以下、図面を参照し、本発明の実施形態� ��ついて説明する。

 図1は、本発明の実施形態に係る車載用ヒ ータの平面図である。

 本実施形態に係る車載用ヒータは、発熱� ��子を筒体11の内部に収容した複数の発熱体� �ニット3と、フィン21を有する複数の放熱体� �ニット4とを積層した構造を有する。例えば� ��2つの放熱体ユニット4で1つの発熱体ユニッ� ��3を挟んで、1つのヒータユニット5が構成さ� ��る。

 本実施形態に係る車載用ヒータでは、例� ��ば3つのヒータユニット5を積層した構造を� �する。図2は、1つのヒータユニット5を抽出� �拡大して示す。

 放熱体ユニット4はフィン21と金属板22と� �有する。フィン21は、例えばアルミニウムか らなる板材をジグザグに折り曲げて構成され 、金属板22と、発熱体ユニット3の筒体11との� ��に設けられている。

 図3は発熱体ユニット3の平面図である。
 図4は図3おけるA-A線拡大断面図である。

 発熱体ユニット3は、発熱素子20と、発熱� ��子20を挟み込むように設けられた一対の電� �部材40a、40bと、発熱素子20と電極部材40a、40b とを包む絶縁シート15と、絶縁シート15に包� �れた発熱素子20及び電極部材40a、40bを内部に 収容する筒体11とを有する。

 発熱素子20は、正温度特性をもったPTC(Posi tive Temperature Coefficient)セラミック素子であ� �、キューリー点以上の温度になると急激に� �抗が増加してそれ以上の温度上昇が制限さ� �る。図3において点線で表されるように、複� ��の発熱素子20が筒体11の長手方向に沿って配 置されている。発熱素子20は、例えば四角い� ��板片状に形成され、他の面よりも面積が大� ��い表裏両面には、例えば銀やアルミニウム� ��どの金属からなる電極面が形成されている� ��発熱素子20のそれら両電極面には、それぞ� �、電極部材40a、40bが接して重ね合わされて� �る。電極部材40a、40bには、それぞれ逆極性� �電圧が印加される。

 電極部材40aは、例えばアルミニウムなど� ��金属からなり、帯板状の平板部41と、その� �板部41の一端側に一体に設けられた端子部42a とを有する。他方の電極部材40bも同様に、例 えばアルミニウムなどの金属からなり、帯板 状の平板部41と、その平板部41の一端側に一� �に設けられた端子部42bとを有する。

 平板部41は、発熱素子20の電極面に接して重 ね合わされている。平板部41と発熱素子20の� �極面とは、熱伝導性に優れた例えばシリコ� �ン系接着剤によって接着されている。
 発熱素子20の電極面は、例えばアルミニウ� �を溶射することで形成され、あるいは銀を� �布した後にアルミニウムを溶射することで� �成されるため、電極面表面には微細な凹凸� �形成される。したがって、発熱素子20と電極 部材の平板部41とを接着するための接着剤が� ��縁性であっても、上記電極面表面の凹凸に� ��ける凸部が接着剤を突き抜けて平板部41に� �し、発熱素子20と電極部材との導通は確保さ れる。
 各電極部材40a、40bの端子部42a、42bは、筒体1 1の一端側の端部開口から筒体11の外部に突出 している。

 図4に示すように、電極部材22a、22b及びこ れら間に挟まれた発熱素子20は、絶縁シート1 5に包まれている。絶縁シート15は、可撓性、 熱伝導性及び電気絶縁性を有し、例えばポリ イミドフィルムからなる。絶縁シート15の両� ��縁部15a、15bは互いに重ね合わされ、絶縁シ� ��ト15は、発熱素子20及び電極部材40a、40bにお ける両端以外の部分を完全に覆っている。そ の絶縁シート15の両端縁部15a、15bは、電極部� ��40a、40b上でではなく、発熱素子20及び電極� �材40a、40bの側面に対向する部分で重なり合� �ている。すなわち、絶縁シート15の両端縁部 15a、15bは、筒体11における放熱面12ではなく� �面13の裏側で重なり合っている。

 筒体11は、互いに対向する一対の放熱面12 と、その放熱面12に対して略直角に形成され� ��互いに対向する一対の側面13とを有する角� �状に形成されている。放熱面12の方が側面13� ��り幅が広く面積が大きい。筒体11は、例え� �アルミニウム等の熱伝導性及び加工容易性� �有する材料からなる。

 発熱素子20及び電極部材40a、40bは、それ� �の両端以外の部分が絶縁シート15に覆われた (包まれた)状態で、筒体11の中空部11a内に収� �される。筒体11はその両端のみに開口が形成 され、それら開口を通じてのみ中空部11aは外 部と連通可能となっている。

 発熱素子20の電極面は筒体11の放熱面12の� ��面に対向し、それら電極面と放熱面12の裏� �との間には、電極部材40a、40bのうちのどち� �か一方と絶縁シート15が介在される。組立前 の状態においては、筒体11の内部寸法(図4に� �ける上下方向の寸法)は、図4に図示した状態 よりもやや大きめとされている。そして、発 熱素子20と電極部材40a、40bとを組み立てて絶� ��シート15に包んだ状態の構造体を筒体11の中 に挿入し、筒体11の放熱面12に機械的圧力を� �えて図4の上下方向に筒体11を押しつぶすこ� �で、発熱素子20、電極部材40a、40b及び絶縁シ ート15は、筒体11の一対の放熱面12の裏面間で 狭圧された状態となり中空部11a内で固定され る。

 上述した筒体11の押しつぶし量は、例え� �0.5mmほどである。ここで、筒体11の両側面13� �は、図4に示すように長手方向に沿って溝13a� ��形成されているため、筒体11を押しつぶし� �ときにその側面13が外側に膨らんでしまうこ と(外寸の増大)を防げる。筒体11の側面13が凸 面にならないため、側面13に例えば熱電対な� ��の温度センサを取り付けやすくなり、また� ��り付けた後の安定性もよい。

 図2に示すように、放熱体ユニット4の金� �板22は、筒体11の放熱面12に対して略平行に� �き合わされ、それら金属板22と放熱面12との� ��にフィン21が設けられている。

 金属板22は、放熱面12と略同面積の平面を 有する薄板状に形成され、例えばアルミニウ ムなどの熱伝導性に優れた金属からなる。金 属板22とフィン21とは、耐熱性及び熱伝導性� �優れた例えばシリコーン系の接着剤により� �いに接着固定されている。フィン21と放熱面 12とも、同じく耐熱性及び熱伝導性に優れた� ��えばシリコーン系の接着剤により互いに接� ��固定されている。

 そして、金属板22が、別のヒータユニッ� �5の金属板22と、耐熱性及び熱伝導性に優れ� �例えばシリコーン系の接着剤により接着さ� �ることで、図1に示すように、複数(図示の例 は3個)のヒータユニット5が積層された構造が 得られる。

 この積層構造体の一端部には、3つのキャ ップ6~8が装着され、他端部にはキャップ9が� �着されている。これらキャップ6~9によって� �筒体11の中空部は閉塞される。各キャップ6� �7、8、9は、耐熱性及び電気絶縁性を有する� �脂材料からなる。

 ここで、一端部側のキャップ6~8の装着方� ��について、図6~図10を参照して説明する。

 図6は、複数(例えば3つ)のヒータユニット 5の積層構造体において、キャップ6~8が装着� �れる前の端子部42a、42bの導出部近傍を示す� �

 各ヒータユニット5が有する前述した一対 の電極部材40a、40bの一端部は外部との電気的 接続を担う端子部42a、42bとして機能し、筒体 11の一端部側の端部開口から筒体11の外部に� �出されている。端子部42a、42bは互いに離間� �、接触(短絡)しておらず、端子部42a、42bのう ちの一方は電源線に接続され、他方はグラン ド線に接続される。

 キャップ装着前、筒体11において、端子� �42a、42bが外部に導出された側の端部開口か� �その内部に、電気絶縁性及び防水性を有す� �例えばシリコーン系樹脂を用いた封止材71が 導入され、その端部開口近傍の筒体11内部に� ��止材71が充填されて端部開口は閉塞される� �

 封止材71を充填した後、十分に乾燥させ� �化させる。この後、図7に示すように、第1の 内側キャップ6をヒータユニット5の一端部に� ��着する。第1の内側キャップ6は、耐熱性を� �する接着剤によりヒータユニット5の一端部� ��接着固定される。

 発熱体ユニット3の一端部は放熱体ユニッ ト4の一端部に対して突き出ており、放熱体� �ニット4の一端部は、第1の内側キャップ6に� �成された凹部に嵌まり込み、発熱体ユニッ� �3の一端部は、第1の内側キャップ6において� �記凹部の底から反対側の端面にかけて貫通� �て形成された貫通孔内に挿入される。端子� �42a、42bは、第1の内側キャップ6の貫通孔を貫 通して第1の内側キャップ6の外部に突出する� ��

 次に、図8に示すように、端子部42a、42bを 屈曲させた上で、この屈曲した部分を覆うよ うに、第1の内側キャップ6に対して第2の内側 キャップ7を例えば接着剤を用いて装着する� �端子部42a、42bにおいて、筒体11の端部開口に 近い側の部分が屈曲され、先端側の部分は第 2の内側キャップ7に形成された貫通孔を貫通� ��て第2の内側キャップ7の外部に突出する。

 端子部42a、42bは、筒体11の端部開口近傍� �分から、第2の内側キャップ7の内部を通され た部分にかけて略直角に屈曲している。各発 熱体ユニット3が有する一対の端子部42a、42b� �、複数の発熱体ユニット3と複数の放熱体ユ� ��ット4との積層方向(図8の紙面上においては� ��下方向)に互いに離間して広げられるように 折り曲げられると共に、さらにその先の部分 が外側(図8において右方)に向けて略直角に折 り曲げられ、その部分は第2の内側キャップ7� ��形成された厚さ方向の貫通孔を貫通する。� ��発熱体ユニット3が有する一対の端子部42a、 42bにおいて第2の内側キャップ7の内部を貫通� ��て外側に突出する部分の互いの離間距離は� ��図4を参照して前述した発熱素子20を挟んで� ��向する一対の電極部材40a、40b間の対向距離� ��りも広げられており、さらには筒体11の側� �13の幅(短尺方向の幅)よりも大きく広げられ� ��いる。第2の内側キャップ7の長手方向に見� �、複数(本実施形態では例えば6本)の端子部42 a、42bは位置が偏ることなく分散して位置し� �いる。

 なお、第2の内側キャップ7を装着するに� �たっては、その装着前に予め、端子部42a、42 bにおいて筒体11の端部開口付近から屈曲部を 経て第2の内側キャップ7の内部に収まる部分� ��、電気絶縁性及び防水性を有する封止材72� �塗布しておく。その封止材72が塗布された端 子部42a、42bを第2の内側キャップ7に対して貫� ��させて第2の内側キャップ7を装着する。

 これにより、第2の内側キャップ7の貫通� �から筒体11の端部開口近傍の内部にかけて封 止材72、71が充填された構造となる。すなわ� �、筒体11の端部開口近傍の内部から第2の内� �キャップ7の貫通孔にかけての端子部42a、42b� ��導出経路が封止材71、72で封止され、その部 分に存在する端子部42a、42bが封止材71、72で� �われて防水シールされる。

 第2の内側キャップ7から外部に突出する� �子部42a、42bの先端部は、接続部材を介して� �1に示されるケーブル50と電気的に接続され� �。

 図5に、各端子部42a、42bに接続部材30が取� ��付けられた状態を模式的に示す。

 接続部材30は、各端子部42a、42bの先端を� �み込むように二つ折りにされて各端子部42a� �42bの先端に取り付けられた取付部31と、この 取付部31の上端部に一体に設けられた断面略C 字状のケーブル挿入部32とを有する導電性材� ��からなる。

 ケーブル挿入部32の内部に、図1に示すケ� ��ブル50の一端が挿入され、ケーブル挿入部32 を縮径方向に押しつぶすことでケーブル挿入 部32にケーブル50の一端が固定される。ケー� �ル50は、例えば樹脂からなる被覆材によって 導線を被覆してなり、そのケーブル50におい� ��、ケーブル挿入部32に固定される部分の少� �くとも先端側の導線の一部は被覆材から露� �されケーブル挿入部32に接している。これに より、筒体11内部の発熱素子20の電極面に対� �て、接続部材30と電極部材40a、40bの端子部42a 、42bを介してケーブル50から電力が供給され� ��。

 各端子部42a、42bに上記接続部材30を取り� �けた後、図9に示すように、第2の内側キャッ プ7に対して外側キャップ8を装着する。外側� ��ャップ8を装着するにあたっては、予め外側 キャップ8の内部に電気絶縁性及び防水性を� �する封止材73を塗布しておき、その封止材73� ��内部に収容したまま第2の内側キャップ7の� �面を覆うように外側キャップ8を装着する。

 前述した第1の内側キャップ6、第2の内側� ��ャップ7および外側キャップ8は、図9に示す� ��うに、外側キャップ8側からねじ込まれるネ ジ80によって互いに締結される。第2の内側キ ャップ7の端面から突出する端子部42a、42b及� �これに取り付けられた接続部材30は、外側キ ャップ8の内部に収容されるが、そのとき外� �キャップ8の内部に前述したように封止材73� �予め塗布されていることから、端子部42a、42 b及び接続部材30はその封止材73に覆われた状� ��で外側キャップ8の内部に位置し、防水シー ルされる。このとき、ネジ80による締結力に� ��って外側キャップ8は第2の内側キャップ7に� ��し付けられ、その内部に収容された封止材7 3も第2の内側キャップ7側に押し付けられ、端 子部42a、42b及び接続部材30を隙間なく確実に� ��止材73で覆うことができる。

 外側キャップ8には、端子部42a、42bの数に 対応して切欠き8aが形成されており、この切� ��き8aを介して接続部材30が外部に露出され、 図1に示すケーブル50と接続される。

 以上説明したように構成される本実施形� ��に係る車載用ヒータは、自動車に搭載され� ��いわゆるカーエアコン用のヒータとして用� ��られる。例えば、本実施形態に係る車載用� ��ータは、自動車において車外または車室内� ��空気が取り込まれて空気の流れが形成され� ��通路に配置され、フィン21の間を空気が通� �するように、図1において紙面を貫く方向に� ��気が流れるように、車載用ヒータが配置さ� ��る。

 そして、その自動車に搭載されたバッテ� ��からの電力が、図示しない制御回路、ケー� ��ル50、接続部材30、および電極部材40a、40bを 介して、発熱素子20に供給され、発熱素子20� �発熱する。発熱素子20が発する熱は、いずれ も熱伝導性を有する電極部材40a、40b、絶縁シ ート15を介して筒体11の放熱面12へと伝わり、 さらに放熱面12上に設けられたフィン21へと� �わる。そのフィン21間を空気が流れることで その空気は加温されて車室内に供給される。

 そして、本実施形態では、発熱素子20、� �よびその電極面に接する電極部材40a、40bは� �ャップ6~9によって密閉される筒体11内部に収 容され、また外部との電気的接続を担う電極 部材40a、40bの端子部42a、42b、およびその導出 経路は防水性の封止材71~73によって覆われた� ��造となっているため、それら通電部分が外� ��に露出せず、防水封止されている。さらに� ��電極部材40a、40bと筒体11との間には絶縁シ� �ト15が介在され、それら間は絶縁分離されて いるので、筒体11、フィン21および金属板22も 通電されない。

 このように、本実施形態に係る車載用ヒ� ��タでは、通電部分が外部に露出されず且つ� ��水封止された構造となっているため、車載� ��ヒータに送られる空気中に雨水、雪、塵、� ��こりなどが混入していても漏電を起こすこ� ��なく安全である。

 また、端子部42a、42bの導出部分に封止材� ��供給する工程において、1回の工程で一度に 封止材を供給すると硬化収縮等により空隙部 分が生じやすく防水封止が不完全になること が懸念される。

 しかし、本実施形態では、前述したよう� ��、筒体11内部への封止材71の充填と、端子部 42a、42bにおける屈曲部及び第2の内側キャッ� �7内に挿入された部分を覆う封止材72の供給� �、外側キャップ8内の端子部42a、42b先端及び� ��続部材30を覆う封止材73の供給と、を1回の� �程で一度に行うのではなく、3回の工程に分� ��て行うので、封止材中に空隙が生じるのを� ��いで確実に隙間なく前記部分を防水封止す� ��ことができる。結果として、通電部分への� ��分等の浸入を確実に防いで高い電気絶縁性� ��得られる。

 ここで、本発明者等は、本実施形態に係� ��車載用ヒータの絶縁抵抗(防水封止部の防水 性)を確認するべく、下記条件でプレッシャ� �クッカー試験を行った。

 周囲条件は、下記表1に示すように、1.5気 圧で温度115℃で湿度90%の条件と、1.8気圧で温 度121℃で湿度90%の条件と、2.0気圧で温度124℃ で湿度90%の条件との3条件下での測定を行っ� �。試験時間は、各条件下で24時間放置した。 試験設備は、横河電機株式会社製の絶縁抵抗 計2406Eを用いた。試験結果を表1に示す。

 表1において、供試品No.1、No.2は前述した� ��うに封止材71、72、73をこの順番で3回に分け て供給して得た構造であり、供試品No.3~5は封 止材71、72、73を1回の工程で一度に供給して� �た構造である。

 すべての供試品について、絶縁抵抗値の� ��験前初期値は2000Mω以上であり、また試験後 24時間放置の大気中での絶縁抵抗値も2000Mω以 上であった。表1より、最も小さい絶縁抵抗� �でも7Mωが得られており、結果としてはいず� ��の供試品のいずれの条件においても、漏電� ��の問題のない絶縁抵抗値が得られた。また� ��すべての供試品について試験後の破損、変� ��、緩みの異常もなかった。

 また、特に気圧、温度がより高い環境下� ��おいて、筒体11の端部開口付近の内部から� �続部材30にかけての端子部42a、42bの導出部分 を覆う封止材を複数回に分けて供給した供試 品No.1、No.2の方が、封止材を1回の工程で一度 に供給した供試品No.3~5よりも高い絶縁抵抗値 が得られ、より確実に前記導出部の防水性を 確保する観点からは封止材を複数回に分けて 供給することが望ましいと言える。

 本実施形態に係る車載用ヒータは、複数� ��ユニットを相互に接着固定して一体の積層� ��造体とし、且つその積層構造体の両端部を� ��ャップ6、9に嵌合させた構造としているこ� �から、各ユニットが相互に強固に固定され� �車載用ヒータ全体としての機械的強度や耐� �動性に優れ、特に悪路などの走行中に受け� �振動により各ユニットがガタガタと振動す� �ことや破損や分離を防げる。

 さらに、筒体11の端部開口から筒体11の外 部に導出された電極部材40a、40bの端子部42a、 42bが、屈曲して内側キャップ7を貫通してい� �ことから、内側キャップ7が、図9の紙面上に おいて横方向(内側キャップ7が内側キャップ6 から離れる方向)や、上下方向(内側キャップ7 が各ユニットの積層方向にずれる方向)に動� �ことが端子部42a、42bの屈曲部によって規制� �れ、内側キャップ7のガタツキが抑制される� ��

 結果として、その内側キャップ7を間に挟 んで装着された内側キャップ6と外側キャッ� �8のガタツキも抑制され、それらキャップ内� ��に位置する端子部42a、42bの断線や、端子部4 2a、42bと接続部材30との分離や、接続部材30と ケーブル50との分離を防ぐことができる。

 また、フィン21と共に放熱体ユニット4を� ��成する金属板22は、フィン21を補強するのは もちろん、各ユニットの積層構造体全体の機 械的強度を高める補強板としても機能し、こ のことも耐振動性の向上に寄与している。

 ここで、本発明者等は、本実施形態に係� ��車載用ヒータについて、JIS D 1801 3種B種 4 .5Gに基づく試験条件にて振動試験を行った。

 結果は、各部のゆるみ等なく仕様を満た� ��、評価基準5.1.1、5.1.2、5.1.3を満足した。こ� ��で、評価基準5.1.1は試験前後の外観確認で� �り、破損、溶損、変形など外観に異常がな� �ことである。評価基準5.1.2は試験前後の作動 確認であり、常温、定格風量時の定格電流、 消費電力、突入電流を測定しスペックを満足 することである。評価基準5.1.3は試験前後の� ��圧降下確認であり、試験後ハーネス部の抵� ��及び電圧降下を確認し、試験前の2倍以下で あることである。

 以上、具体例を参照しつつ本発明の実施� ��態について説明した。しかし、本発明は、� ��れらに限定されるものではなく、本発明の� ��術的思想に基づいて種々の変形が可能であ� ��。

 前述した実施形態では、1つの発熱体ユニ ット3を2つの放熱体ユニット4で挟んだ構造を 1つの単位とするヒータユニット5を3つ積層さ せた構造、すなわち、3つの発熱体ユニット3� ��、6つの放熱体ユニット4との積層構造とし� �が、1つのヒータユニット5における放熱体ユ ニット4の個数や、全体の積層構造における� �ユニットの個数は上記個数に限らない。

 また、フィン21と金属板22、フィン21と筒� ��11、金属板22どうしを接着剤によって固定す ることに限らず、ロウ付けや、はんだ付け等 によって相互に固定させてもよい。