JP2010135717A - Ｐｔｃロード組立体及びこれを用いた車両用ｐｔｃヒーター - Google Patents

Abstract

【課題】熱伝逹効率が高く、構造が簡単で、部品数が少なくて製作が容易、かつシンプルな構造のＰＴＣロード組立体と、これを用いて全体的な熱効率及び性能を向上させた車両用ＰＴＣヒーターを提供する。
【解決手段】本発明は、一側面が開放されたチャンネル形態で形成され両端部には内側に突出する突出部が形成されたロードカバーと、下面が前記ロードカバーの内側底面に接触するＰＴＣ素子と、前記ＰＴＣ素子の上部面に接触し、かつ前記ロードカバーの内側空間に前記突出部に噛み合って収容装着される電極端子と、を含み、前記電極端子の前記ＰＴＣ素子と接触しない外側面には絶縁部材が取り付けられることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＰＴＣロード組立体及びこれを用いた車両用ＰＴＣヒーターに係り、より詳しくは、熱伝逹効率が高く、構造が簡単で、部品数が少なくて製作が容易、かつシンプルな構造のＰＴＣロード組立体と、これを用いて全体的な熱効率及び性能を向上させた車両用ＰＴＣヒーターに関する。

車両には室内の各部位に冷気及び暖気を選択的に供給するための空調システムが備えられており、夏期にはエアコンを作動させて冷気を供給し、冬期にはヒーターを稼動して暖気を供給するようになっている。
一般的にヒーターの作動方式は、エンジンの内部を循環しながら加熱された冷却水と送風機によって供給される空気が熱交換を行いながら車内に暖気を供給して暖房する方式であって、エンジンによって発生される熱を利用するためエネルギー効率の高い暖房方式である。

しかし、冬期には始動後エンジンが加熱されるまでは一定の時間を必要とするため始動後直ちに暖房が行われない。よって暖房のためにエンジンが加熱された後冷却水の温度が高温になるまで、走行前に所定の時間エンジンを空回転させるようになり、それによるエネルギーの浪費及び環境汚染といった問題が生じる。

かかる問題を防ぐために、エンジンが加熱される所定時間の間に別のプリーヒーター（Ｐｒｅ−Ｈｅａｔｅｒ）を利用して車内を暖房する方法が用いられていたが、従来の熱線コイルを用いたヒーターは発熱量が高いことから暖房は効果的に行われるものの、火事の危険性が高く、電熱線の寿命が短かいので部品の修理及び交換がしばしば発生する不具合があった。
そのため、近年、ＰＴＣ（ＰＴＣ：Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒｓａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子を用いたヒーターが開発されており、このようなＰＴＣヒーターは火事の危険性が少なく、かつ寿命が長いため半永久的に使用することができるという長所がある。

図１は従来技術による車両用ＰＴＣプリーヒーターを示す分解斜視図である。
図１に示すように、従来技術による車両用ＰＴＣプリーヒーターは、ＰＴＣ素子が含まれたＰＴＣロード組立体１０と、ＰＴＣロード組立体１０の両側にそれぞれ並んで配列された放熱ピン組立体２０と、放熱ピン組立体２０と並んで配列された陰極端子３０とを含んでなる。 また、ＰＴＣロード組立体１０と、放熱ピン組立体２０及び陰極端子３０の結合体の両側端部にそれぞれ結合されているフレーム４０、５０とを含み、ＰＴＣロード組立体１０と、放熱ピン組立体２０と、陰極端子３０及びフレーム４０、５０の結合体を両縦端部において互いに結合させるハウジング６０、７０とをさらに含む。

図２は従来技術によるＰＴＣロード組立体の形状を示す分解斜視図であり、図３は従来のＰＴＣロード組立体の横断面図である。
図２及び図３に示すように、下部ロードカバー１１はチャンネル型からなり、一種の収容部としての役割を果たす。下部ロードカバー１１の底部にはインシュレーター１２が配置され漏電を防止し、インシュレーター１２はナイロンなど非伝導体性と熱伝導率の良い材質からなっている。

インシュレーター１２の上には長手方向に炭素鋼またはアルミニウムなどからなる陽極端子１７が固定結合され、陽極端子１７の上には電源供給によって発熱するＰＴＣ素子１８がインシュレーター１２に固定結合される。また、ＰＴＣ素子１８の上には上部ロードカバー１９が装着されて下部ロードカバー１１と結合され、上部ロードカバー１１及び下部ロードカバー１９を通して陰極端子３０に電流が流れるようになっている。

しかし、このような構造を有する従来のＰＴＣロード組立体１０は別のインシュレーター１２を必要とするなど組立部品数が多く、また各部品の形状が複雑なため組立作業が複雑となるほか、ＰＴＣロード組立体１０の厚さが厚くなって断熱効果が増し、熱伝逹効率が低下すると言う問題点があった。また、構造上、下部ロードカバー１１とＰＴＣ素子１８が直接接触することなく部品中に空気が存在するためＰＴＣ素子１８による熱伝逹効率が低くなり、内部空気の加熱膨脹によって各部品の結合状態が緩んでプリーヒーターの最初駆動の際空気が漏れ出し、騷音が発生し効率が低下する問題点があった。

特開２００４−１５２８０９号公報

本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、
その目的は、熱伝逹効率が高く、構造が簡単で、部品数が少なくて製作が容易、かつシンプルな構造のＰＴＣロード組立体と、これを用いて全体的な熱効率及び性能を向上させたＰＴＣヒーターを提供することにある。

本発明は、一側面が開放されたチャンネル形態で形成され両端部には内側に突出する突出部が形成されたロードカバーと、下面が前記ロードカバーの内側底面に接触するＰＴＣ素子と、前記ＰＴＣ素子の上部面に接触し、かつ前記ロードカバーの内側空間に前記突出部に噛み合って収容装着される電極端子と、を含み、前記電極端子の前記ＰＴＣ素子と接触しない外側面には絶縁部材が取り付けられることを特徴とする。

前記絶縁部材は、アノダイジング処理によって形成された絶縁コーティング層であることを特徴とする。

前記絶縁部材は、絶縁フィルムを付着して形成されることを特徴とする。

前記ロードカバーの下面の両側端部には放熱ピンが挿入かつ結合できるように下方へ突出する固定突起が形成されることを特徴とする。

また、本発明は、一側面が開放されたチャンネル形態で形成され両端部には内側に突出する突出部が形成されたロードカバーと、下面が前記ロードカバーの内側底面に接触するＰＴＣ素子と、前記ＰＴＣ素子の上部面に接触し、かつ前記ロードカバーの内側空間に前記突出部に噛み合って収容装着される電極端子と、を含み、前記電極端子の前記ＰＴＣ素子と接触しない外側面には絶縁部材が取り付けられたＰＴＣロード組立体と、前記電極端子の絶縁部材に密着接触するように前記ロードカバーの突出部の間に挿入かつ結合される放熱ピンと、前記ＰＴＣロード組立体及び放熱ピンの長手方向の上下両端部に夫々結合される上部ハウジング及び下部ハウジングと、を含むことを特徴とする。

前記ロードカバーの下面の両側端部には下方へ突出する固定突起が形成され、前記固定突起の間には放熱ピンが挿入かつ結合されて前記ロードカバーの下面に密着接触していることを特徴とする。

本発明によれば、一側面が開放されたチャンネル形態のロードカバーにＰＴＣ素子及び絶縁部材を取付けた電極端子を外部露出するように挿入装着し、ロードカバーの一側面に放熱ピンが直接接触して熱伝導することができ、電極端子の外側面に取付けられた絶縁部材に放熱ピンが直接接触して熱伝導できるように構成することによって、ロードカバーの内部空間が最小化されて熱伝逹効率が増加し、構造が簡単で、部品数が減少してＰＴＣロード組立体が製作し易い効果がある。
また、上記ＰＴＣロード組立体の両側にロードカバーと接触する放熱ピンと、電極端子の絶縁部材と接触する放熱ピンをそれぞれ接触するように結合することによって、放熱ピンに対する熱伝逹効率が増加し、かつＰＴＣヒーターの全体的な熱効率及び性能が向上する効果がある。

従来技術による車両用ＰＴＣプリーヒーターを示す分解斜視図である。 従来技術によるＰＴＣロード組立体の形状を示す分解斜視図である。 従来のＰＴＣロード組立体を示す横断面図である。 本発明の一実施例によるＰＴＣロード組立体の構造を示す分解斜視図である。 本発明の一実施例によるＰＴＣロード組立体の内部構造を示す横断面図である。

本発明は、一側面が開放されたチャンネル形態で形成されて両端部には内側に突出する突出部１１１が形成されたロードカバー１１０と、下面がロードカバー１１０の内側底面に接触するＰＴＣ素子１８０の上面に接触し、突出部１１１に噛み合わされてロードカバー１１０の内側空間に収容装着される電極端子１７０とを含み、電極端子１７０のＰＴＣ素子１８０と接触しない外側面には絶縁部材１２０が取付けられることを特徴とするＰＴＣロード組立体である。

以下、本発明の好ましき実施例を添付した図面を用いて詳しく説明する。
図４は本発明の一実施例によるＰＴＣロード組立体の構造を簡単に示す分解斜視図であり、図５はＰＴＣロード組立体の内部構造を示す断面図である。
図４に示すように本発明のＰＴＣロード組立体は、一側面が開放されたチャンネル形態で形成されるロードカバー１１０と、下面がロードカバー１１０の内側底面に接触するＰＴＣ素子１８０と、ＰＴＣ素子１８０の上面に接触して外側面に絶縁部材が取付けられる電極端子１７０とを含んでなる。

ロードカバー１１０は、上面が開放されたチャンネル形態で形成されチャンネルの両端部には内側方向に突出する突出部１１１が形成される。このようなロードカバー１１０の内側底面にＰＴＣ素子１８０が接触して装着され、ＰＴＣ素子１８０の上面には電極端子１７０が接触しロードカバー１１０の内側空間に収容装着される。この際電極端子１７０はロードカバー１１０の両端部に突設された突出部１１１と噛み合い、ロードカバー１１０の内側空間に収容されて固定される。 また、電極端子１７０のＰＴＣ素子１８０と接触しない外面には絶縁部材１２０が取付けられて電極端子１７０がロードカバー１１０と電気的に絶縁されるように構成される。

従って、本発明のＰＴＣロード組立体は、ロードカバー１１０が一体型のチューブ形状または上下部に分離形成される閉鎖型ロードカバーではなく、一側面が開放されたロードカバー１１０の形態でロードカバー１１０の両側端部に形成された突出部１１１によって内側空間に収容されるＰＴＣ素子１８０及び電極端子１７０が固定結合される構造である。

図５に示すように、このような構造によって電極端子１７０は、絶縁部材１２０によってロードカバー１１０と直接接触することなく電気的に絶縁され、ＰＴＣ素子１８０がロードカバー１１０の内側面に接触し、電極端子１７０からＰＴＣ素子１８０に供給される電流が流れる。即ち、外部電源から電極端子１７０に供給される電流は電極端子１７０と接触するＰＴＣ素子１８０を通してロードカバー１１０に流れ、このような過程を通じてＰＴＣ素子１８０が発熱する。

従って、本発明のＰＴＣロード組立体は従来技術と異なって電極端子１７０をロードカバー１１０から絶縁し、ＰＴＣ素子１８０が装着される別のインシュレーターが不要な構造であり、ロードカバー１１０に形成された突出部１１１によって電極端子１７０及びこれに接触するＰＴＣ素子１８０がロードカバー１１０の内側空間に圧着結合されると同時に、電極端子１７０の外面に取付けられた単純構造の絶縁部材１２０を通して電極端子１７０が絶縁される構造である。

このような構造によって本発明のＰＴＣロード組立体は、構造が単純で製作が容易であり、部品数が減少してコストが下がり、ロードカバー１１０の内側空間が最小化される構造で結合されるので熱伝達効率が向上する。
より詳しは、図５に示すようにロードカバー１１０の一側面が開放された状態でＰＴＣ素子１８０及び電極端子１７０がロードカバー１１０の内側空間に収容装着されるので、電極端子１７０の外面は絶縁部材１２０を通して外部と直接接触可能になるように露出して構成される。従って、電極端子１７０の外面に取付けられた絶縁部材１２０の上部面に放熱ピン２００が直接接触してＰＴＣヒーターと結合されることによって、ＰＴＣ素子１８０から放熱ピン２００への熱伝逹が行われるので熱伝逹効率が非常に向上する。

即ち、図５に示すようにＰＴＣ素子１８０によって発生する熱はＰＴＣ素子１８０の下面を通してロードカバー１１０に熱伝導され、ＰＴＣ素子１８０の上面を通して電極端子１７０及び絶縁部材１２０を通過し、絶縁部材１２０に接触する放熱ピン２００に伝導される。従って、ＰＴＣ素子１８０から発生した熱はＰＴＣ素子１８０の上面及び下面の両方向からＰＴＣロード組立体の両側に接触結合された放熱ピン２００に伝導されるため熱伝逹効率がさらに向上する。

一方、図５に示すようにロードカバー１１０の下面の両側端部にも下方へ突出する固定突起１１２が形成されることが好ましく、このような固定突起１１２の間に図５に示すように放熱ピン２００が容易に挿入結合できる。また、ロードカバー１１０の両端部に形成された突出部１１１も同じく突出部１１１の間に放熱ピン２００が容易に挿入結合できるように形成されることが好ましい。即ち、このような構造によってロードカバー１１０の突出部１１１は電極端子１７０を内側空間に収容装着するための手段としての機能を有するだけでなく、放熱ピン２００の挿入結合手段としての機能も有する。
また、本発明の絶縁部材１２０は、熱伝導性の優れた材質で形成することが好ましく、電極端子１７０の絶縁面をアノダイジング処理して絶縁コーティング層を形成する方式や、電極端子１７０の絶縁面に接着可能な別の絶縁フィルムを付着する方式で構成することもできる。

次に、本発明のＰＴＣヒーターは、前述したように一側面が開放された形態のロードカバー１１０にＰＴＣ素子１８０及び電極端子１７０が外部露出するように装着されるＰＴＣロード組立体１００と、電極端子１７０の外面に取付けられる絶縁部材１２０に密着接触するようにロードカバー１１０の突出部１１１の間に挿入結合される放熱ピン２００と、このようなＰＴＣロード組立体１００及び放熱ピン２００の長手方向の上下両端部にそれぞれ結合される上部ハウジング６０及び下部ハウジング（図１参照）７０とを含んでなる。

この際、前述したようにロードカバー１１０の下面の両側端部に下方へ突出する固定突起１１２を形成し、このような固定突起１１２の間に放熱ピン２００が挿入結合されてロードカバー１１０の下部面に密着接触するように構成することがより好ましい。
このような構造のＰＴＣヒーターは、前述したようにＰＴＣ素子１８０から発生する熱が上面及び下面を通じて放熱ピン２００に伝導されることによって、熱伝逹効率が増加し全体的な熱効率が向上する。

以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１１０ ロードカバー
１１１ 突出部
１２０ 絶縁部材
１７０ 電極端子
１８０ ＰＴＣ素子

Claims (6)

1. 一側面が開放されたチャンネル形態で形成され両端部には内側に突出する突出部が形成されたロードカバーと、
   下面が前記ロードカバーの内側底面に接触するＰＴＣ素子と、
   前記ＰＴＣ素子の上部面に接触し、かつ前記ロードカバーの内側空間に前記突出部に噛み合って収容装着される電極端子と、
   を含み、前記電極端子の前記ＰＴＣ素子と接触しない外側面には絶縁部材が取り付けられることを特徴とするＰＴＣロード組立体。
2. 前記絶縁部材は、アノダイジング処理によって形成された絶縁コーティング層であることを特徴とする請求項１記載のＰＴＣロード組立体。
3. 前記絶縁部材は、絶縁フィルムを付着して形成されることを特徴とする請求項１記載のＰＴＣロード組立体。
4. 前記ロードカバーの下面の両側端部には放熱ピンが挿入かつ結合できるように下方へ突出する固定突起が形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のＰＴＣロード組立体。
5. 請求項１記載のＰＴＣロード組立体と、
   前記電極端子の絶縁部材に密着接触するように前記ロードカバーの突出部の間に挿入かつ結合される放熱ピンと、
   前記ＰＴＣロード組立体及び放熱ピンの長手方向の上下両端部に夫々結合される上部ハウジング及び下部ハウジングと、
   を含むことを特徴とする車両用ＰＴＣヒーター。
6. 前記ロードカバーの下面の両側端部には下方へ突出する固定突起が形成され、前記固定突起の間には放熱ピンが挿入かつ結合されて前記ロードカバーの下面に密着接触していることを特徴とする請求項５記載の車両用ＰＴＣヒーター。

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