JP6843980B2 - 電気補助加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車両用の電気補助加熱装置、並びに前記加熱装置の製造方法に関する。より具体的には、本発明は、自動車両の換気、暖房及び／又は空調設備に組み込まれた電気補助加熱装置に関する。

電気補助加熱装置は、一般に、少なくとも１つの加熱モジュールが挿入されたケーシングを有する。
ケーシングは、
●単数又は複数の加熱モジュールを車両の電力供給源に接続させ得る接続インターフェースと、
●加熱コンパートメントと、を有する。
加熱コンパートメントは、
○第１の開放端部であって、これにより加熱モジュールが導入されるとともに、これに対して接続インターフェースが取り付けられる第１開放端部と、
○接続インターフェース及び第１端部に対して反対側の第２端部と、
○第１端部と第２端部とを接続する少なくとも２つの横材と、
○前記横材同士を接続する少なくとも１つの支柱と、を有する。

接続インターフェース及び加熱コンパートメントは、加熱モジュールを囲む。単数又は複数の支柱は、単数又は複数の加熱モジュールを、接続インターフェースと加熱コンパートメントとによって形成されたケーシングの内側に保持する。

このような補助加熱装置は、特に特許出願ＥＰ１８２１５７５、ＥＰ１４８６３６３、及び特許ＥＰ２１３３２２５から公知である。しかしながら、種々のこれらの要素を組み付けて補助加熱装置を形成することは、複雑であり得るとともに高価であり得る。

したがって、本発明の目的の１つは、従来技術の欠点を少なくとも部分的に克服するとともに、組付がシンプルにされた改良された補助加熱装置を提案することである。

したがって、本発明は、
特に自動車両の換気、加熱及び／又は空調設備の流路を通過する空気流を加熱するための電気補助加熱装置であって、前記補助加熱装置は、少なくとも１つの加熱モジュールを収容するケーシングを有し、
前記ケーシングは、
○加熱コンパートメントであって、その第１端部が開口部を有する加熱コンパートメントと、
○接続インターフェースと、
を有し、
前記接続インターフェースは、
●前記開口部を覆うように前記開口部に対して実質的に平行に延びる実質的に平坦な第１プレートと、
●前記第１プレートから前記加熱コンパートメントとは反対の側に突出して延びるシースと、
●前記第１プレートを貫通して前記シースの内部に到達する複数のスロットと、
を有し、
前記接続インターフェースは、前記加熱コンパートメントの方向を向くその内側面に、少なくとも１つの挿入スタッドを有し、前記挿入スタッドの前記スロットに対面する縁部のうちの少なくとも１つが面取りされている、電気補助加熱装置に関する。

本発明の一態様によれば、各スロットは２つの挿入スタッドを有し、挿入スタッドはその側部の側のそれぞれに配置される。

本発明の他の態様によれば、前記少なくとも１つの挿入スタッドは、前記接続インターフェースと一体的に形成される。

本発明の別の実施態様によれば、前記接続インターフェースの前記内側面に設けられた前記スロットは面取りされている。

本発明の更なる特徴及び利点は、例示的且つ非限定的な例として提供される以下の説明を添付図面を参照しつつ読むことで、より明瞭になるであろう。

加熱補助装置の概略斜視図。 第１実施形態による加熱モジュールの概略図。 第１実施形態による加熱モジュールの概略図。 第２実施形態による加熱モジュールの概略図。 加熱モジュールの端部の概略図。 加熱コンパートメントの概略斜視図。 接続インターフェースの概略斜視図。 接続インターフェースの概略斜視図。 図４の加熱コンパートメントの端部の概略斜視図。 加熱コンパートメントと接続インターフェースとの接続の概略図。

図中の同一要素には、同じ参照符号を使用する。

以下の実施形態は例示である。単数又は複数の実施形態について説明がなされるが、これは、各説明が同一の実施形態に関すること、又は特徴が単一の実施形態にのみ適用されることを、必ずしも意味しない。別の実施形態を提供するために、種々の実施形態の単純な特徴を組み合わせる、及び／又は入れ替えることも可能である。

本明細書を通じて、例えば第１要素又は第２要素、並びに第１パラメータ及び第２パラメータ、更には第１基準及び第２基準のように、いくつかの要素又はパラメータに序数（インデックス）が付され得る。本例において、これは、類似しているが同一ではない要素、パラメータ又は基準を区別して示すための単純な序数を含む。このように序数を付けることは、ある要素、パラメータ又は基準を他のものより優先させることを意味するものではなく、このような指定は、本明細書の範囲を逸脱することなく容易に入れ替えられ得る。この序数は、例えば特定の基準を評価するための時間的順序を意味しない。

以下の説明全体を通して、向き（方向）は、図１乃至８に示すＬ、Ｖ、Ｔ三面体により任意に定義される長手方向軸線、鉛直方向軸線、及び横手方向軸線に準拠する。これらの軸線の指定に関する選択は、本装置が自動車両への適用において想定され得る向きを限定するものでは決してない。

図１は、ケーシング３と、電流を熱エネルギーに変換可能な少なくとも１つの加熱モジュール４とを有する補助加熱装置１を示す。

補助加熱装置１は、換気、暖房及び／又は空調（ＨＶＡＣ）設備の空気循環流路に収容可能である。これにより、補助加熱装置１は、車両から取り出された電気エネルギーを熱エネルギーに変換するとともに、この熱エネルギーを前記ＨＶＡＣを通過する空気に戻す。

ＨＶＡＣは図示しない。しかし、このＨＶＡＣの主流路が、補助加熱装置の挿入のために壁に形成された開口部を従来的に有している、ということが理解されるであろう。

ケーシング３は、加熱コンパートメント６と、接続インターフェース８とにより形成される。加熱コンパートメント６内に、少なくとも１つの加熱モジュール４が、長手方向軸線Ｌに沿って挿入され得る。

ケーシング３は、好適には、ガラス繊維で満たされたプラスチック材料、例えばポリプロピレン、又はポリアミドから作製される。加熱コンパートメント６及び接続インターフェース８は、同一の材料から、又は異なる材料から製造され得る。例えば、接続インターフェース８は、加熱コンパートメント６よりも耐熱性が低い材料から製造され得る。実際に、加熱コンパートメント６は、加熱モジュール４があるために約１５０乃至１８０℃の温度にさらされ得る。これに対し、接続インターフェース８は、それに関する限り、およそ８５乃至１０５℃の温度にさらされ得る。

図２ａ乃至２ｃは、加熱モジュール４をより詳しく示す。
加熱モジュール４は、
●少なくとも２つの導電性及び熱伝導性である伝導性アセンブリ４ａ、４ｂと、
●２つの伝導性アセンブリ４ａ、４ｂの間に挟持された正温度係数（ＰＴＣ）効果を有する少なくとも１つのセラミック４５と、
を有する。
前記伝導性アセンブリ４ａ、４ｂは、
○車両の電力供給源に接続インターフェース８において接続可能である自由電極端部４２０によって長手方向に延びる伝導電極４２と、
○例えばアルミニウム等の金属材料から構成され得る保持プレート４３と、
○伝導電極４２と保持プレート４３との間で挟持され保持される中間層４４と、により形成される。
中間層４４は、特に蛇腹状に折り畳まれるとともに伝導電極４２と保持プレート４３との間に配置された金属ストリップであり得る。これにより空気流が中間層４４を通過可能である。

図２ａ及び２ｂに示す加熱モジュールの第１実施形態において、前記加熱モジュール４は、２つの重ね合わされた伝導性アセンブリ４ａ及び４ｂを有し、それらの間にＰＴＣセラミック４５が配置されている。図２ａ及び２ｂに示す例において、４つのＰＴＣセラミック４５が並んで配設されているが、この個数は、特に加熱モジュール４の長さに応じて可変である。加熱モジュール４が長いほど、必要とされるＰＴＣセラミック４５の個数は多く、逆に、加熱モジュール４が短いほど、必要とされるＰＴＣセラミック４５の個数は少ない。

加熱モジュール４のこの第１実施形態において、前記加熱モジュールは、２つの自由電極端部４２０を有する。第１自由電極端部４２０は、正の電源供給端子に接続され得る。第２自由電極端部４２０は、負の電源供給端子に接続され得る。

図２ｃに示す加熱モジュール４の第２実施形態において、加熱モジュール４は、３つの重ね合わされた伝導性アセンブリ４ａ、４ｂ及び４ｃを有し、これらの間にＰＴＣセラミック４５が配置されている。図２ｃに示す例において、４つのＰＴＣセラミック４５が２つのアセンブリの間に存在するが、この個数は、特に加熱モジュール２の長さに応じて可変である。

加熱モジュール４の第２実施形態において、加熱モジュール４は、３つの自由電極端部４２０を有する。２つの自由電極端部４２０、特に、伝導性アセンブリ４ａ、４ｂ及び４ｃの重ね合わされた構造の外縁に配置された伝導性アセンブリ４ａ及び４ｂの自由電極端部４２０は、正の電源供給端子に接続され得る。そして、自由電極端部４２０、特に、伝導性アセンブリ４ａ、４ｂ及び４ｃの重ね合わされた構造の中央に配置された伝導性アセンブリ４ｃの自由電極端部４２０は、負の電源供給端子に接続され得る。

図３に示すように、少なくとも１つの加熱モジュール４は、自動車両の電気配線セットに接続するための端子４９を有する。この接続端子４９は、加熱モジュール４を延長する自由電極端部４２０のそれぞれに配置される。接続端子４９は、その自由電極端部４２０にクリンプ留めされるように、伝導電極４２の幅よりわずかに広いスリーブを形成する固定部４９１を有する。また、接続端子４９は、自由電極端部４２０の延長部に延び入る舌状部４９２により形成される接続部を有する。本例において、この舌状部４９２は実質的に矩形の断面を有する。

これらの接続端子４９は、自由電極端部４２０と図示しない電気コネクタとの間のインターフェースとして機能する。実際に、加熱モジュール４のタイプによっては、自由電極端部４２０は非常に薄型であることがあり、電気コネクタを直接受けることに適さない場合がある。

加熱コンパートメント６を図４に示す。
加熱コンパートメント６は、特に、
●鉛直方向軸線Ｖ及び長手方向軸線Ｌにより形成される平面に沿って延びる開口部６００を有する第１端部６１と、
●第１端部６１に対して反対側の加熱コンパートメント６の他端部に配置された第２端部６２であって、特に機械的固定端部である第２端部６２と、
●互いに対して平行である２つの側壁６３であって、加熱コンパートメント６の側面を規定する側壁６３と、を有する。
少なくとも１つの加熱モジュール４は、開口部６００を通じてケーシング３に挿入される。また、第１端部６１は、接続インターフェース８を支持する。前記第２端部６２は、特に換気、加熱及び／又は空調設備の流路の壁に係合可能である。側壁６３は、長手方向軸線Ｌに沿って延び、第１端部６１と第２端部６２とを接続する横材として機能する。

加熱コンパートメント６は、特に矩形の平行六面体形状を有し得る。その２つの主面は、加熱コンパートメント６の内部に収容された加熱モジュール４から放出された熱が流路内に拡散することを可能にするように、穿孔されている。

また、加熱コンパートメント６は、側壁６３にデフレクタ６３０を有し得る。これらのデフレクタ６３０により、空気流の向きを変えて単数又は複数の加熱モジュール４を通過させるために、ＨＶＡＣ流路内の圧力降下が増大され且つ制御され得る。また、デフレクタ６３０は、開口部６３１を有し得る。その個数及びサイズは、圧力降下要求に応じて可変である。

互いに対して一定の間隔で配置されてもされなくてもよい支柱６８は、放熱に悪影響を及ぼすことなく加熱コンパートメント６を補強するために、鉛直方向軸線Ｖに沿ってケーシング３の主面の全高に亘って延びる。支柱６８は、側壁６３同士を接続するよう、それぞれの横手方向縁部から側壁６３に対して実質的に垂直に延びる。

図４に示すように、加熱コンパートメント６は、側壁６３同士の間に配置されるとともに、これらに対して平行な中間壁６４も有し得る。したがって、２つの別個のハウジング３６を加熱コンパートメント６内に規定することが可能である。各ハウジング３６は、加熱モジュール４を含み得る。

より具体的には、補助加熱装置１は、上述の第１実施形態による第１加熱モジュール４と、上述の第２実施形態による第２加熱モジュール４とを有し得る。これら２つの加熱モジュール４は、中間壁６４により互いから分離されている。しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく、補助加熱装置１が、加熱モジュール４のいずれかの実施形態による加熱モジュール４を、より少なく又は多く有することが、完全に想定され得る。

また、中間壁６４は、特に中間壁６４の部分的な打抜きによって、第１長手方向端部において中間壁６４に連接されるように製造された少なくとも１つの弾性変形ストリップ６４０を更に有し得る。この弾性変形ストリップは、その対向端に自由端部を有する。自由端部は、弾性変形ストリップ６４０の静止状態において、中間壁６４により規定される平面からの突出部として、ハウジング３６のうちのいずれか一つに延び入る。好適には、中間壁６４は、少なくとも２つの弾性変形ストリップ６４０を有し、各ストリップの自由端部は別個のハウジング３６内に突出する。好適には、弾性変形ストリップ６４０の自由端部は、加熱モジュール４の挿入を妨げないように、第１端部６１の開口部６００の反対側で止まる。弾性変形ストリップ６４０はダンパとして機能し、加熱モジュール４が所定位置に安定して保持され得るよう、加熱モジュール４に対して垂直方向軸線Ｖに沿って推力を及ぼす。

第１端部６１は、装置１を車両の電気ネットワークに接続するとともに加熱モジュール４に給電するための接続インターフェース８を、接続インターフェース８が開口部６００を覆った状態で受容することが意図されている。この接続インターフェース８を図５に示す。

接続インターフェース８は、加熱モジュール４を電気エネルギー源に接続させ得る電気接続機能と、補助加熱装置１が挿入されるＨＶＡＣ流路の開口を密閉する機械的機能とを有する。

接続インターフェース８は、
●開口部６００を覆うように開口部６００に対して実質的に平行に、すなわち鉛直方向軸線Ｖ及び横手方向軸線Ｔにより形成される平面内で延びる実質的に平坦な第１プレート８６と、
●第１プレート８６から長手方向軸線Ｌに沿って加熱コンパートメント６とは反対の側に突出して延びるシース８８と、を有する。

接続インターフェース８に対応する機械的固定手段が、第１プレート８６により支持され得る。第１プレート８６は、例えばねじ込みによって、補助加熱装置１をＨＶＡＣ流路に機械的に取り付けることを可能にする取付孔８６０を有する。

第１プレート８６は、加熱コンパートメント６の方向を向くその内側面８９に、周辺溝８９０を有し得る。周辺溝８９０内に、バッフルを形成するために、シールが配置され得る、又はＨＡＶＣの要素が挿入され得る。これにより、加熱コンパートメント６が延びる部位の内側と、第１プレート８６、特にシース８８が延びる部位の外側との間に、エアシールが提供される。

接続インターフェース８は、長手方向軸線Ｌに沿って第１プレート８６を貫通する複数のスロット８０を有する。スロット８０は、シース８８の内部に到達する。スロット８０は、接続インターフェース８を通じて接続端子４９を受容し且つ案内するように規定される部分を有する。これにより、前記端子は、第１プレート８６から突出するシース８８内に延び入ることができる。

接続端子４９のスロット８０内への挿入を容易とするように、接続インターフェース８は、加熱コンパートメント６の方向を向くその内側面８９上に、少なくとも１つの挿入スタッド８５を有し得る。挿入スタッド８５のスロット８０に対面する縁部のうちの少なくとも１つが、図５に示すように、且つ図６により詳細に示すように、面取りされている。特に、各スロット８０は、その側部の側のそれぞれに配置された２つの挿入スタッド８５を有し得る。好適には、挿入スタッド８５は、接続インターフェース８と一体的に形成される。

接続端子４９の挿入を更に容易とするように、接続インターフェース８の内側面８６に設けられたスロット８０は、面取りされ得る。

加熱モジュールの単数又は複数の接続端子４９は、接続端子４９の側面において突出する少なくとも１つのフィン４９３を有する（図３に示す）。この少なくとも１つのフィン４９３は、加熱コンパートメント６の第１端部６１に形成された追加の受容ノッチ６１０（図４に示す）と係合することが意図されている。好適には、接続端子４９は、前記接続端子４９の側面において両側に延びる２つのフィン４９３を有する。フィン４９３は、加熱コンパートメント６の第１端部６１の開口部６００の両側に形成された２つのノッチ６１０に係合する。

有利には、少なくとも１つのフィン４９３は、接続端子４９と一体的に形成され、矩形の平行六面体形状を有し得る。

少なくとも１つの追加のノッチ６１０の深さは、フィン４９３の幅に一致する。したがって、図７に示すように、前記フィン４９３の縁部は、加熱コンパートメント６の第１端部６１の外周縁部と整列し得る。

少なくとも１つのフィン４９３の追加のノッチ６１０への挿入を容易にするように、前記ノッチの開口部は、面取り部を有し得る。

図８に示すように、接続インターフェース８は、これが第１端部６１に取り付けられると、少なくとも１つのフィン４９３を、追加のノッチ６１０の底部と、前記接続インターフェース８、より具体的にはその内側面８９との間で取り囲む。

これらのフィン４９３により、加熱モジュール４の自由電極端部４２０がケーシング３の内部で保持され得る。接続インターフェース８が取り付けられると、ノッチ６１０は、加熱モジュール４の垂直方向軸線Ｖに沿った移動のみならず、長手方向軸線Ｌに沿った移動も、規制する。

図５及び６に示すように、接続インターフェース８は、加熱コンパートメント６の方向を向くその内側面８９上に、加熱コンパートメント６の第１端部６１に向かって突出する少なくとも１つの案内フィンガ８１を有し得る。図６に更に詳細に示すように、少なくとも１つの案内フィンガ８１は、円錐形状を有していてよく、又は、その端部が円錐形であってよく、その頂部は加熱コンパートメント６に向いていてよい。特に、少なくとも１つの案内フィンガ８１は、材料の量を制限するために、十字形であり得るか、又は標準円錐形（reference cone）に含まれる形状を有し得る。好適には、製造をより容易とするように、少なくとも１つの案内フィンガ８１は、接続インターフェース８と一体的に形成される。

一方、加熱コンパートメント６の第１端部６１は、それに関する限り、少なくとも１つの案内キャビティ６５０（特に図４、７及び８に示す）を有し、案内フィンガ８１を受容することができる。

ケーシング３を形成すべく接続インターフェース８を加熱コンパートメント６の第１端部６１に対して設置する際、特に、少なくとも１つの案内フィンガ８１及びその案内キャビティ６５０により、接続インターフェース８の整列及び案内が可能とされる。

接続インターフェース８は、２つの案内フィンガ８１を有し得る。また、加熱コンパートメント６の第１端部６１は、２つの案内キャビティ６５０を有し得る。好適には、これらの２つの案内キャビティ６５０は、側壁６３における開口部６００の両側に配置される。一方、２つの案内フィンガ８１は、それらに関する限り、スロットに８０により形成されるアセンブリの両側に配置される。

接続インターフェース８を加熱コンパートメント６に取り付けるために、接続インターフェース８の内側面８６は、叉のある突起８７を有し得る。突起８７の端部が、第１端部６１のオリフィス６１１に嵌合し、これにより弾性的及び／又は機械的な取付が許容される。

加熱コンパートメント６の第２端部６２は、第２プレート６２０（図１に示す）を有する。第２プレート６２０は、垂直方向軸線Ｖ及び横手方向軸線Ｔにより形成される面内で、加熱コンパートメント６の側壁６３に対して実質的に垂直に延びる。この第２プレート６２０は、接続インターフェース８の第１プレート８６に対して実質的に平行である。

第２プレート６２０は、加熱コンパートメント６とは反対の側に突出する凸部６２１を有し得る。凸部６２１は、補助加熱装置１をＨＶＡＣ流路内に位置決めするために使用される。

したがって、補助加熱装置１の組立が、その構造によって容易化される、具体的には、加熱コンパートメント６の第１端部６１のノッチ６１０に対応する電気接続端子４９のフィン４９３、案内キャビティ６５０に対応する案内フィンガ８１、及び挿入スタッド８５の存在によって、容易化されることが明らかである。

Claims (3)

1. 特に自動車両の換気、加熱及び／又は空調設備の流路を通過する空気流を加熱するための電気補助加熱装置（１）であって、前記補助加熱装置（１）は、少なくとも１つの加熱モジュール（４）を収容するケーシング（３）を有し、
   前記ケーシング（３）は、
   ○加熱コンパートメント（６）であって、その第１端部（６１）が開口部（６００）を有する加熱コンパートメント（６）と、
   ○接続インターフェース（８）と、
   を有し、
   前記接続インターフェース（８）は、
   ●前記開口部（６００）を覆うように前記開口部（６００）に対して実質的に平行に延びる実質的に平坦な第１プレート（８６）と、
   ●前記第１プレート（８６）から前記加熱コンパートメント（６）とは反対の側に突出して延びるシース（８８）と、
   ●前記第１プレート（８６）を貫通して前記シース（８８）の内部に到達する複数のスロット（８０）と、
   を有し、
   前記接続インターフェース（８）は、前記加熱コンパートメント（６）の方向を向くその内側面（８９）上に、少なくとも１つの挿入スタッド（８５）を有し、前記スロット（８０）に対面する前記挿入スタッド（８５）の縁部のうちの少なくとも１つが面取りされており、
   各スロット（８０）は２つの挿入スタッド（８５）を有し、挿入スタッド（８５）はその側部の側のそれぞれに配置される、
   ことを特徴とする電気補助加熱装置（１）。
2. 前記少なくとも１つの挿入スタッド（８５）は、前記接続インターフェース（８）と一体的に形成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気補助加熱装置（１）。
3. 前記接続インターフェース（８）の前記内側面（８９）に設けられた前記スロット（８０）は面取りされている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気補助加熱装置（１）。

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