JP2004198100A - ハウジングを備えた電気ヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】 改良された設計を備えた電気ヒータを提供する。
【解決手段】 本発明は、フレーム及び弾性手段の機能が互いに分割された、電気ヒータの新規な構造的原理に関する。電気ヒータのフレームとして、２つの半シェルからなるハウジングが使用される。ＰＴＣ加熱エレメントの位置決め補助具は、ハウジング内に配置される。ハウジングの長手方向側部が、加熱レジスタを通る空気の通過を可能にするために本質的に開放される。弾性手段はその上、ハウジングに挿入され、弾性手段は、ラジエータエレメントと、ＰＴＣ加熱エレメントと、接点シートとの層状構造を圧縮する。ヒータが組み立てられた後に、弾性手段は、ヒータ内に横方向開口を通って挿入されることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、特に自動車のための補助加熱手段としての、電気ヒータに関する。

自動車、特に減じられた量の熱エネルギが観察される新たな消費最適化されたエンジンを備えた自動車に使用するために、乗員室及びエンジンを加熱するために電気的な補助ヒータが使用される。このような電気ヒータはしかしながら、他の目的、例えば建物設備の分野、特に空調、工業プラント、又は同様のものにも適している。

好適には、熱伝導関係にあるラジエータエレメントを備えたＰＴＣ加熱エレメントが自動車のためのこのような電気的補助ヒータのために使用されている。ＰＴＣ加熱エレメントによって生じた熱はラジエータエレメントを介して、このラジエータを流過する空気へ放出される。ＰＴＣ加熱エレメントの層状構造と、ラジエータエレメントと、電力を供給する接点シートとから成るアセンブリ全体は、ヒータの効率を高めるためにフレーム内にクランプフィットで保持されている。締め付け動作により、ＰＴＣ加熱エレメントの高い電気的及び熱的接触が達成されている。

層状構造は、好適にＵ字形横断面を有する安定したフレーム内に保持されている。フレームは、層状構造を圧縮するように構成されている。締め付け動作は、択一的に、層状構造内に配置された弾性的エレメントによって行われることができる。フレームが弾力を吸収できるようにするために、フレームは機械的観点から特に安定的に形成されている。好適には、フレームはＵ字形横断面を備えている。このような従来のヒータは例えば特許文献１より知られている。

Ｕ字形横断面（又は特許文献１によればＣ字形横断面）を備えたこのようなフレームの長手方向バーの最小の高さは、所要の締め付け力に関して約１１ｍｍである。これにより、ヒータの高さ全体が少なくとも２２ｍｍとなり、このヒータは空気の通過のために使用されることができない。つまり、外部締め付け力を備えたこのような構造的形状又は外部保持フレームは、空気の通過のために使用することができない大きな領域を有する。このことが、このような電気ヒータが極めて小さな据付高さの場合に使用するのに適していない理由である。

外部保持フレーム又は外部締め付け動作を備えた電気ヒータが組み立てられる場合、組み立て時には好ましくない弾性的手段／フレームの接触圧力を打ち消すために面倒な手段が必要とされる。

これらの欠点により、現在のエアコンディショナのため、特に自動車に据え付けるための従来の保持フレームを備えたヒータはますます適していない。快適性重視の自動車におけるマルチゾーン空気調整のための空調機器は、大きな長さの、しかし小さな構造高さのヒータをますます必要としている。

さらに、特に金属から成る保持フレームを備えた従来の構造は大きな重量を有する。しかしながら、自動車に組み込むために、車両の全重量に関して、電気的補助ヒータが特に小さな重量で使用されることが望ましい。

金属製ホルダフレームの別の欠点はその導電性表面である。自動車における安全性を高めるために、金属表面は、その接触がいかなる危険性もなく、つまり導電又は熱伝導なしに可能であるように、ますます避けられている。このために、例えば特許文献１に示されたヒータの場合のように、前記ヒータには好適にはプラスチックのコーティングが提供されている。

独国特許出願公開第１０１２１５６８号明細書

本発明の課題は前記欠点を有していない改良された設計を備えた電気ヒータを提供することである。

前記課題は、少なくとも１つのＰＴＣ加熱エレメント（３）とラジエータエレメント（４）と、給電用接点シート（５，６）と、弾性エレメント（１２）とからなる層状構造と、細長いハウジング面に開放されるハウジング（２）とを有し、前記層状構造は前記弾性エレメント（１２）によってハウジング（２）内に締め付けられて保持される、電気ヒータであって、開口（１１）が、前記弾性エレメント（１２）を挿入するために前記ハウジング（２）内に横方向に設けられている、電気ヒータにより達成される。

また、前記課題は、ハウジングが、弾性エレメント（１２）を挿入するための横方向開口（１１）を有し、少なくとも１つのＰＴＣ加熱エレメント（３）と、ラジエータエレメント（４）と、給電用接点シート（５，６）と、弾性エレメント（１２）とからなる層状構造を受容するための、電気ヒータ用のハウジングにより達成される。

また、前記課題は、少なくとも１つのＰＴＣ加熱エレメント（３）と、ラジエータエレメント（４）と、給電用接点シート（６，７）と、弾性エレメント（１２）とからなる層状構造と、２つの半シェル（２ａ，２ｂ）からなり、かつハウジングの細長い面に開放されるハウジング（２）とを有し、前記層状構造は、次の取り付けステップ：前記ハウジングの第１の半シェル（２ａ）に、前記接点シート（６，７）と、前記ラジエータエレメント（４）と、前記ＰＴＣ加熱エレメント（３）とを挿入するステップと、前記第１の半シェル（２ａ）に、前記ハウジング（２）の第２の半シェル（２ｂ）を取り付けるステップと、層状構造の締め付けを行うために、組み立てられた前記ハウジング（２）の開口（１１）を通して前記弾性エレメント（１２）を挿入するステップとによって、前記弾性エレメント（１２）によって前記ハウジング（２）内に締め付けられて保持される、電気ヒータ（１）の製造方法により達成される。

本発明の電気ヒータ及び電気ヒータのためのハウジングは新たな構造上の原理を使用し、この場合、フレームと弾性的手段の機能が互いに分離されている。ＰＴＣ加熱エレメントと、ラジエータエレメントと、接点シートとは、ハウジング内で弾性的エレメントによってバイアスされている。ハウジングは、加熱されるべき空気がハウジング内を流過するように、長手方向の面に向かい合った開口を有している。長手方向の面は、機械的観点から特に安定して形成されており、したがって特に高い力を吸収することができる。このために、弾性的エレメントによって生じた締め付け力を吸収する横方向ストラットが、流過する空気のための細長い面の開口に設けられている。本発明による構造により、電気ヒータは、多くの形式で、特に利用できる構造的高さが小さな場合にも使用されることができる。

本発明の有利な発展によれば、横方向ストラットに加えてハウジング側部の開口には長手方向ストラットが設けられており、これによりストラットは格子構造を形成している。その結果、ストラット自体は特に薄く維持されることができ、ストラットは、空気の通過を僅かにしか妨害せず、それにもかかわらずハウジングのたわみ又は曲げを効率的に防止する。

空気の通過の妨害を最小限にするために、長手方向ストラットは、ＰＴＣ加熱エレメントの領域に配置されるように特別に配列されている。

好適にはハウジングはプラスチックから形成されている。プラスチックハウジングの本質的な利点は小さな重量と、フレキシブルな成形可能性と、低い製造コストである。

本発明の別の有利な実施形態において、ＰＴＣ加熱エレメントを相互に離間しながら締め付け方向に対して垂直な平面に保持するために位置決め手段がハウジングに設けられている。位置決め手段は好適にはハウジングの一部として形成されている。したがって、ヒータ内でＰＴＣ加熱エレメントの位置を固定するために別個の位置決めフレームはもはや必要ない。

本発明の有利な発展によれば、ハウジングは、ヒータの組み立て後に弾性エレメントを挿入するための横方向開口を有している。このことはこのようなヒータの製造を著しく容易にする。なぜならば、組み立て中に弾力を克服するための特別な装置が必要とされないからである。弾性手段は、組み立てられたハウジングが層状構造の圧縮中に弾性手段によって生じる力を吸収することができる場合、ハウジング内に挿入されるだけである。弾性手段は好適には溝内に案内される。

有利な実施形態によればハウジングは２つの半シェルから成る。このことはヒータの特に単純な組み立てを可能にする。このために、半シェルは、接合されることができるように構成されている。ハウジングの半シェルが接合される場合に２つの半シェルのロックを行うロッキングピン又はロッキング突起を使用することにより、特に迅速な組み立てが可能である。

両半シェルは、好適には、開放構造の向かい合ったハウジング側部の間のほぼ中央でハウジングを分割するように設計されている。その結果、ハウジングは開放構造の側部において特に安定的であり、ハウジングが締め付け力を吸収することができないか小さな締め付け力のみを吸収することができるのは、中央、すなわち２つの半シェルの分割線上においてのみである。

特定の実施形態において、２つの半シェルは、その分割線上に、半シェルを接合しかつ相互結合する場合に互いに係合する付加的な突出部及び凹所が設けられている。つまり、ハウジングは、２つの半シェルの分割線上の中央領域において、より大きな力を吸収することもできる。

弾性エレメントは、締め付け力を本質的に補強されたハウジング側部へ伝達するように構成されている。

弾性エレメントは、好適には斜めに突出した弾性セグメントを備えたシート部材から成っている。好適には弾性エレメントは弾性セグメントと一体的に形成されている。つまり、弾性手段は、最初に連続的な部材として製造され、製造中にロールによって供給されることができる。全ての弾性手段は、先行技術では別個に製造されなければならず、個々に種々異なる長さに製造されなければならない。ハウジングと弾性手段とは分割されているので、以前は約０．８ｍｍの弾性手段の厚さが、新たな構造原理によれば約０．３ｍｍの厚さまで減らすことができる。その結果、弾性手段は、少ない努力で、ヒータの効率をまったく減らすことなく製造されることができる。

電気ヒータの高い効率を達成するために、弾性セグメントがＰＴＣ加熱エレメントのそれぞれの位置のために提供されており、これにより、ＰＴＣ加熱エレメントのクランプが改良される。締め付け力を高めることによって特に高い効率を達成することができ、本発明によれば複数の弾性セグメント、好適に２つ又は３つが、ＰＴＣ加熱エレメントの領域に提供されている。

別の有利な実施形態によれば、弾性手段はシート部材から成っており、このシート部材から横方向に傾斜した個々の弾性セグメントが突出しており、弾性セグメントは、ばね手段の長手方向軸の周囲のたわみが不可能であるように、ばね手段を機械的に補強している。このために、弾性セグメントはそれぞれ弾性手段の縁部内へ伸びており、これにより、弾性手段は、安定した外部ハウジング縁部上に支持されることができる。つまり、ハウジングは、縁部において力を吸収するのみであり、中央においてより安定的でなく形成されることができる。

電気ヒータの特定の発展によれば、長手方向ストラットと層状構造との間にシールが設けられている。

特にシリコーンシールのような、このようなシールは、好適には１つの部分として形成されており、格子構造全体をシールする。

本発明の別の有利な実施形態は、弾性チャネルが、弾性エレメント（１２）を受け取るためにハウジング（２）内に形成されている。

また、ハウジング（２）内にヒータのエレメントを予め固定するための位置決め手段（３４）を有することが好ましい。

また、ハウジング（２）内の位置決め手段（３４）は、挿入中に弾性エレメント（１２）を案内するための溝を形成していることが好ましい。

また、ハウジングの細長い面は、少なくとも１つの横方向ストラット（９）によって機械的に補強されることが好ましい。

また、ハウジングの細長い面におけるストラット（８，１０）は、格子構造の形状を有することが好ましい。

また、格子構造は、ＰＴＣ加熱エレメント（３）の領域内に少なくとも１つの長手方向ストラット（１０）を有することが好ましい。

また、ハウジング（２）は、プラスチックから作られていることが好ましい。

また、ハウジング（２）は、ＰＴＣ加熱エレメント（３）を互いに間隔を置いて保持するための位置決め手段（５）を有することが好ましい。

また、ハウジング（２）は、２つの半シェル（２ａ，２ｂ）を有することが好ましい。

また、ハウジング（２）の半シェル（２ａ，２ｂ）は、接合されることができることが好ましい。

また、ハウジング（２）の半シェル（２ａ，２ｂ）が接合されるとき、２つの半シェル（２ａ，２ｂ）のロックを行うロッキングピン（１８）又はロッキング突起（３１）を有することが好ましい。

また、半シェル（２ａ，２ｂ）は、ハウジングの細長い面の間のほぼ中間でハウジング（２）を分割するように構成されることが好ましい。

また、半シェル（２ａ，２ｂ）が組み立てられるとき、互いに係合する半シェル（２ａ，２ｂ）の分割線上に設けられるそれぞれ対向する突出部（１６，１７；３２ａ，３２ｂ）を有することが好ましい。

また、弾性エレメント（１２）は、締め付け力をハウジングの補強された長手方向側部へ伝達するように構成されていることが好ましい。

また、弾性エレメント（１２）は、シート部材（２５）からなり、シート部材（２５）から突出する弾性セグメント（２６）を備えたことが好ましい。

また、各弾性セグメント（２６）は、弾性エレメント（１２）の長手方向側部の端部に延びることが好ましい。

また、弾性エレメント（１２）は、弾性セグメント（２６）と一体に作られていることが好ましい。

また、締め付け力を発生させるための少なくとも１つの弾性セグメント（２６）は、摩擦締め付け動作のために各ＰＴＣ加熱エレメントの位置に設けられることが好ましい。

また、少なくとも２つの弾性セグメント（２６）が、各ＰＴＣ加熱エレメントの位置に設けられることが好ましい。

また、ＰＴＣ加熱エレメント（３）に対して長手方向ストラット（１０）をシールするための少なくとも１つのシール（２４）を有することが好ましい。

また、シール（２４）は、格子構造（９，１０）全体をシールすることが好ましい。

また、ハウジング側部のシール（２４）は、それぞれ一体に作られることが好ましい。

また、本発明のハウジングにおいて、弾性チャネルが、弾性エレメント（１２）を挿入するためのハウジング内に形成されていることが好ましい。

また、ヒータのエレメントを予め固定するために、ハウジング内に位置決め手段（３４）を有することが好ましい。

また、ハウジング内の位置決め手段（３４）は、弾性エレメントを案内するための溝を形成していることが好ましい。

また、ハウジングの細長い面は、少なくとも１つの横方向ストラット（９）によって機械的に補強されることが好ましい。

また、開放構造を有するハウジングの細長い面内のストラット（９，１０）は、格子構造の形状であることが好ましい。

また、ハウジングは、プラスチックから作られていることが好ましい。

ここで本発明を添付された図面を参照しながら好適な実施形態に関して説明する。
自動車において使用するための従来の電気ヒータとは対照的に、本発明によるヒータはプラスチックの２つの半シェルから成っている。製造時に、１つのハウジング半部がまず容易に装着されることができ、次いでハウジングは、第２のハウジング半部を取り付けることによって完成される。

図１から図４までは、本発明によるヒータの連続的な組み立て段階を示しており、これらの段階は、本発明によるヒータの構造を示している。図１は、ハウジングの半シェル２ａ，２ｂの一方の半シェル２ａを示す斜視図である。接点シート６と、ラジエータエレメント４と、その隣にＰＴＣ加熱エレメント３が半シェル２ａに挿入されている。容易な組み立てのために、案内レールと位置決め手段とがそれぞれ全ての構成部材のために提供されている。特に接点ピン６ａを備えた接点プレート６の位置は、ガイド６ｂ（及び、それぞれ図２における接点プレート７のためには７ｂ）を介する挿入の間に規定される。ラジエータエレメント４は好適には波形のリブエレメントの形式で設計されている。波形のリブエレメントの一方の側には接点プレートが設けられている。ガイド４ａは、波形のリブエレメント４の接点プレートの両端部のためにハウジングの内部に側方に設けられている。前記ガイドは組み立てを容易にするためにのみ働く。つまり、択一的な実施形態では、ガイドは省略されることもできる。

据え付けられた状態においてもＰＴＣ加熱エレメント３を互いに絶縁するために、位置決め手段５が、ＰＴＣ加熱エレメント３を互いに間隔を置いた関係で保持するようにハウジングの半シェルに設けられている。前記位置決め手段５は好適には長手方向ストラット１０においてハウジング側面に取り付けられている。前記ストラットを以下に詳細に説明する。

図２に示されているように、ラジエータエレメント４と、プラグ接点７ａを備えた接点プレート７がやはりＰＴＣ加熱エレメント３の上方に設けられており、図１に示されて構造に適応している。ハウジングの第２の半シェル２ｂは、このように装備された第１の半シェル２ａに取り付けられることができる。ハウジングの両半シェルは好適には、これらの半シェルの分割線は、２つの細長いハウジング面（通路開口を有している）の間のほぼ中央において延びるように構成されている。

両半シェル２ａ，２ｂには個々に向かい合った半シェルにおいてロッキングピン１８と対応するボアとが設けられていることにより、ハウジングの組み立ては特に単純化されることができる。２つの半シェルが合わせられると、第２の半シェル２ｂが第１の半シェル２ａに完全に取り付けられるやいなやこれらの半シェルはロックする。

電気ヒータの組み立てられたハウジングが再び図３に示されている。図３に示されているように、それぞれのハウジング半部２ａ，２ｂは、空気が流過するための開口を備えた細長い面に設けられている。

ＰＴＣ加熱エレメントによって熱発生の効率を高めるために、前記エレメントは、図１及び図２に関して説明された層状構造に、ハウジング内に締め付けられる。この締め付け動作は付加的な弾性エレメント１２によって行われる。好適には、弾性エレメントは、少なくともハウジングの内側と層状構造との間に挿入されている。さらに、このような弾性エレメントは、ハウジングの反対側の内側と層状構造の間、又は層状構造内の所定の位置に挿入されてもよい。

ハウジングが、ハウジングの変形なしに締め付け力を吸収できるために、細長いハウジング面は機械的に補強されている。ハウジングは、機械的に補強されたハウジング面の間において、特に分割線の領域においては高い締め付け力を吸収することができない。

特に高い締め付け力を吸収することができるために、加熱される空気のための横方向開口の内部に横方向ストラット９が設けられている。前記横方向ストラットにより、ハウジングは、ハウジングのあらゆるたわみ又は変形なしに十分に高い締め付け力を吸収することができる。ストラットを備えた半シェルはそれぞれ一体的に形成されており、好適にはプラスチックから形成されている。

特に有利な実施形態において、横方向ストラット９は１つ以上の長手方向ストラット１０によって補充されており、これにより、ストラット９と１０とは格子構造の形状を有している。このような格子構造を備えることにより、横方向ストラット９は特に薄く形成されることができ、空気の通過を妨害しない。それと同時にハウジングの湾曲が効率的に防止される。

ハウジングの機械的に補強された面の間のハウジングの安定性は、有利な実施形態においては、半シェルの上側及び下側の特別な設計によって高められている。このために、突出部１６及び凹所１７が、それぞれの半シェル２ａ．２ｂのハウジング上側及び下側にそれぞれ設けられており、半シェルが合わせられたときに互いに係合するように配置されている。つまり上側及び下側の機械的な安定性は、機械的に補強された細長いハウジング面の間で高められている。

ハウジングがハウジングのいかなる変形もなしに高い締め付け力を吸収することができるのは組み立て後においてのみであるので、弾性エレメント１２はハウジングの組み立て後に初めて挿入されることができる。このために、ハウジング２にはハウジング側部において開口１１が設けられている。このような開口は好適にはハウジング２の狭い側に設けられている。それぞれのハウジング半部２ａ，２ｂは対応する凹所を有しており、この凹所は、ハウジング２の組み立てられた状態において、互いに補い合って、弾性エレメント１２を挿入するためのスリット１１を形成する。弾性エレメント１２を挿入するための弾性チャネルを形成するためのハウジングの内側の特別な設計を、図１０から図１２までを参照して以下に説明する。

ハウジングに設けられた位置決め手段４ａ，５，６ｂ，７ｂは、ヒータの予備配置されたエレメントが弾性エレメントのための十分な空間を残すように配置されている。より具体的には、予備配置されたエレメントは、弾性手段によって行われる締め付け方向で遊びを有しながら固定されており、これにより弾性手段を可動に保持しており、弾性手段によって生じる締め付け圧力を吸収する。

図４に示されているように、弾性エレメント１２は、締め付け圧力を生じさせるための複数の個々の弾性セグメントを有している。弾性エレメント１２の好適な実施形態を、図１０ａ，１０ｂ及び１０ｃを参照に以下に説明する。

例示された実施形態において、接点プレート６及び７がそれぞれ外側において層状構造に配置されており、ラジエータエレメント４を介してＰＴＣ加熱エレメント３への給電が行われる。前記構造は、ＰＴＣ加熱エレメント３と、熱を流過する空気に放出するラジエータエレメント４との間の良好な熱転移を行い、したがって熱伝導損失は極めて小さい。

接点プレートがヒータのエレメントの層状構造の上端部及び下端部に配置されていることにより、空気の通過が実質的に妨害されない。これにより、空気通過容積を減じることなく構造高さを小さく保持することができる。

機械的観点から特に安定して形成された細長いハウジング面を備えた、本発明によるハウジング設計により、締め付け力は、従来の方法のように保持フレームの側部バーによって受け取られない。

つまり、ハウジングの狭い側はあらゆる所望の形式に設計されることができる。好適には、ハウジングの狭い側は、ヒータの機械的固定及び電気的接触を許容するように設計されている。電気的接触のために、ハウジングの少なくとも１つの狭い側は、あらゆる所望の形式で給電のためのコネクタの形状に適応されていることができる。

狭い側の設計は図１から図４までに例として示されている。ハウジングの左側には、両ハウジング半部にそれぞれ形成された突出部１３ａ，１３ｂからコネクタ形状が形成されている。２つの接点プレート６，７のコネクタ舌片６ａ及び７ａが前記コネクタ内へ突入している。反対側において、コネクタ１４は突出部１４ａ，１４ｂから形成されており、コネクタは基本的に電気ヒータの機械的取付けを行う。ハウジング２の狭い側は大きな力を吸収することができないので、狭い側は、機械的及び／又は電気的締結のためのあらゆる所望の形式で設計されることができる。

図５から７まではハウジング及び対応する電気ヒータの別の実施形態を示している。図５は、図１から図４までの実施形態よりも小さく形成されているが、より大きな空気の通過のためのより大きな断面積を有している電気ヒータ２０の実施形態の斜視図を示している。このために、ヒータは、層状構造の複数の平面にＰＴＣ加熱エレメント３を有している。図１とは異なり、矩形のＰＴＣ加熱エレメント３の長手方向側は、ヒータの細長いハウジング面に対して平行に向けられている。

ラジエータエレメント４と、ＰＴＣ加熱エレメント３と、電極シート２１、２２とから成る層状構造おけるＰＴＣ加熱エレメント３を備えたそれぞれの層に基づき、長手方向ストラット１０がそれぞれＰＴＣ加熱エレメント３を備えた層のレベルに設けられている。例示された実施例では、ＰＴＣ加熱エレメント３を備えた全部で４つの層が、ひいては４つの長手方向ストラットも設けられている。図１から図４までのヒータよりも、ヒータの長手方向範囲が大きいので、前記実施形態はより多くの横方向ストラット９をも有している。

第１の実施形態と対照的に、２つの弾性エレメント１２が、例示されたヒータに使用され、２つのエレメントはハウジングの狭い側のそれぞれ上端部及び下端部に挿入される。弾性手段は、それぞれ、弾性エレメント１２から突出する弾性セグメント２６が、ハウジング表面から層状構造に向けて突き出るように挿入される。このことは図示されていないが、別の弾性エレメント１２も、層状構造へ、例示された位置の間に挿入されることができる。

ＰＴＣ加熱エレメント３を備えた、この実施形態に例示された複数の層のために、相当するようなより大きな数の接点シートが必要である。接点シート２２の最も上方及び最も下方のものは、それぞれ上方ハウジング内部及び下方ハウジング内部に隣接して配置される。３つの中間接点シートは、それぞれＰＴＣ加熱エレメントを備える３つの下層に隣接して配置される。すなわち長手方向ストラット１０の３つの下方のものと適合させる。

各接点シート２１，２２は、フレームから突出する接触舌片２１ａ，２２ａを有する。接触舌片２１ａ，２２ａが突出するハウジング側部２３は、あらゆる設計を有しても良い。特殊な実施形態が、図６に示される。図５に示されるようなハウジング２３は、個々に適応させられたコネクタ形状２５を取り付け又は接着されて有する。前記接着されたコネクタ形状は、それぞれの要件、例えば種々のタイプのプラグ接点を使用する種々の自動車製造業者の車両におけるヒータ設置のための要件に適応させることができる。図６に示された実施形態において、取り付け可能なコネクタアタッチメント２５は、締結穴を備える機械止めと、接触舌片２１ａ，２２ａが配置されるコネクタシュー２５ａとからなる。

別の特別な実施形態によれば、ハウジングはシリコーンシールを用いて横方向にシールされる。シリコーンシール２４は、好適には図５から７及び１１，１２に示されるように、長手方向ストラットに配置される。ここでは、シリコーンシール２４は、長手方向ストラットに、すなわちそれぞれがＰＴＣ加熱エレメント３のレベルに正確に配置される。

シール挿入時の組み立てを容易にするために、シリコーンシール２４は、ストラットの格子構造の形状を有する。それにより、長手方向ストラットのためのシールが、個々に挿入される必要がなく、１つのステップで全体として挿入されることができるので、製造が著しく単純化される。

図８及び９は、別の実施形態を示す斜視図である。前記実施形態は、特に横方向ストラットの数によって図６及び７に示される実施形態と異なる。この実施形態において、より少ないが、より安定した横方向ストラットの使用がなされる。

好適には、横方向ストラットは、３０から４０ｍｍの距離で配置される。４０ｍｍより大きな、特に約６０ｍｍから始まる横方向ストラットの距離で、締め付け力は、横方向ストラットによってもはや十分な程度で受け取られることができない。対照的に、３０ｍｍ未満、特に２０ｍｍ未満の横方向ストラットの距離より少なければ、空気の通過は、ヒータの細長い面によって著しく妨害される。

図１０から１２は、ハウジングの２つの半シェルの内部の設計用の特殊な実施形態を示す。半シェルの内部構造は、弾性手段１２が、ハウジングの２つの半シェルの組み立て後に挿入されることができる弾性チャネルを有する。弾性チャネルは、挿入時、すなわち横方向に延びる溝を介して、弾性手段の案内を行う。溝は、例えば突出部３４によって、かつハウジングの上側によって又は例示された実施形態のように、ロッキングタブ３２ａ，３２ｂを介して形成される。

突出部３４は、弾性手段挿入のための弾性チャンネルの一方の側部を形成するのみでなく、ヒータのエレメントの位置決め補助具として役立つ。これらは、組み立て後に挿入される弾性手段の挿入チャンネルの周りでハウジング内に遊びを有しながら突出部３４によって（予め）固定される。

その上、図１０から１２に示された実施形態は、より大きな剛性を有する。このような追加の剛化は、例えば次の理由によって要求されることもある。「広範囲ヒータ」、すなわち小型であるが、大きな空気の通過のための大きな範囲を備えて形成されたヒータの場合にも高い効率を達成するために、非常に高い締め付け力が必要である。しかしながら、約１７０℃のハウジングの温度で、使用されるプラスチック材料の剛性は、減少する。更に、弾性手段は、使用される弾性セグメントが、弾性手段の端部から約２ｍｍから２．５ｍｍの最小距離を有するので、ハウジングの端部にだけでなく力を伝達することができる。しかしながら、上方及び下方ハウジング側部のたわみを防ぐために、前記側部は、好適には更に剛化される。このために、反対側に配置されたロッキングタブ３２ａ，３２ｂが、それぞれハウジングの両方の半シェル内に設けられる。各ロッキングタブは、反対側のハウジング半部の方向に突出し、組み立て時に、ロッキング突起３１を介して噛み合わされる。この、上方及び下方ハウジング側部に歯を付けることにより、その機械的剛性は、高められ、たわみが回避される。

剛性が更に増加することは、追加の側壁３５，３６によって達成されることができる。前記側壁３５，３６は、それぞれ前の側壁の上に配置され、支持エレメント３３を介してそこに接続される。上側及び下側の機械的剛性は、それにより、ハウジングが、特に大きな締め付け力を受けられるように増加されることができる。このことにより「広範囲構造」、すなわち多数のＰＴＣエレメントの重畳層及び挿入されるラジエータエレメントを有するヒータが可能になる。

弾性エレメント１２の構造は、図１５ａ，１５ｂ，及び１５ｃを参照して次に記載される。図１５ａは弾性エレメント１２の平面図を、図１５ｂは側面図を、及び図１５ｃは弾性エレメント１２の斜視図を示す。

弾性部材１２は、シート部材２５と、そこから突出する弾性セグメント２６とからなる。好適には、弾性エレメント１２は、一体に作られ、各弾性セグメントは、シート部材２５から、３つの側部で穴を開けられ、シート部材２５の横方向に軸２９の周りに曲げられる。穴を開けられたセグメントが外側に曲げられる角度αは、ほぼ５°〜３０°の間であり、好適には１５°〜２０°の間である。弾性エレメント１２の構造は、横方向のたわみを防ぎ、長手方向のたわみのみを可能にする。結果として、弾性エレメントは、締め付け力の発生する間に支持されるハウジング端部のみに影響を与える。つまり弾性手段は、ハウジングと理想的に協働し、ハウジングは、その構造のために、ハウジングの側で大きな力のみを受け取ることができ、分割線の領域の中間で荷重を負う能力が低下する。好適には、弾性セグメントの横方向端部は、このために弾性エレメントの端部に近接して配置される。

図１５ａ，１５ｂ及び１５ｃの図解は、略図に過ぎない。弾性セグメント２６は、矩形である必要はないが、異なる幅及び傾斜の領域を有しても良い。例えば、各弾性セグメントは、弾性エレメントが改良された方法でハウジングに押し込まれることを可能にするために、僅かに平坦にされたより広い端面を有しても良い。

図１６ａは、（例えば図９による）「広範囲ヒータ」のための細長い実施形態におけるラジエータエレメント４と、それに接続した接点シート６を示す。対応する弾性エレメントは、図１６ｂに示される。弾性エレメントは、多数の連続して配置された弾性セグメント２６を有する。各弾性セグメント２６は、約１５Ｎの接触圧力を及ぼすことができる。接触圧力を高めるために、図１６ｂによる弾性セグメントは、２つ以上の弾性セグメント２６が、ＰＴＣエレメントの表面を横切って配置されるように相次いできつく位置決めされる。このことにより、締め付け圧力が２倍に、又は３倍にもなる。従来のフレーム取り付けとは対照的に、締め付け圧力が、ここでは、弾性手段の長さ全体にわたって、均一に及ぼされる。

締め付け力が、弾性セグメント２６によって吸収されることを可能にするため、ハウジングの細長い面は、２から５以下までの弾性セグメント２６が、２つの連続する横方向ストラット９の間に配置されるように、横方向ストラット９を備えることができる。

図４による実施形態は、２つ以上の隣接して配置された弾性セグメントを備えた弾性エレメント１２を示している。この実施形態は、大きな深さを有するハウジング形状の場合に有利である。

約０．８ｍｍの厚さの弾性手段が、従来のやり方で使用されている間、０．２から０．５ｍｍ、好適には約０．３ｍｍの厚さを有する弾性エレメントが、新規な構造的原理において用いられる。このことは、弾性セグメントの小さな長さでも弾性セグメント２６の弾性動作を生じさせる。

本発明のヒータの特別な利点は、弾性エレメントが、初め継ぎ目のない部材として製造されることができ、つまり製造中にロールから供給されることができることである。従来的には、各弾性セグメントは、別個に作られ、様々なヒータの長さ全部に関して個々に製造されている。更に、ヒータ当り１つのみの弾性エレメントを提供すれば十分である。

小さな構造的高さ以外に、本発明のヒータの特別な利点は、前記ヒータが特に簡単に製造されることができることである。ヒータは、図１から４に関連して記載されたように組み立てられる。本発明によれば、個々のエレメントは、−従来のヒータと対照的に−層状構造に影響を与える締め付け力なしに組み立てられる。弾性手段が、組み立てられたハウジングに滑動するのは、ハウジング組み立て後のみである（図４参照）。

要するに、本発明はフレーム及び弾性手段の機能が互いに分割される、電気ヒータの新規な構造的原理に言及している。電気ヒータのフレームとしてハウジングが使用され、ハウジングは、２つの半シェルからなる。ＰＴＣ加熱エレメントの位置決め補助具は、ハウジング内に配置される。ハウジングの長手方向側部は、加熱レジスタを通過する空気の通過を可能にするために、実質的に開放される。その上、ＰＴＣ加熱エレメント、接点シート及びラジエータエレメントの層状構造を圧縮する弾性手段は、追加してハウジングに挿入される。弾性手段は、ハウジング内に横方向に設けられる開口を通ってその後にハウジングに滑動されることができる。結果として、ハウジングは、機械的に装填されることができるとき、組み立て後に弾力にさらされるのみである。

新規な構造的原理は、多数の利点を有する。一方で、金属フレームが使用されないので、本発明による構造によって、同じ加熱容量で、重量が著しく、すなわち約５０パーセントまで減少させられることができる。更に、追加手段なしで、かつ追加重量なしで、ヒータは、露出した金属表面を有さない。別の利点は、従来のヒータよりも約３０パーセント下回る、低い構造的高さである。つまり、先行技術におけるよりも遥かに小さい加熱手段も実現することが可能であるが、それにもかかわらず加熱手段は、電気的及び熱的接触を増加させるために用いられる締め付け原理により高い効率を達成する。更に、従来の保持フレーム構造で、甚大な努力を払ってのみ実現されることができる、長い加熱エレメントを製造することも可能である。

更に、従来の位置決めフレームは、ＰＴＣ加熱エレメントを離間して保持し、かつそれを保護するために使用されず、ＰＴＣ加熱エレメントは、ハウジング突出部を介して互いに直接分割される。

更に、製造努力が、従来のヒータと比較して著しく減少される。本発明のヒータ製造は、製造工程において、フレームの弾力を克服するために、特別な装置が必要とされないので、遥かに容易である。

構造的原理は、長手方向のバーに影響を与える締め付け力を吸収するための保持フレームの側部バーの特別な設計を要求しない。つまり本発明のハウジングの狭い側は、ハウジングから突出する接点シートのコネクタ舌片を取り囲むあらゆる所望のコネクタ形状にも設計において適応させることができる。

その上、弾性手段は、それにより著しく低いコストで製造されることができる。一方で、弾性手段の厚さは、減少させられることができ、つまり材料が省かれることができる。他方で、弾性エレメントは、今や連続部材として初めて製造されることができ、製造中にロールから提供されることができる。更に、単一の弾性部材で十分である。

部分的に装備された電気ヒータのハウジングの半シェルの斜視図である。 完全に装備された電気ヒータのハウジングの半シェルの斜視図である。 電気ヒータの斜視図である。 弾性エレメントが挿入された電気ヒータの斜視図である。 本発明によるヒータの別の実施形態の斜視図である。 図５に示された実施形態の別の斜視図であり、この場合、ハウジング側部が例として特別なコネクタ形状に適応させられている。 図５に示された実施形態の別の詳細図である。 組み立て中における本発明によるヒータの別の実施形態の斜視図である。 図８による組み立てられた実施形態の斜視図である。 本発明の別の実施形態のハウジングの半シェルの内側の詳細図である。 図１０の実施形態による組み立てられたハウジングの断面図である。 図１１に示された図の拡大詳細図である。 シリコーンシールを備えたハウジングの細長い面の格子構造の内部図である。 シールを備えたハウジングの半シェルの拡大斜視断面図である。 図１５ａ，１５ｂ及び１５ｃは本発明による弾性エレメントの様々な図である。 前記エレメントに取り付けられた接点シートを備えた波形リブエレメントの図である。 特に図８による本発明の実施形態に挿入されることができる別の弾性エレメントの図である。

符号の説明

１ 電気ヒータ
２ ハウジング
２ａ 半シェル
２ｂ 半シェル
３ ＰＴＣ加熱エレメント
４ ラジエータエレメント
５ 接点シート
６ 接点シート
７ 接点シート
８ ストラット
９ 横方向ストラット
１０ ストラット
１１ 開口
１２ 弾性エレメント
１６ 突出部
１７ 突出部
１８ ロッキングピン
２４ シール
２５ シート部材
２６ 弾性セグメント
３１ ロッキング突起
３２ａ 突出部
３２ｂ 突出部
３４ 位置決め手段

Claims (31)

1. 少なくとも１つのＰＴＣ加熱エレメント（３）とラジエータエレメント（４）と、給電用接点シート（５，６）と、弾性エレメント（１２）とからなる層状構造と、
   細長いハウジング面に開放されるハウジング（２）とを有し、
   前記層状構造は前記弾性エレメント（１２）によってハウジング（２）内に締め付けられて保持される、電気ヒータであって、
   開口（１１）が、前記弾性エレメント（１２）を挿入するために前記ハウジング（２）内に横方向に設けられている、電気ヒータ。
2. 弾性チャネルが、前記弾性エレメント（１２）を受け取るために前記ハウジング（２）内に形成されている、請求項１に記載の電気ヒータ。
3. 前記ハウジング（２）内にヒータの前記エレメントを予め固定するための位置決め手段（３４）を有する、請求項１又は２に記載の電気ヒータ。
4. 前記ハウジング（２）内の前記位置決め手段（３４）は、挿入中に前記弾性エレメント（１２）を案内するための溝を形成している、請求項３に記載の電気ヒータ。
5. 前記ハウジングの細長い面は、少なくとも１つの横方向ストラット（９）によって機械的に補強される、請求項１から４のいずれかに記載の電気ヒータ。
6. 前記ハウジングの細長い面におけるストラット（８，１０）は、格子構造の形状を有する、請求項５に記載の電気ヒータ。
7. 前記格子構造は、前記ＰＴＣ加熱エレメント（３）の領域内に少なくとも１つの長手方向ストラット（１０）を有する、請求項５又は６に記載の電気ヒータ。
8. 前記ハウジング（２）は、プラスチックから作られている、請求項１から７のいずれかに記載の電気ヒータ。
9. 前記ハウジング（２）は、前記ＰＴＣ加熱エレメント（３）を互いに間隔を置いて保持するための位置決め手段（５）を有する、請求項１から８のいずれかに記載の電気ヒータ。
10. 前記ハウジング（２）は、２つの半シェル（２ａ，２ｂ）を有する、請求項１から９のいずれかに記載の電気ヒータ。
11. 前記ハウジング（２）の前記半シェル（２ａ，２ｂ）は、接合されることができる、請求項１０に記載の電気ヒータ。
12. 前記ハウジング（２）の前記半シェル（２ａ，２ｂ）が接合されるとき、２つの前記半シェル（２ａ，２ｂ）のロックを行うロッキングピン（１８）又はロッキング突起（３１）を有する、請求項１１に記載の電気ヒータ。
13. 前記半シェル（２ａ，２ｂ）は、前記ハウジングの細長い面の間のほぼ中間で前記ハウジング（２）を分割するように構成される、請求項１０から１２のいずれかに記載の電気ヒータ。
14. 前記半シェル（２ａ，２ｂ）が組み立てられるとき、互いに係合する前記半シェル（２ａ，２ｂ）の分割線上に設けられるそれぞれ対向する突出部（１６，１７；３２ａ，３２ｂ）を有する、請求項１３に記載の電気ヒータ。
15. 前記弾性エレメント（１２）は、締め付け力を前記ハウジングの補強された長手方向側部へ伝達するように構成されている、請求項１から１４のいずれかに記載の電気ヒータ。
16. 前記弾性エレメント（１２）は、シート部材（２５）からなり、前記シート部材（２５）から突出する弾性セグメント（２６）を備えた、請求項１から１５のいずれかに記載の電気ヒータ。
17. 各前記弾性セグメント（２６）は、前記弾性エレメント（１２）の長手方向側部の端部に延びる、請求項１６に記載の電気ヒータ。
18. 前記弾性エレメント（１２）は、前記弾性セグメント（２６）と一体に作られている、請求項１７に記載の電気ヒータ。
19. 締め付け力を発生させるための少なくとも１つの前記弾性セグメント（２６）は、摩擦締め付け動作のために各前記ＰＴＣ加熱エレメントの位置に設けられる、請求項１６から１８のいずれかに記載の電気ヒータ。
20. 少なくとも２つの前記弾性セグメント（２６）が、各前記ＰＴＣ加熱エレメントの位置に設けられる、請求項１９に記載の電気ヒータ。
21. 前記ＰＴＣ加熱エレメント（３）に対して長手方向ストラット（１０）をシールするための少なくとも１つのシール（２４）を有する、請求項１から２０のいずれかに記載の電気ヒータ。
22. 前記シール（２４）は、格子構造（９，１０）全体をシールする、請求項２１に記載の電気ヒータ。
23. 前記ハウジング側部の前記シール（２４）は、それぞれ一体に作られる、請求項２２に記載の電気ヒータ。
24. ハウジングが、弾性エレメント（１２）を挿入するための横方向開口（１１）を有し、
    少なくとも１つのＰＴＣ加熱エレメント（３）と、ラジエータエレメント（４）と、給電用接点シート（５，６）と、弾性エレメント（１２）とからなる層状構造を受容するための、電気ヒータ用のハウジング。
25. 弾性チャネルが、前記弾性エレメント（１２）を挿入するための前記ハウジング内に形成されている、請求項２４に記載のハウジング。
26. 前記ヒータの前記エレメントを予め固定するために、前記ハウジング内に位置決め手段（３４）を有する、請求項２４又は２５に記載のハウジング。
27. 前記ハウジング内の前記位置決め手段（３４）は、前記弾性エレメントを案内するための溝を形成している、請求項２６に記載のハウジング。
28. 前記ハウジングの細長い面は、少なくとも１つの横方向ストラット（９）によって機械的に補強される、請求項２４から２７のいずれかに記載のハウジング。
29. 開放構造を有する前記ハウジングの細長い面内のストラット（９，１０）は、格子構造の形状である、請求項２８に記載のハウジング。
30. 前記ハウジングは、プラスチックから作られている、請求項２４から２９のいずれかに記載のハウジング。
31. 少なくとも１つのＰＴＣ加熱エレメント（３）と、ラジエータエレメント（４）と、給電用接点シート（６，７）と、弾性エレメント（１２）とからなる層状構造と、２つの半シェル（２ａ，２ｂ）からなり、かつハウジングの細長い面に開放されるハウジング（２）とを有し、前記層状構造は、次の取り付けステップ：
    前記ハウジングの第１の半シェル（２ａ）に、前記接点シート（６，７）と、前記ラジエータエレメント（４）と、前記ＰＴＣ加熱エレメント（３）とを挿入するステップと、
    前記第１の半シェル（２ａ）に、前記ハウジング（２）の第２の半シェル（２ｂ）を取り付けるステップと、
    層状構造の締め付けを行うために、組み立てられた前記ハウジング（２）の開口（１１）を通して前記弾性エレメント（１２）を挿入するステップとによって、前記弾性エレメント（１２）によって前記ハウジング（２）内に締め付けられて保持される、電気ヒータ（１）の製造方法。