JP2020136036A - 絶縁防水型ヒータおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、第1方向と直交し、筒体の延在する方向を第2方向とした場合、第1凸状延出部分における第2方向の長さは、第1かしめ部分における第1凸状延出部分側のかしめ皺の第2の方向の長さよりも長く、第2凸状延出部分における第2方向の長さは、第2かしめ部分における第2凸状延出部分側のかしめ皺の第2の方向の長さよりも長く設けられていてもよい。
図1は、本実施形態に係る絶縁防水型ヒータ(以下、単に「ヒータ」とも言う。)の構成を例示する斜視図である。
図2は、本実施形態に係るヒータの構成を例示する分解斜視図である。
本実施形態に係るヒータ1は、電圧印加によって発熱する装置である。特に、ヒータ1は、例えば300ボルト(V)以上の高電圧で駆動可能であるとともに、IPコード(IEC:International Electrotechnical Commission)におけるIP67をクリアする高い防水性および防塵性を有している。
IP67は、機器の内部に粉塵が入らない防塵性能と、一時的に一定水圧の条件に水没しても内部に浸水しない程度の防水性能を有することを意味する。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、一対の電極板20の間で発熱素子10を挟持する方向を第1方向D1、第1方向と直交し筒体50の延在する方向を第2方向D2、第1方向D1および第2方向D2と直交する方向を第3方向D3と言うことにする。また、第1方向D1は厚さ方向、第2方向D2は長さ方向、第3方向D3は幅方向とも言うことにする。
図3および図4(a)〜(c)は、本実施形態に係る絶縁防水型ヒータの構成を例示する断面図である。図3には、第1方向D1にみたヒータ1の断面図が示される。なお、図3においては、説明の便宜上、絶縁板30、筒体50および封止部60について厚さ方向の中央で切断した断面を示す。図4(a)には、図3のA−A線の断面図が示され、図4(b)には、図3のB−B線の断面図が示され、図4(c)には、図3のC−C線の断面図が示される。
図5は、電極部の凸状延出部分について例示する拡大平面図である。
凸状延出部分230は、板状部分210の端部から第2方向D2に凸状に延出した部分である。かしめ部分250は、凸状延出部分230の先端から延出するよう設けられる。すなわち、凸状延出部分230は、板状部分210とかしめ部分250との間に設けられる部分である。
図6は、電極部の端子部分について例示する拡大平面図である。
本実施形態では、第1方向D1にみて、第1端子部分221と第2端子部分222とが互いに重ならないように配置される。この際、第1方向D1にみて、第1端子部分221と第2端子部分222との隙間S1は、2.5mm以上であることが好ましい。第1端子部分221と第2端子部分222との間に封止部60が介在し、隙間S1が2.5mm以上あることにより、第1端子部分221と第2端子部分222との間に例えば300V以上の電圧が印加されても十分な絶縁性を確保することができる。
図7は、フィンを備えたヒータについて説明する斜視図である。
本実施形態に係るヒータ1は、筒体50の上下の放熱面51のそれぞれにフィン150を備えていてもよい。すなわち、第1放熱面511には第1フィン151が接続され、第2放熱面512には第2フィン152が接続される。なお、説明の便宜上、第1フィン151および第2フィン152を区別せずに示すときは、フィン150と言うことにする。また、図7では、第2フィン152をヒータ1から離間して示している。
次に、フィン150を備えたヒータ1の製造方法について説明する。
図8は、ヒータの製造方法を例示するフローチャートである。
先ず、筒体50の放熱面51に、フィン150をろう付けによって固定する(ステップS101)。ろう付け部80のろう材としては、例えばアルミニウム(Al)−シリコン(Si)の共晶系合金が用いられる。
つまり、フィン150を筒体50に取り付ける際には発熱構造体100が中空部55内に収容されていない状態(空の状態)のため、フィン150の取り付けにおいては、発熱構造体100で使用される熱に弱い部材(例えば、樹脂部材)の耐熱温度を超えたろう付けを採用することが可能となる。
ここで、本願発明者は、筒体50への加圧力とヒータ1の出力との関係を実験によって得た。実験においては、筒体50に発熱構造体100を収容し、筒体50への加圧が無い状態から徐々に加圧していき、その際のヒータ1の出力を測定した。
図9は、車載用ヒータ装置を例示する斜視図である。
なお、説明の都合上、図9ではケース501を二点鎖線で示している。
車載用ヒータ装置500は、車載用ヒータユニット1Uと、ケース501とを備える。車載用ヒータユニット1Uは、ケース501の中に収容される。車載用ヒータユニット1Uは、縦横に配置された複数のヒータ1を有する。図示する例では、ヒータ1が3列、2段で配置されている。なお、ヒータ1の数や縦横の配置数は任意であり、図示した数に限るものではない。
図10に示す車載用ヒータ装置500では、流入口5011と流出口5012とがケース501における互いに対向する位置に配置されている。流入口5011の延びる方向と流出口5012の延びる方向とはほぼ一致している。
図11(a)および(b)は、フィンが一体成形されたヒータの例を示す図である。
図11(a)にはヒータ1の斜視図が示され、図11(b)にはヒータ1の中央部分での断面図が示される。
図11に示すヒータ1は、筒体50の放熱面51に一体成形されたフィン150を有している。図11に示す例では、フィン150は、筒体50の第1放熱面511および第2放熱面512に一体的に成形されている。フィン150は、少なくとも第1放熱面5111または第2放熱面512に設けられていればよく、側面53に設けられていてもよい。
1U…車載用ヒータユニット
10…発熱素子
10a…電極層
20…電極板
30…絶縁板
30a,30b…端部
50…筒体
50a,50b…開口
50c…内面
51…放熱面
51a…内面
53…側面
55…中空部
56…中央部分
57…縁部分
60…封止部
65…孔
80…ろう付け部
100…発熱構造体
150…フィン
150a…凸片
151…第1フィン
152…第2フィン
201…第1電極板
202…第2電極板
210…板状部分
211…第1板状部分
212…第2板状部分
220…端子部分
221…第1端子部分
222…第2端子部分
230…凸状延出部分
231…第1凸状延出部分
232…第2凸状延出部分
250…かしめ部分
250a…かしめ片
251…第1かしめ部分
252…第2かしめ部分
255…かしめ皺
301…第1絶縁板
302…第2絶縁板
500…車載用ヒータ装置
501…ケース
501s…側面
511…第1放熱面
512…第2放熱面
1501…流路
5011…流入口
5012…流出口
5013…テーパ部
C10…導通ケーブル
C11…第1導通ケーブル
C12…第2導通ケーブル
D1…第1方向
D2…第2方向
D3…第3方向
G…隙間
S1…隙間
Claims (13)
- 表裏に電極層が設けられた発熱素子と、
前記発熱素子を間に挟持し、前記表裏の電極層のそれぞれと導通する一対の電極板と、
前記一対の電極板を間に挟持する一対の絶縁板と、
放熱面を有し、前記発熱素子、前記一対の電極部および前記一対の絶縁板で構成された発熱構造体を内部に収容する筒体と、
を備えた絶縁防水型ヒータであって、
前記一対の絶縁板のそれぞれは、前記筒体の筒内における前記放熱面とは反対側の内面と密着している、絶縁防水型ヒータ。 - 前記放熱面は、平行な第1放熱面および第2放熱面を有し、
前記第1放熱面にろう付けによって接続された第1フィンと、
前記第2放熱面にろう付けによって接続された第2フィンと、をさらに備えた、請求項1記載の絶縁防水型ヒータ。 - 前記筒体における前記第1フィンおよび前記第2フィンが設けられた部分の厚さは、前記筒体における前記第1フィンおよび前記第2フィンよりも外側の部分の厚さよりも薄い、請求項2記載の絶縁防水型ヒータ。
- 前記筒体は、前記放熱面に一体成形されたフィンを有する、請求項1記載の絶縁防水型ヒータ。
- 前記一対の絶縁板は、酸化アルミニウムを含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の絶縁防水型ヒータ。
- 前記発熱素子は、PTC(Positive Temperature Coefficient)素子である、請求項1から5のいずれか1項に記載の絶縁防水型ヒータ。
- 前記一対の電極部のうちの一方である第1電極部は、
前記電極層と導通するように接する第1板状部分と、
前記第1板状部分における前記筒体の一方の開口側の端部に設けられた第1端子部分と、を有し、
前記一対の電極部のうちの他方である第2電極部は、
前記電極層と導通するように接する第2板状部分と、
前記第2板状部分における前記筒体の一方の開口側の端部に設けられた第2端子部分と、を有し、
前記一対の電極部の間で前記発熱素子を挟持する方向を第1方向とした場合、
前記第1方向にみて、前記第1端子部分と前記第2端子部分とは互いにずれた位置で配置された、請求項1から6のいずれか1項に記載の絶縁防水型ヒータ。 - 前記第1端子部分には第1導通ケーブルが接続され、
前記第2端子部分には第2導通ケーブルが接続され、
前記第1端子部分と前記第1導通ケーブルとの接続部分、および前記第2端子部分と前記第2導通ケーブルとの接続部分のそれぞれは、前記筒体の筒内に配置された、請求項7記載の絶縁防水型ヒータ。 - 前記第1端子部分は第1かしめ部分を有し、
前記第2端子部分は第2かしめ部分を有し、
前記第1電極部は、前記第1板状部分と前記第1かしめ部分との間に設けられた第1凸状延出部分を有し、
前記第2電極部は、前記第2板状部分と前記第2かしめ部分との間に設けられた第2凸状延出部分を有し、
前記第1方向と直交し、前記筒体の延在する方向を第2方向とした場合、
前記第1凸状延出部分における前記第2方向の長さは、前記第1かしめ部分における前記第1凸状延出部分側のかしめ皺の前記第2方向の長さよりも長く、
前記第2凸状延出部分における前記第2方向の長さは、前記第2かしめ部分における前記第2凸状延出部分側のかしめ皺の前記第2方向の長さよりも長い、請求項7記載の絶縁防水型ヒータ。 - 放熱面を有する筒体の前記放熱面にフィンをろう付けする工程と、
表裏に電極層が設けられた発熱素子を一対の電極部で挟持する工程と、
前記一対の電極部を一対の絶縁板で挟持する工程と、
前記発熱素子、前記一対の電極部および前記一対の絶縁板で構成された発熱構造体を前記筒体の筒内に収容する工程と、
前記フィンを介して前記筒体を加圧して前記筒体を押し潰すことにより、前記一対の絶縁板のそれぞれを前記筒体の筒内における前記放熱面とは反対側の内面と密着させて前記発熱構造体を前記筒内に固定する工程と、
を備えた絶縁防水型ヒータの製造方法。 - 放熱面を有する筒体の前記放熱面にフィンを一体成形する工程と、
表裏に電極層が設けられた発熱素子を一対の電極部で挟持する工程と、
前記一対の電極部を一対の絶縁板で挟持する工程と、
前記発熱素子、前記一対の電極部および前記一対の絶縁板で構成された発熱構造体を前記筒体の筒内に収容する工程と、
前記フィンを介して前記筒体を加圧して前記筒体を押し潰すことにより、前記一対の絶縁板のそれぞれを前記筒体の筒内における前記放熱面とは反対側の内面と密着させて前記発熱構造体を前記筒内に固定する工程と、
を備えた絶縁防水型ヒータの製造方法。 - 前記一対の絶縁板は、酸化アルミニウムを含む、請求項10または11に記載の絶縁防水型ヒータの製造方法。
- 前記発熱素子は、PTC(Positive Temperature Coefficient)素子である、請求項10から12のいずれか1項に記載の絶縁防水型ヒータの製造方法。
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