JP2007292425A - Electric heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、本発明は、PTC素子を有する電気ヒータに関する。 The present invention relates to an electric heater having a PTC element.
従来、この種の電気ヒータにおいて、積層部、第1、第2のフレーム、第1、第2のバネ部材、および第1、第2のハウジングを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of electric heater includes a laminated portion, first and second frames, first and second spring members, and first and second housings (see, for example, Patent Document 1). ).
このものにおいて、積層部は、上下方向に積層される複数の放熱フィンと、複数の放熱フィンのうちいずれか2つの放熱フィンの間に配設される複数枚のヒータプレートとを備える。複数のヒータプレートは、それぞれ、PTC(positive temperature coefficient)素子を有して長板状に形成されているもので、隣接する放熱フィンを加熱する。 In this structure, the stacked portion includes a plurality of heat radiation fins stacked in the vertical direction and a plurality of heater plates disposed between any two heat radiation fins among the plurality of heat radiation fins. Each of the plurality of heater plates has a PTC (positive temperature coefficient) element and is formed in a long plate shape, and heats adjacent radiating fins.
また、第1のフレームは、積層部に対して上側に配置され、第2のフレームは、積層部に対して下側に配置されている。第1のバネ部材は、第1のフレームと積層部との間に配置され、弾性力により積層部を下側に押圧しており、第2のバネ部材は、第2のフレームと積層部との間に配置され、弾性力により積層部を上側に押圧している。 The first frame is disposed on the upper side with respect to the stacked portion, and the second frame is disposed on the lower side with respect to the stacked portion. The first spring member is disposed between the first frame and the laminated portion, presses the laminated portion downward by elastic force, and the second spring member includes the second frame and the laminated portion. It is arrange | positioned between these and the laminated part is pressed to the upper side with the elastic force.
第1のハウジング内には、第1、第2のフレーム、および積層部のそれぞれの左側端部が填め込まれており、第2のハウジング内には、第1、第2のフレーム、および積層部のそれぞれの右側端部が填め込まれている。
上述の電気ヒータでは、積層部以外に、第1、第2のフレーム、第1、第2のバネ部材、および第1、第2のハウジングといった多数の部材が必要であるため、コスト高を招いていた。 The above-mentioned electric heater requires a large number of members such as the first and second frames, the first and second spring members, and the first and second housings in addition to the stacked portion, which increases the cost. It was.
本発明は、上記点に鑑み、部品数を減らすようにした電気ヒータを提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide an electric heater in which the number of parts is reduced.
上記目的を達成するため、本発明では、積層部(20A)を弾性変形により第1の方向から挟み込んで保持するバネ部材(90)を備え、バネ部材は、積層部のうち空気流方向および第1の方向のそれぞれに交差する第2の方向の一側端部を覆うように形成されており、積層部およびバネ部材のうち第2の方向の他側端部が填め込まれる開口部(80f)を有するハウジング(80)を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes a spring member (90) that sandwiches and holds the laminated portion (20A) from the first direction by elastic deformation, and the spring member includes the air flow direction and the first of the laminated portions. An opening (80f) that is formed so as to cover one end portion in the second direction intersecting with each of the first direction, and in which the other end portion in the second direction of the stacked portion and the spring member is fitted. ).
したがって、電気ヒータは、積層部以外に、1つのバネ部材および1つのハウジングを用いただけで構成することができるので、従来技術に比べて部品数を減らすことができる。 Therefore, since the electric heater can be configured by using only one spring member and one housing in addition to the laminated portion, the number of components can be reduced as compared with the conventional technique.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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ものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in a claim and this column shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
図1に本発明に係る電気ヒータが適用された車室内空調装置の室内空調ユニット1を示す。図1は本実施形態の室内空調ユニット1の模式的な断面図である。 FIG. 1 shows an interior air conditioning unit 1 of a vehicle interior air conditioner to which an electric heater according to the present invention is applied. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an indoor air conditioning unit 1 of the present embodiment.
室内空調ユニット1は、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)内側等に配置されており、室内空調ユニット1は、樹脂製の空調ケーシング2を有している。空調ケーシング2の内部には、車室内へ向かって空気が流れる空気通路が形成され、空気流れ最上流部には内外気切替箱3が配置されている。
The indoor air conditioning unit 1 is disposed inside the instrument panel (instrument panel) at the forefront of the vehicle interior, and the indoor air conditioning unit 1 has an
内外気切替箱3は、内気導入口4、外気導入口5および内外気切替ドア6を有して構成されている。内気導入口4は、空調ケーシング2内に内気(車室内空気)を導入させる導入口であり、外気導入口5は、外気(車室外空気)を空調ケーシング2内に導入させる導入口である。内外気切替ドア6は、内外気切替箱5の内部に回転自在に支持されており、内外気切替ドア6は、サーボモータによって駆動される。
The inside / outside air switching box 3 includes an inside
内外気切替箱5の空気流れ下流側には、車室内に向かって空気を送風する電動式の送風機7が配置されている。送風機7は、遠心多翼ファン7aを電動モータ7bによって回転駆動させて空気を矢印A方向に送風するものである。送風機7の空気流れ下流側には、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である蒸発器8が配置されている。
On the downstream side of the air flow in the inside / outside air switching box 5, an
蒸発器8は、冷凍サイクル装置を構成する要素の一つであり、周知の如く、蒸発器8に流入した低圧冷媒が蒸発する際に送風機7によって送風された送風空気から吸熱して送風空気を冷却するものである。蒸発器8の下流側には、蒸発器8通過後の空気(冷風)を加熱するヒータコア9が配置されている。
The evaporator 8 is one of the elements constituting the refrigeration cycle apparatus. As is well known, the evaporator 8 absorbs heat from the blown air blown by the
ヒータコア9は、エンジン冷却水を熱源として、蒸発器8通過後の空気(冷風)を加熱する加熱用熱交換器である。また、空調ケーシング2内部のヒータコア9の側方には、蒸発器8通過後の空気(冷風)がヒータコア9をバイパスして通過するバイパス通路10が形成されている。
The heater core 9 is a heat exchanger for heating that heats air (cold air) that has passed through the evaporator 8 using engine coolant as a heat source. Further, a
また、ヒータコア9の下流側に電気ヒータ20が配置されており、電気ヒータ20は、暖房運転時に、ヒータコア9を通過した空気を加熱する補助加熱器である。電気ヒータ20の具体的構造については後述する。
Moreover, the
また、蒸発器8とヒータコア9との間には、エアミックスドア11が配置されており、エアミックスドア11は、空調ケーシング2内に回転自在に配置されており、エアミックスドア11は、サーボモータによって駆動されて、回転位置(すなわち、開度)が連続的に調整できるようになっている。
An
このことにより、エアミックスドア11は、ヒータコア9および電気ヒータ20を通過する空気量(矢印Bに示す温風量)とバイパス通路10を通過する空気量(矢印Cに示す冷風量)との風量割合を調整することにより、車室内に吹き出す空気温度を調整することになる。
As a result, the
また、空調ケーシング2の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラスに向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ開口部12、乗員の顔部に向けて空調風を吹き出すためのフェイス開口部13、および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット開口部14が設けられている。開口部12〜14の上流部には、それぞれデフロスタドア15、フェイスドア16およびフットドア17が回転自在に配置されており、これらのドア15〜17は、リンク機構を介して共通のサーボモータによって開閉される。
Moreover, in the most downstream part of the air path of the air-
次に、本実施形態の電気ヒータ20の構造について説明する。図2は本実施形態の電気ヒータ20の空気流れ方向から視た正面図、図3は図2中のX矢視図である。図2中において上下左右の矢印は搭載状態における方向を示す。
Next, the structure of the
電気ヒータ20は、積層部20Aを備えており、積層部20Aは、図2および図3に示すように、放熱フィン30、31、32、33、34、電極板40、41、42、43、44、およびヒータプレート50、51、52、53から構成されている。
The
放熱フィン30〜34は、それぞれ、波状に形成されているコルゲートフィンであり、放熱フィン30〜34は、各山部30aがそれぞれ上下方向に向いて、フィンピッチが左右方向になるように並べられている。上下方向は、空気流れ方向(紙面垂直方向)に対して垂直方向であって、請求項に記載の第1の方向に相当する。
The radiating
ヒータプレート50は、図4に示すように、複数の開口部を有する長板状の樹脂枠50bと、複数の開口部内にそれぞれ填め込まれたPTC素子50aとからなり、PTC50c素子の素子列を構成している。PTC素子50aは、温度がキュリー点に達すると抵抗値が増大し、電圧が与えられている状態で温度が低下すると電流が増えて一定温度で安定する特性を有する公知の素子である。ヒータプレート51〜53は、それぞれ、ヒータプレート50と同様の構造を有している。
As shown in FIG. 4, the
ヒータプレート50は、放熱フィン30、31の間に配置されており、ヒータプレート51は、放熱フィン31、32の間に配置されている。ヒータプレート52は、放熱フィン32、33の間に配置されており、ヒータプレート53は、放熱フィン33、34の間に配置されている。
The
ヒータプレート50と放熱フィン30との間には、伝導プレート60aが設けられており、伝導プレート60aは、導電性を有し、かつ伝熱性を有するアルミニュム等の金属材料からなる薄板部材である。伝導プレート60aは、空気流れ方向に対して並行で、かつ左右方向に延出するように配置されている。伝導プレート60aは、ヒータプレート50に接触するとともに、放熱フィン30の下側の各山頂部30bに対してろう付け等により接合されている。
A
ヒータプレート51と放熱フィン31との間には、伝導プレート60bが設けられており、伝導プレート60bは、空気流れ方向に対して並行で、かつ左右方向に延出するように配置されている。伝導プレート60bは、ヒータプレート51に接触するとともに、放熱フィン31の下側の各山頂部30bに対してろう付け等により接合されている。なお、放熱フィン31〜34において各山頂部の符号は省略してある。
A
ヒータプレート52と放熱フィン32との間には、伝導プレート60cが設けられており、伝導プレート60cは、空気流れ方向に対して並行で、かつ左右方向に延出するように配置されている。伝導プレート60cは、ヒータプレート52に接触するとともに、放熱フィン32の下側の各山頂部30bに対してろう付け等により接合されている。
A
ヒータプレート53と放熱フィン33との間には、伝導プレート60dが設けられており、伝導プレート60dは、空気流れ方向に対して並行で、かつ左右方向に延出するように配置されている。伝導プレート60dは、ヒータプレート53に接触するとともに、放熱フィン33の下側の各山頂部30bに対してろう付け等により接合されている。
A
放熱フィン34下側には、伝導プレート60eが設けられており、伝導プレート60eは、空気流れ方向に対して並行で、かつ左右方向に延出するように配置されている。伝導プレート60eは、放熱フィン34の下側の各山頂部30bに対してろう付け等により接合されている。
A
伝導プレート60b、60c、60dは、導電性を有し、かつ伝熱性を有するアルミニュム等の金属材料からなる薄板部材である。また、伝導プレート60eは、導電性を有し、かつ伝熱性を有するアルミニュム等の金属材料からなる薄板部材と、この薄板部材の下面(或いは、上面)に沿って形成された電気絶縁材料からなる薄膜とを有するものである。
The
電極板40、41、42、43、44は、それぞれ導電性を有し、かつ伝熱性を有する真鍮などの金属からなる長板部材であって、空気流れ方向に対して並行で、かつ左右方向に延出するように配置されている。
The
電極板40は、放熱フィン30の上側に配置され、電極板41は、放熱フィン31とヒータプレート50との間に配置されている。電極板42は、放熱フィン32とヒータプレート51との間に配置され、電極板43は、放熱フィン33とヒータプレート52との間に配置されている。電極板44は、放熱フィン34とヒータプレート53との間に配置されている。
The
電気ヒータ20は、図2に示すように、ハウジング80、およびコ字状フレーム90を備えている。コ字状フレーム90は、バネ部材であって、空気流れ方向に対して並行に形成された金属薄板をコ字状に延出して形成されている。コ字状フレーム90は、薄板積層部20Aの上側端部、下側端部、および右側端部を覆うように配置され、複数の突起部91(図2では4つの突起部91)が薄板積層部20Aの上側端部および下側端部に接触した状態で、薄板積層部20Aを弾性力により上下方向から挟み込んで保持している。ここで、コ字状フレーム90が薄板積層部20Aの右側端部を覆うように配置されるため、薄板積層部20Aの右側端部を保護することになる。
As shown in FIG. 2, the
ハウジング80は、樹脂材料からなるもので、箱状に形成されており、ハウジング80は、積層部20Aに対して左側に配置されている。ハウジング80には、図5に示すように、開口部80fが形成されている。ハウジング80の開口部80f内には、図3に示すように、積層部20Aおよびコ字状フレーム90の左側端部が填め込まれており、ハウジング80は、上端部80bおよび下端部80cによりコ字状フレーム90の左側端部を上下方向から挟み込んでコ字状フレーム90および積層部20Aを保持している。なお、図5中の符号80eはネジ穴である。
The
なお、図2中のハウジング80内において、電極板40〜43の各左側端部(電極端子)は、それぞれ、接続端子を介して電線に接続されており、各接続端子および各電線は、図中省略してある。
In addition, in the
次に、電気ヒータ20の製法について説明する。まず、積層部20A、ハウジング80、およびコ字状フレーム90を用意し、コ字状フレーム90を積層部20Aの上側端部、下側端部、および右側端部を覆うように配置し、コ字状フレーム90によって積層部20Aを上下方向から挟み込む。その後、コ字状フレーム90および積層部20Aの左側端部をハウジング80内に差し込む。
Next, the manufacturing method of the
次に、本実施形態の電気ヒータ20の作動について説明する。図6に電気ヒータ20の電気回路構成を示す。
Next, the operation of the
電極40、42、44にそれぞれ正電圧が与えられ、電極41、43それぞれ負電圧が与えられると、電極40からヒータプレート50、伝導プレート60aおよび放熱フィン30を通して電極41に電流が流れる。電極42から放熱フィン31、伝導プレート60bおよびヒータプレート51を通して電極41に電流が流れる。電極42からヒータプレート52、放熱フィン32、伝導プレート60cおよびを通して電極43に電流が流れる。さらに、電極44からヒータプレート53、伝導プレート60d、および放熱フィン33を通して電極43に電流が流れる。
When a positive voltage is applied to each of the
以上により、ヒータプレート50〜53の各PTC素子50aに電流が流れ、各PTC素子50aは発熱し、PTC素子50aから発生する熱は、伝導プレートを介して近接する放熱フィン(30〜34)に伝達する。このため、放熱フィン30〜34は、その通過空気を加熱することができる。
As described above, a current flows through each
以上説明した本実施形態によれば、電気ヒータ20は、積層部20Aをコ字状フレーム90により上下方向から挟み込んで保持して、積層部20Aおよびコ字状フレーム90の端部がハウジング80内に填め込まれている。
According to the present embodiment described above, the
したがって、積層部20A以外に、1つのコ字状フレーム90および1つのハウジング80だけを用いて電気ヒータ20を構成することになる。このため、従来技術に比べて部品数を減らすことができる。
Therefore, the
また、従来技術に比べて、1つのハウジング80を減らすことができるので、圧力損失を減らすことができる。
Moreover, since one
また、上述の実施形態において、ハウジング80からコ字状フレーム90を抜け難くするために次のように構成を加えてもよい。すなわち、コ字状フレーム90の上側端部に上側に突出する上側突起部を設け、コ字状フレーム90の下側端部に下側に突出する下側突起部を設ける。さらに、ハウジング80内に上側突起部および下側突起部がそれぞれ入る上側凹部および下側凹部を設ける。したがって、ハウジング80内の上側凹部および下側凹部に対してコ字状フレーム90の上側突起部および下側突起部が係合することになるので、ハウジング80からコ字状フレーム90を抜け難くすることができる。
In the above-described embodiment, the following configuration may be added in order to make it difficult to remove the
上述の実施形態では、4個の放熱フィンを用いた例について説明したが、これに限らず、2つ以上であれば、幾つの放熱フィンを用いてもよい。 In the above-described embodiment, an example using four radiating fins has been described. However, the present invention is not limited to this, and any number of radiating fins may be used as long as there are two or more.
上述の実施形態では、本発明の電気ヒータを車両用空調装置に適用した例について説明したが、これに限らず、据え置き型の空調装置に適用してもよい。 In the above-described embodiment, the example in which the electric heater of the present invention is applied to a vehicle air conditioner has been described. However, the present invention is not limited thereto, and may be applied to a stationary air conditioner.
20…電気ヒータ、30〜34…放熱フィン、
40〜44…電極板、50〜53…ヒータプレート、
60a〜60e…伝導プレート、
80…ハウジング、90…コ字状フレーム。
20 ... Electric heater, 30-34 ... Radiation fin,
40-44 ... Electrode plate, 50-53 ... Heater plate,
60a-60e ... conductive plate,
80 ... housing, 90 ... U-shaped frame.
Claims (4)
前記積層部を弾性変形により前記第1の方向から挟み込んで保持するバネ部材(90)と、を備える電気ヒータであって、
前記バネ部材は、前記積層部のうち前記空気流方向および前記第1の方向のそれぞれに交差する第2の方向の一側端部を覆うように形成されており、
前記積層部および前記バネ部材のうち前記第2の方向の他側端部が填め込まれる開口部(80f)を有するハウジング(80)を備えることを特徴とする電気ヒータ。 A plurality of radiation fins (30 to 34) stacked in a first direction intersecting with the air flow direction, and any one of the plurality of radiation fins in the first direction. PTC elements (50 to 53) that are arranged to heat the plurality of heat radiation fins, and are arranged so as to sandwich the PTC element from the first direction, and first and second for applying a voltage to the PTC element A laminated portion (20A) having a plurality of electrodes (40 to 44);
An electric heater comprising: a spring member (90) that holds the stacked portion sandwiched from the first direction by elastic deformation;
The spring member is formed so as to cover one side end portion in the second direction intersecting each of the air flow direction and the first direction in the laminated portion,
An electric heater comprising: a housing (80) having an opening (80f) into which the other end of the second direction in the stacked portion and the spring member is fitted.
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