JP2003146056A - 車両の暖房用熱交換器 - Google Patents

車両の暖房用熱交換器

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JP2003146056A JP2001349880A JP2001349880A JP2003146056A JP 2003146056 A JP2003146056 A JP 2003146056A JP 2001349880 A JP2001349880 A JP 2001349880A JP 2001349880 A JP2001349880 A JP 2001349880A JP 2003146056 A JP2003146056 A JP 2003146056A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送風空気流れ方向の寸法増加を抑制して搭載
性を向上させると共に、必要最小限の構成で電気配線用
カバーの強固な装着を可能とする車両の暖房用熱交換器
を提供する。 【解決手段】 チューブ111に代えて設けられる保持
板200内に挿入される電気発熱体210と、互いに接
続される配線部材320およびリード端子部材330が
設けられる電気配線用カバー300とを有し、電気発熱
体210がリード端子部材330に接続される車両の暖
房用熱交換器において、電気配線用カバー300には、
コア部110側に突出する挿入ガイド314とサイドプ
レート113に係合される係合部315とを設け、電気
配線用カバー300を保持板200の開口する側のコア
部110の表面に配置し、挿入ガイド314を保持板2
00内に挿入し、係合部315がサイドプレート113
に係合されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のエンジン
(内燃機関)にて加熱された温水(エンジン冷却水)を
熱源として空気を加熱する車両の暖房用熱交換器におい
て、電気発熱体を一体化した熱交換器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電気発熱体を一体化した
熱交換器は、エンジン始動直後のように温水温度が低い
時には、電気発熱体への通電により電気発熱体の発生熱
を送風空気中に放熱してこの送風空気を加熱するように
しており、特開2000−177366号公報に開示さ
れるものが知られている。具体的には、熱交換器のコア
部の一部にチューブの長手方向に沿う電気発熱体が設け
られ、この電気発熱体の正負極側電極板に対応するリー
ド端子部材を固定する端子箱および配線部材を収納する
配線保持部が一体で形成された電気配線用カバーが熱交
換器のタンク側壁面に装着され、電気発熱体と配線部材
とがリード端子部材を介して接続されている。
【0003】そして、ここでは端子箱にコア部を通過し
た空気が流入する流入口部と、この空気が流出する流出
口部を設けることによって空気による冷却効果を促し、
リード端子部材のうち電気的接続部等の温度上昇を防止
するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気配
線用カバーは熱交換器のタンク側壁面に装着されるた
め、空気流れ方向の寸法(以下、厚さ寸法)の増加分が
大きく、許容搭載スペースに対して大きな制約を受け
る。即ち、一般に熱交換器においては、厚さ寸法はタン
ク部が一番大きく、その側壁面に電気配線用カバーが装
着されることで厚さ寸法の増加分は最大となる。加え
て、この熱交換器が例えば車両用空調装置の空調ケース
内に装着される場合、空調ケースは全体のコンパクト性
を図るために、空調空気の流通しないタンク近傍におい
ては余分な隙間を設けないように形成させる場合が多
く、上記のようなタンクに電気配線用カバーが設けられ
る熱交換器は、空調ケースに対して装着が困難となる。
【0005】また、電気配線用カバーには、タンクの大
半の部位を覆うように形成されると共に、このタンクに
装着される取付け部(本公報ではカバー本体部)が設け
られており、多くの材料を使用している。
【0006】本発明の目的は、上記問題に鑑み、送風空
気流れ方向の寸法増加を抑制して搭載性を向上させると
共に、必要最小限の構成で電気配線用カバーの強固な装
着を可能とする車両の暖房用熱交換器を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。
【0008】請求項1に記載の発明では、複数のチュー
ブ(111)およびフィン(112)が交互に積層され
て、積層方向の両最外方フィン(112)の更に外方に
サイドプレート(113)が配設されるコア部(11
0)と、少なくとも一部位のチューブ(111)に代え
て、コア部(110)の送風空気流れ方向のいずれか一
方の表面に開口する断面U字状の保持板(200)と、
保持板(200)内に挿入される電気発熱体(210)
と、配線部材(320)が収納される配線保持部(31
1)および配線部材(320)に接続されるリード端子
部材(330)が固定される端子箱(312)が形成さ
れた電気配線用カバー(300)とを有し、電気発熱体
(210)がリード端子部材(330)に接続される車
両の暖房用熱交換器において、電気配線用カバー(30
0)には、コア部(110)側に突出する挿入ガイド
(314)とサイドプレート(113)に係合される係
合部(315)とが設けられ、電気配線用カバー(30
0)は、保持板(200)の開口する側のコア部(11
0)の表面に配置されて、挿入ガイド(314)がチュ
ーブ(111)間あるいは保持板(200)内に挿入さ
れた後に、係合部(315)がサイドプレート(11
3)に係合されるようにしたことを特徴としている。
【0009】これにより、熱交換器(100)のタンク
(120、130)よりも厚さ寸法の小さいコア部(1
10)への電気配線用カバー(300)の装着を可能と
し、両者の厚さ寸法の差分の搭載性の向上が図れる。ま
た、送風空気が流通しないタンク(120、130)近
傍の隙間が狭く設定される空調ケースへの搭載に際して
は、有効に対応できる。
【0010】そして、係合部(315)に加えて、挿入
ガイド(314)によって電気配線用カバー(300)
をチューブ(111)の積層方向に位置規制でき、従来
技術のように多くの材料を使用すること無くコア部(1
10)に強固に装着できる。
【0011】請求項2に記載の発明では、挿入ガイド
(314)は、保持板(200)内に挿入され、挿入ガ
イド(314)の突出長さは、保持板(200)のU字
状断面深さよりも所定量長く設定されるようにしたこと
を特徴としている。
【0012】これにより、電気配線用カバー(300)
は、コア部(110)表面との間に隙間部(340)を
形成して配置されることになるので、電気配線用カバー
(300)の装着時にチューブ(111)やフィン(1
12)を損傷させることが無い。また、この隙間部(3
40)から送風空気が流通できるので、電気配線用カバ
ー(300)と重なる領域のチューブ(111)および
フィン(112)の放熱機能を生かすことができる。
【0013】請求項3に記載の発明では、サイドプレー
ト(113)は、コア部(110)のチューブ(11
1)積層方向の外方に向けて断面コの字状に開口する側
壁部(113a)を有し、係合部(315)には、側壁
部(113a)側に突出する突出部(315a)と、突
出部(315a)先端に形成される爪部(315b)と
が設けられ、係合部(315)は、突出部(315a)
が側壁部(113a)に係合された後に、爪部(315
b)によって反コア部側に係止されるようにしたことを
特徴としている。
【0014】これにより、電気配線用カバー(300)
の組付け性を損なうこと無く、装着した後に振動等によ
ってコア部(110)から外れるのを防止できる。
【0015】請求項4に記載の発明では、側壁部(11
3a)の係合部(315)に対応する部位には、切欠き
部(113b)が設けられ、係合部(315)には、凸
部(315c)が設けられ、係合部(315)は、凸部
(315c)が切欠き部(113b)に係合されて、チ
ューブ(111)の長手方向に係止されるようにしたこ
とを特徴としている。
【0016】これにより、チューブ(111)の長手方
向に対する電気配線用カバー(300)の位置規制がで
き、装着後のズレを防止できる。
【0017】尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述す
る実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。
【0018】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)以下、本発明の
実施形態を図面に基づいて説明する。図1〜図5は本発
明を適用した車両の暖房用熱交換器の第1実施形態を示
すものである。暖房用熱交換器10は、温水を熱源とし
て送風空気を加熱する熱交換器100に、電気発熱体2
10と電気配線用カバー300とが一体に設けられたも
のであり、温水温度が低い時には、電気発熱体210か
らの発生熱によって送風空気を加熱する。
【0019】熱交換器110は、図1に示すように、温
水入口側タンク120と、温水出口側タンク130と、
この両タンク120、130の間に設けられた熱交換用
のコア部110とを有している。
【0020】温水入口側タンク120には、図示しない
車両のエンジンからの温水(エンジン冷却水)が流入す
る入口パイプ140が設けられており、一方、温水出口
側タンク130には、温水を外部へ流出させ、エンジン
側に還流させる出口パイプ150が設けられている。
【0021】各タンク120、130は、それぞれタン
ク本体部121、131と、このタンク本体部121、
131の開口側端部を閉塞するシートメタル122、1
32とから成り、図1の上下方向が長手方向となる周知
のタンク構造を有している。そして、シートメタル12
2、132には扁平状のチューブ挿入穴(図示せず)が
多数個、図1の上下方向に1列または複数列並んで形成
され、また、チューブ挿入穴の両最外部にはプレート挿
入穴が形成されている。
【0022】熱交換用のコア部110は、チューブ11
1、コルゲートフィン(以下、フィン)112、サイド
プレート113から成る。即ち、断面扁平状に形成され
たチューブ111を図1の上下方向に複数積層配置し、
この複数の扁平チューブ111相互の間に波形状に形成
されたフィン112を配置し接合している。そして、チ
ューブ111とフィン112とが交互に積層された積層
方向の両最外方のフィン112の更に外方には、補強部
材としてのサイドプレート113が設けられ、フィン1
12と接合されている。サイドプレート113は、チュ
ーブ111の積層方向の外方に向けて断面コの字状に開
口する側壁部113aを有している。
【0023】チューブ111の長手方向両端開口部およ
びサイドプレート113の長手方向端部は、それぞれシ
ートメタル122、132のチューブ挿入穴およびプレ
ート穴内にそれぞれ挿通され、接合される。尚、チュー
ブ111がシートメタル122、132のチューブ挿入
穴に挿通されることから、タンク120、130とコア
部110(チューブ111)の厚さ寸法は、コア部11
0の方が薄く形成されている。
【0024】更に、コア部110の少なくとも一部位に
は、チューブ111の代わりに、保持板200が設けら
れている。保持板200は、コア部110のうち、後述
する電気発熱体210が設置される部位に対応させて設
けられ、隣接する両フィン112の各折り曲げ頂部の間
に、チューブ111の長手方向に延びて断面U字状に形
成されている。本実施形態では、コア部110の3箇所
に保持板200を等間隔でそれぞれ設置するようにして
おり、図2に示すように、この保持板200のU字状の
折り曲げ部からなる閉塞端部201がコア部110の送
風空気入口側表面に向き、他端側の開口部202がコア
部110の送風空気出口側表面に向くように、保持板2
00の配置方向が設定されている。
【0025】また、保持板200は、その対向する両平
板部203、204相互の間に所定間隔を設定し、全体
の厚さは、チューブ111の厚さと同一に設定してあ
る。これによって、チューブ111の代わりに保持板2
00が隣接するフィン112相互の間に設置できるよう
にしている。
【0026】尚、保持板200は、板厚0.1〜0.5
mm程度の金属薄板であり、厚さ寸法はコア部110の
厚さ寸法と略同一であり、また、保持板200の長手方
向の寸法(図1の左右方向の寸法)はシートメタル12
2、132間の寸法と略同一である。そして、電気発熱
体210をこの保持板200内に設置している。
【0027】ところで、本実施形態における熱交換器1
00では、上記各構成部品110〜150のすべてがア
ルミニウム(アルミニウム合金も含む)にて成形されて
おり、また、保持板200も同様にアルミニウムにて成
形されており、互いに当接する部位でろう付けされ一体
で形成されている。
【0028】電気発熱体210は、保持板200の両平
板部203、204間に開口部202から挿入されてこ
の保持板200の内部に保持される。電気発熱体210
は、図2に示すように、板状の発熱体素子211と、こ
の発熱体素子211の表裏両面に配置された細長の平板
状の電極板212、213とからなる3層のサンドウイ
ッチ構造を有しており、両電極板212、213は、そ
の全周に亘り電気的絶縁材料からなる被覆部材(図示せ
ず)により発熱体素子211と共に被覆されている。な
お、電気発熱体210は略平板直方体形状となってい
る。
【0029】ここで、発熱体素子211は所定の設定温
度(例えば、200°C付近)にて抵抗値が急増する正
の抵抗温度特性を有する抵抗体材料(例えば、チタン酸
バリウム)からなるPTCヒータ素子であり、その板厚
は1.0〜2.0mm程度である。発熱体素子211の
両電極板212、213はアルミニュウム、銅、ステン
レス等の導電金属材から成形されており、その板厚は
0.1〜0.5mm程度である。この両電極板212、
213の長手方向の寸法(図1の左右方向の寸法)は、
後述する電気配線用カバー300のカバー本体部310
におけるチューブ111長手方向寸法を差し引いた寸法
と略同一としている。そして、発熱体素子211と両電
極板212、213は互いに圧接することにより、両者
間の電気的導通を得るようにしてある。
【0030】電極板212は正極側電極板であり、この
電極板212には、外部電源との電気接続用接続端子部
214が、L字状に一体延出成形されている。また、電
極板213は負極側電極板であり、この電極板213に
は、上記外部電源との電気接続用接続端子部215が、
L字状に一体延出成形されている。ここで、接続端子部
214、215の先端部にはU字状に折り曲げられたU
字状係合部214a、215aが形成されている。
【0031】次に、熱交換器100内に一体化された電
気発熱体210と上記外部電源との間の結線および接地
のための結線を行う電気配線構造について、具体的に説
明する。
【0032】電気配線用カバー300は、ポリプロピレ
ンのようにある程度の弾性を有する樹脂材料(電気絶縁
材料)から成るカバー本体部310に、配線部材32
0、リード端子部材330が設けられたものである。
【0033】カバー本体部310は、図1に示すよう
に、配線保持部311、端子箱312、ステー部313
から成り、一体で形成されている。配線保持部311
は、タンク130の長手方向に沿って複数箇所(図示の
例では3箇所)の電気発熱体210の配設部位すべてに
及ぶ長さをもつ直方体の箱部材として形成されている。
そして、配線保持部311の上面には、蓋部材311a
が一体成形されており、樹脂の弾性を利用したヒンジ部
により配線保持部311の本体部分に対して開閉可能に
構成されている。
【0034】配線保持部311の内部は、図3に示すよ
うに、タンク130の長手方向に沿って延びる仕切り板
311bによって2つの配線収納空間に仕切られてい
る。この2つの配線収納空間には、それぞれ、3本の正
極側リード線(配線部材)320aと3本の負極側リー
ド線(配線部材)320bが積層状態に収容される。上
記3本の正極側リード線320aおよび3本の負極側リ
ード線320bの一端部はそれぞれ図示しない正極側コ
ネクタ、負極側コネクタに接続される。
【0035】配線保持部311の側壁部において、電気
発熱体210に対応する位置(ここでは3個所)に送風
空気の流れ方向に開口する一対の矩形状の端子箱312
が形成されている。この端子箱312には、アルミニウ
ム、銅等の導電金属の板材にて成形されたリード端子部
材330、更に具体的には正極側リード端子部材330
aおよび負極側リード端子部材330bが固定されてお
り、上記した正極側リード線320aおよび負極側リー
ド線320bの他端部が半田付け、かしめ等の手段で電
気的、かつ機械的にそれぞれ接続されている。このリー
ド端子部材330a、330bには、それぞれ把持部が
曲げ形成されており、電気発熱体210の両接続端子部
214、215の各U字状係合部214a、215aが
嵌入係合されている。
【0036】また、配線保持部311の長手方向端部に
は、図1、図4に示すように、コア部110のサイドプ
レート113に延びるステー部313が一体で形成され
ており、更にステー部313の先端部および反対側の配
線保持部311端部にはサイドプレート113に係合す
る係合部が315が設けられている。この詳細について
は、本発明の要部として後述する。
【0037】次に、本発明の要部について説明する。ま
ず、上記したカバー本体部310の配線保持部311に
は、図3、図4に示すように、コア部110側に突出す
る挿入ガイド314を一体で設けている。この挿入ガイ
ド314は、薄板状に形成され、その厚さは保持板20
0のU字状断面内に挿入可能な寸法としている。そし
て、挿入ガイド314の突出長さは、保持板200のU
字状断面の深さよりも所定量長く設定されている。
【0038】また、カバー本体部310の係合部315
には、図4、図5に示すように、コア部110のサイド
プレート113の側壁部113a側に突出する突出部3
15aが設けられ、更にこの突出部315a先端に爪部
315bが形成されている。そして、係合部315の中
央部には直方体を成す凸部315cが設けられている。
【0039】一方、コア部110のサイドプレート11
3の側壁部113aの長手方向端部側において、カバー
本体部310の係合部315と対応する部位、更に具体
的には上記凸部315cと対応する部位には、切曲げ加
工により形成される切欠き部113bが設けられてい
る。尚、切欠き部113bは、サイドプレート113の
組付け方向に対する誤組付けを防止するために、ここで
は長手方向両端部側に全部で4つ設けるようにしてい
る。
【0040】電気配線用カバー300は、熱交換機10
0のコア部110の送風空気流れ方向の表面に配置され
て、挿入ガイド314が保持板200のU字状断面内に
挿入され、その後に係合部315がサイドプレート11
3に係合される。この時、爪部315bがサイドプレー
ト113の側壁部113aに係合し、係合部315は反
コア部側に係止される。また、凸部315cと切欠き部
113cとが互いに係合し、係合部315は、チューブ
111の長手方向に係止される。尚、挿入ガイド314
は、保持板200のU字状断面の閉塞端部201側に当
接し、両者の長さ設定より、電気配線用カバー300は
コア部110との間に隙間部340を形成する。以上の
ようにして、電気配線用カバー300は、熱交換器10
0のコア部110に固定保持される。
【0041】これにより、熱交換器100のタンク12
0、130よりも厚さ寸法の小さいコア部110への電
気配線用カバー300の装着を可能とし、両者の厚さ寸
法の差分の搭載性の向上が図れる。また、送風空気が流
通しないタンク120、130近傍の隙間が狭く設定さ
れる空調ケースへの搭載に際しては、有効に対応でき
る。
【0042】そして、係合部315に加えて、挿入ガイ
ド314によって電気配線用カバー300をチューブ1
11の積層方向に位置規制でき、従来技術のように多く
の材料を使用すること無くコア部110に強固に装着で
きる。
【0043】また、電気配線用カバー300は、コア部
110表面との間に隙間部340を形成して配置される
ことになるので、電気配線用カバー300装着時にチュ
ーブ111やフィン112を損傷させることが無い。そ
して、この隙間部340から送風空気が流通できるの
で、電気配線用カバー300と重なる領域のチューブ1
11およびフィン112の放熱機能を生かすことができ
る。
【0044】更に、係合部315に設けた爪部315
b、凸部315cおよびサイドプレート113に設けた
切欠き部113bにより、電気配線用カバー300の組
付け性を損なうこと無く、電気配線用カバー300の位
置規制ができ、装着した後に振動等によってコア部11
0から外れたり、ズレたりするのを防止できる。
【0045】尚、付随的に、挿入ガイド314を保持板
200内に挿入することで、チューブ111積層方向に
対するコア部110と電気配線用カバー300の互いの
位置関係を正確に合わせることができ、電気発熱体21
0の両接続端子部214、215をリード端子部材33
0a、330bに容易にまた無理な力を負荷すること無
く接続することができる。
【0046】(その他の実施形態)上記第1実施形態に
対して、図6に示すように挿入ガイド314は、チュー
ブ111の間、更にはチューブ111の間であってタン
ク130と保持板200の間等に挿入されるようにして
も良く、同様の効果を得ることができる。
【0047】また、図7に示すように、サイドプレート
113の切欠き部113bに代えて係合孔113cと
し、係合部315の突出部315aを貫通させ、爪部3
15bで係止させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における暖房用熱交換器
の全体構成を示す斜視図である。
【図2】保持板および電気発熱体を示す斜視図である。
【図3】図1におけるA方向から見た断面図である。
【図4】図1におけるB方向から見た断面図である。
【図5】図4におけるC部の分解斜視図である。
【図6】その他の実施形態における挿入ガイドを示す
(a)は変形例1、(b)は変形例2、(c)は変形例
3の正面図である。
【図7】その他の実施形態における係合部を示す断面図
である。
【符号の説明】
10 車両の暖房用熱交換器 100 熱交換器 110 コア部 111 チューブ 112 コルゲートフィン 113 サイドプレート 113a 側壁部 113b 切欠き部 200 保持板 210 電気発熱体 300 電気配線用カバー 311 配線保持部 312 端子箱 314 挿入ガイド 315 係合部 315a 突出部 315b 爪部 315c 凸部 320 配線部材 330 リード端子部材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のチューブ(111)およびフィン
    (112)が交互に積層されて、積層方向の両最外方フ
    ィン(112)の更に外方にサイドプレート(113)
    が配設されるコア部(110)と、 少なくとも一部位の前記チューブ(111)に代えて、
    前記コア部(110)の送風空気流れ方向のいずれか一
    方の表面に開口する断面U字状の保持板(200)と、 前記保持板(200)内に挿入される電気発熱体(21
    0)と、 配線部材(320)が収納される配線保持部(311)
    および前記配線部材(320)に接続されるリード端子
    部材(330)が固定される端子箱(312)が形成さ
    れた電気配線用カバー(300)とを有し、 前記電気発熱体(210)が前記リード端子部材(33
    0)に接続される車両の暖房用熱交換器において、 前記電気配線用カバー(300)には、前記コア部(1
    10)側に突出する挿入ガイド(314)と前記サイド
    プレート(113)に係合される係合部(315)とが
    設けられ、 前記電気配線用カバー(300)は、前記保持板(20
    0)の開口する側の前記コア部(110)の表面に配置
    されて、前記挿入ガイド(314)が前記チューブ(1
    11)間あるいは前記保持板(200)内に挿入された
    後に、前記係合部(315)が前記サイドプレート(1
    13)に係合されるようにしたことを特徴とする車両の
    暖房用熱交換器。
  2. 【請求項2】 前記挿入ガイド(314)は、前記保持
    板(200)内に挿入され、 前記挿入ガイド(314)の突出長さは、前記保持板
    (200)のU字状断面深さよりも所定量長く設定され
    るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の車両の
    暖房用熱交換器。
  3. 【請求項3】 前記サイドプレート(113)は、前記
    コア部(110)の前記チューブ(111)積層方向の
    外方に向けて断面コの字状に開口する側壁部(113
    a)を有し、 前記係合部(315)には、前記側壁部(113a)側
    に突出する突出部(315a)と、前記突出部(315
    a)先端に形成される爪部(315b)とが設けられ、 前記係合部(315)は、前記突出部(315a)が前
    記側壁部(113a)に係合された後に、前記爪部(3
    15b)によって反コア部側に係止されるようにしたこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記
    載の車両の暖房用熱交換器。
  4. 【請求項4】 前記側壁部(113a)の前記係合部
    (315)に対応する部位には、切欠き部(113b)
    が設けられ、 前記係合部(315)には、凸部(315c)が設けら
    れ、 前記係合部(315)は、前記凸部(315c)が前記
    切欠き部(113b)に係合されて、前記チューブ(1
    11)の長手方向に係止されるようにしたことを特徴と
    する請求項3に記載の車両の暖房用熱交換器。
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CN106218358A (zh) * 2016-08-05 2016-12-14 广西联邦农业科技有限公司 一种车用水电混合式暖风机及其操作方法
KR101947576B1 (ko) 2013-12-27 2019-02-14 한온시스템 주식회사 차량용 피티씨 히터
KR102060057B1 (ko) * 2019-02-18 2019-12-30 두성산업(주) 판형 열교환기를 갖는 차량용 프리히터

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