JP2016039069A - 電気式ヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】電気式ヒータの電力の供給開始時及び停止時の温度変化を緩やかにする。
【解決手段】空調装置の暖房用熱源として使用される電気式ヒータ２０において、電力の供給によって発熱するＰＴＣ素子３０と、ＰＴＣ素子３０に発生した熱を蓄熱するとともに、電極板３２、３３を絶縁状態とする電気絶縁油３５とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば車両用空調装置に使用される電気式ヒータに関するものである。

従来から、例えば電気自動車やハイブリッド自動車用空調装置の暖房用熱源としてＰＣＴ素子を有する電気式ヒータが用いられることがある。この種の電気式ヒータとしては、例えば特許文献１に開示されているものが知られており、空調用空気が導入される樹脂製ケーシングの内部に収容されて空調用空気を加熱するようになっている。

電気自動車等の暖房用熱源として使用されるＰＴＣヒータは、いわゆる高電圧ＰＴＣヒータであり、その制御方式としてはリレー切替方式やＰＷＭ制御方式等がある。

特開２０１３−１９３５１３号公報

ところで、空調装置に使用される高電圧ＰＴＣヒータは、制御方式を問わず、最高想定温度が約２００℃超と高く、条件によってはケーシングの耐熱温度を超える懸念があるため、シーシングの内面からある程度の距離は離して配置しなければならない。しかしながら、そのようにした場合、空調装置の周囲に配設される各種部品等とのレイアウトの都合もあってケーシングの外寸は限られているので、ヒータの大きさを十分に確保できなくなる。

また、ＰＷＭ制御方式よりもリレー切替方式が好ましい場合があるが、高電圧ＰＴＣヒータのリレー切替方式の場合、リレー接点の作動耐久性の面でも懸念があるので、できるだけリレーの作動回数を減らしたいという要求もある。

また、従来のＰＴＣヒータは、ＰＴＣヒータ自身の比熱が小さいため、リレー切替方式の場合に電力の供給を停止すると空調用空気によって冷やされてしまい、すぐに温度低下してしまう。つまり、リレーの開閉によるＰＴＣヒータの温度変化が大きく、その変化速度も速いので、室内に吹き出す空気温度もそれに応じて変化し、その結果、違和感を与えることになる。

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、電気式ヒータの電力の供給開始時及び停止時の温度変化を緩やかにしてケーシングへの熱害を抑制するとともに、リレー切替方式の場合にはその作動回数を低減できるようにし、しかも、室内に吹き出す空気温度の変化が緩やかに起こるようにして違和感を与えないようにする。

上記目的を達成するために、本発明では、電気式ヒータに蓄熱できるようにした。

第１の発明は、
空調装置の暖房用熱源として使用される電気式ヒータにおいて、
電力の供給によって発熱する発熱体と、
上記発熱体に発生した熱を蓄熱する蓄熱部とを備えていることを特徴とする。

この構成によれば、発熱体に電力を供給して発生した熱が蓄熱部に蓄熱されるので、電気式ヒータのケーシング近傍の最高表面温度が低下する。よって、電気式ヒータを例えば樹脂製ケーシングに収容して使用する場合に、従来の電気式ヒータに比べて電気式ヒータをケーシングの内面に接触させた状態で収容することが可能になる。

電力の供給停止後は蓄熱部の熱が放熱されて空調用空気が加熱されるので、吹き出し空気温度の低下が緩やかになり、電力の供給を再び開始するまでの時間が長くなる。また、電力の供給開始から電気式ヒータが目標温度に到達するまでの時間は蓄熱部が蓄熱する分、長くなる。つまり、リレー切替方式の場合にリレーの作動回数が減る。

さらに、電力の供給停止後の温度変化が緩やかになるので、室内に吹き出す空気温度の変化も緩やかになる。

第２の発明は、第１の発明において、
複数の上記発熱体が外部空気の通過方向とは交差する所定方向に並ぶように設けられ、
所定方向に並ぶ上記発熱体の間には、スペーサ部材が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、所定方向に並ぶ発熱体の間に発熱しないスペーサ部材を設けて発熱体の使用個数を減らす場合に、蓄熱部が発熱体の熱を蓄熱することで発熱体近傍の最高温度が抑えられる。そして、蓄熱部の熱がスペーサ部材近傍に伝わってスペーサ部材近傍の温度が上昇する。従って、発熱体近傍の温度とスペーサ部材近傍の温度との差が小さくなり、室内に吹き出す空気の温度が均一化する。

第３の発明は、第１または２の発明において、
上記発熱体に接続又は接触し該発熱体に電力を供給する電極部と、
上記発熱体及び上記電極部を収容する収容部材とを備え、
上記蓄熱部は、上記収容部材に充填された電気絶縁油で構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、発熱体及び電極部が電気絶縁油によって電気的に絶縁された状態で収容部材に収容される。そして、発熱体の熱は電気絶縁油に蓄熱された後、収容部材を介して外部に放熱されて空調用空気の加熱に利用される。

第４の発明は、第３の発明において、
上記収容部材には、複数の上記発熱体が収容され、
上記電気絶縁油は、上記収容部材の内面と上記発熱体及び上記電極部との間に充填されていることを特徴とする。

この構成によれば、複数の発熱体及び電極部が電気的に確実に絶縁される。また、発熱体の外面の広い範囲が電気絶縁油によって覆われるので、発熱体の熱が該発熱体の外面の広い範囲を介して電気絶縁部に効率よく伝わって蓄熱される。

第１の発明によれば、発熱体の熱を蓄熱する蓄熱部を備えているので、電気式ヒータのケーシング近傍の最高表面温度が低下して例えばケーシングの熱害を抑制できる。これにより、電気式ヒータとケーシングとの間から漏れる空気を少なくすることができ、暖房性能を十分に確保できる。また、電力の供給停止後から供給を再び開始するまでの時間、及び電力の供給開始から電気式ヒータが目標温度に到達するまでの時間が長くなるので、リレー切替方式の場合にリレーの作動回数を減らすことができる。さらに、電力の供給停止後の温度変化が緩やかになるので、室内に吹き出す空気温度の変化を緩やかにすることができ、違和感を与えないようにすることができる。

第２の発明によれば、所定方向に並ぶ発熱体の間に発熱しないスペーサ部材を設けて発熱体の使用個数を減らす場合に、室内に吹き出す空気の温度を均一化することができ、違和感を与えないようにすることができる。

第３の発明によれば、発熱体及び電極部を収容する収容部材に充填された電気絶縁油を蓄熱部としたので、電極部等を絶縁するための絶縁材を蓄熱部として利用することができ、蓄熱部を備えた電気式ヒータの構成をシンプルにすることができる。

第４の発明によれば、電気絶縁油を、収容部材の内面と発熱体及び電極部との間に充填したので、発熱体及び電極部を確実に絶縁しながら、発熱体の熱を電気絶縁部に効率よく伝えて蓄熱することができる。

本発明の実施形態に係る電気式ヒータを備えた車両用空調装置の断面図である。 電気式ヒータの正面図である。 図２のIII−III線断面図である。 電気式ヒータの制御要領を示す図である。 吹き出し空気温度、ヒータ通過直後の空気温度及びヒータ表面温度のそれぞれについて従来例と本実施形態とを比較して示すグラフである。 第１発熱ユニットの温度分布を示すグラフである。

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２０を備えた車両用空調装置１の概略構造を示す断面図である。車両用空調装置１は、例えば自動車に搭載することができるものであり、室内の前端部に配設されたインストルメントパネル（図示せず）の内部に収容されている。上記自動車としては、例えば電気自動車、ハイブリッド自動車（プラグインハイブリッドも含む）等を挙げることができる。

車両用空調装置１は、暖房用熱源として使用される電気式ヒータ２０の他に、ポリプロピレン等の樹脂製のケーシング２と、送風ファン３と、冷却用熱交換器４と、エアミックスダンパ５と、デフベント切替ダンパ６と、ヒートダンパ７とを備えている。ケーシング２は、電気式ヒータ２０、送風ファン３、冷却用熱交換器４、エアミックスダンパ５、デフベント切替ダンパ６及びヒートダンパ７を収容するものである。この実施形態では、電気式ヒータ２０、送風ファン３及び冷却用熱交換器４が車幅方向略中央部に配設されるフルセンタ型ユニットである場合について説明するが、本発明はフルセンタ型ユニット以外にも、図示しないが送風ファンが車幅方向一方側に配置されて電気式ヒータ２０及び冷却用熱交換器４が車幅方向略中央部に配設されるセミセンタ型ユニットにも適用できる。

尚、この実施形態では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」といい、車両左側を単に「左」といい、車両右側と単に「右」というものとする。

ケーシング２の前側の上部には、スクロールケーシング２ａが形成されている。スクロールケーシング２ａの内部には、シロッコファンからなる送風ファン３が回転軸を左右方向に向けた状態で収容されている。スクロールケーシング２ａには、図示しない内外気切替箱から導入された車室内の空気または車室外の空気が吸い込まれるようになっている。

ケーシング２の内部には、空気通路Ｒが形成されており、空気通路Ｒは、スクロールケーシング２ａから下方へ延びた後、後方、上方へ順に延びるように形成されている。空気通路Ｒは、冷風通路Ｒ１、温風通路Ｒ２、エアミックス通路Ｒ３、デフベント通路Ｒ４及びヒート通路Ｒ５で構成されている。冷風通路Ｒ１には、冷却用熱交換器４が配設されており、冷風通路Ｒ１を流通する空調用空気の略全量が冷却用熱交換器４を通過して冷却されるようになっている。冷却用熱交換器４は、例えば冷媒蒸発器等で構成することができる。

冷風通路Ｒ１の下流は上下に２つに分岐している。冷風通路Ｒ１の下流の下側は温風通路Ｒ２の上流に接続され、冷風通路Ｒ１の下流の上側はエアミックス空間Ｒ３に接続されている。温風通路Ｒ２には、電気式ヒータ２０が配設されており、温風通路Ｒ２を流通する空調用空気の略全量が電気式ヒータ２０を通過して加熱されるようになっている。電気式ヒータ２０の空気通過面は上下方向に延びている。温風通路Ｒ２の下流はエアミックス空間Ｒ３に接続されている。

エアミックス空間Ｒ３は、冷風通路Ｒ１から流入した冷風と、温風通路Ｒ２から流入した温風とを混合させて所望温度の調和空気を生成するための空間である。エアミックスダンパ５は、冷風通路Ｒ１の下流の上側と、温風通路Ｒ２の上流とを開閉するためのものである。エアミックスダンパ５によって冷風通路Ｒ１の下流の上側が全開にされると、温風通路Ｒ２の上流が全閉とされて冷風がエアミックス空間Ｒ３に流入し、一方、エアミックスダンパ５によって冷風通路Ｒ１の下流の上側が全閉にされると、温風通路Ｒ２の上流が全開とされて温風がエアミックス空間Ｒ３に流入する。冷風通路Ｒ１の下流の上側及び温風通路Ｒ２の上流の開度はエアミックスダンパ５によって任意に変更することができる。これにより、エアミックス空間Ｒ３に流入する冷風量及び温風量が変更されて所望温度の調和空気が得られる。

デフベント通路Ｒ４及びヒート通路Ｒ５は、エアミックス空間Ｒ３に接続されている。デフベント通路Ｒ４の下流側には、デフロスタ吹出口２ｂとベント吹出口２ｃとが設けられている。デフベントダンパ６は、デフロスタ吹出口２ｂとベント吹出口２ｃを開閉するためのものである。ヒート通路Ｒ５の下流側には、ヒート吹出口２ｄが設けられている。ヒートダンパ７は、ヒート通路Ｒ５を開閉するためのものである。

図２に示すように、電気式ヒータ２０は、第１〜第６発熱ユニットＹ１〜Ｙ６と、複数のフィン２１と、エンドプレート２２と、側部支持部材２３、２３とを備えている。第１〜第６発熱ユニットＹ１〜Ｙ６は左右方向に長い形状とされており、上下方向に互いに間隔をあけて配設されている。第１発熱ユニットＹ１が最も上に位置しており、以下、第２〜第６発熱ユニットＹ２〜Ｙ６が順に上から下に並んでいる。フィン２１は、例えばアルミニウム合金等からなるコルゲートフィンであり、第１〜第６発熱ユニットＹ１〜Ｙ６の間に配設されている。エンドプレート２２は電気式ヒータ２０の上部と下部にそれぞれ配設されており、左右方向に延びている。第１〜第６発熱ユニットＹ１〜Ｙ６、フィン２１及びエンドプレート２２は例えばろう付け等によって一体化されている。

側部支持部材２３、２３は、電気式ヒータ２０の左側部及び右側部にそれぞれ配設されており、第１〜第６発熱ユニットＹ１〜Ｙ６の端部と一体化されている。側部支持部材２３、２３がケーシング２の内面に支持されるようになっている。

第１〜第６発熱ユニットＹ１〜Ｙ６は同じものであるため、以下、第１発熱ユニットＹ１の構造について詳細に説明する。図３にも示すように、第１発熱ユニットＹ１は、電力の供給によって発熱する発熱体としての複数のＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子３０と、スペーサ部材３１（図２及び図６参照）と、正極側電極板（電極部）３２と、負極側電極板（電極部）３３と、筒状部材（収容部材）３４と、電気絶縁油３５とを備えている。

ＰＴＣ素子３０は、従来周知である高電圧タイプのものであり、略矩形の板状に成形されている。図２及び図６に示すように、第１発熱ユニットＹ１には、複数のＰＴＣ素子３０が外部空気の通過方向とは交差する所定方向（この実施形態では左右方向）に互いに間隔をあけて並ぶように設けられている。スペーサ部材３１は、それ自体が発熱しない材料からなるものであり、ＰＴＣ素子３０と略同形状に成形されており、左右方向に並ぶＰＴＣ素子３０、３０の間に配設される。スペーサ部材３１を用いることで、ＰＴＣ素子３０の使用数を減らすことが可能になる。尚、スペーサ部材３１は省略することもでき、この場合はＰＴＣ素子３０を隣接するように並べればよい。

正極側電極板３２は、導電性を有する板材からなるものであり、ＰＴＣ素子３０の電極（図３では上面）に接触するように配設される。正極側電極板３２はＰＴＣ素子３０の並ぶ方向に長く延びており、第１発熱ユニットＹ１の全てのＰＴＣ素子３０の電極に導通している。

負極側電極板３３も、導電性を有する板材からなるものであり、ＰＴＣ素子３０の並ぶ方向に長く延びている。負極側電極板３３は、ＰＴＣ素子３０のもう一方の電極側（図３では下面）に接触するように配設され、第１発熱ユニットＹ１の全てのＰＴＣ素子３０のもう一方の電極に導通している。

ＰＴＣ素子３０及びスペーサ部材３１と、正極側電極板３２とは固着され、また、ＰＴＣ素子３０及びスペーサ部材３１と、負極側電極板３３とも固着されている。従って、ＰＴＣ素子３０、スペーサ部材３１、正極側電極板３２及び負極側電極板３３は、一体化して発熱モジュールＭとなっている。

筒状部材３４は、例えばアルミニウム合金等のような伝熱性が高く、導電性を有する材料を成形してなるものである。筒状部材３４は、左側の側部支持部材２３から右側の側部支持部材３２に亘って延びており、縦断面は外部空気の通過方向に長い略矩形状となっている。筒状部材３４の上面及び下面には、フィン２１がそれぞれ接触しており、筒状部材３４の熱がフィン２１に効率よく伝わるようになっている。

筒状部材３４の内部には、ＰＴＣ素子３０、スペーサ部材３１、正極側電極板３２及び負極側電極板３３からなる発熱モジュールＭが収容されている。正極側電極板３２及び負極側電極板３３の長手方向の端部が電気的に絶縁された状態で筒状部材３４の端部に支持されることにより、発熱モジュールＭの位置決めが行われる。

発熱モジュールＭの上面（正極側電極板３２の上面）と、筒状部材３４の内面との間には隙間が形成され、また、発熱モジュールＭの下面（負極側電極板３３の下面）と、筒状部材３４の内面との間にも隙間が形成されている。さらに、発熱モジュールＭの幅方向（外部空気の通過方向）両側面と、筒状部材３４の内面との間にも隙間が形成されている。そして、筒状部材３４の内部には、電気絶縁油３５が充填されて上記隙間が電気絶縁油３５によって満たされている。つまり、電気絶縁油３５は、筒状部材３４の内面と、ＰＴＣ素子３０、正極側電極板３２及び負極側電極板３３との間に充填されることになり、これにより、ＰＴＣ素子３０、正極側電極板３２及び負極側電極板３３が筒状部材３４に対して電気的に絶縁される。

電気絶縁油３５は、ＰＴＣ素子３０に発生した熱を蓄熱する蓄熱部である。電気絶縁油３５は従来周知のものを用いることができるが、比熱の大きい方が好ましい。電気絶縁油３５の充填量が多すぎると温度変化が緩やかになり過ぎるので好ましくないが、ＰＴＣ素子３０の発熱量等に応じて乗員に違和感を与えない範囲で任意に設定することができる。

図４に示すように、第１〜第６発熱ユニットＹ１〜Ｙ６には、車載バッテリＢの電力が第１〜第３リレーＣ１〜Ｃ３を介して供給される。第１〜第３リレーＣ１〜Ｃ３は、図示しない空調制御装置によって制御されるものである。

第１〜第６発熱ユニットＹ１〜Ｙ６のうち、第１及び第２発熱ユニットＹ１、Ｙ２の正極側電極板３２同士が接続された状態で第１リレーＣ１の出力端子に導通している。また、第３及び第４発熱ユニットＹ３、Ｙ４の正極側電極板３２同士が接続された状態で第２リレーＣ２の出力端子に導通している。さらに、第５及び第６発熱ユニットＹ５、Ｙ６の正極側電極板３２同士が接続された状態で第３リレーＣ３の出力端子に導通している。第１〜第６発熱ユニットＹ１〜Ｙ６の全ての負極側電極板３３は、車載バッテリＢの負極端子に接続されている。

空調制御装置は、乗員による設定温度、外気温等に基づいて電気式ヒータ２０の暖房能力をリレー切替方式によって制御する。図４（ａ）に示すように、第２リレーＣ２を閉、第１及び第３リレーＣ１、Ｃ３を開にすると、第３及び第４発熱ユニットＹ３、Ｙ４にのみ電力が供給される最小暖房状態となる。図４（ｂ）に示すように、第１及び第３リレーＣ１、Ｃ３を閉、第２リレーＣ２を開にすると、第１及び第２発熱ユニットＹ１、Ｙ２と第５及び第６発熱ユニットＹ５、Ｙ６にのみ電力が供給される中間暖房状態となる。図４（ｃ）に示すように、第１〜第３リレーＣ１〜Ｃ３を閉にすると、第１〜第６発熱ユニットＹ１〜Ｙ６に電力が供給される最大暖房状態となる。尚、暖房が不要な場合には、第１〜第３リレーＣ１〜Ｃ３を開にする。

例えば第１〜第３リレーＣ１〜Ｃ３が開にある状態では、第１〜第６発熱ユニットＹ１〜Ｙ６が発熱していないので、電気式ヒータ２０の表面温度及び電気式ヒータ２０を通過した直後の空気温度は、冷風通路Ｒ１内を流れる空気温度と略同じになる。この状態から例えば図４（ｂ）に示す状態にすると、第１及び第２発熱ユニットＹ１、Ｙ２と第５及び第６発熱ユニットＹ５、Ｙ６に電力が供給されてこれら発熱ユニットＹ１、Ｙ２、Ｙ５、Ｙ６のＰＴＣ素子３０が発熱する。

ＰＴＣ素子３０に発生した熱は、筒状部材３４に充填された電気絶縁油３５に伝わり、電気絶縁油３５が蓄熱する。その後、電気絶縁油３５の熱が筒状部材３４に伝わってフィン２１にも伝わり、外部空気を加熱する。電気絶縁油３５が蓄熱する分、蓄熱部のない従来の電気式ヒータに比べて本実施形態の電気式ヒータ２０では表面温度の上昇が緩やかになる。具体的には、図５に示すようになる。図５において横軸は、第１リレーＣ１が開から閉に切り替わった時からの経過時間を示し、縦軸は温度を示している。図５において、従来の電気式ヒータの表面温度を最も太い実線で示し、本実施形態の電気式ヒータ２０の表面温度を最も太い破線で示している。第１リレーＣ１が閉に切り替わると、従来の電気式ヒータでは蓄熱部がないので早期に最高温度に達するのに対し、本実施形態の電気式ヒータ２０では電気絶縁油３５に蓄熱される分、表面温度の上昇が緩やかになるとともに、最高温度がＤで示すだけ低くなる。

電気式ヒータ２０のケーシング２近傍の表面温度が低くなることで、電気式ヒータ２０とケーシング２の内面との離間距離が短くても、または電気式ヒータ２０とケーシング２とが接触していても、ケーシング２に熱害を与えにくくなる。よって、ケーシング２を大きくすることなく、電気式ヒータ２０の空気通過面積を大きく設定して暖房能力を高めることができる。また、従来の電気式ヒータに比べて本実施形態の電気式ヒータ２０ではケーシング２の内面に接近させた状態で収容することが可能になる。これにより、電気式ヒータ２０とケーシング２との隙間が小さくなるので、電気式ヒータ２０を通過せずに流れてしまう空気量を減らすことができる。よって、暖房性能が十分に確保される。

第１リレーＣ１が開に切り替わると、ＰＴＣ素子３０の発熱が停止するが、電気絶縁油３５が蓄えていた熱が放出されるので、電気式ヒータ２０の表面温度の降下は従来の電気式ヒータに比べて緩やかになる。

また、図５において、従来の電気式ヒータを通過した直後の空気温度を中間太さの実線で示し、本実施形態の電気式ヒータ２０を通過した直後の空気温度を中間太さの破線で示している。これも表面温度と同様に、温度上昇及び降下が緩やかになる。

次に、図４（ｂ）に示す中間暖房状態から図４（ｃ）に示す最大暖房状態に移行する場合について説明する。図５において、従来のエアミックス後の空気温度（吹き出し空気温度）を最も細い実線で示し、本実施形態の吹き出し空気温度を最も細い破線で示している。

中間暖房状態から最大暖房状態に移行する場合には、第３及び第４発熱ユニットＹ３、Ｙ４に電力が供給されることになるが、本実施形態では、上述のようにこれら発熱ユニットＹ３、Ｙ４の温度上昇は緩やかであるため、吹き出し空気温度が急に上昇することはなく、徐々に上昇していく。また、従来の電気式ヒータを使用した場合の吹き出し空気温度の変動幅Ｅ１とし、本実施形態の電気式ヒータ２０を使用した場合の吹き出し空気温度の変動幅Ｅ２とした場合、Ｅ２の方が狭くなるので、乗員に違和感を与えにくい。尚、図４（ａ）に示す最小暖房状態から図４（ｂ）に示す中間暖房状態に切り替える場合も同様である。

また、図４（ｃ）に示す最大暖房状態から図４（ｂ）に示す中間暖房状態に移行する場合には、第３及び第４発熱ユニットＹ３、Ｙ４への電力供給が停止することになるが、上述のようにこれら発熱ユニットＹ３、Ｙ４の温度降下は緩やかであるため、吹き出し空気温度が急に降下することはなく、徐々に降下していく。よって、乗員に違和感を与えにくい。

また、電力の供給停止後は電気絶縁油３５の熱が放熱されて空調用空気が加熱されるので、電力の供給を再び開始するまでの時間が長くても暖房能力が得られる。また、電力の供給開始から電気式ヒータ２０が目標温度に到達するまでの時間は電気絶縁油３５が蓄熱する分、長くなる。これにより、第１〜第３リレーＣ１〜Ｃ３の作動回数が減る。

さらに、電気絶縁油３５がＰＴＣ素子３０の周りに充填されているので、ＰＴＣ素子３０の熱が筒状部材３４の表面に直接的に伝わりにくくなり、電気絶縁油３５が温度伝達の緩衝材として作用してＰＴＣ素子３０近傍の最高温度が抑えられる。そして、電気絶縁油３５の熱がスペーサ部材３１近傍に伝わってスペーサ部材３１近傍の温度が上昇する。従って、図６に示すように、筒状部材３４におけるＰＴＣ素子３０が存在する部位の表面温度と、スペーサ部材３１が存在する部位の表面温度との差が小さくなる。これにより、電気式ヒータ２０の左右方向について温度分布が大きく異なることはなく、吹き出し空気の温度を左右方向について均一に近づけることができる。

以上説明したように、この実施形態に係る電気式ヒータ２０によれば、ＰＴＣ素子３０の熱を電気絶縁油３５に蓄熱させるようにしたので、電気式ヒータ２０のケーシング２近傍の最高表面温度を低下させることができ、ケーシング２の熱害を抑制できる。これにより、電気式ヒータ２０とケーシング２との隙間を小さくすることができ、暖房性能を十分に確保できる。また、電力の供給停止後から供給を再び開始するまでの時間、及び電力の供給開始から電気式ヒータ２０が目標温度に到達するまでの時間が長くなるので、第１〜第３リレーＣ１〜Ｃ３の作動回数を減らすことができる。さらに、電力の供給停止後の温度変化が緩やかになるので、室内に吹き出す空気温度の変化を緩やかにすることができ、違和感を与えないようにすることができる。

また、左右方向に並ぶＰＴＣ素子３０の間に発熱しないスペーサ部材３１を設けてＰＣ素子３０の使用個数を減らすことができる。この場合に、電気絶縁油３５の蓄熱作用によって室内に吹き出す空気の温度を均一化することができ、違和感を与えないようにすることができる。

また、ＰＴＣ素子３０及び電極板３２、３３を収容する筒状部材３４に充填された電気絶縁油３５を蓄熱部としたので、電気式ヒータ２０の構成をシンプルにすることができる。

尚、上記実施形態では、電気絶縁油３５を蓄熱部としているが、これに限らず、各種蓄熱材を蓄熱部として使用することができる。

また、本発明は、車両用空調装置のみならず、例えば家庭用等の据え置き型空調装置に適用することもできる。

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、車両用空調装置の暖房用熱源として使用することができる。

１ 車両用空調装置
２０ 電気式ヒータ
３０ ＰＴＣ素子（発熱体）
３１ スペーサ部材
３２ 正極側電極板（電極部）
３３ 負極側電極板（電極部）
３４ 筒状部材（収容部材）
３５ 電気絶縁油（蓄熱部）

Claims (4)

1. 空調装置の暖房用熱源として使用される電気式ヒータにおいて、
   電力の供給によって発熱する発熱体と、
   上記発熱体に発生した熱を蓄熱する蓄熱部とを備え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、
   複数の上記発熱体が外部空気の通過方向とは交差する所定方向に並ぶように設けられ、
   所定方向に並ぶ上記発熱体の間には、スペーサ部材が設けられていることを特徴とする電気式ヒータ。
3. 請求項１または２に記載の電気式ヒータにおいて、
   上記発熱体に接続又は接触し該発熱体に電力を供給する電極部と、
   上記発熱体及び上記電極部を収容する収容部材とを備え、
   上記蓄熱部は、上記収容部材に充填された電気絶縁油で構成されていることを特徴とする電気式ヒータ。
4. 請求項３に記載の電気式ヒータにおいて、
   上記収容部材には、複数の上記発熱体が収容され、
   上記電気絶縁油は、上記収容部材の内面と上記発熱体及び上記電極部との間に充填されていることを特徴とする電気式ヒータ。

Images