CN101420798B - 电热装置以及发热单元的制造方法和压力夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电热装置,具备:钎焊在管体(11)的主体上壁(111)和主体下壁(112)的至少一个上的散热片(12)、具有与主体上壁(111)和主体下壁(112)的一个压接的通电发热体(22)的插入单元(20)和被配置得呈大体凹状的端部(114),端部(114)具有端部上壁(114a)、端部下壁(114b)、端部纵壁(114c),形成端部空间(11b),该端部空间(11b)从管体(11)的主体纵壁(113)向宽度方向突出并与插入空间(11a)相连,同时,厚度方向尺寸小于插入单元(20)的厚度方向尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及具备通电而发热的被称为PTC(Positive TemperatureCoefficient:正温度系数)元件的通电发热体的电热装置以及发热单元的制造方法和压力夹具。
背景技术
现有技术,将通电而发热的PTC元件和对该PTC元件的发热进行散热的散热片多层层叠起来的电热装置已由例如日本专利特开平5-169967号公报等所公知。
作为这样的电热装置,所公知的结构是将电极板和绝缘板按顺序重叠在通电发热体上构成的组件包容在导电性的管体中,再将散热片压接或粘接在管体的外侧面上。
这种电热装置中,将电极板和散热片或管体分别连接在电源的正、负极侧,由此可以对通电发热体通电使其发热。
如上述的现有技术中,PTC元件等通电发热体的对电极板和管体的接触压力低于设定压力的情况下,发热和散热就不能顺畅地完成,无法得到充分的发热量。也就是说,通电发热体和管体的接触压力低的情况下,通电发热体所产生的热不能顺畅地传递到管体上,这时,通电发热体自身的温度成为高温,电阻值升高,通电和发热无法顺利完成。
因此,在设置了确保通电发热体和管体之间的接触压力的如弹簧那样的施力部件的情况下,零部件数增加,导致成本和重量增加。
另一方面,为确保管体和通电发热体之间的接触压力,可以对管体进行冲压加工,但这种情况下,为使收容在内部的通电发热体不破损、不超负荷,进行冲压加工是很困难的。而且,对通电发热体不加压而对管体两端边缘部冲压加工的情况下,管体的上壁和下壁向外侧发生膨胀变形,也有可能无法得到所期望的接触压力。
此外,在进行管体的冲压加工时,该冲压加工的前工序中,不能将散热片钎焊在管体上,并且,在将通电发热体插入到管体内之后,一旦进行散热片的钎焊,钎焊时的热就会损坏通电发热体。
因此,不进行钎焊而是将散热片搭接或粘接在管体上,但这样搭接或粘接散热片和管体的情况与钎焊的情况相比较,从管体向散热片的热传导性差,导致发热性能低下。
这样,现有技术中,不使用施力部件而在确保管体和通电发热体之间的接触压力的同时,确保从管体向散热片的热传导性能而获得通电发热体的充分的发热性能是困难的。
发明内容
着眼于上述现有的问题,本发明的目的在于提供一种可以廉价地提高通电发热体的发热性能的电热装置,能够在散热片钎焊后对管体进行冲压加工,可以使得通电发热体不超负荷而确保管体和通电发热体之间的接触压力,由此,可以不使用施力部件而确保管体和通电发热体之间的接触压力,确保管体和散热片之间的导热性能。
此外,本发明的目的在于提供一种发热单元的制造方法及其制造时使用的压力夹具,不使用施力部件就可以确保管体和通电发热体之间的接触压力,并且,可以确保管体和散热片之间的导热性能,可以廉价地提高通电发热体的发热性能。
为实现上述目的,本发明提供一种电热装置,其特征在于具备:筒状管体,其具有截面形状大体呈长方形的插入空间,其中该插入空间由形成为长条薄板状并在厚度方向上相面对的主体上壁和主体下壁、以及与这些主体上下壁的宽度方向两端相连接而在宽度方向上相面对的一对主体纵壁包围而成;散热片,其被钎焊在所述管体的所述主体上壁和主体下壁的至少一个的外侧面上;插入单元,其被插入所述插入空间,并且通过将压接在所述主体上壁和主体下壁的一个壁上的通电发热体、与该通电发热体相接触的电极部件、夹在该电极部件和另一个壁之间的绝缘体重叠而形成;端部,其具有被配置呈大体凹状的端部上壁、端部下壁和端部纵壁,该端部上壁、端部下壁、端部纵壁形成从所述管体的两个主体纵壁向所述宽度方向突出且与所述插入空间相连接,同时厚度方向尺寸小于所述插入单元的厚度方向尺寸的端部空间。
此外,本发明提供一种发热单元的制造方法,其中该发热单元具备:筒状管体,其具有截面形状大体呈长方形的插入空间,其中该插入空间由形成为长条薄板状并在厚度方向上相面对的主体上壁和主体下壁、以及与这些主体上下壁的宽度方向两端相连接而在宽度方向上相面对的一对主体纵壁包围而成;散热片,其被钎焊在所述管体的所述主体上壁和主体下壁的至少一个的外侧面上,其宽度方向两端边缘被配置在所述管体中所述宽度方向的最外侧的纵壁的内壁面位置的更内侧,在所述管体的外侧面的宽度方向两端边缘之间确保挤压空间;插入单元,其被插入所述插入空间,并且通过将压接在所述主体上壁和主体下壁的一个壁上的通电发热体、与该通电发热体相接触的电极部件、夹在该电极部件和另一个壁之间的绝缘体重叠而形成;所述发热单元的制造方法的特征在于进行如下工序:
钎焊工序,将所述散热片钎焊在所述管体上;
插入工序,将所述插入单元插入所述插入空间;和
冲压工序,从所述管体的厚度方向对所述挤压空间进行冲压加工,使所述管体的主体上壁和主体下壁向插入空间方向弯曲,在所述主体上壁及主体下壁与插入单元之间获得设定压力以上而低于破坏所述通电发热体的极限接触压力的接触压力。
附图说明
图1是用于本发明的最佳实施方式的实施例1的制造方法制造的电热装置A的发热单元1的截面图,表示沿图4的S1—S1线切断的状态。
图2是电热装置A的立体图。
图3是发热单元1的分解立体图。
图4是发热单元1的侧面图。
图5是管体11的冲压工序中的变形的说明图。
图6是管体11和插入单元20之间的接触状态的说明图。
图7是电热装置A中的通电发热体22和管体11之间的接触压力与通电时的输入功率(W)之间关系的输入特性图。
图8是用实施例2的制造方法制造的发热单元200的截面图。
具体实施方式
以下,根据附图说明本发明的实施方式。
该实施方式的电热装置的特征在于具备:
筒状管体(11),其具有截面形状大体呈长方形的插入空间(11a),其中该插入空间(11a)由形成为长条薄板状并在厚度方向上相面对的主体上壁(111)和主体下壁(112)、以及与这些主体上下壁(111、112)的宽度方向两端相连接而在宽度方向上相面对的一对主体纵壁(113,113)包围而成;
散热片(12),其被钎焊在所述管体(11)的所述主体上壁(111)和主体下壁(112)的至少一个的外侧面上;
插入单元(20),其被插入所述插入空间(11a),并且通过将压接在所述主体上壁(111)和主体下壁(112)的一个壁上的通电发热体(22)、与该通电发热体(22)相接触的电极部件(23)、夹在所述电极部件(23)和另一个壁之间的绝缘体(24)重叠而形成;和
端部(114),其具有被配置成大体凹状的端部上壁(114a)、端部下壁(114b)和端部纵壁(114c),该端部上壁(114a)、端部下壁(114b)、端部纵壁(114c)形成从所述管体(11)的两个主体纵壁(113,113)向所述宽度方向突出且与所述插入空间(11a)相连接,同时厚度方向尺寸小于所述插入单元(20)的厚度方向尺寸的端部空间(11b)。
此外,根据附图说明本发明的其他实施方式。
该实施方式的发热单元的制造方法,其中该发热单元具备:
筒状管体(11),其具有截面形状大体呈长方形的插入空间(11a),其中该插入空间(11a)由形成为长条薄板状并在厚度方向上相面对的主体上壁(111)和主体下壁(112)、以及与这些主体上下壁(111、112)的宽度方向两端相连接而在宽度方向上相面对的一对主体纵壁(113,113)包围而成;
散热片(12),其被钎焊在所述管体(11)的所述主体上壁(111)和主体下壁(112)的至少一个的外侧面上,其宽度方向两端边缘被配置在所述管体(11)中所述宽度方向的最外侧的纵壁(113,113)的内壁面位置的更内侧,在所述管体(11)的外侧面的宽度方向两端边缘之间确保挤压空间(114a、114b);和
插入单元(20),其被插入所述插入空间(11a),并且通过将压接在所述主体上壁(111)和主体下壁(112)的一个壁上的通电发热体(22)、与该通电发热体(22)相接触的电极部件(23)、夹在该电极部件(23)和另一个壁之间的绝缘体(24)重叠而形成,
该发热单元(1)的制造方法的特征在于进行如下工序:
钎焊工序,将所述散热片(12)钎焊在所述管体(11)上;
插入工序,将所述插入单元(20)插入所述插入空间(11a);和
冲压工序,从所述管体(11)的厚度方向对所述挤压空间(114a、114b)进行冲压加工,使所述主体上壁(111)和主体下壁(112)向插入空间(11a)方向弯曲,在所述主体上壁(111)及主体下壁(112)与插入单元(20)之间获得设定压力以上而低于破坏所述通电发热体(22)的极限接触压力的接触压力。
【实施例1】
以下根据图1~图7说明本发明的最佳实施方式的实施例1的电热装置A。
该实施例1的电热装置A例如在省略了图示的车辆用空调单元等中用来加热送风。
该电热装置A是沿上下方向将后述发热单元1进行三层层叠,再用端板2、2夹住其上下,将其纵向的两端部插入前盖3和端盖4固定而形成。
前盖3和端盖4是由具有优良电绝缘性和耐热性的材料如纤维强化PBT(polybutylene terephthalate:聚对苯二甲酸丁二酯)等形成。该纤维强化PBT由于吸水率或热膨胀系数低而呈现优良的尺寸稳定性,而且,电绝缘性也好,具有吸湿引起的电特性变化小而且绝缘击穿电压高的优点。
如图3所示,发热单元1具备管体11、散热片12、12、插入单元20。插入单元20具备保持框21、通电发热体22、22、22、22、电极板23、绝缘板24。
管体11用导热性好的金属(例如,铝或铝合金板材)挤压成型等,由此形成围住插入空间11a的大体长方形的筒状。后面将描述该形状的细节。
散热片12由导热性好的金属板材(例如铝或铝合金等板材)形成波纹形,被钎焊在管体11的厚度方向(图中为箭头UD方向)的两侧主体上壁111和主体下壁112上。
保持框21是将多个(本实施例1中为4个)通电发热体22、22、22、22沿纵向(箭头LR方向)按照规定间隔并排配置的框架,由绝缘性和耐热性好的材料(例如,聚酰胺等)形成为包围长方形保持孔21a的大体长方形框架形状。
通电发热体22一般使用以被称为PTC(Positive TemperatureCoefficient:正温度系数)的钛酸钡(BaTiO3)为主要成分的半导体陶瓷,具有通电发热的特性。本实施例1中,该通电发热体22形成为大体长方形的薄板状,在纵向(箭头LR方向)并排的状态下嵌入并保持在保持框21的保持孔21a内。
电极板23是如图所示的长方形薄板状的板,具有导电性。在电极板23的一端部弯曲形成有未图示的连接器连接用的连接端子部23a。
绝缘板24由具有绝缘性的树脂等形成为长方形的薄板状。电极板23和绝缘板24与通电发热体22都形成为能够收容入保持框21的保持孔(保持开口)21a内的宽度,并且,如图6所示,通电发热体22、电极板23和绝缘板24在重叠状态下的厚度方向的尺寸稍大于保持框21的厚度方向的尺寸。
如图所示,将保持框21的外周的角部倒角形成倒角部21b、21b、21b、21b。
保持孔21a内嵌入了通电发热体22、电极板23、保持绝缘板24的插入单元20被插入到管体11的插入空间11a中。
这里,根据图5和图6说明管体11的形状的细节。
管体11形成为筒状,该筒状具备由在管体11的厚度方向(箭头UD方向)上相面对的主体上壁111和主体下壁112、与主体上壁111和主体下壁112的宽度方向(箭头W方向)的两端部连接为一体并在宽度方向上相面对的一对主体纵壁113、113围成的大体长方形筒状的插入空间11a。
从两个主体纵壁113向宽度方向外侧突出的端部114一体形成。
该端部114由厚度方向上相面对的端部上壁114a和端部下壁114b和厚度方向上竖立起来的端部纵壁114c形成与插入空间11a连接的端部空间11b,其截面呈大体凹状。
端部上壁114a和端部下壁114b之间的厚度方向的间隔比主体上壁111和主体下壁112之间的厚度方向的间隔窄小,端部空间11b的厚度方向尺寸比插入单元20的厚度方向尺寸小。
另外,端部纵壁114c的内侧面的位置配置在主体纵壁113的外侧面的位置的更外侧,端部空间11b延伸至主体纵壁113宽度方向的更外侧。
端部上壁114a和端部下壁114b的外侧面相当于后述的冲压工序中被冲压的挤压空间,端部纵壁114c相当于最外侧的纵壁。
如上所述,管体11的内侧具备由主体上壁111、主体下壁112和主体纵壁113、113围成的大体长方形的插入空间11a以及被端部114围住而与插入空间11a的宽度方向相连并延伸至主体纵壁113宽度方向外侧的端部空间11b。
插入单元20被插入到插入空间11a内,并且管体11的主体上壁111和主体下壁112被压接在插入单元20上,如图所示,主体下壁112被压接在通电发热体22上。
如图1所示,主体上壁111和主体下壁112的宽度方向尺寸与散热片12的宽度方向尺寸相同。
另外,本实施例1中,管体11的主体上壁111和主体下壁112被压接在插入单元20上,如图所示,主体下壁112被压接在通电发热体22上。
所述插入单元20与主体上壁111和主体下壁112的压接是对端部114的冲压加工完成的,下面说明其步骤。
如图5所示,冲压加工时,压力夹具30从上下挤压端部114。如图所示,该压力夹具30具备从上下夹住端部上壁114a和端部下壁114b的一对挤压部件31,31。挤压部件31具备可以使端部上壁114a和端部下壁114b倾斜而向内侧变形离开端部纵壁114c的倾斜挤压面31a。
因此,如图所示,一旦由所述挤压部件31、31挤压端部114,端部上壁114a和端部下壁114b就在离开端部纵壁114c的位置向端部空间11b的内侧方向变形。如图中箭头H1所示,伴随该变形,主体纵壁113与主体上壁111和主体下壁112的角部向管体11的宽度方向的内侧变位。
由于所述主体纵壁113的变形,主体上壁111和主体下壁112的宽度方向的中央部向箭头H2所示的方向即插入空间11a的内侧方向变形。
顺便要说的是,为能产生这样的变形,挤压部件31的挤压处必须是端部纵壁114c的内侧面的更内侧。
由此,如图6所示,主体上壁111和主体下壁112分别使荷重F作用于插入单元20,主体下壁112可以得到对通电发热体22的所期望的接触压力。
这里,本实施例1中,如图7所示,所期望的接触压力大于0.5N/mm2,优选为大于1.1N/mm2的值,设定为比破坏通电发热体22的极限接触压力GN/mm2低得多的数值,该接触压力可以根据端部114的变形量来调节。
顺便要说的是,图7是表示通电发热体22和管体11之间的接触压力与通电时的输入功率(W)之间的关系的输入特性图,如该图所示,可以知道接触压力为近似0.5N/mm2以上就可以得到所期望的发热性能。
因此,本实施例1的电热装置A中,由于可以在管体11和通电发热体22之间得到所期望的接触压力,因此,通电时,通电发热体22发的热可以顺畅地传导至管体11,所以可以得到所期望的导热性能,可以实现高效率发热。
由于管体11和通电发热体22之间所期望的接触压力是通过对管体11的端部114进行冲压加工而得到的,所以与在管体11的插入空间11a内设置对通电发热体22施力的弹簧等相比,可以减少零部件数,成本和重量都能降低。
此外,由于将散热片12、12钎焊在管体11上,因此,与简单地使散热片12接触在管体11上相比,管体11和散热片12之间的导热性能高,可以实现高效发热。
由于对管体11的端部114进行了冲压加工,所以即便将散热片12钎焊在管体11的主体上壁111和主体下壁112上也可以进行冲压加工。
因此,可以在插入通电发热体22之前进行钎焊,钎焊时的热不会破坏通电发热体22。
另外,本实施例1中,由于端部空间11b的尺寸比插入单元20的厚度尺寸小,所以在将插入单元20插入到插入空间11a内时,插入单元20不会被插到端部空间11b中。因此,冲压加工时,可以确实地将插入单元20定位在没有输入冲压荷重的插入空间11a中,可以确实防止冲压加工时的过度荷重破坏通电发热体22。
如上所述,按照实施例1,可以提供电加热装置A,可以进行散热片12钎焊后的冲压加工,能够防止冲压加工时将过度荷重施加在通电发热器上,并可以不使用施力部件而确保管体11和通电发热体22之间的接触压力,还可以抑制零部件数而廉价制造,并确保管体11和散热片12之间的导热性能,同时由于确保了通电发热体22和管体11之间的接触压力而能够确保通电发热体22的发热性能。
此外,由于端部空间11b从管体11的主体纵壁113延伸至宽度方向的外侧,所以在冲压加工端部114时,可以加大端部114的厚度方向变形,由此,可以加大主体上壁111和主体下壁112向插入空间11a方向的变形量,可以进一步确保管体11和通电发热体22之间的接触压力。
据此,可以确保通电发热体22和管体11之间的导热效率,进一步提高发热性能。
另外,实施例1中,因为将倾斜挤压面31a形成在压力夹具30的挤压部件31上,所以与用水平挤压面冲压加工端部114相比,可以确实地使端部上壁114a和端部下壁114b变形,以使主体纵壁113倒向内侧。
因此,可以在所期望的接触压力下,使主体上壁111和主体下壁112与插入单元20接触,也就是说,能够使通电发热体22和主体下壁112以所期望的接触压力接触,可以确实得到所期望的发热性能。
本实施例1中,还因为将插入单元20插到管体11中,所以在制造时,与将多个部件结合形成管体相比,容易制造。
本实施例1中,管体11的主体上壁111和主体下壁112的宽度方向尺寸与散热片12的宽度方向尺寸一致,所以将散热片12钎焊在管体11上时,使散热片12的宽度方向的两侧与两壁111、112的宽度方向两侧一致,就可以进行散热片12的定位。
由此,无需进行设置散热片12的定位的记号等的作业或加工,就可以进行散热片12的定位,可以廉价地提高钎焊作业性。
本实施例1中,还因为在保持框21的外周形成倒角部21b,所以,冲压加工时,管体11的主体上壁111和主体下壁112向内侧变形接触保持框21的外周时,可以缓和应力的集中,防止主体上壁111和主体下壁112发生弯折,可以提高获得所期望的接触压力的确实性。
而且,本实施例1中,因为将电极板23插到管体11的内部,所以电热装置A的外侧面没有电位差。因此,即使具有导电性的异物接触电热装置A的表面,也不会短路。
管体11的内部插入通电发热体22,通电发热体22不直接接触外界空气,可以抑制因通电发热体22的腐蚀等造成的性能劣化,提高了耐久性。
下面说明实施例1的发热单元1的制造方法。
该制造方法包含钎焊工序、插入工序、冲压工序。
(钎焊工序)
钎焊工序是将散热片12、12钎焊在管体11的主体上壁111和主体下壁112上的工序。
在该钎焊工序中,使散热片12的宽度方向两端边缘部的位置与主体上壁111和主体下壁112的宽度方向两端边缘部的位置一致,将散热片12定位好之后,进行钎焊。
因此,无需进行设置散热片12的定位的记号等作业或加工,就可以进行散热片12的定位,可以廉价地提高钎焊作业性。
(插入工序)
插入工序是将插入单元20插到钎焊了散热片12、12的管体11的插入空间11a内的工序。
在该插入工序中,由于端部空间11b的厚度方向尺寸小于插入单元20,所以,插入单元20不会插到端部空间11b中,可以确实地将其插入到插入空间11a内。
(冲压工序)
冲压工序是将端部114冲压加工并将主体上壁111和主体下壁112压接在插入单元20上的工序。
(其他实施例)
下面说明本发明的实施方式的其他实施例。由于下面的实施例是实施例1的变形例,所以只说明与实施例1的不同点,在图示与实施例1相同构成的情况下,标注与实施例1相同的符号,而省略其说明。还省略与实施例1相同的作用效果的说明。
【实施例2】
根据图8说明本发明的实施方式的实施例2的发热单元的制造方法。
该实施例2是将没有端部114的大体长方形筒状的管件用作发热单元200的管体201的例子。
也就是说,管体201的主体上壁202和主体下壁203以及主体纵壁204、205围住大体长方形截面形状的插入空间201a而形成为大体长方形的筒状截面形状。
在主体上壁202和主体下壁203的外侧面上,宽度方向两侧边缘部上形成有用于散热片12的宽度方向定位的定位用凹槽206、206、206、206,同时内侧形成有凸起的凸条207、207、207、207。
在管体201的宽度方向两侧,定位用凹槽206的外侧部分成为挤压空间208。主体纵壁204、205相当于最外侧的纵壁,挤压空间208一直被包含到比两纵壁204、205更内侧的区域为止。
因此,实施例2的钎焊工序中,沿定位用凹槽206、206配置散热片12的宽度方向两侧,然后进行钎焊。
插入工序中,将插入单元20插入时,凸条207、207、207、207使插入单元20定位而使其在厚度方向上不重合在挤压空间208上。
因此,在冲压工序中,压力夹具30对挤压空间208、208进行挤压时,可以防止向插入单元20的通电发热体22输入冲压荷重,防止由于过度荷重造成的破坏。
冲压工序中,主体纵壁204、205也挤压配置在宽度方向内侧的挤压空间208、208。这样,主体上壁202和主体下壁203确实地在使插入空间201a缩窄的方向上弯曲并压接在插入单元20上。
如以上说明过的那样,实施例2中,可以制造发热单元200,由于也是在散热片12的钎焊后对管体201进行冲压加工,而能够确保主体下壁203和通电发热体22之间的接触压力,所以,与实施例1同样,可以确保管体201和通电发热体22之间的接触压力,而无需使用施力部件并且也不会由于冲压造成通电发热体22破损,从而可以减少零部件数量并以低价格制造;同时,能够确保管体201和散热片12之间的导热性能以及通电发热体22和管体201之间的接触压力,从而确保通电发热体22的发热性能。
以上,参照附图详细叙述了本发明的实施方式以及实施例1、2,但其具体的构成并不局限于本实施方式以及实施例1、2,在不脱离本发明的宗旨的范围的设计的变更都包含在本发明之中。
例如,实施例1中,说明了适用于车辆用空调装置的示例,但并不仅限于此,还可以适用于家用电器或车辆以外的工业产品等。
实施例1中,说明了将发热单元1进行三层层叠的示例,但并不仅限于此只要有一层以上的发热单元1就可以。
实施例1中,说明了在管体11的主体上壁111和主体下壁112的两方钎焊散热片12的示例,但散热片至少要钎焊在两壁111、112的一个,也可以将其层叠。
本发明的电热装置可以按照下面的工序制造。
即,预先在管体上钎焊散热片。
随后,在管体的插入空间中插入由通电发热体、电极部件、绝缘体重叠而成的插入单元。
在插入时,由于端部空间的厚度方向尺寸小于插入单元的厚度方向尺寸,所以,插入单元被配置在插入空间内而不会被插到端部空间中。
接下来,从厚度方向冲压加工端部,在厚度方向上使其变形,使管体的主体上壁和主体下壁向插入空间的内侧方向承受荷重,可以获得对插入单元的所期望的接触压力。
因此可以确保通电发热体和与其接触的主体上壁以及主体下壁中的一个之间的接触压力,而无需使用弹簧等施力部件。
这时,由于在端部空间不存在插入单元,因此在冲压加工时,可以防止由于过度荷重而损坏通电发热体。
这样制造的电热装置中,由于管体和散热片之间被钎焊起来,所以与简单地使管体和散热片接触相比,可以提高从管体到散热片的导热效率。
由此,可以将通电发热体产生的热顺畅地散发出去,可以提高发热装置的发热性能。
由于可以获得通电发热体和管体之间的高接触压力,所以,通电发热体产生的热可以被顺畅地传导至管体,可以抑制通电发热体的电阻值上升的发热,顺利完成通电和发热,从而提高发热性能。
而且,由于不需要确保管体和通电发热体之间的接触压力的施力部件,所以可减少零部件数,可以降低成本、减轻重量。
此外,由于在管体上设置了端部,所以冲压加工时,端部的厚度方向的变形容易使管体的主体上壁和主体下壁向插入空间方向弯曲变形,与对管体的插入空间部分冲压加工相比,可以更加确实地获得所述接触压力。
另外,由于冲压加工时只能冲压端部,所以即使预先将散热片钎焊在管体的主体上壁和主体下壁上,也可以进行冲压加工,可以防止通电发热体由于钎焊时的热而破损。并且,冲压时可以防止冲压插入单元,可以防止通电发热体由于冲压时的荷重而破损。
如上所述,本发明中,钎焊散热片后的冲压加工时,由于可以防止通电发热体承受过度荷重,所以无需使用施力部件就能够确保管体和通电发热体之间的接触压力,可以确保管体和散热片之间的导热性能与通电发热体和管体之间的接触压力,可以廉价提供能够提高通电发热体的发热性能的电热装置。
而且,由于将插入单元插入到管体中,所以与制造时将多个零部件结合起来形成管体的情况相比,容易制造。
本发明的电热装置中,由于端部空间比管体的主体纵壁还要向宽度方向的更外侧延伸,所以冲压加工端部时,可以增大端部的厚度方向的变形量,由此,可以增大主体上壁和主体下壁向插入空间方向的变形量,可以进一步确保管体和通电发热体之间的接触压力。
这样,可以确保通电发热体和管体之间的导热效率,从而可以进一步提高发热性能。
上述记载的电热装置中,由于所述管体的主体上壁和主体下壁的宽度方向尺寸与所述散热片的宽度方向尺寸一致,所以将散热片钎焊在管体上时,散热片定位容易,作业性好。
上述电热装置中,所述通电发热体和所述电极部件和所述绝缘体都形成为薄板状,所述插入单元上具有将所述通电发热体、电极部件和绝缘体保持在所述厚度方向上的重叠状态的保持孔,同时,含有形成为将该保持孔包围的框架状的保持框,由于在该保持框外周形成切掉角部的倒角部,在冲压加工时,管体的主体上壁和主体下壁向内侧变形与保持框外周相接时,可以缓和应力的集中,防止主体上壁和主体下壁发生弯折,可以提高获得所期望的接触压力的确实性。
本发明的发热单元的制造方法按照下面的工序进行。
将散热片钎焊在管体上的钎焊工序、
在管体的插入空间中插入由通电发热体、电极部件、绝缘体重叠而成的插入单元的插入工序、以及
冲压工序,从厚度方向对管体的宽度方向外侧的挤压空间进行冲压加工,使管体的主体上壁和主体下壁向插入空间方向弯曲,从而在主体上壁和主体下壁与插入单元之间获得所期望的接触压力。
经过以上工序制造的发热单元无需使用弹簧等施力部件就可以确保通电发热体和与其接触的主体上壁及主体下壁中的一个之间的接触压力。
因此,通电发热体产生的热可以被顺畅地传导至管体,可以抑制通电发热体的电阻值上升的发热,顺利完成通电和发热,提高发热性能。
而且,由于不需要确保管体和通电发热体之间的接触压力的施力部件,所以可以减少零部件数,可以降低成本、减轻重量。
另外,由于管体和散热片被钎焊起来,所以与简单地使管体和散热片接触或粘接相比,可以提高从管体到散热片的导热效率。
这样,可以顺畅地进行由通电发热体产生的热的散热,能够提高发热装置的发热性能。
如上所述,本发明中,无需使用施力部件就可以确保管体和通电发热体之间的接触压力,并且,可以确保管体和散热片之间的导热性能,可以廉价获得能够实现提高通电发热体的发热性能的发热单元。
由于在插入单元插入前将散热片钎焊在管体上,所以可以防止钎焊的热损坏通电发热体。
而且,插入工序中,由于将插入单元插入管体内,所以与由多个部件围住插入单元而形成管体的情况相比,制造容易。
此外,冲压工序中,在未钎焊散热片的管体的宽度方向两端边缘部对散热片外侧并且比管体的最外侧的纵壁的内壁面在宽度方向的更内侧部分进行冲压加工,所以,冲压加工可以确实地使主体上壁和主体下壁向插入空间方向朝内侧弯曲。因此,通过钎焊散热片后的冲压加工,可以确实地获得通电发热体和与其接触的主体上壁之间的接触压力。
此外,本发明中,将端部设置在所述主体纵壁上,该端部向所述宽度方向突出,与所述插入空间相连接并在所述宽度方向上一直形成到所述主体纵壁外侧,同时,具有围绕厚度方向尺寸小于所述插入单元的厚度方向尺寸的端部空间的大体凹状的端部上壁、端部下壁、端部纵壁,在所述冲压工序中,将所述端部上壁和端部下壁作为挤压空间进行冲压加工。这样,冲压工序中,由于对插入单元还未插入的端部进行了冲压加工,因此,冲压加工时,可以防止冲压荷重损坏通电发热体。另外,冲压时,端部的厚度方向的变形容易使管体的主体上壁和主体下壁向插入空间方向弯曲变形,与对管体的插入空间部分进行冲压加工相比,可以更确实地获得所述接触压力。
而且,由于端部空间在宽度方向上形成至主体纵壁的内壁面更外侧,因此对端部冲压加工时,可以增大端部的厚度方向的变形量,由此,可以增大主体上壁和主体下壁的插入空间方向上的变形量,可以进一步确保管体和通电发热体之间的接触压力。
而且,冲压加工时,可以防止压力夹具干扰钎焊在管体的主体上壁和主体下壁上的散热片,可以防止散热片的破损。
本发明中,所述管体的主体上壁和主体下壁的宽度方向尺寸与散热片的宽度方向尺寸一致,在所述钎焊工序中,由于在所述散热片的宽度方向两端边缘与所述主体上壁和所述主体下壁中的至少一个钎焊对象的宽度方向两端边缘的位置一致的状态下进行钎焊,所以在钎焊工序中,散热片对管体的定位就容易,作业性好。
本发明中,冲压加工时,通电发热体和与其接触的主体上壁或主体下壁之间的接触压力在0.5N/mm2以上。
因此,可以确保通电发热体和主体上下壁之间的导热性能,可以确实发挥发热单元的发热性能。
在本发明的发热单元的制造方法的所述冲压加工中使用的压力夹具上,具有倾斜挤压面,用作所述挤压空间的挤压面,在所述管体的大约中央侧向挤压方向突出并倾斜。
本发明的冲压加工中,从厚度方向用一对挤压部件对管体的宽度方向两端边缘部冲压时,由于用倾斜挤压面进行挤压,所以外侧纵壁部的宽度方向内侧部分在厚度方向上的变形大于宽度方向外侧部分在厚度方向上的变形。
由此,管体的主体上壁和主体下壁就更加容易弯曲,可以更确实地获得管体和通电发热体之间的接触压力。
Claims (7)
1.一种电热装置,其特征在于具备:
筒状管体(11),其具有截面形状大体呈长方形的插入空间(11a),其中该插入空间(11a)由形成为长条薄板状并在厚度方向上相面对的主体上壁(111)和主体下壁(112)、以及与这些主体上下壁(111、112)的宽度方向两端相连接而在宽度方向上相面对的一对主体纵壁(113,113)包围而成;
散热片(12),其被钎焊在所述管体(11)的所述主体上壁(111)和主体下壁(112)的至少一个的外侧面上;
插入单元(20),其被插入所述插入空间(11a),并且通过将压接在所述主体上壁(111)和主体下壁(112)的一个壁上的通电发热体(22)、与该通电发热体(22)相接触的电极部件(23)、夹在所述电极部件(23)和另一个壁之间的绝缘体(24)重叠而形成;和
端部(114),其大体呈凹状,且具有端部上壁(114a)、端部下壁(114b)和端部纵壁(114c),该端部上壁(114a)、端部下壁(114b)、端部纵壁(114c)形成从所述管体(11)的两个主体纵壁(113,113)向所述宽度方向突出且与所述插入空间(11a)相连接,同时厚度方向尺寸小于所述插入单元(20)的厚度方向尺寸的端部空间(11b)。
2.根据权利要求1所述的电热装置,其特征在于所述端部空间(11b)延伸至所述管体(11)的主体纵壁(113,113)的宽度方向的更外侧。
3.根据权利要求1所述的电热装置,其特征在于所述管体(11)的主体上壁(111)和主体下壁(112)的宽度方向尺寸与所述散热片(12)的宽度方向尺寸一致。
4.根据权利要求1所述的电热装置,其特征在于所述通电发热体(22)、所述电极部件(23)和所述绝缘体(24)形成为薄板状,
所述插入单元(20)包括保持框(21),该保持框(21)具有以在所述厚度方向上重叠的状态保持所述通电发热体(22)、所述电极部件(23)和所述绝缘体(24)的保持孔(21a),同时形成为围住该保持孔(21a)的框架状,
在该保持框(21)的外周形成有被削掉角部的倒角部(21b)。
5.一种发热单元(1)的制造方法,其中该发热单元(1)具备:
筒状管体(11),其具有截面形状大体呈长方形的插入空间(11a),其中该插入空间(11a)由形成为长条薄板状并在厚度方向上相面对的主体上壁(111)和主体下壁(112)、以及与这些主体上下壁(111、112)的宽度方向两端相连接而在宽度方向上相面对的一对主体纵壁(113,113)包围而成;
散热片(12),其被钎焊在所述管体(11)的所述主体上壁(111)和主体下壁(112)的至少一个的外侧面上,其宽度方向两端边缘被配置在所述管体(11)中所述宽度方向的最外侧的纵壁(113,113)的内壁面位置的更内侧,在所述管体(11)的外侧面的宽度方向两端边缘之间确保挤压空间(11a、114b);和
插入单元(20),其被插入所述插入空间(11a),并且通过将压接在所述主体上壁(111)和主体下壁(112)的一个壁上的通电发热体(22)、与该通电发热体(22)相接触的电极部件(23)、夹在该电极部件(23)和另一个壁之间的绝缘体(24)重叠而形成,
该发热单元(1)的制造方法的特征在于进行如下工序:
钎焊工序,将所述散热片(12)钎焊在所述管体(11)上;
插入工序,将所述插入单元(20)插入所述插入空间(11a);和
冲压工序,从所述管体(11)的厚度方向对所述挤压空间(114a、114b)进行冲压加工,使所述管体(11)的主体上壁(111)和主体下壁(112)向插入空间(11a)方向弯曲,在所述主体上壁(111)及主体下壁(112)与插入单元(20)之间获得设定压力以上而低于破坏所述通电发热体(22)的极限接触压力的接触压力,
其中,在所述主体纵壁(113,113)上设置有具有围住端部空间(11b)的大体呈凹状的端部(114),该端部(114)具有端部上壁(114a)、端部下壁(114b)和端部纵壁(114c),其中所述端部空间(11b)向所述宽度方向突出并与所述插入空间相连接,并在所述宽度方向上形成在所述主体纵壁(113,113)的更外侧,同时其厚度方向尺寸小于所述插入单元(20)的厚度方向尺寸,
所述冲压工序中,将所述端部上壁(114a)和端部下壁(114b)作为挤压空间进行冲压加工。
6.根据权利要求5所述的发热单元(1)的制造方法,其特征在于所述管体(11)的所述主体上壁(111)和所述主体下壁(112)的宽度方向尺寸与所述散热片(12)的宽度方向尺寸一致,
所述钎焊工序中,在使所述散热片(12)的宽度方向两端边缘与所述主体上壁(111)和所述主体下壁(112)中至少一个的钎焊对象的宽度方向两端边缘的位置一致的状态下进行钎焊。
7.根据权利要求5所述的发热单元的制造方法,其特征在于所述设定压力为0.5N/mm2。
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