JP7301427B2 - 絶縁型ヒータおよびヒータ装置 - Google Patents

Description

本発明は絶縁型ヒータおよびヒータ装置に関し、より詳しくは漏電および短絡に対する信頼性の高い絶縁型ヒータおよびヒータ装置に関するものである。

ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子を用いたヒータは、ＰＴＣ素子の正温度特性を利用して、容易な温度制御および低消費電力化を図ることができる加熱装置である。また、ＰＴＣ素子を用いたヒータに絶縁性を持たせることで、乾燥した場所のみならず湿気のある場所での利用も可能となり、適用範囲を拡げることができる。

このような発熱素子を用いたヒータとして、特許文献１には、正特性サーミスターを用いた放熱器が開示される。また、特許文献２～５には、発熱素子を一対の電極板や一対の放熱フィンで挟持してクリップで挟み込む構成が開示される。

特開平６－２０３９４５号公報 特開２００８－０７１５５３号公報 特開２０１０－０３４１１１号公報 特開２０１２－０２８３８４号公報 特開２０１４－２２２７８１号公報

しかしながら、特許文献１に開示される放熱器では、放熱体に電流が流れる非絶縁型であり、放熱器を組み込む製品の筐体を絶縁性および耐熱性に優れた材料（例えば、耐熱性樹脂）で形成しなければならない。このため、樹脂製の筐体を熱から保護するための温度ヒューズやサーモスタットなどの保護機構を設ける必要があり、製品設計の自由度が低く、コストアップを招きやすい。また、非絶縁型ヒータでは、筐体を絶縁材料で形成したとしても、湿気の多い場所での使用は難しい。

一方、特許文献２～５に記載のヒータでは、発熱素子と導通する電極板と、放熱フィンとの間に絶縁板が設けられており、放熱フィンに電流が流れない絶縁型となっている。しかし、発熱素子を間として電極板、絶縁板、放熱フィンで挟持する構造体をクリップで挟み込む構成のため、構造が複雑化しやすく、クリップで挟むための延出部分が必要であり、この延出部分やクリップによって装置の小型化を図ることが困難となる。また、クリップによって挟み込むと、その力で発熱素子の割れや欠けが発生する可能性がある。さらに、欠けた発熱素子の破片の脱落や、破片が原因で短絡の危険性が高まる。さらに、クリップによる挟み込みでは、振動する環境で使用される場合や、ＯＮ／ＯＦＦ制御での熱膨張、収縮の繰り返しによって発熱素子が面方向にずれやすく、電極層と電極板との摩擦によって電極層の摩耗が発生し、出力低下の原因となる。

本発明は、漏電および短絡に対する信頼性が高く、構造容易で耐久性に優れた絶縁型ヒータおよびヒータ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、表裏に電極層が設けられた発熱素子と、発熱素子を間に挟持し、表裏の電極層のそれぞれと導通する一対の電極板と、一対の電極板の外側に配置された一対の放熱フィンと、を備え、一対の電極板のそれぞれと、一対の放熱フィンのそれぞれとの間に絶縁板が設けられ、電極板と絶縁板との間、および絶縁板と放熱フィンとの間は、耐熱性接着剤によって接続された、絶縁型ヒータである。

このような構成によれば、電極板と放熱フィンとの間に絶縁板を設けることで、放熱フィンを電気的に絶縁することができる。また、電極板と絶縁板との間、および絶縁板と放熱フィンとの間を耐熱性接着剤によって接続するため、クリップなどの固定具を用いることなく発熱素子、電極板および絶縁板による発熱構造体を密着させることができる。

上記の絶縁型ヒータにおいて、発熱素子、一対の電極部および絶縁板で構成された発熱構造体の側面の全体が絶縁性接着剤で覆われていることが好ましい。これにより、発熱構造体の側面において電極層や電極板の露出を防止して、漏電および短絡に対する信頼性を高めることができる。

上記の絶縁型ヒータにおいて、一対の電極部の間で前記発熱素子を挟持する方向を第１方向、第１方向と直交し電極板が延在する方向を第２方向、第１方向および第２方向と直交する方向を第３方向として、発熱素子の第３方向の長さをＷｐ、絶縁板の第３方向の長さをＷｉ、および放熱フィンの第３方向の長さをＷｆとした場合、Ｗｐ＜Ｗｉ≦Ｗｆを満たし、発熱素子および電極板の側面の全体が絶縁性接着剤で覆われていてもよい。これにより、発熱素子および電極板の幅が放熱フィンおよび絶縁板の幅よりも狭くなり、幅の狭くなった部分に構成される凹部に絶縁性接着剤を埋め込むことができる。

上記の絶縁型ヒータにおいて、第１方向にみて、電極板は絶縁板の内側に配置されることが好ましい。これにより、積層構造体において電極板が絶縁板の外周よりも内側に後退して配置されるため、電極板の縁と放熱フィンとの沿面距離を長くすることができる。

上記の絶縁型ヒータにおいて、絶縁板は、酸化アルミニウムを含んでいてもよい。これにより、絶縁板に十分な硬さおよび平坦性を持たせることができ、絶縁板と筒体の内面との密着性を高めることができる。

上記の絶縁型ヒータにおいて、発熱素子は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子であってもよい。これによりＰＴＣ素子の正温度特性を利用して、容易な温度制御および低消費電力化を図ることができる。

本発明の一態様は、上記の絶縁型ヒータと、絶縁型ヒータを収容する金属製の筐体と、を備えた、ヒータ装置である。このような構成によれば、筐体として耐熱性樹脂を用いる必要がなく設計自由度が高まるとともに、樹脂製の筐体を用いる場合に必要な熱に対する保護機構を省略することができる。

本発明によれば、漏電および短絡に対する信頼性が高く、構造容易で耐久性に優れた絶縁型ヒータおよびヒータ装置を提供することが可能になる。

本実施形態に係る絶縁型ヒータの構成を例示する分解斜視図である。 本実施形態に係る絶縁型ヒータの構成を例示する模式平面図である。 本実施形態に係る絶縁型ヒータの構成を例示する模式側面図である。 本実施形態に係る絶縁型ヒータの構成を例示する模式断面図である。 本実施形態に係るヒータ装置の構成を例示する模式図である。 本実施形態に係るヒータ装置の構成を例示する斜視図である。 本実施形態に係るヒータ装置の製造方法を例示するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

（絶縁型ヒータの構成）
図１は、本実施形態に係る絶縁型ヒータ（以下、単に「ヒータ」とも言う。）の構成を例示する分解斜視図である。
図２は、本実施形態に係るヒータの構成を例示する模式平面図である。
図３は、本実施形態に係るヒータの構成を例示する模式側面図である。
図４は、本実施形態に係るヒータの構成を例示する模式断面図である。
ここで、図２に示す模式平面図では、上側の絶縁板３０および放熱フィン４０の一部を省略して表示し、図３に示す模式側面図では、封止剤６０の一部を省略して表示している。

本実施形態に係るヒータ１は、電圧印加によって発熱する装置である。ヒータ１は、発熱素子１０、一対の電極板２０、一対の絶縁板３０および一対の放熱フィン４０を備える。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、一対の電極板２０の間で発熱素子１０を挟持する方向を第１方向Ｄ１、第１方向と直交し放熱フィン４０の延在する方向を第２方向Ｄ２、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２と直交する方向を第３方向Ｄ３と言うことにする。また、第１方向Ｄ１は厚さ方向、第２方向Ｄ２は長さ方向、第３方向Ｄ３は幅方向とも言うことにする。

発熱素子１０は、電圧の印加によって発熱する素子である。発熱素子１０には、例えばＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子が用いられる。ＰＴＣ素子は正温度特性を有する。すなわち、キュリー点以上の温度になると抵抗が増加して、それ以上の温度上昇が制限される。発熱素子１０としてＰＴＣ素子を用いることで、温度制御の容易性および消費電力の抑制を図ることができる。

ＰＴＣ素子の正温度特性は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）に微量の希土類などを添加することで変化する。本実施形態では複数の発熱素子１０が設けられる。１つの発熱素子１０は、厚さ約３ミリメートル（ｍｍ）～５ｍｍ、幅約１３ｍｍ～１５ｍｍ、長さ約２３ｍｍ～２５ｍｍの略直方体である。本実施形態に係るヒータ１では、高出力を得るとともに、省スペース化を図るため、上記の大きさの発熱素子１０が第２方向Ｄ２に複数個、直列に並べられている。

発熱素子１０の表裏面（厚さ方向の表裏面）のそれぞれには電極層１０ａが設けられる。電極層１０ａには、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属が用いられる。これらの金属を発熱素子１０の表裏面に例えば溶射することで電極層１０ａが形成される。金属の溶射によって形成された電極層１０ａの表面には微小な凹凸が設けられる。また、電極層１０ａは発熱素子１０とオーミックコンタクトしている。

発熱素子１０は、一対の電極板２０の間に挟持される。一対の電極板２０のうちの一方は第１電極板２０１であり、他方は第２電極板２０２である。説明の便宜上、第１電極板２０１および第２電極板２０２を区別せずに示すときは、電極板２０と言うことにする。第１電極板２０１は、発熱素子１０の一方の電極層１０ａと導通し、第２電極板２０２は、発熱素子１０の他方の電極層１０ａと導通する。電極板２０と発熱素子１０との間は耐熱接着剤（シリコーン接着剤等）によって接続される。この電極板２０と発熱素子１０とを接着する耐熱接着剤としては、後述するように接着力の高い絶縁性の接着剤を用いることができる。

第１電極板２０１は、第１板状部分２１１、第１端子部分２２１および第１凸状延出部分２３１を有する。第２電極板２０２は、第２板状部分２１２、第２端子部分２２２および第２凸状延出部分２３２を有する。また、第１端子部分２２１は第１かしめ部分２５１を有し、第２端子部分２２２は第２かしめ部分２５２を有する。

説明の便宜上、第１板状部分２１１および第２板状部分２１２を区別せずに示すときは、板状部分２１０と言うことにする。また、第１端子部分２２１および第２端子部分２２２を区別せずに示すときは、端子部分２２０と言うことにする。また、第１凸状延出部分２３１および第２凸状延出部分２３２を区別せずに示すときは、凸状延出部分２３０と言うことにする。また、第１かしめ部分２５１および第２かしめ部分２５２を区別せずに示すときは、かしめ部分２５０と言うことにする。

板状部分２１０は、第２方向Ｄ２に延在する薄板状の部分であり、電極層１０ａと導通するように接する。板状部分２１０の幅は、電極層１０ａの幅よりも広く、発熱素子１０の幅以下であることが望ましい。板状部分２１０の幅が電極層１０ａの幅よりも広いことで、電極層１０ａの全体を板状部分２１０と接触させることができる。一方、板状部分２１０の幅を発熱素子１０の幅以下にすることで、板状部分２１０の幅方向の縁部分が発熱素子１０よりも外側にはみ出ないことになる。

端子部分２２０は、板状部分２１０における一方の端部に設けられる。第１かしめ部分２５１には第１導通ケーブルＣ１１がかしめによって固定され、第２かしめ部分２５２には第２導通ケーブルＣ１２がかしめによって固定される。

説明の便宜上、第１導通ケーブルＣ１１および第２導通ケーブルＣ１２を区別せずに示すときは、導通ケーブルＣ１０と言うことにする。導通ケーブルＣ１０は、導線の周囲を絶縁被覆材で覆ったものである。導通ケーブルＣ１０の先端において絶縁被覆材から露出する導線がかしめ部分２５０でかしめによって接続される。また、絶縁被覆材の先端部分についても、かしめ部分２５０でかしめによって固定されていることが望ましい。かしめによる接続では、はんだ付け、ろう付け、ねじ止めに比べて容易かつ確実に接続することができる。導通ケーブルＣ１０を接続した端子部分２２０には絶縁処理（絶縁テープや熱収縮チューブ）を施しておくことが好ましい。

凸状延出部分２３０は、板状部分２１０とかしめ部分２５０との間に設けられる。凸状延出部分２３０は、板状部分２１０における端部から第２方向Ｄ２へ凸型に延出した部分である。凸状延出部分２３０の先端部分から第２方向Ｄ２へ、かしめ部分２５０が延出している。

電極板２０には、例えばステンレスやアルミニウム（Ａｌ）が用いられる。なお、端子部分２２０を幅狭で直線的に延出させるため、電極板２０にはある程度の固さを備えたステンレスを用いることが好ましい。板状部分２１０の厚さは約０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度である。

一対の絶縁板３０は絶縁性を有する板状部材であり、一対の電極板２０を間に挟持する。一対の絶縁板３０のうちの一方は第１絶縁板３０１であり、他方は第２絶縁板３０２である。説明の便宜上、第１絶縁板３０１および第２絶縁板３０２を区別せずに示すときは、絶縁板３０と言うことにする。

絶縁板３０は、例えば酸化アルミニウム（アルミナ）を含む。絶縁板３０は、酸化アルミニウムの板材によって構成されていてもよいし、芯材となる支持板の表面に酸化アルミニウムを被覆した構成でもよい。また、絶縁板３０は、ポリイミド等の樹脂材料で構成されていてもよい。第１絶縁板３０１は第１電極板２０１の外側に配置され、第２絶縁板３０２は第２電極板２０２の外側に配置される。すなわち、第１絶縁板３０１と第２絶縁板３０２との間に、発熱素子１０を挟持した一対の電極板２０が挟持される状態となる。

ここで、絶縁板３０の長さは、電極板２０の端子部分２２０の全体を覆うことができる長さであることが好ましい。これにより、一対の絶縁板３０の間に端子部分２２０が隠れるようになり、絶縁性、耐短絡性を高めることができる。また、凸状延出部分２３０から延出する端子部分２２０を一対の絶縁板３０で支持し、折れ曲がりを防止することができる。端子部分２２０側の端部の処理としては、一つの絶縁板３０の間において端子部分２２０を封止剤６０で埋め込んでもよいし、絶縁性を有するキャップ（樹脂製キャップ）を被せるようにしてもよい。

一対の放熱フィン４０は、一対の電極板２０の外側に配置される。すなわち、第１電極板２０１の外側に第１放熱フィン４０１が配置され、第２電極板２０２の外側に第２放熱フィン４０２が配置される。なお、説明の便宜上、第１放熱フィン４０１および第２放熱フィン４０２を区別せずに示すときは、放熱フィン４０と言うことにする。放熱フィン４０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる板材を、山部と谷部とを繰り返すように折り曲げて構成されている。

本実施形態では、第１電極板２０１と第１放熱フィン４０１との間に第１絶縁板３０１が配置され、第２電極板２０２と第２放熱フィン４０２との間に第２絶縁板３０２が配置される。これにより、第１電極板２０１と第１放熱フィン４０１とは第１絶縁板３０１によって電気的に絶縁され、第２電極板２０２と第２放熱フィン４０２とは第２絶縁板３０２によって電気的に絶縁される。

また、本実施形態では、電極板２０と絶縁板３０との間、および絶縁板３０と放熱フィン４０との間は、耐熱性接着剤５０によって接続される。すなわち、第１電極板２０１と第１絶縁板３０１との間、第１絶縁板３０１と第１放熱フィン４０１との間、第２電極板２０２と第２絶縁板３０２との間、および第２絶縁板３０２と第２放熱フィン４０２との間が耐熱性接着剤５０によって接続される。耐熱性接着剤５０には、例えばシリコーン接着剤が用いられる。耐熱性接着剤５０としては、接着力の高い絶縁性の接着剤を用いることができる。

このように、本実施形態では、電極板２０と放熱フィン４０との間に絶縁板３０を設けることで放熱フィン４０を電極板２０（発熱素子１０）と電気的に絶縁することができる。また、電極板２０と絶縁板３０との間、および絶縁板３０と放熱フィン４０との間を耐熱性接着剤５０によって接続する構成のため、クリップなどの固定具を用いることなく発熱素子１０、電極板２０および絶縁板３０による発熱構造体１００および発熱構造体１００と放熱フィン４０とを密着させることができる。

ここで、発熱素子、一対の電極板、一対の絶縁板および一対の放熱フィンを積層構造としようとした場合、接着剤を用いて各部間を接続する構成が考えられる。この際、発熱素子１０と電極板２０との間は導電性を有する接着剤を用いるようにする。しかし、導電性を有する接着剤には導電性フィラーが混入しているため、絶縁性の接着剤に比べて接着力が劣る。そこで、接着剤を使わずに直接積層して発熱素子と電極板との導通を得た状態で、クリップで挟持して固定する構成が採用される（特許文献２～５など）。

ところが、クリップで挟持する場合、クリップの押圧力で発熱素子の割れや欠けが発生する可能性がある。さらに、欠けた発熱素子の破片の脱落や、破片が原因で短絡の危険性が高まる。また、クリップによる挟み込みでは、振動する環境で使用される場合や、ＯＮ／ＯＦＦ制御での熱膨張／収縮の繰り返しによって発熱素子が面方向にずれやすく、電極層と電極板との摩擦によって電極層の摩耗が発生し、出力を低下させる原因となる。

本実施形態では、電極層１０ａがアルミニウム等の金属の溶射によって形成されているため、電極層１０ａの表面に微小な凹凸が設けられている。このため、絶縁性の接着剤を用いて発熱素子１０と電極板２０とを接着しても、密着させた際に電極層１０ａの微小な凹凸が絶縁性の接着剤を貫通して電極板２０と接触し、電極層１０ａと電極板２０との導通を得ることができる。

このため、発熱素子１０と電極板２０とを接着力の高い絶縁性の接着剤で接続することができ、クリップで挟持する必要なく強固な密着力と導通性とを得ることが可能となる。また、本実施形態では、電極板２０と絶縁板３０との間、および絶縁板３０と放熱フィン４０との間を耐熱性接着剤５０も接着力の高い絶縁性の接着剤を用いることができる。すなわち、発熱素子１０、一対の電極板２０、一対の絶縁板３０および一対の放熱フィン４０の積層構造を、クリップを用いることなく、接着力の高い絶縁性の接着剤で強固に密着接続することができる。

したがって、本実施形態では、クリップを用いることなく接着剤による密着積層でシンプルな構成を実現できること、絶縁性の接着剤を用いても発熱素子１０と電極板２０との導通を得られること、絶縁性の接着剤を用いた強固な接着によって、振動や熱膨張／収縮の繰り返しによる発熱素子１０の面方向のずれが発生しにくく、電極層１０ａと電極板２０との摩擦による電極層１０ａの摩耗を抑制できること、これにより長期間にわたり出力を維持できる耐久性に優れていること、という特有の作用効果を得ることができる。

また、本実施形態では、図４に示すように、発熱素子１０の第３方向の長さ（幅）をＷｐ、絶縁板３０の第３方向の長さ(幅）をＷｉ、および放熱フィン４０の第３方向の長さ（幅）をＷｆとした場合、Ｗｐ＜Ｗｉ≦Ｗｆを満たすよう構成されている。これにより、ヒータ１の最も幅の広い部分が放熱フィン４０となり、放熱フィン４０および絶縁板３０の幅よりも発熱素子１０の幅のほうが狭くなる。この幅の差によって発熱構造体１００の側面に凹部１００ａが構成される。この凹部１００ａには封止剤６０が埋め込まれる。封止剤６０には、例えばシリコーン系樹脂やエポキシ樹脂などの耐電圧および耐熱型の樹脂材料が用いられる。

封止剤６０によって、発熱構造体１００の側面において電極層１０ａや電極板２０の露出を防止することができる。また、発熱構造体１００の側面を封止剤６０で覆ったとしても、封止剤６０を凹部１００ａに埋め込むことができ、封止剤６０によってヒータ１の幅が広くなることを抑制できる。

また、電極板２０の第３方向の長さ（幅）をＷｅとして場合、Ｗｅ＜Ｗｉ≦Ｗｆを満たすよう構成されていることが好ましい。さらには、電極層１０ａの第３方向の長さ（幅）をＷａとした場合、Ｗａ＜Ｗｐを満たすよう構成されていることが好ましい。これにより、第１方向Ｄ１にみて、電極板２０や電極層１０ａが絶縁板３０よりも内側に配置されるため、発熱構造体１００の長辺側の側面において生じやすい電極板と放熱フィンとの間の漏電の抑制効果を高めることができる。

さらに、第１方向Ｄ１にみた場合、電極板２０が絶縁板３０の内側に配置されるようにすることが好ましい。これにより、発熱構造体１００において電極板２０が絶縁板３０の外周よりも内側に後退して配置されるため、電極板２０の縁と放熱フィン４０との沿面距離を長くすることができ、電極板と放熱フィンとの間の漏電の抑制効果をより高めることが可能となる。

このような構成を備えた本実施形態に係るヒータ１では、シンプルな構成でありながら、漏電および短絡に対する信頼性が高く、耐久性に優れ、しかも部材間をクリップで止める必要がないため、コンパクトなヒータ１を実現することが可能となる。

（ヒータ装置の構成）
図５は、本実施形態に係るヒータ装置の構成を例示する模式図である。
図６は、本実施形態に係るヒータ装置の構成を例示する斜視図である。
本実施形態に係るヒータ装置５００は、上記説明した本実施形態に係るヒータ１を金属製の筐体５１０に収容したものである。図５および図６に示すヒータ装置５００の例では、２つのヒータ１を上下重ねて筐体５１０に収容した構成となっている。なお、筐体５１０に収容するヒータ１の数や配置はこれに限定されない。

筐体５１０に収容されたヒータ１の導通ケーブルＣ１０は、筐体５１０から外側に延出しており、外部の電源部６００と接続される。これにより、電源部６００から供給される電力が導通ケーブルＣ１０を介して筐体５１０内のヒータ１に供給される。加熱されたヒータ１の熱は放熱フィン４０に伝わる。ヒータ装置５００の外側には図示しないファンが設けられており、ファンから放熱フィン４０に風を送ることで、放熱フィン４０の熱が風に伝わり、温風となって放出される。

このようなヒータ装置５００に本実施形態に係るヒータ１を用いることで、筐体５１０として絶縁性を備えた樹脂製のみならず、金属製を適用することができる。すなわち、本実施形態に係るヒータ１では、電極板２０と放熱フィン４０との間に絶縁板３０が設けられているため、金属製（例えば、アルミニウム）の放熱フィン４０に電流は流れない。したがって、筐体５１０として絶縁性を備えている必要はなく、金属製の筐体５１０であっても適用可能となる。

樹脂製の筐体を用いる場合には、筐体成型のための金型が必要になるとともに、耐熱性を考慮した樹脂材料の選定が必要になる。耐熱性としては、例えば２００℃以上が必要である。さらには、樹脂製の筐体を熱から保護するための温度ヒューズやサーモスタットなどの保護機構を設ける必要がある。

一方、筐体５１０として金属製を適用できると、筐体５１０の設計自由度を大幅に向上させることができる。すなわち、樹脂製を適用する場合のような金型が不要になり、板金加工によって筐体５１０を形成することができる。しかも、樹脂製の場合には必要になる温度ヒューズやサーモスタットのような保護機構を省略することができる。

また、もし、絶縁されていない放熱フィンを有するヒータを金属製の筐体に組み込もうとした場合には、筐体とヒータ（放熱フィン）との間に何らかの絶縁処理が必要になる。しかし、本実施形態に係るヒータ１を用いることで、ヒータ１（放熱フィン４０）と筐体５１０との間に絶縁処理を施すことなくヒータ１を金属製の筐体５１０に組み込むことができる。すなわち、金属製の筐体５１０と放熱フィン４０とが接触しても問題なく、隙間無く組み込むことができる。

したがって、同じ大きさのヒータであっても、本実施形態に係るヒータ１を用いることで筐体５１０を小型化することができる。さらに、筐体５１０に温度に対する保護機構を設ける必要がなくなり、ヒータ装置５００の小型化とともに構造の簡素化を達成することができる。

（製造方法）
次に、ヒータ１の製造方法について説明する。
図７は、ヒータの製造方法を例示するフローチャートである。
先ず、発熱素子１０を一対の電極板２０で挟持する（ステップＳ１０１）。なお、発熱素子１０を挟持する前に、予め、電極板２０の端子部分２２０には導通ケーブルＣ１０をかしめなどで接続しておく。発熱素子１０と電極板２０との間の接続には、熱伝導性に優れた例えばシリコーン系接着剤を用いることが好ましい。

次に、発熱素子１０を挟持した一対の電極板２０を一対の絶縁板３０で挟持する（ステップＳ１０２）。絶縁板３０には、例えば酸化アルミニウム（アルミナ）の板材が用いられる。電極板２０と絶縁板３０との間の接続には、耐熱性接着剤５０が用いられる。耐熱性接着剤５０としては、熱伝導性に優れた例えばシリコーン系接着剤が用いられる。

次に、一対の絶縁板３０のそれぞれに一対の放熱フィン４０を取り付ける（ステップＳ１０３）。絶縁板３０と放熱フィン４０との間の接続には、耐熱性接着剤５０が用いられる。耐熱性接着剤５０としては、熱伝導性に優れた例えばシリコーン系接着剤が用いられる。

次に、耐熱性接着剤５０の硬化を行う（ステップＳ１０４）。耐熱性接着剤５０として熱硬化型の接着剤を用いる場合、一対の放熱フィン４０の外側から治具によって圧力をかけながら接着剤の硬化温度まで加熱する。これにより、発熱構造体１００の各部材とともに一対の放熱フィン４０が密着した状態で固定される。耐熱性接着剤５０の硬化によってヒータ１が完成する。

このような製造方法によれば、耐熱性接着剤５０によって発熱構造体１００の各部材間の密着接続および放熱フィン４０の密着接続をステップＳ１０４に示す硬化処理（加熱・加圧硬化処理）で一括して行うことができる。これにより、放熱フィン４０の接続や、発熱構造体１００の密着を別工程で行う場合に比べて製造にかかる時間を短縮することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、漏電および短絡に対する信頼性が高く、構造容易な絶縁型ヒータ１およびヒータ装置５００を提供することが可能になる。

なお、上記に本実施形態およびその適用例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、発熱構造体１００の側面を封止剤６０で覆う例を示したが、複数の発熱素子１０を収容できる絶縁性の枠体を用いてもよい。複数の発熱素子１０が収容された枠体を一対の電極板２０、一対の絶縁板３０および一対の放熱フィン４０で挟持すれば、枠体の内側に発熱素子１０が密閉されることになる。また、導通ケーブルＣ１０を接続する端子としてかしめ部分２５０の例を示したが、平板状に延出する端子部分であってもよい。この場合、導通ケーブルＣ１０を、はんだ付け、ろう付け、ねじ止めで接続してもよいし、コネクタで接続してもよい。また、発熱素子１０としてＰＴＣ素子を用いる例を示したが、ＰＴＣ素子以外の素子（例えば、アルミナや窒化珪素などのセラミックス）を用いてもよい。

また、前述の各実施形態またはその適用例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に包含される。

本発明は、自動車、電車、船、飛行機等の移動体、浴室乾燥機、ドラム型洗濯乾燥機、食器洗い機、ふとん乾燥機などの加熱機構部分として利用可能である。特に、漏電および短絡に対する信頼性が高いため、湿気の多い場合で用いられる加熱機構部分として好適に利用可能である。

１…絶縁型ヒータ（ヒータ）
１０…発熱素子
１０ａ…電極層
２０…電極板
３０…絶縁板
４０…放熱フィン
５０…耐熱性接着剤
６０…封止剤
１００…発熱構造体
１００ａ…凹部
２０１…第１電極板
２０２…第２電極板
２１０…板状部分
２１１…第１板状部分
２１２…第２板状部分
２２０…端子部分
２２１…第１端子部分
２２２…第２端子部分
２３０…凸状延出部分
２３１…第１凸状延出部分
２３２…第２凸状延出部分
２５０…かしめ部分
２５１…第１かしめ部分
２５２…第２かしめ部分
３０１…第１絶縁板
３０２…第２絶縁板
４０１…第１放熱フィン
４０２…第２放熱フィン
５００…ヒータ装置
５１０…筐体
６００…電源部
Ｃ１０…導通ケーブル
Ｃ１１…第１導通ケーブル
Ｃ１２…第２導通ケーブル
Ｄ１…第１方向
Ｄ２…第２方向
Ｄ３…第３方向
Ｗａ…電極層の幅
Ｗｅ…電極板の幅
Ｗｆ…放熱フィンの幅
Ｗｉ…絶縁板の幅
Ｗｐ…発熱素子の幅

Claims (7)

1. 表裏に電極層が設けられた発熱素子と、
   前記発熱素子を間に挟持し、前記表裏の電極層のそれぞれと導通する一対の電極板と、
   前記一対の電極板の外側に配置された一対の放熱フィンと、
   を備え、
   前記一対の電極板のそれぞれと、前記一対の放熱フィンのそれぞれとの間に絶縁板が設けられ、
   前記電極板と前記絶縁板との間、および前記絶縁板と前記放熱フィンとの間は、耐熱性接着剤によって接続され、
   前記一対の電極板の間で前記発熱素子を挟持する方向を第１方向、前記第１方向と直交し前記電極板が延在する方向を第２方向、前記第１方向および前記第２方向と直交する方向を第３方向として、
   前記電極板の前記第３方向の長さをＷｅ、前記発熱素子の前記第３方向の長さをＷｐ、前記絶縁板の前記第３方向の長さをＷｉ、および前記放熱フィンの前記第３方向の長さをＷｆとした場合、
   Ｗｅ＜Ｗｐ＜Ｗｉ≦Ｗｆを満たし、かつ
   前記発熱素子および前記一対の電極板の端子部分を含む前記第２方向の長さが前記絶縁板の第２方向の長さよりも短い、絶縁型ヒータ。
2. 前記発熱素子、前記一対の電極板および前記絶縁板で構成された発熱構造体の側面の全体が絶縁性接着剤で覆われた、請求項１記載の絶縁型ヒータ。
3. 前記発熱構造体の前記側面には、前記電極板の前記第３方向の長さが前記絶縁板および前記発熱素子の前記第３方向の長さよりも短いことによって凹部が構成され、
   前記凹部に前記絶縁性接着剤が埋め込まれる、請求項２記載の絶縁型ヒータ。
4. 前記第１方向にみて、前記電極板は前記絶縁板の内側に配置された、請求項３記載の絶縁型ヒータ。
5. 前記絶縁板は、酸化アルミニウムを含む、請求項１記載の絶縁型ヒータ。
6. 前記発熱素子は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子である、請求項１記載の絶縁型ヒータ。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の絶縁型ヒータと、
   前記絶縁型ヒータを収容する金属製の筐体と、
   を備えた、ヒータ装置。
   

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