JP2007157528A - Ｐｔｃヒータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で、各電極とＰＴＣ素子との間の接圧を常に確保できると共に、電気的ショートの虞が無いＰＴＣヒータ構造を提供する。
【解決手段】ヒータ本体１５の樹脂ハウジング部材１６内部には、中央部に面内，外方向に貫通される開口部１６ａが形成されていて、発熱部材２０…が複数本、並設されている。
この発熱部材２０は、主に、一対の電流を供給する電極としての金属板材２１，２１に挟持されて複数のＰＴＣ素子２２が、この金属板材２１の長手方向に沿って、所定の間隔を置いて配列されて、樹脂材料によってインサート成型されることにより、周囲が、樹脂枠体２２で覆われている。
樹脂枠体２２の側面開口部２２ａ内には、絶縁層２５が設けられて、この絶縁層２５を介して、放熱フィン部材２４が、金属板材２１の側面部に当接されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の空調ユニット等の温度調整に用いられるＰＴＣヒータ構造に関する。

従来、図１２に示すようなＰＴＣヒータ構造が知られている（例えば、特許文献１等参照）。

まず、構成から説明すると、このような従来のＰＴＣヒータ構造では、ヒータの筐体１を構成する一対のハウジング２，３間に、複数の発熱部材７…が、放熱フィン部材４…を各々介在させて、並設されている。

この発熱部材７は、通電により発熱する複数のＰＴＣ素子５…が、一対の金属板端子材６，６に挟持されて、主に構成されている。

そして、これらの発熱部材７…及び放熱フィン部材４…の左，右両側部には、これらの各ＰＴＣ素子５…が、一対の金属板端子材６，６によって圧接されるように、バネ部材８，８が設けられている。

このバネ部材８は、各両端部８ａ，８ａが、前記ハウジング２，３内に収納されると共に、押さえ板部材９，９によって、側面が覆われるように構成されている。

次に、この従来のＰＴＣヒータ構造の作用について説明する。

このように構成された従来のＰＴＣヒータ構造では、前記両側に設けられた一対のバネ部材８，８によって、各ＰＴＣ素子５…が、各金属板端子材６，６によって、側面方向から圧接されて、挟持されている。

このため、各金属板端子材６…の端子部６ａに通電が行われると、これらのＰＴＣ素子５…が発熱すると共に、前記各放熱フィン部材４…にこれらの熱が伝えられて、放熱される。

また、他の従来のＰＴＣヒータ構造として、図１３に示すようなものも知られている（例えば、特許文献２等、参照）。

このようなものでは、ＰＴＣ素子５の両側に、各々電極層１０，１０及び電極板１１，１１を介在させて、絶縁板１２，１２が設けられている。

そして、これらの絶縁板１２，１２の外側を覆うように、アルミチューブ筐体１３が設けられていて、カシメ部１３ａがカシメ止め等されることにより、前記ＰＣＴ素子５に、各電極層１０，１０及び電極板１１，１１が圧接されるように構成されている。
欧州特許出願公開０３５０５２８号明細書（図１） 特開２００１−２８４０２３号公報

しかしながら、このような従来のＰＴＣヒータ構造は、押さえ部材９，９の各両端部９ａ，９ａが、前記バネ部材８，８の両端部８ａ，８ａと共に、前記ハウジング２，３に外れないように係止されることにより、前記ＰＴＣ素子５…を前記金属板端子材６，６で圧接する方向に押さえつけている。

このため、図１２中二点鎖線で示すように、この押さえ部材９の中央部９ｂが撓んで、外側に膨出する変形を発生させる。

このように、押さえ部材９が撓み変形を起こすと、前記バネ部材８，８による押圧力が、中央部近傍の前記各ＰＴＣ素子５を挟持する力として伝達されなくなり、圧接力が、各々のＰＴＣ素子５，５で不均一となる。

このように、ＰＴＣ素子５，５が、電流を供給する電極としての金属板端子材６，６に対して不均一な圧接力で当接すると、発熱性能が低下する虞があった。

また、前記金属板端子材６，６の上，下両側面（図１２中紙面前後方向側面）が開放されているので、放熱フィン部材４，４の帯電等により、導体異物が、この上，下両側面に付着すると、これらの金属板端子材６，６間で、電気的ショートを発生させる虞があった。

更に、前記他の従来のＰＴＣヒータ構造では、前記電極板１１，１１と、アルミチューブ筐体１３との間に介在される絶縁板１２が、製造時の破損及び使用中の劣化、破損等によって、このアルミチューブ筐体１３内の回路に電気的ショートを発生させる虞があった。

しかも、前記アルミチューブ筐体１３等は、高価で、前記バネ部材８，８等と共に、部品点数が増大することにより、製造コストが上昇してしまうといった問題もあった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、安価で、各電極とＰＴＣ素子との間の接圧を常に確保できると共に、電気的ショートの虞が無いＰＴＣヒータ構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、ヒータ本体を構成する筐体の内部に、一対の金属板材に挟持されて、通電により発熱する複数のＰＴＣ素子が配列された発熱部材を複数本、並設すると共に、該発熱部材間に放熱フィン部材を介在させたＰＴＣヒータ構造であって、前記各発熱部材は、前記金属板材間に、前記ＰＴＣ素子を挟持させた状態で、樹脂枠体内に埋設されると共に、該樹脂枠体に開口形成された側面開口部内には、前記金属板体の放熱フィンが、接触する部分に、絶縁層を形成するＰＴＣヒータ構造を特徴としている。

このように構成された請求項１記載のものは、樹脂枠体内に埋設された一対の金属板材によって、前記複数のＰＴＣ素子が、挟持された状態で保持されている。

このため、常に、各金属板材と、ＰＴＣ素子との間の接圧を確保出来、従来のように、バネ部材等を用いる必要が無くなるので、部品点数を減少させて、製造コストを削減することが出来る。

また、側面開口部内に設けられている絶縁層によって、前記金属板材が絶縁されているので、前記筐体内の回路に、電気的なショートが発生する虞が無い。

次に、図面に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態のＰＴＣヒータ構造について説明する。なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については同一符号を付して説明する。

図１乃至図１１は、この発明の実施の形態のＰＴＣヒータ構造を示すものである。

なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。

まず、図１の構成から説明すると、この実施の形態では、ヒータ本体１５が、筐体としての樹脂ハウジング部材１６と、この樹脂ハウジング部材１６の一端面に一体に形成されるハウジングフランジ部１７及び、電気的接続により、電力を供給する各端子を収納するハウジングコネクタ部１８とを有して構成されている。

このうち、前記樹脂ハウジング部材１６内部には、中央部に面内，外方向に貫通される開口部１６ａが形成されている。

この開口部１６ａには、発熱部材２０…が複数本、並設されている。

この発熱部材２０は、主に、一対の電流を供給する電極としての金属板材２１，２１に挟持されて複数のＰＴＣ素子５が、この金属板材２１の長手方向に沿って、所定の間隔を置いて配列されている。

このうち、金属板材２１…の各端子部２１ａ…は、前記ハウジングコネクタ部１８内空間に突出するように収納されて、根元部２１ｂが、前記ハウジングフランジ部１７によって支持されるように構成されている。

また、この発熱部材２０には、前記金属板材２１，２１間に、前記ＰＴＣ素子５…が挟持された状態で、インサート成型されて、これらの金属板材２１，２１及び前記ＰＴＣ素子５…が、樹脂枠体２２内に収納されるように構成されている。

そして、この樹脂枠体２２の側面部には、図２に示すように、側面開口部２２ａが、略長方形形状を呈して開口形成されている。

この側面開口部２２ａ内では、前記発熱部材２０，２０間に位置するように、左右交互に屈曲された鋭角蛇行形状の放熱フィン部材２４，２４が、介在されて設けられていて、前記金属板材２１のうち、この放熱フィン部材２４，２４と接触する部分には、図３及び図４に示すように、電気絶縁性を有すると共に、所望の熱伝導性を有する樹脂材料製の絶縁層２５，２５が形成されている。

この実施の形態では、前記絶縁層２５が、絶縁塗装を行うことによって形成されている。

更に、この実施の形態では、前記絶縁層２５が、側面開口部２２ａ内の樹脂枠体２２側面よりも、一段凹状となって低い位置に設けられている金属板材２１の側面部を覆うように設けられている。

次に、この実施の形態のＰＴＣヒータ構造の作用について説明する。

この実施の形態のＰＴＣヒータ構造では、前記ヒータ本体１５の樹脂ハウジング部材１６内に設けられた各発熱部材２０…が、各々樹脂枠体２２内に埋設された一対の金属板材２１，２１によって、前記複数のＰＴＣ素子５…が、挟持された状態で保持されている。

このため、常に、各金属板材２１，２１と、これらの各金属板材２１，２１間に挟持されたＰＴＣ素子５…との間の接圧が確保出来る。

従って、従来のように、バネ部材８，８或いは押さえ板部材９，９等を用いる必要が無くなるので、部品点数を減少させて、製造コストを削減することが出来る。

また、一対の金属板材２１，２１及び、前記複数のＰＴＣ素子５…を、樹脂枠体２２内部にインサート成型によって埋設すれば、容易に前記発熱部材２０を構成できる。

このため、更に、組み立て等の工程を簡略化出来、この点においても、製造コストの削減を行うことができる。

また、側面開口部２２ａ内に設けられている絶縁層２５によって、前記金属板材２１，２１が絶縁されている。

このため、前記放熱フィン部材２４，２４に電流が流れることが無いので、帯電により、放熱フィン部材２４，２４間で、電気的なショートが発生する虞が無い。

そして、前記樹脂ハウジング部材１６内に導体異物が、侵入しても、絶縁層２５によって、前記金属板材２１，２１の表面が覆われているので、樹脂ハウジング部材１６内の回路に、電気的なショートが発生する虞が無い。

更に、この実施の形態では、前記絶縁層２５が、側面開口部２２ａ内の樹脂枠体２２側面よりも、一段凹状となって低い位置に設けられている金属板材２１の側面部を覆うように設けられている。

このため、例えば、前記絶縁層２５が、破損等によって剥離しても、前記金属板材２１の側面部は、一段低い位置に存在し、前記樹脂ハウジング部材１６内に侵入した導体異物が直接接触しにくい。従って、このような場合でも、回路に、電気的なショートが発生する虞が少ない。

図５乃至図８は、この発明の実施の形態の実施例１のＰＴＣヒータ構造を示すものである。

なお、前記実施の形態と同一乃至均等な部分については同一符号を付して説明する。

まず、この実施例１のＰＴＣヒータ構造の構成について、前記実施の形態のＰＴＣヒータ構造との相違点を中心として説明する。

この実施例１では、樹脂枠体１２２の側面部に略長方形形状を呈して開口形成されている側面開口部１２２ａ周縁から、前記埋設された一対の金属板材２１，２１によって挟持されている各ＰＴＣ素子５…に対応する位置に、上，下一対の係止爪部１２２ｂ，１２２ｂが各々突設形成されている。

次に、この実施例１のＰＴＣヒータ構造の作用について説明する。

この実施例１のＰＴＣヒータ構造では、前記実施の形態のＰＴＣヒータ構造の作用効果に加えて、更に、複数組の係止爪部１２２ｂ，１２２ｂによって、前記金属板材２１，２１の上，下側縁部が、係止されている。

このため、各々樹脂枠体１２２内に埋設された一対の金属板材２１，２１によって、前記複数のＰＴＣ素子５…が、挟持された状態で保持されて、これらの各金属板材２１，２１間に挟持されたＰＴＣ素子５…と、金属板材２１，２１との間の接圧が確保出来る。

しかも、側面開口部１２２ａの開口面積の増大により、通気抵抗が、減少すると共に、金属板材２１の放熱面積を増大させることが出来る。

このため、通過される空気の加熱効率を良好なものとすることができる。

他の構成、及び作用効果については、前記実施の形態と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

図９乃至図１１は、この発明の実施の形態の実施例２のＰＴＣヒータ構造を示すものである。

なお、前記実施の形態と同一乃至均等な部分については同一符号を付して説明する。

まず、この実施例２のＰＴＣヒータ構造の構成について、前記実施の形態のＰＴＣヒータ構造との相違点を中心として説明する。

この実施例２では、樹脂枠体２２２の側面部に略長方形形状を呈して開口形成されている側面開口部２２２ａ周縁から、前記埋設された一対の金属板材２１，２１によって挟持されている各ＰＴＣ素子５…に対して、面内，外方向で重複しないように回避されたＰＴＣ素子５，５の間の位置に、上，下一対の係止爪部２２２ｂ，２２２ｂが、各々突設形成されている。

次に、この実施例２のＰＴＣヒータ構造の作用について説明する。

この実施例２のＰＴＣヒータ構造では、前記実施の形態のＰＴＣヒータ構造の作用効果に加えて、更に、複数組の係止爪部２２２ｂ，２２２ｂによって、前記金属板材２１，２１の上，下側縁部が、係止されている。

このため、各々樹脂枠体２２２内に埋設された一対の金属板材２１，２１によって、前記複数のＰＴＣ素子５…が、挟持された状態で保持されて、これらの各金属板材２１，２１間に挟持されたＰＴＣ素子５…と、金属板材２１，２１との間の接圧が確保出来る。

しかも、側面開口部２２２ａの開口面積の増大により、通気抵抗が、更に、減少すると共に、ＰＴＣ素子５，５の間の位置に、上，下一対の係止爪部２２２ｂ，２２２ｂが、各々突設形成されているので、金属板材２１の各ＰＴＣ素子５…に対応する部分の外表面が大きく開放される。

このため、更に、放熱効率を良好なものとすることができる。

他の構成、及び作用効果については、前記実施の形態及び実施例１と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態及び、実施例１，２を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び、実施例１，２に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

即ち、前記実施の形態等では、左右交互に屈曲された鋭角蛇行形状の放熱フィン部材２４，２４が用いられているが、特にこれに限らず、ハニカム形状や一定間隔を置いて薄板を積層する等、どのような形状、数量及び材質で構成されて放熱フィン部材であってもよい。

また、前記実施の形態では、前記絶縁層２５が、絶縁塗装を行うことによって形成されているが、特にこれに限らず、例えば、絶縁シートを前記金属板材２１の側面部に貼設してもよい。

この発明の最良の実施の形態のＰＴＣヒータ構造で、ヒータ本体の全体の構成を説明する平面図である。 実施の形態のＰＴＣヒータ構造で、ヒータ本体の発熱部材のうち、絶縁層を省略した側面の構成を説明するヒータ本体の縦断面図である。 実施の形態のＰＴＣヒータ構造で、発熱体の構成を説明する図２中Ａ−Ａ線に沿った位置での断面図である。 実施の形態のＰＴＣヒータ構造で、発熱体の構成を説明する図２中Ｂ−Ｂ線に沿った位置での断面図である。 実施例１のＰＴＣヒータ構造で、ヒータ本体の発熱部材のうち、絶縁層を省略した側面の構成を説明する縦断面図である。 実施例１のＰＴＣヒータ構造で、発熱体の構成を説明する図５中Ｃ−Ｃ線に沿った位置での断面図である。 実施例１のＰＴＣヒータ構造で、発熱体の構成を説明する図５中Ｄ−Ｄ線に沿った位置での断面図である。 実施例１のＰＴＣヒータ構造で、発熱体の構成を説明する図５中Ｅ−Ｅ線に沿った位置での断面図である。 実施例２のＰＴＣヒータ構造で、ヒータ本体の発熱部材のうち、絶縁層を省略した側面の構成を説明する縦断面図である。 実施例２のＰＴＣヒータ構造で、発熱体の構成を説明する図９中Ｆ−Ｆ線に沿った位置での断面図である。 実施例２のＰＴＣヒータ構造で、発熱体の構成を説明する図９中Ｇ−Ｇ線に沿った位置での断面図である。 一従来例のＰＴＣヒータ構造で、ＰＴＣヒータ本体の一部断面平面図である。 他の従来例のＰＴＣヒータ構造で、アルミチューブ筐体の断面図である。

符号の説明

５ ＰＴＣ素子
１５，１１５，２１５
ヒータ本体
１６ 樹脂ハウジング部材（筐体）
２０ 発熱部材
２１，２１ 金属板材
２２，１２２，２２２
樹脂枠体
２２ａ，１２２ａ，２２２ａ
側面開口部
２４，２４ 放熱フィン部材
２５ 絶縁層

Claims (1)

1. ヒータ本体を構成する筐体の内部に、一対の金属板材に挟持されて、通電により発熱する複数のＰＴＣ素子が配列された発熱部材を複数本、並設すると共に、該発熱部材間に放熱フィン部材を介在させたＰＴＣヒータ構造であって、
   前記各発熱部材は、前記金属板材間に、前記ＰＴＣ素子を挟持させた状態で、樹脂枠体内に埋設されると共に、該樹脂枠体に開口形成された側面開口部内には、前記金属板体の放熱フィンが、接触する部分に、絶縁層を形成することを特徴とするＰＴＣヒータ構造。

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