JP2017218116A - 熱媒体加熱装置およびこれを用いた車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＰＴＣヒータの両面の圧縮性熱伝達シートと、複数の熱媒体流通ボックスの間をシールする液状ガスケットとの干渉を抑制し、液状ガスケットの硬化遅延を防止する。
【解決手段】熱媒体加熱装置は、ＰＴＣ素子４０ａの両面に圧縮性熱伝達シート４０ｃが被装された平板状のＰＴＣヒータ４０と、その第１の合わせ面Ｍ１に形成されたＰＴＣヒータ収容凹部２８ａの底面にＰＴＣヒータ４０の一面側の圧縮性熱伝達シート４０ｃを密着させる第１の熱媒体流通ボックス２０と、その平坦な第２の合わせ面Ｍ２が液状ガスケットＧを介して第１の合わせ面Ｍ１に液密的に接合されることによってＰＴＣヒータ収容凹部２８ａを閉塞し、第２の合わせ面Ｍ２にＰＴＣヒータ４０の他面側の圧縮性熱伝達シート４０ｃを密着させる第２の熱媒体流通ボックス５０と、ＰＴＣヒータ４０の周縁部４０ｄから第２の合わせ面Ｍ２に向かって起立する障壁部４０ｅと、を有する。
【選択図】図９
【解決手段】熱媒体加熱装置は、ＰＴＣ素子４０ａの両面に圧縮性熱伝達シート４０ｃが被装された平板状のＰＴＣヒータ４０と、その第１の合わせ面Ｍ１に形成されたＰＴＣヒータ収容凹部２８ａの底面にＰＴＣヒータ４０の一面側の圧縮性熱伝達シート４０ｃを密着させる第１の熱媒体流通ボックス２０と、その平坦な第２の合わせ面Ｍ２が液状ガスケットＧを介して第１の合わせ面Ｍ１に液密的に接合されることによってＰＴＣヒータ収容凹部２８ａを閉塞し、第２の合わせ面Ｍ２にＰＴＣヒータ４０の他面側の圧縮性熱伝達シート４０ｃを密着させる第２の熱媒体流通ボックス５０と、ＰＴＣヒータ４０の周縁部４０ｄから第２の合わせ面Ｍ２に向かって起立する障壁部４０ｅと、を有する。
【選択図】図９
Description
本発明は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient：正温度特性）ヒータを用いて熱媒体を加熱する熱媒体加熱装置およびこれを用いた車両用空調装置に関するものである。
エンジンの排熱を車内暖房に利用することが難しいハイブリッド車両や、エンジンを備えない電動車両等においては、車内にある空気加温用の放熱器に供給する熱媒体（エンジン冷却水やブライン等の液体）を専用の熱媒体加熱装置で加熱している。この熱媒体加熱装置として、特許文献１〜３に開示されているようなＰＴＣヒータを適用したものが知られている。ＰＴＣヒータは、正特性サーミスタ素子、所謂ＰＴＣ素子を発熱要素としており、薄い平板状に形成できるため、熱媒体加熱装置を薄くコンパクトに構成できるという利点がある。
特許文献１〜３に開示されている熱媒体加熱装置は、それぞれ内部に熱媒体流通路が形成された第１の熱媒体流通ボックスと第２の熱媒体流通ボックスとの間に平板状のＰＴＣヒータを挟んで密着させたものである。熱媒体は、第１の熱媒体流通ボックスの熱媒体流通路と、第２の熱媒体流通ボックスの熱媒体流通路とを流れることにより、ＰＴＣヒータの両面と熱交換して加熱された後、放熱器に流されて車室内の暖房に供される。
第１の熱媒体流通ボックスと第２の熱媒体流通ボックスとの間の合わせ面には液状ガスケットが塗布されてシールされる。これにより、専用のガスケット部材を省いて熱媒体加熱装置の製造コストを削減することができる。液状ガスケットとしては、空気中の水分に反応して硬化する湿気硬化型のものが広く用いられている。
特許文献１の図５、および特許文献２，３の図４、図５に示されるように、第１の熱媒体流通ボックスと第２の熱媒体流通ボックスとの間にＰＴＣヒータ収容室が形成され、ここにＰＴＣヒータが収容される。ＰＴＣヒータは、平坦なＰＴＣ素子の両面に、電極板と、圧縮性熱伝達シートとが、この順に積層された構成となっている。
圧縮性熱伝達シートの材質としては、熱伝導性が良好で電気絶縁性が高く、しかも安価なシリコンシートが好適である。この圧縮性熱伝達シートを介してＰＴＣヒータは第１および第２の熱媒体流通ボックスに密着するため、ＰＴＣヒータの熱を第１および第２の熱媒体流通ボックスに効率良く伝達させることができる。
ＰＴＣヒータ収容室は、第１および第２の熱媒体流通ボックスの一方の合わせ面に形成されたトレー状の凹部が、他方の熱媒体流通ボックスの平坦な合わせ面によって液密に閉塞されることによって密室状に形成されている。これにより、ＰＴＣヒータ収容室となる凹部を一方の熱媒体流通ボックスにのみ形成するようにして加工工数を減少させ、生産性を高めている。
上述のように、一方の熱媒体流通ボックスの合わせ面に形成されたＰＴＣヒータ収容凹部を、他方の熱媒体流通ボックスの平坦な合わせ面で閉塞することによって画成されたＰＴＣヒータ収容室にＰＴＣヒータが収容され、両方の熱媒体流通ボックスの合わせ面同士が液状ガスケットでシールされる構造となっている。したがって、液状ガスケットの塗布面（合わせ面）と、ＰＴＣヒータの片面側の圧縮性熱伝達シートとが同一の高さに位置して面方向に段差なく連続することになる。
このため、熱媒体流通ボックスの合わせ面に塗布された液状ガスケットがＰＴＣヒータ収容室側に膨出した場合に、液状ガスケットがＰＴＣヒータの圧縮性熱伝達シートに干渉してしまうことがある。また、その反対に、圧縮性熱伝達シートが面方向にずれて液状ガスケットに干渉してしまうこともある。
いずれの場合も、シリコンシートを形成するシリコン材料の油分（シリコンオイル）が液状ガスケットに付着したり、液状ガスケットが圧縮性熱伝達シートに覆われたりすることによって液状ガスケットが空気に触れにくくなり、湿気硬化型である液状ガスケットの硬化が遅延し、ひいては熱媒体加熱装置の生産性が低下してしまう。
この問題を回避するためには、合わせ面における液状ガスケットの塗布部とＰＴＣヒータの周囲との間隔を拡げることが考えられるが、そうすると、ミリ単位でのコンパクト化を要求されている熱媒体加熱装置の外径寸法が大きくなってしまう。
本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、液状ガスケットで合わせ面がシールされる複数の熱媒体流通ボックスの間にＰＴＣヒータ収容室が形成された車両用空調装置において、ＰＴＣヒータの両面に積層される圧縮性熱伝達シートと液状ガスケットとが干渉することを抑制し、液状ガスケットの硬化の遅延を防止して生産性を高めるとともにコンパクト化を図ることができる熱媒体加熱装置およびこれを用いた車両用空調装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を採用する。
即ち、本発明の第１態様に係る熱媒体加熱装置は、ＰＴＣ素子の両面に圧縮性熱伝達シートが被装された平板状のＰＴＣヒータと、内部に第１の熱媒体流通路を有するとともに、前記ＰＴＣヒータを収容するＰＴＣヒータ収容凹部が形成された第１の合わせ面を有し、該ＰＴＣヒータ収容凹部の底面に前記ＰＴＣヒータの一面側の前記圧縮性熱伝達シートを密着させる第１の熱媒体流通ボックスと、内部に第２の熱媒体流通路を有するとともに、その平坦な第２の合わせ面が液状ガスケットを介して前記第１の合わせ面に液密的に接合されることによって前記ＰＴＣヒータ収容凹部を閉塞するとともに、前記第２の合わせ面に前記ＰＴＣヒータの他面側の前記圧縮性熱伝達シートを密着させる第２の熱媒体流通ボックスと、前記ＰＴＣヒータの周縁部から前記第２の合わせ面に向かって起立する障壁部と、を有するものである。
即ち、本発明の第１態様に係る熱媒体加熱装置は、ＰＴＣ素子の両面に圧縮性熱伝達シートが被装された平板状のＰＴＣヒータと、内部に第１の熱媒体流通路を有するとともに、前記ＰＴＣヒータを収容するＰＴＣヒータ収容凹部が形成された第１の合わせ面を有し、該ＰＴＣヒータ収容凹部の底面に前記ＰＴＣヒータの一面側の前記圧縮性熱伝達シートを密着させる第１の熱媒体流通ボックスと、内部に第２の熱媒体流通路を有するとともに、その平坦な第２の合わせ面が液状ガスケットを介して前記第１の合わせ面に液密的に接合されることによって前記ＰＴＣヒータ収容凹部を閉塞するとともに、前記第２の合わせ面に前記ＰＴＣヒータの他面側の前記圧縮性熱伝達シートを密着させる第２の熱媒体流通ボックスと、前記ＰＴＣヒータの周縁部から前記第２の合わせ面に向かって起立する障壁部と、を有するものである。
上記構成の熱媒体加熱装置によれば、第１の合わせ面と第２の合わせ面との間に塗布された液体ガスケットがＰＴＣヒータ収容凹部側に膨出しても、この膨出した液体ガスケットは障壁部により遮蔽されてＰＴＣヒータの圧縮性熱伝達シートに干渉することがない。また、反対に、圧縮性熱伝達シートが面方向にずれて液状ガスケットに干渉することもできない。したがって、液状ガスケットの硬化の遅延を防止して熱媒体加熱装置の生産性を高めるとともに、合わせ面における液状ガスケットの塗布部とＰＴＣヒータの周囲との間隔を狭めて熱媒体加熱装置のコンパクト化を図ることができる。
前記構成の熱媒体加熱装置において、前記第２の合わせ面に、前記障壁部の先端部を嵌合させる嵌合溝を形成してもよい。この嵌合溝に障壁部の先端部が嵌合することにより、第１および第２の合わせ面の間から膨出する液体ガスケットと、ＰＴＣヒータの圧縮性熱伝達シートまでの距離が長くなる。このため、液体ガスケットが圧縮性熱伝達シートに干渉することを確実に防止することができる。
前記障壁部は樹脂製としてもよい。こうすれば、障壁部を安価に形成できるとともに、金属で製造された第１および第２の熱媒体流通ボックスと、ＰＴＣヒータとの間に介在する障壁部が絶縁部材となり、両部材間に電気的な短絡が起こることを防止することができる。
前記障壁部は前記ＰＴＣヒータの周囲を囲む枠部材に一体形成してもよい。こうすれば、元来ＰＴＣヒータに設けられている枠部材に小変更を加えるだけで、大きなコストアップを招くことなく障壁部を設けることができる。
前記構成の熱媒体加熱装置において、前記第１の合わせ面における前記ＰＴＣヒータ収容凹部を囲む周縁部に面取り部を形成してもよい。
こうすれば、第１および第２の合わせ面に塗布された液体ガスケットがＰＴＣヒータ収容凹部側に膨出する際に、この膨出分が面取り部の内部に溜まってからＰＴＣヒータ収容凹部側に膨出する。このため、液体ガスケットがＰＴＣヒータ収容凹部側に膨出する量を減少させ、液体ガスケットと圧縮性熱伝達シートとの干渉を防止することができる。
また、面取り部を形成することにより、液体ガスケットが空気に触れる面積が大きくなるため、液体ガスケットの硬化時間を短くして生産性を高めることができる。
こうすれば、第１および第２の合わせ面に塗布された液体ガスケットがＰＴＣヒータ収容凹部側に膨出する際に、この膨出分が面取り部の内部に溜まってからＰＴＣヒータ収容凹部側に膨出する。このため、液体ガスケットがＰＴＣヒータ収容凹部側に膨出する量を減少させ、液体ガスケットと圧縮性熱伝達シートとの干渉を防止することができる。
また、面取り部を形成することにより、液体ガスケットが空気に触れる面積が大きくなるため、液体ガスケットの硬化時間を短くして生産性を高めることができる。
本発明の第２態様に係る車両用空調装置は、外気または車室内空気循環させるブロアと、該ブロアの下流側に設けられる冷却器と、該冷却器の下流側に設けられる放熱器と、を備え、前記放熱器に、請求項１から５のいずれかに記載の熱媒体加熱装置により加熱された熱媒体が循環可能に構成されたものであり、これによって前述の作用・効果を奏することができる。
以上のように、本発明に係る熱媒体加熱装置およびこれを用いた車両用空調装置によれば、液状ガスケットで合わせ面がシールされる複数の熱媒体流通ボックスの間にＰＴＣヒータ収容室が形成された車両用空調装置において、ＰＴＣヒータの両面に積層される圧縮性熱伝達シートと液状ガスケットとが干渉することを抑制し、液状ガスケットの硬化の遅延を防止して生産性を高めるとともに、熱媒体加熱装置のコンパクト化を図ることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１には、本実施形態に係る車両用空調装置の概略構成図が示されている。この車両用空調装置１は、例えばハイブリッド車両、あるいは電動車両の空調装置であり、外気または車室内空気を取り込んで温調し、それを車室内へと導く空気流路２を形成するためのケーシング３を備えている。
図１には、本実施形態に係る車両用空調装置の概略構成図が示されている。この車両用空調装置１は、例えばハイブリッド車両、あるいは電動車両の空調装置であり、外気または車室内空気を取り込んで温調し、それを車室内へと導く空気流路２を形成するためのケーシング３を備えている。
ケーシング３の内部には、空気流路２の上流側から下流側にかけて順次、外気または車室内空気を吸い込み、それを下流側へと圧送するブロア４と、ブロア４により圧送される空気を冷却する冷却器５と、冷却器５を通過して冷却された空気を加熱する放熱器６と、放熱器６を通過する空気量と放熱器６をバイパスして流れる空気量との割合を調整し、その下流側でミックスされる空気の温度を調節するエアミックスダンパ７と、が設置される。
ケーシング３の下流側は、図示省略の吹き出しモード切替ダンパおよびダクトを介して温調された空気を車室内に吹き出す、図示省略の複数の吹き出し口へと接続される。冷却器５は、図示省略の圧縮機、凝縮器、膨張弁と共に冷媒回路を構成し、膨張弁で断熱膨張された冷媒を蒸発させることにより、そこを通過する空気を冷却するものである。
放熱器６は、タンク８、ポンプ９、図示省略のエンジンおよび本発明に係る熱媒体加熱装置１０と共に熱媒体循環回路１１を構成している。この熱媒体循環回路１１を流れる熱媒体としては、ハイブリッド車両のエンジン冷却水が利用されている。エンジンを備えない電動車両の場合はブライン等が用いられる。熱媒体循環回路１１は、ハイブリッド運転時等、熱媒体であるエンジン冷却水の温度がさほど上昇しない時に、熱媒体加熱装置１０によってエンジン冷却水を加熱し、この加熱したエンジン冷却水をポンプ９により熱媒体循環回路１１に循環させることによって、ケーシング３内にて放熱器６を通過する空気を加温するものである。
図２は熱媒体加熱装置１０の斜視図、図３は熱媒体加熱装置１０の正面図、図４は図３のIV-IV矢視による熱媒体加熱装置１０の平面図であり、図５は図４のV-V線に沿う熱媒体加熱装置１０の縦断面図である。なお、以下の説明では、図２中に示すＸ，Ｙ，Ｚ方向が、それぞれ熱媒体加熱装置１０の「長手方向」、「短手方向」、「厚さ方向」と定義付けられている。
図２〜図５、および図６〜図９にも示すように、この熱媒体加熱装置１０は、例えば３つのボックス構成部材２１，２２，２３が重ね合わせられて筐体状に構成された第１の熱媒体流通ボックス２０と、２つのボックス構成部材５１，５２が重ね合わせられて筐体状に構成され、かつ第１の熱媒体流通ボックス２０の下面に液密的に接合された第２の熱媒体流通ボックス５０と、これら第１および第２の熱媒体流通ボックス２０，５０の間に挟装されたＰＴＣヒータ４０とを備えて構成されている。
第１の熱媒体流通ボックス２０は、平面視で長方形状の電子部品収容ボックス２１の下面に、同じく長方形状を有する上部熱媒体流通ボックス２２が液密的に接合され、電子部品収容ボックス２１の上面に上部蓋部材２３が液密的に被装された構成である。また、第２の熱媒体流通ボックス５０は、上部熱媒体流通ボックス２２と同じく長方形状を有する下部熱媒体流通ボックス５１の下面に下部蓋部材５２が液密的に被装された構成である。これらの部材（２１，２２，２３，５１，５２）は、アルミニウム合金等の熱伝導性材料により形成されている。
図２に示すように、上部蓋部材２３は複数の固定ボルト２５で電子部品収容ボックス２１の上面に締結され、上部熱媒体流通ボックス２２と下部熱媒体流通ボックス５１と下部蓋部材５２は複数の固定ボルト２６で電子部品収容ボックス２１の下面に締結されている。これにより、各ボックス構成部材２１，２２，２３，５１，５２が一体化されている。各ボックス構成部材２１，２２，２３，５１，５２の合わせ面には液状ガスケットＧ（図９参照）が塗布されてシールされている。
なお、以下の説明では、図３、図５、図９に示すように、第１の熱媒体流通ボックス２０の下面（上部熱媒体流通ボックス２２の下面）を「第１の合わせ面Ｍ１」と呼び、第２の熱媒体流通ボックス５０の上面（下部熱媒体流通ボックス５１の上面）を「第２の合わせ面Ｍ２」と呼ぶ。
なお、以下の説明では、図３、図５、図９に示すように、第１の熱媒体流通ボックス２０の下面（上部熱媒体流通ボックス２２の下面）を「第１の合わせ面Ｍ１」と呼び、第２の熱媒体流通ボックス５０の上面（下部熱媒体流通ボックス５１の上面）を「第２の合わせ面Ｍ２」と呼ぶ。
ＰＴＣヒータ４０は、上部熱媒体流通ボックス２２および下部熱媒体流通ボックス５１よりも小さい長方形状かつ平板形状を有している。図５、図７および図９に示すように、上部熱媒体流通ボックス２２の下面である第１の合わせ面Ｍ１に形成されたトレー状のＰＴＣヒータ収容凹部２８ａが、液状ガスケットＧを介して下部熱媒体流通ボックス５１の上面である平坦な第２の合わせ面Ｍ２により液密的に密閉されることによってＰＴＣヒータ収容室２８が形成され、ここにＰＴＣヒータ４０が収容されている。
図９に拡大して示すように、ＰＴＣヒータ４０は、ＰＴＣ素子４０ａの両面に、アルミニウム等の良電導体からなる電極板４０ｂと、シリコンシート等からなる圧縮性熱伝達シート４０ｃとが被装され、その周縁部に樹脂製の枠部材４０ｄが設けられた構成である。ＰＴＣヒータ４０の上面側と下面側の圧縮性熱伝達シート４０ｃは、それぞれＰＴＣヒータ収容凹部２８ａの底面（天井面）と、下部熱媒体流通ボックス５１の第２の合わせ面Ｍ２とに熱伝達可能に密着している。
図５、図７、図８に示すように、電子部品収容ボックス２１の内部は電子部品収容室３０とされ、ここにＰＴＣヒータ４０を制御する制御基板（電子部品）３１が格納設置される。制御基板３１は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）や、ＦＥＴ（Field effect transistor：電界効果トランジスター）といった発熱性のある電子部品３２や、他の電子部品３３、および制御回路、電源回路等が組み込まれたものである。
電子部品収容ボックス２１（電子部品収容室３０）の底面は平坦な電子部品冷却壁部３０ａとなっている。図５に示すように、制御基板３１は、図示しない固定構造によって電子部品冷却壁部３０ａよりも高い位置に固定され、発熱性のある電子部品３２は制御基板３１の下面側に配設され、図示しない絶縁層を介して電子部品冷却壁部３０ａに熱伝達可能に接触している。図２に示すように、電子部品収容ボックス２１の一端面には配線導出部３５が形成され、制御基板３１から延出する配線部材３６が、この配線導出部３５から外部に導出される。
図５、図７、図８に示すように、第１の熱媒体流通ボックス２０を構成する電子部品収容ボックス２１の下面に形成されたトレー状の凹部が上部熱媒体流通ボックス２２の平坦な上面によって密閉されることで第１の熱媒体流通ボックス２０の内部に第１の熱媒体流通路４１が形成されている。上部熱媒体流通ボックス２２の上面には、その長手方向に沿って複数の放熱フィン２２ａが形成されており（図６〜図８参照）、これらの放熱フィン２２ａによって第１の熱媒体流通路４１が複数の平行する流路に区切られている。
また、第２の熱媒体流通ボックス５０を構成する下部熱媒体流通ボックス５１の下面に形成されたトレー状の凹部が下部蓋部材５２の平坦な上面によって密閉されることで第２の熱媒体流通ボックス５０の内部に第２の熱媒体流通路４２が形成されている。下部熱媒体流通ボックス５１の下面には、その長手方向に沿って複数の放熱フィン５１ａが形成されており（図７、図８参照）、これらの放熱フィン５１ａによって第２の熱媒体流通路４２が複数の平行する流路に区切られている。
上記のように、平坦な形状をしたＰＴＣヒータ４０を挟むようにして、同じく平坦な形状をした第１の熱媒体流通路４１と第２の熱媒体流通路４２とが形成されている。そして、図５、図６、および図８に示すように、第１の熱媒体流通路４１と第２の熱媒体流通路４２の上流側端部同士および下流側端部同士をそれぞれ連通させるインレットヘッダ空間４４およびアウトレットヘッダ空間４５が形成されている。これらのヘッダ空間４４，４５は、図６中に二点鎖線で示すように、平面視で熱媒体加熱装置１０の長手方向両端部に形成されており、それぞれ第１および第２の熱媒体流通路４１，４２の流路幅方向（短手方向）に沿い、且つ第１および第２の熱媒体流通路４１，４２の流路幅Ｗの全幅に亘って延在している。
さらに、インレットヘッダ空間４４とアウトレットヘッダ空間４５とに、それぞれ熱媒体が循環する熱媒体循環回路１１（図１参照）を接続可能にするインレット部４７およびアウトレット部４８が設けられている。これらのインレット部４７およびアウトレット部４８は、熱媒体循環回路１１を構成するホース部材を接続可能な形状であり、図２および図７、図８等に示すように、電子部品収容ボックス２１に一体的に形成され、電子部品収容ボックス２１の内部に形成された電子部品収容室３０の厚さ（高さ）範囲と重なるように設けられている（図５、図７、図８参照）。
図６に示すように、インレット部４７およびアウトレット部４８は、平面視で、それぞれの軸線方向４７ａ，４８ａがインレットヘッダ空間４４およびアウトレットヘッダ空間４５の軸線方向４４ａ，４５ａの略延長線上に位置するように配置されている。つまり、平面視で、インレット部４７はインレットヘッダ空間４４に直線的に繋がり、アウトレット部４８はアウトレットヘッダ空間４５に直線的に繋がっている。なお、インレットヘッダ空間４４の内面の、インレット部４７寄りの位置には、インレット部４７から流入した熱媒体の一部の流れの向きを変えて第１および第２の熱媒体流通路４１，４２の比較的手前側の範囲に誘導して熱交換効率を高めるための突起部５５が形成されている。
図８に示すように、側面視でインレット部４７は、その軸線方向がインレットヘッダ空間４４の上方を通過するように位置付けられている。インレット部４７の内部奥側の通路内には斜面状の壁面である斜面部５６が形成されており、インレット部４７から流入した熱媒体は斜面部５６に当たって下方に流れを変向され、インレットヘッダ空間４４に流入するようになっている。
図示しないが、アウトレット部４８も同様に、その軸線方向がアウトレットヘッダ空間４５の上方を通過するように位置付けられており、アウトレット部４８の内部奥側の通路内に斜面部（非図示）が形成されている。熱媒体はアウトレットヘッダ空間４５から上方に流れて斜面部に当たり、その流れの向きを変えられてアウトレット部４８から流出する。
図４および図７、図８に示すように、電子部品収容室３０内には、インレットヘッダ空間４４を流れる熱媒体の流入温度を検知する流入温度検知センサ５８と、アウトレットヘッダ空間４５を流れる熱媒体の流出温度を検知する流出温度検知センサ５９とが、それぞれビス６０で固定されている。
次に、本発明の要部について説明する。
図９に拡大して示すように、ＰＴＣヒータ４０の周縁部を構成する樹脂製の枠部材４０ｄには、上部熱媒体流通ボックス２２の第２の合わせ面Ｍ２に向かって起立する障壁部４０ｅが形成されている。この障壁部４０ｅは、図１０にも示すように、枠状に形成された枠部材４０ｄの外周面部を第２の合わせ面Ｍ２に向かって延長したものであり、枠部材４０ｄの周方向に沿って連続する立壁状に形成され、枠部材４０ｄと同じ樹脂材料（ＰＢＴ，ＰＰＳ等）により一体成形されている。なお、この枠部材４０ｄには、ＰＴＣヒータ４０の図示しない端子部が配置される端子受け板４０ｆが一体に成形されている。
図９に拡大して示すように、ＰＴＣヒータ４０の周縁部を構成する樹脂製の枠部材４０ｄには、上部熱媒体流通ボックス２２の第２の合わせ面Ｍ２に向かって起立する障壁部４０ｅが形成されている。この障壁部４０ｅは、図１０にも示すように、枠状に形成された枠部材４０ｄの外周面部を第２の合わせ面Ｍ２に向かって延長したものであり、枠部材４０ｄの周方向に沿って連続する立壁状に形成され、枠部材４０ｄと同じ樹脂材料（ＰＢＴ，ＰＰＳ等）により一体成形されている。なお、この枠部材４０ｄには、ＰＴＣヒータ４０の図示しない端子部が配置される端子受け板４０ｆが一体に成形されている。
一方、図９および図１１に示すように、第２の合わせ面Ｍ２には、上記の障壁部４０ｅの先端部を嵌合させる嵌合溝５１ｂが形成されている。この嵌合溝５１ｂは、平面視で枠部材４０ｄの障壁部４０ｅおよび端子受け板４０ｆと相似する形状で下部熱媒体流通ボックス５１の上面である第２の合わせ面Ｍ２に刻設されている。嵌合溝５１ｂの溝幅および深さは、障壁部４０ｅの外内面および先端部が嵌合溝５１ｂの内面に接しない寸法に設定されている。
さらに、図９に示すように、上部熱媒体流通ボックス２２の第１の合わせ面Ｍ１におけるＰＴＣヒータ収容凹部２８ａを囲む周縁部に面取り部Ｃが形成されている。この面取り部Ｃは、下部熱媒体流通ボックス５１の第２の合わせ面Ｍ２における嵌合溝５１ｂの外周縁部に形成してもよい。このような面取り部Ｃを設けることにより、第１の合わせ面Ｍ１と第２の合わせ面Ｍ２との間に塗布される液状ガスケットＧが面取り部Ｃ内に膨出するが、このガスケットＧがＰＴＣヒータ４０側に大きく突出しにくくなる。他のボックス構成部材２１，２２間の合わせ面や、ボックス構成部材５１，５２間の合わせ面にも同様な面取り部が設けられている。
以上のように構成された熱媒体加熱装置１０において、図１に示す熱媒体循環回路１１を流れる熱媒体は、図６および図８に示すように、熱媒体加熱装置１０のインレット部４７から流入してインレットヘッダ空間４４に導かれる。その後、熱媒体は第１および第２の熱媒体流通路４１，４２に分流し、さらにそれぞれの熱媒体流通路４１，４２の放熱フィン２２ａ，５１ａの間の流路に分流して同一方向（図５および図６中で右側から左側）に流れる。
この時に熱媒体はＰＴＣヒータ４０と熱交換して加熱される。このように第１および第２の熱媒体流通路４１，４２を通過した熱媒体はアウトレットヘッダ空間４５で合流し、アウトレット部４８から流出して熱媒体加熱装置１０の下流側に接続された放熱器６に流れ、加熱された熱媒体の熱が車室内の暖房に供される。
一方、電子部品収容ボックス２１の電子部品収容室３０に収容された制御基板３１に搭載されて電子部品冷却壁部３０ａに接している発熱性のある電子部品３２は、電子部品冷却壁部３０ａを介して第１の熱媒体流通路４１を流れる熱媒体と熱交換することにより、その熱を冷却される。したがって、熱媒体は、ＰＴＣヒータ４０によって加熱されると同時に、電子部品３２の熱によっても加熱される。
本構成の熱媒体加熱装置１０では、図９に示すように、ＰＴＣヒータ４０の周縁部を構成する枠部材４０ｄから、第２の熱媒体流通ボックス５０（下部熱媒体流通ボックス５１）の第２の合わせ面Ｍ２に向かって起立する障壁部４０ｅが設けられている。
このため、第１の合わせ面Ｍ１と第２の合わせ面Ｍ２との間に塗布された液体ガスケットＧがＰＴＣヒータ収容凹部２８ａ側に膨出しても、この膨出した液体ガスケットＧは障壁部４０ｅにより遮蔽されてＰＴＣヒータ４０の圧縮性熱伝達シート４０ｃに干渉することがない。
反対に、圧縮性熱伝達シート４０ｃが面方向にずれて液状ガスケットＧに干渉することもできない。したがって、液状ガスケットＧの硬化の遅延を防止して熱媒体加熱装置１０の生産性を高めるとともに、合わせ面における液状ガスケットの塗布部とＰＴＣヒータ４０の周囲との間隔を狭めて熱媒体加熱装置１０のコンパクト化を図ることができる。
反対に、圧縮性熱伝達シート４０ｃが面方向にずれて液状ガスケットＧに干渉することもできない。したがって、液状ガスケットＧの硬化の遅延を防止して熱媒体加熱装置１０の生産性を高めるとともに、合わせ面における液状ガスケットの塗布部とＰＴＣヒータ４０の周囲との間隔を狭めて熱媒体加熱装置１０のコンパクト化を図ることができる。
また、この障壁部４０ｅの先端部を嵌合させる嵌合溝５１ｂを第２の合わせ面Ｍ２に形成した。この嵌合溝５１ｂに障壁部４０ｅの先端部が嵌合することにより、第１および第２の合わせ面Ｍ１，Ｍ２の間から膨出する液体ガスケットＧと、ＰＴＣヒータ４０の圧縮性熱伝達シート４０ｃまでの距離が長くなる。このため、液体ガスケットＧが圧縮性熱伝達シート４０ｃに干渉することを確実に防止することができる。
障壁部４０ｅは、枠部材４０ｄと同じ樹脂製であるため、障壁部４０ｅを安価に形成できるとともに、金属で製造された第１および第２の熱媒体流通ボックス２０，５０と、ＰＴＣヒータ４０との間に介在する障壁部４０ｅが絶縁部材となり、両部材間に電気的な短絡が起こることを防止することができる。
さらに、障壁部４０ｅはＰＴＣヒータ４０の周囲を囲む枠部材４０ｄに一体に形成されているため、元来ＰＴＣヒータ４０に設けられている枠部材４０ｄに小変更を加えるだけで、大きなコストアップを招くことなく安価に障壁部４０ｅを設けることができる。なお、変形例として、枠部材４０ｄを厚紙等でできた帯状のものとし、これを枠部材４０ｄの周面の巻装することによって上記の障壁部４０ｅと同じものを設けること等が考えられる。
一方、第１の合わせ面Ｍ１におけるＰＴＣヒータ収容凹部２８ａを囲む周縁部に面取り部Ｃを形成したことにより、第１および第２の合わせ面Ｍ１，Ｍ２に塗布された液体ガスケットＧがＰＴＣヒータ収容凹部２８ａ側に膨出する際に、この膨出分が面取り部Ｃの内部に溜まってからＰＴＣヒータ収容凹部２８ａ側に膨出する。
このため、液体ガスケットＧがＰＴＣヒータ収容凹部２８ａ側に膨出する量を減少させ、液体ガスケットＧと圧縮性熱伝達シート４０ｃとの干渉を防止することができる。
また、面取り部Ｃを形成することにより、液体ガスケットＧが空気に触れる面積が大きくなるため、液体ガスケットＧの硬化時間を短くして熱媒体加熱装置１０の生産性を高めることができる。
このため、液体ガスケットＧがＰＴＣヒータ収容凹部２８ａ側に膨出する量を減少させ、液体ガスケットＧと圧縮性熱伝達シート４０ｃとの干渉を防止することができる。
また、面取り部Ｃを形成することにより、液体ガスケットＧが空気に触れる面積が大きくなるため、液体ガスケットＧの硬化時間を短くして熱媒体加熱装置１０の生産性を高めることができる。
以上説明したように、本実施形態に係る熱媒体加熱装置１０、およびこれを用いた車両用空調装置１によれば、液状ガスケットＧによって第１および第２の合わせ面Ｍ１，Ｍ２がシールされる複数の熱媒体流通ボックス２０，５０の間にＰＴＣヒータ収容室２８が形成された構造のものにおいて、ＰＴＣヒータ４０の両面に積層される圧縮性熱伝達シート４０ｃと液状ガスケットＧとが干渉することを抑制することができる。
これにより、液状ガスケットＧがシリコン製の圧縮性熱伝達シート４０ｃに接触して硬化が遅延することを防止し、熱媒体加熱装置１０の生産性を高めるとともに、合わせ面Ｍ１，Ｍ２における液状ガスケットＧの塗布部とＰＴＣヒータ４０の周囲との間隔を極力狭めて熱媒体加熱装置１０の長手方向および短手方向のコンパクト化を図ることができる。
これにより、液状ガスケットＧがシリコン製の圧縮性熱伝達シート４０ｃに接触して硬化が遅延することを防止し、熱媒体加熱装置１０の生産性を高めるとともに、合わせ面Ｍ１，Ｍ２における液状ガスケットＧの塗布部とＰＴＣヒータ４０の周囲との間隔を極力狭めて熱媒体加熱装置１０の長手方向および短手方向のコンパクト化を図ることができる。
なお、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
例えば、本発明に係る熱媒体加熱装置１０の内部形状やレイアウト等は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲であれば変更してもよい。
また、本発明に係る車両用空調装置１の構成は、必ずしも図１に記載された構成の通りである必要はなく、その構成部品やレイアウトは適宜変更することができる。
例えば、本発明に係る熱媒体加熱装置１０の内部形状やレイアウト等は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲であれば変更してもよい。
また、本発明に係る車両用空調装置１の構成は、必ずしも図１に記載された構成の通りである必要はなく、その構成部品やレイアウトは適宜変更することができる。
１ 車両用空調装置
４ ブロア
５ 冷却器
６ 放熱器
１０ 熱媒体加熱装置
２０ 第１の熱媒体流通ボックス
２８ ＰＴＣヒータ収容室
２８ａ ＰＴＣヒータ収容凹部
４０ ＰＴＣヒータ
４０ａ ＰＴＣ素子
４０ｃ 圧縮性熱伝達シート
４０ｄ 枠部材（ＰＴＣヒータの周縁部）
４０ｅ 障壁部
４１ 第１の熱媒体流通路
４２ 第２の熱媒体流通路
５０ 第２の熱媒体流通ボックス
５１ｂ 嵌合溝
Ｃ 面取り部
Ｇ 液状ガスケット
Ｍ１ 第１の合わせ面
Ｍ２ 第２の合わせ面
４ ブロア
５ 冷却器
６ 放熱器
１０ 熱媒体加熱装置
２０ 第１の熱媒体流通ボックス
２８ ＰＴＣヒータ収容室
２８ａ ＰＴＣヒータ収容凹部
４０ ＰＴＣヒータ
４０ａ ＰＴＣ素子
４０ｃ 圧縮性熱伝達シート
４０ｄ 枠部材（ＰＴＣヒータの周縁部）
４０ｅ 障壁部
４１ 第１の熱媒体流通路
４２ 第２の熱媒体流通路
５０ 第２の熱媒体流通ボックス
５１ｂ 嵌合溝
Ｃ 面取り部
Ｇ 液状ガスケット
Ｍ１ 第１の合わせ面
Ｍ２ 第２の合わせ面
Claims (6)
- ＰＴＣ素子の両面に圧縮性熱伝達シートが被装された平板状のＰＴＣヒータと、
内部に第１の熱媒体流通路を有するとともに、前記ＰＴＣヒータを収容するＰＴＣヒータ収容凹部が形成された第１の合わせ面を有し、該ＰＴＣヒータ収容凹部の底面に前記ＰＴＣヒータの一面側の前記圧縮性熱伝達シートを密着させる第１の熱媒体流通ボックスと、
内部に第２の熱媒体流通路を有するとともに、その平坦な第２の合わせ面が液状ガスケットを介して前記第１の合わせ面に液密的に接合されることによって前記ＰＴＣヒータ収容凹部を閉塞するとともに、前記第２の合わせ面に前記ＰＴＣヒータの他面側の前記圧縮性熱伝達シートを密着させる第２の熱媒体流通ボックスと、
前記ＰＴＣヒータの周縁部から前記第２の合わせ面に向かって起立する障壁部と、
を有する熱媒体加熱装置。 - 前記第２の合わせ面に形成されて前記障壁部の先端部を嵌合させる嵌合溝をさらに有する請求項１に記載の熱媒体加熱装置。
- 前記障壁部は樹脂製である請求項１または２に記載の熱媒体加熱装置。
- 前記障壁部は前記ＰＴＣヒータの周囲を囲む枠部材に一体形成されている請求項１から３のいずれかに記載の熱媒体加熱装置。
- 前記第１の合わせ面における前記ＰＴＣヒータ収容凹部を囲む周縁部に面取り部を形成した請求項１から４のいずれかに記載の熱媒体加熱装置。
- 外気または車室内空気循環させるブロアと、該ブロアの下流側に設けられる冷却器と、該冷却器の下流側に設けられる放熱器と、を備え、
前記放熱器に、請求項１から５のいずれかに記載の熱媒体加熱装置により加熱された熱媒体が循環可能に構成された車両用空調装置。
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