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公開番号2024144205
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2024037400
出願日2024-03-11
発明の名称ヒーターエレメント組立物
出願人日本碍子株式会社
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類H05B 3/14 20060101AFI20241003BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】PTC特性をもつハニカム構造部を備えるヒーターエレメント及び枠体を備えるヒーターエレメント組立物であって、当該ヒーターエレメントに対する保護性能に優れ、且つ、熱損低減にも寄与するヒーターエレメント組立物を提供する。
【解決手段】ヒーターエレメント、緩衝材及び枠体を備えるヒーターエレメント組立物であって、前記ヒーターエレメントは、外周壁と、前記外周壁の内周側に配設され、第一端面から第二端面まで延びる流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁であって、PTC特性を有する材料を含有する隔壁とを有し、通電発熱可能なハニカム構造部を備え;前記枠体は、前記ハニカム構造部の前記外周壁の外周面に、前記緩衝材を介して嵌合する内周面をもつ樹脂製の第一枠部を有する、ヒーターエレメント組立物。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
ヒーターエレメント、緩衝材及び枠体を備えるヒーターエレメント組立物であって、
前記ヒーターエレメントは、
外周壁と、前記外周壁の内周側に配設され、第一端面から第二端面まで延びる流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁であって、ＰＴＣ特性を有する材料を含有する隔壁とを有し、通電発熱可能なハニカム構造部；
前記第一端面を形成する隔壁の表面の一部又は全部を被覆する第一電極層；
前記第二端面を形成する隔壁の表面の一部又は全部を被覆する第二電極層；
前記第一電極層の外表面に接続されている第一端子；及び
前記第二電極層の外表面に接続されている第二端子；
を有し、
前記枠体は、
前記ハニカム構造部の前記外周壁の外周面に、前記緩衝材を介して嵌合する内周面をもつ樹脂製の第一枠部を有する、
ヒーターエレメント組立物。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記第一枠部を構成する樹脂は、ＡＳＴＭＤ７８５－２００８Ｒ１５に準拠して測定されるロックウェル硬さが１５０ＨＲＲ以下であるか、及び／又は、１２０ＨＲＭ以下である請求項１に記載のヒーターエレメント組立物。
【請求項３】
前記第一枠部を構成する樹脂は、ＪＩＳＫ７１９１－１：２０１５に準拠して測定される荷重たわみ温度が１４５℃以上である請求項１又は２に記載のヒーターエレメント組立物。
【請求項４】
前記第一枠部を構成する樹脂は、融点が２５０℃以上である請求項１又は２に記載のヒーターエレメント組立物。
【請求項５】
前記第一枠部を構成する樹脂は、ＪＩＳＲ１６１１：２０１０に準拠して測定される２５℃における熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ／Ｋ以下である請求項１又は２に記載のヒーターエレメント組立物。
【請求項６】
前記第一枠部を構成する樹脂は、ＪＩＳＣ２１３９：２００８に準拠して測定される２５℃における体積抵抗率が１．０×１０
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Ω・ｃｍ以上である請求項１又は２に記載のヒーターエレメント組立物。
【請求項７】
前記第一枠部を構成する樹脂は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）から選択される一種又は二種を含有する請求項１又は２に記載のヒーターエレメント組立物。
【請求項８】
前記緩衝材のヤング率が０．０５～０．３ＭＰａである請求項１又は２に記載のヒーターエレメント組立物。
【請求項９】
前記緩衝材がシリコンゴムスポンジ製である請求項１又は２に記載のヒーターエレメント組立物。
【請求項１０】
前記緩衝材の圧縮方向の厚みが０．５～５．０ｍｍである請求項１又は２に記載のヒーターエレメント組立物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒーターエレメント及び枠体を備えるヒーターエレメント組立物に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車等の各種車両において、車室環境の改善に対する要求が高まっている。具体的な要求としては、車室内のＣＯ
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を低減して運転者の眠気を抑制すること、車室内を調湿すること、及び、車室内のにおい成分やアレルギー誘因成分等の有害な揮発成分を除去すること等が挙げられる。このような要求に有効な対策として換気が挙げられるが、換気は、冬場のヒーターエネルギーを大きくロスする要因となり、冬場のエネルギー効率の悪化を招く。特に電気自動車（ＢＥＶ：ＢａｔｔｅｒｙＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）では、そのエネルギーロスにより、航続距離が大幅に減少するという問題がある。
【０００３】
そこで、特許文献１及び特許文献２には、車室の空気中の水蒸気及びＣＯ
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等の除去対象成分を吸着材等の機能材に捕捉した後、加熱によって除去対象成分を反応又は離脱させて車外に放出し、機能材を再生する車室浄化システムが開示されている。このような車室浄化システムでは、除去対象成分の捕捉性能を確保するために空気と機能材との接触ができるだけ多いこと、及び機能材の再生を促進するために機能材を所定の温度に加熱できることが求められる。再生は、例えば、機能材に吸着した物質を酸化反応により除去する方法、及び、機能材に吸着した物質を脱離させて排出する方法等により行われるが、何れにしても吸着物質に応じて機能材を適切な温度に加熱することが必要である。
【０００４】
加熱手段としては、熱効率の観点から蒸気圧縮ヒートポンプが優れているが、蒸気圧縮ヒートポンプは外気が極低温の時に作動が困難であること、及び車両始動時に急速に車室を温めることが困難であるといった問題がある。そこで、蒸気圧縮ヒートポンプを主たる加熱装置として使用しつつ、車両始動時の急速加熱が必要なときや外気温が非常に低い時に、ジュール熱を利用したヒーターエレメントを補助的に活用することは実用的であると考えられる。
【０００５】
しかしながら、ジュール熱を利用したヒーターエレメントは、大型化し易く、車内スペースを圧迫するという問題がある。このため、よりコンパクトなヒーターエレメントが提供されることが望ましい。この点、ＰＴＣ特性をもつハニカム構造部を備えるヒーターエレメントは、単位体積当たりの熱伝達面積を大きくすることができ、また、過剰発熱を防止できるため有利であることが知られている（特許文献３）。
【０００６】
特許文献３には、外周側壁と、外周側壁の内側に配設され、第１の底面から第２の底面まで流路を形成する複数のセルを区画形成するＰＴＣ特性をもつ隔壁と、を有する柱状ハニカム構造部を備えるヒーターエレメントが記載されている。特許文献３には、一対の電極をヒーターエレメントに接合した上で、一対の電極間に電圧を印加することで発熱させることも記載されている。
【０００７】
また、特許文献４には、多数の貫通孔を有する正特性磁器により発熱体の全部または一部を構成し、その貫通孔に気体又は液体を対流させる手段を備えたことを特徴とする発熱装置が記載されている。そして、正特性磁器（ＰＴＣＲ）とファンを円筒状の枠の中に対置させ、ＰＴＣＲを耐熱性の絶縁性支持体で枠に固定したことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０２０－１０４７７４号公報
特開２０２０－１１１２８２号公報
国際公開第２０２０／０３６０６７号
特開昭４９－１１４１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＰＴＣ特性をもつハニカム構造部を備えるヒーターエレメントを車両に設置する場合は、車両の空調システムであるＨＶＡＣ内の通風路内に設置されることが想定される。この場合、ヒーターエレメントを枠体で保護した状態で設置することが好ましいと考えられる。この点、特許文献４にはＰＴＣＲを耐熱性の絶縁性支持体で枠に固定したことが記載されているものの、ＰＴＣＲの保護及び熱損低減の観点では検討が不十分である。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みて創作されたものであり、一実施形態において、ＰＴＣ特性をもつハニカム構造部を備えるヒーターエレメント及び枠体を備えるヒーターエレメント組立物であって、当該ヒーターエレメントに対する保護性能に優れ、且つ、熱損低減及び熱応力低減にも寄与するヒーターエレメント組立物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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