JP2007168773A - 電気ラジエータ - Google Patents

Abstract

【課題】自動車メーカーごとに固有の形状を有するコネクタに対応しうる、製造コストが低廉で、かつ保管も容易な電気ラジエータを提供する。
【解決手段】少なくとも１つの発熱体５が装着されたフレーム４を有する発熱部２と、発熱体５を自動車のバッテリに電気的に接続するコネクタ部３とを備える、自動車の空調機を通過する空気流を加熱する電気ラジエータ１において、コネクタ部３に、発熱部２と連結される第１のインターフェース30と、自動車のバッテリと電気的に接続される第２のインターフェース17を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の空調機に取り付けられる電気ラジエータに係り、より詳しくは、エンジン始動時に、冷えた車室を迅速に暖めるのを助けるよう、正の温度係数（ＣＴＰ）をもつ電気抵抗を備える電気ラジエータに関する。

公知の電気ラジエータは、空調機の内部にあって、車室を暖めるための空気流が通過する発熱体を備えている。また、電気ラジエータは、自動車メーカーの要求に応え、自動車の給電側コネクタと一体にされている。すなわち、電気抵抗へ向けて電流を送り込むための電気ラジエータの電極は、自動車の給電側コネクタに差し込まれるようになっている。したがって、電気ラジエータの電極を収容するコネクタ部は、給電側コネクタに連結しうる形状となっているが、給電側コネクタの形状は、自動車メーカーごとに異なるため、様々な不都合を引き起こしている。

主たる不都合は、電気ラジエータを規格化しえないため、製造および保管に係るコストが増大することである。電気ラジエータの保管は、生産管理上、複雑な問題を引き起こしている。

本発明は、発熱体が規格化され、かつ各自動車メーカーの給電側コネクタと容易に接続しうる、小型で、製造コストが低廉であり、かつ保管も容易な電気ラジエータを提供することを目的としている。

本発明に係る小型電気ラジエータの発熱体は、自動車メーカーの給電側コネクタと機械的および電気的に接続される。本発明に係る電気ラジエータは、発熱体に取り付けうるように規格化された第１のインターフェースと、自動車メーカー固有の給電側コネクタ（バッテリと接続される）の形状に適合しうる第２のインターフェースとを備える。

電気ラジエータの電子制御方法は、電気ラジエータにおける部品の規格化という本発明の技術的思想に反して、自動車メーカーごとに異なる場合が多い。このため、本発明に係る電気ラジエータは、電子制御モジュールを備えていない。これは、電気ラジエータの消費電力を抑えることにもつながる。

本発明は、上記目的を実現するため、少なくとも１つの発熱体が装着されたフレームを有する発熱部と、前記発熱体を自動車のバッテリに電気的に接続するコネクタ部とを備える、自動車の空調機を通過する空気流を加熱する電気ラジエータであって、前記コネクタ部は、前記発熱部と連結される第１のインターフェースと、自動車のバッテリと電気的に接続される第２のインターフェースとを有することを特徴とする電気ラジエータを提供する。

前記コネクタ部は、一方の側で前記発熱体と連結され、他方の側で自動車のバッテリと電気的に接続される少なくとも２つの導体ピンを有するのが好ましい。

前記発熱体は、２つの電極を具備し、この電極には、少なくとも１つの正の温度係数をもつ電気抵抗に接着材を介して接合された２つのヒートシンクが装着されているのが好ましい。

前記導体ピンの少なくとも１つは、前記発熱体の２つの電極の少なくとも一方と、動かないように連結されているのが好ましい。

前記第２のインターフェースは、自動車のバッテリと電気配線を介して接続されている給電側コネクタと、動かないように連結されるのが好ましい。

本発明の一実施形態においては、給電側コネクタは、雌の連結セクションを有し、前記第２のインターフェースは、給電側コネクタの雌の連結セクションに挿入しうる雄の連結セクションを有する。

前記第1のインターフェースは、前記フレームに固定するための少なくとも１つの保持手段を有するのが好ましい。

前記第２のインターフェースは、給電側コネクタが雌の連結セクションを有する場合には、これと補形をなす雄の連結セクションを有するのが好ましい。

前記第２のインターフェースは、給電側コネクタの形状と適合しうるように形成されるが、前記第１のインターフェースは、規格化されるのが好ましい。

また、本発明は、少なくとも１つの発熱体が装着されるフレームを有する発熱部と、前記発熱体を自動車のバッテリに電気的に接続するコネクタ部とを備える、自動車の空調機を通過する空気流を加熱する電気ラジエータの組立て方法であって、
−保持手段を介して、前記コネクタ部を前記フレームに固定する工程と、
−前記コネクタ部における導体ピンの少なくとも１つを、前記発熱体と、動かないように連結する工程とを含む方法を提供する。

本発明に係る電気ラジエータは、各自動車メーカーの給電側コネクタの形状に適合しうる部品を有する一方で、発熱体が規格化されているため、製造コストが低廉で、かつ保管も容易になる。

本発明の上記以外の特徴と効果は、添付の図面を参照して行う、以下の実施形態の説明から明らかになると思う。添付の図面は、本発明の理解を助けるだけでなく、本発明の概要を示すものである。

図１は、空気流を加熱する電気ラジエータ１を示す。電気ラジエータ１は、車室を迅速に暖めるのを補助する役割を果たす。通常、電気ラジエータ１は、バッテリから取り出された電気エネルギーを、熱エネルギーに変換して、空調機を通過する空気に放出するため、空調機における主たる空気流を横切るように配置される。

本発明に係る電気ラジエータ１は、自身専用の電子制御モジュールを備えていない。電気ラジエータ１の制御は、空調機のコンピュータまたは車室のコンピュータによって行われる。

電気ラジエータ１は、発熱部２とコネクタ部３からなる。コネクタ部３は、電気ラジエータ１を、自動車のバッテリと接続させるためのものである。

発熱部２は、プラスチック（例えば、ポリプロピレンまたはポリアミド）製のフレーム４と、このフレーム４の内部に固定された発熱体５からなっている。１つの発熱体５は、３３０Ｗの電力に対応する熱を放出する。電気ラジエータ１は、３つの発熱体を備えているため、約１０００Ｗの電力に対応する熱を放出することができる。

フレーム４の発熱領域は、この発熱領域と概ね同じ幅を有するアダプタ15で終端している。アダプタ15は、コネクタ部３を収容することができる。コネクタ部３は、アダプタ15の内部にまで延びる第１のインターフェース（後に図４を参照して詳細に説明する）と、自動車のバッテリに接続される第２のインターフェース17とを有している。第１のインターフェースは、外部からアクセスしうる接続領域16を有している。

接続領域16は、周縁に溝18を有しており、溝18には、接続領域16と第２のインターフェース17が位置する空調機の外部から、フレーム４が挿入される空調機の内部へ入り込む空気が漏れないようにするシールが嵌め込まれる。接続領域16は、横向きに延びる２つの耳部19,20を有しており、耳部19,20には、電気ラジエータ１を固定するための孔が設けられている。

図２は、加熱バーとも呼ばれる発熱体５を示す。発熱体５は、軸方向に延びる２つの電極21,22を有している。電極21,22の２つの端部24,25は、それぞれ、同一の方向に向かって折り曲げられているため、電極21,22は、平面視概ねＣ字形をなしている。一方の端部25には、電極21を折り曲げて得られる端子26が設けられている。電極の材料としては、黄銅、青銅、またはアルミニウムを用いることができる。

電極はＣ字形となっているため、インサートとも呼ばれるヒートシンク27を形成する、等間隔で折り曲げられた金属リボンを包囲することができる。図２においては、分かりやすくするため、ヒートシンク27は、一部のみを示してある。省略された部分も、図示されている部分と同一の形態を有する。

発熱体５の２つの電極21,22は、隣り合って配置され、正の温度係数（ＣＴＰ）をもつ金属からなる電気抵抗28を挟み付ける２つのヒートシンク27を包囲している。発熱体５は、互いに狭い間隔を開けて並べられた６つの電気抵抗28を有している。電気抵抗28は、この電気抵抗28とヒートシンク27とを電気的に接触させうる十分な接着強度を有する耐熱接着材を介して、ヒートシンク27に接着されている。電気抵抗28の２つの面に給電するため、電極21,22とヒートシンク27には、異なる電圧が印加される。

図３は、フレーム４とコネクタ部３を示す。フレーム４には、３つの発熱体５が取り付けられているため、給電を受ける６本の端子26が一列に並んでいる。

コネクタ部３は、５つの導体ピン29a〜29eを有しており、これらのピンの一方の側は、発熱体に、他方の側は、自動車のバッテリにそれぞれ接続される。また、コネクタ部３は、第１のインターフェース30と第２のインターフェース17を有している。

第１のインターフェース30は、この第１のインターフェース30を挿入しうる空間を区画する断面方形のアダプタ15と協働する。発熱体の形状は、自動車メーカーの給電側コネクタの仕様に合わせて定められるものではないことに留意すべきである。

第２のインターフェース17の形状は、各自動車メーカーの給電側コネクタ（電気配線を介してバッテリに接続される）の仕様に適合するように定められる。給電側コネクタは、自動車メーカーごとに、種々の形状を有しており、電気ラジエータとコネクタ部と給電側コネクタとのロック手段も、給電側コネクタに合わせて、それぞれ異なるものとなる。

図４は、コネクタ部３とアダプタ15を詳細に示す。第１のインターフェース30は、コネクタ部３と同一の材料から成形されるガイド領域31を有している。ガイド領域31は、両端の２つのガイド柱32,33によって画定されている。これらのガイド柱32,33は、アダプタ15の内部空間にスライドして挿入しうるよう、アダプタ15の内部空間と補形をなす外形を有している。

ガイド領域３１には、半田付け用スタッド34a,34bが設けられている。これらのスタッド34a,34bは、フレーム４とコネクタ部３を固着しうるよう、アダプタ15の壁体に設けられた孔35,36に嵌め込まれる。スタッド34a,34bは、接続領域16が向いている側と同じ側に突出しており、かつ第１のインターフェース30をアダプタ15へ容易に挿入しうるよう、テーパ付けされている。

第１のインターフェース30をアダプタ15へ挿入する際には、スタッド34a,34bが孔35,36に収容されるように、アダプタ15の壁体は変形する。スタッド34a,34bと対応する孔35,36は、協働して、コネクタ部３をフレーム４に保持する役割を果たす。

導体ピン29a〜29eは、５つ設けられているため、同時に２つの発熱体５に給電することが可能である。導体ピン29bには、第１の端子39と第２の端子40が設けられている。２つの端子39,40は、導体ピン29bの延長領域にあって、互いに平行にずれた位置にある。

接続領域16の縁部には、機械的強度を増大させるために、リム41が設けられている。

コネクタ部３をフレーム４に挿入すると、導体ピン29a〜29eの終端を、発熱体５の電極の終端に固着しうるようになる。この終端同士の固着は、半田付け、硬蝋付け、リベット止め、または接触面積を減らし、接触の抵抗を抑えるように嵌着することによって実現される。

図５は、電気ラジエータ１の連結側と、自動車のバッテリ（図示せず）と接続された給電側コネクタ42の連結直前の状態を示す。給電側コネクタ42は、コネクタ部３の第２のインターフェース17に、動かないように連結されて、電気ラジエータ１の作動に必要な電力を供給する。第２のインターフェース17が雄の連結セクションを、給電側コネクタ42が雌の連結セクションを有している。

給電側コネクタ42は、少なくとも１つの突起44に対応する止め具43を有している。止め具43は、給電側コネクタ42が第２のインターフェース17に装着されると、給電側コネクタ42の中に滑り込む。突起44は、止め具43の内壁に位置するスライダと協働し、給電側コネクタ42と第２のインターフェース17は互いに固定される。

以下の説明においては、電気ラジエータに電気的に接続されるトランジスタ等の制御装置には触れていない。電気ラジエータ１は、コネクタ部３を除いて、公知のものを用いることができる。

フレーム４とは別体となっているコネクタ部３は、以下の機能を果たす。
−フレーム４に取り付けられている発熱体５を給電側コネクタ42と電気的に接続する。
−第２のインターフェース17を介して、自動車メーカーごとに固有の形状をもつ給電側コネクタ42に対応することができる。

電気ラジエータ１の組立て方法は、次の通りである。
−保持手段であるスタッド34a,34bを孔35,36に嵌め込んで、コネクタ部３をフレーム４に固定する。
−発熱体５の少なくとも１つと、コネクタ部３における導体ピン29a〜29eの少なくとも１つを動かないように連結して、両者の電気的接続を確実なものにする。

上記の実施形態に係る電気ラジエータは、正の温度係数をもつ金属からなる電気抵抗を用いていたが、本発明に係る電気ラジエータは、正の温度係数をもつポリマーからなる電気抵抗を用いることもできる。正の温度係数をもつポリマーは、リボン形状とし、２つのヒートシンク27によってサンドイッチ状に挟んで、接着剤で貼り合わすこともできる。

自動車のバッテリから、本発明に係る電気ラジエータへの給電は、電気ラジエータ１の外部に設けられた回路素子（リレー、トランジスタ、ヒューズ等）を介して行うこともできる。

本発明に係る電気ラジエータの斜視図である。 図１の電気ラジエータにおける発熱体を示す斜視図である。 本発明に係る電気ラジエータのアダプタとコネクタ部の斜視図である。 図３に示すアダプタとコネクタ部を他の角度から視た斜視図である。 本発明に係る電気ラジエータのコネクタ部と、この電気ラジエータに連結される給電側コネクタの斜視図である。

符号の説明

１ 電気ラジエータ
２ 発熱部
３ コネクタ部
４ フレーム
５ 発熱体
15 アダプタ
16 接続領域
17 第２のインターフェース
18 溝
19,20 耳部
21,22 電極
26 端子
27 ヒートシンク
28 電気抵抗
29a〜29e 導体ピン
30 第１のインターフェース
31 ガイド領域
32,33 ガイド柱
34a,34b スタッド
35,36 孔
39,40 端子
41 リム
42 給電側コネクタ
43 止め具
44 突起

Claims (8)

1. 少なくとも１つの発熱体(５)が装着されたフレーム(４)を有する発熱部(２)と、前記発熱体(５)を自動車のバッテリに電気的に接続するコネクタ部(３)とを備える、自動車の空調機を通過する空気流を加熱する電気ラジエータ(１)であって、前記コネクタ部(３)は、前記発熱部(２)と連結される第１のインターフェース(30)と、自動車のバッテリと電気的に接続される第２のインターフェース(17)とを有することを特徴とする電気ラジエータ。
2. 前記コネクタ部(３)は、一方の側で前記発熱体(５)と連結され、他方の側で自動車のバッテリと電気的に接続される少なくとも２つの導体ピン(29a)〜(29e)を有することを特徴とする請求項１記載の電気ラジエータ。
3. 前記発熱体(５)は、２つの電極(21)(22)を具備し、この電極(21)(22)には、少なくとも１つの正の温度係数をもつ電気抵抗(28)に接着材を介して接合された２つのヒートシンク(27)が装着されていることを特徴とする請求項１または２記載の電気ラジエータ。
4. 前記導体ピン(29a)〜(29e)の少なくとも１つは、前記発熱体(５)の２つの電極(21)(22)の少なくとも一方と、動かないように連結されていることを特徴とする請求項３記載の電気ラジエータ。
5. 前記第２のインターフェース(17)は、自動車のバッテリと電気配線を介して接続されている給電側コネクタ(42)に、動かないように連結されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電気ラジエータ。
6. 前記第1のインターフェース(30)は、前記フレーム(４)を固定するための少なくとも１つの保持手段(34a)(34b)(35)(36)を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電気ラジエータ。
7. 前記フレーム(４)は、前記第１のインターフェース(30)を収容するアダプタ(15)を具備し、第１のインターフェース(30)と前記発熱部(２)は、規格化され、前記第２のインターフェース(17)は、前記給電側コネクタ(42)の形状と適合しうるようになっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電気ラジエータ。
8. 少なくとも１つの発熱体(５)が装着されたフレーム(４)を有する発熱部(２)と、前記発熱体(５)を自動車のバッテリに電気的に接続するコネクタ部(３)とを備える、自動車の空調機を通過する空気流を加熱する電気ラジエータ(１)の組立て方法であって、
   −保持手段(34a)(34b)(35)(36)を介して、前記発熱部(２)と連結されるインターフェースを、前記フレーム(４)に固定する工程と、
   −前記コネクタ部(３)における導体ピン(29a)〜(29e)の少なくとも１つを、前記発熱体(５)と、動かないように連結する工程とを含む方法。

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