JPH0557485B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱交換器とジヤケツト状外部ケーシ
ングとの間の空間を流れる液体を熱交換媒体と
し、かつ、燃焼空気フアン、点火装置、焔モニ
タ、液体の熱交換媒体用循環装置、燃料供給装置
内のソレノイド弁等の不可欠な作動部品の入出力
部を制御する制御装置を有するヒータ、特に車両
用補助ヒータに関する。

〔従来の技術〕

気体を熱交換媒体として、例えば空気が使用さ
れるヒータ即ち車両用ヒータは、例えば米国特許
No.3989029、No.3989030及びドイツ特許No.2453202
から公知である。これらのヒータにおいては、ヒ
ータの外部ケーシングの一部を外側に突出させて
空間が形成され、この空間はカバーによつて閉塞
されている。燃焼空気フアンの導入側に接続され
ているこの空間内には、特に、点火プラグ等の点
火装置が取付けられている。この空間は、これら
の特許では略図的に示されている制御ユニツト又
は制御装置を収容することができる。これらの制
御ユニツト又は制御装置は、その標準的な構造で
は、固く密封されたケースを有し、その中には、
回路板即ちプリント回路基板のような回路板が取
付けられている。制御ユニツト又は制御装置の入
出力は、該ケースを介してなされると共に、差込
みプラグ及び電線により必要な電気接続を容易に
できる。

これらの差込みプラグ及び電線は、燃焼空気フ
アン、点火装置、焔モニタ等の各部品に接続され
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

この目的の為に、ほとんどの場合、絶縁チユー
ブに収納された各電線が必要であり、接続作業
中、接続すべき各線間に接続ミスが起こり得る。
更にまた、この接続方法は、高価であり、時間浪
費的であり、それにより、電気装置の組立は全体
として、更に複雑となる。

差込みプラグや電線を介する、このような電気
接続はいわゆる接続不良に陥る傾向があり、劣悪
な電気接続が起こり、それにより、制御装置によ
るヒータ制御の混乱も起こり得る。

必要な電気接続に関連する問題の解決、即ち組
立プロセスを時間浪費せず、また端末接続を不正
確にしないようにする、仕方は、1988.11.28に出
願の米国特許出願SN.276667（特開平１−200581
号公報）に示されている。この出願においては、
ヒータの構成部品のための電気接続装置を設ける
ための配置が開示されており、それにより、各構
成部品からの各電線の上にブロツク形プラグ部品
は装着され、且つグループ化されてユニツトにな
つており、このユニツトの上には相補形のプラグ
部品を持つキヤツプが配置され、それにより、ヒ
ータのケースの外表面に、ユニツトとして、一群
のプラグ部品を一緒に保持している。この出願に
開示された装置は効果的で有利である反面、これ
らの装置は、回路板、センサ、制御装置等を収容
する手段を備えていない。

上記の説明に鑑み、本発明の第１の目的は、最
初に述べた型のヒータ、特に車両用補助ヒータで
あつて、上記の困難が克服され、特に制御装置及
びそれに接続される電気接続装置の組立が簡素化
され、劣悪な電気接続による混乱もまた防止され
る、ヒータを提供することである。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明の好適な実施例によれば、熱交換器と外
部ケーシングとの間の空間を流れる液体の熱交換
媒体が使用され、かつ、燃焼空気フアン、点火装
置、焔モニタ、液状熱交換媒体用循環ポンプ、燃
料補給装置内のソレノイド弁等の不可欠な作動部
品のための入力部及び出力部を制御するための制
御装置を有するヒータ、特に車両用補助ヒータに
おいて、該ヒータの外部ケーシングに、制御装置
の回路基板及びセンサ素子（温度センサ、温度安
全装置）のための取付用空間を備えている。

〔作用〕

本発明によるこのヒータにおいては、制御装置
はそれ自身の取付けのため必要な別個のケーシン
グは必要ではない。制御装置の回路を有する回路
基板とセンサ素子とは、外部ケーシングによつて
形成される取付用空間に直接に取付けられ、それ
により、制御装置は該ヒータに一体化され、かつ
該ヒータに物理的に直接に接続される。このこと
はこのようなヒータの組立を簡素化する。その理
由は、制御装置からヒータへの接続線の接続がな
くなり、更に、制御ユニツトのような制御装置を
取付けるための別個の場所が必要でなくなり、む
しろヒータが、制御装置とともにコンパクトなユ
ニツトを形成するからである。かくして、車両内
の施設のための据え付け費もまた低減することが
できる。

制御装置のパワーセミコンダクタの発生する熱
によつて引き起こされる制御装置の作動上の破壊
を防止する為には、該制御装置のパワーセミコン
ダクタは好ましくは取付用空間の壁と直接に熱交
換接触することが好適であり、それにより、取付
用空間は、これらのパワーセミコンダクタによつ
て生ずる熱を除去する冷却用放熱器として使用さ
れる。こうして、制御装置の回路板等を取付ける
内部空間は、制御装置が作動している間、過熱さ
せられることはなく、むしろ、これら電子パワー
セミコンダクタは事実上冷却される。好適には、
パワーセミコンダクタは、ジヤケツト状外部ケー
シングの外表面から立設された取付用空間の側壁
に取付けられ、それにより、パワーセミコンダク
タの熱の逃げを可能とする。

本発明のその他の好適な実施例によれば、液状
熱交換媒体用の温度センサ、及び温度安全センサ
等の制御装置のセンサ素子は、外部ケーシングで
形成される取付空間の底部に取付けられている。
このように、センサ素子の特別な配置により、そ
れらの配置の為の構造のレイアウトが簡素化さ
れ、更に、これらのセンサ素子への比較的長い接
続線の接続を省略することができる。かくして、
制御装置及びセンサ素子を備えるヒータのコンパ
クトな設計が達成される。また、作動上の信頼性
もこれによつて向上される。その理由は、線接続
及び／又は差込み接続により、接続上不可避的に
起こることのある誤作動の原因が回避されるから
である。

取付空間内における制御装置の点検の実施を可
能ならしめるため、必要があれば、制御装置のす
べての部品を取出す必要を避けて、点検のための
接近の容易を図り、取付用空間の上面が取外し可
能なカバーによつて緊密に閉じられていることが
望ましい。修理及び／又はサービスのため、この
カバーは取外され、制御装置の部品は、それらの
作動能力について点検ができる。このカバーを緊
密に閉じることにより、周辺の影響から制御装置
の作動能力に対する悪影響を防止できる。

本発明の有利な特徴としては、制御装置の取付
用空間が外部ケーシングとともに一体鋳造されて
おり、それにより、それらは一体化していること
である。こうして、取付用空間を設けることにつ
いては、何ら特別の工程を必要としない。その理
由は、取付用空間を設けることは既に外部ケーシ
ングの製造中に配慮が払われているからである。

好適なことには、制御装置の入力部及び出力部
は取付用空間の一方側に結合されており、それに
より、制御装置に接続されるべき電気接続は単純
化された形態をとることができる。こうして、制
御装置の回路基板の取付け中における取付けミス
もまた回避される。

本発明のその他の必須の面としては、このヒー
タは、制御されるべき各作動部品及び／又は車両
への制御装置の入力部及び出力部を接続する電気
接続装置が設けられていることを特色としている
ことである。該ヒータのこの設計により、線の接
続は、電気接続装置の助けにより、集められて、
各接続線の数を減少させ、また、それらとともに
現れる困難な問題を減少させる。組立費もまた低
減され、また接続ミス、特に取違えによるミスは
効果的に防止される。

好適には、該接続装置は、適当な導電部品及び
接触部品を収容するプラグ状基板を有する。これ
らの導電部品及び接触部品は、制御装置と制御さ
れるべき作動部品との直接接続を可能とし、それ
により、誤作動につながり易い差込み接続が回避
される。更に、ヒータと車両との接続、ヒータと
各不可欠の作動部品との接触の接続、及びヒータ
と制御装置との接続は、できるだけ短く、かつ、
混線しない線接続経路を使用することにより、一
挙に行うことができる。

好適には、該導電部品及び接触部品は金属部品
であり、電気接続装置のプラグ状基板に挿入され
る。該電気接続装置は好適にはプラスチツク製で
ある。

必要により、特に点検に際して、導電部品及び
接触部品に対し容易且つ迅速に接近するために、
電気接続装置は２つの部品から成り、密封され、
しかも取外し可能のカバーがプラグ状基板に固着
されている。こうして、電気接続装置内の電気接
触部品には、たとえば測定目的のためには、電気
接続部品を取外す必要もなく、容易に接近でき
る。更に、本発明による電気接続装置内の電気接
続要素は、周辺条件からの機械的作用及び悪影響
に対して効果的に保護されるように取付けられて
いる。こうして、このようなヒータの作動上の信
頼性は相当程度向上される。

本発明の好適な実施例の他の有利な面として
は、ヒータの軸方向に於いて、電気接続装置は、
制御装置の取付用空間に隣接して取付けられ、好
適には、電気接続装置は、制御装置の取付け位置
に直接に隣接することになる。このような実施例
では、制御装置の入力部及び出力部の直接接触
は、各線の接続を行うことなく、該導電部品及び
接触部品によつて生成されるものである。車両へ
導かれる電気接続装置の接続は、中央点にある電
気接続装置から来る。本発明による電気接続装置
は、点火装置及び／又は焔モニタ等の作動部品と
の直接の差込み接続をもまた形成する。かくし
て、この場合でもまた、混線につながり易い接続
線の接続は回避できる。同時に、こうして、電気
接続装置のカバー状基板はジヤケツト状外部ケー
シングの所定点に固定される。

本発明のその他の適当な特徴としては、電気接
続装置は同時に、ヒータの燃焼室に通じる入口開
口を密封する。かくして、電気接続装置の助けに
より、電気接続が行われると同時に、組立及び整
備の目的で必要な燃焼室の入口もまた密封され
る。

更に、本発明によれば、ヒユーズ、選択的には
バツクアツプ・ヒユーズ及び／又は車両のフアン
等の外部装置を制御するリレーのような電気機成
部品が取付けられるように、電気接続装置を設計
することができる。かくして、外部装置を制御す
るため、以前には必要であつた追加装置を省略で
き、それらは電気接続装置内に明確な方法で結合
できる。

本発明のこれら及びその他の目的、特徴及び利
点は、図示の目的のみで揚げられた添付の図面と
本発明に従う単一の実施例を参照し、次の記述を
読めばさらに明白となるであろう。

〔実施例〕

図面中においては、同じ又は類似の部材に対し
ては同じ参照符号を付する。

第１図乃至第３図においては、ヒータ全体を符
号１で示す。１例として、液体の熱交換媒体を用
いる車両用補助ヒータを示す。このようなヒータ
１は例えば自動車の冷却回路系に組み込まれてい
る。該液体の熱交換媒体は、熱交換器３とジヤケ
ツト状外部ケーシング４との間に形成されている
空間２を流れる。ヒータ１はまた略図的に示すバ
ーナ５を有し、バーナ５は、燃焼管６によつて形
成される燃焼室７中へ突出している。該液体の熱
交換媒体用の入口及び出口は図示されていない。

特に第２図で見られるとおり、ジヤケツト状外
部ケーシング４の外側には、取付用空間８が形成
されている。この取付用空間８は、ジヤケツト状
外部ケーシング４の一部として一体鋳造されるこ
とが有利である。取付用空間８は底壁９と、底壁
９に略直交して形成された側壁１０により画成さ
れている。その全体を符号１１で示される制御装
置が取付用空間８内に取付けられている。制御装
置１１は、プリント回路基板から成る１又はそれ
以上の回路板及び／又は特に第１図及び第３図に
見られるような適当な電気又は電子構成部品を備
えた１又はそれ以上の回路板を包含する。

更に、制御装置１１は数個のセンサ素子１２及
び１３から成るセンサシステムを包含する。これ
らのセンサ素子１２及び１３は、特に制御装置１
１の回路基板の１つを破断して、第１図及び第２
図に示されている。ここでは、例えば、空間２を
流れる液体の熱交換媒体を測定する温度センサ１
２及び温度安全装置１３が含まれている。

センサ素子１２及び温度安全装置１３は、取付
用空間８の底壁９に取付けられている。例えば、
第１図及び第２図では、パワーセミコンダクタ１
４は、作動中、熱を発生するものとして示されて
いる。即ち、このような熱を発生する場合のパワ
ーセミコンダクタとしてパワートランジスタ、
FETトランジスタ、ダーリントントランジスタ、
バイポーラトランジスタ等が挙げられる。もちろ
ん、制御装置１１はまた、さらに他のパワーセミ
コンダクタを包含することもできる。このパワー
セミコンダクタ１４は取付用空間８の壁側１０に
取付けられ、この側壁１０と直接熱伝導接触状態
にある（第１図参照）。こうして、パワーセミコ
ンダクタ１４の熱は効果的に除去され、ヒータ１
及び制御装置１１の作動中、取付用空間の温度上
昇を防止するため、周辺へ移行される。

側壁１０及び底壁９によつて画成された取付用
空間８はその上面をカバー１５により閉じられ、
カバー１５はシール１６を介して取付用空間８の
側壁１０によつて支持され、例えば、少なくとも
１本のねじ１７によつて、取付用空間８の底壁９
に堅固に連結される。かくして、制御装置１１は
周囲からの影響に対し、また外部から加えられる
機械的応力に対して効果的に保護された状態で取
付けられる。ねじ１７を弛めることによりカバー
１５は取外され、それにより、必要により、例え
ば、誤作動を除去するため制御装置１１に対し直
接に接近することができる。

第１図及び第２図からも見られるように、制御
装置１１の入力部及び出力部１８は、取付用空間
８の側壁１０のうちの一方の側に形成され、それ
により、必要な電気接続が、取付用空間８の一側
に結合され集中される。

第２図及び第３図を参照して、その全体を符号
２０で示されている電気接続装置がさらに詳細に
説明されている。この電気接続装置２０は、制御
装置の入力部及び出力部１８を各作動部品へ接続
する。これら各作動部品とは、点火装置２１、焔
モニタ装置２２、燃焼空気フアン（図示しない）、
ヒータ１の燃料供給装置用のソレノイド弁（同じ
く図示しない）、ヒータ１の液体の熱交換媒体用
循環ポンプ（図示しない）等である。同時に、電
気接続装置２０は、外部装置への接続と、ヒータ
１が車載されたときは車両への接続を行う。

電気接続装置２０は、プラグ状基板２３を有す
る。このプラグ状基板２３は好適にはプラスチツ
ク製であり、例えば、点火装置２１及び焔モニタ
装置２２に対し直接の差込み接触を行う。制御装
置１１の入力部及び出力部１８間の線接続を行う
ためには、好適にはいずれも金属製の導電部品及
び接触部品２４がプラグ状基板２３内へ挿入され
る。特に第３図で見られるように、これらの導電
部品及び接触部品２４は制御装置１１の入力部及
び出力部１８に対し直接に接触し、制御すべき不
可欠の作動部品への必要な電気接続を行う。更
に、第３図で見られるように、制御装置１１の入
力部及び出力部１８から出た導電部品及び接触部
品２４は直接に接続部品２５に導かれる。好適に
は差込み接続として形成された該接続部品２５に
対し燃焼空気フアン、ソレノイド弁、循環ポンプ
等の効果的に相補足形をとつた接続部品が取付け
られる。

略図的に第２図で見られるとおり、ケーブル２
６が電気接続装置２０から出ている。ケーブル２
６は、車両との電気接続及び／又は車両フアン等
の外部装置との電気接続を行う。この目的のため
に必要な各電線はケーブル２６に結合されてい
る。

上記に説明した電気接続装置２０の実施例で
は、制御されるべき各作動部品への制御装置１１
の電気接続を単純化する目的は、混線につながる
かも知れない各線の数をできるだけなくするとう
な接続を達成することである。接続は、電気接続
装置２０内において、主として、導電部品及び接
触部品２４の助けによつてなされている。

ヒータの軸方向に於いて、電気接続装置２０は
制御装置１１の取付用空間８の隣りに位置し、取
付用空間８に直接に隣接してれば好適である。こ
うして、線接続経路は可能な限り短くなり、ヒー
タ１上での制御装置１１と電気接続装置２０との
省スペース及びコンパクトな構成が達成されてい
る。

プラグ状基板２３は、取付けられた状態で、出
入り用開口２７（第２図）を密封している。この
出入り用開口２７は、燃焼室７に向かつて開き、
サービス及び組立のときに使用される。即ち、組
立やサービスの場合に、バーナ５の部品及び他の
装置がこの出入り用開口２７から取付け又は取外
しされる。かくして、電気接続装置２０のプラグ
状基板２３は、出入り用開口２７の蓋として、別
の機能を果たすことができる。

導電部品及び接触部品２４が挿入されているプ
ラグ状基板２３は、カバー２８により、その上側
が閉じられており、プラグ状基板２３とカバー２
８との間には、周辺に対して密封を保証するシー
ル２９が取付けられている。こうすることによつ
てまた、電気接続装置２０の部品は機械的損傷に
対して効果的に保護される。カバー２８はジヤケ
ツト状外部ケーシング４へ、２本のねじ３０，３
０により、適切に固着されている。ねじ３０を弛
めてカバー２８を取外したとき、プラグ状基板２
３内の導電部品及び接触部品２４へは到達可能と
なり、それにより、保守目的のための点検及び／
又は交換を行うことができる。

選択的に、プラグ状基板２３は、ヒユーズ３１
及びバツクアツプ・ヒユーズ及び／又は、車両の
フアン（図示せず）等の外部装置を制御するため
に使用されるリレー３２のような構成部品を保持
（換言すれば収容）するのみである。しかしなが
ら、その代わりに、これらの外部の構成部品は、
電気接続装置２０内で電気的に接続され、それに
より、以前習慣的に行われていた、これらの構成
部品のための各線の使用を回避することができ
る。

もちろん、電気接続装置２０の部品又は制御装
置１１の部品はまた、ヒータ１内においてお互い
に離して設けられ得る。このことは、制御装置１
１が図示された例とは違う方法で設計され、製造
され、取付けられたとしても、またその反対であ
つたとしても、電気接続装置２０が図示された方
法で設計され得ることを意味する。しかしなが
ら、コンパクトさの観点から特に好適なヒータの
外形は、制御装置１１及び電気接続装置２０が、
図示された実施例のように、相互接続できる場合
に得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係るヒータによれ
ば、ジヤケツト状外部ケーシング上に一体鋳造に
より、制御装置のプリント回路板及びセンサ素子
（温度センサ、温度安全装置）を取付ける空間を
直接形成し、この空間の底部に温度センサと温度
安全装置を配置したので、長い接続を避け、信頼
性を向上させることができる。

また本願発明では、制御装置のパワーセミコン
ダクタは取付用空間の壁に接触状態で取付けられ
てパワーセミコンダクタの熱を除去するので、取
付用空間の温度上昇を防止する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る実施例のヒータの破断
上面図、第２図は、第１図に相当するヒータの側
断面図、第３図は、第１図のヒータの電気接続装
置及び制御装置の細部を示す上面図である。 １……ヒータ、３……熱交換器、４……ジヤケ
ツト状外部ケーシング、８……取付用空間、１０
……側壁、１１……制御装置、１２……温度セン
サ、１３……温度安全装置、１４……パワーセミ
コンダクタ、１５，２８……カバー、１８……
入、出力部、２０……電気接続装置、２４……導
電部品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱交換器とジヤケツト状外部ケーシングとの
   間の空間を流れる液体を熱交換媒体とし、かつ、
   燃焼空気フアン、点火装置、焔モニタ、熱交換媒
   体用循環装置、燃料供給装置内のソレノイド弁の
   少なくとも１つの作動部品を制御するための入力
   部と出力部とを有する制御装置を備えたヒータに
   おいて、 ジヤケツト状外部ケーシング上に取付用空間が
   ジヤケツト状外部ケーシングと一体鋳造により形
   成され、該取付用空間には制御装置のプリント回
   路板及びセンサ素子が取付けられ、前記センサ素
   子は、熱交換媒体用の温度センサと、温度安全装
   置から成り、温度センサと温度安全装置とはジヤ
   ケツト状外部ケーシングによつて形成される取付
   用空間部の底部に取付けられ、制御装置のパワー
   セミコンダクタは、取付用空間の壁に接触状態で
   取付けられ、該パワーセミコンダクタの熱を除去
   することを特徴とするヒータ。 ２ 取付用空間を画成する側壁に少なくとも１つ
   のパワーセミコンダクタが取付けられている請求
   項１に記載のヒータ。 ３ 取付用空間の上面は、取外し可能のカバーに
   よつて密閉される請求項１に記載のヒータ。 ４ 取付用空間の一方側に取付けられた制御装置
   は入力部と出力部を有する請求項１に記載のヒー
   タ。 ５ 制御装置の入力部と出力部とを制御すべき作
   動部品に接続する電気接続装置が設けられている
   請求項４に記載のヒータ。 ６ 制御装置の入力部及び出力部を接続する電気
   接続装置が設けられている請求項４のヒータ。 ７ 電気接続装置は、また制御装置の入力部と出
   力部とを接続する請求項５のヒータ。 ８ 前記電気接続装置は導電部品及び接触部品を
   収容するプラグ状基板を有する請求項５に記載の
   ヒータ。 ９ 導電部品及び接触部品は、制御装置の入力部
   及び出力部と制御すべき作動部品とを直接に接続
   する請求項８に記載のヒータ。 １０ 導電部品及び接触部品が金属部品である請
   求項９に記載のヒータ。 １１ プラグ状基板がプラスチツク製である請求
   項８に記載のヒータ。 １２ カバーが、プラグ状基板に対して、密封状
   態でしかも取外し可能に、固着されている請求項
   ８に記載のヒータ。 １３ 導電部品及び接触部品がプラグ状基板に挿
   入されている請求項８に記載のヒータ。 １４ ヒータの軸方向に於いて、電気接続装置が
   制御装置の取付用空間の隣りに取付けられている
   請求項８に記載のヒータ。 １５ 電気接続装置が取付用空間に直接に隣接し
   ている請求項１４に記載のヒータ。 １６ 電気接続装置が、ヒータの作動部品と直接
   の差込み接触を行う請求項５に記載のヒータ。 １７ 電気接続装置が、ヒータの燃焼室に通じる
   接近用開口部の閉塞部を形成する請求項１４に記
   載のヒータ。 １８ 電気接続装置が、ヒユーズを包含する請求
   項５に記載のヒータ。 １９ 前記電気接続装置は、スペア部品の蓄積部
   を有する請求項１８のヒータ。 ２０ 前記電気接続装置は、部品を含んでいる請
   求項１９のヒータ。