JP2016002998A

JP2016002998A - 車両用ハイブリッドヒーター

Info

Publication number: JP2016002998A
Application number: JP2014177429A
Authority: JP
Inventors: キム、ミョン、フェ; Myung Hoe Kim; キム、イン、ギュ; In Gyu Kim; キム、ジョン、チョル; Joung Chul Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2016-01-12
Also published as: DE102014116519B4; CN105313641A; US20150369515A1; CN105313641B; US10060649B2; DE102014116519A1

Abstract

【課題】ヒーターコア及びＰＴＣヒーターの配置を効果的にして、構造を最適化することで空間効率性及び温度分布性を向上させるハイブリッドヒーターを提供する。【解決手段】ハイブリッドヒーターは一側面に冷却水流入管と冷却水流出管が連結され、内部に冷却水が循環するヒーターコア部１００；及びヒーターコア部の前面に締結され、内部に水平方向に平行に配置された複数の板状のＰＴＣロッド３１０が備えられ、一側面に複数のＰＴＣロッドと電気的に連結されたコネクター３２０が設けられたＰＴＣヒーター部３００；を含むことができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ヒーターコアとＰＴＣヒーターが一体型で具現された車両用ハイブリッドヒーターに関する。

発明の背景になる技術

加熱手段は外部の温度を高めるために利用される。加熱手段について多様な方法を用いた手段が提案されており、また加熱手段は多様な用途で利用されている。

特に、車両のエンジンルームの内部に備えられる加熱手段のうち、室内の暖房を担当する加熱手段は、エンジンの温度を低めるための熱交換媒体がヒーターコアを循環しながら外部の空気を加熱して自動車の室内を暖房するようになっている。

しかし、ディーゼルエンジン車両は、熱交換率が高いため、自動車の初期始動時、エンジンを冷却する熱交換媒体が加熱されるまで、ガソリンエンジンに比べて長い時間が要される。したがって、冬季に熱交換媒体の加熱が遅くなって、初期の室内暖房性能が低下する。これを解決するためにＰＴＣヒーターがヒーターコアと共に適用される。

ＰＴＣヒーターは冬季、始動初期などに冷却水が加熱されなくて車両のヒーターが発熱しない間、しばらく室内を暖めるために動作し、ＰＴＣヒーター側に流入される空気の温度を上昇させて車両の暖房性能を補う。

しかし、一般的にＰＴＣヒーターとヒーターコアは別に備えられるので、空調装置内部の空間を浪費することになり、空間効率性を阻害する原因となる。

また、ＰＴＣヒーターを適用するにあたり、別途に提供して容易に締結することで、ヒーターコアと一体化させる技術も必要な状況である。すなわち、多様な車種に容易に適用するためには、既存のヒーターコアの設計を変更せずとも、重畳的に容易く締結することでヒーターコア+ＰＴＣヒーターを一体で具現できるようにする技術が必要であったのだ。

本発明は、ヒーターコアとＰＴＣヒーターを空間効率性を阻害しないように一体に結合するもので、さらに詳細には、エンジンの温度が低くて車両のヒーターが発熱されない間に動作して暖房を行うように設けられるヒーターコア及びＰＴＣヒーターにおいて、既存の技術らはヒーターコアとＰＴＣヒーターが分離して形成されることで空調装置ケースの空間効率性を大きく阻害しているところ、ヒーターコアとＰＴＣヒーターを一体化し、効率的な構造で形成させることで車両内部の空間効率性を向上させるためのものである。

上記の背景技術として説明された事項は、本発明の背景に対する理解増進のためであって、この技術分野で通常の知識を有する者に既に知られた従来技術に該当することを認めるものとして受け入れられてはならない。

KR10-0633128 B1

解決しようとする課題

本発明は、このような問題点を解決するために提案されたことであって、ヒーターコアにＰＴＣヒーターを装着することで空調装置の空間効率性を高めようとし、特に、ヒーターコア及びＰＴＣヒーターの配置を効果的にして、構造を最適化することで空間効率性及び温度分布性を向上させるハイブリッドヒーターを提供することにその目的がある。

上記の目的を達成するための本発明によるハイブリッドヒーターは、一側面に冷却水流入管と冷却水流出管が連結され、内部に冷却水が循環するヒーターコア部；及びヒーターコア部の前面に締結され、内部に水平方向に平行に配置された複数の板状のＰＴＣロッドが備えられ、一側面に複数のＰＴＣロッドと電気的に連結されたコネクターが設けられたＰＴＣヒーター部；を含むことができる。

上記ヒーターコア部の上端と下端にはそれぞれヘッダータンクが設けられ、両ヘッダータンクが垂直方向に平行に配置された冷却水チューブで連結されることで、ＰＴＣロッドと冷却水チューブは相互に直交するように配置されたことを特徴とする。

それぞれのＰＴＣロッドには、ＰＴＣロッドと直交する複数のプレート型ピンが互いに平行に設けられたことを特徴とする。

プレート型ピンの両端部には折曲部が形成され、プレート型ピンの折曲部は隣接する他のプレート型ピンの端部と密着されたことを特徴とする。

ＰＴＣロッドは水平方向に配置されて,プレート型ピンは垂直方向に配置されるし、プレート型ピンの上端と下端には折曲部が形成され、プレート型ピンの折曲部は隣接する他のプレート型ピンの上端または下端と密着され、且つ、互いに隣接するプレート型ピンの間には通風空間が形成されたことを特徴とする。

プレート型ピンの中央部には貫通孔が形成されて、複数のプレート型ピンはＰＴＣロッドに貫通孔を通じて順次に嵌められて組み立てられたことを特徴とする。

ＰＴＣロッドは、一端の断面積がプレート型ピンの貫通孔の断面積より大きくて、他端の断面積がプレート型ピンの貫通孔の断面積より小さいことを特徴とする。

プレート型ピンの一側面にはビードが突出形成されたことを特徴とする。

ＰＴＣロッドは、風が流れる方向に切った断面で水平方向の横の長さが垂直方向の縦の長さより長いことを特徴とする。

ＰＴＣヒーター部の一側面の上端と下端には、それぞれ締結部が設けられ、締結部の一端は、後方のヒーターコア部側へ突出されたホック状に形成され、加圧する時ヒーターコア部の上端及び下端に連結された流入管と流出管に、流入管と流出管をそれぞれ包む形象で結合されることを特徴とする。

締結部の他端には第１結合部が形成され、ＰＴＣヒーター部の一側面の上端と下端には第２結合部が形成され、締結部とＰＴＣヒーター部は第１結合部と第２結合部を通じて着脱されることを特徴とする。

ＰＴＣロッドは、電気を印加されて発熱する板状のＰＴＣ素子、及びこれを包みながら保護する熱伝導性材質の保護バーから構成されたことを特徴とする。

上述のような構造からなるハイブリッドヒーターによると、ヒーターコアとＰＴＣヒーターを一体型で開発することで、空調装置の空間効率性を高めることができる。

特に、ヒーターコアとＰＴＣヒーターの配置を効果的にすることで空間効率性を大きく改善する。

また、ＰＴＣヒーターとヒーターコアを一体化することで、コスト及び重量を低めることができる。

また、ＰＴＣヒーターの構造を最適化して温度分布性及びヒーティング効率を改善することで燃費を向上させることができる。

そして、既存のヒーターコアやHVACハウジングの設計を変更しなくても、容易に高い効率のＰＴＣヒーターを適用することができるし、容易な組立性も保障される長所がある。

本発明の一実施例によるハイブリッドヒーターの斜視図である。本発明の一実施例によるハイブリッドヒーターがHVACハウジングに装着された状態を示した図面である。本発明の一実施例によるＰＴＣロッドの構成を簡略に図示した図面である。本発明の一実施例によるヒーターコア部とＰＴＣヒーター部の配置を図示した図面である。本発明の一実施例によるプレート型ピンの構成を図示した図面である。本発明の一実施例によるＰＴＣロッドとプレート型ピンの連結を図示した図面である。本発明の一実施例による締結部を図示した図面である。

発明を実施するための具体的な内容

以下では、添付された図面を参照して、本発明の好適な実施例によるハイブリッドヒーターについて詳察する。

図１は本発明の一実施例によるハイブリッドヒーターの斜視図である。また、図２は本発明の一実施例によるハイブリッドヒーターがHVACハウジングに装着された状態を示した図面である。また、図３は本発明の一実施例によるＰＴＣロッドの構成を簡略に図示した図面である。また、図４は本発明の一実施例によるヒーターコア部とＰＴＣヒーター部の配置を図示した図面である。また、図５は本発明の一実施例によるプレート型ピンの構成を図示した図面である。また、図６は本発明の一実施例によるＰＴＣロッドとプレート型ピンの連結を図示した図面である。また、図７は本発明の一実施例による締結部を図示した図面である。

図１ないし図７を参照すると、本発明のハイブリッドヒーターは、一側面に冷却水流入管１０１と冷却水流出管１０３が連結され、内部に冷却水が循環するヒーターコア部１００；及びヒーターコア部１００の前面に締結され、内部に水平方向に平行に配置された複数の板状のＰＴＣロッド３１０が備えられるし、一側面に複数のＰＴＣロッド３１０と電気的に連結されたコネクター３２０が設けられたＰＴＣヒーター部３００；を含む。

本発明のハイブリッドヒーターは、空調装置の内部に形成されたヒーターコア部１００とＰＴＣヒーター部３００が一体で締結されることを特徴とする。この時、空間効率性を高めるために、空調装置の内部のヒーターコア部１００とＰＴＣヒーター部３００のレイアウトの設定が非常に重要である。

よって、図４のようにヒーターコア部１００の上端と下端にはそれぞれヘッダータンク１０５が設けられ、両ヘッダータンク１０５は垂直方向に平行に配置された冷却水チューブ１０７で連結されることで、ＰＴＣロッド３１０と冷却水チューブ１０７は相互直交するように配置されたことを特徴とする。

具体的に、冷却水チューブ１０７とＰＴＣロッド３１０が直交するように配置されて、ヒーターコア部１００の一側面に冷却水流入管１０１と冷却水流出管１０３が設けられ、ＰＴＣヒーター部３００も同一方向の一側面にコネクター３２０が設けられると、上記ヒーターコア部１００とＰＴＣヒーター部３００が結合される時、最大の空間効率を持つことができる構造に形成されることができる。なぜなら、ＰＴＣロッド３１０に電気を供給するラインが空調装置の一側面から供給されるので、ＰＴＣヒーター部３００のレイアウトを上述したように形成すれば、不必要なラインの展開なしにコネクター３２０に連結されて空調装置の内部に空間効率性を増大することができる。

ここで、ＰＴＣヒーター部３００の面積は、ヒーターコア部１００の前面面積と同一に設定されることを特徴とする。具体的に、ＰＴＣヒーター部３００で複数のＰＴＣロッド３１０は水平方向に平行に配置されるが、ＰＴＣヒーター部３００の外のケースと代わり合って配置されることによって、ＰＴＣロッド３１０の部品数を減らしながら、ＰＴＣヒーター部３００の面積をヒーターコア部１００前面の面積と同一に部品を製作することができる。これによって、空調装置の内部でヒーティングのために供給される空気が、ヒーターコア部１００を経た後、面積が同一なＰＴＣヒーター部３００を通過するので、ＰＴＣロッド３１０及びプレート型ピン３３０の温度が均一になるように設定される。上記プレート型ピン３３０に関しては後述する。

ＰＴＣロッド３１０は、図３のように電気を印加されて発熱する板状のＰＴＣ素子３１３、及びこれを包みながら保護する熱伝導性材質の保護バー３１５から構成されたことを特徴とする。

ＰＴＣ素子３１３を熱伝導性材質の保護バー３１５で保護することで、ＰＴＣ素子３１３に加えられる衝撃を減らすことができる。しかし、コストダウンのために保護バー３１５をとり除いてＰＴＣ素子３１３だけを使用しても本発明を適用することができる。

一方、それぞれのＰＴＣロッド３１０には、ＰＴＣロッド３１０と直交する複数のプレート型ピン３３０が互いに平行に設けられたことを特徴とする。ここでプレート型ピン３３０は熱伝導性材質から構成され、ＰＴＣロッド３１０が熱を伝達する面積をもっと広げるために使用される。

上述したように、図４で複数のヘッダータンク１０５の間に連結された冷却水チューブ１０７とＰＴＣロッド３１０が直交するように配置され、プレート型ピン３３０が上記ＰＴＣロッド３１０に直交するように嵌められたことが見られる。

この時、プレート型ピン３３０の両端部には折曲部３３３が形成され、プレート型ピン３３０の折曲部３３３は隣接する他のプレート型ピン３３０の端部と密着されたことを特徴とする。

また、ＰＴＣロッド３１０は水平方向に配置されるし、プレート型ピン３３０は垂直方向に配置されて、プレート型ピン３３０の上端と下端には折曲部３３３が形成され、プレート型ピン３３０の折曲部３３３は隣接する他のプレート型ピン３３０の上端または下端と密着され、互いに隣接するプレート型ピン３３０の間には通風空間が形成されたことを特徴とする。

また、プレート型ピン３３０の中央部には貫通孔３３５が形成され、複数のプレート型ピン３３０は、ＰＴＣロッド３１０に貫通孔３３５を通じて順次に嵌められて組み立てられたことを特徴とする。

また、プレート型ピン３３０の一側面にはビード３３７が突出形成されたことを特徴とする。

プレート型ピン３３０は、図５のように突出部３３３とビード３３７が形成されることで伝熱面積が増大されて熱伝逹の効率を向上させることができる。また、貫通孔３３５がプレート型ピン３３０の中央部に形成されることを確認することができる。

さらに、プレート型ピン３３０は、折曲部３３３によって自然に一定のピッチ間隔によって配置される。

また、図３または図６に図示されたように、ＰＴＣロッド３１０は一端の断面積がプレート型ピン３３０の貫通孔３３５の断面積より大きくて、他端の断面積がプレート型ピン３３０の貫通孔３３５の断面積より小さいことを特徴とする。

これによって、プレート型ピン３３０がＰＴＣロッド３１０に嵌められる時、プレート型ピン３３０の貫通孔３３５が漸進的に断面積が広くなるＰＴＣロッド３１０によって固定されることで、別途の締結方法なしにプレート型ピン３３０とＰＴＣロッド３１０を結合することができる。

また、複数のプレート型ピン３３０がＰＴＣロッド３１０に連結して密着されることによって形成された通風空間が形成されるが、ここでＰＴＣロッド３１０は風が流れる方向に切った断面で水平方向の横の長さが垂直方向の縦の長さより長いことを特徴とする。

具体的に、ヒーターコア部１００を経てＰＴＣロッド３１０の後面へと風が吹く時、ＰＴＣロッド３１０を上述したように形成することで、ＰＴＣロッド３１０の水平方向で垂直方向の縦の長さによって発生する空気の損失を最小化して、水平方向の横の長さを長くすることで伝熱面積を増大し、ハイブリッドヒーターのヒーティング効率を高めることができる。

一方、本発明はＰＴＣヒーター部３００の一側面の上端と下端にはそれぞれ締結部３４０が設けられて、締結部３４０の一端は、後方のヒーターコア部１００側に突出されたホック状に形成され、加圧する時、ヒーターコア部１００の上端及び下端に連結された流入管１０１と流出管１０３に、流入管１０１と流出管１０３をそれぞれ包む形象に結合されることを特徴とする。また、締結部３４０の他端には第１結合部３４３が形成され、ＰＴＣヒーター部の一側面の上端と下端には第２結合部３４５が形成されるし、締結部３４０とＰＴＣヒーター部３００は第１結合部３４３と第２結合部３４５を通じて着脱されることを特徴とする。

図７を参照すると、上端の締結部３４０は締結部３４０のホック状が流入管１０１を包む形象に結合され、ＰＴＣヒーター部３００と第１結合部３４３及び第２結合部３４５によって結合されたことが見られる。一方、下端の締結部３４０は締結部３４０のホック状が流出管１０３を包む形象に結合され、第１結合部３４３と第２結合部３４５が分離されＰＴＣヒーター部３００と分離されたことが見られる。ここで、締結部３４０のホック状と流入管１０１または流出管１０３も分離できるように形成される。

このように、締結部３４０を設けることでヒーターコア部１００またはＰＴＣヒーター３００のいずれかが故障して修理しなければならない時、容易に個別的に分離して修理することができるので、アフターサービス性が向上する。例えば、ヒーターコア部１００が故障した時、締結部３４０のホック状と流入管１０１及び流出管１０３の連結を解除することで、ヒーターコア部１００だけを分離することができる。一方、ＰＴＣヒーター３００が故障した時、締結部３４０の第１結合部３４３と第２結合部３４５の結合を解除することで、ＰＴＣヒーター３００だけを分離することができる。

この時、第１結合部３４３は挿入孔または突起で形成されることができるし、第２結合部３４５は第１結合部３４３に対応される挿入孔または突起で形成されることができる。

上述のような構造からなるハイブリッドヒーターによると、ヒーターコアとＰＴＣヒーターを一体型で開発することで空調装置の空間効率性を高めることができる。

そして、既存のヒーターコアやHVACハウジングの設計を変更せずとも、容易く高い効率のＰＴＣヒーターを適用することができるし、組立性も易しく保障される長所がある。

本発明は、特定の実施例に関して図示し、説明したが、以下の特許請求の範囲で提供される本発明の技術的思想を逸脱しない限度内で、本発明が多様に改良及び変化されることができるということは、当業界において通常の知識を有する者に自明であろう。

１００：ヒーターコア部１０１：流入管
１０３：流出管１０５：ヘッダータンク
１０７：冷却水チューブ３００：ＰＴＣヒーター
３１０：ＰＴＣロッド３２０：コネクター
３３０：プレート型ピン３４０：締結部

Claims

一側面に冷却水流入管と冷却水流出管が連結され、内部に冷却水が循環するヒーターコア部；及び
ヒーターコア部の前面に締結され、内部に水平方向に平行に配置された複数の板状のＰＴＣロッドが備えられ、一側面に複数のＰＴＣロッドと電気的に連結されたコネクターが設けられたＰＴＣヒーター部；を含むハイブリッドヒーター。
上記ヒーターコア部の上端と下端にはそれぞれヘッダータンクが設けられ、両ヘッダータンクが垂直方向に平行に配置された冷却水チューブで連結されることで、ＰＴＣロッドと冷却水チューブは相互に直交するように配置されたことを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッドヒーター。
それぞれのＰＴＣロッドには、ＰＴＣロッドと直交する複数のプレート型ピンが互いに平行に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッドヒーター。
プレート型ピンの両端部には折曲部が形成され、プレート型ピンの折曲部は隣接する他のプレート型ピンの端部と密着されたことを特徴とする、請求項３に記載のハイブリッドヒーター。
ＰＴＣロッドは水平方向に配置されて,プレート型ピンは垂直方向に配置され、プレート型ピンの上端と下端には折曲部が形成され、プレート型ピンの折曲部は隣接する他のプレート型ピンの上端または下端と密着され、且つ、互いに隣接するプレート型ピンの間には通風空間が形成されたことを特徴とする、請求項３に記載のハイブリッドヒーター。
プレート型ピンの中央部には貫通孔が形成されて、複数のプレート型ピンはＰＴＣロッドに貫通孔を通じて順次に嵌められて組み立てられたことを特徴とする、請求項３に記載のハイブリッドヒーター。
ＰＴＣロッドは、一端の断面積がプレート型ピンの貫通孔の断面積より大きくて、他端の断面積がプレート型ピンの貫通孔の断面積より小さいことを特徴とする、請求項６に記載のハイブリッドヒーター。
プレート型ピンの一側面にはビードが突出形成されたことを特徴とする、請求項３に記載のハイブリッドヒーター。
ＰＴＣロッドは、風が流れる方向に切った断面で水平方向の横の長さが垂直方向の縦の長さより長いことを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッドヒーター。
ＰＴＣヒーター部の一側面の上端と下端には、それぞれ締結部が設けられ、締結部の一端は、後方のヒーターコア部側へ突出されたホック状に形成され、加圧する時ヒーターコア部の上端及び下端に連結された流入管と流出管に、流入管と流出管をそれぞれ包む形象で結合されることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッドヒーター。
締結部の他端には第１結合部が形成され、ＰＴＣヒーター部の一側面の上端と下端には第２結合部が形成され、締結部とＰＴＣヒーター部は第１結合部と第２結合部を通じて着脱されることを特徴とする、請求項１０に記載のハイブリッドヒーター。
ＰＴＣロッドは、電気を印加されて発熱する板状のＰＴＣ素子、及びこれを包みながら保護する熱伝導性材質の保護バーから構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッドヒーター。