WO2017013846A1 - 電気式ヒータ - Google Patents

Abstract

ホルダー１４には、上側電極板１２に対してＰＴＣ素子１０側と反対側から係合する係合部２０ｂ、２１ｂと、下側電極板１３に対してＰＴＣ素子１０側と反対側から係合する係合部２０ｃ、２１ｃとが設けられている。ホルダー１４は、上側電極板１２を、係合部２０ｂ、２１ｂと係合部２０ｃ、２１ｃとの間において下側電極板１３に接離する方向への変位を許容するように構成されている。

Description

電気式ヒータ

　本発明は、電力の供給によって発熱する発熱素子を備えた電気式ヒータに関する。

　例えば、車両用空調装置には、空調用空気を加熱するための電気式ヒータが配設される場合がある。この種の電気式ヒータとしては、電力の供給によって発熱するＰＴＣ素子からなる発熱素子を備えたものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。すなわち、特許文献１、２の電気式ヒータは、複数の発熱要素と、発熱要素間に配置されるフィンからなる放熱要素と、これら発熱要素及び放熱要素を収容するハウジングとを備えており、ハウジングに形成された上流側の開口部から外部空気が流入して加熱された後、下流側の開口部から流出するようになっている。

　各発熱要素は、各文献の図７に記載されているように、一対の薄板金属帯と、それら薄板金属帯の間に配置されるＰＴＣ素子と、一対の薄板金属帯及びＰＣＴ素子を保持する配置フレームとで構成されている。配置フレームは、一方の薄板金属帯に対して外面から係合する保持突起と、他方の薄板金属帯に対して外面から係合する保持突起とを有するとともに、一方の薄板金属帯と他方の薄板金属帯との間に、配置フレームの一部が介在するようになっている。

　また、ハウジングの内部には、発熱要素及び放熱要素をその積層方向に押圧するためのばね要素が配設されており、このばね要素によって発熱要素及び放熱要素に圧縮力が作用するようになっている。

特許第４８８０６４８号公報 特許第４９３９４９０号公報

　ところで、特許文献１、２では、発熱要素の配置フレームの一方の保持突起が一方の薄板金属帯の外面に係合し、他方の保持突起が他方の薄板金属帯の外面に係合しているので、配置フレームによって両薄板金属帯とＰＴＣ素子とを積層状態で保持することができ、発熱要素をハウジングへ組み付ける際の作業性を向上させることができるという利点がある。

　ところが、一方の薄板金属帯と他方の薄板金属帯との間に配置フレームの一部が介在した状態で保持突起がそれぞれ薄板金属帯に接触しているので、一方の薄板金属帯と他方の薄板金属帯とが配置フレームに完全に拘束されて両薄板金属帯の離間距離を変化させることができない構成となっている。

　ここで、ばね要素の圧縮力は一方の薄板金属帯及び他方の薄板金属帯の外面に対して両薄板金属帯の離間距離を縮める方向に作用することになるのであるが、上述のように一方の薄板金属帯と他方の薄板金属帯とが配置フレームに完全に拘束されている場合、ばね要素によって圧縮力を作用させたとしても、両薄板金属帯の離間距離が殆ど変化しない結果となる。

　しかしながら、薄板金属帯やＰＴＣ素子等には製造公差の範囲内で厚みや形状のバラつきが生じるのは避けられないので、両薄板金属帯の離間距離をばね要素の圧縮力によって縮めることができない特許文献１、２にあっては、薄板金属帯とＰＴＣ素子との圧接が不十分になることが考えられ、ひいては、ＰＴＣ素子の発熱量低下を招く場合がある。

　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発熱素子と導電性部材とをホルダーに保持して一体化することによって組付作業性を良好にする場合に、導電性部材と発熱素子との圧接力を十分に確保して発熱素子の発熱量低下を抑制することにある。

　上記目的を達成するために、本発明では、第１導電性部材と第２導電性部材をホルダーの係合部によって該ホルダーに保持し、この状態で第１導電性部材を第２導電性部材に接離する方向に変位可能にした。

　第１の発明は、
　電力の供給によって発熱する発熱素子を有する発熱部と、
　上記発熱部の熱を外部空気に伝達するためのフィンと、
　上記発熱部及び上記フィンが外部空気の流れ方向と交差する方向に積層配置された状態で該発熱部及び該フィンを保持するハウジングと、
　上記ハウジングに組み付けられ、上記発熱部及び上記フィンに対して積層方向に圧縮力を作用させるためのばね部材とを備えた電気式ヒータにおいて、
　上記発熱部は、上記発熱素子を上記積層方向両側から挟むように、かつ、該発熱素子に接触するように配置されて該発熱素子に外部から電力を供給するための第１及び第２導電性部材と、上記発熱素子、上記第１導電性部材及び第２導電性部材を保持するホルダーとを備え、
　上記ホルダーには、上記第１導電性部材に対して上記発熱素子側と反対側から係合する第１係合部と、上記第２導電性部材に対して上記発熱素子側と反対側から係合する第２係合部とが設けられ、
　上記ホルダーは、上記第１導電性部材を、上記第１係合部と上記第２係合部との間において上記第２導電性部材に接離する方向への変位を許容するように構成されていることを特徴とする。

　この構成によれば、第１導電性部材及び第２導電性部材がホルダーの第１係合部及び第２係合部によってホルダーに保持され、この状態で発熱素子が第１導電性部材及び第２導電性部材の間に配置されるので、発熱素子もホルダーに保持されることになる。よって、発熱部が一体化するので、発熱部をフィンと共にハウジングに組み付ける際に組付作業性が良好になる。

　組付後には、ばね部材による圧縮力が発熱部にも作用することになる。このとき、ホルダーに保持されている第１導電性部材が、第２導電性部材に接離する方向へ変位可能となっているので、第１導電性部材、第２導電性部材及び発熱素子に厚みや形状のバラつきが生じていても、第１導電性部材と発熱素子との圧接力、及び第２導電性部材と発熱素子との圧接力を十分に確保することが可能になる。

　第２の発明は、第１の発明において、
　上記ホルダーは、上記第１導電性部材及び上記第２導電性部材の周縁部を囲む枠状をなしており、
　上記第１係合部及び上記第２係合部は、上記ホルダーの内面から該ホルダーの内方へ向けて突出する突起で構成されていることを特徴とする。

　この構成によれば、第１係合部及び第２係合部が突起であるため、第１導電性部材及び第２導電性部材に確実に係合するようになり、係合した状態を維持することが可能になる。

　第３の発明は、第２の発明において、
　上記ホルダーは樹脂材で構成され、
　上記ホルダーを上記積層方向から見たとき、上記第１係合部及び上記第２係合部が互いに重複しないように配置されていることを特徴とする。

　すなわち、ホルダーを積層方向から見たときに、第１係合部及び第２係合部が互いに重複していないので、ホルダーの成形時に、第１係合部及び第２係合部がアンダーカット部となることはない。よって、金型にアンダーカット部を回避するためのスライド型等を設けずに済む。

　第４の発明は、第１の発明において、
　上記第２導電性部材は上記ホルダーにインサート成形されていることを特徴とする。

　この構成によれば、第２導電性部材をホルダーにインサート成形することで、第２導電性部材とホルダーとが確実に一体化される。また、組付現場における組付工数が低減される。

　第５の発明は、第１の発明において、
　上記ホルダーは、上記第２導電性部材を、上記第１係合部と上記第２係合部との間において上記第１導電性部材に接離する方向への変位を許容するように構成されていることを特徴とする。

　この構成によれば、ホルダーに保持されている第２導電性部材が、第１導電性部材に接離する方向へ変位可能となっているので、第１導電性部材と発熱素子との圧接力、及び第２導電性部材と発熱素子との圧接力を十分に確保することが可能になる。

　第６の発明は、第２の発明において、
　上記ホルダーの内面には、上記第１係合部と上記第２係合部との間から該ホルダーの内方へ突出する突出部が設けられ、
　上記突出部における上記積層方向の寸法は、上記発熱素子における上記積層方向の寸法よりも短く設定されていることを特徴とする。

　この構成によれば、ホルダーの内面の突出部によって発熱素子の位置決めがなされる。そして、この突出部における上記積層方向の寸法が発熱素子における上記積層方向の寸法よりも短いので、第１導電性部材が第２導電性部材に接離する方向への変位を、突出部が阻害することはない。

　第１の発明によれば、第１導電性部材と第２導電性部材をホルダーの係合部によって該ホルダーに保持し、この状態で第１導電性部材を第２導電性部材に接離する方向に変位可能にしたので、発熱部の組付作業性を良好にしながら、第１及び第２導電性部材と発熱素子との圧接力を十分に確保して発熱素子の発熱量低下を抑制することができる。

　第２の発明によれば、第１係合部及び第２係合部をホルダーの内面から突出する突起で構成したので、第１導電性部材及び第２導電性部材がホルダーから脱落するのを未然に防止することができる。

　第３の発明によれば、ホルダーを積層方向から見たとき、第１係合部及び第２係合部が互いに重複しないように配置されているので、第１係合部及び第２係合部がアンダーカット部となることはない。よって、金型費を低減することができる。

　第４の発明によれば、第２導電性部材をホルダーにインサート成形したので、第２導電性部材とホルダーとを確実に一体化できる。また、組付現場における組付工数を低減できる。

　第５の発明によれば、第２導電性部材を第１導電性部材に接離する方向に変位可能にしたので、第１及び第２導電性部材と発熱素子との圧接力を十分に確保できる。

　第６の発明によれば、ホルダーの内面に設けた突出部によって発熱素子を位置決めすることができる。そして、突出部における上記積層方向の寸法を発熱素子における上記積層方向の寸法よりも短く設定したので、第１導電性部材が第２導電性部材に接離する方向への変位を突出部が阻害することはなく、第１及び第２導電性部材と発熱素子との圧接力を十分に確保できる。

実施形態に係る電気式ヒータを外部空気の流れ方向下流側から見た斜視図である。 左側キャップ及び右側キャップを取り外した状態の図１相当図である。 図１におけるIII－III線断面図である。 第１発熱部の斜視図である。 第１発熱部の分解斜視図である。 図４における一点鎖線で囲まれた部分を拡大して斜め上方から見た図である。 ばね部材の一部を示す平面図である。 ばね部材の組付要領を示す斜視図である。 ばね部材のハウジングに挿入する途中の状態を示す斜視図である。 図６におけるX―X線断面図である。 変形例に係る図１０相当図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

　図１は、本発明の実施形態に係る電気式ヒータ１の斜視図である。電気式ヒータ１は、例えば、図示しないが自動車に搭載される車両用空調装置に配設され、空調用空気を加熱する空気加熱器として使用されるものであり、いわゆるＰＴＣヒータである。この電気式ヒータ１は、補助空気加熱器として使用することもできるし、加熱量を大きくしてメインの空気加熱器として使用することもできる。電気式ヒータ１には、車両に搭載されたバッテリ（図示せず）から電力が供給されるようになっている。尚、図示しないが、電気式ヒータ１は、空調装置の空気加熱器以外にも各種空気を加熱する場合に使用することができる。

　図１及び図２では、外部空気の流れ方向を基準として下流側から電気式ヒータ１を見た場合について記載しているが、電気式ヒータ１は、図１及び図２において下流側と定義している側を上流側として使用してもよい。また、電気式ヒータ１の左右方向については、外部空気の流れ方向下流側から見たときに右となる側を「右」といい、左になる側を「左」というものとする。

　電気式ヒータ１は、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４と、フィン２と、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４及びフィン２を収容した状態で保持するハウジング３と、ばね部材４と、左側キャップ５及び右側キャップ６とを備えており、全体として左右方向に長い略長方形状をなしている。第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４は全て同じものであり、図４に示すように電気式ヒータ１の左右方向に長い形状となっている。また、図２に示すように、第１発熱部Ａ１が最も上に位置し、第４発熱部Ａ４が最も下に位置しており、また、第２発熱部Ａ２は第１発熱部Ａ１の下方に位置し、第３発熱部Ａ３は、第２発熱部Ａ２と第４発熱部Ａ４との間に位置している。フィン２は、第１発熱部Ａ１の上面及び下面に配置されるとともに、第２発熱部Ａ２の上面及び下面、第３発熱部Ａ３の上面及び下面、第４発熱部Ａ４の上面及び下面にも配置されている。つまり、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４とフィン２は、外部空気の流れ方向に交差する方向である上下方向に積層配置されている。

　フィン２は、例えばアルミニウム合金製の薄板材からなるコルゲートフィンであり、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４の熱を外部空気に伝達するための伝熱部材である。フィン２における波形の連続する方向は電気式ヒータ１の左右方向となっている。フィン２は、ハウジング３の内部において該ハウジング３の左端部から右端部に亘って連続している。外部空気はフィン２を通過して流れるようになっている。また、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４に対して個別に電力を供給するように制御してもよいし、全てに電力を供給するようにしてもよい。

　第１発熱部Ａ１は、図５に示すように、複数のＰＴＣ素子１０、１０、…と、上側電極板（第１導電性部材）１２と、下側電極板（第２導電性部材）１３と、ホルダー１４とを備えている。各ＰＴＣ素子１０は、電力の供給によって発熱する発熱素子であり、電気式ヒータ１の左右方向に長い板状に形成されている。この実施形態では、ＰＴＣ素子１０の数を４つとして左右方向に互いに間隔をあけて配置するようにしているが、ＰＴＣ素子１０の数や配置はこれに限られるものではない。

　上側電極板１２及び下側電極板１３は、導電性を有する金属製の板材を成形してなるものであり、各ＰＴＣ素子１０に接触した状態で電気的に接続される。上側電極板１２は左右方向に延びている。上側電極板１２の右端部には、上下方向（上側電極板１２の厚み方向）に貫通する貫通孔１２ａが形成されている。上側電極板１２の左端部は、上方へ屈曲した後、左側へ延びるように形成された接続部１２ｂである。この接続部１２ｂには、車両に搭載されているバッテリの電力が供給されるハーネス（図示せず）を接続することができるようになっている。

　下側電極板１３も左右方向に延びている。下側電極板１３の右端部には、上下方向（下側電極板１３の厚み方向）に貫通する貫通孔１３ａが形成されている。下側電極板１３の左端部は、左側へ延びるように形成された接続部１３ｂである。図４に示すように、下側電極板１３の接続部１３ｂと、上側電極板１２の接続部１２ｂとは互いに上下方向に離れている。下側電極板１３の接続部１３ｂもハーネス（図示せず）を接続することができるようになっている。

　図３及び図１０に示すように、上側電極板１２及び下側電極板１３の間にＰＴＣ素子１０、１０、…が配置されている。つまり、上側電極板１２及び下側電極板１３は、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４及びフィン２の積層方向両側からＰＴＣ素子１０、１０、…を挟むように、かつ、ＰＴＣ素子１０、１０、…に接触するように配置されて当該ＰＴＣ素子１０、１０、…に外部から電力を供給するためのものである。

　ホルダー１４は、耐熱性及び電気絶縁性を有する樹脂材で構成されており、ＰＴＣ素子１０、１０、…、上側電極板１２及び下側電極板１３を保持して一体化するためものである。図５に示すように、ホルダー１４は、ＰＴＣ素子１０、１０、…、上側電極板１２及び下側電極板１３の周縁部を囲む枠状をなしている。すなわち、ホルダー１４は、上側電極板１２及び下側電極板１３の外部空気流れ方向下流側の縁部に沿って延びる下流側壁部２０と、上側電極板１２及び下側電極板１３の外部空気流れ方向上流側の縁部に沿って延びる上流側壁部２１と、下流側壁部２０及び上流側壁部２１の左端部同士を連結するように延びる左壁部２２と、下流側壁部２０及び上流側壁部２１の右端部同士を連結するように延びる右壁部２３とを有している。左壁部２２の上部は下流側壁部２０及び上流側壁部２１の上部よりも上方へ突出している。この左壁部２２の上部に、上側電極板１２の接続部１２ｂが上方から嵌合するようになっている。また、左壁部２２の下部に、下側電極板１３の接続部１３ｂが下方から嵌合するようになっている。

　ホルダー１４の右壁部２３の上部は、下流側壁部２０及び上流側壁部２１の上部よりも上方へ突出し、ホルダー１４の右壁部２３の下部は、下流側壁部２０及び上流側壁部２１の下部よりも下方へ突出している。従って、下流側壁部２０、上流側壁部２１、左壁部２２及び右壁部２３の上下方向の寸法を比べたとき、下流側壁部２０及び上流側壁部２１が最も短くなっている。図３及び図１０に示すように、下流側壁部２０及び上流側壁部２１の上下方向の寸法は、ＰＴＣ素子１０の上下方向の寸法、上側電極板１２の上下方向の寸法及び下側電極板１３の上下方向の寸法を加えた長さよりも長く設定されている。

　図５に示すように、下流側壁部２０には、４つの平坦部２０ａ、２０ａ、…が左右方向に互いに間隔をあけて設けられている。各平坦部２０ａは、上下方向に延びている。図３及び図１０に示すように、下流側壁部２０の各平坦部２０ａの内面（ホルダー１４の内面）には、上側電極板１２に対してＰＴＣ素子１０側とは反対側（上側）から係合する下流側上部係合部（第１係合部）２０ｂと、下側電極板１３に対してＰＴＣ素子１０側とは反対側（下側）から係合する下流側下部係合部（第２係合部）２０ｃと、下流側上部係合部２０ｂ及び下流側下部係合部２０ｃの間からホルダー１４の内方へ突出する下流側突出部２０ｄとが設けられている。下流側上部係合部２０ｂ及び下流側下部係合部２０ｃは、それぞれホルダー１４の内方へ向けて突出する突起で構成されている。

　下流側上部係合部２０ｂは、平坦部２０ａの右寄りの部位に形成される一方、下流側下部係合部２０ｃは、平坦部２０ａの左寄りの部位に形成されている。そして、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４及びフィン２の積層方向からホルダー１４を見たとき、下流側上部係合部２０ｂと下流側下部係合部２０ｃとが互いに重複しないように配置されている。これにより、ホルダー１４の成形時に、下流側上部係合部２０ｂと下流側下部係合部２０ｃがアンダーカット部となることはない。よって、金型にアンダーカット部を回避するためのスライド型等を設けずに済むので、金型費を低減することができる。

　下流側上部係合部２０ｂ及び下流側下部係合部２０ｃの上下方向の離間寸法は、ＰＴＣ素子１０の上下方向の寸法、上側電極板１２の上下方向の寸法及び下側電極板１３の上下方向の寸法を加えた長さよりも長く設定されている。また、下流側突出部２０ｄにおける上記積層方向（上下方向）の寸法は、ＰＴＣ素子１０における上記積層方向の寸法よりも短く設定されている。

　また、図５に示すように、上流側壁部２１にも４つの平坦部２１ａ、２１ａ、…が左右方向に互いに間隔をあけて設けられている。各平坦部２１ａは、下流側壁部２０の各平坦部２０ａと対向するように配置されており、上下方向に延びている。図３及び図１０に示すように、上流側壁部２１の各平坦部２１ａの内面（ホルダー１４の内面）には、上側電極板１２に対してＰＴＣ素子１０側とは反対側（上側）から係合する上流側上部係合部（第１係合部）２１ｂと、下側電極板１３に対してＰＴＣ素子１０側とは反対側（下側）から係合する上流側下部係合部（第２係合部）２１ｃと、上流側上部係合部２１ｂ及び上流側下部係合部２１ｃの間からホルダー１４の内方へ突出する上流側突出部２１ｄとが設けられている。上流側上部係合部２１ｂ及び上流側下部係合部２１ｃは、それぞれホルダー１４の内方へ向けて突出する突起で構成されている。

　上流側上部係合部２１ｂは、平坦部２１ａの左寄りの部位に形成される一方、上流側下部係合部２１ｃは、平坦部２０ａの右寄りの部位に形成されている。そして、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４及びフィン２の積層方向からホルダー１４を見たとき、上流側上部係合部２１ｂと上流側下部係合部２１ｃとが互いに重複しないように配置されている。これにより、ホルダー１４の成形時に、上流側上部係合部２１ｂと上流側下部係合部２１ｃがアンダーカット部となることはないので、金型費を低減することができる。

　上流側上部係合部２１ｂ及び上流側下部係合部２１ｃの上下方向の離間寸法は、ＰＴＣ素子１０の上下方向の寸法、上側電極板１２の上下方向の寸法及び下側電極板１３の上下方向の寸法を加えた長さよりも長く設定されている。また、上流側突出部２１ｄにおける上記積層方向（上下方向）の寸法は、ＰＴＣ素子１０における上記積層方向の寸法よりも短く設定されている。

　下流側上部係合部２０ｂと下流側下部係合部２０ｃとの離間寸法を上述のように設定し、上流側上部係合部２１ｂと上流側下部係合部２１ｃとの離間寸法を上述のように設定することで、上側電極板１２及び下側電極板１３を、ＰＴＣ素子１０と共に、ホルダー１４の内部において上下方向に移動することが可能になる。すなわち、上側電極板１２を、下流側上部係合部２０ｂと下流側下部係合部２０ｃとの間、上流側上部係合部２１ｂと上流側下部係合部２１ｃとの間において、上下方向に移動させることができ、このことで、下側電極板１３に接離する方向への変位を許容できる。また、同様に、下側電極板１３を、下流側上部係合部２０ｂと下流側下部係合部２０ｃとの間、上流側上部係合部２１ｂと上流側下部係合部２１ｃとの間において、上下方向に移動させることもでき、このことで、上側電極板１２に接離する方向への変位を許容できる。

　尚、第２～第４発熱部Ａ２～Ａ４は第１発熱部Ａ１と同じ構造であるため、説明を省略する。

　次に、ハウジング３の構造について説明する。図１～図３に示すように、ハウジング３は、外部空気の流れ方向に分割された上流側ハウジング構成部材３０と下流側ハウジング構成部材３１とを組み合わせてなるものである。上流側ハウジング構成部材３０及び下流側ハウジング構成部材３１は、耐熱性及び電気絶縁性を有する樹脂材で構成されている。図３に示すように、上流側ハウジング構成部材３０には、外部空気が流通する上流側開口部３０ａが形成されている。また、下流側ハウジング構成部材３１にも、外部空気が流通する下流側開口部３１ａが形成されている。上流側開口部３０ａと下流側開口部３１ａとは略同じ形状で同じ大きさとされている。下流側ハウジング構成部材３１の下流側開口部３１ａは、詳細は後述するが、ばね部材４をハウジング３の外部から内部に挿入するための挿入部である。

　図３に示すように、下流側ハウジング構成部材３１には、上流側へ向けて突出する嵌合凸部３１ｂが形成されている。一方、上流側ハウジング構成部材３０には、下流側ハウジング構成部材３１の嵌合凸部３１ｂが嵌合する嵌合凹部３０ｂが形成されている。上流側ハウジング構成部材３０と下流側ハウジング構成部材３１とを組み合わせた状態で、嵌合凸部３１ｂが嵌合凹部３０ｂに挿入された状態で嵌合するようになっている。

　図１及び図２に示すように、下流側ハウジング構成部材３１には、下流側開口部３１ａを上下方向に横切るように延びる複数の補強部３１ｃが左右方向に並ぶように設けられている。この実施形態では、補強部３１ｃが傾斜して延びる棒状をなしているが、これに限らず、例えば鉛直方向に延びていてもよい。

　補強部３１ｃの上端部は、下流側ハウジング構成部材３１の上壁部の下面に連続している。補強部３１ｃの下端部は、下流側ハウジング構成部材３１の下壁部の上面に連続している。また、隣り合う２つの補強部３１ｃの上端部同士または下端部同士は一体化している。

　尚、図３に示すように、上流側ハウジング構成部材３０にも、下流側ハウジング構成部材３１と同様な補強部３０ｃが設けられている。

　図３に示すように、下流側ハウジング構成部材３１の補強部３１ｃと、第１発熱部Ａ１のホルダー１４との間、及び、上流側ハウジング構成部材３０の補強部３０ｃと、第１発熱部Ａ１のホルダー１４との間には、それぞれ、所定の隙間が形成されている。すなわち、ホルダー１４の上流側壁部２１の外面は、上流側ハウジング構成部材３０の補強部３０ｃの内面から離れており、また、ホルダー１４の下流側壁部２０の外面は、下流側ハウジング構成部材３１の補強部３１ｃの内面から離れている。これにより、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４が補強部３０ｃ、３１ｃに強く接触することはなく、ハウジング３の内部でばね部材４による圧縮力が作用した際に、その力に応じて第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４が上下方向に移動することが可能になる。

　次に、ばね部材４について説明する。ばね部材４は、ハウジング３の内部に組み付けられ、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４及びフィン２に対してこれらの積層方向に圧縮力を作用させるためのものである。ばね部材４は、例えば弾性を有する金属製の板材を成形してなるものであり、ハウジング３の左端部から右端部に亘って延びている。図７～図９に示すように、ばね部材４は、左右方向に延びる板部４０と、該板部４０における外部空気の流れ方向上流側の縁部から上方へ屈曲した後、下流側へ延びる複数の上流側付勢部４１と、該板部４０における外部空気の流れ方向下流側の縁部から上方へ屈曲した後、上流側へ延びる複数の下流側付勢部４２とを有している。上流側付勢部４１は互いに左右方向に間隔をあけて設けられ、また、下流側付勢部４２も同様に設けられている。

　ばね部材４の板部４０の下面は、上端部に配設されるフィン２の上面に当接するようになっている。上流側付勢部４１及び下流側付勢部４２の上端部は、ハウジング３の上壁部の内面に当接するようになっている。上端部のフィン２とハウジング３の上壁部の内面との間で、上流側付勢部４１及び下流側付勢部４２が主に弾性変形することにより、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４及びフィン２に対して積層方向に圧縮力を作用させるように構成されている。

　図７に示すように、ばね部材４の板部４０には、隣り合う上流側付勢部４１、４１の間、隣り合う下流側付勢部４２、４２の間に、下流側ハウジング構成部材３１の補強部３１ｃが嵌まる切欠部４０ａが形成されている。切欠部４０ａは、板部４０の上流側の縁部から下流側、即ち、ばね部材４を下流側開口部３１ａへ挿入するときの挿入方向に延びるように形成されており、該板部４０の上流側の縁部において開放されている。切欠部４０ａの左右両縁部における上流側には、補強部３１ｃを切欠部４０ａ内に案内するための傾斜縁部４０ｂが設けられている。

　ばね部材４の板部４０には、下流側ハウジング構成部材３１の補強部３１ｃに対してハウジング３の外側から当接する当接部４３が設けられている。当接部４３は、切欠部４０ａにおける外部空気の流れ方向下流側の縁部近傍から上方へ延びる板状に形成されている。この当接部４３における外部空気の流れ方向下流側の面に、補強部３１ｃが当接するようになっている。

　次に、左側キャップ５及び右側キャップ６の構造について説明する。左側キャップ５及び右側キャップ６は、耐熱性及び電気絶縁性を有する樹脂材で構成されている。図１に示すように、左側キャップ５は、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４の接続部１２ｂ及び接続部１３ｂを覆うとともに、上流側ハウジング構成部材３０と下流側ハウジング構成部材３１の左端部を覆うように形成されている。また、右側キャップ６は、上流側ハウジング構成部材３０と下流側ハウジング構成部材３１の右端部を覆うように形成されている。左側キャップ５及び右側キャップ６は、上流側ハウジング構成部材３０と下流側ハウジング構成部材３１とを組み合わせた後に、取り付けられる。

　次に、上記のように構成された電気式ヒータ１の組立要領について説明する。まず、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４とフィン２とを積層し、上流側ハウジング構成部材３０と下流側ハウジング構成部材３１の一方の部材に載せる。このとき、図１０に示すように、第１発熱部Ａ１のホルダー１４の下流側上部係合部２０ｂと上流側上部係合部２１ｂが、上側電極板１２に上側から係合するとともに、下流側下部係合部２０ｃと上流側下部係合部２１ｃが、下側電極板１３の下側から係合しているので、上側電極板１２及び下側電極板１３がホルダー１４から脱落することはなく、ＰＴＣ素子１０と共に一体化した状態を保持できる。よって、第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４をフィン２と共にハウジング３に組み付ける際に組付作業性が良好になる。尚、このときにはばね部材４は組み付けず、外しておく。

　そして、上流側ハウジング構成部材３０と下流側ハウジング構成部材３１とを組み合わせる。このとき、嵌合凸部３１ｂを嵌合凹部３０ｂに挿入して嵌合させて上流側ハウジング構成部材３０と下流側ハウジング構成部材３１とを一体化する。上流側ハウジング構成部材３０と下流側ハウジング構成部材３１とを組み合わせる際、ばね部材４を外していることから、ばね部材４による反力が上流側ハウジング構成部材３０や下流側ハウジング構成部材３１に作用していないので、組付作業性は良好である。

　その後、図８及び図９に示すように、ばね部材４０をハウジング３の下流側開口部３１ａを介してハウジング３の内部に挿入する。ハウジング３の内部に挿入する際には、ばね部材４０の反力が作用するが、既に第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４及びフィン２がハウジング３の内部で保持されているので、ばね部材４のみを押圧すればよく、組付作業性は良好である。

　ばね部材４の組付後には、ばね部材４による圧縮力が第１～第４発熱部Ａ１～Ａ４にも作用することになる。このとき、図３に示すように、ホルダー１４に保持されている上側電極板１２が、下側電極板１３に接離する方向へ変位可能となっているので、上側電極板１２、下側電極板１３及びＰＴＣ素子１０に厚みや形状のバラつきが生じていても、上側電極板１２とＰＴＣ素子１０との圧接力、及び下側電極板１３とＰＴＣ素子１０との圧接力を十分に確保することが可能になる。これにより、ＰＴＣ素子１０の発熱量低下を抑制することができる。

　また、ばね部材４をハウジング３の内部に挿入する際に、ハウジング３の下流側補強部３１ｃをばね部材４の切欠部４０ａに挿入した状態でばね部材４を組みつけていくことが可能になるので、組付作業性が良好になる。

　また、ハウジング３の補強部３０ｃ、３１ｃと発熱部Ａ１～Ａ４との間に所定の隙間を設けたので、補強部３０ｃ、３１ｃと発熱部Ａ１～Ａ４とが強く接触してしまうことを抑制できる。これにより、ばね部材４による圧縮力を発熱部Ａ１～Ａ４及びフィン２に確実に作用させることができる。

　また、下流側補強部３１ｃに当接する当接部４３をばね部材４に設けたので、ばね部材４を所定位置まで挿入した状態で当該ばね部材４の挿入を停止させることができる。

　尚、図１１に示す実施形態の変形例のように、下側電極板１３をホルダー１４にインサート成形するようにしてもよい。この場合、下側電極板１３はホルダー１４に対して変位しないが、上側電極板１２は下側電極板１３に接離する方向への変位を許容することができるようになっている。

　上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

　以上説明したように、本発明に係る電気式ヒータは、例えば、車両用空調装置の空気加熱器として使用することができる。

１　　　　　　　電気式ヒータ
２　　　　　　　フィン
３　　　　　　　ハウジング
４　　　　　　　ばね部材
１２　　　　　　上側電極板（第１導電性部材）
１３　　　　　下側電極板（第２導電性部材）
１４　　　　　ホルダー
２０ｂ　　　　　下流側上部係合部（第１係合部）
２０ｃ　　　　下流側下部係合部（第２係合部）
２０ｄ　　　　下流側突出部
２１ｂ　　　　　上流側上部係合部（第１係合部）
２１ｃ　　　　上流側下部係合部（第２係合部）
２１ｄ　　　　上流側突出部
３０　　　　　　上流側ハウジング構成部材
３１　　　　　下流側ハウジング構成部材
Ａ１～Ａ４　　　第１～第４発熱部

Claims (6)

1. 　電力の供給によって発熱する発熱素子を有する発熱部と、
   　上記発熱部の熱を外部空気に伝達するためのフィンと、
   　上記発熱部及び上記フィンが外部空気の流れ方向と交差する方向に積層配置された状態で該発熱部及び該フィンを保持するハウジングと、
   　上記ハウジングに組み付けられ、上記発熱部及び上記フィンに対して積層方向に圧縮力を作用させるためのばね部材とを備えた電気式ヒータにおいて、
   　上記発熱部は、上記発熱素子を上記積層方向両側から挟むように、かつ、該発熱素子に接触するように配置されて該発熱素子に外部から電力を供給するための第１及び第２導電性部材と、上記発熱素子、上記第１導電性部材及び第２導電性部材を保持するホルダーとを備え、
   　上記ホルダーには、上記第１導電性部材に対して上記発熱素子側と反対側から係合する第１係合部と、上記第２導電性部材に対して上記発熱素子側と反対側から係合する第２係合部とが設けられ、
   　上記ホルダーは、上記第１導電性部材を、上記第１係合部と上記第２係合部との間において上記第２導電性部材に接離する方向への変位を許容するように構成されていることを特徴とする電気式ヒータ。
2. 　請求項１に記載の電気式ヒータにおいて、
   　上記ホルダーは、上記第１導電性部材及び上記第２導電性部材の周縁部を囲む枠状をなしており、
   　上記第１係合部及び上記第２係合部は、上記ホルダーの内面から該ホルダーの内方へ向けて突出する突起で構成されていることを特徴とする電気式ヒータ。
3. 　請求項２に記載の電気式ヒータにおいて、
   　上記ホルダーは樹脂材で構成され、
   　上記ホルダーを上記積層方向から見たとき、上記第１係合部及び上記第２係合部が互いに重複しないように配置されていることを特徴とする電気式ヒータ。
4. 　請求項１に記載の電気式ヒータにおいて、
   　上記第２導電性部材は上記ホルダーにインサート成形されていることを特徴とする電気式ヒータ。
5. 　請求項１に記載の電気式ヒータにおいて、
   　上記ホルダーは、上記第２導電性部材を、上記第１係合部と上記第２係合部との間において上記第１導電性部材に接離する方向への変位を許容するように構成されていることを特徴とする電気式ヒータ。
6. 　請求項２に記載の電気式ヒータにおいて、
   　上記ホルダーの内面には、上記第１係合部と上記第２係合部との間から該ホルダーの内方へ突出する突出部が設けられ、
   　上記突出部における上記積層方向の寸法は、上記発熱素子における上記積層方向の寸法よりも短く設定されていることを特徴とする電気式ヒータ。

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