JP2007507384A - Ｐｔｃ素子を有する特に自動車用の暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＰＴＣ素子を有する改良された暖房装置を提供する。
【解決手段】 少なくとも１つのＰＴＣ素子を有する特に自動車用の暖房装置であって、ＰＴＣ素子（２）が電気的結合に役立つコンタクト板（３、４）の間に配置されており、コンタクト板（３、４）とＰＴＣ素子（２）が接着剤（５）によって結合されているものにおいて、接着剤（５）が最小で５０Ω・ｃｍ、最大で５００Ω・ｃｍの電気固有抵抗を有することを特徴とする暖房装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、少なくとも１つのＰＴＣ素子を有する特に自動車用の暖房装置であって、ＰＴＣ素子が電気的結合に役立つコンタクト板の間に配置されており、コンタクト板とＰＴＣ素子が接着剤によって結合されているものに関する。

特許文献１によりＰＴＣ素子を有する乗用車用暖房装置が公知であり、補助ヒータは補助ヒータの運転時に暖空気を流通させる１つのヒータコアと車室の足元領域に少なくとも１つの空気流出口とを備えており、この空気流出口に暖空気が送られる。車室内で特に後部座席でも快適と感じられる垂直方向温度成層を柔軟に生成できるようにするために、ヒータコアは電気ＰＴＣ素子として形成されており、このＰＴＣ素子は足元領域の空気流出口に直接配置されている。このような補助ヒータにはなお要望が残る。開示された１実施例によれば、ＰＴＣ素子は複数の加熱ハニカムの態様で、詳しくは説明されないプラスチック枠内に配置され、この枠が空気流出口を縁取りする。

ＰＴＣ素子へのコンタクト板の結合は従来どおり接着剤によって行われ、‐利用事例に応じて‐電気固有抵抗が１０００Ω・ｃｍを超える絶縁性接着剤または電気固有抵抗が１０Ω・ｃｍ以下の導電性接着剤が使用される。コンタクト板とＰＴＣ素子との間のこのような結合にはなお要望が残る。
独国特許出願公開第１０１４４７５７号明細書

本発明の課題は、ＰＴＣ素子を有する改良された暖房装置を提供することである。

この課題は、接着剤が最小で５０Ω・ｃｍ、最大で５００Ω・ｃｍの電気固有抵抗を有することを特徴とする暖房装置によって解決される。

発明の実施の形態

本発明によれば、少なくとも１つのＰＴＣ素子を有する暖房装置が設けられており、ＰＴＣ素子が電気的結合に役立つコンタクト板の間に配置されており、コンタクト板とＰＴＣ素子が接着剤によって結合されており、この接着剤は電気固有抵抗が最小で５０Ω・ｃｍ、最大で５００Ω・ｃｍ、主に最小で８０Ω・ｃｍ、最大で１５０Ω・ｃｍ、特に１００Ω・ｃｍ＋／−１０％である。

一定の電気固有抵抗を有する接着剤、特に電気固有抵抗５０〜５００Ω・ｃｍの接着剤が選択されるとき、暖房の観点と安全性の観点が同時に考慮される。その際、ＰＴＣ素子はこの導電性接着剤によってコンタクト板と結合される。その際電気固有抵抗は、一方でコンタクト板の間で短絡の危険が避けられるように選択することができる。他方で、老化の結果として暖房装置が損傷した場合に接着剤層が強制緩和を有することができ、これによりＰＴＣ素子とコンタクト板との間にもはや直接的接触が存在せず、但しその場合でも接着剤層が加熱機能を維持するのに十分な導電率を有するように、電気固有抵抗は選択することができる。その際接着剤層は付加的電気抵抗を有し、妥当な熱出力を示す。本発明の利点は、そうした場合に暖房機能が乱されないことにある。電気固有抵抗の上記範囲は最も適していることが判明した。

好ましくは、ＰＴＣ素子とコンタクト板との間の接着剤の層厚が強制緩和前は無視し得るほどであり、強制緩和後は最大で０．０２μｍ、特に０．０１μｍ＋／−１０％である。

接着剤の代わりに、相応する電気固有抵抗を有する蝋も使用することができる。

以下、図面を参考に１実施例に基づいて本発明が詳しく説明される。

セラミックＰＴＣ素子を有するＰＴＣ暖房装置１においてそれぞれ１つのＰＴＣ素子２が２つの互いに平行に配置されるコンタクト板３（正極）、４（負極）の間で、ここでは電気固有抵抗約１００Ω・ｃｍの接着剤５によって貼付けられている。それぞれＰＴＣ素子２とは相反するコンタクト板３、４の側に、相応する接着結合によって波形フィン６が取付けられており、波形フィンに、やはり相応する接着結合で各１つの他のコンタクト板３、４が取付けられている。前記装置の周りにプラスチック枠７が配置されている。空気の流れ方向は図１では目視方向にある。

以下、ＰＴＣ素子２の長さはＬ、ここでは０３５ｍｍ、ＰＴＣ素子２の幅はｌ、ここでは８ｍｍ、ＰＴＣ素子２の厚さはｅ、ここでは１．４ｍｍ、で表す。ＰＴＣ素子２の表面とコンタクト板３または４との間の接着剤層の平均厚はｅｔａで表し、ここでは０．０１μｍである。コンタクト板３、４の間でＰＴＣ素子２の周りの接着剤の幅はｓで表し、ここでは１ｍｍである。

コンタクト板３、４の間の電圧はＵで表し、本実施例によれば１３Ｖであるが、しかしそれより大きくし、例えば４８Ｖとすることもできる。

接着剤５の電気固有抵抗はＲｈｏ_Ｋｌｅｂ、ＰＴＣ素子２の抵抗はＲ_ＰＴＣ、ＰＴＣ素子２とコンタクト板３または４との間の接着剤層の抵抗はＲ_Ｋｌｅｂで表す。

ＰＴＣ素子２の出力はＰ_ＰＴＣ、コンタクト板３、４の間の接着剤５の出力はＰ_ｂ、強制緩和なしで接着剤５と結合されたＰＴＣ素子２の出力はＰ_{Ｋｌｅｂｅｎ＋ＰＴＣ ｏｈｎｅ Ｚｗａｎｇｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇ}、強制緩和ありで接着剤５と結合されたＰＴＣ素子２の出力はＰ_{Ｋｌｅｂｅｎ＋ＰＴＣ ｎａｃｈ Ｚｗａｎｇｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇ}、総出力はＰ_{ｇｅｓａｍｔ}で表す。

この場合、ＰＴＣ素子とコンタクト板３または４との間の接着剤５の抵抗Ｒ_Ｋｌｅｂ、もしくはＰＴＣ素子２を取り囲む接着剤５の抵抗Ｒ_ｂは、以下の如くに得られる：
（１）Ｒ_Ｋｌｅｂ＝Ｒｈｏ_Ｋｌｅｂ×ｅｔａ／（Ｌ×ｌ）
（２）Ｒ_ｂ＝Ｒｈｏ_Ｋｌｅｂ×ｅ／（２（Ｌ＋ｌ）×ｓ）
抵抗回路の等価回路図が図５と図６に示してある。

出力Ｐ_{Ｋｌｅｂｅｎ＋ＰＴＣ ｏｈｎｅ Ｚｗａｎｇｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇ}、もしくは出力Ｐ_{Ｋｌｅｂｅｎ＋ＰＴＣ ｎａｃｈ Ｚｗａｎｇｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇ}は、
（３）Ｐ_{Ｋｌｅｂｅｎ＋ＰＴＣ ｏｈｎｅ Ｚｗａｎｇｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇ}＝Ｕ^２／Ｒ_ＰＴＣ
（４）Ｐ_{Ｋｌｅｂｅｎ＋ＰＴＣ ｎａｃｈ Ｚｗａｎｇｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇ}＝Ｕ^２／（２Ｒ_Ｋｌｅｂ＋Ｒ_ＰＴＣ）
によって得られる。

ＰＴＣ素子２の最適効率を生じるために、比Ｐ_ＰＴＣ／Ｐ_ｂは極力大きく選択すべきであろう。しかしさらに、Ｐ_{Ｋｌｅｂｅｎ＋ＰＴＣ ｏｈｎｅ Ｚｗａｎｇｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇ}／Ｐ_{Ｋｌｅｂｅｎ＋ＰＴＣ ｎａｃｈ Ｚｗａｎｇｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇ}の比は極力１に近くなければならないであろう。Ｐ_ＰＴＣ／Ｐ_ｂの比は特に約４〜４０、Ｐ_{Ｋｌｅｂｅｎ＋ＰＴＣ ｏｈｎｅ Ｚｗａｎｇｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇ}／Ｐ_{Ｋｌｅｂｅｎ＋ＰＴＣ ｎａｃｈ Ｚｗａｎｇｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇ}の比は約１．２〜１．０２である。

本発明に係る暖房装置の図である。 図１の暖房装置の図１のＩＩ‐ＩＩ線に沿った拡大断面図である。 図２のＩＩＩ‐ＩＩＩ線に沿った断面図である。 強制緩和後の図２に相当する図である。 抵抗を明らかとする電気等価回路図である。 強制緩和後の抵抗を明らかとする図５に相当する等価回路図である。

符号の説明

１ 暖房装置
２ ＰＴＣ素子
３ コンタクト板
４ コンタクト板
５ 接着剤
６ 波形フィン
７ プラスチック枠

Claims (7)

1. 少なくとも１つのＰＴＣ素子を有する特に自動車用の暖房装置であって、ＰＴＣ素子（２）が電気的結合に役立つコンタクト板（３、４）の間に配置されており、コンタクト板（３、４）とＰＴＣ素子（２）が接着剤（５）によって結合されているものにおいて、接着剤（５）が最小で５０Ω・ｃｍ、最大で５００Ω・ｃｍの電気固有抵抗を有することを特徴とする暖房装置。
2. 接着剤（５）が最小で８０Ω・ｃｍ、最大で１５０Ω・ｃｍ、特に１００Ω・ｃｍ＋／−１０％の電気固有抵抗を有することを特徴とする、請求項１記載の暖房装置。
3. ＰＴＣ素子（２）とコンタクト板（３、４）との間の接着剤（５）の層厚が強制緩和前は無視し得るほどであり、強制緩和後は最大で０．０２μｍ、特に０．０１μｍ＋／−１０％であることを特徴とする、請求項１または２記載の暖房装置。
4. 少なくとも１つのＰＴＣ素子を有する特に自動車用の暖房装置であって、ＰＴＣ素子（２）が電気的結合に役立つコンタクト板（３、４）の間に配置されており、コンタクト板（３、４）とＰＴＣ素子（２）が蝋によって結合されているものにおいて、蝋が最小で５０Ω・ｃｍ、最大で５００Ω・ｃｍの電気固有抵抗を有することを特徴とする暖房装置。
5. 蝋が最小で８０Ω・ｃｍ、最大で１５０Ω・ｃｍ、特に１００Ω・ｃｍ＋／−１０％の電気固有抵抗を有することを特徴とする、請求項４記載の暖房装置。
6. ＰＴＣ素子（２）とコンタクト板（３、４）との間の蝋の層厚が強制緩和前は無視し得るほどであり、強制緩和後は最大で０．０２μｍ、特に０．０１μｍ＋／−１０％であることを特徴とする、請求項４または５記載の暖房装置。
7. セラミックＰＴＣ素子（２）と導電性コンタクト板（３、４）との間の結合用接着剤または蝋において、接着剤（５）もしくは蝋が最小で５０Ω・ｃｍ、最大で５００Ω・ｃｍの電気固有抵抗を有することを特徴とする接着剤または蝋。
   
   

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