電極板２２から電力を導入し、負極は緩衝層２４の導接を経て交換床３１へと導引され、交換床３１は外部車体システムの負電極に接続され、これにより電流は電極板２２から発熱片２１を通り、負極回路は緩衝層２４を経て間接的に交換床３１から車体の負電極へと導通され、この車体の全体極性は負であり、且つその大型の形態に基づき大きなキャパシタと見なすことができるため、この負の電流が交換床３１から全部車体へと渡され、電荷の駐留を発生せず、また電力にサージや不安定が発生したとき高電荷で電気が跳ぶ危険を回避することができる。
【００１８】
前記絶縁板２３はあらゆる絶縁作用を備えた板体とすることができ、例えば鉱質板とすることができ、この鉱質板は酸化アルミを最良とする。
【００１９】
図４に示すように、加熱器１０は積層発熱ユニット２を交換ユニット３の交換床３１表面に対面させて組み込んで成り、交換ユニットが管口３４、３５から水液を流れさせる。発熱ユニット２と交換床３１の間はぴったりと接合されている必要があり、この接合方式は接着或いは機械的外力で圧接することができ、この機械的圧接は背面閉じ板２６の機械的強度を利用し、押さえ固定板４を介して圧接することができる。この押さえ固定板４は一般的なネジ４１で交換床３１に螺合され、押圧力を背面閉じ板２６へと伝達し、背面閉じ板２６を押さえて固定することができ、積層発熱ユニット２をしっかりと交換床３１に対し固定することができる。
【００２０】
この設計により、押さえ固定板４を取り外せば背面閉じ板２６を外すことができ、特に前述した発熱片の交換や修理等、発熱ユニット２内部の部材を交換することができる。
【００２１】
この対面組み立て方式を利用し、発熱ユニット２を１組或いは２組、またはより多く組み合わせて応用することで、各発熱ユニット２の仕事率が一定とした場合、２組以上を設ければその発熱の総仕事率を累加でき、異なる仕事率の必要に応じて生産することが可能であり、個別の発熱ユニット２及び交換床３１そのものはすべて標準規格の部品と見なすことができるため、大量生産に有利である。仕事率の必要性に応じて異なる数の発熱ユニットを組み立てるだけで、顧客が同時に異なる仕事率の買入れ要求があったときに対応することができ、大量生産に便利である。
【００２２】
図５に示すように、積層発熱ユニット２は複数の部材を積層し組み立てて成り、全体が交換床３１の熱伝導面３０に対面して組み込まれる。発熱片２１外側は電極板２２により導通され、電極板２２がさらに絶縁板２３による絶縁を経た後、外囲が背面閉じ板２６により覆われると共に、内側は導電性の緩衝層２４を介して熱伝導面３０に結合され、交換床３１が車体システム負極に接続されるため、電力が電極板２２から進入し、発熱片２１を解して電熱を発生した後、負電力回路が緩衝層２４を介して交換床３１に導通され、間接的に車体の負極へ接続される。
【００２３】
交換床３１内部には液体流路３１０が設けられ、この液体流路３１０は熱伝導面３０の関連位置を通過し、発熱片２１が発生する熱を交換して運ぶ。発熱片２１が発生する熱波は立体的に外部へと伝導され、物質には熱平衡作用があるため、熱伝導面３０の片側で熱が下方へ移動し温度が降下するが、電極板２２側の熱が熱平衡物理作用により電極板２２側の熱を熱伝導面３０側へと補い、これにより発熱片２１が発生する熱の全体をほぼ完全に交換床３１に作用させることができる。
【００２４】
交換床３１に設けた流体流路３１０は回流する流れであり、内部に仕切り板３７を設けることができ、この仕切り板３７は熱伝導面３０の内部に位置するため、直接熱伝導作用を形成し、熱を迅速に交換床３１内部に伝達することができる。
【００２５】
交換床３１外側には機械的な強化筋３６を設け、交換床３１外囲の機械的補強とすることができる。この強化筋３６の存在により放熱面積が拡大されるため、交換ユニット３の外囲にあらゆる熱遮蔽パッケージ方式を実施し、熱エネルギーを交換床３１の単体内部のみに制限することができる。
【００２６】
背面閉じ板２６と交換床３１の間の結合は、図４の螺合方式のほか、あらゆる掛止や嵌合、接着等の固定方法を採用することができ、背面閉じ板２６の機械力で交換床３１に連結し、介入する発熱ユニットを機械的にしっかりと組み込むと共に、背面閉じ板２６と発熱ユニット２の間（図３参照）には同様に緩衝装置２５を介入させることができる。
【実施例２】
【００２７】
図６に示す別の実施例においては、交換床３１の熱伝導面３０に積層発熱ユニット２が結合され、この積層発熱ユニット２と背面閉じ板２６の間には同様に緩衝装置２５を設けることができる。
【００２８】
発熱ユニット２は発熱片２１の上下に電極が接合され、熱伝導面３０はそれぞれに電極板２２が結合され、電極板２２はその外側にそれぞれ絶縁板２３が結合される。これにより電力の回路は２つの電極板が主導し、電力を発熱片２１に通過させて発熱片２１に電熱を発生させる。このため、関連の電気は対面する２つの電極板２２により主導されるため、交換床３１とは無関係であり、この実施方法は電圧が比較的低い場合や車体回路設計に制限される場合に用いることができる。発熱ユニット２と交換床３１間には同様に絶縁板２３を介入させることができ、上述の絶縁板は酸化アルミ板などの鉱質材料とし、この板体は熱伝導性を備えているものとする。
【００２９】
図７に示すように、交換床３１に熱伝導面３０が設けられ、発熱ユニット２を対面させて結合することができ、この熱伝導面３０を複数の箇所に設け、仕事率の大きさの必要性に応じて発熱ユニット２は１組以上の対の数を選択的に組み込むことができる。基本的には、交換床３１の外側はすべて熱伝導面を設けることができるため、発熱ユニット２は相互に対を成す状態で交換床３１の前後両面や隣り合わせに設置することができ、発熱ユニット２の組み込み数により異なる仕事率の必要性に対応できる。各発熱ユニットは標準化して大量生産が可能であり、また交換床３１も標準規格とすることで、あらゆる部材を標準規格として見なし、量産化することで効果的に生産能力を増加し、発熱ユニット２の組み込み数を選択することで異なる仕事率の必要性に対応することができ、生産ラインの材料在庫に有利であり、且つ異なる仕事率の必要性に弾性的に対応し、生産効率を向上すると共に、在庫コストを減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の水接触型加熱器の断面図である。
【図２】従来の内部設置式加熱器の断面図である。
【図３】本考案の部材の組み立て関係を示す立体分解図である。
【図４】図３の組み立てが完成した状態を示す立体斜視図である。
【図５】本考案の発熱ユニットの負極が交換床に連結される実施例を示す断面図である。
【図６】本考案の発熱片が正・負電極及び交換床に結合される実施例を示す断面図である。
【図７】本考案の交換床に複数組の発熱ユニットを組み込む際の関連位置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０      加熱器
１１      タンク
１１１    入口
１１２    出口
１２      水接触型発熱部材
１３      交換部材
１３１    管路
１３２    ゲート
１４      内部設置式発熱部材
１４１、２２    電極板
２        積層発熱ユニット
２１      発熱片
２３      絶縁板
２４      緩衝層
２５      緩衝装置
２６      背面閉じ板
３        交換ユニット
３０      熱伝導面
３１      交換床
３１０    流路
３２、３３    蓋体
３４、３５    管口
３６      強化筋
３７      仕切り板
４        押さえ固定板
４１      ネジ
【図１】
0003129420.tif 000003
【図２】
0003129420.tif 000004
【図３】
0003129420.tif 000005
【図４】
0003129420.tif 000006
【図５】
0003129420.tif 000007
【図６】
0003129420.tif 000008
【図７】
0003129420.tif 000009