JP7131178B2 - 発熱部材 - Google Patents

Description

本開示は、電気ヒータに用いられる発熱部材に関する。

従来、電気ヒータに用いられる発熱部材として、発熱素子、一面が発熱素子に接触するように積層された電極端子、絶縁体によって電極端子から絶縁された状態で発熱素子に接触する導電性を有するケースを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１記載の発熱部材は、組立作業を単純化するために、電極端子に対して発熱素子に向かって突き出る一対の突出部が設けられるとともに、当該一対の突起部の間に発熱素子が装着される構成になっている。

特開２０１０－１３５７２８号公報

ところで、特許文献１の如く、電極端子に一対の突出部を設ける構成とすれば、電極端子を発熱素子の位置を規定する位置規定部として機能させることができるが、その一方で発熱素子および電極端子の積層体が凹凸を有する複雑な形状になってしまう。積層体が複雑な形状になると、積層体とケースとの間に発熱素子の熱伝導性を阻害する空隙が生じ易くなってしまう。

また、電極端子に一対の突出部を設けると、絶縁体を介して電極端子とケースとが相対する部位の面積が大きくなることで、電極端子とケースとの絶縁性を確保し難くなってしまう。これらは、本発明者らの鋭意検討によって見出された知見である。

本開示は、絶縁性を確保しつつ、熱伝導性能の向上を図ることが可能な発熱部材を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、
電気ヒータ（１）に用いられる発熱部材であって、
平板状の電極端子（２４）と、
通電により発熱するとともに電極端子と電気的に接触するように電極端子が積層される平板状の発熱素子（２２）と、発熱素子および電極端子の積層体（２５）を収容するとともに導電性を有する収容ケース（２６）と、
空気よりも熱伝導性に優れるとともに、絶縁性を有する膜状またはシート状の絶縁体（２８、２８Ａ）と、を備える。

収容ケースは、積層体の収容空間を形成するケース内壁部（２６０）を有している。積層体は、発熱素子および電極端子の積層方向に沿って延びる側壁面（２５１）、積層方向に交差する交差方向に延びるとともに側壁面に連なる一対の積層端面（２５２、２５３）を有する。積層体は、一対の積層端面のうち発熱素子側に位置する素子側端面（２５２）がケース内壁部に密着するとともに、電極端子側に位置する端子側端面（２５３）および側壁面の全体が絶縁体を介してケース内壁部に密着した状態で収容ケースに収容されている。収容ケースのうち側壁面に対向する一対の対向壁部（２６２ｂ、２６２ｃ）は、交差方向における発熱素子の位置を規定する位置規定部として機能するように側壁面に沿って延びている。

このように、突起部がない平板状の電極端子と平板状の発熱素子とを積層すれば、電極端子および発熱素子の積層体の外形状が単純な形状となる。これによると、積層体の素子側端面をケース内壁部に密着させつつ、絶縁体を介して積層体の端子側端面および側壁面をケース内壁部に密着させ易くなるので、収容ケースと積層体との間に熱伝導性を阻害する空隙が生じ難くなる。

加えて、収容ケースのうち側壁面に対向する一対の対向壁部が発熱素子の位置規定部として機能する構成になっている。これによると、電極端子に対して位置規定部を設ける構成に比べて、絶縁体を介して電極端子と収容ケースとが相対する部位の面積が小さくなるので、電極端子と収容ケースとの絶縁性が確保し易くなる。

したがって、本開示の発熱部材によれば、絶縁性を確保しつつ、熱伝導性能の向上を図ることが可能となる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る発熱部材を用いた電気ヒータの概略構成を示す模式的な斜視図である。 第１実施形態に係る発熱部材の模式的な斜視図である。 第１実施形態に係る発熱部材の模式的な断面図である。 第１実施形態に係る発熱部材の絶縁体の模式的な断面図である。 第１実施形態に係る発熱部材の製造工程を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る発熱部材の製造工程のうち組付工程の一部を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る発熱部材の製造工程のうち組付工程の一部を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る発熱部材の製造工程のうち組付工程の一部を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る発熱部材の製造工程のうち接合工程を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る発熱部材の製造工程を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る発熱部材の製造工程のうち接合工程を説明するための説明図である。 第３実施形態に係る発熱部材の模式的な断面図である。 第３実施形態に係る発熱部材の製造工程を説明するための説明図である。 第３実施形態に係る発熱部材の製造工程のうち組付工程の一部を説明するための説明図である。 第３実施形態に係る発熱部材の製造工程のうち組付工程の一部を説明するための説明図である。 第３実施形態に係る発熱部材の製造工程のうち組付工程の一部を説明するための説明図である。 第３実施形態に係る発熱部材の製造工程のうち接合工程を説明するための説明図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態について、図１～図９を参照して説明する。本実施形態では、車室内を空調する車両用空調装置の暖房用の補助熱源として機能する電気ヒータ１に本開示の発熱部材２０を適用した例について説明する。

一般的な車両用空調装置は、内燃機関の冷却水を熱源するヒータコアを備え、車室内の暖房時にヒータコアによって、車室内へ吹き出す空気を加熱する構成になっている。この種の車両用空調装置では、冬期等のように、車両を起動してから内燃機関の冷却水の温度が空気の加熱に適した温度となるまでに長時間を要することがある。

この対策として、車両用空調装置には、暖房用の補助熱源として、通電により発熱する電気ヒータ１が搭載されている。電気ヒータ１は、例えば、車室内へ吹き出す空気の通風路のうち、ヒータコアの空気流れ下流側に配置される。これにより、車両用空調装置は、ヒータコアだけでなく、電気ヒータ１によって車室内へ吹き出す空気を加熱することが可能な構成になっている。

図１に示すように、電気ヒータ１は、車室内へ吹き出す空気を加熱する熱交換コア部１０、熱交換コア部１０の上下方向の両端部を補強する棒状の補強部材１１、１２、熱交換コア部１０の幅方向の両端部を保持する保持部材１３、１４を備えている。

熱交換コア部１０は、空気を加熱するための複数の発熱部材２０と発熱部材２０の放熱を促進するための複数の伝熱フィン３０とが交互に積層されたものである。熱交換コア部１０は、空気が流通可能なように複数の発熱部材２０が所定の隙間をあけて配置され、当該隙間に伝熱フィン３０が配置されている。これにより、熱交換コア部１０は、複数の発熱部材２０の間を通過する空気が、複数の発熱部材２０によって加熱される。

図２に示すように、発熱部材２０は、外形状が板状に構成されている。発熱部材２０は、その長手方向ＤＲ１が熱交換コア部１０の幅方向に沿って延びるように配置されている。発熱部材２０の長手方向ＤＲ１の一端側には、後述する電極端子２４に連なる外部端子Ｔが設けられている。発熱部材２０の詳細については後述する。

図１に戻り、伝熱フィン３０は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属板を波形状に形成したコルゲートフィンで構成されている。なお、伝熱フィン３０は、コルゲートフィンに限らず、例えば、プレートフィンで構成されていてもよい。

補強部材１１、１２は、発熱部材２０の長手方向ＤＲ１に沿って延びる棒状の部材で構成されている。補強部材１１、１２は、例えば、強度および耐熱性に優れた樹脂材料で構成される。

保持部材１３、１４は、熱交換コア部１０の上下方向に沿って延びるブロック状の部材で構成されている。保持部材１３、１４のうち、一方の保持部材１３には、発熱部材２０の長手方向ＤＲ１の一端側に設けられた外部端子Ｔを図示しないヒータ駆動回路および電源等に接続するためのコネクタＣが設けられている。

続いて、発熱部材２０の詳細について図２～図４を参照して説明する。図３に示すように、発熱部材２０は、通電により発熱する平板状の発熱素子２２、平板状の電極端子２４、発熱素子２２および電極端子２４の積層体２５を収容する収容ケース２６、絶縁性を有する膜状またはシート状の絶縁体２８を含んで構成されている。

発熱素子２２は、温度上昇に伴って電気抵抗値が増大する正特性サーミスタで構成されている。具体的には、発熱素子２２は、所定の温度を超えると温度上昇に対して急激に電気抵抗値が増大するＰＴＣサーミスタで構成されている。

発熱素子２２は、図２に示すように、直方体状の形状に構成され、発熱部材２０の長手方向ＤＲ１に沿って複数並べられている。図３に戻り、発熱素子２２には、電極端子２４と電気的に接触するように電極端子２４が積層されている。

電極端子２４は、複数の発熱素子２２に電力を供給する際に正極として機能する端子である。電極端子２４は、電極端子２４および発熱素子２２の積層体２５の外形状が単純な形状となる形状に構成されている。具体的には、電極端子２４は、電極端子２４および発熱素子２２の積層体２５が略直方体となるように、幅方向ＤＲ３の寸法が発熱素子２２と同程度となる平板形状を有している。

発熱素子２２および電極端子２４の積層体２５は、その積層方向ＤＲ２に沿って延びる側壁面２５１、積層方向ＤＲ２に交差する交差方向に延びるとともに側壁面２５１に連なる一対の積層端面を有している。具体的には、一対の積層端面は、積層方向ＤＲ２に直交する幅方向ＤＲ３に延びている。なお、本実施形態の交差方向は、積層方向ＤＲ２に直交する幅方向ＤＲ３と同じ方向になっている。

側壁面２５１は、発熱素子２２および電極端子２４それぞれの側面で構成される。一対の積層端面は、発熱素子２２側に位置する素子側端面２５２、および電極端子２４側に位置する端子側端面２５３で構成されている。素子側端面２５２は、発熱素子２２の一面で構成されている。また、端子側端面２５３は、電極端子２４の一面で構成されている。

ここで、「側壁面２５１が積層方向ＤＲ２に沿って延びる」とは、側壁面２５１が積層方向ＤＲ２に沿って連続的に延びる状態だけでなく、側壁面２５１が積層方向ＤＲ２に沿って不連続的に延びる状態も含まれる。例えば、製造誤差等によって発熱素子２２および電極端子２４の幅方向ＤＲ３の寸法が若干異なる場合、側壁面２５１が積層方向ＤＲ２に沿って不連続的に延びることになる。本実施形態では、上述の状態についても「側壁面２５１が積層方向ＤＲ２に沿って延びる」に含まれるものとする。

収容ケース２６は、発熱素子２２および電極端子２４の積層体２５を収容するものである。収容ケース２６は、アルミニウム等の導電性を有する材料で構成されている。収容ケース２６は、積層体２５の収容空間を形成するケース内壁部２６０を有している。収容ケース２６は、発熱素子２２に電力を供給する際に負極として機能するように、電極端子２４から絶縁された状態で発熱素子２２に電気的に接触している。

具体的には、収容ケース２６は、一面が開口して断面が凹形状となる一対のケース体２６２、２６４を含んで構成されている。一対のケース体２６２、２６４は、内側に位置する内ケース体２６２の開口が外側に位置する外ケース体２６４の底面によって閉塞されるように、内ケース体２６２が外ケース体２６４の内側に組み合わされている。すなわち、収容ケース２６は、内ケース体２６２の開口が外ケース体２６４の底面と接するように、内ケース体２６２が外ケース体２６４の内側に嵌め込まれている。本実施形態では、内ケース体２６２が一対のケース体２６２、２６４のうち一方のケース体を構成し、外ケース体２６４が一対のケース体２６２、２６４のうち他方のケース体を構成する。

内ケース体２６２は、その内側に積層体２５および絶縁体２８を設置可能なように、幅方向ＤＲ３の寸法が、積層体２５よりも若干大きくなっている。具体的には、内ケース体２６２は、幅方向ＤＲ３に拡がる内底面部２６２ａ、積層体２５の積層方向ＤＲ２に延びる一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃを有している。内ケース体２６２のうち一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃは、幅方向ＤＲ３における発熱素子２２の位置を規定する位置規定部として機能する。

外ケース体２６４は、その内側に内ケース体２６２を受け入れることが可能なように、幅方向ＤＲ３の寸法が、内ケース体２６２よりも若干大きくなっている。外ケース体２６４は、幅方向ＤＲ３に拡がる外底面部２６４ａ、積層体２５の積層方向ＤＲ２に延びる一対の外側面部２６４ｂ、２６４ｃを有している。外底面部２６４ａは、積層方向ＤＲ２において積層体２５を挟んで内底面部２６２ａに対向する。また、一対の外側面部２６４ｂ、２６４ｃは、幅方向ＤＲ３において一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃに対向する。

本実施形態では、内底面部２６２ａ、一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃ、および外底面部２６４ａによって積層体２５の収容空間が形成される。このため、内底面部２６２ａ、一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃ、および外底面部２６４ａが、ケース内壁部２６０を構成している。また、本実施形態では、ケース内壁部２６０のうち一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃが、幅方向ＤＲ３における発熱素子２２の位置を規定する位置規定部として機能するように側壁面２５１に沿って延びている。このため、一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃが、側壁面２５１に対向する一対の対向壁部を構成している。

絶縁体２８は、正極として機能する電極端子２４と負極として機能する収容ケース２６とを電気的に絶縁させるためのものである。絶縁体２８は、内ケース体２６２のうち積層体２５と対向する面、および外ケース体２６４と対向する面を覆うように配置されている。

絶縁体２８は、絶縁性を有するとともに空気よりも熱伝導性に優れた材料で構成されている。また、絶縁体２８は、積層体２５、内ケース体２６２、および外ケース体２６４を接合するための接合部材として機能するように、可撓性および接着性を有するように構成されている。

具体的には、絶縁体２８は、図４に示すように、絶縁性および熱伝導性に優れるとともに可撓性を有する基材部２８１、基材部２８１の両面に配置されて加熱により接着性を発現する感熱性の接着部２８２を有している。基材部２８１としては、例えば、絶縁性および熱伝導性に優れるとともに可撓性を有するシリコンゴムを採用することができる。また、接着部２８２としては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を採用することができる。

このように構成される発熱部材２０は、素子側端面２５２がケース内壁部２６０に密着するとともに、端子側端面２５３および側壁面２５１の全体が絶縁体２８を介してケース内壁部２６０に密着した状態で積層体２５が収容ケース２６に収容されている。すなわち、発熱部材２０は、積層体２５と収容ケース２６との間に空隙が形成されないように積層体２５が収容ケース２６に収容されている。

具体的には、素子側端面２５２が外底面部２６４ａの内面に密着している。また、端子側端面２５３が絶縁体２８を介して内底面部２６２ａの内面に密着している。さらに、側壁面２５１が絶縁体２８を介して一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃの内面に密着している。

また、絶縁体２８は、内ケース体２６２と積層体２５とが接合されるように内ケース体２６２と積層体２５との間に設けられるとともに、内ケース体２６２と外ケース体２６４とが接合されるように内ケース体２６２と外ケース体２６４との間に配置されている。具体的には、絶縁体２８は、内ケース体２６２の内底面部２６２ａの内面、並びに、一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃの内面および外面を覆うように配置されている。

次に、本実施形態の発熱部材２０の製造工程の概略について、図５から図９を参照して説明する。図５に示すように、発熱部材２０は、準備工程、組付工程、接合工程を経て製造される。

準備工程では、発熱部材２０の構成部材を用意する。具体的には、準備工程では、発熱部材２０の構成部材である発熱素子２２、電極端子２４、内ケース体２６２、外ケース体２６４、および絶縁体２８を用意する。

続く、組付工程では、素子側端面２５２がケース内壁部２６０に接するとともに、端子側端面２５３および側壁面２５１の全体が絶縁体２８を介してケース内壁部２６０に接するように積層体２５を収容ケース２６に収容する。

この組付工程では、図６に示すように、まず、内ケース体２６２に対して絶縁体２８を配置する。具体的には、内ケース体２６２のうち、内底面部２６２ａの内面、並びに、一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃの内面および外面が覆われるように絶縁体２８を内ケース体２６２の内側に配置する。

続いて、組付工程では、図７に示すように、絶縁体２８が配置された内ケース体２６２の内側に、発熱素子２２および電極端子２４の積層体２５を配置する。具体的には、電極端子２４が内底面部２６２ａ側に位置し、発熱素子２２が内ケース体２６２側に位置するように、積層体２５を内ケース体２６２の内側に配置する。この際、積層体２５は、内ケース体２６２の一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃによって幅方向ＤＲ３の位置が規定される。

続いて、組付工程では、図８に示すように、積層体２５が配置された内ケース体２６２を外ケース体２６４の内側に組み付ける。具体的には、発熱素子２２が外ケース体２６４の外底面部２６４ａに接するように、積層体２５が配置された内ケース体２６２を外ケース体２６４の内側に組み付ける。

続く、接合工程では、図９に示すように、組付工程で得られた組付体を積層方向ＤＲ２および幅方向ＤＲ３から加圧した状態で加熱する。組付体は、加圧によって、素子側端面２５２がケース内壁部２６０に密着するとともに、端子側端面２５３および側壁面２５１の全体が絶縁体２８を介してケース内壁部２６０に密着する。さらに、組付体は、加熱によって絶縁体２８の接着性が発現することで、素子側端面２５２がケース内壁部２６０に密着した状態で、端子側端面２５３および側壁面２５１の全体が絶縁体２８を介してケース内壁部２６０に接合される。この際、絶縁体２８によって外ケース体２６４および内ケース体２６２が接合される。

これらの工程を経て、素子側端面２５２がケース内壁部２６０に密着し、且つ、端子側端面２５３および側壁面２５１の全体が絶縁体２８を介してケース内壁部２６０に密着する発熱部材２０を得ることができる。

次に、本実施形態の電気ヒータ１の作動を説明する。車室内を暖房する暖房モード時に、室内を暖房するための熱源が不足している場合、図示しない車両用空調装置の制御装置がヒータ駆動回路に対して電気ヒータ１への通電を指示する通電指示信号を出力する。そして、ヒータ駆動回路は、通電指示信号を受け付けると、電気ヒータ１への通電を開始する。

電気ヒータ１は、通電により複数の発熱部材２０が発熱する。この状態で、複数の発熱部材２０の間を空気が通過すると、当該空気が複数の発熱部材２０によって所望の温度に加熱される。そして、複数の発熱部材２０で加熱された空気が車室内へ吹き出されることで、車室内の暖房が実現される。

以上説明した電気ヒータ１は、通電により発熱する複数の発熱部材２０を含んで構成されているので、通電により発熱した複数の発熱部材２０によって加熱対象である空気を所望の温度に昇温させることができる。

特に、発熱部材２０は、平板状の電極端子２４および平板状の発熱素子２２を積層した積層体２５が収容ケース２６に収容される構造になっている。このため、電極端子２４が凹形状になっている場合に比べて、積層体２５の外形状が単純な形状となる。

これによると、素子側端面２５２をケース内壁部２６０に密着させつつ、絶縁体２８を介して端子側端面２５３および側壁面２５１をケース内壁部２６０に密着させ易くなるので、収容ケース２６と積層体２５との間に熱伝導性を阻害する空隙が生じ難くなる。このため、本実施形態の発熱部材２０によれば、加熱対象である空気を効率よく昇温させることができる。

加えて、ケース内壁部２６０のうち側壁面２５１に対向する一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃが、積層方向ＤＲ２に交差する交差方向における発熱素子２２の位置規定部として機能する構成になっている。これによると、電極端子２４に対して位置規定部を設ける構成に比べて、絶縁体２８を介して電極端子２４と収容ケース２６とが相対する部位の面積が小さくなるので、電極端子２４と収容ケース２６との絶縁性が確保し易くなる。

ところで、カシメ固定等のように収容ケース２６を変形させることで、積層体２５をケース内壁部２６０に固定する場合、収容ケース２６の変形に伴って、収容ケース２６と積層体２５との間に熱伝導性を阻害する空隙が生じてしまう虞がある。

これに対して、本実施形態の発熱部材２０は、絶縁体２８が可撓性および接着性を有し、絶縁体２８によって積層体２５が収容ケース２６のケース内壁部２６０に接合されている。具体的には、絶縁体２８は、加熱により接着性を発現する感熱性の接着部２８２を含んで構成されている。そして、積層体２５は、加熱により接着性を発現した絶縁体２８によってケース内壁部２６０に接合されている。

これによると、収容ケース２６と積層体２５との間に熱伝導性を阻害する空隙が生じ難くなるので、発熱部材２０の熱伝導性能の向上を図ることができる。加えて、絶縁体２８の加熱によって積層体２５をケース内壁部２６０に接合させることができるので、カシメ固定等のように収容ケース２６を変形させる工程が必須となるものに比べて、製造工程を簡素にすることができる。このことは、発熱部材２０のコスト低減に大きく寄与する。

具体的には、発熱部材２０は、収容ケース２６が、一面が開口して断面が凹形状となる内ケース体２６２および外ケース体２６４を含んで構成されている。収容ケース２６は、内ケース体２６２の開口が外ケース体２６４の底面によって閉塞されるように内ケース体２６２が外ケース体２６４の内側に組み合わされている。積層体２５は、素子側端面２５２が外ケース体２６４の底面に密着し、端子側端面２５３および側壁面２５１の全体が絶縁体２８を介して内ケース体２６２の内面に密着するように収容ケース２６に収容されている。そして、絶縁体２８は、内ケース体２６２と積層体２５とが接合されるように内ケース体２６２と積層体２５との間に設けられるとともに、内ケース体２６２と外ケース体２６４とが接合されるように内ケース体２６２と外ケース体２６４との間に配置されている。

これによると、発熱素子２２を収容ケース２６に接触させるとともに電極端子２４と収容ケース２６との絶縁性を確保した状態で、収容ケース２６に対して積層体２５を収容することができる。特に、絶縁体２８によって積層体２５を収容ケース２６に接合するとともに、収容ケース２６の一対のケース体２６２、２６４を接合することができるので、発熱部材２０の製造工程を簡素にすることができる。

ここで、絶縁体２８としては、絶縁性を確保するために、比較的厚みが大きい板状またはブロック状の絶縁部材を採用することが考えられるが、このような絶縁体２８を積層体２５と収容ケース２６との間に介在させると、発熱部材２０が大型化してしまう。

これに対して、本実施形態では、膜状またはシート状の絶縁体２８を採用している。このため、絶縁体２８を積層体２５と収容ケース２６との間に介在させても、発熱部材２０の体格に殆ど影響が生じない。すなわち、本実施形態の発熱部材２０は、絶縁体２８として比較的厚みが大きい板状またはブロック状の絶縁部材を採用する場合に比べて、その体格を小型化することが可能となる。

（第１実施形態の変形例）
上述の第１実施形態では、絶縁体２８として、絶縁性および熱伝導性に優れる基材部２８１、接着性を発現する感熱性の接着部２８２を有するものを例示したが、これに限定されない。絶縁体２８は、絶縁性および熱伝導性に優れ、且つ、可撓性および接着性を有するものであれば、例えば、液体やゲル状の絶縁性接着剤を採用されていてもよい。

上述の第１実施形態では、発熱部材２０の構成部材を組み付ける組付工程について具体的なものを例示したが、これに限定されない。発熱部材２０の構成部材の組付順序は、製造ラインや作業性等に応じて適宜変更可能である。このことは、以降の実施形態においても同様である。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１０、図１１を参照して説明する。本実施形態では、発熱部材２０の製造工程の一部が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

本実施形態の絶縁体２８は、接着部２８２が通電時に発熱素子２２に生ずる熱によって接着性を発現するもので構成されている。すなわち、接着部２８２は、通電時の発熱素子２２の温度範囲内で接着性を発現する材料で構成されている。

次に、本実施形態の発熱部材２０の製造工程について図１０、図１１を参照して説明する。なお、本実施形態の発熱部材２０の製造工程は、準備工程および組付工程が第１実施形態で説明したものと同様であるため、準備工程および組付工程に関する説明を省略する。

図１０に示すように、接合工程では、組付工程で得られた組付体の発熱素子２２に通電する。具体的には、図１１に示すように、電極端子２４および収容ケース２６を外部電源ＥＰに接続することで、収容ケース２６の内側に配置された発熱素子２２に通電する。これにより、積層体２５は、通電時に発熱素子２２から熱を受けることで接着性を発現した絶縁体２８によって収容ケース２６のケース内壁部２６０に接合される。

本実施形態の発熱部材２０は、発熱素子２２の熱を受けて接着性を発現した絶縁体２８によって積層体２５がケース内壁部２６０に接合される構成になっている。これによると、絶縁体２８の接着性を発現させるために外部から熱を加える場合に比べて、製造工程を簡素にすることができる。

（第２実施形態の変形例）
上述の第２実施形態では、接合工程として、組付工程で得られた組付体の発熱素子２２に通電するものを例示したが、これに限定されない。接合工程は、例えば、組付工程で得られた組付体を加圧した状態で、発熱素子２２に通電する工程になっていてもよい。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図１２～図１７を参照して説明する。本実施形態では、収容ケース２６の一部を塑性変形させることで、外ケース体２６４が内ケース体２６２に固定される点が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

図１２に示すように、内ケース体２６２は、内底面部２６２ａと一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃとを繋ぐ部分の外側に積層方向ＤＲ２および幅方向ＤＲ３それぞれに傾斜する一対の傾斜部２６２ｄ、２６２ｅが設けられている。一対の傾斜部２６２ｄ、２６２ｅは、例えば、面取り加工によって形成される。

また、外ケース体２６４は、その開口を形成する開口端部２６４ｄ、２６４ｅが一対の外側面部２６４ｂ、２６４ｃそれぞれの先端部に設けられている。この開口端部２６４ｄ、２６４ｅは、一対の外側面部２６４ｂ、２６４ｃのうち、幅方向ＤＲ３において一対の傾斜部２６２ｄ、２６２ｅと重なり合う部位である。

外ケース体２６４は、開口端部２６４ｄ、２６４ｅを内ケース体２６２側に塑性変形させることで内ケース体２６２に固定されている。すなわち、本実施形態の発熱部材２０は、収容ケース２６の一部を塑性変形させることで、外ケース体２６４が内ケース体２６２に固定されている。

絶縁体２８Ａは、絶縁性を有するとともに空気よりも熱伝導性に優れた材料で構成されている。また、絶縁体２８は、可撓性を有するものの、接着性を有していない点が第１実施形態と異なっている。

絶縁体２８Ａは、電極端子２４と収容ケース２６とが絶縁されるように、内ケース体２６２の内底面部２６２ａの内面、並びに、一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃの内面を覆うように配置されている。

次に、本実施形態の発熱部材２０の製造工程について図１３～図１７を参照して説明する。なお、本実施形態の発熱部材２０の製造工程は、準備工程が第１実施形態で説明したものと同様であるため、準備工程に関する説明を省略する。

図１３～図１６に示すように、組付工程では、素子側端面２５２がケース内壁部２６０に接するとともに、端子側端面２５３および側壁面２５１の全体が絶縁体２８Ａを介してケース内壁部２６０に接するように積層体２５を収容ケース２６に収容する。

組付工程では、図１４に示すように、まず、内ケース体２６２に対して絶縁体２８Ａを配置する。具体的には、内ケース体２６２のうち、内底面部２６２ａの内面、並びに、一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃの内面が覆われるように絶縁体２８Ａを内ケース体２６２の内側に配置する。

続いて、組付工程では、図１５に示すように、絶縁体２８Ａが配置された内ケース体２６２の内側に、発熱素子２２および電極端子２４の積層体２５を配置する。この際、積層体２５は、内ケース体２６２の一対の内側面部２６２ｂ、２６２ｃによって幅方向ＤＲ３の位置が規定される。

続いて、組付工程では、図１６に示すように、積層体２５が配置された内ケース体２６２を外ケース体２６４の内側に組み付ける。この際、発熱素子２２が外ケース体２６４の外底面部２６４ａに接するように、内ケース体２６２を外ケース体２６４の内側に組み付ける。

続く、接合工程では、図１７に示すように、外ケース体２６４の開口端部２６４ｄ、２６４ｅを内ケース体２６２側に塑性変形させることで外ケース体２６４を内ケース体２６２に固定する。具体的には、接合工程では、外ケース体２６４の開口端部２６４ｄ、２６４ｅを内ケース体２６２の一対の傾斜部２６２ｄ、２６２ｅに接するように塑性変形させる。

組付工程で得られた組付体は、開口端部２６４ｄ、２６４ｅを塑性変形させる際に、積層方向ＤＲ２および幅方向ＤＲ３に圧縮される。これにより、収容ケース２６の内側では、素子側端面２５２がケース内壁部２６０に密着するとともに、端子側端面２５３および側壁面２５１の全体が絶縁体２８Ａを介してケース内壁部２６０に密着する。

このように本実施形態の発熱部材２０は、収容ケース２６の一部を塑性変形させることで、外ケース体２６４が内ケース体２６２に固定される。そして、収容ケース２６の内側では、素子側端面２５２がケース内壁部２６０に密着するとともに、端子側端面２５３および側壁面２５１の全体が絶縁体２８Ａを介してケース内壁部２６０に密着する。このため、本実施形態の発熱部材２０によれば、第１実施形態と同様に、絶縁性を確保しつつ、熱伝導性能の向上を図ることが可能となる。

（第３実施形態の変形例）
上述の第３実施形態では、絶縁体２８Ａとして、接着性を有していないものを例示したが、これに限定されない。発熱部材２０は、例えば、絶縁体２８Ａが第１実施形態と同様に接着性を有するもので構成されていてもよい。

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

上述の第１、第２実施形態では、絶縁体２８として、加熱により接着性を発現する感熱性の接着部２８２を含むものを例示したが、これに限定されない。絶縁体２８は、例えば溶剤揮発型等のように常温でも硬化する接着剤を含むもので構成されていてもよい。なお、絶縁体２８は、定形性を有する固体に限らず、例えば、液状またはゲル状の絶縁性接着剤で構成されていてもよい。

上述の実施形態では、発熱素子２２が、ＰＴＣサーミスタで構成されたものを例示したが、これに限定されない。発熱素子２２は、通電により発熱する素子であれば、ＰＴＣサーミスタ以外のもので構成されていてもよい。

上述の実施形態では、積層体２５として、素子側端面２５２および端子側端面２５３が積層方向ＤＲ２に直交する幅方向ＤＲ３に延びているものを例示したが、これに限定されない。積層体２５は、素子側端面２５２および端子側端面２５３が幅方向ＤＲ３から若干ずれた方向に延びていてもよい。

上述の実施形態では、収容ケース２６として、内ケース体２６２および外ケース体２６４を組み合せて構成されるものを例示したが、これに限定されない。収容ケース２６は、例えば、断面が矩形となる筒型の部材で構成されていてもよい。

上述の実施形態では、本開示の発熱部材２０を車両用空調装置の電気ヒータ１に適用したものを例示したが、これに限定されない。本開示の発熱部材２０は、車両用空調装置以外の様々な装置の電気ヒータに適用可能である。

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、発熱部材は、平板状の電極端子と、通電により発熱する平板状の発熱素子と、発熱素子および電極端子の積層体を収容する収容ケースと、膜状またはシート状の絶縁体と、を備える。収容ケースは、積層体の収容空間を形成するケース内壁部を有する。積層体は、発熱素子および電極端子の積層方向に沿って延びる側壁面、積層方向に交差する交差方向に延びるとともに側壁面に連なる一対の積層端面を有する。積層体は、一対の積層端面のうち発熱素子側に位置する素子側端面がケース内壁部に密着するとともに、電極端子側に位置する端子側端面および側壁面の全体が絶縁体を介してケース内壁部に密着した状態で収容ケースに収容されている。収容ケースのうち側壁面に対向する一対の対向壁部は、交差方向における発熱素子の位置を規定する位置規定部として機能するように側壁面に沿って延びている。

第２の観点によれば、発熱部材の絶縁体は、可撓性および接着性を有している。そして、積層体は、絶縁体によってケース内壁部に接合されている。

カシメ固定等のように収容ケースを変形させることで、積層体をケース内壁部に固定する場合、収容ケースの変形に伴って、収容ケースと積層体との間に熱伝導性を阻害する空隙が生じてしまう虞がある。

これに対して、可撓性および接着性を有する絶縁体によって積層体をケース内壁部に接合させる構成とすれば、収容ケースと積層体との間に熱伝導性を阻害する空隙が生じ難くなるので、発熱部材の熱伝導性能の向上を図ることができる。

第３の観点によれば、発熱部材の絶縁体は、加熱により接着性を発現する感熱性の接着部を含んで構成されている。積層体は、加熱により接着性を発現した絶縁体によってケース内壁部に接合されている。

これによると、絶縁体を加熱することで、積層体をケース内壁部に接合させることができるので、カシメ固定等のように収容ケースを変形させる工程が必須となるものに比べて、製造工程を簡素にすることができる。

第４の観点によれば、発熱部材は、接着部が、通電時に発熱素子に生ずる熱によって接着性を発現するものである。積層体は、発熱素子から熱を受けることで接着性を発現した絶縁体によってケース内壁部に接合されている。

これによると、発熱素子から熱を受けて接着性を発現した絶縁体によって積層体をケース内壁部に接合させることができるので、絶縁体の接着性を発現させるために外部から熱を加える場合に比べて、製造工程を簡素にすることができる。

第５の観点によれば、発熱部材の収容ケースは、一面が開口して断面が凹形状となる一対のケース体を含んで構成されている。一対のケース体は、一方のケース体の開口が他方のケース体の底面によって閉塞されるように一方のケース体が他方のケース体の内側に組み合わされている。積層体は、素子側端面が他方のケース体の底面に密着し、端子側端面および側壁面の全体が絶縁体を介して一方のケース体の内面に密着するように収容ケースに収容されている。絶縁体は、一方のケース体と積層体とが接合されるように一方のケース体と積層体との間に設けられるとともに、一方のケース体と他方のケース体とが接合されるように一方のケース体と他方のケース体との間に配置されている。

これによると、発熱素子を収容ケースに接触させるとともに電極端子と収容ケースとの絶縁性を確保した状態で、収容ケースに対して積層体を収容することができる。特に、絶縁体によって積層体を収容ケースに接合するとともに、収容ケースの一対のケース体を接合することができるので、発熱部材の製造工程を簡素にすることができる。

第６の観点によれば、発熱部材の収容ケースは、一面が開口して断面が凹形状となる一対のケース体を含んで構成されている。一対のケース体は、一方のケース体の開口が他方のケース体の底面によって閉塞されるように一方のケース体が他方のケース体の内側に組み合わされている。絶縁体は、少なくとも一方のケース体の内面の全体を覆うように配置されている。積層体は、素子側端面が他方のケース体の底面に密着し、端子側端面および側壁面の全体が絶縁体を介して一方のケース体の内面に密着するように収容ケースに収容されている。他方のケース体は、その開口を形成する開口端部を一方のケース体側に塑性変形させることで一方のケース体に固定されている。

これによっても、発熱素子を収容ケースに接触させるとともに電極端子と収容ケースとの絶縁性を確保した状態で、収容ケースに対して積層体を収容することができる。

１ 電気ヒータ
２２ 発熱素子
２４ 電極端子
２５ 積層体
２５１ 側壁面
２５２ 素子側端面
２５３ 端子側端面
２６ 収容ケース
２６２ｂ、２６２ｃ 一対の内側面部（一対の対向壁部）
２８ 絶縁体

Claims (6)

1. 電気ヒータ（１）に用いられる発熱部材であって、
   平板状の電極端子（２４）と、
   通電により発熱するとともに前記電極端子と電気的に接触するように前記電極端子が積層される平板状の発熱素子（２２）と、
   前記発熱素子および前記電極端子の積層体（２５）を収容するとともに導電性を有する収容ケース（２６）と、
   空気よりも熱伝導性に優れるとともに、絶縁性を有する膜状またはシート状の絶縁体（２８、２８Ａ）と、を備え、
   前記収容ケースは、前記積層体の収容空間を形成するケース内壁部（２６０）を有しており、
   前記積層体は、
   前記発熱素子および前記電極端子の積層方向に沿って延びる側壁面（２５１）、前記積層方向に交差する交差方向に延びるとともに前記側壁面に連なる一対の積層端面（２５２、２５３）を有し、
   前記一対の積層端面のうち前記発熱素子側に位置する素子側端面（２５２）が前記ケース内壁部に密着するとともに、前記一対の積層端面のうち前記電極端子側に位置する端子側端面（２５３）および前記側壁面の全体が前記絶縁体を介して前記ケース内壁部に密着した状態で前記収容ケースに収容されており、
   前記収容ケースのうち前記側壁面に対向する一対の対向壁部（２６２ｂ、２６２ｃ）は、前記交差方向における前記発熱素子の位置を規定する位置規定部として機能するように前記側壁面に沿って延びている発熱部材。
2. 前記絶縁体（２８）は、可撓性および接着性を有しており、
   前記積層体は、前記絶縁体によって前記ケース内壁部に接合されている請求項１に記載の発熱部材。
3. 前記絶縁体は、加熱により接着性を発現する感熱性の接着部（２８２）を含んで構成されており、
   前記積層体は、加熱により接着性を発現した前記絶縁体によって前記ケース内壁部に接合されている請求項２に記載の発熱部材。
4. 前記接着部は、通電時に前記発熱素子に生ずる熱によって接着性を発現するものであり、
   前記積層体は、前記発熱素子から熱を受けることで接着性を発現した前記絶縁体によって前記ケース内壁部に接合されている請求項３に記載の発熱部材。
5. 前記収容ケースは、一面が開口して断面が凹形状となる一対のケース体（２６２、２６４）を含んで構成されており、
   前記一対のケース体は、一方のケース体（２６２）の開口が他方のケース体（２６４）の底面によって閉塞されるように前記一方のケース体が前記他方のケース体の内側に組み合わされており、
   前記積層体は、前記素子側端面が前記他方のケース体の底面に密着し、前記端子側端面および前記側壁面の全体が前記絶縁体を介して前記一方のケース体の内面に密着するように前記収容ケースに収容されており、
   前記絶縁体は、前記一方のケース体と前記積層体とが接合されるように前記一方のケース体と前記積層体との間に設けられるとともに、前記一方のケース体と前記他方のケース体とが接合されるように前記一方のケース体と前記他方のケース体との間に配置されている請求項２ないし４のいずれか１つに記載の発熱部材。
6. 前記収容ケースは、一面が開口して断面が凹形状となる一対のケース体（２６２、２６４）を含んで構成されており、
   前記一対のケース体は、一方のケース体（２６２）の開口が他方のケース体（２６４）の底面によって閉塞されるように前記一方のケース体が前記他方のケース体の内側に組み合わされており、
   前記絶縁体（２８Ａ）は、少なくとも前記一方のケース体の内面の全体を覆うように配置されており、
   前記積層体は、前記素子側端面が前記他方のケース体の底面に密着し、前記端子側端面および前記側壁面の全体が前記絶縁体を介して前記一方のケース体の内面に密着するように前記収容ケースに収容されており、
   前記他方のケース体は、その開口を形成する開口端部（２６４ｄ、２６４ｅ）を前記一方のケース体側に塑性変形させることで前記一方のケース体に固定されている請求項１に記載の発熱部材。

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