JP2007309559A - 電気ヒータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極とチューブ部材の間の絶縁体を廃止可能とし、部品点数減によるコスト・組付工数の低減を図ること、発熱部材の薄型化による装置の小型化を図ること、エネルギ効率の向上を図ることができる電気ヒータ装置を提供すること。
【解決手段】発熱部材７０が、シート状の第１・第２コンタクトシート７３，７４がＰＴＣ素子７２を挟んだ状態で挿入された筒状のチューブ部材７５を備え、チューブ部材７５が、２分割された雄チューブ７５ａ，雌チューブ７５ｂを備え、各チューブ７５ａ，７５ｂの、係合フランジ７５ｃ，７５ｄの間に、弾性部材７９が介在された電気ヒータ装置であって、弾性部材７９を絶縁性を有した素材により形成して、両コンタクトシート７３，７４とチューブ部材７５との間の絶縁体を廃止した。
【選択図】図７

Description

本発明は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子を熱源に備えた電気ヒータ装置に関する。

従来、通電により発熱するＰＴＣ素子およびこのＰＴＣ素子に通電を行う電極を備えた発熱部材を備え、この発熱部材が、シート状の２枚の電極が前記ＰＴＣ素子を挟んだ状態で挿入された筒状のチューブ部材を備え、このチューブ部材が、２分割された分割チューブを備え、各分割チューブが、両分割チューブを合体させた状態で係合して両分割チューブが分割方向に相対変位するのを規制する係合フランジを備え、両係合フランジの間に、両係合フランジの間隔を拡げる方向に付勢する弾性部材が介在されている電気ヒータ装置が知られている（特許文献１参照）。

また、従来の電気ヒータ装置にあっては、一方の電極とチューブ部材との間に、絶縁体が介在されている。
特開平１−２３０２０４号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、チューブ部材と電極との間に絶縁体が介在されているため、部品点数が多くなり、コスト増・組付工数増を招くという問題、および発熱部材の厚さが厚くなって、装置の大型化を招くという問題を有していた。それに加えて、絶縁体を介在させている分だけ、チューブ部材への熱の伝達性能が悪化し、エネルギ効率の悪化を招くという問題があった。

本発明は、このような従来の問題に着目して成されたもので、電極とチューブ部材の間の絶縁体を廃止可能とし、部品点数減によるコスト・組付工数の低減を図ること、発熱部材の薄型化による装置の小型化を図ること、エネルギ効率の向上を図ることができる電気ヒータ装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、通電により発熱するＰＴＣ素子およびこのＰＴＣ素子に通電を行う電極を備えた発熱部材を備え、この発熱部材は、シート状の２枚の電極が前記ＰＴＣ素子を挟んだ状態で挿入された筒状のチューブ部材を備え、このチューブ部材は、前記電極がＰＴＣ素子を挟む方向の正逆方向に２分割された分割チューブを備え、各分割チューブは、両分割チューブを合体させた状態で係合して両分割チューブが分割方向に相対変位するのを規制する係合フランジを備え、両係合フランジの間に、両係合フランジの間隔を拡げる方向に付勢して分割チューブ、電極、ＰＴＣ素子の接触圧力を得る弾性部材が介在された電気ヒータ装置であって、前記弾性部材が絶縁性を有した素材により形成されていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気ヒータ装置において、前記弾性部材には、前記分割チューブの分割方向に略直交する方向で、各係合フランジと、他方の係合フランジが形成されている分割チューブとの間に挿入されたリップ部が一体に形成されていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電気ヒータ装置において、前記係合フランジには、両分割チューブが前記合体状態から前記分割方向と略直交する方向に相対変位したときに前記弾性部材と係合して、前記相対変位を規制する係合爪が形成されていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。

本発明の電気ヒータ装置では、絶縁性を有する素材で弾性部材を形成したため、各分割チューブの電気極性を異ならせることができる。このため、各分割チューブに電極を直接接触させることが可能となり、電極と分割チューブとの間に介在させる絶縁体を廃止させることができる。

これにより、部品点数減によるコスト・組付工数の低減を図ること、発熱部材を薄型化して装置の小型化を図ること、電極と分割チューブとの間の熱伝達性能を向上させてエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。

また、請求項２に記載の発明では、両分割チューブを合体させた状態で、両分割チューブが分割方向と略直交する方向に相対変位したときには、弾性部材に一体に形成されたリップ部が、各係合フランジと他方の係合フランジが形成されている分割チューブとが接してショートするのを防止でき、絶縁性能を向上させることができる。

また、請求項３に記載の発明では、両分割チューブを合体させた状態で、両分割チューブが分割方向と略直交する方向に相対変位したときには、係合フランジに形成した係合爪と弾性部材とが係合して、両分割チューブの相対変位が規制される。よって、分割チューブが分割方向と略直交方向に相対変位して、分割チューブどうしが接触してショートするのを防止でき、絶縁性能を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態の電気ヒータ装置は、通電により発熱するＰＴＣ素子（７２）およびこのＰＴＣ素子（７２）に通電を行う電極（７３，７４）を備えた発熱部材（７０）を備え、この発熱部材（７０）は、シート状の２枚の電極（７３，７４）が前記ＰＴＣ素子（７２）を挟んだ状態で挿入された筒状のチューブ部材（７５）を備え、このチューブ部材（７５）は、前記電極がＰＴＣ素子（７２）を挟む方向の正逆方向に２分割された分割チューブ（７５ａ，７５ｂ）を備え、各分割チューブ（７５ａ，７５ｂ）は、両分割チューブ（７５ａ，７５ｂ）を合体させた状態で係合して両分割チューブ（７５ａ，７５ｂ）が分割方向に相対変位するのを規制する係合フランジ（７５ｃ，７５ｄ）を備え、両係合フランジ（７５ｃ，７５ｄ）の間に、両係合フランジ（７５ｃ，７５ｄ）の間隔を拡げる方向に付勢して分割チューブ（７５ａ，７５ｂ）、電極（７３，７４）、ＰＴＣ素子（７２）の接触圧力を得る弾性部材（７９）が介在された電気ヒータ装置であって、前記弾性部材（７９）が絶縁性を有した素材により形成されていることを特徴とする電気ヒータ装置とした。

以下に、図１〜図１８に基づいて、この発明の最良の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａについて説明する。

この実施例１の電気ヒータ装置Ａは、図１に示す車両用空調ユニットＡＣＵに適用されている。
この車両用空調ユニットＡＣＵは、ユニットハウジング１の空気取入口１ａ側から順にブロワファン２、エバポレータ３、ヒータコア４を備えている。また、ヒータコア４の近傍に、エアミックスドア５が設けられ、このエアミックスドア５の開度を調節することで、エバポレータ３を通過した冷気と、ヒータコア４を通過した暖気との混合割合を任意に調節し、各吹出口１ｂ，１ｃ，１ｄからの吹出空気温度を調節可能に構成されている。

実施例１の電気ヒータ装置Ａは、通電することで発熱するもので、ヒータコア４に並設され、ヒータコア４の発熱温度が不十分なときに通電されて発熱するようになっており、例えば、ディーゼル車など図外の推進装置の冷却水が比較的低い車両に用いられる。

以下に、実施例１の電気ヒータ装置Ａの詳細について説明する。
図２に示すように、電気ヒータ装置Ａは、ヒータ積層体１０の長手方向（矢印ＣＤ方向）の両端部に、フロントハウジング２０とエンドハウジング３０とを装着して形成されている。

ヒータ積層体１０は、３つのヒータユニット４０，４０，４０を、その間に支持プレート５０，５０を介在させて上下（この図において矢印ＬＤ方向を以下、上下方向と称する）に積み重ね、さらに、その上下にエンドプレート６０，６０を装着して形成されている。

ヒータユニット４０は、発熱部材７０の上下に放熱フィン部材８０，８０を重ねて形成されている。

なお、放熱フィン部材８０は、熱伝導性に優れた金属板材（例えば、アルミやアルミ合金製の板材）により図３に示すように波形状に形成されており、発熱部材７０から伝達された熱を、矢印ＦＬ方向である幅方向に流れる空気に伝達する。

フロントハウジング２０およびエンドハウジング３０は、電気絶縁性および耐熱性に優れた素材、例えば、繊維強化ＰＢＴ（Polybutylene terephthalate）などにより形成されている。この繊維強化ＰＢＴは、吸水率や熱膨張係数が低いため優れた寸法安定性を示し、また、電気絶縁性にも優れ、吸湿による電気特性の変化が小さく、絶縁破壊電圧が高いという特長を有している。

フロントハウジング２０には、箱状の積層体差込部２１とコネクタ接続部２２とが形成されている。

積層体差込部２１は、図１１に示すように、ヒータ積層体１０への装着時にヒータ積層体１０の一端部を挿入する凹状の挿入用凹部２１ａが、ヒータ積層体１０の積層方向（矢印ＬＤ方向）に長く形成されている。また、この挿入用凹部２１ａには、後述するチューブ差込溝２０ａ、支持プレート差込溝２０ｂ、エンドプレート差込溝２０ｃ、プレート抜け止め爪２０ｄが形成されている。

エンドハウジング３０には、ヒータ積層体１０への装着時にヒータ積層体１０の他端部を挿入する凹状の挿入用凹部３１ａが、ヒータ積層体１０の積層方向（矢印ＬＤ方向）に長く形成されている。また、この挿入用凹部３１ａには、後述するチューブ差込溝３０ａ、支持プレート差込溝３０ｂ、エンドプレート差込溝３０ｃ、プレート抜け止め爪３０ｄが形成されている。

また、フロントハウジング２０において、 コネクタ接続部２２には、電力を供給する図外のコネクタを差し込む差込用凹部２２ａが形成されている。なお、図１４に示すように、積層体差込部２１とコネクタ接続部２２とは、縦壁２３で仕切られているがその詳細については後述する。

次に、上述した発熱部材７０、支持プレート５０、エンドプレート６０について順に詳細に説明する。

発熱部材７０は、図４に示すように、ポジションフレーム７１と、複数（本実施例１では４個）のＰＴＣ素子７２と、第１コンタクトシート（電極）７３および第２コンタクトシート（電極）７４と、チューブ部材７５を備えている。

ポジションフレーム７１は、複数のＰＴＣ素子７２を長手方向（矢印ＣＤ方向）に所定の間隔で並べて配置するもので、絶縁性および耐熱性に優れた素材（例えば、ポリアミドなど）によりプレート状に形成され、図５に示すように、ＰＴＣ素子７２の保持用の切欠部７１ａ，７１ａ，７１ａ，７１ａが４箇所に形成されている。

さらに、ポジションフレーム７１の長手方向の両端部には、上下１組の係合爪部材７１ｂ，７１ｂが、一体に形成されている。なお、図６は、これら１組の係合爪部材７１ｂ，７１ｂを拡大して示しており、ポジションフレーム７１の本体から、上下方向にあらかじめ設定された間隔の隙間を空けて配置されている。そして、この隙間に両コンタクトシート７３，７４をそれぞれ挿入され、これにより、係合爪部材７１ｂ，７１ｂが、各コンタクトシート７３，７４に対し、これらシート７３，７４がポジションフレーム７１が積層方向（矢印ＬＤ方向）に離れる相対変位を規制するよう係合されている（図４参照）。

ＰＴＣ素子７２は、一般にＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）と称されるチタン酸バリウム（BaTiO3）を主成分とする半導体セラミックで、通電により発熱する特性を有している。なお、本実施例１では、図４に示すように、略長方形の板状に形成されており、ポジションフレーム７１の切欠部７１ａに嵌めこまれて配置されている。

第１コンタクトシート７３および第２コンタクトシート７４は、図７に示すように、ＰＴＣ素子７２を上下から挟んで配置され、各コンタクトシート７３，７４を、それぞれ図外の電源のプラスとマイナスとに接続させることで、ＰＴＣ素子７２に通電する。

そこで、図外のコネクタに接続するために、図４に示すように、第１コンタクトシート７３と第２コンタクトシート７４とにおいて、フロントハウジング２０が装着される側の端部には、それぞれ第１通電端子７６と第２通電端子７７とが一体に形成されている。

すなわち、図４（ａ）に示すように、第１コンタクトシート７３の端部（フロントハウジング２０が装着される側の端部）は、チューブ部材７５の外方まで矢印ＣＤ方向に真っ直ぐに延在され、この部分に第１通電端子７６が形成されている。

また、図４（ｂ）に示すように、第２コンタクトシート７４のフロントハウジング２０が装着される側の端部においてチューブ部材７５の外方に延在された部分に第２通電端子７７が一体に形成されている。

さらに、第２通電端子７７と第２コンタクトシート７４との間には、折曲片（折曲部）７７ａが設けられている。この折曲片７７ａは、第２通電端子７７と第１通電端子７６との間隔を、図外のコネクタ側の端子間隔に一致させるべく第２通電端子７７を折曲して形成したものである。したがって、本実施例１では、第２通電端子７７は、基端側の折曲片７７ａと、先端側の端子部７７ｂとにより側方から視て略Ｌ字の断面形状に形成され、折曲片７７ａの図において上下両端位置で略直角に折曲され、端子部７７ｂは、第１通電端子７６と略平行に延在されている。

上述した第１通電端子７６は、全ての発熱部材７０，７０，７０に設けられているのに対し、図４に示す形状の第２通電端子７７は、図２において上から１番目と２番目の発熱部材７０，７０に設けられている。

そして、上から３番目の発熱部材７０の第２コンタクトシート７４の端部には、図８に示すように、その上に配置された第２通電端子７７への圧接を目的とした圧接用通電端子７８が設けられているが、その詳細については後述する。

また、両コンタクトシート７３，７４は、軽量化および小型化を目的として、その板厚が第１通電端子７６および第２通電端子７７の端子部７７ｂの板厚の略１／２の厚さに形成されている。すなわち、第１通電端子７６および第２通電端子７７の端子部７７ｂは、両コンタクトシート７３，７４の一般部を形成する部分を折り返して重ね合わせて形成されており、これにより、両通電端子７６，７７は、要求される板厚に形成されている。

なお、図８に示す圧接用通電端子７８は、その全体が、第２コンタクトシート７４の一般部と同じ板厚に形成されている。

チューブ部材７５は、図７に示すように、上下方向に短い略長方形の筒状に形成され、雄チューブ（分割チューブ）７５ａと雌チューブ（分割チューブ）７５ｂとに、ＰＴＣ素子７２を挟む方向（矢印ＬＤ方向）に２分割されている。

雌チューブ７５ｂの開口縁には、係合フランジ７５ｃが開口の内側に向けて折曲されている。

一方、雄チューブ７５ａの開口縁には、雌チューブ７５ｂの開口の内側に挿入されて係合フランジ７５ｃと略平行に対向される断面略コの字形状の係合フランジ７５ｄが形成されている。

そして、雄チューブ７５ａの係合フランジ７５ｄと、雌チューブ７５ｂの係合フランジ７５ｃとを上下方向に係合させた合体状態としたときに、チューブ部材７５が筒状に形成される。

また、係合フランジ７５ｃと係合フランジ７５ｄとの間には、両フランジ７５ｃ，７５ｄの間隔を拡げる方向に付勢する弾性部材７９が圧入されている。この弾性部材７９の圧入により発生する弾発力で、雄チューブ７５ａの一般部と雌チューブ７５ｂの一般部との間隔が、矢印ａ，ａに示すように狭まるよう付勢され、両チューブ７５ａ，７５ｂ、両コンタクトシート７３，７４、ＰＴＣ素子７２の接触圧力が得られる。

弾性部材７９は、樹脂あるいはゴムなどの絶縁性を有した弾性体により形成され、かつ、図７の要部の拡大図である図９に示すように、リップ部７９ａ，７９ａが一体に形成されている。これらリップ部７９ａ，７９ａは、各係合フランジ７５ｃ，７５ｄの先端面と他方のチューブ７５ａ，７５ｂとの間に挿入され、両チューブ７５ａ，７５ｂが合体状態から分割方向と直交する方向（矢印ＦＬ方向）に相対変位したときに、各係合フランジ７５ｃ，７５ｄの先端面と他方のチューブ７５ａ，７５ｂとが当接してショートするのを防止する。また、図において、係合フランジ７５ｃの下面と、これに対向する雄チューブ７５ａとの間隔Ｌ１も、確実にショートを防止できる寸法が確保されている。

以上説明した構成の発熱部材７０の両端部は、図１０に示すエンドハウジング３０に形成されたチューブ差込溝３０ａと、図１１に示すフロントハウジング２０に形成されたチューブ差込溝２０ａ，２０ａ，２０ａとに、それぞれ、その先端が図示を省略した溝底部に突き当たるまで差し込まれた状態で支持されている。

図２に戻り、支持プレート５０は、ヒータユニット４０とヒータユニット４０との間で、上下に位置する放熱フィン部材８０，８０を支持する熱伝導性に優れた板材（例えば、アルミ・アルミ合金製の板）製のプレートである。

この支持プレート５０は、図１２に示すように帯板状に形成され、長手方向の両端部には、放熱フィン部材８０の長手方向の位置を規制する位置規制爪５０ａ，５０ａが上下に形成されている。

さらに、支持プレート５０において、幅方向（矢印ＦＬ方向）の両端縁部には、放熱フィン部材８０の幅方向の位置を規制する位置規制フランジ５０ｂ，５０ｃが、それぞれ８枚ずつ形成されている。これらは、上方に折曲された位置規制フランジ５０ｂと、下方に折曲された位置規制フランジ５０ｃとが、長手方向で交互に配置され、かつ、矢印ＦＬ方向に重なるものは、その折曲方向が逆となるように配置されている。

この支持プレート５０も、長手方向の両端部は、図１０に示すエンドハウジング３０に形成された支持プレート差込溝３０ｂと、図１１に示すフロントハウジング２０に形成された支持プレート差込溝２０ｂとに、それぞれ差し込まれて支持されている。

図２に戻り、エンドプレート６０は、ヒータ積層体１０の上下端縁を形成する帯板状の金属プレートであって、例えば、亜鉛メッキ鋼板により形成されている。

このエンドプレート６０は、図１３に示すように、矢印ＦＬ方向の両端縁部に放熱フィン部材８０の矢印ＦＬ方向への相対移動を規制する位置規制フランジ６０ａ，６０ａが形成された、略Ｃ形状の縦断面形状に形成されている。

また、エンドプレート６０の長手方向の両端部には、一組の抜け止め用穴６０ｂおよびフィン規制爪６０ｃが形成されている。抜け止め用穴６０ｂは、略長方形を成してエンドプレート６０に穿設されている。

フィン規制爪６０ｃは、位置規制フランジ６０ａの立ち上げ方向と同方向に切り起こされており、放熱フィン部材８０の長手方向の端部に係合して、放熱フィン部材８０が矢印ＣＤ方向に相対移動するのを規制する。

これらのエンドプレート６０は、図１０に示すエンドハウジング３０に形成されたエンドプレート差込溝３０ｃと、図１１に示すフロントハウジング２０に形成されたエンドプレート差込溝２０ｃとに、それぞれ差し込まれている。そして、この差込状態で、エンドプレート６０の抜け止め用穴６０ｂに、図１０に示すエンドハウジング３０に形成されたプレート抜け止め爪３０ｄ、および図１１に示すフロントハウジング２０に形成されたプレート抜け止め爪２０ｄが係合されることで、両ハウジング２０，３０に対してエンドプレート６０が長手方向に相対移動するのが規制されている。

次に、上述した通電端子７６，７７および圧接用通電端子７８と、フロントハウジング２０との関係について説明する。

図１４に示すように、積層体差込部２１とコネクタ接続部２２とを仕切る縦壁２３に、各通電端子７６，７７を差し込む５個の端子挿通穴２４，２４，２４，２４，２５が上下方向に並んで形成されている。

すなわち、前述したように、３本の発熱部材７０のうち、上から３番目の発熱部材７０は、図外のコネクタとの接続を目的とする第２通電端子７７を有しないことから端子挿通穴２４，２５の総数は５個となっている。

これについて説明を加えると、図１５に示すように、３本の発熱部材７０のうち、上から３番目に配置された発熱部材７０は、上から１番目および２番目の発熱部材７０，７０とは、上下が逆に配置され、この３番目の発熱部材７０の圧接用通電端子７８が、上から２番目の発熱部材７０の第２通電端子７７に圧接され、両者で１つに合体した接続通電端子７７８が形成されている。そして、図外のコネクタの接続時には、３本の第１通電端子７６，７６，７６が、プラス、マイナスの一方の極性に接続され、第２通電端子７７および接続通電端子７７８が、プラス、マイナスの他方の極性に接続され、圧接用通電端子７８も、この第２通電端子７７と同じ極性に接続される。

なお、接続通電端子７７８では、第２通電端子７７がコネクタに接続される通電端子として機能するようになっている。

圧接用通電端子７８は、図８に示すように、第１通電端子７６から離れる方向に立ち上げられた立ち上げ部７８ａと、この立ち上げ部７８ａの先端において、第１通電端子７６と略平行に延在された当接部７８ｂとを備えた、略逆Ｊ形状に形成されている。

立ち上げ部７８ａは、図８（ｂ）に示すように、第２コンタクトシート７４に対して略直角の角度を成した状態では、当接部７８ｂが、その上方に位置する第２通電端子７７の端子部７７ｂに圧接されるだけの長さに形成されている。また、立ち上げ部７８ａは、フロントハウジング２０を装着する前の状態では、図８（ａ）に示すように、当接部７８ｂが端子部７７ｂに僅かに離れた近接状態となるようその傾斜角度θａが９０度よりも小さな角度に設定されている。

当接部７８ｂは、先端が端子挿通穴２５まで達することのない長さに形成され、かつ、端子部７７ｂに接触した際に、線接触状態となるように上方に凸となる湾曲形状に形成されている。

図１４に戻り、フロントハウジング２０の説明を続けると、フロントハウジング２０の縦壁２３の積層体差込部２１において、上から４番目の端子挿通穴２５の上側に受圧部としての受圧突片２６が図中矢印ＣＤ方向に突出して形成され、かつ、その下方位置に押圧部材としての押圧変形用突片２７が受圧突片２６と略平行に突出して形成されている。

受圧突片２６は、図８（ｂ）に示す組付状態で、上から２番目の発熱部材７０の第２通電端子７７の端子部７７ｂの上面に沿って配置されるよう形成され、かつ、先端下側に、斜め下向きのガイド面２６ａが形成されている。

なお、受圧突片２６に隣接される端子挿通穴２５を除いた他の端子挿通穴２４には、積層体差込部２１側の上下に、ガイド面２４ａ，２４ａが形成されている。そして、受圧突片２６に隣設される端子挿通穴２５には、下側のみにガイド面２５ａが形成されている。

さらに、ヒータ積層体１０には、図１６に示すように、各発熱部材７０のフロントハウジング２０を装着する側の端部に、ストッパ部材９０が装着されている。

このストッパ部材９０は、両ハウジング２０，３０と同様に、繊維強化ＰＢＴなどのように、電気絶縁性および耐熱性に優れた素材により形成され、図１７に示すように、３つの挟持部９１，９１，９１を２本のロッド部９２，９２で結合した形状に一体に形成されている。

挟持部９１は、挿入空間９１ａを挟んで上下に対向して配置された一対の挟持片９１ｂ，９１ｂと、各挟持片９１ｂ，９１ｂの一端を連続させた押え片９１ｃと、が一体に形成された略コの字断面形状に形成されている。挿入空間９１ａは、発熱部材７０の端部であって、チューブ部材７５の先端から突出された部分、すなわち、ポジションフレーム７１の上下両側に両コンタクトシート７３，７４が重なっている部分を挟持可能な間隔に形成されている。そして、各挟持片９１ｂの先端部には、挿入空間９１ａに発熱部材７０を挿入させた際に、発熱部材７０の端縁に係合する係合爪９１ｄが形成されている。

したがって、挿入空間９１ａに発熱部材７０の端部を挿入させたときに、発熱部材７０は、押え片９１ｃと係合爪９１ｄ，９１ｄとにより、幅方向（矢印ＦＬ方向）の相対移動が規制される。

ストッパ部材９０のロッド部９２は、断面が長方形の四角柱状に形成され、フロントハウジング２０側を向く一側面には、挟持部９１と面一に形成された平面状のストッパ面９２ａが形成されている。

ストッパ部材９０は、図１６に示すように各挟持部９１に発熱部材７０の端部を挿入させたチューブ装着状態において、挟持部９１が、ポジションフレーム７１の係合爪部材７１ｂに、長手方向（矢印ＣＤ方向）で係合し、かつ、この状態で、ストッパ面９２ａが、第２通電端子７７の折曲片７７ａに当接するよう形成されている。

次に、実施例１の電気ヒータ装置Ａの組立手順を説明する。
まず、図外の治具などを用いて、下から順にエンドプレート６０、放熱フィン部材８０、発熱部材７０、放熱フィン部材８０、支持プレート５０、放熱フィン部材８０、発熱部材７０、放熱フィン部材８０、支持プレート５０、放熱フィン部材８０、発熱部材７０、放熱フィン部材８０、エンドプレート６０と積み重ねてヒータ積層体１０を形成する。

次に、このヒータ積層体１０の一端に、図１５に示すようにエンドハウジング３０を装着し、その後、ヒータ積層体１０の発熱部材７０，７０，７０の他端に、ストッパ部材９０を装着し、最後に、フロントハウジング２０を装着して組み付けを終了する。

このフロントハウジング２０の組み付け時に、図１６において、上から３番目に示す発熱部材７０の圧接用通電端子７８は、接続通電端子７７８を構成する第２通電端子７７に接触され、さらに、その接触圧力を高める変形が成される。

ここで、接続通電端子７７８における圧接用通電端子７８の変形動作について説明を加える。
第２通電端子７７の折曲片７７ａが略直角に立ち上げられているのに対し、この圧接用通電端子７８の立ち上げ部７８ａは、当初の傾斜角度θａが、図８に示すように９０度よりも小さな角度に形成されている。

すなわち、ヒータ積層体１０の組付時には、各通電端子７６，７７は、フロントハウジング２０の縦壁２３に設けられた各端子挿通穴２４，２５の間隔と一致する間隔に配置される。このヒータ積層体１０の組付状態において、立ち上げ部７８ａは傾斜角度θａで傾斜しており、圧接用通電端子７８の当接部７８ｂは、その上方に配置された第２通電端子７７に近接されている。

この状態では、立ち上げ部７８ａは、弾性変形されていないことから、圧接用通電端子７８の両側に配置される両通電端子７６，７７に対して、その間隔を拡げる弾性力が作用しないため、これらの通電端子７６，７７の間隔を、各端子挿通穴２４，２５の間隔に保持するための専用の工具や工程を必要としない。

そこで、図１５に示すように、ヒータ積層体１０の一端にエンドハウジング３０を装着したら、次に、ヒータ積層体１０の他端に、フロントハウジング２０を矢印ＣＤ方向へ移動させながら装着する。

このとき、ヒータ積層体１０から突出している各通電端子７６，７７を、フロントハウジング２０の端子挿通穴２４，２５に挿通させるが、各通電端子７６，７７の位置と、各端子挿通穴２４，２５の位置とが、上下方向で多少ずれていても、各端子挿通穴２４のガイド面２４ａ，２４ａおよび端子挿通穴２５のガイド面２５ａおよび受圧突片２６のガイド面２６ａでガイドされて、スムーズに差し込まれる。

そして、各通電端子７６，７７を、端子挿通穴２４，２５に挿通させると、図８に示すように、押圧変形用突片２７の先端面が、圧接用通電端子７８の立ち上げ部７８ａを押し、その傾斜角度θａを立ち上げる方向に弾性変形させる。この弾性変形により圧接用通電端子７８の当接部７８ｂが、接続通電端子７７８を構成する第２通電端子７７の端子部７７ｂに圧接される。

さらに、この第２通電端子７７の端子部７７ｂの上側には、受圧突片２６が当接状態で配置されているため、この圧接で第２通電端子７７の端子部７７ｂが変形するのが防止され、上記の圧接用通電端子７８の変形ならびに圧接が確実に成される。

なお、押圧変形用突片２７は、その矢印ＣＤ方向の寸法が、図８（ｂ）に示す組付終了時に、圧接用通電端子７８の傾斜角度θｂが、略直角となる寸法に設定されている。

また、このとき、発熱部材７０には、ストッパ部材９０が装着されており、押圧変形用突片２７から圧接用通電端子７８に対する矢印ＣＤ方向への入力が、ストッパ部材９０のストッパ面９２ａで受け止められ、圧接用通電端子７８が、過大に変形することが防止される。ちなみに、ストッパ部材９０への入力は、このストッパ部材９０が係合された発熱部材７０のポジションフレーム７１がエンドハウジング３０に突き当てられていることで、エンドハウジング３０で受け止められる。

以上のようにして組み立てられた実施例１の電気ヒータ装置Ａには、図外のコネクタが接続される。このコネクタの接続の際には、各通電端子７６，７７に対して矢印ＣＤ方向に入力を受ける。このとき、第１通電端子７６は、第１コンタクトシート７３と直線状に連続して形成されていることから、この入力は、他端のエンドハウジング３０で受け止められる。

一方、第２通電端子７７は、Ｌ字状に折曲された折曲片７７ａを有しており、第２通電端子７７の端子部７７ｂへの矢印ＣＤ方向への入力は、折曲片７７ａに対して立ち上げ角度を深くする方向に作用する。ここで、本実施例１では、第２通電端子７７の折曲片７７ａの背面にストッパ部材９０のストッパ面９２ａが接して設けられているため、折曲片７７ａに作用する力をストッパ部材９０で受け止め、折曲片７７ａが変形するのが防止される。
これにより、第２通電端子７７の折曲片７７ａの変形を原因とした接触不良の発生を防止できる。

以上説明したように、実施例１の電気ヒータ装置にあっては、３つの発熱部材７０に設けられた合計６枚の第１・第２コンタクトシート７３，７４への電気的接続を、合計５本の第１・第２通電端子７６，７７で行うようにして、接続に要するスペースの小型化を図るとともに、各通電端子７６，７７間の距離を確保している。

さらに、第２通電端子７７の数を減らすのにあたり、本実施例１では、上から３番目の発熱部材７０の第２コンタクトシート７４に、上から２番目の発熱部材７０の第２通電端子７７へ圧接させる圧接用通電端子７８を設け、しかも、両者の圧接が、フロントハウジング２０の装着作業に伴って成されるようにした。

このため、圧接用通電端子７８と第２通電端子７７とをあらかじめ溶接により接続させたり、両者を接続用の部品を用いて接続させたりする場合と比較して、作業工数や部品点数を減らして、作業性および経済性に優れる。

また、ヒータ積層体１０を形成した時点で、圧接用通電端子７８と第２通電端子７７とを圧接させる場合と比較しても、専用の部品や手間を省くことができる。すなわち、ヒータ積層体１０を形成した時点で、圧接用通電端子７８と第２通電端子７７とを圧接させる場合、図１８（ａ）に示すように、本来、端子挿通穴２４，２４の間隔よりも広がっている第２通電端子７７および第１接続用端子７６の間隔を、同図（ｂ）に示すように、端子挿通穴２４，２４の間隔に一致するように、圧接用通電端子７８を弾性変形させることで圧接させる必要がある。この図１８（ｂ）に示す状態では、圧接用通電端子７８を弾性変形させたことによる復元力で、これらを有した発熱部材７０，７０が離れようとするため、これを規制して圧接用通電端子７８が弾性変形された状態に維持する専用の部品や工具が必要になるとともに、そのための作業が必要となる。

本実施例１では、フロントハウジング２０の装着時に、この圧接用通電端子７８を変形させることで圧接させるため、フロントハウジング２０の装着前の時点で圧接用通電端子７８の弾性変形状態を維持させることが不要であるため、このための専用部品や工具やその作業が不要で、作業性に優れ、かつ経済性にも優れる。

しかも、実施例１では、上述のように圧接用通電端子７８の弾性変形は、その立ち上げ部７８ａの傾斜角度が大きくなる弾性変形でおこなうようにしたため、圧接用通電端子７８が圧接された状態と圧接されない状態とが、フロントハウジング２０の装着作業方向で形成することが容易となり、上述の作業性および経済性に優れる効果を、容易に発揮することができる。

加えて、実施例１では、フロントハウジング２０の押圧変形用突片２７が圧接用通電端子７８を弾性変形させて、圧接用通電端子７８が第２通電端子７７に圧接されたときに、第２通電端子７８の上面に沿って配置された受圧突片２６が、この圧接力を受圧する。

よって、接続通電端子７７８の第２通電端子７７が圧接用通電端子７８の圧接力で変形するのを防止することができ、この変形を原因とする接触不良などの不具合の発生を防止することができる。

さらに、圧接用通電端子７８は、他の通電端子７６，７７に比べて、板厚を薄く形成しているため、圧接用通電端子７８を弾性変形させて圧接させる作業を容易に行うことができる。

また、実施例１では、筒状のチューブ部材７５にプラス用およびマイナス用の第１・第２コンタクトシート７３，７４とＰＴＣ素子７２とを挿入した発熱部材７０を用い、ＰＴＣ素子７２の必要な電気的な接触は、この発熱部材７０内で行うようにした。

したがって、放熱フィン部材８０などの放熱用の部材を電極として用いるのに比べて、他の金属部材などが接触してショートなどが発生する不具合を回避しやすくなる。

また、チューブ部材７５に第１・第２コンタクトシート７３，７４を挿入しているが、第２通電端子７７をＬ字状に折曲させているため、両通電端子７６，７７どうしの接触による不具合が生じにくい。さらに、圧接用通電端子７８との圧接が容易となるとともに、圧接用通電端子７８の弾性変形代の確保も容易となる。

加えて、実施例１では、放熱フィン部材８０の矢印ＦＬ方向の抜け止めは、図１２に示す支持プレート５０に形成された位置規制フランジ５０ｂ，５０ｃ、および図１３に示すエンドプレート６０の位置規制フランジ６０ａ，６０ａにより行うようにして、発熱部材７０には、熱交換する空気の流れを妨げるフランジを設けない構成とした。

このように、放熱フィン部材８０の空気流との接触を妨げる構成が、放熱フィン部材８０において熱源である発熱部材７０から最も離れた部位に配置されており、放熱フィン部材８０の熱源である発熱部材７０に接している部位には、この空気流の妨げとなるものがない。

よって、放熱フィン部材８０の抜け止め用のフランジを発熱部材７０側に形成する場合と比較して、放熱フィン部材８０の熱交換効率が向上する。

しかも、本実施例１では、支持プレート５０に位置規制フランジ５０ｂ，５０ｃを形成するのにあたり、フランジの起立方向を交互に形成したため、１枚の板材のプレス加工で、上下の両方に隣設される放熱フィン部材８０，８０の抜け止めを防止することができ、部品点数を削減して、軽量化およびコストダウンを図ることができる。

さらに、本実施例１では、発熱部材７０にストッパ部材９０を装着し、Ｌ字状に折曲された第２通電端子７７および圧接用通電端子７８の折曲片７７ａおよび立ち上げ部７８ａの裏面にストッパ面９２ａを当接あるいは近接させて配置した。これにより、圧接用通電端子７８の圧接作業時、およびコネクタの接続作業時に、第２通電端子７７および圧接用通電端子７８に対して、矢印ＣＤ方向に荷重が入力されても、折曲片７７ａおよび立ち上げ部７８ａが過大に折り曲げられる変形が生じるのを防止できる。

よって、この変形により接続不良の発生を防止できる。特に、本実施例１では、軽量化のために、各コンタクトプレー７３，７４として、各通電端子７６，７７よりも板厚が薄いものを用いており、圧接用通電端子７８の立ち上げ部７８ａの板厚が薄くなっているが、このような構成において特に有効となる。

しかも、ヒータ積層体１０を組み付けた際に、３本の発熱部材７０，７０，７０のフロントハウジング２０側の端部の積層方向（矢印ＬＤ方向）の位置が、ストッパ部材９０により位置決めされるようにした。このため、各通電端子７６，７７の間隔も、所定の間隔に保持され、これらの通電端子７６，７７を各端子挿通穴２４，２５に挿通させるのがスムーズになり、ストッパ部材９０を設けない場合に比べて、フロントハウジング２０の装着作業をスムーズに行うことができる。

また、本実施例１では、発熱部材７０のチューブ部材７５として、雄チューブ７５ａと雌チューブ７５ｂとの２分割構造のものを用い、両チューブ７５ａ，７５ｂの間に介在されて付勢する弾性部材７９を、絶縁性を有する素材で形成し、さらに、第１・第２コンタクトシート７３，７４を両チューブ７５ａ，７５ｂに直接接触させて、これらの少なくとも一方の間に介在させていた絶縁体を廃止した。

このため、発熱部材７０の構成部品点数を抑えて、コストおよび組付工数の低減を図ることができる。

さらに、発熱部材７０板厚（図７の寸法Ｌ２）を抑えて、発熱部材７０ならびに電気ヒータ装置Ａの薄型化を図ることができる。あるいは、装置が同じサイズであれば、放熱フィン部材８０の寸法を相対的に大きくして、熱交換効率の向上を図ることができる。

加えて、第１・第２コンタクトシート７３，７４を両チューブ７５ａ，７５ｂに直接接触させたことにより、熱伝達性能を向上させてエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。

また、接続通電端子７７８では、第２通電端子７７のみを端子挿通穴２５に挿通させるため、接続通電端子７７８の通電用の端子を、他の通電端子７６，７７と同じ板厚に形成でき、製造が容易となる。

次に、図１９に基づいてこの発明の実施の形態の実施例２の電気ヒータ装置について説明する。なお、この実施例２は、実施例１の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施例１と同様の構成および作用効果については説明を省略する。

実施例１との相違点は、発熱部材２７０のチューブ部材２７５の構成が異なる。すなわち、図１９は、発熱部材２７０の断面図であり、雄チューブ２７５ａの係合フランジ２７５ｄの先端部には、両チューブ７５ａ，７５ｂが分割方向と直交する方向（矢印ＦＬ方向）に相対変位したときに弾性部材２７９と係合する係合爪２７５ｅが立ち上げられている。また、雌チューブ２７５ｂの係合フランジ２７５ｃの先端部にも、同様に、両チューブ７５ａ，７５ｂが分割方向と直交する方向（矢印ＦＬ方向）に相対変位したときに弾性部材２７９と係合する係合爪２７５ｆが立ち上げられている。

そして、弾性部材２７９は、両係合フランジ２７５ｃ，２７５ｄと両係合爪２７５ｅ，２７５ｆとで形成される略四角形状の空間内に配置されている。

したがって、雄チューブ２７５ａと雌チューブ２７５ｂとが、分割方向に直交する幅方向（矢印ＦＬ方向）に相対変位した場合、図において左右に配置されている両弾性部材２７９の一方に、両係合爪２７５ｅ，２７５ｆの一方が係合することで、その相対変位が規制され、両チューブ２７５ａ，２７５ｂが電気的に接触するが防止される。なお、弾性部材２７９は、実施例１と同様に絶縁性を有した素材で形成されている。

この実施例２では、弾性部材２７９にリップ部７９ａが形成されておらず、リップ部７９ａを係合フランジ２７５ｃ，２７５ｄの先端と、これに対向する雄・雌チューブ２７５ａ，２７５ｂとの間に挿入させる作業が不要となり、作業性に優れる。

また、実施例２において、発熱部材２７０に関する作用効果以外は、実施例１と同様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および実施例１，２を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１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。

例えば、実施例１，２では、ヒータ積層体１０としてヒータユニット４０を３段重ねして形成した例を示したが、２段重ねあるいは４段重ねなど３段以外の複数重ね合わせた構成としてもよい。

また、実施例１，２では、折曲部７７ａは、第２通電端子７７と第２コンタクトシート７３との間に形成した例を示したが、第１通電端子７６と第１コンタクトシート７３との間にも設けるようにしてもよい。

また、実施例１，２では、折曲部７７ａは、第２コンタクトシート７４よりも板厚を厚く形成した第２通電端子７７の端部に形成した例を示したが、必要な強度が得られるならば、板厚が薄い側の第２コンタクトシート７４を形成する部分で形成してもよい。

また、実施例１，２では、圧接用通電端子７８の接続相手である第２通電端子７７として、Ｌ字形状に形成したものを示したが、接続相手の第２通電端子７７は、第１通電端子７６のような真っ直ぐな形状の通電端子としてもよい。

また、実施例１，２では、通電端子７６，７７は板状のものを示したが、これに限定されず、例えば、棒状などの他の形状に形成することもできる。

また、実施例１，２では、電極としての第１・第２コンタクトシート７３，７４を発熱部材７０内に配置した例を示したが、本発明は、従来技術のように、放熱フィン部材８０などの放熱部材を電極として用い、この放熱部材に通電端子一体的に接続した構成にも適用できる。

また、実施例１，２では、発熱部材７０と発熱部材７０との間には、放熱部材としての放熱フィン部材８０を２つ配置した例を示したが、この放熱部材を１つとしてもよい。

また、実施例１，２では、支持プレート５０に放熱フィン部材８０の抜け止めを行う構成として、位置規制フランジ５０ｂ，５０ｃを折曲して形成した例を示したが、これに限定されるものではなく、支持プレートとは別体の規制専用の部材を設けてもよい。例えば、図２２のように、エンドプレートと同様に、両端縁部に長手方向の全長に亘る規制フランジ５０１ａを有した部材５０１，５０２を２枚張り合わせて支持プレート５００を形成してもよい。

また、実施例１，２では、ハウジング部材の押圧部材は、圧接用通電端子７８を、装着時に弾性変形させて通電端子７７に圧接させるものであれば、その形状は、実施例で示したものに限定されない。すなわち、実施例１の押圧変形用突片２７のように、突片状のものに限らず、例えば、フロントハウジング（ハウジング部材）から山状に盛り上がった膨出形状などとしてもよい。同様に、ハウジング部材の受圧部も、実施例で示した受圧突片２６のように突片状のものに限定されず、フロントハウジング（ハウジング部材）から山状に盛り上がった膨出部の一側に形成してもよい。

また、実施例１，２では、圧接用通電端子７８は、略Ｊ形状に形成した例を示したが、これに限定されず、通電端子７７に圧接されるものであれば、どのような形状に形成してもよい。

本発明の最良の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａが適用された車両用空調ユニットＡＣＵの構成の概略を示すに構成説明図である。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａを示す斜視図である。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用された放熱フィン部材８０を示す斜視図である。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用された発熱部材７０の端部を示す斜視図であって、（ａ）は第２コンタクトシート７４およびチューブ部材７５を省略した状態を示し、（ｂ）は両者を省略しない完成状態を示している。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用されたポジションフレーム７１を示す斜視図である。 前記ポジションフレーム７１の端部を示す拡大図である。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用された発熱部材７０を示す断面図であり、（ａ）は全体の断面を示し、（ｂ）はチューブ部材７５のみを示している。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａの要部の動作を示す断面図であり、（ａ）はフロントハウジング２０を装着する初期の状態を示し、（ｂ）はフロントハウジング２０の装着終了時を示している。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用されたチューブ部材７５の要部を示す拡大断面図である。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用されたエンドハウジング３０を示す斜視図である。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用されたフロントハウジング２０を示す斜視図である。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用された支持プレート５０を示す斜視図であり、（ａ）は全体を示し、（ｂ）はその端部を示している。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用されたエンドプレート６０を示す斜視図であり、（ａ）は全体を示し、（ｂ）はその端部を示している。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用されたフロントハウジング２０の縦断面図である。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａの組付作業の作業説明図である。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａのヒータ積層体１０の要部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａに適用されたストッパ部材９０を示す斜視図である。 本発明の実施の形態の実施例１の電気ヒータ装置Ａの作用を説明するための比較例を示す断面図であり、（ａ）はフロントハウジング２０の装着前の状態を示し、（ｂ）はフロントハウジングの装着終了時を示している。 本発明の実施の形態の実施例２の電気ヒータ装置の要部を示す断面図であり、（ａ）は発熱部材２７０の断面図であり、（ｂ）はその要部の拡大断面図である。

符号の説明

７０ 発熱部材
７３ 第１コンタクトシート（電極）
７４ 第２コンタクトシート（電極）
７５ チューブ部材
７５ａ 雄チューブ（分割チューブ）
７５ｂ 雄チューブ（分割チューブ）
７５ｃ 係合フランジ
７５ｄ 係合フランジ
７９ 弾性部材
７９ａ リップ部
２７０ 発熱部材
２７５ チューブ部材
２７５ａ雄チューブ（分割チューブ）
２７５ｂ雌チューブ（分割チューブ）
２７５ｃ係合フランジ
２７５ｄ係合フランジ
２７５ｅ係合爪
２７５ｆ係合爪
２７９ 弾性部材

Claims (3)

1. 通電により発熱するＰＴＣ素子およびこのＰＴＣ素子に通電を行う電極を備えた発熱部材を備え、
   この発熱部材は、シート状の２枚の電極が前記ＰＴＣ素子を挟んだ状態で挿入された筒状のチューブ部材を備え、
   このチューブ部材は、前記電極がＰＴＣ素子を挟む方向の正逆方向に２分割された分割チューブを備え、
   各分割チューブは、両分割チューブを合体させた状態で係合して両分割チューブが分割方向に相対変位するのを規制する係合フランジを備え、
   両係合フランジの間に、両係合フランジの間隔を拡げる方向に付勢して分割チューブ、電極、ＰＴＣ素子の接触圧力を得る弾性部材が介在された電気ヒータ装置であって、
   前記弾性部材が絶縁性を有した素材により形成されていることを特徴とする電気ヒータ装置。
2. 前記弾性部材には、前記分割チューブの分割方向に略直交する方向で、各係合フランジと、他方の係合フランジが形成されている分割チューブとの間に挿入されたリップ部が一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒータ装置。
3. 前記係合フランジには、両分割チューブが前記合体状態から前記分割方向と略直交する方向に相対変位したときに前記弾性部材と係合して、前記相対変位を規制する係合爪が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒータ装置。

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