JP2019503566A - 独立制御ｐｔｃヒーター及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明の独立制御ＰＴＣヒーターは、印加された電源によって発熱する第１及び第２のＰＴＣ素子、前記第１及び第２のＰＴＣ素子が取り付けられる開口部が備えられたガイドフレーム、前記開口部を通じて露出した第１及び第２のＰＴＣ素子のそれぞれの一面とそれぞれ対接する第１及び第２電極板、前記開口部を通じて露出した第１及び第２のＰＴＣ素子の他面全てと対接する共通電極板、前記第１電極板、第２電極板及び共通電極板と外部との間の絶縁のための絶縁部材を含むＰＴＣユニット；前記ＰＴＣユニットが内部に取り付けられる金属材質のヒーティングチューブ；及び前記ヒーティングチューブの側面に備えられる放熱フィンを含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒーター及びそれを用いた装置に関し、より具体的には、ＰＴＣヒーターに含まれたＰＴＣをセクタ毎に独立して制御可能なヒーター及びそれを含むヒーター装置に関する。

正特性サーミスタとも称するＰＴＣ素子又はＰＴＣサーミスタは、特定温度領域に到達すれば相転移（ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）によって温度が上昇して電気抵抗が急増する挙動特性を有する素子である。

ＰＴＣ素子は、このように電気抵抗が急増する電気的特性を有するため、電力供給のオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）機能を果たすスイッチとして活用され、また比較的に短時間に高い温度に到達して上昇した温度を持続的に維持できる挙動特性を有することから、車両用ヒーター、ドライヤー、保温機、医療機器、温熱マット、暖房機などで発熱体としても活用されている。

通常、ＰＴＣ素子を用いたＰＴＣヒーターにおいては、ＰＴＣ素子の熱拡散効率を高めるための放熱フィンがＰＴＣ素子に取り付けられ、電源が印加されてＰＴＣ素子から熱が発生すれば、ＰＴＣ素子または／及び放熱フィンの方向に空気を通過させ、加熱された空気をターゲット方向に吐出するように駆動される。

通常、車両に備えられるヒーターはエンジンルームの熱源を用いる方式を主に用いるが、エンジンルームの温度が適正レベルの温度まで上昇する前に、予備的且つ事前的（ｂｅｆｏｒｅｈａｎｄ）機能のためのプリヒーター（ｐｒｅ−ｈｅａｔｅｒ）としてＰＴＣヒーターが適用されることもある。

一方、近年、エネルギー効率、環境問題などが浮上しながら電気自動車に対する関心が高まっているが、電気自動車の場合はエンジンルームが別途に備えられないため、上述したＰＴＣヒーターのような電気電源によって駆動されるヒーターが取り付けられる。

電気自動車の場合、充電された電気エネルギーを駆動エネルギーとして使用するため、適切な走行距離などを確保するため、電気自動車にはできる限り消費電力の低い電装品を搭載することが望ましい。

しかし、従来のＰＴＣヒーターの場合、汎用的なヒーターとして主に開発されていたため、車両の駆動による振動環境、外部への露出、浸水防止などのような車両環境の特性に最適化しておらず、エネルギー効率に対する最適の構造が適用されていないという限界点を有すると言える。

特に、電気自動車の場合、エネルギー効率が最も重要なイシューであるにもかかわらず、従来のＰＴＣヒーターの場合、電源の印加によって発熱する構造のみを有しており、吐出空間（例えば、運転席と補助席など）を区分して個別的に制御できずに全体として１つのヒーティング（ｈｅａｔｉｎｇ）しかできないため、エネルギーの無駄遣いが生じ得るという問題がある。

韓国特許公開第２０１２−００４１３２２号公報及び韓国特許公開第２０１５−００７８８２６号公報には車両に取り付けられるＰＴＣヒーターが開示されているが、これら先行文献には熱的効率を高めるための物理的構造、配置などが開示されているだけで、運転席と助手席との温度を調整する構成が一部開示されているものの、それもＰＷＭ制御信号によって行われるものであるため、車両という限定された空間で簡単な構造的改善を通じてヒーティングセクタを完璧に区分して独立的に制御するには限界があると言える。

韓国特許公開第２０１２−００４１３２２号公報（２０１２年５月２日公開） 韓国特許公開第２０１５−００７８８２６号公報（２０１５年７月８日公開）

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、追加的な空間の確保を必要としない簡単な構造的改善を通じて、単一ヒーティング装置内でそれぞれヒーティングされるセクタを正確に二元化または多元化できるように構成して、車両内の暖房空間の選択とその選択による正確なヒーティングセクタの選別的暖房が可能になるように具現することで、エネルギー使用効率を極大化できる独立制御ＰＴＣヒーター及びそれを用いた装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される構成及びその組合せによって実現することができる。

上記の課題を達成するため、本発明の独立制御ＰＴＣヒーターは、印加された電源によって発熱する第１のＰＴＣ素子及び第２のＰＴＣ素子、前記第１のＰＴＣ素子及び第２のＰＴＣ素子が取り付けられる開口部が備えられたガイドフレーム、前記開口部を通じて露出した第１のＰＴＣ素子及び第２のＰＴＣ素子のそれぞれの一面とそれぞれ対接する第１電極板及び第２電極板、前記開口部を通じて露出した第１のＰＴＣ素子及び第２のＰＴＣ素子の他面全てと対接する共通電極板、前記第１電極板、第２電極板及び共通電極板と外部との間の絶縁のための絶縁部材を含むＰＴＣユニット；前記ＰＴＣユニットが内部に取り付けられる金属材質のヒーティングチューブ；及び前記ヒーティングチューブの側面に備えられる放熱フィンを含んで構成される。

ここで、本発明の前記第２のＰＴＣ素子は、前記第１のＰＴＣ素子の長軸長さ方向を基準にして、前記第１のＰＴＣ素子と上下配列構造になるように配置されることが望ましい。

また、本発明の前記第１電極板は、前記第１のＰＴＣ素子の一面と対接する第１本体部；及び外部電源と連結され、前記第１本体部から延設されて外部に露出する第１コネクタを含むことができ、同様に、本発明の前記第２電極板は、前記第１電極板と同一平面上に位置して、前記第２のＰＴＣ素子の一面と対接する第２本体部；及び前記第２本体部から延設されて外部に露出し、前記第１コネクタと同じ方向に延設されて外部電源と連結される第２コネクタを含むことができる。

さらに、本発明の前記第１コネクタは、前記第１本体部よりも幅狭に形成されて前記第１本体部の上端中央を基準に左側または右側のいずれか一方向に偏って延設され、この場合、前記第２コネクタは、前記第２本体部よりも幅狭に形成されて前記第２本体部の上端中央を基準に左側または右側のうち前記第１コネクタが偏った方向と逆方向に偏って延設されることが望ましい。

より望ましい実施形態の具現のため、本発明の前記第２コネクタは、前記第１本体部の側部と離隔し、前記第１電極板の長軸方向の長さ以上前記第２本体部から延設されることが望ましい。

また、本発明の共通電極板は、前記第１のＰＴＣ素子及び第２のＰＴＣ素子の他面全てと対接する第３本体部；及び外部電源と連結され、前記第３本体部の上端中央部分から前記第１コネクタ及び第２コネクタと同一方向に延設されて外部に露出する第３コネクタを含むことができる。

本発明の前記開口部は、前記第１のＰＴＣ素子が取り付けられる第１開口部；及び前記第２のＰＴＣ素子が取り付けられる第２開口部を含むことができ、この場合、前記第１開口部及び第２開口部は前記ガイドフレームで反対側に偏る位置に備えられるように構成されることが望ましい。

また、本発明の前記放熱フィンは、前記第１のＰＴＣ素子及び第２のＰＴＣ素子の位置と対応するように二元化されて前記ヒーティングチューブの側面に備えられ、さらに本発明は、前記二元化された放熱フィンの間に備えられる熱遮断部材をさらに含み、前記ヒーティングチューブの下部に結合されるシーリング部材をさらに含むことができる。

さらに、本発明の前記第１コネクタ、第２コネクタまたは第３コネクタは、電気端子との連結時に弾性力が与えられるように、端部が曲げられた形状を有することが望ましい。

本発明の他の態様による独立制御ヒーター装置は、複数の独立制御ＰＴＣヒーターを有し、前記複数の独立制御ＰＴＣヒーターが垂直方向に立設されるハウジング；前記複数の第１電極板全てと電気的に連結される第１電源部；前記複数の第２電極板全てと電気的に連結される第２電源部；前記複数の共通電極板全てと電気的に連結される共通電源部；及び外部制御信号によって前記第１電源部及び第２電源部に印加される電源を制御する制御部を含んで構成される。

本発明の望ましい一実施例による独立制御ＰＴＣヒーターは、異なる複数のＰＴＣヒーターを個別的に設けなくても、単一のＰＴＣヒーターで電源印加などに関連する構造を簡単に改善するだけで、二元化または多元化されたセクタ毎に個別的なヒーティング駆動を完璧に具現することができる。

本発明の独立制御ＰＴＣヒーターまたはヒーター装置は、このように１つのＰＴＣヒーターまたは装置でセクタ毎に独立制御が可能であるため、電気自動車に適用する場合、最小化した電気エネルギーを消費することでエネルギー効率性を極大化させることができる。

また、本発明の他の望ましい一実施例によれば、振動、衝撃、浸水などの外部環境により強靭に対処することができ、電気自動車の環境に一層最適化したヒーターまたはヒーター装置を具現することができる。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

本発明の望ましい一実施例による独立制御ＰＴＣヒーターの構造を示した分解結合図である。 図１に示された本発明のガイドフレーム、ＰＴＣ素子及び電極板の詳細構成を示した図である。 本発明の望ましい一実施例によるガイドフレームの構造を詳しく示した図である。 本発明の望ましい一実施例による独立制御ヒーター装置の構造を示した図である。 図４に示された独立制御ヒーター装置のセクタ毎のヒーティング駆動を説明する図である。 本発明の望ましい一実施例によるコネクタの端部を示した図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。

したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

本発明の独立制御ＰＴＣヒーター（以下、「ＰＴＣヒーター」とする）１０００は、ＰＴＣ素子及び該ＰＴＣ素子に対する電源印加の構造的改善を通じて、単一のモジュール（ｍｏｄｕｌｅ）又はユニット（ｕｎｉｔ）で２つ以上のセクタをそれぞれ個別的且つ独立的にヒーティング（ｈｅａｔｉｎｇ）するヒーターである。

図１などに示された方向軸Ｚは、本発明の説明において方向基準を設定するための方向軸であって、前記Ｚ軸は本発明のＰＴＣヒーター１０００の垂直長さ方向を意味する。

図１は、本発明の望ましい一実施例によるＰＴＣヒーター１０００の構造を示した分解結合図である。本発明のＰＴＣヒーター１０００は、図１に示されたように、ＰＴＣユニット１００、ヒーティングチューブ２００及び放熱フィン３００を含むことができる。

前記ＰＴＣユニット１００は、図１に示されたように、具体的にＰＴＣ素子１１０、ガイドフレーム１２０、電極板１３０、１４０、１５０及び絶縁部材１６０を含むことができる。

ＰＴＣ素子１１０は、印加された電源によってジュール熱が発生する客体を意味し、図示されたように大体的に板状の方形状であり得、図２に示されたように、区分駆動されるセクタ毎に二元化されて第１のＰＴＣ素子１１０−１と第２のＰＴＣ素子１１０−２とに区分することができる。

本発明は、このように複数のセクタ毎に区分して独立したヒーティング駆動を行う技術であって、以下の説明では２つのセクタに区分した例を一実施例として説明するが、本発明の技術思想が適用される範囲で３つ以上のセクタに区分して個別駆動を行うように構成できることは勿論である。

第１のＰＴＣ素子１１０−１と第２のＰＴＣ素子１１０−２とが垂直方向（Ｚ軸）を基準に上下に二元化された構造を成すように、図示されたように、第２のＰＴＣ素子１１０−２は第１のＰＴＣ素子１１０−１の長軸長さ方向を基準に第１のＰＴＣ素子１１０−１の上側または下側に配置されて、前記第１のＰＴＣ素子１１０−１と上下配列構造になるように配置されることが望ましい。

図１などに示されたように、第１のＰＴＣ素子１１０−１及び第２のＰＴＣ素子１１０−２はそれぞれ１つ以上のＰＴＣ素子からなり得、図面などには同じ個数を基準に説明するが、第１のＰＴＣ素子１１０−１及び第２のＰＴＣ素子１１０−２それぞれを構成するＰＴＣ素子の個数を相異ならせて構成することもできる。

例えば、本発明のＰＴＣヒーター１０００または後述するＰＴＣヒーター装置２００を車両に具現する場合、補助席空間のセクタよりも運転席空間のセクタが相対的により頻繁にヒーティング駆動され得るため、この場合、第１のＰＴＣ素子１１０−１（運転席空間のセクタを担当）は５つ、第２のＰＴＣ素子１１０−２（補助席空間のセクタを担当）は３つのように差等的な個数で備えることもできる。

前記ＰＴＣ素子１１０は、図１などに示されたように、ガイドフレーム１２０に嵌め合わせる形態で結合されるが、具体的に図２に示されたように、ガイドフレーム１２０の開放空間である第１開口部１２１−１及び第２開口部１２１−２のそれぞれに第１のＰＴＣ素子１１０−１及び第２のＰＴＣ素子１１０−２がそれぞれ嵌合される。

本発明の電極板１３０、１４０、１５０は、ＰＴＣ素子に電源を印加する伝導性材質の金属プレートから具現できるが、図１などに示されたように、正極（プラス）電極板は第１電極板１３０と第２電極板１４０とに二元化され、共通電極、すなわち、接地または負極（マイナス）電極板は単一の共通電極板１５０が適用される。

具体的に説明すれば、次のようである。本発明の第１電極板１３０は、前記第１開口部１２１−１を通じて両面が露出する第１のＰＴＣ素子１１０−１の一面と対接し、第２電極板１４０は前記第２開口部１２１−２を通じて両面が露出する第２のＰＴＣ素子１１０−２の一面と対接する。

図示されたように、第１電極板１３０及び第２電極板１４０が第１のＰＴＣ素子１１０−１及び第２のＰＴＣ素子１１０−２にそれぞれ対接する面の方向は同一であり、同一平面上、すなわち、同一高さでそれぞれのＰＴＣ素子に対接する。

また、本発明の共通電極板１５０は、前記第１電極板１３０及び第２電極板１４０がそれぞれのＰＴＣ素子１１０−１、１１０−２に対接する一面の反対面である他面で、前記第１のＰＴＣ素子１１０−１及び第２のＰＴＣ素子１１０−２の両方に対接するように構成される。

第１電極板１３０と共通電極板１５０、及び第２電極板１４０と共通電極板１５０は、それぞれ閉回路を構成しているため、第１電極板１３０に電源が印加されれば第１のＰＴＣ素子１１０−１が発熱し、第２電極板１４０に電源が印加されれば第２のＰＴＣ素子１１０−２が発熱する。

一方、図１に示されたように、第１電極板１３０、第２電極板１４０及び共通電極板１５０の外側には、電気的絶縁のための絶縁部材１６０が備えられる。前記絶縁部材１６０は、多様な形状からなり得るが、体積の最小化及び軽量化などを考慮してフィルム状であることが望ましい。

このように本発明のＰＴＣユニット１００は、上述したＰＴＣ素子１１０、ガイドフレーム１２０、電極板１３０、１４０、１５０、絶縁部材１６０を含む構成であって、それぞれの構成が組み立てられた後、図１に示されたように本発明のヒーティングチューブ２００内に挿嵌される。

前記ヒーティングチューブ２００は伝導性を有し、熱伝導率が高くて成形加工が容易なアルミニウム素材から具現でき、内部に前記ＰＴＣユニット１００が取り付けられれば、内部構成間の電気的接触信頼性を一層向上できるように、前記ヒーティングチューブ２００を外部から加圧して圧着することが望ましい。

本発明の放熱フィン３００は、熱伝導を一層向上させるための構成であって、ヒーティングチューブ２００の外側に取り付けられる。本発明の放熱フィン３００は、各セクタ毎の独立したヒーティング駆動をより効果的に具現できるように、図１に示されたように第１のＰＴＣ素子１１０−１と第２のＰＴＣ素子１１０−２の位置に対応するように二元化されて前記ヒーティングチューブ２００に取り付けられることがより望ましい。

この場合、実施形態によって、二元化されたそれぞれの放熱フィン３００の間に熱遮断部材（図５の２４００）をさらに備えて、それぞれのヒーティングチューブ２００から発生した熱が他のヒーティングチューブに伝達される現象を最小化するように構成することが望ましい。

また、図１に示されたように、本発明のＰＴＣヒーター１０００はヒーティングチューブ２００の下部の開口部をシーリングするシーリング部材４００をさらに含むことができる。該シーリング部材４００がヒーティングチューブ２００をシーリングすることで、水分の浸透、浸水などの状況に一層強靭に対処することができる。シーリング部材４００は、図示されたように、栓（キャップ）の形態で具現できるが、多様な形状、材質、構造などで具現されても良い。

以下、添付された図面を参照して本発明の電極の配置、構造、ＰＴＣ素子の位置構成などについて詳しく説明する。

図２は、図１に示された本発明のガイドフレーム１２０、ＰＴＣ素子１１０及び電極板１３０、１４０、１５０の詳細構成を示した図である。

本発明のガイドフレーム１２０において、ＰＴＣ素子１１０が取り付けられる開口部１２１−１、１２１−２と電極板１３０、１４０、１５０が取り付けられる空間とを、図２に示されたように、段差付けられた形状になるように構成することで、ＰＴＣ素子１１０と電極板１３０、１４０、１５０との間の接触信頼性をより向上させ、全体的な体積をより小さく構成することが望ましい。

図２に示されたように、本発明の第１電極板１３０は具体的に第１本体部１３１及び第１コネクタ１３３からなり、前記第１本体部１３１は第１のＰＴＣ素子１１０−１の一面と対接し、前記第１コネクタ１３３は外部電源と連結される部分であって、前記第１本体部１３１から延設されて外部に露出または突出するように構成される。

第２電極板１４０も第１電極板１３０に対応する構造を有するが、具体的に、前記第２のＰＴＣ素子１１０−２の一面と対接する第２本体部１４１、及び前記第２本体部１４１から延設され外部に露出または突出して外部電源と連結される第２コネクタ１４３を含む。

共通電極板１５０は、図示されたように、第３本体部１５１及び第３コネクタ１５３からなり、前記第３本体部１５１は前記第１のＰＴＣ素子１１０−１及び第２のＰＴＣ素子１１０−２の他面全てと対接する。

また、共通電極板１５０を構成する第３コネクタ１５３は、前記第３本体部１５１よりも幅狭に形成され、前記第３本体部１５１の上端中央部分から前記第１及び第２コネクタ１３３、１４３と同一方向に延設され外部に露出して外部の共通電源と電気的に連結される。

図示されたように、本発明の第２電極板１４０は第１電極板１３０と同一平面上に位置する。このように同一平面上に位置するように構成することで、ＰＴＣヒーター１０００の大きさ又は体積（ボリューム）を最小化できて装置拡張性を向上させることができる。

本発明の第２電極板１４０を構成する第２コネクタ１４３は、前記第２本体部１４１から延設されて外部に露出し、前記第１コネクタ１３３と同じ方向に延設されるように構成することが望ましい。

このように第１及び第２電極板１３０、１４０の第１及び第２コネクタ１３３、１４３が同一方向に突出または露出するように構成すれば、外部電源との電気的連結構造を簡単に具現でき、車両などに取り付ける場合、電極接続部位を全て同じく上方に位置させることができるため、浸水、埃などの異物の流入による短絡現象などを一層効果的に防止することができる。

第１電極板１３０の第１本体部１３１と第１コネクタ１３３とは、一体化した形態で具現しても良く、加工、成形などの効率性を考慮して、図示されたように、それぞれの部品で製造してから結合する方式で具現しても良い。

本発明の共通電極板１５０は、図２などに示されたように、前記第１のＰＴＣ素子１１０−１及び第２のＰＴＣ素子１１０−２の全てに対接する第３本体部１５１、そして前記第３本体部１５１から延設され外部に露出して外部電源と電気的に連結される第３コネクタ１５３を含むことができる。

図示されたように、本発明の共通電極板１５０には長さ方向（Ｚ軸方向）の中央部分に凹部を形成でき、このような形状に対応するようにガイドフレーム１２０に溝部を形成することができる。このような構造的結合を通じて本発明の共通電極板１５０がガイドフレーム１２０から離脱しないように具現することができ、組み立てまたは取り付けの便宜性を高めることができる。

また、図示されたように、共通電極板１５０の中央部分を内側に凹む形態に具現する場合、第１のＰＴＣ素子１１０−１または第２のＰＴＣ素子１１０−２のいずれか一方の素子のみがヒーティング駆動される場合、ヒーティング駆動された素子からヒーティング駆動されない素子方向への熱伝達を最小化でき、駆動されない素子及びその関連部品の電気的、熱的安全性または安定性を一層保障することができる。

電極構造をより簡単にし、外部電源との電気的接続構造をより効果的に具現するため、第１電極板１３０の第１コネクタ１３３は前記第１本体部１３１よりも幅狭に形成され、前記第１本体部１３１の上端（Ｚ方向を基準に上方）中央を基準に左側または右側のいずれか一方向に偏って延設できる。

同様に、第２電極板１４０の第２コネクタ１４３は第２本体部１４１よりも幅狭に形成され、前記第２本体部１４１の上端中央を基準に左側または右側のいずれか一方向に偏って延設されるが、前記第１コネクタ１３３が偏った方向と逆方向に偏って延設されるように構成することが望ましい。

このような構造を通じて、第１電極板１３０の第１コネクタ１３３と第２電極板１４０の第２コネクタ１４３とは、本発明のＰＴＣヒーター１０００の物理的大きさの限界範囲内で相互離隔した状態で外部に露出するため、電気的短絡を防止することはもちろん、外部電源との電気的連結構造をより正確に具現することができる。

より望ましくは、図示されたように、本発明の第２コネクタ１４３は第１電極板１３０の第１本体部１３１の側部と離隔し、前記第１電極板１３０の全体長さ（Ｚ軸方向基準）以上、すなわち、前記第１電極板１３０の長軸方向の長さ以上に第２本体部１４１から延設されるように構成する。

このような構造を通じて、第１電極板１３０と第２電極板１４０とが相互効果的に離隔し、第１コネクタ１３３及び第２コネクタ１４３を同一方向に延設できるため、第１電極板１３０及び第２電極板１４０のそれぞれに電源を印加する構造をより簡単且つ正確に具現することができる。

上述したように、共通電極板１５０は前記第１電極板１３０及び第２電極板１４０と異なる平面上に存在するため、共通電極板１５０の第３コネクタ１５３は第１及び第２電極板１３０、１４０の第１及び第２コネクタ１３３、１４３と離隔して位置し、さらに第３コネクタ１５３を共通電極板１５０の上端中央部分から延設されるように構成することで、左側及び右側にそれぞれ偏って位置する第１コネクタ１３３及び第２コネクタ１４３と三次元的に離隔させることができる。

以下、図３を参照して本発明のガイドフレーム１２０の構成を詳しく説明する。

図３は、本発明の望ましい一実施例によるガイドフレーム１２０の構造を詳しく示した図である。

図３に示されたように、本発明のガイドフレーム１２０は開放空間を形成する第１開口部１２１−１及び第２開口部１２１−２を備える。上述したように、前記第１開口部１２１−１は第１のＰＴＣ素子１１０−１が取り付けられる空間であり、第２開口部１２１−２は第２のＰＴＣ素子１１０−２が取り付けられる空間に該当する。

図面などに示されたように、前記第１開口部１２１−１及び第２開口部１２１−２において、垂直方向（Ｚ軸）を基準に第１開口部１２１−１が右側（図３基準の下方）に偏って位置すれば、第２開口部１２１−２は左側（図３基準の上方）に偏って位置するように構成される。第１開口部１２１−１がこれと逆方向に偏れば、第２開口部１２１−２はそれに対応して反対方向に偏る。

このようにＰＴＣ素子１１０が取り付けられるそれぞれの開口部１２１−１、１２１−２が垂直方向（Ｚ軸方向）を基準に反対側に偏るように構成することで、相互の電気的連結関係をより明確に分離させることができ、第１コネクタ１３３及び第２コネクタ１４３が配置される空間をより効果的に確保することができる。

このように第１開口部１２１−１と第２開口部１２１−２を垂直方向を基準にそれぞれ偏るように構成すれば、同様に第１電極板１３０と第２電極板１４０も、これら第１開口部１２１−１と第２開口部１２１−２の偏った方向と対応するように偏らせて構成することが望ましい。

例えば、図３を基準にするとき、第１開口部１２１−１が下方に偏れば（Ｚ軸基準右側）、第１電極板１３０も下方に偏り、また、第１電極板１３０の第１コネクタ１３３も下方（Ｚ軸基準右側）に偏って第１本体部１３１から延設される。

同様に、第２開口部１２１−２は上方に偏り（Ｚ軸基準左側）、それに対応して第２電極板１４０も上方に偏り、第２コネクタ１４３も上方（Ｚ軸基準左側）に偏って第２本体部１４１から延設される。

また、図３に示されたように、本発明のガイドフレーム１２０には、第１コネクタ１３３、第２コネクタ１４３及び第３コネクタ１５３が載置されるガイド溝部１２３、及び載置されたコネクタ１３３、１４３、１５３が外部に離脱しないように段差が形成される突出部１２５が端部に形成されて、第１コネクタ１３３、第２コネクタ１４３及び第３コネクタ１５３がガタ付かず、元の位置に固定されるように誘導する。

以下、添付された図４及び図５を参照して、上述した本発明のＰＴＣヒーター１０００が１つ以上備えられる本発明の独立制御ヒーター装置２０００の構成を詳しく説明する。

図４は本発明の望ましい一実施例による独立制御ヒーター装置２０００（以下、「ヒーター装置」とする）の構造を示した図であり、図５は図４に示された独立制御ヒーター装置のセクタ毎のヒーティング駆動を説明する図である。

図４に示されたように、本発明のヒーター装置２０００は、ハウジング２１００、上述した１つ以上のＰＴＣヒーター１０００、第１電源部２２１０、第２電源部２２２０、共通電源部２２３０及び制御部２３００を含むことができる。

上述した１つ以上のＰＴＣヒーター１０００は、図示されたように、本発明のヒーター装置２０００を構成するハウジング２１００に垂直方向に立設される。上述したように前記ＰＴＣヒーター１０００は、Ｚ軸方向（垂直方向）を基準に第１コネクタ１３３、第２コネクタ１４３及び第３コネクタ１５３が上方に、上述したシーリング部材４００が底面に位置するように前記ハウジング２１００の下部ホルダー２１２０に取り付けられる。

このような構造を通じて、電源印加または連結構造が可能な車両の底面と離隔した位置に備えることができ、様々な安全事故を防止することができる。

前記ハウジング２１００は、本発明のヒーター装置２０００のケースに該当する構成であって、図示されたように、下方に位置する下部ホルダー２１２０、側方に位置するサイドフレーム２１１０を含んで構成され、上方にはＰＴＣヒーター１０００の電源供給の制御、ユーザインタフェース（ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）による制御信号の受信などの機能を担当する制御部２３００が備えられる上部ケース２１３０を含む。

前記サイドフレーム２１１０は、ヒートシンク（ｈｅａｔ ｓｉｎｋ）をさらに備え、空気流路を形成して熱風（ｈｅａｔｅｄ ａｉｒ）が効果的に移動可能な開閉部を１つ以上備えることができる。

前記制御部２３００が多様な電気、電子素子及び部品などの組合せで構成されることは自明であるため、その詳細な形状や構造は省くことにする。

上述したように、本発明のＰＴＣヒーター１０００に備えられる第１〜第３コネクタ１３３、１４３、１５３は、同一方向に露出して相互離隔するように構成されるため、外部電源との電気的連結構造を簡単に具現することができる。

図４に示されたように、前記第１電源部２２１０には複数の第１嵌合溝部２２１１が形成され、前記第１嵌合溝部２２１１に上述した複数の第１電極板１３０の複数の第１コネクタ１３３が嵌合されることで、第１コネクタ１３３全体が１つの第１電源部２２１０に全て電気的に連結される。

同様に、複数の第２電極板１４０の複数の第２コネクタ１４３は第２電源部２２２０の第２嵌合溝部２２２１を通じて全体が１つの第２電源部２２２０に全て電気的に連結され、複数の共通電極板１５０の複数の第３コネクタ１５３は共通電源部２２３０の第３嵌合溝部２２３１を通じて全体が１つの共通電源部２２３０に全て電気的に連結される。

本発明の前記制御部２３００は、外部制御信号によって前記第１電源部２２１０及び第２電源部２２２０に印加される電源を制御し、本発明のヒーター装置２０００に備えられる複数のＰＴＣヒーター１０００のセクタ毎のヒーティングを制御する。

図５に示されたように、本発明は単一装置内でセクタを区分し、区分されたセクタ（Ａセクタ及びＢセクタ）毎に独立したヒーティング駆動を行うことができ、空調構造または熱風の流路を形成するダクト構造を前記Ａセクタ及びＢセクタと結合させることで、それぞれのセクタ毎にヒーティングが必要な空間の方向に熱風が吐出されるように形成することができる。

したがって、本発明によるヒーター装置２０００を車両などに取り付ける場合、空間効率性を向上できることは勿論、セクタ毎の個別的または独立的な制御を通じて必要な空間のみの選別的ヒーティングを行うことができ、電気的エネルギー効率及びヒーティング効率をより向上させることができる。

一方、図６は、本発明の望ましい一実施例によるコネクタ１３３、１４３、１５３の端部を示した図である。本発明の第１〜第３コネクタ１３３、１４３、１５３は、その端部を図６に示されたように曲げられた形状または沿った形状に具現することができる。

このように構成する場合、金属材質からなるコネクタの端部が電気端子と嵌合などで連結される場合、電気端子との間で弾性力を与えることができ、電気端子との密着力を高めて電気接続の信頼性を向上させることができる。

コネクタ１３３、１４３、１５３との相互弾性力による接触信頼性をより向上させるように、前記コネクタと電気的に連結される第１電源部２２１０の嵌合溝部２２１１、第２電源部２２２０の嵌合溝部２２２１、または共通電源部２２３０の嵌合溝部２２３１のその両側または一側を傾いた形状に構成することができる。

上述した本発明の説明において、第１、第２、第３などのような修飾語は相互間の構成要素を相対的に区分するために使われる道具的概念の用語であるだけで、特定の順序、優先順位などを示すために使われる用語ではないことを理解しなければならない。

以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

本発明の説明とその実施例の図示のために添付された図面などは、本発明による技術内容を強調または目立たせるために誇張された形態に示され得るが、上述した内容と図示事項などを考慮して、当技術分野の通常の技術者水準で多様な形態の変形適用例が可能であることは自明であると解釈されねばならない。

Claims (12)

1. 印加された電源によって発熱する第１のＰＴＣ素子及び第２のＰＴＣ素子、前記第１のＰＴＣ素子及び第２のＰＴＣ素子が取り付けられる開口部が備えられたガイドフレーム、前記開口部を通じて露出した第１のＰＴＣ素子及び第２のＰＴＣ素子のそれぞれの一面とそれぞれ対接する第１電極板及び第２電極板、前記開口部を通じて露出した第１のＰＴＣ素子及び第２のＰＴＣ素子の他面全てと対接する共通電極板、前記第１電極板、第２電極板及び共通電極板と外部との間の絶縁のための絶縁部材を含むＰＴＣユニット；
   前記ＰＴＣユニットが内部に取り付けられる金属材質のヒーティングチューブ；及び
   前記ヒーティングチューブの側面に備えられる放熱フィンを含むことを特徴とする独立制御ＰＴＣヒーター。
2. 前記第２のＰＴＣ素子は、前記第１のＰＴＣ素子の長軸長さ方向を基準にして、前記第１のＰＴＣ素子と上下配列構造になるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の独立制御ＰＴＣヒーター。
3. 前記第１電極板は、前記第１のＰＴＣ素子の一面と対接する第１本体部；及び外部電源と連結され、前記第１本体部から延設されて外部に露出する第１コネクタを含み、
   前記第２電極板は、前記第１電極板と同一平面上に位置して、前記第２のＰＴＣ素子の一面と対接する第２本体部；及び前記第２本体部から延設されて外部に露出し、前記第１コネクタと同じ方向に延設されて外部電源と連結される第２コネクタを含むことを特徴とする請求項２に記載の独立制御ＰＴＣヒーター。
4. 前記第１コネクタは、前記第１本体部よりも幅狭に形成されて前記第１本体部の上端中央を基準に左側または右側のいずれか一方向に偏って延設され、
   前記第２コネクタは、前記第２本体部よりも幅狭に形成されて前記第２本体部の上端中央を基準に左側または右側のうち前記第１コネクタが偏った方向と逆方向に偏って延設されることを特徴とする請求項３に記載の独立制御ＰＴＣヒーター。
5. 前記共通電極板は、前記第１のＰＴＣ素子及び第２のＰＴＣ素子の他面全てと対接する第３本体部；及び外部電源と連結され、前記第３本体部の上部から前記第１コネクタ及び第２コネクタと同一方向に延設されて外部に露出する第３コネクタを含むことを特徴とする請求項３に記載の独立制御ＰＴＣヒーター。
6. 前記第２コネクタは、前記第１本体部の側部と離隔し、前記第１電極板の長軸方向の長さ以上前記第２本体部から延設されることを特徴とする請求項３に記載の独立制御ＰＴＣヒーター。
7. 前記開口部は、前記第１のＰＴＣ素子が取り付けられる第１開口部；及び前記第２のＰＴＣ素子が取り付けられる第２開口部を含み、
   前記第１開口部及び第２開口部は前記ガイドフレームで反対側に偏る位置に備えられることを特徴とする請求項１に記載の独立制御ＰＴＣヒーター。
8. 前記放熱フィンは、前記第１のＰＴＣ素子及び第２のＰＴＣ素子の位置と対応するように二元化されて前記ヒーティングチューブの側面に備えられることを特徴とする請求項１に記載の独立制御ＰＴＣヒーター。
9. 前記二元化された放熱フィンの間に備えられる熱遮断部材をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の独立制御ＰＴＣヒーター。
10. 前記ヒーティングチューブの下部に結合されるシーリング部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の独立制御ＰＴＣヒーター。
11. 前記第１コネクタまたは第２コネクタは、電気端子との連結時に弾性力が与えられるように、端部が曲げられた形状を有することを特徴とする請求項３に記載の独立制御ＰＴＣヒーター。
12. 請求項１〜請求項１１のうちいずれか１項に記載の独立制御ＰＴＣヒーターを複数備える独立制御ヒーター装置であって、
    前記複数の独立制御ＰＴＣヒーターが垂直方向に立設されるハウジング；
    前記複数の第１電極板全てと電気的に連結される第１電源部；
    前記複数の第２電極板全てと電気的に連結される第２電源部；
    前記複数の共通電極板全てと電気的に連結される共通電源部；及び
    外部制御信号によって前記第１電源部及び第２電源部に印加される電源を制御する制御部を含むことを特徴とする独立制御ヒーター装置。
    
    

Images