JP5986283B1

JP5986283B1 - ブローバイガスヒーター

Info

Publication number: JP5986283B1
Application number: JP2015227199A
Authority: JP
Inventors: 明生松本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2035-11-20
Also published as: JP2017096125A

Abstract

【課題】絶縁カバーによって電極接続部及びPTC素子付近にブローバイガスの侵入を防止するとともに、射出成形の成形圧力や熱による絶縁カバーの変形に伴うPTC素子及び遮断部材の破損を防止することができる射出成形可能なブローバイガスヒーターを提供する。【解決手段】ブローバイガスの流路となるケース本体部１０と、ケース本体部１０の流出口１１付近に備えられた管状の受熱部材２０と、受熱部材２０の平坦部２１に載置されたPTC素子３０と、PTC素子３０の周囲に配設された遮断部材４０と、このPTC素子３０と外部電源と接続する絶縁カバー６０により被覆された電極接続部５０と、から射出成形されるブローバイガスヒーターであって、絶縁カバー６０は、PTC素子３０と遮断部材４０とを収容し、PTC素子３０と遮断部材４０との間を隔離する内壁６１を有する収容部を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載されたエンジンルームに生じるブローバイガスの還流路に設けられ、ブローバイガスの温度を上昇させることでブローバイガスに含まれる水分の凍結による還流路の閉塞を防ぐためのブローバイガスヒーターに関する。

特許文献１に記載されているブローバイガスヒーターは、電力供給部と、第一の受熱部材と、第二の受熱部材と、を一体的に形成したケース本体部を備えてなるブローバイガスヒーターであって、そのケース本体部には、電力供給部から電力が供給されて発熱するPTC素子を収容し得る収容部を形成し、収容部は流出口側にPTC素子が外部から挿通し得る開口部を有し、この収容部にPTC素子を挿通して嵌め込んだ後に、シール部材で開口部を封止することを特徴とするものである。

このケース本体部を備えるブローバイガスヒーターによれば、電源供給部分を嵌め込む工程やゴムパッキン等が不要となり、組立工程及び製作費を削減することが可能であるとともに、シール部材で封止することで、PTC素子付近へのブローバイガスの侵入を防ぎ、ブローバイガスに含まれる水分等による電気回路の短絡や腐食を防ぐことができる。

しかしながら、上述した構成によるブローバイガスヒーターは、PTC素子を挿通して嵌め込んだ後に、例えば、シール部材として樹脂を用いて、開口部に流し込むことで封止する組立工程が必要である上、そのシール部材ではPTC素子付近にブローバイガスの侵入を十分に防ぐことができないおそれがあった。

本出願人は、上述した課題を解決するため、絶縁カバーによって被覆された電極接続部とPTC素子と遮断部材とを受熱部に固定した状態で、ケース本体部とを一体的に成形（射出成形）することで、PTC素子及び遮断部材を挿入する組立工程とシール部材で封止する製作工程とが必要なくなるとともに、PTC素子付近にブローバイガスの侵入を防ぐことを可能にするブローバイガスヒーターを提案した（特願２０１５−１６５５０９、出願日：平成２７年８月２５日）。

特開２０１４−１７３４３７号公報

しかしながら、上述したケース本体部を金型に樹脂材を流し込んで射出成形する製作工程において、射出成形の圧力や熱によるPTC素子及び遮断部材を被覆する絶縁カバーの変形に伴って、PTC素子及び遮断部材が破損するなどのおそれがあった。そこで、射出成形時に絶縁カバーの変形を抑え得るようにして、PTC素子及び遮断部材の破損を防止することができる絶縁カバーを備えた電極接続部からなるブローバイガスヒーターを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題に鑑み、ブローバイガスの流路となるケース本体部と、前記ケース本体部の流出口付近に備えられた管状の受熱部材と、前記受熱部材に載置されるPTC素子と、前記PTC素子と外部電源とを接続する電極接続部と、からなるブローバイガスヒーターであって、前記ケース本体部は、前記受熱部材と、前記PTC素子と、前記電極接続部と、遮断部材と、を包含してなり、前記電極接続部は、前記外部電源と接続する端子板及び前記PTC素子と接続する電極接触面を露出させた状態で絶縁カバーにより被覆し、前記絶縁カバーは、前記受熱部材に載置された前記PTC素子と、前記受熱部材に載置し、前記PTC素子の周囲に配設された前記遮断部材と、を収容する収容部を備え、前記収容部は、前記PTC素子と前記遮断部材との間を隔離する内壁を有すること、を特徴とするブローバイガスヒーターである。

また、上述した構成に加え、内壁は、収容部から延設して形成されることが好ましい。

また、上述した構成に加え、PTC素子の電極に接する補助電極板を備え、前記補助電極板は、収容部の内壁に当接する外周部を有することが好ましい。

また、上述した構成に加え、絶縁カバーは、絶縁カバーの収容部側と対向する面に立設されたリブを有することが好ましい。

請求項１記載の発明によれば、ケース本体部の射出成形時において、遮断部材が内側に変形してPTC素子に接触するのを防ぐことで、遮断部材及びPTC素子を破損させずに、電極接続部、PTC素子、及び、遮断部材を包含して一体的に射出成形することができ、組立工程を必要とせず、ブローバイガスの侵入を防ぐことができるブローバイガスヒーターを提供することが可能である。

請求項２記載の発明によれば、遮断部材とPTC素子との間を隔離するため内壁として新たな部品を必要とせず、部品点数を少なくするとともに組立工程を少なくすること可能である。

請求項３記載の発明によれば、補助電極板をPTC素子の電極に接することで、PTC素子の電極と平坦部又は電極接続部の電極接触面との電気的接続と熱伝導をより効率よくすることができるとともに、射出成形時に、補助電極板の外周部が内壁と当接することで成形圧力及び熱による内壁の変形を防止し、この変形に対してより強固にすることが可能である。

請求項４記載の発明によれば、射出成形時に外部からリブを挟持することができ、成形圧力及び熱による絶縁カバーの変形を軽減することができ、それに伴って遮蔽部材とPTC素子の破損を防止することが可能である。

本発明の実施形態１に係るブローバイガスヒーターの分解斜視図である。本発明の実施形態１に係るブローバイガスヒーターの長手方向の中央縦断面図である。図２の内壁周辺部の拡大断面図である。本発明の実施形態２に係るブローバイガスヒーターの（a）絶縁カバー、及び、(b)この絶縁カバーを備えたブローバイガスヒーターの長手方向に対して直角方向の中央縦断面図である。図２の絶縁カバーのみの拡大断面図とその位置決め穴による露出部を密閉する手段を示す図で、 (a)ゴム球を圧入する方法、(b)接着剤で覆う方法、(c)絶縁カバーと同じ材料の蓋を作り超音波溶着する方法、(d)熱溶着する方法の一例をそれぞれ示す。

本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
ブローバイガスヒーターは、図１と図２に示すように、ブローバイガスの流路９０（矢印方向）となるケース本体部１０と、ケース本体部１０の流出口１１付近に備えられた管状の受熱部材２０と、受熱部材２０の平坦部２１に載置されたPTC素子３０と、PTC素子３０の周囲に配設された遮断部材４０と、このPTC素子３０と外部電源（図示しない）と接続する電極接続部５０と、を主要構成部材とするものである。

ケース本体部１０は、絶縁性を有する合成樹脂を主体として略筒状に形成されたものであり、外部電源と接続する電極接続部５０の端子板５４と受熱部材２０の端子板２３とを保持するための煙突状の保持部１２を備えている。

受熱部材２０は、導電性及び熱伝導性を有し、外周の一部が略平面状に形成された平坦部２１と、その平坦部２１から一段高く延設して設けられた延長部２２と、その延長部２２から垂直方向に立設された端子板２３と、を備える管であって、その平坦部２１には、PTC素子３０の電極３２を接触した状態で載置させ、端子板２３を外部電源と接続させることができる。

PTC素子３０は、図１に示すように、チタン酸バリウムを主成分とした半導体セラミックスを略円形平板状に形成され、その電極３１、３２は、略円形の外径と同等かそれよりも小さい直径の円形であり、その素材は銀などを用いる。

遮断部材４０は、弾性及び絶縁性を有する素材からなるＯリングを用いる。遮断部材４０はPTC素子３０の周囲に配置するもので、形状は円形に限定されない。遮断部材４０は、絶縁カバー６０と平坦部２１との間に位置し適切な圧縮量（締め代）によって、後述する収容部６２に、水分や油分を含むブローバイガスの侵入を防ぐことが可能である。

電極接続部５０は、PTC素子３０の電極３１と接触して電気的に接続するための略円板状の電極接触面５２を有する電極接触板５１と、その電極接触板５１から一段高く延設して設けられた延長部５３と、その延長部５３から垂直方向に立設された端子板５４を備えている。

絶縁カバー６０は、図３と図５に示すように、端子板５４と電極接触板５１におけるPTC素子３０と接触する電極接触面５２を露出させた状態で電極接続部５０の全体を被覆する。さらに、PTC素子３０を平坦部２１に載置させ、かつ、PTC素子３０と電極接触面５２とを接触させた状態において、PTC素子３０及び遮断部材４０を外部に露出させずに収容し得る収容部６２を備えている。絶縁カバー６０は、端子板５４と電極接触面５２のみを露出させることが好ましいが、後述の射出成型等の必要により、その他の部分が露出することを妨げるものではない。

収容部６２は、絶縁カバー６０の円筒状部の内部を空洞にしたもので、その内側面から下方に延設して形成される内壁６１を備える。この内壁６１は、収容部６２の内壁に沿って円筒状に形成され、収容部６２にPTC素子３０と遮断部材４０とを収容したときに、PTC素子３０と遮断部材４０との間に位置する。その内壁６１は平坦部２１に当接するまで伸びていることによって、内壁６１の外側に遮断部材４０と、内壁６１の内側にPTC素子３０と、を隔離して収容することができる。

また、電極接触板５１とPTC素子３０との間に配置される第１の補助電極板７０は、導電性及び熱伝導性を有する略円形平板状であって、中心から外周方向に突出する複数の突出片を中心方向へ折曲させた爪部７２を有するものである。

本実施形態の補助電極板は、第１の補助電極板７０と第２の補助電極板８０とを用いるが一方のみを用いるものでもよい。この第１の補助電極板７０が、PTC素子３０の電極３１上に接するように載置されることで、上方からの成形圧力による押圧に対して爪部７２の復元力によって、電極接触面５２と電極３１とに掛かる圧力を低減することができ、成形圧力によるPTC素子３０の電極３１と電極接触面５２の破損等を防止することが可能である。

さらに、この第１の補助電極板７０の外径をPTC素子３０の外径より大きくすることで、補助電極板７０の外周部７１が絶縁カバー６０の内壁６１に当接させることができ、成形圧力や熱による内壁６１の変形を防止することが可能である。

また、受熱部材２０とPTC素子３０との間に配置される第２の補助電極板８０として、鍔付き銅板を用いる。この第２の補助電極板８０は、皿状部材であって、外周部分を除いた中心部分にPTC素子３０を配置した状態で、その外周部８１が垂直方向に延設して形成された鍔を有する。この鍔を内壁６１に当接させることで射出成形時の成形圧力や熱による内壁６１の変形を防止することが可能である。

また、受熱部材２０の平坦部２１に保持片２４、孔２５を形成する一方、絶縁カバー６０の収容部６２の側面に凸部６５、６６を設け、凸部６５と保持片２４とを掛止し、かつ、凸部６６を孔２５に嵌合する掛止手段を備えることで、受熱部材２０と絶縁カバー６０の収容部６２とが、射出成形によりずれるのを防止することが可能である。

（実施形態２）
他の実施形態として、上述した構成に加え、図4に示すように、絶縁カバー６０の上面に立設された先細り状のリブ６４を有する場合を挙げることができる。このリブ６４は、絶縁カバー６０の上面であって、収容部６２がある円筒状部の前端付近から後端付近にかけて長手方向に立設される。リブ６４は所定の高さを有し、後述のとおり、その頂部分が射出成型時にケース本体部２と接するまでに位置する。

このリブ６４を備えることで、射出成形時に、リブ６４を外部から挟持した状態で、ケース本体部１０を射出成形することで絶縁カバー６０の変形をより防止することができるとともに、射出成形後のブローバイガスヒーターの強度をより向上させることが可能である。

また、電極接続部５０に絶縁カバー６０を被覆する射出成形について図面に基づいて説明する。

電極接続部５０を位置決め穴５５、５６で金型に固定した状態で絶縁性樹脂を流し込むことで、図５に示すように、電極接続部５０の形状を保持したまま端子板５４及び電極接触面５２以外を樹脂で被覆して射出成形することが可能である。

このとき、位置決め穴５６付近の露出部は、絶縁カバー６０の収容部６２内であるために、絶縁性樹脂で被覆されなくてもよいが、延長部５３に設けられた位置決め穴５５下方は露出部６３となるため、その露出部６３に、(a)ゴム球を圧入する方法、(b)接着剤で被覆する方法、(c)絶縁カバーと同様の材料の蓋で超音波溶着する方法、(d)熱溶着する方法、などの工程を経ることで密閉性を向上させることができる。

上記の実施形態では本発明の好ましい実施形態を例示したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で改善や変更が可能である。例えば、補助電極板７０の爪部７２をさらに増やすこと、遮断部材４０であるＯリングを、PTC素子３０や収容部６２の形状に適した形にすること、などの変更が可能である。

10…ケース本体部、11…流出口、 12…保持部、13…流入口
20…受熱部材、21…平坦部、 22…延長部、23…端子板、24…保持片、25…孔、
30…PTC素子、31…電極、 32…電極、
40…遮断部材、
50…電極接続部、51…電極接触板、52…電極接触面、 53…延長部、54…端子板、55…位置決め穴、56…位置決め穴、
60…絶縁カバー、61…内壁、 62…収容部、63…露出部、64…リブ、65…凸部、66…凸部
70…補助電極板、71…外周部、 72…爪部
80…補助電極板、81…外周部、
90…流路

Claims

ブローバイガスの流路となるケース本体部と、前記ケース本体部の流出口付近に備えられた管状の受熱部材と、前記受熱部材に載置されるPTC素子と、前記PTC素子と外部電源とを接続する電極接続部と、からなるブローバイガスヒーターであって、
前記ケース本体部は、前記受熱部材と、前記PTC素子と、前記電極接続部と、遮断部材と、を包含してなり、
前記電極接続部は、前記外部電源と接続する端子板及び前記PTC素子と接続する電極接触面を露出させた状態で絶縁カバーにより被覆し、
前記絶縁カバーは、前記受熱部材に載置された前記PTC素子と、前記受熱部材に載置し、前記PTC素子の周囲に配設された前記遮断部材と、を収容する収容部を備え、
前記収容部は、前記PTC素子と前記遮断部材との間を隔離する内壁を有すること、
を特徴とするブローバイガスヒーター。
内壁は、収容部から延設して形成されることを特徴とする請求項１記載のブローバイガスヒーター。
PTC素子の電極に接する補助電極板を備え、前記補助電極板は、収容部の内壁に当接する外周部を有することを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載のブローバイガスヒーター。
絶縁カバーは、絶縁カバーの収容部側と対向する面に立設されたリブを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のブローバイガスヒーター。