JP2017183257A

JP2017183257A - ヒータ

Info

Publication number: JP2017183257A
Application number: JP2016073645A
Authority: JP
Inventors: 圭史永坂; Keiji Nagasaka; 中村　秀男; Hideo Nakamura; 中村　　秀男; 裕孝久保田; Hirotaka Kubota; 真範丸山; Masanori Maruyama; 秀隆佐藤; Hidetaka Sato; 大崎　智康; Tomoyasu Osaki; 智康大崎
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Automotive Thermal Systems Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05
Also published as: CN109479343A; DE112017000335T5; US20200128625A1; WO2017170022A1

Abstract

【課題】本発明は、サージ電圧が印加された際に発生するサージ電流を放電することで、サージ電流に起因する発熱素子の破損を抑制可能なヒータを提供することを目的とする。【解決手段】通電により発熱する発熱素子２８と、板状とされており、発熱素子２８を両面から挟むように配置されたプラス用電極板２５及びマイナス用電極板２７と、プラス用電極板２５とマイナス用電極板２７とが対向する対向部分のうち、発熱素子２８が配置された発熱素子配設領域Ｒ１以外の非発熱素子配設領域Ｒ２に設けられており、サージ電流を放電する放電部３１と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、プラス用電極板とマイナス用電極板との間に配置された発熱素子を含むヒータに関する。

従来、電気自動車（以下「ＥＶ車両」という）やプラグインハイブリッド車（以下、「ＰＨＥＶ車両」という）の暖房用として温水ＰＴＣヒータが用いられている。
上記ＥＶ車両やＰＨＥＶ車両では、エンジン廃熱の代わりに温水ＰＴＣヒータ（以下、単に「ヒータ」という）により水を加熱し、ウォーターポンプで温水を循環させることで暖房を行っている。

発熱素子のうちの１つであるＰＴＣ（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子は、ある温度を境に抵抗値が大きく変化するため，負荷変動や電圧変動が生じた場合でも発熱素子の温度がほぼ一定となる特性を有する。
このため，想定外の事象(冷却水の消失等)が発生した場合でも，発熱素子が過熱される可能性が極めて低い。

上記構成とされたヒータは、希に、外部から高いサージ電圧（例えば、雷サージ）が印加される場合がある。
特許文献１には、光源点灯装置を構成する回路基板にサージ抑制回路を設けることで、回路基板に実装された素子を保護することが開示されている。

特開２０１３−１４５７３３号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、回路基板にサージ抑制回路を形成する必要があるため、上述した構成とされたヒータには適用しにくい。

上述したヒータに外部からの高いサージ電圧が印加されると、ＰＴＣ素子等の発熱素子が破損する恐れがあった。
特に、ＥＶ車両やＰＨＥＶ車両は、充電時において、充電ケーブルを介して、外部と接続されるため、高電圧サージが充電ケーブルに印加されると、ＰＴＣ素子等の発熱素子が破損する可能性が高くなる。

そこで、本発明は、サージ電圧が印加された際に発生するサージ電流を放電することで、発熱素子の破損を抑制可能なヒータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るヒータは、通電により発熱する発熱素子と、板状とされており、前記発熱素子を両面から挟むように配置されたプラス用電極板及びマイナス用電極板と、前記プラス用電極板と前記マイナス用電極板とが対向する対向部分のうち、前記発熱素子が配置された発熱素子配設領域以外の非発熱素子配設領域に設けられており、前記サージ電流を放電する放電部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、外部から高いサージ電圧が印加された際に流れるサージ電流を放電部において放電することでサージ電流を消費させることが可能となる。
これにより、サージ電流に起因する発熱素子の破損を抑制することができる。

また、上記本発明の一態様に係るヒータにおいて、前記プラス用電極板は、前記非発熱素子配設領域に対応し、かつ前記マイナス用電極板と対向する第１の面を有し、前記プラス用電極板は、前記非発熱素子配設領域に対応し、かつ前記プラス用電極板と対向する第２の面を有しており、前記放電部は、前記第１の面に設けられ、前記第２の面に向かう方向に突出する第１の突起部と、前記第２の面に設けられ、前記第１の面に向かう方向に突出する第２の突起部と、よりなる第１の放電部を含み、前記第１の突起部の先端と前記第２の突起部の先端とを、所定の間隔を空けて対向配置させてもよい。

このように、第１及び第２の突起部を含む第１の放電部を有することで、プラス用電極板とマイナス用電極板との間隔よりも先端間が狭い距離で配置された第１及び第２の突起部間をサージ電流が流れやすくなるため、第１の突起部の先端と第２の突起部の先端との間でサージ電流を放電させることが可能となる。
これにより、サージ電流に起因する発熱素子の破損を抑制することができる。

また、上記本発明の一態様に係るヒータにおいて、前記発熱素子、前記プラス用電極板、及びマイナス用電極板を収容する金属製筐体を含み、前記放電部は、前記金属製筐体と前記プラス用電極板とが対向する部分に設けられた第２の放電部を含み、前記第２の放電部は、前記金属製筐体に設けられた第３の突起部と、所定の間隔を空けた状態で、先端が該第３の突起部の先端と対向するように、前記プラス用電極板に設けられた第４の突起部と、を有してもよい。

このような構成とされた第２の放電部を有することで、金属製筐体からプラス用電極板に流れるサージ電流を、第２の放電部において放電させることができる。

また、上記本発明の一態様に係るヒータにおいて、前記放電部は、前記金属製筐体と前記マイナス用電極板とが対向する部分に設けられた第３の放電部を含み、前記第３の放電部は、前記金属製筐体に設けられた第５の突起部と、所定の間隔を空けた状態で、先端が該第５の突起部の先端と対向するように、前記プラス用電極板に設けられた第６の突起部と、を有してもよい。

このような構成とされた第３の放電部を有することで、金属製筐体からマイナス用電極板に流れるサージ電流を、第３の放電部において放電させることができる。

また、上記本発明の一態様に係るヒータにおいて、前記プラス用電極板は、前記非発熱素子配設領域に対応し、かつ前記マイナス用電極板と対向する第１の面を有し、前記プラス用電極板は、前記非発熱素子配設領域に対応し、かつ前記プラス用電極板と対向する第２の面を有しており、前記放電部は、前記第１及び第２の面と接触するように設けられ、かつ前記発熱素子よりも耐電圧の低い第１の絶縁部材を含んでもよい。

このように、第１及び第２の面と接触するように設けられ、発熱素子よりも耐電圧の低い第１の絶縁部材を含む放電部を有することで、サージ電流を第１の絶縁部材に導いて、第１の絶縁部材で消費させることが可能となるので、サージ電流に起因する発熱素子の破損を抑制することができる。

また、上記本発明の一態様に係るヒータにおいて、前記放電部は、前記第１及び第２の面と接触するように設けられ、前記第１の絶縁部材の周囲を覆うように配置されており、前記発熱素子よりも耐電圧の高い第２の絶縁部材を含んでもよい。

このような構成とされた第２の絶縁部材を放電部が含むことで、第１の絶縁部材にサージ電流を導くことを可能とした上で、第１の絶縁部材が設けられた部分におけるプラス用電極板とマイナス用電極板との間隔を所望の間隔に保つことができる。つまり、第２の絶縁部材がスペーサとして機能するため、第１の絶縁部材の厚さを一定に保つことができる。

また、上記本発明の一態様に係るヒータにおいて、前記発熱素子、前記プラス用電極板、及びマイナス用電極板を収容する金属製筐体を含み、前記放電部は、前記プラス用電極と前記金属製筐体とが対向する部分、及び前記マイナス用電極と前記金属製筐体とが対向する部分に、前記プラス用電極、前記マイナス用電極、及び前記金属製筐体と接触するように配置してもよい。

このように、上述した場所に、第１の絶縁部材を含む放電部を設けることで、プラス用電極と金属製筐体とが対向する部分、及びマイナス用電極と金属製筐体とが対向する部分において、サージ電流を放電させることができる。

また、上記本発明の一態様に係るヒータにおいて、前記第１の絶縁部材は、前記プラス用電極板、及びマイナス用電極板のうち、前記筐体の蓋部側に配置される電極板の端に配置されており、前記蓋部のうち、前記電極板の端と対向する部分に、のぞき窓を設けてもよい。

このような構成とすることで、放電部においてサージ電流が放電された際に発生する煤け（煤がかかって黒く汚れること）を、のぞき窓を介して、確認することが可能となる。
これにより、使用者は、サージ電流が放電された場所を確認することができる。

また、上記本発明の一態様に係るヒータにおいて、前記プラス用電極板は、前記非発熱素子配設領域に対応し、かつ前記マイナス用電極板と対向する第１の面を有し、前記プラス用電極板は、前記非発熱素子配設領域に対応し、かつ前記プラス用電極板と対向する第２の面を有しており、前記放電部は、前記第１の面に設けられた第１の突出部と、前記第１の突出部と対向するように、前記第２の面に設けられ、前記第１の突出部との間に所定の間隔を有する第２の突出部と、前記第１の面、第２の面、前記第１の突出部、及び前記第２の突出部と接触するように、前記第１の面と前記第２の面との間に設けられ、前記発熱素子よりも耐電圧の低い第３の絶縁部材と、を含み、前記第３の絶縁部材は、前記第１及び第２の突出部を埋設してもよい。

このような構成要素を含むことで、発熱素子よりも耐電圧の低い第３の絶縁部材のうち、第１及び第２の突出部間に配置された部分の厚さを薄くすることが可能となる。
これにより、第１及び第２の突出部間に配置された第３の絶縁部材をサージ電流が流れ易くすくなるため、この部分において、サージ電流を放電させることができる。つまり、サージ電流に起因する発熱素子の破損を抑制することができる。

また、上記本発明の一態様に係るヒータにおいて、前記プラス用電極板は、プラス用電極板本体と、該プラス用電極板本体から延出する第１の端子部と、を含み、前記マイナス用電極板は、マイナス用電極板本体と、該マイナス用電極板本体から延出する第２の端子部と、を含んでおり、前記放電部は、前記第１の端子部と前記第２の端子部との間に形成された前記非発熱素子配設領域に設けてもよい。

このような位置に放電部を設けることで、第１及び第２の端子にサージ電流が流れた際、発熱素子の前段で、サージ電流を放電させることができる。

本発明によれば、サージ電圧が印加された際に発生するサージ電流を放電することで、サージ電流に起因する発熱素子の破損を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係るヒータの外観を示す斜視図である。図１に示すヒータのＡ_１−Ａ_２線で切断した際の断面図である。図２に示すプラス用電極板の平面図である。図２に示すマイナス用電極板の平面図である。本発明の第１の実施形態の第１変形例に係るヒータの断面図である。本発明の第１の実施形態の第２変形例に係るヒータの主要部の構成を模式的に示す図である。本発明の第２の実施形態に係るヒータの断面図である。図７に示すヒータ本体を平面視した図である。図７に示すヒータ本体及び筐体の一部をＢ_１−Ｂ_２線で切断した際の断面図である。本発明の第３の実施形態のヒータの主要部の断面図である。本発明の第４の実施形態のヒータの主要部の断面図である。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際のヒータの寸法関係とは異なる場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るヒータの外観を示す斜視図である。図２は、図１に示すヒータのＡ_１−Ａ_２線で切断した際の断面図である。図２において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１及び図２を参照するに、第１の実施形態のヒータ１０は、金属製筐体１１と、第１の温水流路部材１３と、第２の温水流路部材１４と、ヒータ本体１６と、を有する。
金属製筐体１１は、アースされており、筐体本体１８と、蓋部１９と、温水導入部２１と、温水導出部２２と、を有する。

筐体本体１８は、第２の温水流路部材１４及びヒータ本体１６を収容している。蓋部１９は、筐体本体１８に対して着脱可能な構成とされている。
温水導入部２１は、筐体本体１８に設けられている。温水導入部２１は、第１の温水流路部材１３に温水を導入するための部分である。
温水導出部２２は、筐体本体１８に設けられている。温水導出部２２は、第２の温水流路部材１４から温水を導出するための部分である。

第１の温水流路部材１３は、温水が流れる第１の流路を有する。第１の流路内を流れる温水は、ヒータ本体１０により加温される。第１の温水流路部材１３内を通過した温水は、第２の温水流路部材１４に導入される。
第２の温水流路部材１４は、第１の温水流路部材１３から導入された温水が流れる第２の流路を有する。第２の流路内を流れる温水は、ヒータ本体１６により加温される。第２の温水流路部材１４内を通過した温水は、ヒータ１０の外部に導出される。

図３は、図２に示すプラス用電極板の平面図である。図４は、図２に示すマイナス用電極板の平面図である。図３及び図４では、図２に示す構造体の上面側からプラス用電極板２５、及びマイナス用電極板２７を平面視した図を模式的に示している。
また、図３及び図４では、プラス用電極板２５及びマイナス用電極板２７と発熱素子配設領域Ｒ１、及び非発熱素子配設領域Ｒ２との位置関係が分かるように、発熱素子配設領域Ｒ１、及び非発熱素子配設領域Ｒ２を図示する。図３及び図４において、図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図２〜図４を参照するに、ヒータ本体１６は、第１の温水流路部材１３と第２の温水流路部材１４との間に配置されている。
ヒータ本体１６は、プラス用電極板２５と、マイナス用電極板２７と、発熱素子配設領域Ｒ１と、非発熱素子配設領域Ｒ２と、発熱素子２８と、放電部である第１の放電部３１と、を有する。

プラス用電極板２５は、第１の温水流路部材１３側に配置されており、プラス用電極板本体３３と、第１の端子部３４と、を含む。
プラス用電極板本体３３は、第１の端子部３４よりも外形が大きくなるように構成された矩形部材である。
第１の端子部３４は、プラス用電極板本体３３の一辺から延出するように設けられている。第１の端子部３４の一部（図３に示す非発熱素子配設領域Ｒ２を区画する部分）は、後述する第２の端子部３６の一部（図４に示す非発熱素子配設領域Ｒ２を区画する部分）と対向している。
第１の端子部３４の一部は、非発熱素子配設領域Ｒ２に対応し、かつ第２の端子部３６と対向する第１の面３４ａを有する。第１の端子部３４は、ケーブル等が接続される部分である。

マイナス用電極板２７は、第２の温水流路部材１４側に配置されており、マイナス用電極板本体３５と、第２の端子部３６と、を含む。
マイナス用電極板本体３５は、第２の端子部３６よりも外形が大きくなるように構成された矩形部材である。
第２の端子部３６は、マイナス用電極板本体３５の一辺から延出するように設けられている。
第２の端子部３６の一部は、非発熱素子配設領域Ｒ２に対応し、かつ第１の端子部３４と対向する第２の面３６ａを有する。第２の端子部３６は、ケーブル等を接続される部分である。

上述した第１の端子部３４と第２の端子部３６とは、金属製筐体１１の高さ方向において、一部（図３及び図４に示す非発熱素子配設領域Ｒ２を区画する部分）が重なるように構成されている。

発熱素子配設領域Ｒ１は、プラス用電極板本体３３とマイナス用電極板本体３５との間であって、プラス用電極板本体３３とマイナス用電極板本体３５とで区画された領域である。
発熱素子配設領域Ｒ１は、複数の発熱素子２８が配置される領域である。
非発熱素子配設領域Ｒ２は、第１の端子部３４と第２の端子部３６とが対向することで区画された領域である。非発熱素子配設領域Ｒ２は、発熱素子２８が形成されない領域である。

発熱素子２８は、プラス用電極板２５とマイナス用電極板２７との間に区画される発熱素子配設領域Ｒ１に複数配置されている。
複数の発熱素子２８は、プラス用電極板２５及びマイナス用電極板２７の長手方向に所定の間隔で配置されている。
発熱素子２８としては、例えば、ＰＴＣ素子やその他抵抗による発熱体を例示できる。

第１の放電部３１は、第１の突起部４１と、第２の突起部４２と、を有する。第１の突起部４１は、第１の面３４ａに設けられており、第２の面３６ａに向かう方向に突出している。
第１の突起部４１は、金属材料で構成されている。第１の突起部４１は、例えば、プラス用電極板２５と一体とされている。この場合、第１の突起部４１は、プラス用電極板２５の製造時に一括して形成することが可能である。

第２の突起部４２は、第２の面３６ａに設けられており、第１の面３４ａに向かう方向に突出している。第１の突起部４１の先端と第２の突起部４２の先端とは、所定の間隔を空けて、対向配置されている。所定の間隔は、例えば、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内で適宜設定することができる。
第２の突起部４２は、金属材料で構成されている。第２の突起部４２は、例えば、マイナス用電極板２７と一体とされている。この場合、第２の突起部４２は、マイナス用電極板２７の製造時に一括して形成することが可能である。

第１の実施形態のヒータ１０によれば、上述した第１及び第２の突起部４１，４２を含む第１の放電部３１を有することで、プラス用電極板２５とマイナス用電極板２７との間隔よりも先端間が狭い距離で配置された第１及び第２の突起部４１，４２間をサージ電流が流れやすくなるため、第１の突起部４１の先端と第２の突起部４２の先端との間でサージ電流を放電させることが可能となる。これにより、サージ電流に起因する発熱素子２８の破損を抑制することができる。
また、ケーブルと接続される第１及び第２の端子部３４，３６間に、第１の放電部３１を配置することで、複数の発電素子２８の前段において、サージ電流を放電させることができる。

図５は、本発明の第１の実施形態の変形例に係るヒータの断面図である。図５において、図１〜図４に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図５を参照するに、第１の実施形態の変形例に係るヒータ４５は、第１の実施形態の構成する金属製筐体１１に替えて金属製筐体４６を有し、さらに、第２の放電部４９と、第３の放電部５１と、を備えること以外は、ヒータ１０と同様に構成されている。

金属製筐体４６は、第１の延出部５０と、第２の延出部５２と、を有すること以外は、金属製筐体１１と同様に構成されている。
第１の延出部５０は、第１の端子部３４よりも下方に位置する筐体本体１８の内壁から第１の端子部３４と対向するように延出している。第１の延出部５０は、第１の端子部３４と対向する面５０ａを有する。
第２の延出部５２は、第２の端子部３６よりも上方に位置する筐体本体１８の内壁から第２の端子部３６と対向するように延出している。第２の延出部５２は、第２の端子部３６と対向する面５２ａを有する。

第２の放電部４９は、第１の延出部５０に設けられた第３の突起部５３と、所定の間隔を空けた状態で、先端が第３の突起部５３の先端と対向するように、第１の端子部３４に設けられた第４の突起部５４と、を有する。
第３及び第４の突起部５３，５４は、金属材料で構成されている。第３の突起部５３は、第１の延出部５０と一体に構成されている。第４の突起部５４は、第１の端子部３４と一体に構成されている。

第３の放電部５１は、第２の延出部５２に設けられた第５の突起部５６と、所定の間隔を空けた状態で、先端が該第５の突起部５６の先端と対向するように、第２の端子部３６に設けられた第６の突起部５７と、を有してもよい。
第５及び第６の突起部５６，５７は、金属材料で構成されている。第５の突起部５６は、第２の延出部５２と一体に構成されている。第５の突起部５６は、第２の端子部３６と一体に構成されている。

第１の実施形態の第１変形例のヒータ４５によれば、上述した第２の放電部４９を有することで、金属製筐体４６からプラス用電極板に流れるサージ電流を、第２の放電部４９において放電させることができる。
また、上述した第３の放電部５１を有することで、金属製筐体４６からマイナス用電極板に流れるサージ電流を、第３の放電部５１において放電させることができる。

図６は、本発明の第１の実施形態の第２変形例に係るヒータの主要部の構成を模式的に示す図である。図６において、図１〜図４に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

図６を参照するに、第１の実施形態の第２変形例のヒータ６０は、１つのプラス用電極板２５に対して、複数のマイナス用電極板２７−１〜２７−３を対向配置させ、プラス用電極板２５とマイナス用電極板２７−１〜２７−３との間に、発熱素子２８を配置させたこと以外は、第１の実施形態のヒータ１０と同様に構成されている。

第１の実施形態の第２変形例のヒータ６０によれば、図６に点線の矢印で示す方向にサージ電流が流れて、第１の放電部３１でサージ電流が放電されるため、サージ電流に起因する複数の発熱素子２８の破損を抑制することができる。

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係るヒータの断面図である。図７に示す構造体の切断位置は、図８に示すＤ_１−Ｄ_２線の切断位置に対応している。図７において、図１〜図４に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
図８は、図７に示すヒータ本体を平面視した図である。図８において、図７に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
図９は、図７に示すヒータ本体及び筐体の一部をＢ_１−Ｂ_２線で切断した際の断面図である。図９において、図７及び図８に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図７〜図９を参照するに、第２の実施形態のヒータ６０は、第１の実施形態のヒータ１０を構成する金属製筐体１１、ヒータ本体１６、及び第１の放電部３１に替えて、金属製筐体６１、ヒータ本体６２、及び放電部６６を有すること以外は、ヒータ１０と同様な構成とされている。

金属製筐体６１は、第１の延出部７１と、第２の延出部７２と、を有すること以外は、金属製筐体１１と同様に構成されている。
第１の延出部７１は、一方の第１の端子部３４の一部と対向するように、第１の端子部３４の下方に位置する筐体本体１８の一方の内壁から第２の端子部３６に向かう方向に延出している。
第２の延出部７２は、他方の第１の端子部３４の一部と対向するように、第１の端子部３４の下方に位置する筐体本体１８の他方の内壁から第２の端子部３６に向かう方向に延出している。
第１及び第２の延出部７１，７２の上面は、第２の面３６ａと同じ高さとなるように配置されている。

ヒータ本体６２は、第１の実施形態で説明したヒータ本体１６を構成するプラス用電極板本体３３及びマイナス用電極板本体３５に替えて、プラス用電極板本体６３及びマイナス用電極板本体６４を有すること以外は、ヒータ本体１６と同様に構成される。
プラス用電極板本体６３は、第１の端子部３４を２つ有する点が、プラス用電極板本体３３と異なる。
マイナス用電極板本体６４は、１つの第２の端子部３６が２つの第１の端子部３４の一部と対向するように配置されていること以外は、マイナス用電極板本体３５と同様に構成されている。
これにより、ヒータ本体６２は、２つの非発熱素子配設領域Ｒ２を有する。

放電部６６は、第１の絶縁部材７５と、第２の絶縁部材７６と、を有する。第１の絶縁部材７５は、発熱素子２８よりも耐電圧の低い部材である。第１の絶縁部材７５は、第１及び第２の面３４ａ，３６ａと接触するように、非発熱素子配設領域Ｒ２の中央部に設けられている。第１の絶縁部材７５の形状は、例えば、円柱形状とすることができる。

このような構成とされた第１の絶縁部材７５を有することで、サージ電流を第１の絶縁部材７５に導いて、第１の絶縁部材７５で消費させることが可能となるので、サージ電流に起因する発熱素子２８の破損を抑制することができる。

第２の絶縁部材７６は、発熱素子２８よりも耐電圧の高い部材である。第２の絶縁部材７６は、第１及び第２の面３４ａ，３６ａと接触し、かつ第１の絶縁部材７５の周囲を覆うように設けられている。第２の絶縁部材７６としては、例えば、絶縁シートを用いることができる。

このような構成とされた第２の絶縁部材７６を有することで、第１の絶縁部材７５にサージ電流を導くことを可能とした上で、第１の絶縁部材７５が設けられた部分における第１の端子部３４と第２の端子部３６との間隔を所望の間隔に保つことができる。つまり、第２の絶縁部材７６がスペーサとして機能するため、第１の絶縁部材７５の厚さを一定に保つことができる

発熱素子２８の耐電圧が２５ｋＶ／ｍｍの場合、第１の絶縁部材７５として、例えば、耐電圧が２０ｋＶ／ｍｍ程度のポリエチレン系樹脂を用いることが可能である。この場合、第２の絶縁部材７６としては、例えば、耐電圧が３０ｋＶ／ｍｍ程度のポリカーボネート系樹脂を用いることが可能である。

また、放電部６６は、第１の端子部３４と第１及び第２の延出部７１，７２との間にも設けられている。
このように、第１の端子部３４と第１及び第２の延出部７１，７２との間にも放電部６６を設けることで、先に説明した第２及び第３の放電部４９，５１と同様な効果を得ることができる。

上述した第２の実施形態のヒータ６０のように、第１及び第２の絶縁部材７５，７６を含む放電部６６を有することで、第１の実施形態のヒータ１０と同様な効果を得ることができる。

なお、第２の実施形態では、放電部６６の構成要素として、第２の絶縁部材７６を含めた場合を例に挙げて説明したが、第２の絶縁部材７６は必修の構成ではなく、必要に応じて設ければよい。

（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態のヒータの主要部の断面図である。図１０では、図７〜９に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１０を参照するに、第３の実施形態のヒータ８０は、第２の実施形態のヒータ６０を構成する放電部６６に替えて放電部８５を設け、筐体本体１８に設けた開口部１８Ａにのぞき窓８６を配置させたこと以外は、ヒータ６０と同様に構成されている。

放電部８５は、第２の実施形態の放電部６６とは第１の絶縁部材７５の配設位置が異なること以外は、放電部６６と同様に構成されている。
放電部８５を構成する第１の絶縁部材７５は、プラス用電極板６３、及びマイナス用電極板６４のうち、筐体の蓋部１９側に配置される電極板（図１０の場合、プラス用電極板６３）の端に配置されている。
これにより、複数の放電部８５のうち、いずれかがサージ電流を放電した際、第２の端子部３６、第１の延出部７１、及び第２の延出部７２のうち、いずれかの上面に煤け（煤がかかって黒く汚れること）が発生する。

開口部１８Ａは、筐体本体１８のうち、上記煤けを観察可能なプラス用電極板６３の端と対向する部分に設けられている。
のぞき窓８６は、開口部１８Ａに設けられている。のぞき窓８６の材料としては、例えば、ガラスを用いることが可能である。

ところで、先に説明した第２の実施形態の場合においても、サージ電流が放電された際に、第１の絶縁部材７５の周囲に煤けが発生する。しかしながら、第２の実施形態の場合、第１の絶縁部材７５の周囲は第２の絶縁部材７６で覆われ、かつ上下方向が第１の端子部３４及び第２の端子部３６で覆われている。
このため、第２の実施形態の場合、第１及び第２の端子部３４，３６を分解しないと、サージ電流が放電されたか否かの判断がつかない。

一方、第３の実施形態のヒータ８０によれば、第１の絶縁部材７５の周囲の一部が第２の絶縁部材７６から露出され、かつ第１及び第２の端子部３４，３６が煤けを確認する際に邪魔にならない位置に配置されているので、サージ電流が放電された際に発生する煤け（煤がかかって黒く汚れること）を、のぞき窓８６を介して、外側から作業者が容易に確認することができる。

（第４の実施形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態のヒータの主要部の断面図である。図１１において、図９に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

図１１を参照するに、第４の実施形態のヒータ１００は、第２の実施形態のヒータ６０を構成する放電部６６に替えて、放電部１０１を有すること以外は、ヒータ６０と同様に構成されている。

放電部１０１は、第１の突出部１０５と、第２の突出部１０６と、第３の絶縁部材１０７と、を有する。
第１の突出部１０５は、第１の面３４ａに設けられており、下方に突出している。第２の突出部１０６は、第１の突出部１０５と対向するように、第２の面３６ａに設けられている。第２の突出部１０６は、上方に突出している。第２の突出部１０６は、第１の突出部１０５との間に所定の間隔を有する。
第１及び第２の突出部１０５，１０６は、金属材料で構成されている。

第３の絶縁部材１０７は、第１及び第２の面３４ａ，３６ａ、並びに第１及び第２の突出部１０５，１０６と接触するように、第１の面３４ａと第２の面３６ａとの間に設けられている。第３の絶縁部材１０７は、発熱素子よりも耐電圧の低い部材である。
第３の絶縁部材１０７は、第１及び第２の突出部１０５，１０６を埋設している。第３の絶縁部材１０７は、先に説明した第１の絶縁部材７５と同様な材料で構成することができる。

第４の実施形態のヒータ１００によれば、発熱素子よりも耐電圧の低い第３の絶縁部材１０７のうち、第１及び第２の突出部１０５，１０６間に配置された部分の厚さを薄くすることが可能となる。
これにより、第１及び第２の突出部１０５，１０６間に配置された第３の絶縁部材１０７をサージ電流が流れ易くすくなるため、この部分において、サージ電流を放電させることが可能となる。したがって、サージ電流に起因する発熱素子の破損を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、第１ないし第４の実施形態で説明した第１の放電部３１、第２の放電部４９、第３の放電部５１、及び放電部６６，８５，１０１を組み合わせて用いてもよい。
また、第１ないし第４の実施形態では、第１の端子部３４と第２の端子部３６との間に、第１の放電部３１、及び放電部６６，８５，１０１を設けた場合を例に挙げて説明したが、第１の放電部３１、及び放電部６６，８５，１０１を設ける位置は、発電素子２８が形成されない領域であれば良く、第１ないし第４の実施形態で説明した位置に限定されない。

１０，４５，６０，８０，１００…ヒータ、１１，４６，６１…金属製筐体、１３…第１の温水流路部材、１４…第２の温水流路部材、１６，６２…ヒータ本体、１８…筐体本体、１８Ａ…開口部、１９…蓋部、２１…温水導入部、２２…温水導出部、２５…プラス用電極板、２７，２７−１〜２７−３…マイナス用電極板、２８…発熱素子、３１…第１の放電部、３３，６３…プラス用電極板本体、３４…第１の端子部、３４ａ…第１の面、３６ａ…第２の面、３５，６４…マイナス用電極板本体、３６…第２の端子部、４１…第１の突起部、４２…第２の突起部、４９…第２の放電部、５０，７１…第１の延出部、５０ａ，５２ａ…面、５１…第３の放電部、５２，７２…第２の延出部、５３…第３の突起部、５４…第４の突起部、５６…第５の突起部、５７…第６の突起部、６６，８５，１０１…放電部、７５…第１の絶縁部材、７６…第２の絶縁部材、８６…のぞき窓、１０５…第１の突出部、１０６…第２の突出部、１０７…第３の絶縁部材、Ｒ１…発熱素子配設領域、Ｒ２…非発熱素子配設領域

Claims

通電により発熱する発熱素子と、
板状とされており、前記発熱素子を両面から挟むように配置されたプラス用電極板及びマイナス用電極板と、
前記プラス用電極板と前記マイナス用電極板とが対向する対向部分のうち、前記発熱素子が配置された発熱素子配設領域以外の非発熱素子配設領域に設けられており、前記サージ電流を放電する放電部と、
を有することを特徴とするヒータ。
前記プラス用電極板は、前記非発熱素子配設領域に対応し、かつ前記マイナス用電極板と対向する第１の面を有し、
前記プラス用電極板は、前記非発熱素子配設領域に対応し、かつ前記プラス用電極板と対向する第２の面を有しており、
前記放電部は、前記第１の面に設けられ、前記第２の面に向かう方向に突出する第１の突起部と、前記第２の面に設けられ、前記第１の面に向かう方向に突出する第２の突起部と、よりなる第１の放電部を含み、
前記第１の突起部の先端と前記第２の突起部の先端とを、所定の間隔を空けて対向配置させることを特徴とする請求項１記載のヒータ。
前記発熱素子、前記プラス用電極板、及びマイナス用電極板を収容する金属製筐体を含み、
前記放電部は、前記金属製筐体と前記プラス用電極板とが対向する部分に設けられた第２の放電部を含み、
前記第２の放電部は、前記金属製筐体に設けられた第３の突起部と、所定の間隔を空けた状態で、先端が該第３の突起部の先端と対向するように、前記プラス用電極板に設けられた第４の突起部と、
を有することを特徴とする請求項１または２記載のヒータ。
前記放電部は、前記金属製筐体と前記マイナス用電極板とが対向する部分に設けられた第３の放電部を含み、
前記第３の放電部は、前記金属製筐体に設けられた第５の突起部と、所定の間隔を空けた状態で、先端が該第５の突起部の先端と対向するように、前記プラス用電極板に設けられた第６の突起部と、
を有することを特徴とする請求項３記載のヒータ。
前記プラス用電極板は、前記非発熱素子配設領域に対応し、かつ前記マイナス用電極板と対向する第１の面を有し、
前記プラス用電極板は、前記非発熱素子配設領域に対応し、かつ前記プラス用電極板と対向する第２の面を有しており、
前記放電部は、前記第１及び第２の面と接触するように設けられ、かつ前記発熱素子よりも耐電圧の低い第１の絶縁部材を含むことを特徴とする請求項１記載のヒータ。
前記放電部は、前記第１及び第２の面と接触するように設けられ、前記第１の絶縁部材の周囲を覆うように配置されており、前記発熱素子よりも耐電圧の高い第２の絶縁部材を含むことを特徴とする請求項５記載のヒータ。
前記発熱素子、前記プラス用電極板、及びマイナス用電極板を収容する金属製筐体を含み、
前記放電部は、前記プラス用電極と前記金属製筐体とが対向する部分、及び前記マイナス用電極と前記金属製筐体とが対向する部分に、前記プラス用電極、前記マイナス用電極、及び前記金属製筐体と接触するように配置することを特徴とする請求項１ないし６のうち、いずれか１項記載のヒータ。
前記第１の絶縁部材は、前記プラス用電極板、及びマイナス用電極板のうち、前記筐体の蓋部側に配置される電極板の端に配置されており、
前記蓋部のうち、前記電極板の端と対向する部分に、のぞき窓を設けることを特徴とする請求項５ないし７のうち、いずれか１項記載のヒータ。
前記プラス用電極板は、前記非発熱素子配設領域に対応し、かつ前記マイナス用電極板と対向する第１の面を有し、
前記プラス用電極板は、前記非発熱素子配設領域に対応し、かつ前記プラス用電極板と対向する第２の面を有しており、
前記放電部は、前記第１の面に設けられた第１の突出部と、前記第１の突出部と対向するように、前記第２の面に設けられ、前記第１の突出部との間に所定の間隔を有する第２の突出部と、
前記第１の面、第２の面、前記第１の突出部、及び前記第２の突出部と接触するように、前記第１の面と前記第２の面との間に設けられ、前記発熱素子よりも耐電圧の低い第３の絶縁部材と、
を含み、
前記第３の絶縁部材は、前記第１及び第２の突出部を埋設することを特徴とする請求項１記載のヒータ。
前記プラス用電極板は、プラス用電極板本体と、該プラス用電極板本体から延出する第１の端子部と、を含み、
前記マイナス用電極板は、マイナス用電極板本体と、該マイナス用電極板本体から延出する第２の端子部と、を含んでおり、
前記放電部は、前記第１の端子部と前記第２の端子部との間に形成された前記非発熱素子配設領域に設けることを特徴とする請求項１ないし９のうち、いずれか１項記載のヒータ。