JP2006151200A

JP2006151200A - 電気ヒータおよび車両用空調装置

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Publication number: JP2006151200A
Application number: JP2004344811A
Authority: JP
Inventors: Reijirou Okano; 令二郎岡野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2006-06-15
Anticipated expiration: 2024-11-29
Also published as: JP4403956B2

Abstract

【課題】簡素な構成としてコストを抑える。
【解決手段】少なくとも通電発熱素子列２３と熱交換フィン構成体２２とを積層して構成した電気ヒータであり、通電発熱素子列２３は、ＰＴＣ素子２３ａを樹脂枠２３ｂにインサート成形して構成している。これは、通電発熱素子列２３における樹脂枠２３ｂとＰＴＣ素子２３ａとを一体化することにより、従来の問題点の解消を狙ったものである。
これによれば、通電発熱素子列２３はＰＴＣ素子２３ａを樹脂でのインサート成形により一体化していることから、熱交換フィン構成体２２や電極板２４と幾層かに積層する組み立てにおいて、部品点数が削減されて工数低減が計れ、コストを抑えることができる。また、この簡素な構成により、組み立ての自動化も容易となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、少なくとも通電発熱部と熱交換部材とを積層して構成した電気ヒータ、およびこれを用いた車両用空調装置に関するものであり、車両用空調装置における暖房開始時の補助熱源として用いて好適なものである。

電気ヒータの一形態として、特許文献１に示されるような放熱フィンと通電発熱素子列と電極板とを幾層かに積層した構造が周知である。また、本出願人は、このような電気ヒータを車両用空調装置の暖房用補助熱源として用いたものを特許文献２で開示している。尚、このような電気ヒータの通電発熱素子として、通常一般的には正特性サーミスタ（ＰＴＣ素子）が用いられている。
特開平７−１９７８１号公報特開平５−１６９９６７号公報

図６（ａ）は従来の一実施形態における通電発熱素子列２３の平面図であり、（ｂ）はＰＴＣヒータ２０の熱交換コア部の部分斜視図である。従来の通電発熱素子列２３は、図６に示すように、予め複数の孔Ｈを開けて成形した樹脂枠２３ｂに、複数のＰＴＣ素子２３ａを挿入しながら、熱交換フィン構成体２２や電極板２４と積層して組み立てを行っている。そのため、組み立て時の部品点数が多くなり、組み立てに工数が掛かってコストアップするという問題点がある。

また、この組み立ての自動化を図るとしても、この部品点数の多い構造が問題となっている。（尚、図６中の説明していない符号は、後述する実施形態での符号と対応するため、ここでの説明は省略する。）本発明は、上記従来の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、簡素な構成としてコストを抑えることのできる電気ヒータおよび車両用空調装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項５に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、少なくとも通電発熱部（２３）と熱交換部材（２２）とを積層して構成した電気ヒータであり、通電発熱部（２３）は、ＰＴＣ素子（２３ａ）を樹脂枠（２３ｂ）にインサート成形して構成したことを特徴としている。

これは、通電発熱部（２３）における樹脂枠（２３ｂ）とＰＴＣ素子（２３ａ）とを一体化することにより、上記問題点の解消を狙ったものである。この請求項１に記載の発明によれば、通電発熱部（２３）はＰＴＣ素子（２３ａ）を樹脂でのインサート成形により一体化していることから、熱交換フィン構成体（２２）や電極板（２４）と幾層かに積層する組み立てにおいて、部品点数が削減されて工数低減が計れ、コストを抑えることができる。また、この簡素な構成により、組み立ての自動化も容易となる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電気ヒータにおいて、樹脂枠（２３ｂ）の厚みを、ＰＴＣ素子（２３ａ）の厚みよりも薄くしたことを特徴としている。この請求項２に記載の発明によれば、上下に積層した熱交換フィン構成体（２２）や電極板（２４）と良好な接触を保つことができる。

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２のいずれかに記載の電気ヒータにおいて、通電発熱部（２３）は、一つの樹脂枠（２３ｂ）に複数のＰＴＣ素子（２３ａ）をインサート成形したことを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、通電発熱部（２３）は複数のＰＴＣ素子（２３ａ）を樹脂でのインサート成形により一体化していることから、熱交換フィン構成体（２２）や電極板（２４）と幾層かに積層する組み立てにおいて、大幅な部品点数削減と工数低減とが計れ、コストを抑えることができる。また、この簡素な構成により、組み立ての自動化もより容易とすることができる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気ヒータにおいて、通電発熱部（２３）を複数有することを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、電気ヒータ（２０）は複数の通電発熱部（２３）有していることから、熱交換フィン構成体（２２）や電極板（２４）と幾層かに積層する組み立てにおいて、大幅な部品点数削減と工数低減とが計れ、コストを抑えることができる。また、この簡素な構成により、組み立ての自動化もより容易とすることができる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電気ヒータ（２０）を補助ヒータとして備えることを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、暖房開始時に即効性のある補助ヒータを備えた車両用空調装置（1）のコストを抑えることができる。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施の形態について添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置1の概略構成図である。これは、ハイブリッド車やディーゼル車、またはガソリン車でも高効率などでエンジン水温の上がり難い車両や、寒冷地仕様車などにおいて、暖房開始時に即効性のある補助暖房熱源として、車両用空調装置（カーエアコン）1に電気ヒータ（以下、ＰＴＣヒータとする。）２０を組み込んだものである。

車両用空調装置１の外郭を形成する空調ケース２の一端部には、内外気切替ドア３の切り替えにより外気導入口４または内気導入口５に連通する空気導入口６を設け、その空気導入口６に対応してブロワモータ７により駆動される遠心多翼ファンなどのブロワファン８を配設している。空調ケース２の内部には、空気流の下流側に向かって、ブロワファン８の他に、空気を熱交換して冷風にするエバポレータ９、冷風を温風に熱交換する温水式ヒータのヒータコア１０を順次配置している。

また、ヒータコア１０の上流側には、エバポレータ９を通過した冷風をヒータコア１０に送風するか、後述のエアミックス部Ｍに送風するかを切り替えるエアミックスドア１１を付設している。本実施形態のＰＴＣヒータ（補助ヒータ）２０は、空調ケース２内のヒータコア１０の下流側に、ヒータコア１０と並設するように配置されており、ヒータコア１０の上流側から送風されてきた空気をＰＴＣヒータ２０の下流側に送風可能としている。

そして、ＰＴＣヒータ２０の下流側には、冷風と温風とを混合して適度な温度にするエアミックス部Ｍが構成されており、その下流側の空調ケース２の他端部にはデフロスタ吹出口１２、フェイス吹出口１３およびフット吹出口１４が形成されている。そして、デフロスタ吹出口１２にはデフロスタドア１５、フェイス吹出口１３にはフェイスドア１６、フット吹出口１４にはフットドア１７がそれぞれ配置されている。

図２はＰＴＣヒータ２０の概略構成を示す斜視図であり、図３は図２のＰＴＣヒータ２０の熱交換コア部概略構成図である。ＰＴＣヒータ２０は、通電発熱部としての通電発熱素子列２３と、熱交換部材としての熱交換フィン構成体２２と、電極部材としての電極板２４とを順次積層して熱交換コア部を構成しており、これら積層した部材間が良好に接触するよう、図示しないばね部を有するフレーム２１で積層方向の両端から押圧させるとともに、積層方向と直交する方向（図２では略左右方向）からハウジング２６を嵌めることで保持させている。

図４の（ａ）は本発明の一実施形態における通電発熱素子列２３の平面図であり、（ｂ）はＰＴＣヒータ２０の熱交換コア部の部分斜視図である。この図４に示すように、本実施形態での要部構成として、通電発熱素子列２３は、複数個のＰＴＣ素子２３ａを、耐熱性を有する樹脂材料（例えば、６６ナイロンやポリブタジエンテレフタレートなど）で成形する樹脂枠２３ｂの中にインサート成形して一体に構成している。

また、熱交換フィン構成体２２は、アルミニウムの薄板を波形状に成形したコルゲートフィン２２ａと、このフィン２２ａを一定の形状に保つとともに、ＰＴＣ素子２３ａや電極板２４との接触面積を確保するためのアルミニウムプレート２２ｂとをろう付け接合して構成したものである。

また、ハウジング２６は、樹脂枠２３ｂと同様の樹脂材料で成形された樹脂ハウジングであり、一端側ハウジング２６Ｂは熱交換コア部を保持するだけであるが、他端側のハウジング２６Ａは、電極板２４に設けられた端子部が貫通して外面側にコネクタ部Ｃを形成している。

図５は、図３のＰＴＣヒータ２０の概略回路図である。ここでは例として、通電発熱素子列２３が４列有るもので説明する。２４Ｃは複数の通電発熱素子列２３と接触している共通電極である。そして、３１は過電流から保護するためのヒューズであり、３２は各通電発熱素子列２３に順次通電させるための通電スイッチである。

次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、少なくとも通電発熱素子列２３と熱交換部材（２２）とを積層して構成した電気ヒータであり、通電発熱素子列２３は、ＰＴＣ素子２３ａを樹脂枠２３ｂにインサート成形して構成している。これは、通電発熱素子列２３における樹脂枠２３ｂとＰＴＣ素子２３ａとを一体化することにより、上記問題点の解消を狙ったものである。

これによれば、通電発熱素子列２３はＰＴＣ素子２３ａを樹脂でのインサート成形により一体化していることから、熱交換フィン構成体２２や電極板２４と幾層かに積層する組み立てにおいて、部品点数が削減されて工数低減が計れ、コストを抑えることができる。また、この簡素な構成により、組み立ての自動化も容易となる。

また、樹脂枠２３ｂの厚みを、ＰＴＣ素子２３ａの厚みよりも薄くしている。これによれば、上下に積層した熱交換フィン構成体２２や電極板２４と良好な接触を保つことができる。また、通電発熱素子列２３は、一つの樹脂枠２３ｂに複数のＰＴＣ素子２３ａをインサート成形している。

これによれば、通電発熱素子列２３は複数のＰＴＣ素子２３ａを樹脂でのインサート成形により一体化していることから、熱交換フィン構成体２２や電極板２４と幾層かに積層する組み立てにおいて、大幅な部品点数削減と工数低減とが計れ、コストを抑えることができる。また、この簡素な構成により、組み立ての自動化もより容易とすることができる。

また、通電発熱素子列２３を複数有している。これによれば、ＰＴＣヒータ２０は複数の通電発熱素子列２３有していることから、熱交換フィン構成体２２や電極板２４と幾層かに積層する組み立てにおいて、大幅な部品点数削減と工数低減とが計れ、コストを抑えることができる。また、この簡素な構成により、組み立ての自動化もより容易とすることができる。

また、このようなＰＴＣヒータ２０を車両用空調装置１の補助ヒータとして備えている。これによれば、暖房開始時に即効性のある補助ヒータを備えた車両用空調装置1のコストを抑えることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。先ず、上述の実施形態では、車両用空調装置1において、ＰＴＣヒータ２０はヒータコア１０と並設するように配置しているが、足元吹出口まで配風する図示しないフットダクト内に配設しても良い。また、本発明のＰＴＣヒータ２０は、温水熱交換器（ヒータコア）などの熱交換コア部の一部に通電発熱素子列２３を組み込んだものであっても良い。また、電極板２４は必ずしも積層しなくても、熱交換フィン構成体２２のアルミニウムプレート２２ｂを電極板として構成を簡素にしたものであっても良い。

本発明の一実施形態に係る車両用空調装置1の概略構成図である。ＰＴＣヒータ２０の概略構成を示す斜視図である。図２のＰＴＣヒータ２０の熱交換コア部概略構成図である。（ａ）は本発明の一実施形態における通電発熱素子列２３の平面図であり、（ｂ）はＰＴＣヒータ２０の熱交換コア部の部分斜視図である。図３のＰＴＣヒータ２０の概略回路図である。（ａ）は従来の一実施形態における通電発熱素子列２３の平面図であり、（ｂ）はＰＴＣヒータ２０の熱交換コア部の部分斜視図である。

符号の説明

２０…ＰＴＣヒータ（電気ヒータ）
２２…熱交換フィン構成体（熱交換部材）
２３…通電発熱素子列（通電発熱部）
２３ａ…ＰＴＣ素子
２３ｂ…樹脂枠

Claims

少なくとも通電発熱部（２３）と熱交換部材（２２）とを積層して構成した電気ヒータであり、
前記通電発熱部（２３）は、ＰＴＣ素子（２３ａ）を樹脂枠（２３ｂ）にインサート成形して構成したことを特徴とする電気ヒータ。
前記樹脂枠（２３ｂ）の厚みを、前記ＰＴＣ素子（２３ａ）の厚みよりも薄くしたことを特徴とする請求項１に記載の電気ヒータ。
前記通電発熱部（２３）は、一つの前記樹脂枠（２３ｂ）に複数の前記ＰＴＣ素子（２３ａ）をインサート成形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電気ヒータ。
前記通電発熱部（２３）を複数有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気ヒータ。
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電気ヒータ（２０）を補助ヒータとして備えることを特徴とする車両用空調装置。