JP2013515940A - 電気暖房装置およびその組み立て方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、通過する空気流を暖め直す電気暖房装置に関し、この電気暖房装置は、暖め直すべき空気流が通過するものであって、かつ、電力が供給されるべき第１の電気端子（４５）を有する、所定数の電気暖房モジュール（２３）と、第１の端子（４５）に接続され、かつ、第１の端子（４５）に電力を供給するための電源に接続されるように構成された第２の電気端子（５１）を備える暖房モジュール（２３）を制御する制御ボックス（４７）とを備える。本発明によれば、制御ボックス（４７）は、また、暖房装置の組み立て中に、第１の端子（４５）および第２の端子（５１）を接続する前に、適切な動作位置を画定するために、ボックス（４７）に対して暖房モジュール（２３）を位置決めするための手段（５３）を備える。本発明は、また、このような装置の組み立て方法に関する。

Description

本発明は、暖められるべき空気流を通過させるように構成された電気暖房装置に関する。また、本発明は、このような暖房装置の組み立て方法に関する。

このような電気暖房装置は、追加の電気ラジエータとしても知られており、一般に、熱交換器を通る空気流と、液体、一般には、エンジン冷却液との間の熱を交換することによって、自動車の車室の暖房用に、ならびに曇り止めおよび氷結防止用に、空気を暖める熱交換器の下流に位置し、暖められるべき空気を循環させる管に、搭載される。

電気暖房装置は、熱交換器による加熱が不十分な場合に、熱補給をほぼすぐに提供するために、暖房装置を通過する空気に直接露出されるように設けられた、ヒータモジュールを含む。

電気暖房装置は、熱交換器が要求に応じて独自に空気を暖めることができるようになるまで、一時的に動作する。

暖房装置は、例えば、暖房装置の制御モジュール内のプリント回路基板に実装された電源回路によって制御される。この電源回路は、電源に接続され、ヒータモジュールの電気端子にも接続される。

このため、ヒータモジュールの電気端子は、電源回路に接続された対応する電気端子に接続される。

しかしながら、暖房装置の組み立て中、対応する電気端子を接続するための動きが制限されず、電源回路に接続された電気端子に応力がかかることがあり、同様に、電源回路は、プリント回路基板にも機械的応力を生じさせる場合があることが分かり、このような事態は回避しなければならない。

したがって、本発明の目的は、先行技術の上記欠点を回避することである。

この目的を達成するために、本発明は、通過する空気流を暖めるための電気暖房装置を提供することであり、前記電気暖房装置は、
‐ 通過する空気流を暖めるように構成され、かつ、電力が供給されるべき第１の電気端子を有する、所定数の電気ヒータモジュールと、
‐ 一方では、前記第１の端子に接続され、他方では、前記第１の端子に電力を供給するために電源に接続されるように構成された第２の電気端子を含む前記ヒータモジュールの制御モジュールと、
を備え、
制御モジュールが、前記暖房装置の組み立て中に、前記第１の端子および第２の端子を接続する前に、適切な動作位置を画定するために、前記制御モジュールに対する前記ヒータモジュールの位置を決める手段をさらに含むことを特徴とする。

このようにして、位置決め手段が、ヒータモジュールが正確に位置決めされると、制御モジュールに電気ヒータモジュールを組み立てる動きを制限できるようにすることにより、制御モジュールの電気端子に応力がかかるのを防ぐことができる。

前記暖房装置はまた、
‐ 位置決め手段が、前記制御モジュールと一体に作られ、
‐ 位置決め手段が、前記第２の端子に対する前記第１の端子の適切な位置を画定するために、ヒータモジュールの縁を介して、前記ヒータモジュールが当たる位置決め当接部を含み、
‐ 前記暖房装置が、前記ヒータモジュールを保持するフレームを含み、かつ、位置決め手段が、フレームに設けられた相補的なガイド被覆に挿入されるように構成されたガイド部材を含み、
‐ ガイド部材が、前記第２の端子と平行に配置され、かつ、位置決め当接部が、前記第２の端子の方へ延伸するガイド部材上の突起によって形成され、
‐ ガイド部材が、窓を有する略平行六面体の一般的な形状を有し、窓内では、ガイドフィンガが長手方向に延伸し、
‐ 位置決め手段が、フレームに設けられたクリップ対応歯と協働するように構成されたクリップ歯を含み、
‐ クリップ歯が、ガイドフィンガの自由端によって保持され、
‐ クリップ歯の高さが、クリップ対応歯の高さ以上である、
という特徴のうちの１つ以上を別々に、または組み合わせて有するものであってもよい。

本発明は、また、上述した暖房装置を組み立てる方法であって、
‐ 前記ヒータモジュールの第１の端子を、制御モジュールの第２の電気端子にわたって配置するステップと、
‐ 前記ヒータモジュールが位置決め当接部と当たるように、前記ヒータモジュールを、前記制御モジュールに対して位置決めするステップと、
‐ フレームおよび前記制御モジュールを固定するステップと、
を含むことを特徴とする方法を提供する。

前記組み立て方法は、また、
‐ 前記ヒータモジュールが前記当接部に当たるまで、前記制御モジュールの方向に並進して、前記ヒータモジュールを移動させ、
‐ 前記当接部が前記ヒータモジュールに当たるまで、前記ヒータモジュールの方向に並進して、前記制御モジュールを、移動させ、
‐ ヒータモジュールの縁に当たる当接部によってフレームに構成された収容ハウジングに並進して、ヒータモジュールを移動させ、
‐ 前記組み立て方法が、ガイドフィンガの末端をなすクリップ歯が解放された状態にある間に、所定のガイド距離にわたって、相補的なガイド被覆にガイド部材を挿入し、かつ、クリップ留めによってフレームと前記制御モジュールとを固定するために、クリップ対応歯に対してクリップ歯を配置する、ステップを含み、
‐ 前記組み立て方法が、前記第２の端子にわたって前記第１の端子を配置するようにフレームを回転させる、予備ステップを含む、
という特徴のうちの１つ以上を別々に、または組み合わせて有するものであってもよい。

本発明の他の特徴および利点は、例示的かつ非制限的な例によって与えられた以下の記載を読み、添付の図面を参照することでさらに明確になるであろう。

自動車のヒータの部分図。 図１のヒータの電気暖房装置を示す図。 電気暖房装置のヒータモジュールの１つの実施形態を示す図。 前記暖房装置のフレームおよび制御モジュールを組み立てる前の図２の暖房装置を示す図。 図４ａの部分斜視図。 図４ａの別の部分斜視図。 図２の組み立てられた暖房装置の部分図。 図４ａの部分側面図。 暖房装置のフレームおよび制御モジュールを固定する前の図２の暖房装置の長手方向の部分図。 暖房装置のフレームおよび制御モジュールを固定した後の図２の暖房装置の長手方向の部分図。

図面において、略同一の要素には同一の参照番号が付されている。

図１は、暖められるべき空気流の通路５を画定するケース３を含む、自動車ヒータおよび／または空調装置１の部分を示す。通路５は、混合分配弁１１の位置に応じて車室に選択的に分配されるように、暖房および曇り止め／氷結防止用の通気口７、９に空気を運ぶ。通路５内の空気流は、車室外の空気または車室からの空気を受けるファン１３、いわゆる、パルサ、によって生成される。必要に応じて、空気は、熱交換液としてエンジン冷却液を使用する任意の液体タイプの熱交換器１５と、電気ラジエータとしても知られる電気暖房装置１７とによって、暖められる。熱交換器１５および電気ラジエータ１７は、通路５に配置されるが、熱交換器１５は、電気ラジエータ１７の上流にある。熱交換器１５がない場合には、空気は、電気暖房装置１７のみによって、暖められる。

図２を参照すると、この種の電気暖房装置１７は、ヒータユニット１９を備え、このヒータユニット１９は、暖められるべき空気流が通過するように構成された電気ヒータモジュール２３を受ける略平行六面体の一般的形状のフレーム２１を含む。

この種の電気暖房装置１７は、動作中に、高温、例えば、およそ１５０℃の高温、に達しやすいので、フレーム２１は、動作中に達するこれらの高温に耐えられる材料、例えば、プラスチック材料などの材料、から作られる。

これらのヒータモジュール２３は、互いに平行に配置され、かつ、フレーム２１の全長さにわたって延伸し、フレーム２１に形成された収容ハウジング２５に受けられ、これらのハウジング２５は、図示した例において、フレーム２１の長手壁２７によって画定される。ヒータモジュール２３は、例えば、フレーム２１の穿孔領域間に挟まれる。

フレーム２１は、ヒータモジュール２３がハウジング２５内に挿入されると、例えば、図２の左から挿入されると、ヒータモジュール２３に摩擦力をかける可撓性舌部３１を含む。

このため、舌部３１は、ハウジング２５にヒータモジュール２３を挿入する方向に対して非ゼロ角度にある。

さらに、ヒータモジュール２３がハウジング２５内に挿入されるときにヒータモジュール２３をガイドし、挿入されるとハウジング２５内で保持するように、ヒータモジュール２３用のハウジング２５を画定する長手方向の壁２７の一部が、ハウジング２５の内部に向けて延伸する少なくとも１つの突出部３３を含んでもよい。

フレーム２１は、また、ヒータモジュール２３をハウジング２５に挿入している間にヒータモジュール２３をガイドし、挿入されると保持できるように、ガイドリブ３５、例えば、Ｘ字状のリブを含んでもよい。

さらに、ヒータモジュール２３は、正温度係数（ＰＴＣ）タイプの抵抗素子を含んでもよい。これらの素子は、過熱または過電流から保護される。

図３に示す変形例において、ヒータモジュール２３が、２つの長手電極３９を含み、各電極は、例えば、屈曲形または波形の金属ストリップで形成された脱熱材４１を取り囲み、かつ、ＰＴＣ抵抗素子またはストーン４３を担持する。より明確にするために、図３では、脱熱材４１は、その全体を図示しているわけではない。脱熱材４１が、電極３９の長さの全体にわたって延伸することは、いうまでもない。

ヒータモジュール２３（図示せず）の別の変形例では、電極は、抵抗素子を挟み、そして、金属ストリップによって形成された脱熱材は、前記電極の自由外面に対して配置される。言い換えれば、ヒータモジュール２７は、２つの脱熱材から構成され、これらの２つの脱熱材は、２つの電極を取り囲み、これらの２つの電極の間には、ＰＴＣストーンまたは抵抗素子が配置される。

ヒータモジュール２３の２つの電極３９は、２つの第１の電気端子４５によって異なる電位、例えば、バッテリ電圧などの自動車で利用可能な第１の電位と、グラウンドなどの第２の電位とに接続される。

図２に示す例では、３つのヒータモジュール２３が設けられた場合には、電気エネルギーが供給されるべき第１の端子４５の数は、６列になる。

このように、電気暖房装置１７は、ドライバとしても知られる制御モジュール４７のフレーム２１の一方側に実装されたヒータモジュール２３の電源回路（図示せず）によって制御される。

電源回路は、例えば、プリント回路基板上に実装される。この電源回路は、バスバーとしても知られる２つの金属導体４９および４９’を介して、電源に接続され、これら２つの導体のうち、第１のバスバー４９は、第１の電位であってもよく、第２のバスバー４９’は、第２の電位であってもよい。電源回路は、コネクタ５０を介して送られる電力に関する情報を受け取ってもよい。

例えば、電源回路は、ヒータモジュール２３内の電力の流れを許容または阻止するためのトランジスタ（図示せず）を含む。

さらに、電源回路に接続された第２の電気端子５１は、関係するトランジスタに電流が流れると、ヒータモジュール２３の対応する第１の電気端子４５に電流を送る。電気暖房装置１７が３つのヒータモジュール２３を含む図示した例では、ヒータモジュール２３の対応する６つの第１の端子４５に電力を供給するために、６つの第２の電気端子５１が設けられる。

モジュール４７は、図４ａ〜図４ｃにより明確に示される、ヒータモジュールを位置決めする手段５３をさらに含む。

図示した実施形態では、これらの位置決め手段５３は、組み立て体の動き、ここでは、並進運動、を制限し、端子４５および５１の互いに適切な動作位置を規定する位置決め当接部５５を含む。

このため、当接部５５は、第２の端子５１の方へ延伸する。

図示した実施形態では、力を良好に吸収するために、第１の当接部５５は、１つの端子５１の上方にあり、第２の当接部５５は、他の端子５１の下方にある。

図５から分かるように、ヒータモジュール２３が当接部５５に当たると、第２の端子５１とヒータモジュール２３との間に、一定の隙間ｊが画定される。

さらに、再度、図４ａ〜図４ｃを参照すると、位置決め手段５３は、また、モジュール４７に対してフレーム２１を中心合わせするガイド部材５７を含んでもよい。

これらのガイド部材５７は、フレーム２１に設けられた相補的なガイド被覆５９と協働する。さらに正確に言えば、ガイド部材５７は、フレーム２１およびモジュール４７を組み立ている間、相補的な被覆５９に挿入される。

これらのガイド部材４７は、フレーム２１の側方中心合わせ（図５）だけでなく、厚さ方向の中心合わせ（図６）も提供する。このため、ガイド部材４７の寸法は、ガイド部材４７が相補的な被覆４９に入れ子状態になれるように、相補的な被覆４９の寸法よりわずかに小さい。

この場合、位置決め手段５３は、フレームをモジュール４７に固定する前にフレーム２１をガイドし、かつ、中心合わせする機能、ならびに電気端子４５および５１を互いに正確に位置決めする機能の両方を可能にする。

さらに、上記の実施形態では、ガイド部材５７は、第２の端子５１に平行に設けられ、そして、当接部５５は、第２の端子５１の方へ延伸するガイド部材５７の突起によって形成される。

さらに、図４ａ〜図４ｃに示す例では、ガイド部材５７は、窓６１を有する略平行六面体の形状を有し、この窓６１内では、ガイドフィンガ６３が長手方向に延伸する。

図示した実施形態では、各ガイドフィンガ６３が、図７により明確に示されるクリップ歯６５の自由端で終端する。このクリップ歯６５は、ガイド部材５７の相補的な被覆５９に設けられたクリップ対応歯６７と協働するように構成される。これらの歯６５および対応歯６７は、フレーム２１およびモジュール４７をクリップ留めすることによって、固定できるようにする。

このため、歯６５の高さｈは、対応歯６７の高さｈ’以上である。

歯６５は、ガイドフィンガ６３によって保持されているため、ガイドフィンガ６３は、相補的な被覆５９にガイド部材５７を挿入している間、対応歯６７（図７）に当たり、その後、図８に示す実施形態において、対応歯６７をまたいで相補的な被覆５９の窓６９に現れるまで、歯６５が所定のガイド距離ｄにわたって応力がかからない状態を維持するのに十分な長さを有する。

このようにして、位置決め手段５３は、フレーム２１およびモジュール４７を固定する第３の機能を与える。

上記の例では、フレーム２１およびモジュール４７は、クリップ留めにより固定されるが、任意の他の固定手段が採用可能であることは、いうまでもない。

さらに、制御モジュール４７は、共に固定された、例えば、クリップ留めされた、２つの半モジュールで形成されてもよい。

この場合には、位置決め手段５３の各々は、モジュール４７の関連する半モジュールのそれぞれと一体となって二等分に形成される。各位置決め手段５３の二等分は、共に固定され、例えば、図５、図７および図８に示すクリップ留め手段によってクリップ留めされる。クリップ留め手段は、位置決め手段５３の半分によって保持されたクリップ舌部７１を備えてもよく、この半分は、位置決め手段５３の残りの半分に設けられた関連する孔に係合される。

さらに、再度、図２を参照すると、暖房装置１７はヒール７３を含んでもよく、ヒール７３は、制御モジュール４７を保持する側とは反対のフレーム２１の側にあり、かつ、フレーム２１と一体に形成され、例えば、フレーム２１と一体に成形される。

このヒール７３は、フレーム２１にヒータモジュール２３用のハウジング２５の側方クロージャを形成する。

ヒール７３は、ヘッドロスの均衡をとるために、暖められるべき空気流を通過させ、かつ、電気暖房装置１７の出口での温度差を防止するように構成された、開口７５を含んでもよい。

このヒール７３は、暖房装置１７を組み立てるための関連するアセンブリ支持体（図示せず）にヒール７３を配置可能な中空の管形状を、同様に有してもよい。このようなアセンブリ支持体は、第１の端子４５を第２の端子５１にわたって配置するようにフレーム２１を回転できるように、かつ、端子４５および５１が不正確にまたがる状況、または、組み立て中の正面衝突を回避できるように、中空ヒール７３に係合される回転基部（図示せず）を含んでもよい。

したがって、暖房装置１７は、以下の方法で組み立てられる。

第１のステップ（図４ａ）の間、ヒータモジュール２３の第１の電気端子４５は、モジュール４７の電気端子５１にわたって配置された後、ヒータモジュール２３は、モジュール４７に設けられた位置決め手段５３の当接部５５に当たるようにヒータモジュール２３を配置することによって、モジュール４７に対して、より正確に言えば、第２の電気端子５１に対して、所定の動作位置に位置付けられる。

これを行うために、ヒータモジュール２３が、モジュール４７の方向に並進運動するとともに押圧されるか、または、モジュール４７が、ヒータモジュール２３の方向に並進運動する際に押圧される。いずれの場合も、並進運動は、ヒータモジュール２３の縁部１００に当接部５５が当たることによって、達成される。

次に、フレーム２１およびモジュール４７は、固定され、例えば、クリップ留めされる。このため、ガイド部材５７は、クリップ歯６５がクリップ対応歯６７（図８）と協働するまで、距離ｄ（図７）にわたってフレーム２１を中心合わせするように、相補的なガイド被覆５９に挿入される。

次に、端子４５および５１が接続されてもよく、例えば、はんだ付けや締め付けがなされてもよく、締め付けの場合には、締め付け点７７（図２）が作られる。

この組み立て方法は、予備ステップを含んでもよく、この予備ステップでは、例えば、予め組み立てられたモジュール４７をアセンブリ支持体に配置し、そして、図示するように、第１の端子４５が第２の端子５１にわたって配置されるように、モジュール４７の方向にフレーム２１を回転可能にする回転基部にヒール７３を配置する。

組み立て方法は、ヒータモジュール２３をフレーム２１のハウジング２５に挿入するステップをさらに含んでもよく、このヒータモジュール２３は、突出部３３またはガイドリブ３５によってガイドされるものである。

暖房装置１７を組み立てるこの方法のステップの順序は逆であってもよいことは、いうまでもない。

このようにして、モジュール４７によって保持される位置決め手段５３が、暖房装置１７のアセンブリを容易にし、より正確にいえば、フレーム２１とモジュール４７との組み立てと、対応する電気端子４５および５１の正確な位置決めでの接続とが保証されること、は明らかである。

Claims (10)

1. 通過する空気流を電気的に暖めるための暖房装置であって、前記暖房装置は、
   ‐ 通過する空気流を暖めるように構成され、かつ、電力が供給されるべき第１の電気端子（４５）を有する、所定数の電気ヒータモジュール（２３）と、
   ‐ 第２の電気端子（２３）を含む前記ヒータモジュール（２３）の制御モジュール（４７）であって、前記第２の電気端子（２３）は、一方では、前記第１の端子（４５）に接続され、他方では、前記第１の端子（４５）に電力を供給するために電源に接続されるように構成された、制御モジュール（４７）と、
   を備え、
   前記制御モジュール（４７）は、前記暖房装置の組み立て中に、前記第１の端子（４５）および第２の端子（５１）を接続する前に、適切な動作位置を画定するために、前記制御モジュール（４７）に対する前記ヒータモジュール（２３）の位置を決める位置決め手段（５３）をさらに含む、ことを特徴とする暖房装置。
2. 前記位置決め手段（５３）は、前記制御モジュール（４７）と一体に作られる、請求項１に記載の暖房装置。
3. 前記位置決め手段（５３）は、位置決め当接部（５５）を含み、前記位置決め当接部（５５）には、前記第２の端子（５１）に対する前記第１の端子（４５）の適切な位置を画定するために、前記ヒータモジュール（２３）の縁を介して、前記ヒータモジュール（２３）が当たる、請求項１または２に記載の暖房装置。
4. 前記暖房装置は、前記ヒータモジュールを保持するフレーム（２１）を含み、かつ、前記位置決め手段（５３）は、前記フレーム（２１）に設けられた相補的なガイド被覆（５９）に挿入されるように構成されたガイド部材（５７）を含む、請求項１乃至３の何れかに記載の暖房装置。
5. 前記ガイド部材（５７）は、前記第２の端子（５１）と平行に配置され、かつ、前記位置決め当接部（５５）は、前記第２の端子（５１）の方へ延伸するガイド部材（５７）上の突起によって形成される、請求項３を引用する請求項４に記載の暖房装置。
6. 前記ガイド部材（５７）は、窓（６１）を有する略平行六面体の一般的な形状を有し、前記窓（６１）内では、ガイドフィンガ（６３）が長手方向に延伸する、請求項４または５に記載の暖房装置。
7. 前記位置決め手段（５３）は、前記フレーム（２１）に設けられたクリップ対応歯（６７）と協働するように構成されたクリップ歯（６５）を含む、請求項４乃至６の何れかに記載の暖房装置。
8. 前記クリップ歯（６５）は、前記ガイドフィンガ（６３）の自由端によって保持される、請求項６を引用する請求項７に記載の暖房装置。
9. 前記クリップ歯（６５）の高さ（ｈ）は、前記クリップ対応歯（６７）の高さ（ｈ´）以上である、請求項７または８に記載の暖房装置。
10. 請求項３を引用する請求項４乃至９の何れかに記載の暖房装置を組み立てる方法であって、
    前記ヒータモジュール（２３）の第１の端子（４５）を、前記制御モジュール（４７）の第２の電気端子（５１）にわたって配置するステップと、
    前記ヒータモジュール（２３）が前記位置決め当接部（５５）と当たるように、前記ヒータモジュール（２３）を、前記制御モジュール（４７）に対して位置決めするステップと、
    前記ヒータモジュール（２３）の一方の縁部（１００）に当たる前記位置決め当接部（５５）によって前記フレーム（２１）に構成されたハウジング（２５）に並進して、前記ヒータモジュール（２３）を移動させるステップと、
    前記フレーム（２１）および前記制御モジュール（４７）を固定するために、前記クリップ対応歯（６７）に対向する位置に設けられた前記クリップ歯（６５）を有する前記相補的なガイド被覆（５９）に、前記ガイド部材（５７）を挿入するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。

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