JP2019015440A

JP2019015440A - 温風機

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Publication number: JP2019015440A
Application number: JP2017132408A
Authority: JP
Inventors: 森川　由隆; Yoshitaka Morikawa; 由隆森川; 丸山　真一; Shinichi Maruyama; 真一丸山
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2037-07-06
Also published as: CN109210784A; CN109210784B; JP6917542B2

Abstract

【課題】ヒータユニットの給電端子の温度上昇を抑制し、安全性と耐久性を備えた温風機を提供すること。
【解決手段】本体１１０の外面に開口された吸気口１３０および吹出口１４０と、吸気口１３０と吹出口１４０を連通する風路１５０と、風路１５０の途中に配置された送風機１７０と、送風機１７０の下流に配置されたヒータユニット２００と、ヒータユニット２００を収容するヒータケース１８０とを含み、ヒータユニット２００は、発熱素子２１０と、放熱フィン２２０と、電極２３０と、給電端子２４０とを備え、ヒータケース１８０は、発熱素子２１０と放熱フィン２２０を収容するヒータ収容部１８２と、給電端子２４０を収容する冷却風路１８１と、を備え、ヒータユニット２００の上流側の風路と冷却風路１８１が連通された構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明はＰＴＣ素子を発熱体として使用した温風機におけるヒータユニットの給電端子の冷却構造に関するものである。

従来、この種の温風機は、空気を吸引する遠心ファンと、遠心ファンを内装する渦巻きケーシングと、渦巻きケーシングの吐出口に連通して設けた発熱体とを備え、渦巻きケーシングの吐出口近傍に吐出開口部を備え、冷風の一部は吐出開口部から渦巻きケーシングの外部に吐出され、吐出した冷風は、発熱体の給電端子に吹き付けられる構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、特許文献１に記載された従来の温風機の構成を示す断面図である。渦巻きケーシング１の内部には遠心ファン２が設置されており、渦巻きケーシング１の吐出口には発熱体３が設置されており、発熱体３の給電端子４は渦巻きケーシング１外部に突出して配置されている。渦巻きケーシング１の吐出側には外部に連通する吐出開口部５が設けられている。

特開平３−８７５６５号公報

前記従来の構成では、吐出開口部から吐出される冷風は、開放空間に吐出されるため、吐出方向が不安定になるとともに、風速が急激に低下する。そのため給電端子に冷風が適切に送給されないことが懸念され、給電端子の冷却効果という観点からは未だ改善の余地があった。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、ヒータユニットの給電端子に適切に冷風を送給することにより、給電端子を確実に冷却することにより、温風機の安全性と耐久性を向上することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の温風機は、本体の外面に開口された吸気口と、本体の外面に開口された吹出口と、吸気口と吹出口を連通する風路と、風路の途中に配置され空気を送風する送風機と、風路の送風機の下流に配置されたヒータユニットと、ヒータユニットを収容するヒータケースと、を含み、ヒータユニットは、発熱素子と、放熱フィンと、電極と、給電端子とを備え、ヒータケースは、発熱素子と放熱フィンを収容するヒータ収容部と、給電端子を収容し、給電端子の周囲に間隙を備えた冷却風路と、を備え、ヒータユニットの上流側の風路と冷却風路が連通された構成である。

これにより、送風機から送給された冷風の一部は冷却風路に流入し、冷却風路内に収容された給電端子を確実に冷却することが可能となり、給電端子の温度上昇を抑制することにより安全性と耐久性を向上することができる。

本発明の温風機は、ヒータユニットの給電端子の温度上昇を抑制し、安全性と耐久性を
向上することができる。

本発明の実施の形態１における温風機の外観を示す斜視図本発明の実施の形態１における温風機の右側方からの縦断面図本発明の実施の形態１における温風機の前方からの縦断面図本発明の実施の形態１におけるヒータユニットの正面図本発明の実施の形態１におけるヒータケースの斜視図本発明の実施の形態１におけるヒータケースの冷却風路の断面図従来の温風機の構成を示す断面図

第１の発明は、本体の外面に開口された吸気口と、前記本体の外面に開口された吹出口と、前記吸気口と前記吹出口を連通する風路と、前記風路の途中に配置され空気を送風する送風機と、前記風路の前記送風機の下流に配置されたヒータユニットと、前記ヒータユニットを収容するヒータケースと、を含み、前記ヒータユニットは、発熱素子と、放熱フィンと、電極と、給電端子とを備え、前記ヒータケースは、前記発熱素子と前記放熱フィンを収容するヒータ収容部と、前記給電端子を収容し、前記給電端子の周囲に間隙を備えた冷却風路と、を備え、前記ヒータユニットの上流側の前記風路と前記冷却風路が連通された構成の、温風機である。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記冷却風路は、前記冷却風路の上流側の前記風路との接続部分に傾斜部を備えた構成である。

これにより、必要な冷風をより確実に冷却風路に送給することが可能となり、冷却効果をより向上することができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、前記給電端子は、前記電極とかしめ加工により接続されたかしめ部を備え、前記冷却風路に少なくとも前記かしめ部の全体が収容された構成である。

これにより、温度上昇しやすいかしめ部を確実に冷却することが可能となり、安全性と耐久性をより確実に向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
＜１＞温風機の構成
図１は実施の形態１における温風機の外観を示す斜視図であり、図２は温風機の右側方からの縦断面図であり、図３は温風機の前方からの縦断面図である。

図１、図２に示すように、本実施の形態の温風機１００の本体１１０の外形は略直方体に形成されている。

なお、本実施の形態においては図１に示す温風機１００の本体１１０の前面側を前方と
し、背面側を後方とし、前方から後方に向かって右側を右方、前方から後方に向かって左側を左方として各構成要素の配置を説明する。

図１に示すように、本体１１０の外郭は樹脂材料で成型された略箱状の本体ケース１１１と、樹脂材料で成型された略板状の前面パネル１１２で構成されている。本体ケース１１１の上面には操作部１２０が設けられている。前面パネル１１２の下部には吹出口１４０が設けられている。

図３に示すように、本体ケース１１１の背面には吸気口１３０が配置されている。

図１、図２に示すように、操作部１２０には、回動式の操作スイッチ１２１が設けられており、温風機１００の電源の「入」、「切」と温風の温度と強さを切替える「強」、「弱」の操作を行うことができる。

操作スイッチは、「切」の位置から所定角度右に回すと電源が「入」となり、温風は「弱」の状態で送風を開始する。さらに操作スイッチを所定角度右に回すと温風は「強」に切替わる。

温風機１００の基本的な構成である、吸気口１３０から吹出口１４０まで連通する風路１５０は、吸気口１３０から送風機１７０までの吸気風路１５１と、送風機１７０からヒータユニット２００までの送風風路１５２と、風路１５０の一部を構成するヒータケース１８０と、ヒータユニット２００から吹出口１４０までの温風風路１５３と、送風風路１５２終端部を形成するヒータケース１８０の途中から分岐された冷却風路１８１で構成されている。

送風機１７０はシロッコタイプのファン１７１を使用し、交流モータ１７２で駆動される。送風機１７０は本体ケース１１１の中央に設置されており、吸気風路１５１を通過した外気を送風機１７０の前面に設けられた送風吸気口１７４から吸気して送風機１７０の下方の送風風路１５２向かって送風する構成となっている。

図３に示すように、吸気風路１５１は本体ケース１１１の背面に設けた吸気口１３０から送風機１７０の送風機前面板１７３に開口した送風吸気口１７４までの経路を、本体ケース１１１内の限定しない開放空間で形成されている。

図２に示すように、送風機１７０の下流となる送風風路１５２の下方にヒータユニット２００が配置されている。ヒータユニット２００は全体に通電する「強」運転時は約１２００Ｗの容量であるが、全体を２分割した構成であり、その半分にのみに通電することで「弱」運転時は約７７０Ｗで加熱することができる。

図２に示すように、送風風路１５２は本体ケース１１１に一体に成型されたダクト部１１１ａと送風機前面板１７３により形成されており、その終端はヒータケース１８０に接続されている。ヒータケース１８０は温風風路１５３に連通するヒータ収容部１８２とヒータユニット２００の給電端子２４０を収容して冷却する冷却風路１８１を備えており、ヒータケース１８０の上流部分は送風風路の一部を形成している。ヒータケース１８０の詳細は後述する。

図２に示すように、温風風路１５３はヒータケース１８０の出口側から吹出口１４０までを吹出ダクト１６０で接続されている。吹出口１４０の内方の吹出ダクト１６０内には、温風の吹出方向を上下に調整することができる風向変更片１６１が設置されている。

上記構成の吸気風路１５１、送風風路１５２、温風風路１５３、冷却風路１８１において、送風機１７０が駆動された場合の空気の流通状態について以下に説明する。

吸気口１３０から吸引された空気は、本体ケース１１１内の解放空間である吸気風路１５１を通過して送風機１７０の送風吸気口１７４から送風機１７０内に吸引され、送風機１７０のファン１７１により送風風路１５２へと送給される。

送風風路１５２へ送給された空気は、ヒータユニット２００が収容されたヒータケース１８０へ送給され、ヒータユニット２００で加熱された温風は温風風路１５３に送給され、吹出口１４０より温風機１００外に放出される。

一方、送風風路１５２からヒータケース１８０に送給された冷風の一部は、ヒータケースの右側部に設けられた冷却風路１８１に送給され、給電端子２４０を冷却し、本体１１０内の開放空間に放出される。

＜２＞ヒータユニットとヒータケースの構成
図４はヒータユニットの正面図を示すものであり、図５はヒータケース前方からの斜視図であり、図６はヒータケースにヒータユニットを収容した状態の給電端子部の断面図である。

ヒータユニット２００は、略長方形の板状のＰＴＣ素子２１０と、ＰＴＣ素子２１０で発熱した熱を空気中に放散するためにアルミニウムの板材を略Ｕ字形に繰り返し折り曲げて形成した放熱フィン２２０と、放熱フィン２２０を介してＰＴＣ素子２１０に電力を供給する電極２３０と、電極２３０に給電するする給電端子２４０を主構成部材としている。

ＰＴＣ素子２１０はセラミック製の発熱素子であり、通電を行うと急激に電気抵抗が増大することにより、電流を流し続けると自己発熱によって電流が流れにくくなり、一定の温度を保つようになる特性を備えた素子である。

図４に示すように、ヒータユニット２００は上方の第一ヒータブロック２０１と下方の第二ヒータブロック２０２が一体で構成されている。

第一ヒータブロック２０１は、中央に複数のＰＴＣ素子２１０が配置されている。ＰＴＣ素子２１０の上下には放熱フィン２２０が導電性接着剤を介して接着されている。上方の放熱フィン２２０の上面には銅合金製の第一電極２３１が導電性接着剤を介して接着されており、下方の放熱フィン２２０の下面には同様に銅合金製の第二電極２３２が導電性接着剤を介して接着されている。

第二ヒータブロック２０２は、第一ヒータブロック２０１と同様に中央に複数のＰＴＣ素子２１０が配置されており、ＰＴＣ素子２１０の上下には放熱フィン２２０が導電性接着剤を介して接着されている。上方の放熱フィン２２０の上面には第一ヒータブロック２０１の第二電極２３２を共用して導電性接着剤を介して接着されており、下方の放熱フィン２２０の下面には第三電極２３３が導電性接着剤を介して接着されている。

電極２３０の先端部には給電端子２４０接続されている。電極２３０と給電端子２４０との接続は、給電端子２４０のかしめ部２４１で電極２３０の先端部を両面より挟み込み、かしめ部２４１を両面より押圧し、一部を塑性変形させることにより機械的に接続するかしめ加工により接続されている。

かしめ加工による接続は柔らかい金属を確実に接続する加工方法としては非常に優れているが、温度変化により金属が伸縮することによりかしめ部が緩む可能性があり、かしめ部の温度変化を抑制することにより耐久性を向上することができる。

上記構成のヒータユニット２００は、第二電極２３２を共通電極として、第一電極２３１と第三電極２３３に通電することにより、第一ヒータブロック２０１と第二ヒータブロック２０２を同時に駆動することができる。また、第一電極２３１と第三電極２３３に選択的に通電することにより、第一ヒータブロック２０１と第二ヒータブロック２０２とを選択的に個別に駆動することができる。

図５に示すように、ヒータケース１８０は耐熱樹脂で一体に成型された略長方形の筒状であり、中央にヒータユニット２００のＰＴＣ素子２１０、放熱フィン２２０、電極２３０を収容するヒータ収容部１８２と、右側部にヒータユニット２００の給電端子２４０を収容する冷却風路１８１とが一体に形成されている。また図２および図６に示すように、ヒータケース１８０の後方には送風風路１５２と接続されるダクト部１８３が一体に形成されている。

図５および図６に示すように、冷却風路１８１風路を構成するダクト部１８３と冷却風路１８１との接続部分には後方に傾斜する傾斜部１８１ａが形成されており、ヒータケース１８０の後方に接続される送風風路１５２から送給される冷風が冷却風路１８１に流れ込みやすい構成となっている。

冷却風路１８１の断面積は給電端子２４０を収容した状態で周囲に十分な間隙が形成されるようになっている。また、冷却風路１８１の長さは給電端子２４０のかしめ部２４１の全体が冷却風路１８１に収容される長さとなっている。

＜３＞温風機の動作、作用
上記構成の温風機１００を稼動させた場合に、吸気風路１５１、送風風路１５２、温風風路１５３、冷却風路１８１における空気の流通状態について以下に説明する。

吸気口１３０から吸引された空気は、図２および図３の矢印Ａで示すように本体ケース１１１内の解放空間である吸気風路１５１を通過して送風機１７０の送風吸気口１７４から送風機１７０内に吸引され、送風機１７０のファン１７１により送風風路１５２へと送給される。

図２の矢印Ｂで示すように送風風路１５２へ送給された空気は、ヒータユニット２００が収容されたヒータケース１８０へ送給され、ヒータユニット２００で加熱された温風は矢印Ｃで示すように温風風路１５３に送給され、矢印Ｄで示すように吹出口１４０より温風機１００外に放出される。

一方、図７に示すように、送風風路１５２からヒータケース１８０に送給された冷風の一部は、矢印Ｅに示すようにヒータケース１８０の右側部に設けられた冷却風路１８１の傾斜部１８１ａより冷却風路１８１に送給され、矢印Ｆに示すように給電端子２４０を冷却した後、本体１１０内の解放空間に放出される。

上記のように本実施の形態における温風機は、送風機１７０により送給された冷風の一部はヒータケース１８０の冷却風路１８１に送給され、冷却風路１８１内に収容された給電端子２４０を冷却することにより、給電端子２４０の温度上昇を抑制することが可能となり、特に電極２３０と冷却端子の２４０のかしめ部分の劣化を抑制することにより、安全性と耐久性を向上することができる。

また、冷却風路１８１の入口部分に傾斜部１８１ａを設けたことにより、冷却風路１８１に冷風を導入しやすくなり、より確実に冷却効果を向上することができる。

また、冷却風路１８１内に給電端子２４０のかしめ部２４１の全てを収容する構成としたことにより、温度上昇しやすいかしめ部を確実に冷却することが可能となり、安全性と耐久性をより確実に向上することができる。

以上のように、本発明にかかる温風機は、ヒータユニットの給電端子の温度上昇を抑制することが可能となるので、温風を使用する他の家電機器および工業用機器等の用途にも適用できる。

１００温風機
１１０本体
１３０吸気口
１４０吹出口
１５０風路
１５１吸気風路（風路）
１５２送風風路（風路）
１５３温風風路（風路）
１７０送風機
１８０ヒータケース
１８１冷却風路
１８１ａ傾斜部
１８２ヒータ収容部
２００ヒータユニット
２１０ＰＴＣ素子（発熱素子）
２２０放熱フィン
２３０電極
２４０給電端子
２４１かしめ部

Claims

本体の外面に開口された吸気口と、
前記本体の外面に開口された吹出口と、
前記吸気口と前記吹出口を連通する風路と、
前記風路の途中に配置され空気を送風する送風機と、
前記風路の前記送風機の下流に配置されたヒータユニットと、
前記ヒータユニットを収容するヒータケースと、を含み、
前記ヒータユニットは、発熱素子と、放熱フィンと、電極と、給電端子とを備え、
前記ヒータケースは、前記発熱素子と前記放熱フィンを収容するヒータ収容部と、前記給電端子を収容し、前記給電端子の周囲に間隙を備えた冷却風路と、を備え、
前記ヒータユニットの上流側の前記風路と前記冷却風路が連通された構成の、
温風機。
前記冷却風路は、前記冷却風路の上流側の前記風路との接続部分に傾斜部を備えた、
請求項１に記載の温風機。
前記給電端子は、前記電極とかしめ加工により接続されたかしめ部を備え、
前記冷却風路に少なくとも前記かしめ部の全体が収容された構成の、
請求項１また２に記載の温風機。