JP2009152172A - 電気式ヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】発熱素子、電極板、放熱フィンを密着させて熱伝導量や電流量の低下を防止する。
【解決手段】３列以上の発熱素子２、発熱素子２に電気的に接触する電極板３、放熱フィン４を重ねたユニットを複数段積層した積層発熱体５と、積層発熱体５の上下端部に装着される上下フレーム６、７と、積層発熱体５の両側端部で上下フレーム６、７及び積層発熱体５を把持する一対の押圧スプリング８、９とを備えた電気式ヒータであって、
積層発熱体５の上下端部と上下フレーム６、７との間に空間部１２、１３を形成すると共に発熱素子の２列目、３列目に対応して積層発熱体５の上下端部と上下フレーム６、７とを当接させ、一対の押圧スプリング８、９の装着により積層発熱体５の上下端部と上下フレーム６、７とを当接させて空間部１２、１３を無くし、発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を積層方向に押圧密着させる。
【選択図】 図３

Description

本発明はＰＴＣ等の発熱素子を用いた電気式ヒータに関するもので、自動車の室内の即
暖房装置に好適である。

従来の発熱素子を用いた電気式ヒータの構造は、添付図８に示す如く、絶縁性樹脂保持
具１に発熱素子２を装着し、発熱素子２の表面に電力を供給する電極板３を重ね、電極板
３及び発熱素子２に放熱フィン４を重ね、これら保持具１、発熱素子２、電極板３、放熱
フィン４を１ユニットとして複数段積層して積層発熱体５を構成している。なお、電極板
３はプラス（＋）とグランド（Ｇ）で交互に積層されている。

積層発熱体５の積層方向の上下端部には断面凹部形状の上フレーム６及び下フレーム７
取り付けられ、積層発熱体５の両側端部から一対の押圧スプリング８、９を上、下フレー
ム６、７の凹部に通し、積層発熱体５の各ユニットが正面方向にズレないように積層発熱
体５を把持している構造である。さらに一対のスプリング８、９の両側からはカバー１０
、１１が装着される。

図８に示した積層発熱体５においては、発熱素子２は３列（図の水平方向の配列）配置
で４段（図示の上下方向の積段）積層され、さらに最上段にフィン４（フィン４は５段積
）が配置されている。この３列配置、４段積層の発熱素子２は、電極板３及びフィン４と
電気的伝導及び熱的伝導を確実に行うため確実に接触させる必要があるため、発熱素子２
の配列位置に押圧点が作用するように一対のスプリング８、９が装着されている。従って
一対のスプリング８、９は積層発熱体５を把持すると共に、発熱素子２と電極板３とフィ
ン４とを接触させる押圧作用も行っている。

しかしながら、従来の上述した電気式ヒータは、一対のスプリング８、９で積層発熱体
５の両側端部側に配列された１列目と３列目の発熱素子２と電極板３とフィン４とを接触押圧させる構造であるため、積層発熱体５の両側端部での発熱素子２と電極板３とフィン４との押圧力は保たれるが、積層発熱体５の中央部領域に配列された２列目の発熱素子２では押圧力が低下し、すべての配列位置の発熱素子２と電極板３とフィン４との電気的、熱的接触を保つことができない。従って、従来構造のものでは発熱素子２の配列位置の数は２列配置が限度であり、高出力を得るために発熱素子の配列位置の数を増やすことが困難であった。また、下記特許文献１にも電気式ヒータが記載されているが、やはり上記した同様の問題点がある。
特開２００５−１０８８０８号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、一対の押圧スプリングが装着される領域に
おいて積層発熱体の上端部、下端部と上フレーム、下フレームとの間に空間部を形成する
と共に、両外側配列位置以外の発熱素子の配列位置に対応して積層発熱体の上端部、下端
部と上フレーム、下フレームとを当接させ、一対の押圧スプリングによる上フレーム、下
フレームの外側からの装着により積層発熱体の上端部、下端部と前記上フレーム、下フレ
ームとを当接させて前記空間部を無くして発熱素子の配列位置を積層方向に押圧すること
により、配列位置の発熱素子、電極板及び放熱フィンを積層方向に押圧し発熱素子、電極
板及び放熱フィンを密着させることができる、発熱素子、電極板及び放熱フィン間の熱伝
導量や電流量の低下を防止できる電気式ヒータを提供することにある。

請求項１に係る発明では、３列以上の位置に配列された発熱素子と、前記発熱素子に電
気的に接触し外部から電力を供給するための電極板と、前記発熱素子によって発生した熱
を放熱する放熱フィンを重ねたユニットを複数段積層した積層発熱体と、前記積層発熱体
の積層方向の上端部、下端部に装着される上フレーム、下フレームと、前記積層発熱体の
両側端部で外側から前記上フレーム、下フレーム及び前記積層発熱体を把持して両外側配
列位置の前記発熱素子、前記電極板及び前記放熱フィンとを積層方向に押圧する一対の押
圧スプリングとを備えた電気式ヒータであって、
前記一対の押圧スプリングが装着される領域において前記積層発熱体の上端部、下端部
と前記上フレーム、下フレームとの間に空間部を形成すると共に、前記両外側配列位置以
外の前記発熱素子の配列位置に対応して前記積層発熱体の上端部、下端部と前記上フレー
ム、下フレームとを当接させ、
前記一対の押圧スプリングによる前記上フレーム、下フレームの外側からの装着により
前記積層発熱体の上端部、下端部と前記上フレーム、下フレームとを当接させて前記空間
部を無くし、前記配列位置の発熱素子、電極板及び放熱フィンが積層方向に押圧されてい
ることを特徴とする。

上記構成によれば、前記一対の押圧スプリングにより前記上フレーム、下フレームと前
記積層発熱体とを当接させ、すべての前記配列位置の発熱素子、電極板及び放熱フィンを
積層方向に押圧し前記発熱素子、電極板及び放熱フィンを密着させることができる、従っ
て、前記発熱素子、電極板及び放熱フィン間の熱伝導量や電流量の低下を防止できる。

請求項２に係る発明では、前記積層発熱体の上端部、下端部と前記上フレーム、下フレ
ームとの間の空間部は、前記積層発熱体の上端部、下端部を直線形状とし、前記積層発熱
体の上端部、下端部と前記上フレーム、下フレームとの当接位置から前記上フレーム、下
フレームは前記積層発熱体の上端部、下端部の直線形状に対し前記積層発熱体の両側端部
に行くに連れ積層外側方向に拡がるように形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、前記一対の押圧スプリングより前記上フレーム、下フレームを変形
させて押圧させているから、押圧力を確実に発揮させることができる。従って、確実に前
記発熱素子、電極板及び放熱フィンを密着させることができる。

請求項３に係る発明では、前記上フレーム、下フレームの前記積層発熱体の上端部、下
端部との当接部位に前記積層発熱体の上端部、下端部側に屈曲した屈曲部を少なくとも１
ヶ所形成していることを特徴とする。

上記構成によれば、当該屈曲部が前記積層発熱体の前記配列位置の部位を押圧するから
、より確実に前記発熱素子、電極板及び放熱フィンを密着させることができる。また、前
記上フレーム、下フレームを加工変形させるだけで済むから製作が容易である。

請求項４に係る発明では、前記屈曲部を前記積層発熱体に配列位置された前記発熱素子の位置に形成していることを特徴とする。

上記構成によれば、当該屈曲部が配列位置された前記発熱素子を押圧するから、より一層確実に前記発熱素子、電極板及び放熱フィンを密着させ電流の流れ、熱の伝導を良好にすることができる。

請求項５に係る発明では、前記積層発熱体の上端部、下端部と前記上フレーム、下フレ
ームとの間の空間部は、前記上フレーム、下フレームを直線形状とし、前記積層発熱体の上端部、下端部と前記上フレーム、下フレームとの当接位置から前記積層発熱体の積層方向の高さが前記上フレーム、下フレームの直線形状に対し当該積層発熱体の両側端部に行くに連れ短く、当該積層発熱体の中央部領域が高くなるように形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、前記上フレーム、下フレームは直線形状であるから、前記一対の押
圧スプリングの装着が容易であると共に前記積層発熱体の高い中央部を押圧するから、確
実に前記積層発熱体の中央部領域における前記配列位置の発熱素子、電極板及び放熱フィンを積層方向へ密着させることができる。

請求項６に係る発明では、前記積層発熱体の両側端部の高さが短く、中央部領域が高い形状は、前記積層発熱体の上端部、下端部と前記上フレーム、下フレームとの当接領域における前記発熱素子の配列位置において、当該配列位置の積層段内に前記発熱素子の高さＨ１より高い高さＨ２の絶縁性ダミーが介在されていることを特徴とする。

上記構成によれば、前記発熱素子の高さより高い絶縁性ダミーを介在させるだけの簡単
な構造で確実に前記積層発熱体の中央部領域における前記配列位置の発熱素子、電極板及び放熱フィンを積層方向へ密着させることができる。

請求項７に係る発明では、前記ダミーは前記発熱素子を保持する絶縁性保持具に一体的
に形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、必要構成部品である保持具の一部をダミーとしているから、当該ダ
ミーを保持具の製作時に作製できるから、製作が極めて簡単であると共に前記配列位置の
発熱素子、電極板及び放熱フィンを積層方向へ密着させることができる。

請求項８に係る発明では、前記ダミーはほぼその中央部の高さが高く形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、押圧力がダミーのほぼ中心に作用するから、前記配列位置の発熱素
子、電極板及び放熱フィンを全体に亘って確実に密着させることができる。

請求項９に係る発明では、前記積層発熱体の両側端部の高さが短く、中央部が高い形状
は、前記前記積層発熱体のほぼ中央部領域において、前記積層発熱体の上端部と前記上フ
レームとの間及び前記積層発熱体の下端部と前記下フレームとの間の少なくとも一方の間
に所定の厚みを有するスペーサが介在されていることを特徴とする。

上記構成によれば、前記スペーサの介在場所が前記積層発熱体の上端部と前記上フレー
ムとの間及び前記積層発熱体の下端部と前記下フレームとの間の少なくとも一方の間であ
るから、前記スペーサの組み付けが極めて容易にできると共に、前記配列位置の発熱素子
、電極板及び放熱フィンを確実に密着させることができる。

請求項１０に係る発明では、前記スペーサは前記発熱素子の配列位置に対応した位置に配置されていることを特徴とする。

上記構成によれば、前記一対の押圧スプリングによる前記上フレーム又は、及び下フレ
ームを介して前記スペーサに作用する押圧力が前記配列位置の発熱素子、電極板及び放熱
フィンをより確実に密着させることができる。

請求項１１に係る発明では、前記スペーサの幅方向の両端部は前記発熱素子の隣り合う配列位置のほぼ中央部に位置していることを特徴とする。

上記構成によれば、前記スペーサで当該スペーサに作用する押圧力が均等に分散して前
記隣り合う配列位置の発熱素子、電極板及び放熱フィンをより確実に密着させることがで
き、前記スペーサの使用数が少なくて済む。

請求項１２に係る発明では、前記積層発熱体の両側端部の高さが短く、中央部が高い形状は、前記放熱フィンの中央部領域の高さＨ４がその両側端部の高さＨ３より高く形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、必要構成部品である前記放熱フィンをその中央部領域で高くしてい
るから、当該放熱フィンの製作時に作製できるから、製作が極めて簡単であると共に前記
配列位置の発熱素子、電極板及び放熱フィンを積層方向へ密着させることができる。

請求項１３に係る発明では、前記放熱フィンを前記積層発熱体の上端部、下端部側の少なくとも一方に配置していることを特徴とする。

上記構成によれば、前記中央部領域で高い放熱フィンを前記積層発熱体の上端部、下端
部側の少なくとも一方に配置しているから、製作時の組み立てが極めて容易であると共に
前記配列位置の発熱素子、電極板及び放熱フィンを積層方向へ密着させることができる。

請求項１４に係る発明では、前記発熱素子の配列位置の数は３列又は４列であることを特徴とする。

上記構成によれば、前記発熱素子の配列位置の数を３列又は４列にしているから、全て
の配列位置に押圧力を確実に作用させることができ、従って、全ての配列位置の発熱素子
、電極板及び放熱フィンを積層方向へ確実に密着させることができる。

請求項１５に係る発明では、前記発熱素子の配列位置の数は４列であることを特徴とする。

上記構成によれば、前記発熱素子の配列位置の数を４列にしているから、1つの前記ス
ペーサで当該スペーサに作用する押圧力が均等に分散して前記隣り合う配列位置の発熱素
子、電極板及び放熱フィンをより確実に密着させることができ、前記スペーサの使用数を
必要最小限に留めることができる。

以下、図に基づき本発明になる電気式ヒータの実施形態を説明する。図１、図２は本発
明電気式ヒータの全体構成図、図１のＸ部の拡大図である。

絶縁性樹脂で作製された保持具１にＰＴＣ等の発熱素子２が装着され、発熱素子２の表
面に電力を供給する電極板３が重ねられ、電極板３及び発熱素子２にフィンプレート４ａ
がロウ付けされた放熱フィン４を重ね、これら保持具１、発熱素子２、電極板３、放熱フ
ィン４を１ユニットとして複数段積層して積層発熱体５を構成している。なお、電極板３
はプラス（＋）とグランド（Ｇ）で交互に積層されている。

積層発熱体５の積層方向の上下端部には断面凹部形状の上フレーム６及び下フレーム７
が取り付けられ、積層発熱体５の両側端部から一対の押圧スプリング８、９を上、下フレ
ーム６、７の凹部に通し、積層発熱体５の各ユニットが正面方向にズレないように積層発
熱体５を把持している構造である。この場合、一対のスプリング８、９は積層発熱体５に
おいて、４列の配列位置の発熱素子２の両外側（１列目と４列目）の配列位置の発熱素子
２を積層方向に押圧している。さらに一対のスプリング８、９の両側からはカバー１０、
１１が装着される。

積層発熱体５においては、発熱素子２は４列（図の水平方向の配列）配置で４段（図示
の上下方向の積段）積層され、さらに最上段にフィン４（フィン４は５段積）が配置され
ている。発熱素子２は本例では４列×４段で１６個の発熱素子２を備えている。本例では
発熱素子２は保持具１にすべて装着されているが、電気式ヒータの必要とする発熱量に応
じ発熱素子を減らし、その保持具１の空間部に発熱素子と同寸法（幅、高さ、奥行）の絶
縁性のダミーを装着して発熱量を調節してもよい。また、ダミーの位置も必要に応じてそ
の配置を設定すればよい。

図３において、本発明の第１実施形態を説明する。なお、図において上記カバー１０、
１１は省略している。図３（ａ）において、積層発熱体５の上下端部のフィン４は水平平
行状態を呈しており、発熱素子２は４列の配列で４段の積層である。

上フレーム６及び下フレーム７は、積層発熱体５の中央部で発熱素子２の２列目と３列
目の領域すなわち発熱素子２の両外側配列位置以外の領域においては積層発熱体５に当接している。一方、上フレーム６及び下フレーム７は、積層発熱体５の一対のスプリング８、９が装着される領域すなわち発熱素子２の１列目と４列目の領域において、積層発熱体５と上フレーム６及び下フレーム７との間に空間１２、１３が形成されるように積層発熱対５の両側端部に行くに連れ積層方向すなわち図面の上下方向に拡がっている。そして、上フレーム６及び下フレーム７には積層発熱体５と当接し空間部１２、１３が形成される境界に屈曲部６ａ、７ａが上、下フレーム６、７にそれぞれ２箇所形成されている。この屈曲部部６ａ、７ａの位置は図示するように一対のスプリング８、９で押圧されない２列目と３列目に配列位置された発熱素子２の中央位置に形成されている。

このように形成された上、下フレーム６、７が積層発熱体５の上端部、下端部に装着さ
れた状態で図３（ｂ）に示すように、積層発熱体５の両側端部から一対のスプリング８、
９を上、下フレーム６、７の両側端部側から装着する。

一対のスプリング８、９の上、下フレーム６、７の外側からの装着により、積層発熱体
５の上端部、下端部と上、下フレーム６、７との空間部１２、１３は無くなり積層発熱体
５の上端部、下端部と上、下フレーム６、７とは一対のスプリング８、９が装着される領
域において当接する。これにより上、下フレーム６、７は一対のスプリング８、９の装着
によって変形することにより、一対のスプリング８、９が１列目と４列目の発熱素子２の
配列位置を矢印Ａで示す力で積層方向に押圧するとともに、上、下フレーム６、７の積層
発熱体５との当接部分特に屈曲部６ａ、７ａが２列目と３列目の発熱素子２の配列位置を
矢印Ｂで示す力で押圧する。

上記のように、積層発熱体５の上端部、下端部を直線状にし、上、下フレーム６、７を
一対のスプリング８、９が装着され両外側配列位置の発熱素子２を押圧する領域において
、積層発熱体５と上、下フレーム６、７との間に空間部１２、１３を形成すると共に、両
外側配列位置以外の発熱素子２を押圧する領域において、積層発熱体５の上端部、下端部
と上、下フレーム６、７とを当接させているから、一対のスプリング８、９の上、下フレ
ーム６、７の外両側端部側からの装着で、すべての配列位置の発熱素子２と電極板３と放熱フィン４とを積層方向に押圧し発熱素子２と電極板３と放熱フィン４を密着させることができる。従って、発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４間の熱伝導量や電流量の低下を防止できる。また、屈曲部６ａ、７ａを発熱素子２の２列目と３列目の配列位置の中央部に設けているから、この屈曲部６ａ、７ａが２列目と３列目の配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を押圧し、押圧力が低下し易い両外側配列位置以外の位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を確実に押圧し密着させ電流の流れ、熱の伝導を良好にすることができる。

図４は第２実施形態を示すもので、発熱素子２の配列が３列配置で４段重ねの例であり
、図示するように屈曲部６ａ、７ａが積層発熱体５の中央部で発熱素子２の２列目の配列位置に上、下フレーム６、７にそれぞれ１箇所形成されている。すなわち積層発熱体５の上端部、下端部と上、下フレーム６、７とは積層発熱体５の中央部で発熱素子２の２列目の配列位置でわずかに当接している。その他は上記図３の第１実施形態の場合と同様な構成であり同様な効果を発揮する。なお、上記屈曲部は発熱素子２の配列数に応じて適宜数を設定すればよい。

また、本発明においては、発熱素子２の配列が３列配置及び４列配置である積層構造体
５がすべての配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を押圧でき、最も効果を
奏する。

次に図５、図６、図７により本発明の第３、第４、第５実施形態を説明する。第３、第
４、第５実施形態では、積層発熱体５の上端部、下端部と上フレーム６、下フレーム７と
の間の空間部１２は、上フレーム６、下フレーム７を直線形状とし、積層発熱体５
の上端部、下端部と上フレーム６、下フレーム７との当接位置から積層発熱体５の積層方
向の高さが上フレーム６、下フレーム７の直線形状に対し積層発熱体５の両側端部に行く
に連れ短く、積層発熱体５の中央部領域が高くなるように形成され、一対のスプリング８、９を上フレーム６、下フレーム７の両側端部側から装着して上フレーム６を変形させ空間部１２を無くす構成を特徴としている。

図５の第３実施形態では、積層発熱体５の両側端部の高さが短く、中央部領域が高い形状として、積層発熱体５の中央部領域で発熱素子２の２列目と３列目の配列位置において、保持具１に絶縁性樹脂よりなるダミー１５を設けている。このダミー１５は図５（ａ）に示すように発熱素子２の幅や奥行寸法は同じであるが、その高さＨ２（積層方向）は発熱素子２の高さＨ１より少し高く設定されている。また、このダミー１５は保持具１と別体で装着されていてもよく、あるいは保持具１と一体的に形成されていても良い。また、ダミー１５はその中央部が他の部分より僅かに高く形成されている。そして空間部１２は図５（ａ）に示すようにダミー１５の高さＨ２と発熱素子２の高さＨ１との差（Ｈ２−Ｈ１）で形成される。

積層発熱体５の中央部領域で発熱素子２の２列目と３列目の配列位置に発熱素子２より僅かに高さが高いダミー１５を介在させることにより、積層発熱体５の中央部が両端部より高さが高くなる。そして、図５（ｂ）に示すように、一対のスプリング８、９を上フレーム６、下フレーム７の外側から装着することにより、積層発熱体５の両側端部の高さが中央部の高さより小さくなることにより積層発熱体５の中央部が積層方向の内側方向に押圧を受け、積層発熱体５の中央部領域で２列目と３列目の配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４は矢印Ｂで示す力で積層方向に押圧される。そして積層発熱体５の両側端部の１列目と４列目の配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４は一対のスプリング８、９により矢印Ａで示す力で押圧される。

このように発熱素子２の高さより高い絶縁性ダミー１５を介在させて空間部１２を形成するようにしているから、簡単な構造で確実に積層発熱体５の中央部領域におけるダミー１５が介在された配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を積層方向へ密着させることができる。

また、必要構成部品である保持具１の一部をダミー１５としているから、当該ダミー１
５を保持具１の製作時に作製できるから、製作が極めて簡単であると共に前記配列位置の
発熱素子、電極板及び放熱フィンを積層方向へ密着させることができる。

さらにダミー１５はほぼその中央部の高さを他の部分より高く形成されているから、押圧力がダミー１５のほぼ中心に作用するから、ダミー１５が介在された配列位置の発熱素子、電極板３及び放熱フィン４を全体に亘って確実に密着させることができる。

図６の第４実施形態では、積層発熱体５の両側端部の高さが短く、中央部領域が高い形状として、積層発熱体５の中央部領域において、積層発熱体５の上端部と上フレーム６との間に絶縁性のスペーサ１６を介在させている。このスペーサ１６は積層発熱体５の下端部と下フレーム７との間に介在されていてもよく、少なくとも一方側に介在されておればよい。そして空間部１２は図６（ａ）に示すようにスペーサ１６の高さ（厚み）により形成される。

また、スペーサ１６は積層発熱体５の中央部領域で発熱素子２の２列目と３列目の配列位置に対応した位置に配置されており、且つ図示するようにその幅方向（図面の左右方向）の両端部は２列目と３列目の配列位置すなわち隣り合う配列位置の発熱素子２のほぼ中央に位置させている。

そして積層発熱体５の中央部で発熱素子２の２列目と３列目の配列位置にスペーサ１６を介在させ空間部１２を形成することにより、積層発熱体５の中央部が両端部より高さが高くなり、図６（ｂ）に示すように、一対のスプリング８、９を上フレーム６、下フレーム７の両側端部側から装着することにより、積層発熱体５の両側端部の高さが中央部領域の高さより小さくなり、積層発熱体５の中央部領域で２列目と３列目の配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４は矢印Ｂで示す力で積層方向に押圧される。そして積層発熱体５の両側端部側に位置する１列目と４列目の配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４は一対のスプリング８、９により矢印Ａで示す力で押圧される。

このようにスペーサ１６を積層発熱体５の上端部と上フレーム６との間及び積層発熱体
５の下端部と下フレーム７との間の少なくとも一方の間に介在させて空間部１２を形成するようにしているから、スペーサ１６の組み付けが極めて容易にできると共に、積層発熱体５の中央部領域の配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を確実に密着させることができる。

また、スペーサ１６は発熱素子２の配列位置に対応した位置に配置されているから、一
対の押圧スプリング８、９による上フレーム６又は、及び下フレーム７を介してスペーサ
１６に作用する押圧力が積層発熱体５の中央部領域において配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４をより確実に密着させることができる。

さらにスペーサ１６の幅方向の両端部を発熱素子２の隣り合う配列位置のほぼ中央部に
位置させているから、スペーサ１６で当該スペーサ１６に作用する押圧力が均等に分散し
て隣り合う配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４をより確実に密着させるこ
とができ、スペーサ１６の使用数を少なくすることができる。

図７の第５実施形態では、積層発熱体５の両側端部の高さが短く、中央部領域が高い形状として、積層発熱体５の中央部領域において、その上端部及び下端部の放熱フィン４の中央部領域での高さＨ４をその両側端部での高さＨ３より高く形成している。両側端部領
域の高さＨ３はすべての放熱フィン４の通常部分の高さであり、中央部領域の高さＨ４は
通常部分の高さより高く設定されている。放熱フィン４の中央部領域での高さＨ４を通常
部分の高さとし、上端部及び下端部の放熱フィン４の両側端部の高さＨ３を通常部分より
小さくしてもよい。そして空間部１２は図７（ａ）に示すように放熱フィン４の中央部領域での高さＨ４と両側端部での高さＨ３との差（Ｈ４−Ｈ３）で形成される。

また、積層発熱体５の中央部領域において、その上端部及び下端部の放熱フィン４の中央部領域の高さをその両側端部より高く形成し、図７（ｂ）に示すように、一対のスプリング８、９を上フレーム６、下フレーム７の外側から装着することにより、積層発熱体５の両側端部の高さが中央部領域の高さより小さくなり、積層発熱体５の中央部領域で２列目と３列目の配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４は矢印Ｂで示す力で積層方向に押圧される。そして積層発熱体５の両側端部側の１列目と４列目の配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４は一対のスプリング８、９により矢印Ａで示す力で押圧される。

このように必要構成部品である放熱フィン４をその中央部領域で高くして空間部１２を形成するようにしているから、当該放熱フィン４の製作時に作製でき、製作が極めて簡単であると共に、積層発熱体５の中央部の配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を積層方向へ密着させることができる。

また、積層発熱体５の中央部領域の高さの高い放熱フィン４は積層発熱体５の上端部及
び下端部の少なくとも一方に配置しているから、製作時の組立てが極めて容易であると共
に積層発熱体５の中央部領域の配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４を積層方向へ密着させることができる。

以上、本発明は、発熱素子２の配列位置が３列配置もしくは４列配置の電気式ヒータに適用すれは、すべての配列位置の発熱素子２、電極板３及び放熱フィン４に押圧力を作用させることができ、最も上記効果を発揮することができる。

なお、上記第１〜５実施形態における空間部１２、１３の大きさ（高さ）は上、下フレーム６、７の材質、形状による剛性とスプリング８、９のスプリング力、両者の装着による発生応力等を考慮して適宜に設定すればよい。上記第１実施形態（図３）における空間部１２、１３の大きさ（スプリング８、９が装着されスプリングが押圧作用する位置（矢印Ａ位置）での大きさ）は上、下フレーム６、７がステンレス材の場合で０．１〜０．３ｍｍに設定している。

本発明になる電気式ヒータの断面正面図である。 図１のＸ部の拡大断面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１実施形態の説明に供する断面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第２実施形態の説明に供する断面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第３実施形態の説明に供する断面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第４実施形態の説明に供する断面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第５実施形態の説明に供する断面図である。 従来の電気式ヒータの説明に供する断面図である。

符号の説明

１ 保持具
２ 発熱素子
３ 電極板
４ 放熱フィン
５ 積層発熱体
６ 上フレーム
６ａ 上フレーム６の屈曲部
７ 下フレーム
７ａ 上フレーム７の屈曲部
８、９ 一対のスプリング
１２、１３ 空間部
１５ ダミー
１６ スペーサ
Ｈ１ 発熱素子２の高さ
Ｈ２ ダミー１５の高さ
Ｈ３ 放熱フィン４の両側端部の高さ
Ｈ４ 放熱フィン４の中央部領域の高さ

Claims (15)

1. ３列以上の位置に配列された発熱素子と、前記発熱素子に電気的に接触し外部から電力
   を供給するための電極板と、前記発熱素子によって発生した熱を放熱する放熱フィンを重
   ねたユニットを複数段積層した積層発熱体と、
   前記積層発熱体の積層方向の上端部、下端部に装着される上フレーム、下フレームと、
   前記積層発熱体の両側端部で外側から前記上フレーム、下フレーム及び前記積層発熱体
   を把持して両外側配列位置の前記発熱素子、前記電極板及び前記放熱フィンとを積層方向
   に押圧する一対の押圧スプリングとを備えた電気式ヒータであって、
   前記一対の押圧スプリングが装着される領域において前記積層発熱体の上端部、下端部と
   前記上フレーム、下フレームとの間に空間部を形成すると共に、前記両外側配列位置以外
   の前記発熱素子の配列位置に対応する領域において前記積層発熱体の上端部、下端部と前
   記上フレーム、下フレームとを当接させ、
   前記一対の押圧スプリングの前記上フレーム、下フレームの外側からの装着により前記
   積層発熱体の上端部、下端部と前記上フレーム、下フレームとを当接させて前記空間部を
   無くし、前記発熱素子の配列位置が積層方向に押圧されていることを特徴とする電気式ヒ
   ータ。
2. 前記積層発熱体の上端部、下端部と前記上フレーム、下フレームとの間の空間部は、前
   記積層発熱体の上端部、下端部を直線形状とし、前記積層発熱体の上端部、下端部と前記
   上フレーム、下フレームとの当接位置から前記上フレーム、下フレームは前記積層発熱体
   の上端部、下端部の直線形状に対し前記上フレーム、下フレームの両側端部に行くに連れ
   積層外側方向に拡がるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の電気式ヒー
   タ。
3. 前記上フレーム、下フレームの前記積層発熱体の上端部、下端部との当接部位には前記
   積層発熱体の上端部、下端部側に屈曲した屈曲部が少なくとも1ヶ所形成されていること
   を特徴とする請求項２記載の電気式ヒータ。
4. 前記屈曲部は前記積層発熱体に配列位置された前記発熱素子の位置に形成されていることを特徴とする請求項３記載の電気式ヒータ。
5. 前記積層発熱体の上端部、下端部と前記上フレーム、下フレームとの間の空間部は、前
   記上フレーム、下フレームを直線形状とし、前記積層発熱体の上端部、下端部と前記上フ
   レーム、下フレームとの当接位置から前記積層発熱体の積層方向の高さが前記上フレーム
   、下フレームの直線形状に対し当該積層発熱体の両側端部に行くに連れ短く、当該積層発
   熱体の中央部領域が高くなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の電気式ヒータ。
6. 前記積層発熱体の両側端部の高さが短く、中央部領域が高い形状は、前記積層発熱体の上端部、下端部と前記上フレーム、下フレームとの当接領域における前記発熱素子の列配置において、当該列配置の積層段内に前記発熱素子の高さＨ１より高い高さＨ２の絶縁性ダミーが介在されていることを特徴とする請求項５記載の電気式ヒータ。
7. 前記ダミーは前記発熱素子を保持する絶縁性保持具に一体的に形成されていることを特徴とする請求項６記載の電気式ヒータ。
8. 前記ダミーはほぼその中央部の高さが高く形成されていることを特徴とする請求項６又は７記載の電気式ヒータ。
9. 前記積層発熱体の両側端部の高さが短く、中央部領域が高い形状は、前記積層発熱体のほぼ中央部領域において、前記積層発熱体の上端部と前記上フレームとの間及び前記積層発熱体の下端部と前記下フレームとの間の少なくとも一方の間に所定の厚みを有するスペーサが介在されていることを特徴とする請求項５記載の電気式ヒータ。
10. 前記スペーサは前記発熱素子の配列位置に対応した位置に配置されていることを特徴とする請求項９記載の電気式ヒータ。
11. 前記スペーサの幅方向の両端部は前記発熱素子の隣り合う配列位置のほぼ中央部に位置していることを特徴とする請求項１０記載の電気式ヒータ。
12. 前記積層発熱体の両側端部の高さが短く、中央部が高い形状は、前記放熱フィンの中央部領域の高さＨ４がその両側端部の高さＨ３より高く形成されていることを特徴とする請求項５記載の電気式ヒータ。
13. 前記放熱フィンは前記積層発熱体の上端部、下端部側に配置された少なくとも一方の放熱フィンであることを特徴とする請求項１２記載の電気式ヒータ。
14. 前記発熱素子の配列位置の数は３列又は４列であることを特徴とする請求項１〜１０、１２、１３のいずれか一つに記載の電気式ヒータ。
15. 前記発熱素子の配列位置の数は４列であることを特徴とする請求項１１記載の電気式ヒータ。
    

Images