特許ウォッチ

公開番号2025143863
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024043331
出願日2024-03-19
発明の名称ヒータユニット
出願人株式会社美鈴工業
代理人個人,個人,個人
主分類H05B 3/40 20060101AFI20250925BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】耐久性を維持しつつヒータ基板を薄くして軽量化を図ることができるヒータユニットを提供する。
【解決手段】本ヒータユニット1Aは、流路2が上面側に形成された筐体3と、流路を覆うように筐体の上面側に配置されるとともに、筐体と反対側を向く表面に流路に沿って発熱体10が設けられたヒータ基板4と、ヒータ基板の表面に配置される表面フレーム5及びヒータ基板の裏面に配置される裏面フレームのうちの少なくとも一方のフレームと、を備える。一方のフレームは、ヒータ基板の外周部に沿って配置される外枠固定部16を有し、外枠固定部は、締結部材(締結ボルト11)によりヒータ基板とともに筐体に固定される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
流路を流れる流体を加熱するヒータユニットであって、
前記流路が上面側に形成された筐体と、
前記流路を覆うように前記筐体の上面側に配置されるとともに、前記筐体と反対側を向く表面に前記流路に沿って発熱体が設けられたヒータ基板と、
前記ヒータ基板の表面に配置される表面フレーム及び前記ヒータ基板の裏面に配置される裏面フレームのうちの少なくとも一方のフレームと、を備え、
前記一方のフレームは、前記ヒータ基板の外周部に沿って配置される外枠固定部を有し、
前記外枠固定部は、締結部材により前記ヒータ基板とともに前記筐体に固定されることを特徴とするヒータユニット。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記一方のフレームは、前記外枠固定部の内側に配置される内側固定部を有し、
前記内側固定部は、締結部材により前記ヒータ基板とともに前記筐体に固定される請求項１に記載のヒータユニット。
【請求項３】
前記表面フレーム及び前記裏面フレームのうちの少なくとも前記表面フレームを備える請求項１に記載のヒータユニット。
【請求項４】
前記表面フレームは多段状に積層されている請求項３に記載のヒータユニット。
【請求項５】
上段の前記表面フレームには、前記ヒータ基板の表面を押圧する押圧ボルトが螺合されている請求項４に記載のヒータユニット。
【請求項６】
前記表面フレーム上には、前記発熱体の給電端子から前記ヒータ基板の外方に延びる導体の直下の部分に表面絶縁層が設けられている請求項３に記載のヒータユニット。
【請求項７】
前記表面フレーム及び前記裏面フレームのうちの少なくとも前記裏面フレームを備える請求項１に記載のヒータユニット。
【請求項８】
前記ヒータ基板の裏面には、反り防止用の裏面ガラス層が設けられており、
前記筐体上には、前記流路を覆うように平板が配置されており、
前記裏面フレームは、前記平板に対して前記裏面ガラス層が接触しないように前記ヒータ基材と前記平板の間にスペーサとして介装されている請求項７に記載のヒータユニット。
【請求項９】
前記表面フレームを更に備える請求項８に記載のヒータユニット。
【請求項１０】
前記裏面フレームは、前記外枠固定部の内側で前記流路に沿って配置される流路対応部を有する請求項７に記載のヒータユニット。
（【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、ヒータユニットに関し、更に詳しくは、流路を流れる流体を加熱するヒータユニットに関する。
続きを表示（約 4,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のヒータユニットとして、流路が形成された筐体と、流路を流れる流体を加熱する発熱体が設けられたヒータ基板と、を備えるものが一般に知られている（例えば特許文献１、２を参照）。近年、この種のヒータユニットを電気自動車（ＥＶ）におけるバッテリー温度管理用などのクーラントヒータとして利用することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１１－１３５２４１号
特表２０１５－５２４９０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、電気自動車の大きな課題のひとつが航続距離であり、クーラントヒータにおける航続距離延長要素としては、軽量化による走行消費電力の低減や加熱効率向上によるクーラントヒータ消費電力の低減などが挙げられる。そのため、ヒータ基板を薄くして軽量化を図ることが考えられるが、この場合、流路に比較的高い圧力の流体を流した際にヒータ基板に歪や反りが発生する可能性がある。その結果、水漏れ、抵抗体パターンの割れ、絶縁体の破壊などの不具合が生じてしまう恐れがある。なお、上記の問題は、電気自動車のクーラントヒータ以外であっても、流路に比較的高い圧力の流体を流すヒータユニットであれば同様に生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、耐久性を維持しつつヒータ基板を薄くして軽量化を図ることができるヒータユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下のとおりである。
１．流路を流れる流体を加熱するヒータユニットであって、
前記流路が上面側に形成された筐体と、
前記流路を覆うように前記筐体の上面側に配置されるとともに、前記筐体と反対側を向く表面に前記流路に沿って発熱体が設けられたヒータ基板と、
前記ヒータ基板の表面に配置される表面フレーム及び前記ヒータ基板の裏面に配置される裏面フレームのうちの少なくとも一方のフレームと、を備え、
前記一方のフレームは、前記ヒータ基板の外周部に沿って配置される外枠固定部を有し、
前記外枠固定部は、締結部材により前記ヒータ基板とともに前記筐体に固定されることを特徴とするヒータユニット。
２．前記一方のフレームは、前記外枠固定部の内側に配置される内側固定部を有し、
前記内側固定部は、締結部材により前記ヒータ基板とともに前記筐体に固定される上記１．に記載のヒータユニット。
３．前記表面フレーム及び前記裏面フレームのうちの少なくとも前記表面フレームを備える上記１．又は２．に記載のヒータユニット。
４．前記表面フレームは多段状に積層されている上記３．に記載のヒータユニット。
５．上段の前記表面フレームには、前記ヒータ基板の表面を押圧する押圧ボルトが螺合されている上記４．に記載のヒータユニット。
６．前記表面フレーム上には、前記発熱体の給電端子から前記ヒータ基板の外方に延びる導体の直下の部分に表面絶縁層が設けられている上記３．乃至５．のいずれか一項に記載のヒータユニット。
７．前記表面フレーム及び前記裏面フレームのうちの少なくとも前記裏面フレームを備える上記１．に記載のヒータユニット。
８．前記ヒータ基板の裏面には、反り防止用の裏面ガラス層が設けられており、
前記筐体上には、前記流路を覆うように平板が配置されており、
前記裏面フレームは、前記平板に対して前記裏面ガラス層が接触しないように前記ヒータ基材と前記平板の間にスペーサとして介装されている上記７．に記載のヒータユニット。
９．前記表面フレームを更に備える上記８．に記載のヒータユニット。
１０．前記裏面フレームは、前記外枠固定部の内側で前記流路に沿って配置される流路対応部を有する上記７．又は８．に記載のヒータユニット。
１１．前記裏面フレームは、前記ヒータ基板よりも熱伝導率が大きな材料により形成されている上記１０．に記載のヒータユニット。
１２．前記流路対応部には、前記流路を流れる流体を乱流とするための乱流生成部が設けられている上記１０．又は１１．に記載のヒータユニット。
１３．前記裏面フレームと前記筐体の間には、前記流路を囲むように環状の第１ガスケットが介装されている上記７．乃至１２．のいずれか一項に記載のヒータユニット。
１４．前記裏面フレームと前記ヒータ基板の間には、前記流路を囲むように環状の第２ガスケットが介装されている上記１３．に記載のヒータユニット。
１５．前記裏面フレームと前記ヒータ基板の間には、前記流路を囲むように環状のＯリングが介装されている上記１３．に記載のヒータユニット。
１６．前記裏面フレームと前記ヒータ基板の間には、前記流路を囲むように環状の溶接部が設けられている上記１３．に記載のヒータユニット。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、表面フレーム及び／又は裏面フレームによりヒータ基板の歪みや反りに対する強度が高められるため、耐久性を維持しつつヒータ基板を薄くして軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施形態１に係るヒータユニットを模式的に示す分解斜視図である。
ヒータユニットの平面図である。
図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。
図３の要部拡大図である。
実施形態２に係るヒータユニットを模式的に示す分解斜視図である。
ヒータユニットの平面図である。
他の形態に係る表面フレームの説明図であり、（ａ）は斜視図を示し、（ｂ）は表面フレームを取り付けたヒータユニットの平面図を示す。
実施形態３に係るヒータユニットを模式的に示す分解斜視図である。
ヒータユニットの説明図であり、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は上段の表面フレームを取り外した状態の平面図を示す。
図９のＸ－Ｘ線断面拡大図である。
実施形態４に係るヒータユニットを模式的に示す分解斜視図である。
ヒータユニットの説明図であり、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は上段の表面フレームを取り外した状態の平面図を示す。
図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線断面拡大図であり、（ａ）は締結ボルトが上段の表面フレームに螺合される形態を示し、（ｂ）は締結ボルトがナットで上段の表面フレームに取り付けられる形態を示す。
実施形態５に係るヒータユニットを模式的に示す平面図である。
図１４のＸＶ－ＸＶ線断面拡大図である。
他の形態に係る表面フレームの説明図である。
実施形態６に係るヒータユニットを模式的に示す分解斜視図である。
ヒータユニットの要部断面図である。
ヒータユニットを構成する裏面フレームの平面図である。
ヒータユニットを構成するヒータ基板の説明図であり、（ａ）は表面からみた平面図を示し、（ｂ）は裏面からみた平面図を示す。
実施形態７に係るヒータユニットを模式的に示す分解斜視図である。
ヒータユニットの要部断面図である。
ヒータユニットを構成する裏面フレームの平面図である。
ヒータユニットを構成するヒータ基板の説明図であり、（ａ）は表面からみた平面図を示し、（ｂ）は裏面からみた平面図を示す。
実施形態７の変形例に係るヒータユニットを模式的に示す分解斜視図である。
ヒータユニットの要部断面図である。
実施形態７の変形例に係るヒータユニットを模式的に示す分解斜視図である。
ヒータユニットの要部断面図である。
実施形態８に係るヒータユニットを模式的に示す分解斜視図である。
ヒータユニットの要部断面図である。
ヒータユニットを構成する裏面フレームの平面図である。
ヒータユニットを構成する筐体の平面図である。
実施形態９に係るヒータユニットを模式的に示す分解斜視図である。
ヒータユニットの要部断面図である。
ヒータユニットを構成する裏面フレームの平面図である。
ヒータユニットを構成する筐体の平面図である。
実施形態８、９の変形例に係る裏面フレームの説明図である。
変形例の裏面フレームを備えるヒータユニットの要部断面図であり、（ａ）は実施形態８の変形例を示し、（ｂ）は実施形態９の変形例を示す。
実施形態８、９の他の変形例に係る裏面フレームの説明図であり、（ａ）は平面視略Ｖ字状の乱流生成部が形成された形態を示し、（ｂ）は平面視略ドット状の乱流生成部が形成された形態を示す。
実施形態９の更なる他の変形例に係るヒータユニットの断面図である。
実施形態９の更なる他の変形例に係るヒータユニットの断面図である。
実施形態９の更なる他の変形例に係るヒータユニットの断面図である。
実施形態１に係る発熱体の回路パターンを模式的に示す平面図であり、（ａ）は全体の平面図を示し、（ｂ）は要部拡大図を示す。
更なる他の形態に係るヒータユニットの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００１０】
＜実施形態１＞
本実施形態に係るヒータユニット１Ａは、図１～図３に示すように、流路２が上面側に形成された筐体３と、流路２を覆うように筐体３の上面側に配置されるとともに、筐体３と反対側を向く表面に流路２に沿って発熱体１０が設けられたヒータ基板４と、ヒータ基板４の表面に配置される表面フレーム５と、を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許