JP2009170121A - 電気式ヒータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】コスト増を招くことなく、ヒータコア要素の積層段数が多くなっても確実に発熱素子とチューブの相互接触面積を保つことができる電気式ヒータユニットを提供すること。
【解決手段】通電により発熱するＰＴＣ素子１２を内挿したチューブ６に放熱フィン７，８を固定してヒータコア要素５とし、該ヒータコア要素５を複数個積層することで構成した多段積層コアの上下左右４方向の外周をフロントハウジング１、エンドハウジング２、アッパーエンドプレート３、ロアエンドプレート４により保持した電気式ヒータユニットH/U1において、多段積層コアのうち、積層方向に隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５の間に要素隙間ｔを設定し、該要素隙間ｔの位置に要素隙間ｔを拡大する方向に弾性力を付与する波形バネ１１を設定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒータコア要素を複数個積層することで構成した多段積層コアの上下左右４方向の外周をフレーム部材により保持した電気式ヒータユニットに関する。

例えば、発熱素子として、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficientの略）素子を用いた電気式ヒータユニットの場合、ＰＴＣ素子は、電極シートから供給した電気によって発熱する。そして、ＰＴＣ素子からの熱は、チューブを経由し放熱フィンに伝導し、該放熱フィンを通過する風を、熱交換作用により温風とする。したがって、ＰＴＣ素子とチューブの相互接触面積が広いほど、効率よく熱交換を行うことができる。このため、弾性による圧着力を作用させ、ＰＴＣ素子とチューブの相互接触面積を確保するようにしている。

従来、発熱素子とチューブの間に圧着力を作用させるため、最外側のフレーム部材であるエンドプレートと、該エンドプレートに接するヒータコア要素との間に板状バネ部材を設定する電気式ヒータユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、発熱素子とチューブの間に圧着力を作用させるため、積層方向に締め付け力を作用させ、放熱フィン自体に弾性を持たせるようにした電気式ヒータユニットが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−８５６９５号公報 特許第３７９４１１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の電気式ヒータユニットにあっては、最外側のフレーム部材と、これに接するヒータコア要素との間からのみ弾性力が付与されるものである。このため、ヒータコア要素の積層段数が多くなったとき、最外側のフレーム部材から離れた位置にあるヒータコア要素では、発熱素子とチューブの間に圧着力が作用しない。つまり、ヒータコア要素の積層段数が多くなるほど、発熱素子とチューブの相互接触面積を確保することができない、という問題があった。

また、特許文献２に記載された従来の電気式ヒータユニットにあっては、放熱フィン自体に弾性を持たせるようにしていたため、放熱フィンの形状が特殊な形状となり、フィン加工として一般に行われているルーバ加工を採用することができず、コスト増を招く、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コスト増を招くことなく、ヒータコア要素の積層段数が多くなっても確実に発熱素子とチューブの相互接触面積を保つことができる電気式ヒータユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、通電により発熱する発熱素子を内挿したチューブに放熱フィンを固定してヒータコア要素とし、該ヒータコア要素を複数個積層することで構成した多段積層コアの上下左右４方向の外周をフレーム部材により保持した電気式ヒータユニットにおいて、
前記多段積層コアのうち、積層方向に隣接するヒータコア要素とヒータコア要素の間に要素隙間を設定し、該要素隙間の位置に要素隙間を拡大する方向に弾性力を付与する板状バネ部材を設定したことを特徴とする。

よって、本発明の電気式ヒータユニットにあっては、積層方向に隣接するヒータコア要素とヒータコア要素の間に設定された板状バネ部材により、隣接するヒータコア要素の要素隙間を拡大する方向に弾性力が付与される。
このため、コア要素間の板状バネ部材により、複数個積層されたヒータコア要素のそれぞれに対して少なくとも一方向から弾性力が付与され、この弾性力が、発熱素子とチューブを圧着する圧着力となる。言い換えると、最外側のフレーム部材から近いヒータコア要素であっても、また、最外側のフレーム部材から最も離れたヒータコア要素であっても、全く同様に圧着力が作用し、ヒータコア要素の積層段数が多くなっても確実に発熱素子とチューブの相互接触面積が保たれる。
この結果、放熱フィンの形状を特殊形状とすることのない構成を採用したことにより、コスト増を招くことなく、ヒータコア要素の積層段数が多くなっても確実に発熱素子とチューブの相互接触面積を保つことができる。

以下、本発明の電気式ヒータユニットを実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例３に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の電気式ヒータユニットH/U1を示す分解斜視図である。図２は、実施例１の電気式ヒータユニットH/U1を示す図で、(a)は正面図を示し、(b)は図２(a)のＡ−Ａ線断面図を示す。図３は、実施例１の電気式ヒータユニットH/U1を示す図２(b)のＢ部拡大断面図である。図４は、実施例１の電気式ヒータユニットH/U1におけるフィンプレートを示す斜視図である。図５は、実施例１の電気式ヒータユニットH/U1における波形バネ１１をあらわす図であり、(a)は平面図を示し、(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示す。

実施例１の電気式ヒータユニットH/U1は、自動車の空調ユニットに内蔵されているヒータコアの後流位置に設定される。そして、冬期等での発進時やエンジンアイドルストップ時等であって、エンジン冷却水を媒体とするヒータコアによる暖房性能が発揮されないとき、ヒータコアによる暖房を補助するために用いられる。また、低燃費運転時等であって、エンジン冷却水の温度が上昇せず暖房能力が不足するとき、ヒータコアによる暖房を補完するために用いられる。

実施例１の電気式ヒータユニットH/U1は、図１及び図２に示すように、フロントハウジング１（フレーム部材）と、エンドハウジング２（フレーム部材）と、アッパーエンドプレート３（フレーム部材）と、ロアエンドプレート４（フレーム部材）と、ヒータコア要素５と、チューブ６と、第１放熱フィン７（放熱フィン）と、第２放熱フィン８（放熱フィン）と、第１フィンプレート９と、第２フィンプレート１０と、波形バネ１１（板状バネ部材）と、ＰＴＣ素子１２（発熱素子）と、を備えている。

前記ヒータコア要素５は、通電により発熱するＰＴＣ素子１２を内挿したチューブ６に第１放熱フィン７と第２放熱フィン８を固定したものをいう。そして、実施例１の場合、前記ヒータコア要素５を３個積層することで多段積層コアを構成している。

前記多段積層コアは、図１及び図２に示すように、右方向からのフロントハウジング１と、左方向からのエンドハウジング２と、上方向からのアッパーエンドプレート３と、下方向からのロアエンドプレート４により、外周を保持している。

前記フロントハウジング１には、電気コネクタ接続部１ａが設けられ、補助暖房時や補完暖房時、電気コネクタが接続され、ＰＴＣ素子１２に外部から電気を印加する。前記エンドハウジング２には、チューブ６の端部を差し込むチューブ溝２ａが形成されている。前記アッパーエンドプレート３及び前記ロアエンドプレート４には、図２(b)に示すように、端部の第１放熱フィン７と第２放熱フィン８の位置決めする位置決め突起３ａ，４ａが形成されている。

そして、前記多段積層コアのうち、積層方向に隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５の間に要素隙間ｔを設定し、該要素隙間ｔの位置に要素隙間ｔを拡大する方向に弾性力を付与する波形バネ１１を設定している。

実施例１の場合、前記チューブ６は、図３に示すように、アウターチューブ61とインナーチューブ62を積層方向に移動可能に嵌合することで構成している。そして、前記ヒータコア要素５は、前記アウターチューブ61に第１放熱フィン７を固定し、前記インナーチューブ62に第２放熱フィン８を固定し、前記アウターチューブ61と前記インナーチューブ62により囲まれる空間内に、ポジションプレート１３により位置決めされたＰＴＣ素子１２と電極シート１４と絶縁シート１５を積層することで構成している。

実施例１の場合、積層方向に隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５の間の要素隙間ｔには、図３に示すように、第１放熱フィン７を位置決めする第１フィンプレート９と、第２放熱フィン８を位置決めする第２フィンプレート１０を設定している。そして、前記波形バネ１１を、前記第１フィンプレート９と前記第２フィンプレート１０の間の位置に介装している。

前記第１フィンプレート９と前記第２フィンプレート１０は、図４に示すように、長方形板材の両長辺部に等間隔にて切り込みを入れ、切り込み部を交互に上側と下側に曲げることで、一方の曲げ突起をフィン位置決め突起９ａ，１０ａとし、他方の曲げ突起をバネ位置決め突起９ｂ，１０ｂとしている。つまり、実施例１では、第１放熱フィン７の幅と第２放熱フィン８の幅と波形バネ１１の幅とを一致させることで、第１フィンプレート９と第２フィンプレート１０として、同じフィンプレート部品を用いている。

実施例１では、板状バネ部材として、図５に示すように、バネ鋼による長方形板材を波形形状とした波形バネ１１を用いている。そして、前記波形バネ１１は、図１及び図２に示すように、積層方向に隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５の全ての要素隙間ｔの位置（２箇所位置）に設定している。

次に、作用を説明する。
実施例１の電気式ヒータユニットH/U1における作用を、「ＰＴＣ素子とチューブの相互接触面積確保作用」、「多段化による相互接触面積確保作用」に分けて説明する。

［ＰＴＣ素子とチューブの相互接触面積確保作用］
図６は、実施例１の電気式ヒータユニットH/U1において波形バネ１１により弾性力を付与している状態を示す作用説明図である。

実施例１の電気式ヒータユニットH/U1は、３段積層であり積層方向に隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５の全ての要素隙間ｔの位置（２箇所位置）に波形バネ１１を設定している。したがって、２箇所位置に設定された波形バネ１１，１１により、隣接するヒータコア要素５，５の要素隙間ｔを拡大する上下方向に弾性力（４方向）が付与される。そして、最外周位置にて力を受けるアッパーエンドプレート３とロアエンドプレート４から弾性力の反力（２方向）が付与される。このため、全てのコア要素間に設定された波形バネ１１，１１により、３個積層されたヒータコア要素５，５，５のそれぞれに対し、図６の矢印に示すように、上下両方向から弾性力（合計６方向）が付与される。

そして、この弾性力が、チューブ６を構成するアウターチューブ61とインナーチューブ62を互いに接近させる方向の圧着力となる。この圧着力により両チューブ61,62が接近すると、ポジションプレート１３により位置決めされたＰＴＣ素子１２と電極シート１４と絶縁シート１５が互いに密着し、さらに、ＰＴＣ素子１２が押し上げられて、アウターチューブ61の内面に圧着する。

この圧着力は、アッパーエンドプレート３とロアエンドプレート４から近い２つのヒータコア要素５，５であっても、また、アッパーエンドプレート３とロアエンドプレート４から離れた中央部のヒータコア要素５であっても、全く同様に作用する。

したがって、ＰＴＣ素子１２とアウターチューブ61の内面との相互接触面積が広く保たれる。このため、ＰＴＣ素子１２からの熱は、アウターチューブ61を経由し第１放熱フィン７に伝導し、第１放熱フィン７を通過する風を、効率の良い熱交換作用により温風とする。また、ＰＴＣ素子１２からの熱は、アウターチューブ61からインナーチューブ62を経由し第２放熱フィン８に伝導し、第２放熱フィン８を通過する風を、効率の良い熱交換作用により温風とする。

［多段化による相互接触面積確保作用］
図７は、実施例１の３段積層による電気式ヒータユニットH/U1に対しヒータコア要素を追加することで６段積層による電気式ヒータユニットH/U1'とした場合において波形バネ１１により弾性力を付与している状態を示す作用説明図である。

実施例１の３段積層による電気式ヒータユニットH/U1を多段化し、６段積層による電気式ヒータユニットH/U1'とした場合について説明する。なお、６段積層の電気式ヒータユニットH/U1'の場合にも、隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５の全ての要素隙間ｔの位置（５箇所位置）に波形バネ１１を設定している。

したがって、５箇所位置に設定された波形バネ１１，１１，１１，１１，１１により、隣接するヒータコア要素５，５の要素隙間ｔを拡大する上下方向に弾性力（１０方向）が付与される。そして、最外周位置にて力を受けるアッパーエンドプレート３とロアエンドプレート４から弾性力の反力（２方向）が付与される。このため、全てのコア要素間に設定された波形バネ１１，１１，１１，１１，１１により、６個積層されたヒータコア要素５，５，５，５，５，５のそれぞれに対し、図７の矢印に示すように、上下両方向から弾性力（合計１２方向）が付与される。

そして、この弾性力が、チューブ６を構成するアウターチューブ61とインナーチューブ62を互いに接近させる方向の圧着力となる。この圧着力により両チューブ61,62が接近すると、ポジションプレート１３により位置決めされたＰＴＣ素子１２と電極シート１４と絶縁シート１５が互いに密着し、さらに、ＰＴＣ素子１２が押し上げられて、アウターチューブ61の内面に圧着する。

この圧着力は、アッパーエンドプレート３とロアエンドプレート４から最も近い２つのヒータコア要素５，５であっても、また、アッパーエンドプレート３とロアエンドプレート４から最も離れた中央部のヒータコア要素５であっても、全く同様に作用する。

したがって、ヒータコア要素５の積層段数が、例えば、３段から６段というように、多くなっても確実にＰＴＣ素子１２とアウターチューブ61の内面との相互接触面積を保つことができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の電気式ヒータユニットH/U1にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 通電により発熱する発熱素子（ＰＴＣ素子１２）を内挿したチューブ６に放熱フィン７，８を固定してヒータコア要素５とし、該ヒータコア要素５を複数個積層することで構成した多段積層コアの上下左右４方向の外周をフレーム部材（フロントハウジング１、エンドハウジング２、アッパーエンドプレート３、ロアエンドプレート４）により保持した電気式ヒータユニットH/U1において、前記多段積層コアのうち、積層方向に隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５の間に要素隙間ｔを設定し、該要素隙間ｔの位置に要素隙間ｔを拡大する方向に弾性力を付与する板状バネ部材（波形バネ１１）を設定したため、コスト増を招くことなく、ヒータコア要素５の積層段数が多くなっても確実に発熱素子とチューブ６の相互接触面積を保つことができる。

(2) 前記チューブ６は、アウターチューブ61とインナーチューブ62を積層方向に移動可能に嵌合することで構成し、前記ヒータコア要素５は、前記アウターチューブ61に第１放熱フィン７を固定し、前記インナーチューブ62に第２放熱フィン８を固定し、前記アウターチューブ61と前記インナーチューブ62により囲まれる空間内に、ポジションプレート１３により位置決めされた発熱素子（ＰＴＣ素子１２）と電極シート１４と絶縁シート１５を積層することで構成したため、板状バネ部材により付与される弾性力によりアウターチューブ61とインナーチューブ62が互いに接近するように相対移動し、この相対移動により、ＰＴＣ素子１２と電極シート１４と絶縁シート１５を密着させ、かつ、ＰＴＣ素子１２をチューブ６の内面に確実に圧着することができる。

(3) 前記積層方向に隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５の間の要素隙間ｔには、第１放熱フィン７を位置決めする第１フィンプレート９と、第２放熱フィン８を位置決めする第２フィンプレート１０を設定し、前記板状バネ部材（波形バネ１１）は、前記第１フィンプレート９と前記第２フィンプレート１０の間の位置に介装したため、板状バネ部材がこじれを生じることなく両フィンプレート９，１０間に設定され、確実に板状バネ部材が持つ弾性力を第１放熱フィン７と第２放熱フィン８に付与することができる。

(4) 前記第１フィンプレート９と前記第２フィンプレート１０は、長方形板材の両長辺部に等間隔にて切り込みを入れ、切り込み部を交互に上側と下側に曲げることで、一方の曲げ突起をフィン位置決め突起９ａ，１０ａとし、他方の曲げ突起をバネ位置決め突起９ｂ，１０ｂとしたため、同じフィンプレート部品を第１フィンプレート９と第２フィンプレート１０として兼用しながら、積層方向に隣接する第１放熱フィン７と第２放熱フィン８の位置決めを行うことができると共に、両放熱フィン７，８に対する板状バネ部材の位置決めを行うことができる。

(5) 前記板状バネ部材は、バネ鋼による長方形板材を波形形状とした波形バネ１１であるため、各波形頂部から分散された弾性力を、積層方向に隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５に付与することで、均一性の高い圧着力により、発熱素子とチューブの相互接触面積を広く保つことができる。

(6) 前記板状バネ部材（波形バネ１１）は、積層方向に隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５の全ての要素隙間ｔの位置に設定したため、積層された全てのヒータコア要素５に対し、２方向から弾性力を付与することで、ヒータコア要素５の積層段数が多くなっても、フレーム部材から最も離れたヒータコア要素５に対し高い圧着力を与えることができる。

実施例２は、要素段間のうち１段置きの位置に板状バネ部材を設定するようにした例である。

まず、構成を説明する。
図８は、実施例２の６段積層による電気式ヒータユニットH/U2を示す正面図である。

実施例２の電気式ヒータユニットH/U2は、図８に示すように、フロントハウジング１（フレーム部材）と、エンドハウジング２（フレーム部材）と、アッパーエンドプレート３（フレーム部材）と、ロアエンドプレート４（フレーム部材）と、ヒータコア要素５と、チューブ６と、第１放熱フィン７（放熱フィン）と、第２放熱フィン８（放熱フィン）と、第１フィンプレート９と、第２フィンプレート１０と、波形バネ１１（板状バネ部材）と、を備えている。

前記波形バネ１１は、積層方向に隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５の要素段間のうち、１段置きの要素隙間ｔの位置に設定される。つまり、波形バネ１１は、上から１段目と２段目要素隙間ｔの位置と、上から３段目と４段目要素隙間ｔの位置と、上から５段目と６段目要素隙間ｔの位置と、の３箇所の位置に設定されている。なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例２の６段積層による電気式ヒータユニットH/U2では、３箇所位置に設定された波形バネ１１，１１，１１により、隣接するヒータコア要素５，５の要素隙間ｔを拡大する上下方向に弾性力（６方向）が付与される。そして、最外周位置にて力を受けるアッパーエンドプレート３とロアエンドプレート４から弾性力の反力（２方向）が付与される。

このため、６個積層されたヒータコア要素５，５，５，５，５，５のうち、アッパーエンドプレート３とロアエンドプレート４から最も近い２つのヒータコア要素５，５に対しては、図８の矢印に示すように、上下両方向から弾性力（合計４方向）が付与される。また、アッパーエンドプレート３とロアエンドプレート４から離れた４つのヒータコア要素５，５，５，５に対しては、図８の矢印に示すように、上方向または下方向から弾性力（合計４方向）が付与される。

そして、この弾性力が、チューブ６を構成するアウターチューブ61とインナーチューブ62を互いに接近させる方向の圧着力となる。この圧着力により両チューブ61,62が接近すると、ポジションプレート１３により位置決めされたＰＴＣ素子１２と電極シート１４と絶縁シート１５が互いに密着し、さらに、ＰＴＣ素子１２が押し上げられて、アウターチューブ61の内面に圧着する。すなわち、積層された全てのヒータコア要素５に対し、少なくとも１方向から弾性力を付与することで、必要な圧着力が確保される。

また、実施例２の電気式ヒータユニットH/U2のように、６段積層によって多段化した場合、同じ６段積層で全ての要素隙間ｔの位置に波形バネ１１を設定した図７に示す電気式ヒータユニットH/U1'との対比から明らかなように、電気式ヒータユニットH/U2の積層方向長さを短縮でき、これによってコンパクト化を図ることができる。

図９は、実施例２の変形例で７段積層による電気式ヒータユニットH/U2'を示す正面図である。
この７段積層による電気式ヒータユニットH/U2'では、１段置きにならない場所が生じ、４箇所位置に設定された波形バネ１１，１１，１１，１１により、隣接するヒータコア要素５，５の要素隙間ｔを拡大する上下方向に弾性力（８方向）が付与される。そして、最外周位置にて力を受けるアッパーエンドプレート３とロアエンドプレート４から弾性力の反力（２方向）が付与される。

このため、７個積層されたヒータコア要素５，５，５，５，５，５，５のうち、アッパーエンドプレート３から最も近い２つのヒータコア要素５，５に対しては、図９の矢印に示すように、上下両方向から弾性力（合計４方向）が付与される。また、ロアエンドプレート４から最も近い１つのヒータコア要素５に対しては、図９の矢印に示すように、上下両方向から弾性力（合計２方向）が付与される。そして、アッパーエンドプレート３とロアエンドプレート４から離れた４つのヒータコア要素５，５，５，５に対しては、図９の矢印に示すように、上方向または下方向から弾性力（合計４方向）が付与される。なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２の電気式ヒータユニットH/U2にあっては、実施例１の(1)〜(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(7) 前記板状バネ部材（波形バネ１１）は、積層方向に隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５の要素段間のうち、１段置きの要素隙間ｔの位置に設定したため、積層された全てのヒータコア要素５に対し、少なくとも１方向から弾性力を付与することで必要な圧着力を確保しながら、多段化した場合、全ての要素隙間ｔの位置に板状バネ部材を設定する場合に比べ、ヒータユニットの積層方向長さの短縮によるコンパクト化を図ることができる。

実施例３は、チューブとして、積層方向に加わる力が大きいほど扁平形状に変形する可撓性チューブを採用した例である。

まず、構成を説明する。
図１０は、実施例３の電気式ヒータユニットH/U3におけるチューブ構造を示す拡大断面図である。

実施例３の電気式ヒータユニットH/U3におけるチューブ構造は、図１０に示すように、第１放熱フィン７と、第２放熱フィン８と、可撓性チューブ63と、ＰＴＣ素子１２（発熱素子）と、ポジションプレート１３と、電極シート１４と、絶縁シート１５と、を備えている。

前記可撓性チューブ63は、弾性変形量が大きなばね性かつ導電性のある金属等により成形され、積層方向に加わる力が大きいほど扁平形状に変形する。なお、他の構成は、実施例１，２と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例３の電気式ヒータユニットH/U3では、波形バネ１１により少なくとも一方向から弾性力が付与されると、この弾性力が、可撓性チューブ63を扁平形状に変形させる圧着力となる。この圧着力により可撓性チューブ63の両放熱フィン７，８が設けられた部分2が接近すると、ポジションプレート１３により位置決めされたＰＴＣ素子１２と電極シート１４と絶縁シート１５が互いに密着し、さらに、ＰＴＣ素子１２が可撓性チューブ63の内面に圧着する。なお、他の作用は、実施例１，２と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例３の電気式ヒータユニットH/U3にあっては、実施例１の(1),(3)〜(6)、実施例２の(7)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(8) 前記チューブ６は、積層方向に加わる力が大きいほど扁平形状に変形する可撓性チューブ63により構成し、前記ヒータコア要素５は、前記可撓性チューブ63に第１放熱フィン７と第２放熱フィン８を固定し、前記可撓性チューブ63の空間内に、ポジションプレート１３により位置決めされたＰＴＣ素子１２と電極シート１４と絶縁シート１５を積層することで構成したため、板状バネ部材により付与される弾性力により可撓性チューブ63が積層方向の対向面が互いに接近するように扁平形状に変形し、この扁平変形により、ＰＴＣ素子１２と電極シート１４と絶縁シート１５を密着させ、かつ、ＰＴＣ素子１２を可撓性チューブ63の内面に確実に圧着することができる。

以上、本発明の電気式ヒータユニットを実施例１〜実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１〜３では、板状バネ部材として、波形バネ１１を用いる例を示した。しかし、板状バネ部材としては、要素隙間ｔを拡大する方向に弾性力を付与する板状バネ部材であれば、具体的な形状は、波形バネ１１に限られることはない。例えば、図１１に示すように、プレート部２１ａと複数の波状バネ部２１ｂの組み合わせによる第１板状バネ２１としても良い。また、図１２に示すように、プレート部２２ａと、該プレート部２２ａの切り込みから一方向に折り曲げ突出させた複数の湾曲面状バネ部２２ｂによる第２板状バネ２２としても良い。また、図１３に示すように、プレート部２３ａと、該プレート部２３ａの切り込みから一方向に折り曲げ突出させた複数の多角面状バネ部２３ｂによる第３板状バネ２３としても良い。また、図１４に示すように、プレート部２４ａと、該プレート部２４ａの切り込みから交互に異なる方向に折り曲げ突出させた複数の多角面状バネ部２４ｂによる第４板状バネ２４としても良い。また、図１５に示すように、プレート部２５ａと、該プレート部２５ａの切り込みから交互に異なる方向に折り曲げ突出させた複数の湾曲面状バネ部２５ｂによる第５板状バネ２５としても良い。

実施例１〜３では、積層方向に隣接するヒータコア要素５とヒータコア要素５の間の要素隙間ｔに、第１放熱フィン７を位置決めする第１フィンプレート９と、第２放熱フィン８を位置決めする第２フィンプレート１０を設定し、両フィンプレート９，１０の間の位置に板状バネ部材を介装する例を示した。しかし、一方の放熱フィン側にのみフィンプレートを設定し、他方の放熱フィン側には、フィン位置決め機能と板バネ機能を兼用するフィンプレート一体型バネ部材を設定する例としても良い。例えば、図１６に示すように、フィンプレート部３１ａと、該フィンプレート部３１ａの切り込みから一方向に折り曲げ突出させた複数の多角面状バネ部３１ｂによる第１フィンプレート付き板状バネ３１としても良い。また、図１７に示すように、フィンプレート部３２ａと、該フィンプレート部３２ａの切り込みから一方向に折り曲げ突出させた複数の湾曲面状バネ部３２ｂによる第２フィンプレート付き板状バネ３２としても良い。また、図１８に示すように、フィンプレート部３３ａと、該フィンプレート部３３ａの切り込みから交互に異なる方向に折り曲げ突出させた複数の多角面状バネ部３３ｂによる第３フィンプレート付き板状バネ３３としても良い。また、図１９に示すように、フィンプレート部３４ａと複数の波状バネ部３４ｂの組み合わせによる第４フィンプレート付き板状バネ３４としても良い。また、図２０に示すように、フィンプレート部３５ａと、該フィンプレート部３５ａの切り込みから交互に異なる方向に折り曲げ突出させた複数の湾曲面状バネ部３５ｂによる第５フィンプレート付き板状バネ３５としても良い。

実施例１〜３では、発熱素子として、ＰＴＣ素子を用いる例を示した。しかし、外部からの通電により発熱するサーミスタ素子であれば、ＰＴＣ素子に限られることはない。

要するに、多段積層コアのうち、積層方向に隣接するヒータコア要素とヒータコア要素の間に要素隙間を設定し、要素隙間の位置に要素隙間を拡大する方向に弾性力を付与する板状バネ部材を設定したものであれば、実施例１〜３に限られることはない。

実施例１〜３では、自動車の空調ユニットに内蔵されているヒータコアによる暖房を補助あるいは補完する電気式ヒータユニットとしての適用例を示した。しかし、建物等を含む様々な箇所において、暖房装置や暖房補助装置や暖房補完装置の用途として用いられる電気式ヒータユニットに対しても適用することができる。要するに、通電により発熱する発熱素子を内挿したチューブに放熱フィンを固定してヒータコア要素とし、該ヒータコア要素を複数個積層することで構成した多段積層コアの上下左右４方向の外周をフレーム部材により保持した電気式ヒータユニットであれば適用できる。

実施例１の電気式ヒータユニットH/U1を示す分解斜視図である。 実施例１の電気式ヒータユニットH/U1を示す図で、(a)は正面図を示し、(b)は図２(a)のＡ−Ａ線断面図を示す。 実施例１の電気式ヒータユニットH/U1を示す図２(b)のＢ部拡大断面図である。 実施例１の電気式ヒータユニットH/U1におけるフィンプレートを示す斜視図である。 実施例１の電気式ヒータユニットH/U1における波形バネ１１をあらわす図で、(a)は平面図を示し、(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示す。 実施例１の電気式ヒータユニットH/U1において波形バネ１１により弾性力を付与している状態を示す作用説明図である。 実施例１の３段積層による電気式ヒータユニットH/U1に対しヒータコア要素を追加することで６段積層による電気式ヒータユニットH/U1'とした場合において波形バネ１１により弾性力を付与している状態を示す作用説明図である。 実施例２の６段積層による電気式ヒータユニットH/U2を示す正面図である。 実施例２の変形例で７段積層による電気式ヒータユニットH/U2'を示す正面図である。 実施例３の電気式ヒータユニットH/U3におけるチューブ構造を示す拡大断面図である。 板状バネ部材の一例である第１板状バネ２１をあらわす図であり、(a)は平面図を示し、(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示す。 板状バネ部材の一例である第２板状バネ２２をあらわす図であり、(a)は平面図を示し、(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示す。 板状バネ部材の一例である第３板状バネ２３をあらわす図であり、(a)は平面図を示し、(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示す。 板状バネ部材の一例である第４板状バネ２４をあらわす図であり、(a)は平面図を示し、(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示す。 板状バネ部材の一例である第５板状バネ２５をあらわす図であり、(a)は平面図を示し、(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示す。 フィンプレート一体型バネ部材の一例である第１フィンプレート付き板状バネ３１をあらわす図であり、(a)は平面図を示し、(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示す。 フィンプレート一体型バネ部材の一例である第２フィンプレート付き板状バネ３２をあらわす図であり、(a)は平面図を示し、(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示す。 フィンプレート一体型バネ部材の一例である第３フィンプレート付き板状バネ３３をあらわす図であり、(a)は平面図を示し、(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示す。 フィンプレート一体型バネ部材の一例である第４フィンプレート付き板状バネ３４をあらわす図であり、(a)は平面図を示し、(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示す。 フィンプレート一体型バネ部材の一例である第５フィンプレート付き板状バネ３５をあらわす図であり、(a)は平面図を示し、(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示す。

符号の説明

H/U1,H/U2,H/U3 電気式ヒータユニット
１ フロントハウジング（フレーム部材）
２ エンドハウジング（フレーム部材）
３ アッパーエンドプレート（フレーム部材）
４ ロアエンドプレート（フレーム部材）
５ ヒータコア要素
６ チューブ
61 アウターチューブ
62 インナーチューブ
63 可撓性チューブ
７ 第１放熱フィン（放熱フィン）
８ 第２放熱フィン（放熱フィン）
９ 第１フィンプレート
１０ 第２フィンプレート
１１ 波形バネ（板状バネ部材）
１２ ＰＴＣ素子（発熱素子）
１３ ポジションプレート
１４ 電極シート
１５ 絶縁シート

Claims (8)

1. 通電により発熱する発熱素子を内挿したチューブに放熱フィンを固定してヒータコア要素とし、該ヒータコア要素を複数個積層することで構成した多段積層コアの上下左右４方向の外周をフレーム部材により保持した電気式ヒータユニットにおいて、
   前記多段積層コアのうち、積層方向に隣接するヒータコア要素とヒータコア要素の間に要素隙間を設定し、該要素隙間の位置に要素隙間を拡大する方向に弾性力を付与する板状バネ部材を設定したことを特徴とする電気式ヒータユニット。
2. 請求項１に記載された電気式ヒータユニットにおいて、
   前記チューブは、アウターチューブとインナーチューブを積層方向に移動可能に嵌合することで構成し、
   前記ヒータコア要素は、前記アウターチューブに第１放熱フィンを固定し、前記インナーチューブに第２放熱フィンを固定し、前記アウターチューブと前記インナーチューブにより囲まれる空間内に、ポジションプレートにより位置決めされた発熱素子と電極シートと絶縁シートを積層することで構成したことを特徴とする電気式ヒータユニット。
3. 請求項２に記載された電気式ヒータユニットにおいて、
   前記積層方向に隣接するヒータコア要素とヒータコア要素の間の要素隙間には、第１放熱フィンを位置決めする第１フィンプレートと、第２放熱フィンを位置決めする第２フィンプレートを設定し、
   前記板状バネ部材は、第１フィンプレートと前記第２フィンプレートの間の位置に介装したことを特徴とする電気式ヒータユニット。
4. 請求項３に記載された電気式ヒータユニットにおいて、
   前記第１フィンプレートと前記第２フィンプレートは、長方形板材の両長辺部に等間隔にて切り込みを入れ、切り込み部を交互に上側と下側に曲げることで、一方の曲げ突起をフィン位置決め突起とし、他方の曲げ突起をバネ位置決め突起としたことを特徴とする電気式ヒータユニット。
5. 請求項３または請求項４に記載された電気式ヒータユニットにおいて、
   前記板状バネ部材は、バネ鋼による長方形板材を波形形状とした波形バネであることを特徴とする電気式ヒータユニット。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載された電気式ヒータユニットにおいて、
   前記板状バネ部材は、積層方向に隣接するヒータコア要素とヒータコア要素の全ての要素隙間位置に設定したことを特徴とする電気式ヒータユニット。
7. 請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載された電気式ヒータユニットにおいて、
   前記板状バネ部材は、積層方向に隣接するヒータコア要素とヒータコア要素の要素段間のうち、１段置きの要素隙間位置に設定したことを特徴とする電気式ヒータユニット。
8. 請求項１、請求項３乃至請求項７の何れか１項に記載された電気式ヒータユニットにおいて、
   前記チューブは、積層方向に加わる力が大きいほど扁平形状に変形する可撓性チューブにより構成し、
   前記ヒータコア要素は、前記可撓性チューブに第１放熱フィンと第２放熱フィンを固定し、前記可撓性チューブの空間内に、ポジションプレートにより位置決めされた発熱素子と電極シートと絶縁シートを積層することで構成したことを特徴とする電気式ヒータユニット。

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