KR102560526B1 - 차량용 히터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체가 수용되는 탱크; 및 상기 탱크에 결합되어 유체의 온도를 조절하는 히터;를 포함하는 차량용 히터에 있어서, 상기 히터는 상기 탱크에 결합되는 본체; 상기 본체에 설치되어 탱크에 수용된 유체의 온도를 감지하는 NTC 소자; 상기 본체 내부에 설치되어 서로 이격되도록 구비되는 한 쌍의 히트플레이트; 상기 본체에 설치되어 히트플레이트에 연결되며, 탱크에 수용된 유체의 온도를 조절하는 PTC 소자; 상기 본체 내부에 설치되어 상기 히트플레이트와 PTC 소자를 본체 외측으로 탄성지지하는 탄성부;를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

차량용 히터{HEATER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량에 구비되는 히터에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 차량에 설치되어 유체를 가열하는 과정에서 유체를 가열하기 위한 PTC 소자에 탄성력을 가하여 히트플레이트에 밀착되도록 하고, 히트플레이트가 플라스틱 소재의 본체에도 밀착되도록 함으로써, 열전달 효율을 높이고, 에너지 효율을 높일 수 있는 차량용 히터에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 워셔액의 온도를 조절한 후 공급하기 위한 장치, 또는 수소차에 구비되어 물의 온도를 조절하기 위한 장치 또는 연료의 온도를 조절하기 위한 장치 등, 전도성 또는 비전도성 유체(예 : 워셔액, 냉각수, 물, 오일 및 연료 등)의 온도를 조절하기 위한 다양한 곳에 히터가 설치된다.

이러한 히터는 PTC 소자를 이용하여 유체의 온도를 조절하도록 구성된다.

유체의 온도를 조절하는 장치 중 하나로, 종래에는 PTC 소자가 유체에 직접 노출되도록 구성하여 효율을 향상시킨 온도 조절 장치가 개시되었다.

그러나 상기와 같은 온도 조절 장치는 PTC 소자를 사이에 둔 플레이트(PLATE)가 물등의 전도성 유체에 담기게 되면, 통전이 이루어져 쇼트가 발생되는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 문제점을 방지하고자, 부식 방지를 위하여 메탈 커버 등으로 PTC 소자 및 플레이트 등을 보호하도록 구성하였으나, 워셔액이나 가솔린 등과 같이 공격성이 강한 유체에는 사용하지 못하여 활용성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 부식에 대한 문제점을 해소하고자 PTC 소자 및 상기 PTC 소자를 연결하는 플레이트(PLATE) 등을 나일론 플라스틱으로 보호하는 기술이 개발되었으나, 부식에 대한 보호성을 향상시킨 반면 효율성이 저하되어 온도 조절 성능이 저하되는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1436344호(2014.08.26.)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 차량에 설치되어 유체를 가열하는 과정에서 유체를 가열하기 위한 PTC 소자에 탄성력을 가하여 히트플레이트에 밀착되도록 하고, 히트플레이트가 플라스틱 소재의 본체에도 밀착되도록 함으로써, 본체 외측에 수용된 유체와의 열전달 효율을 높이고, 에너지 효율을 높일 수 있는 차량용 히터를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 히터 본체와 PTC 소자가 고정되는 고정플레이트, 히트플레이트 및 탄성부가 플라스틱으로 이루어져 하나의 SUB로 조립됨에 따라, PTC 소자 및 히트플레이트가 유체에 직접적으로 노출되지 않아 쇼트와 부식을 방지함으로써, 안전하게 유체의 온도를 조절할 수 있는 차량용 히터를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 탱크에 히터를 결합하기 위한 수단으로 스크류 결합방식, 열융착, 레이져 융착 또는 초음파 융착을 통해 결합되도록 함으로써, 탱크와 히터 간 견고한 결합을 통해 탱크 내부에 수용된 유체가 누수되지 않도록 하는 차량용 히터를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 히터를 구성하는 바디와 커넥터커버 사이에 내부오링이 구비되고, 탱크와 히터 사이에 외부오링이 구비됨으로써, 수밀성을 향상시킬 수 있는 차량용 히터를 제공하는 데 있다.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 차량용 히터는 유체가 수용되는 탱크; 및 탱크에 결합되어 유체의 온도를 조절하는 히터;를 포함하는 차량용 히터에 있어서, 히터는 탱크에 결합되는 본체; 본체에 설치되어 탱크에 수용된 유체의 온도를 감지하는 NTC 소자; 본체 내부에 설치되어 서로 이격되도록 구비되는 한 쌍의 히트플레이트; 본체에 설치되어 히트플레이트에 연결되며, 탱크에 수용된 유체의 온도를 조절하는 PTC 소자; 본체 내부에 설치되어 히트플레이트와 PTC 소자를 본체 외측으로 탄성지지하는 탄성부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터를 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명은 차량에 설치되어 유체를 가열하는 과정에서 유체를 가열하기 위한 PTC 소자에 탄성력을 가하여 히트플레이트에 밀착되도록 하고, 히트플레이트가 플라스틱 소재의 본체에도 밀착되도록 함으로써, 본체 외측에 수용된 유체와의 열전달 효율을 높이고, 에너지 효율을 높일 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.

또한, 본 발명은 히터 본체와 PTC 소자가 고정되는 고정플레이트, 히트플레이트 및 탄성부가 플라스틱으로 이루어져 하나의 SUB로 조립됨에 따라, PTC 소자 및 히트플레이트가 유체에 직접적으로 노출되지 않아 쇼트와 부식을 방지함으로써, 안전하게 유체의 온도를 조절할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.

또한, 본 발명은 탱크에 히터를 결합하기 위한 수단으로 스크류 결합방식, 열융착, 레이져 융착 또는 초음파 융착을 통해 결합되도록 함으로써, 탱크와 히터 간 견고한 결합을 통해 탱크 내부에 수용된 유체가 누수되지 않도록 하는 현저한 효과를 보유하고 있다.

또한, 본 발명은 히터를 구성하는 바디와 커넥터커버 사이에 내부오링이 구비되고, 탱크와 히터 사이에 외부오링이 구비됨으로써, 수밀성을 향상시킬 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 히터의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 히터의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 히터를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 히터에서 본체를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 히터에서 본체를 결합하기 위한 수단을 나탄낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 NTC 소자가 구비된 예를 나탄낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 히트플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 히트플레이트를 나타낸 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 차량용 히터에서 히트플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 고정플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 탄성부를 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 차량용 히터에서 탄성부에 의해 PTC 소자가 탄성지지되는 예를 나타낸 단면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 히트플레이트, 고정플레이트, PTC 소자 및 탄성부가 조립되는 과정을 나타낸 도면으로, 도 13a는 고정플레이트에 PTC 소자가 조립되는 예를, 도 13b는 고정플레이트와 히트플레이트가 조립되는 예를, 도 13c는 히트플레이트에 탄성부가 조립되는 예를, 도 13d는 링크를 밴딩하여 히트플레이트, 고정플레이트, PTC 소자 및 탄성부를 하나의 SUB로 구성하는 예를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항, 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 방향(예를 들어 "전", "후", "좌", "우", "위", "아래", "상", "하", "횡", "종", "정면", "배면", "일측", "타측", "내측" 및 "외측") 등과 같은 용어들에 관하여 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않으며, 이러한 방향의 기재는 첨부된 도면을 참조하여 구성간의 설명을 용이하게 하기 위함을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 차량용 히터는 차량에 설치되어 유체를 가열하는 과정에서 유체를 가열하기 위한 PTC 소자(500)에 탄성력을 가하여 히트플레이트(300)에 밀착되도록 함으로써, 열전달 효율을 높이고, 에너지 효율을 높일 수 있는 차량용 히터에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 히터에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 히터의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 히터의 분해 사시도이다.

먼저, 본 발명에서 탱크(10)는 차량에 설치되는 장치로, 내부에 유체가 수용되도록 하고, 히터(20)를 이용하여 탱크(10)에 수용된 유체의 온도를 조절하는 기능을 수행하도록 하는 것으로, 도 1을 참조하여 설명하면, 유체를 삽입하기 위한 유체삽입구(12)가 형성되고, 유체의 흐름을 위한 주입구(13)와 배출구(14)가 형성된다.

히터(20)가 결합되기 위한 히터결합부(11)는 도 2에 도시된 바와 같이, 탱크(10)의 내부 공간과 외부가 연통된 형태로 이루어짐으로써, 히터(20)의 일부분이 상기 히터결합부(11)로 관통되어 탱크(10) 내부 공간에 위치하도록 하고, 나머지 일부분은 탱크(10) 외부로 노출되어 커넥터와 같은 접속 기구들이 연결되도록 한다.

이때, 탱크(10)와 히터(20)의 결합은 스크류 체결, 초음파 융착, 열 융착 또는 레이져 융착에 의해 이루어질 수 있다.

일 예로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 히터(20) 외주면에 볼트 체결을 위한 홀이 형성되고, 상기 홀을 통해 탱크(10)에 볼트를 체결함으로써, 탱크(10)와 히터(20)는 스크류 체결에 의해 결합되도록 구성될 수 있다. 나아가, 히터(20)와 히터결합부(11)가 접하는 부분에는 도 2에 도시된 바와 같이, 탄성력을 갖는 플렉시블한 재질의 외부오링(140)이 구비될 수 있다.

이러한 외부오링(140)은 탱크(10)와 히터(20) 사이에 구비되어 수밀성을 향상시켜 탱크(10) 내부에 수용된 유체가 누수되는 것을 방지할 수 있다.

다른 예로, 히터(20)와 히터결합부(11)가 접하는 부분에 초음파 융착, 열 융착 또는 레이져 융착을 이용하여 탱크(10)와 히터(20)가 견고하게 결합되도록 구성될 수 있다. 이때, 초음파 융착, 열 융착 또는 레이져 융착에 의해 결합이 이루어지는 경우, 외부오링(140)은 생략될 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 히터를 나타낸 사시도이다.

히터(20)는 탱크(10)에 결합되어 상기 탱크(10)에 수용된 유체의 온도를 측정하고, 조절하는 기능을 수행하는 것으로, 바디(110)와 커넥터커버(120)가 결합되어 구성되는 본체(100), NTC 소자(200), 히트플레이트(300), 고정플레이트(400), PTC 소자(500) 및 탄성부(600)를 포함하여 구성된다.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 히터에서 본체를 나타낸 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 히터에서 본체를 결합하기 위한 수단을 나탄낸 단면도이다.

본체(100)는 히터(20)를 구성하기 위한 케이스 기능을 수행하는 것으로, 탱크(10)의 히터결합부(11)에 결합되며, 바디(110) 및 커넥터커버(120)를 포함하여 구성된다.

즉 바디(110)는 히터결합부(11)를 관통하여 탱크(10) 내부 공간으로 인입됨으로써, 탱크(10) 내부 공간에 수용된 유체와 접촉되고, 커넥터커버(120)는 바디(110) 상측에 결합되어 탱크(10) 외부로 노출됨에 따라, 커넥터와 같은 접속 기구들이 연결되도록 한다.

여기에서, 바디(110)는 열전달을 위한 PTC 소자(500)가 구비되는 공간을 제공한다.

이때, 본체(100)는 플라스틱과 같은 합성수지로 이루어지는 것이 바람직하다.

이는, 가공성이 우수한 합성수지를 이용하여 본체(100)를 제조함으로써, 세밀한 형태의 성형이 가능할 뿐만 아니라 제조 단가도 최소로 할 수 있어 경쟁력이 매우 우수하다.

나아가, 유체의 온도를 조절하는 PTC 소자(500)가 후술되는 히트플레이트(300)와 함께 바디(110)의 내주면에 밀착되도록 함으로써, 본체(100) 외부에 수용된 유체와의 열전도 효율을 향상시킬 수 있도록 한다.

또한, 바디(110)와 커넥터커버(120)의 결합은 스크류 체결, 초음파 융착, 열 융착 또는 레이져 융착에 의해 이루어질 수 있다.

다른 실시예로, 바디(110) 또는 커넥터커버(120) 중 선택된 하나의 구성에 형성된 걸림홈(122)에 나머지 하나의 구성에 형성된 돌기(121)가 걸림되도록 구성될 수 있다.

이를, 도 4를 참조하여 상세히 설명하면, 바디(110) 상측에 외측으로 돌출된 돌기(121)가 하나 이상 형성되고, 상기 돌기가 끼워지도록 커넥터커버(120) 측면에 관통된 형태 또는 내측으로 파여진 형태의 걸림홈(122)이 형성될 수 있다.

이에, 커넥터커버(120)의 하측 개구된 공간으로 바디(110) 상측 일부분이 끼워지되, 이러한 과정에서 걸림홈(122)에 돌기(121)가 안내되어 걸림됨에 따라, 바디(110)와 커넥터커버(120)가 견고하게 결합되도록 구성될 수 있다.

나아가, 바디(110)와 커넥터커버(120)가 접하는 부분에는 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성력을 갖는 플렉시블한 재질의 내부오링(130)이 구비될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 NTC 소자가 구비된 예를 나탄낸 도면이다.

NTC 소자(200)는 본체(100)에 설치되어 탱크(10)에 수용된 유체의 온도를 감지하는 기능을 수행하는 것으로, NTC 터미널핀(210)을 포함하여 구성된다.

상세하게는, NTC 소자(200)의 일부분은 본체(100)의 내부 공간에 위치하여 탱크(10)에 수용된 유체의 온도를 측정할 수 있도록 하고, NTC 터미널핀(210)을 포함하는 나머지 일부분은 커넥터커버(120) 외측으로 노출되어 접속 기구들과 연결되도록 한다.

즉 NTC 터미널핀(210)은 커넥터커버(120)를 관통하여 결합되는 것으로, 바디(110)의 내부 공간과 커넥터커버(120) 외부를 연통한다.

이러한 NTC 터미널핀(210)은 커넥터커버(120)에 연결되는 접속 기구들과 연결되어 NTC 소자(200)의 동작이 이루어지도록 한다.

이때, 커넥터커버(120)와 NTC 터미널핀(210)이 접하는 부분에는 탄성력을 갖는 플렉시블한 재질의 소형오링(220)이 구비될 수 있다.

설계조건에 따라, NTC 소자(200)는 탱크(10)에 수용된 유체의 온도를 측정하되, 측정 값이 적정 범위 보다 낮은 경우, 전원을 공급받아 후술되는 PTC 소자(500)를 통해 온도가 오르도록 하고, 반대로, 점정 범위 보다 높은 온도가 측정되는 경우, PTC 소자(500)의 동작을 정지시키도록 스위치 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 히트플레이트를 나타낸 사시도이며, 도 8은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 히트플레이트를 나타낸 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 차량용 히터에서 히트플레이트를 나타낸 평면도이다.

히트플레이트(300)는 본체(100) 내부에 설치되며, 후술되는 고정플레이트(400)의 양측을 커버하도록 구성된다.

이러한 히트플레이트(300)는 후술되는 PTC 소자(500)와 연결되며, 한 쌍의 히트플레이트(300) 사이에 구비된 고정플레이트(400)와 PTC 소자(500)를 동작시켜 열전달이 이루어지도록 하고, 이에, 탱크(10) 내부에 수용된 유체의 온도를 조절할 수 있도록 한다.

이러한 히트플레이트(300)는 한 쌍으로 구성되되, 서로 대칭된 형태로 구비될 수 있다.

이를, 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 한 쌍으로 구비되는 고정플레이트(400) 각각의 외측과 내측을 커버하도록 배치되는 것으로, 항 쌍의 고정플레이트(400) 중 하나의 고정플레이트(400) 외측에 배치되는 외측판(310), 한 쌍의 고정플레이트(400) 중 다른 하나의 고정플레이트(400) 내측에 배치되는 내측판(320) 및 상기 외측판(310)과 내측판(320)을 연결하는 링크(330);를 포함하여 구성된다.

이에, 외측판(310), 내측판(320) 및 링크(330)로 구성된 히트플레이트(300)는 도 9에 도시된 바와 같이, 한 쌍이 서로 대칭되도록 구비 됨으로써, 하나의 히트플레이트(300) 외측판(310)과 다른 하나의 히트플레이트(300) 내측판(320) 사이에 고정플레이트(400)가 배치되도록 한다.

즉 고정플레이트(400)에 설치되는 PTC 소자(500)에 의해 양측에 구비된 히트플레이트(300)를 통해 열전달이 이루어지도록 함으로써, 특정 부분에서의 과열 발생을 방지하고, 고르게 열이 전달되도록 하여 열전달 효율을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 10은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 고정플레이트를 나타낸 사시도이다.

고정플레이트(400)는 도 9를 참조하여 설명하면, 한 쌍의 히트플레이트(300) 중 하나의 히트플레이트(300) 외측판(310)과 다른 하나의 히트플레이트(300) 내측판 사이의 공간에 구비되며, 후술되는 PTC 소자(500) 다수 개가 고정되도록 하는 것으로, 안내홈(410)을 포함하여 구성된다.

이러한 고정플레이트(400)는 도 10에 도시된 바와 같이, 판 형태로 이루어지되, 한 쌍으로 구성되어 각각의 고정플레이트(400)에 PTC 소자(500)가 고정되며, 일측과 타측을 관통하는 안내홈(410)이 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 안내홈(410)은 PTC 소자(500)가 안내되어 수용되는 공간을 제공한다.

바람직하게는, 안내홈(410)이 형성되는 깊이는 상기 안내홈(410)으로 끼워지는 PTC 소자(500)의 두께와 같거나 작게 이루어질 수 있다.

이에, 안내홈(410)으로 끼워진 PTC 소자(500)는 고정플레이트(400)의 겉면 외측으로 돌출되거나 또는 겉면과 동일한 면에 외주면이 위치하도록 안내됨으로써, 히트플레이트(300)의 측면에 PTC 소자(500)가 밀착될 수 있도록 함으로써, 히트플레이트(300)와 PTC 소자(500) 사이에 이격이 발생되어 열전달 효율이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다.

PTC 소자(500)는 본체(100)에 설치되어 히트플레이트(300)에 연결되며, 탱크(10)에 수용된 유체의 온도를 조절하는 기능을 수행하는 것으로, PTC 터미널핀(510)을 포함하여 구성된다.

상세하게는, PTC 소자(500)의 일부분은 본체(100)의 내부 공간에 위치하여 고정플레이트(400)에 고정되고, PTC 터미널핀(510)을 포함하는 나머지 일부분은 커넥터커버(120) 외측으로 노출되어 접속 기구들과 연결되도록 한다.

즉 PTC 터미널핀(510)은 커넥터커버(120)를 관통하여 결합되는 것으로, 바디(110)의 내부 공간과 커넥터커버(120) 외부를 연통한다.

이러한 PTC 터미널핀(510)은 커넥터커버(120)에 연결되는 접속 기구들과 연결되어PTC 소자(500)의 동작이 이루어지도록 함으로써, 탱크(10) 내부에 수용된 유체의 온도가 적정범위 내에서 상승되도록 한다.

이에, 탱크(10) 내부에 수용된 유체는 NTC 소자(200)를 이용하여 온도를 측정하고, PTC 소자(500)를 이용한 열전달을 통해 적정 온도가 되도록 조절할 수 있다.

이때, 커넥터커버(120)와 PTC 터미널핀(510)이 접하는 부분에는 탄성력을 갖는 플렉시블한 재질의 소형오링(220)이 구비될 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 탄성부를 나타낸 사시도이며, 도 12는 본 발명에 따른 차량용 히터에서 탄성부에 의해 PTC 소자가 탄성지지되는 예를 나타낸 단면도이다.

탄성부(600)는 한 쌍의 고정플레이트(400) 사이에 구비되어 각각의 고정플레이트(400)를 외측으로 탄성지지하는 기능을 수행한다.

상세하게는, 히트플레이트(300)의 내측판(320)을 외측으로 탄성지지함으로써, 하나의 히트플레이트(300) 외측판(310)과 다른 하나의 히트플레이트(300) 내측판(320) 사이에 구비되는 고정플레이트(400)를 외측으로 탄성지지한다.

즉 탄성부(600)는 한 쌍의 고정플레이트(400)를 각각 외측으로 탄성지지함으로써, 각각의 고정플레이트(400)에 설치된 다수 개의 PTC 소자(500)가 히트플레이트(300)의 외측판(310)에 밀착되도록 하고, 상기 외측판(310)은 본체(100)의 바디(110) 내주면에 밀착되도록 한다.

이러한 탄성부(600)를 도 11을 참조하여 설명하면, 탄성부(600)는 히트플레이트(300)의 내측판(320)에 밀착되도록 판 형태로 이루어지며, 상기 내측판(320) 측면에 각각 구비되어 측면에 각각 구비되어 한 쌍으로 구성되고, 서로 마주 보는 측면으로 돌출된 다수 개의 돌출편(610)이 형성된다.

돌출편(610)은 한 쌍의 탄성부(600)가 서로 마주 보는 방향을 향하여 절곡된 형상으로 이루어지며, 상,하,좌,우 서로 이격되어 다수의 열과 행을 이루도록 다수 개 형성됨으로써, 서로 마주보도록 돌출된 다수 개의 돌출편(610)은 서로 접촉되어 탄성력을 발휘함으로써, PTC 소자(500)가 설치된 고정플레이트(400)가 외측으로 탄성지지되도록 한다.

이때, 다수 개의 돌출편(610)은 도 11에 도시된 바와 같이, 판 형태의 탄성부(600)에 3개의 행과 6개의 열을 이루도록 구비될 수 있다.

나아가, 다수의 열과 행을 이루도록 다수 개 형성된 돌출편(610)은 좌측과 우측 에 서로 이격되도록 구비된 한 쌍의 돌출편(610) 사이의 거리와 상측과 하측에 서로 이격되도록 구비된 한 쌍의 돌출편(610) 사이의 거리는 동일하게 이루어질 수 있다.

예를 들어, 다수의 열 사이사이의 간격과 다수의 행 사이사이의 간격이 동일하게 구성될 수 있음은 물론이다.

이는, 다수 개의 돌출편(610) 사이의 간격이 동일하게 이루어짐으로써, 한 쌍의 탄성부(600)가 외측 방향으로 탄성지지하는 과정에서 판 형태의 탄성부(600) 전체에 고르게 탄성력을 발휘할 수 있도록 하여 고정플레이트(400)에 설치되는 다수 개의 PTC 소자(500) 또한 고르게 탄성지지되도록 함으로써, 다수 개의 PTC 소자(500) 중 일부 PTC 소자(500)만 히트플레이트(300)의 외측판(310)에 밀착되도록 하고, 나머지 일부 PTC 소자(500)는 밀착되지 않는 문제점을 방지할 수 있다.

이러한 구성에 따라, 탄성부(600)의 탄성력에 의해 한 쌍의 히트플레이트(300)의 외측판(310)과 내측판(320) 사이에 구비된 고정플레이트(400) 및 상기 고정플레이트(400)에 설치된 다수 개의 PTC 소자(500)는 도 12에 도시된 바와 같이, 각각 외측으로 탄성지지됨으로써, 히트플레이트(300)에 설치된 다수 개의 PTC 소자(500)는 외측판(310)에 밀찰되고, PTC 소자(500)가 밀착된 외측판(310)은 본체(100)의 바디(110) 내주면에 밀착된다.

이에, 탄성부(600)의 탄성력에 의해 다수 개의 PTC 소자(500)가 히트플레이트(300)의 외측판(310)에 밀착된 상태가 유지되도록 함으로써, 열전달 효율을 높이고, 에너지 효율을 높일 수 있게 된다.

부연하면, 플라스틱 등과 같이 합성수지로 제조된 본체(100)에 직접적으로 열전달을 함으로써, 본체(100) 외측에 수용된 유체와의 열전달 효율도 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 바디(110)의 두께를 합성수지로 이루어진 본체(100)의 두께는 최소한의 두께로 가공되어 성형될 수 있다. 이에, 본체(100)의 바디(110) 측으로 밀착된 히트플레이트(300)와 PTC 소자(500)에 의해 열전달이 이루어지는 과정에서 두께가 얇은 본체(100)를 통해 본체(100) 외부에 수용된 유체와의 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

설계조건에 따라, 탄성부(600)로부터 절곡된 돌출편(610)은 판 형태의 탄성부(600)로부터 30°~60°의 경사각을 갖도록 형성될 수 있다.

바람직하게는, 45°의 경사각을 갖도록 형성될 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 차량용 히터에서 히트플레이트, 고정플레이트, PTC 소자 및 탄성부가 조립되는 과정을 나타낸 도면으로, 도 13a는 고정플레이트에 PTC 소자가 조립되는 예를, 도 13b는 고정플레이트와 히트플레이트가 조립되는 예를, 도 13c는 히트플레이트에 탄성부가 조립되는 예를, 도 13d는 링크를 밴딩하여 히트플레이트, 고정플레이트, PTC 소자 및 탄성부를 하나의 SUB로 구성하는 예를 나타낸 도면이다.

상기에서 서술된 히트플레이트(300), 고정플레이트(400), PTC 소자(500) 및 탄성부(600)의 조립 과정을 도 13을 참조하여 상세히 설명하면, 먼저, 다수 개의 안내홈(410)이 형성된 고정플레이트(400)에 PTC 소자(500)를 삽입시켜 고정되도록 하는 것으로, 도 13a에서와 같이, 다수 개의 안내홈(410) 각각에 PTC 소자(500)가 삽입되도록 한다.

이때, 다수 개의 PTC 소자(500)가 결합된 고정플레이트(400)는 한 쌍으로 구성하여 본체(100)의 바디(110) 내측면에 결합됨에 따라, 본체(100)의 양측면 각각에 PTC 소자(500)가 인접하여 밀착될 수 있도록 한다.

다음으로, 도 13b를 참조하여 상세히 설명하면, 다수 개의 PTC 소자(500)가 결합된 고정플레이트(400)를 하나의 히트플레이트(300), 즉 도 13b에서와 같이, 링크(330)의 밴딩이 아직 이루어지지 않아 판상 형태로 이루어진 하나의 히트플레이트(300)에 한 쌍의 고정플레이트(400)가 결합되도록 한다.

바람직하게는, 도 13 b에서와 같이, 하나의 히트플레이트(300)의 링크(330)를 기준으로, 일측에 구비된 판상의 하측면과 타측에 구비된 판상의 상측면 각각에 고정플레이트(400)가 결합되도록 한다.

즉 판상으로 이루어진 하나의 히트플레이트(300)의 일측과 타측 각각 상측면과 하측면에 고정플레이트(400)가 각각 결합되도록 함으로써, 엇갈린 형태로 결합되도록 한다.

다음으로, 판상으로 이루어진 다른 하나의 히트플레이트(300)를 하나의 히트플레이트(300)와 엇갈린 형태로 하여 한 쌍의 히트플레이트(300) 사이에 한 쌍의 고정플레이트(400)가 결합된 형태가 되도록 한다.

이때, 히트플레이트(300)와 고정플레이트(400)의 결합은 히트플레이트(300)와 고정플레이트(400) 중 선택된 하나의 구성에 외측판(310)과 내측판(320)을 관통하는 관통홈이 형성되고, 나머지 하나의 구성에 상기 관통홈에 걸림되는 "ㄱ" 형태 또는 "T" 형태의 걸림돌기가 형성됨으로써, 히트플레이트(300)를 고정플레이트(400) 벽면에 밀착시킨 후, 히트플레이트(300)로부터 고정플레이트(400)를 슬라딩 시켜 관통홈에 걸림돌기가 걸림되도록 함으로써, 양 구성간 견고하게 결합되도록 한다.

다음으로, 도 13c를 참조하여 상세히 설명하면, 히트플레이트(300) 일측과 타측 각각의 하측면에 탄성부(600)가 결합되도록 한다.

이때, 히트플레이트(300)와 탄성부(600)의 결합은 히트플레이트(300)와 고정플레이트(400)를 결합하기 위한 동일한 구성을 통해 이루어지도록 하거나, 또는 접착제에 의한 접착, 또는 열융착, 레이져 융착, 초음파 융착을 통해 이루어질 수 있다.

다음으로, 도 13d를 참조하여 상세히 설명하면, 히트플레이트(300) 일측과 타측 각각의 하측면이 서로 마주보도록 밴딩하는 과정이다.

즉 히트플레이트(300) 중간을 연결하는 링크(330)를 밴딩함으로써, 도 13d에서와 같이, 한 쌍의 탄성부(600)가 서로 밀착되도록 한다.

이에, 서로 밀착된 상태의 탄성부(600)는 외측으로 탄성력을 가하게 되며, 탄성부(600) 외측에 위치한 PTC 소자(500)가 결합된 고정플레이트(400) 및 히트플레이트(300)를 외측으로 탄성지지하게 되고, 결과적으로, 본체(100)의 바디(110) 측으로 밀착되도록 함으로써, 본체(100)의 바디(110) 측으로 밀착된 히트플레이트(300)와 PTC 소자(500)에 의해 열전달이 효율적으로 이루어지도록 하고, 에너지 효율을 높일 수 있게 된다.

이러한 구성에 따라, 본 발명에 따른 차량용 히터는 차량에 설치되어 유체를 가열하는 과정에서 유체를 가열하기 위한 PTC 소자(500)에 탄성력을 가하여 히트플레이트(300)에 밀착되도록 하고, 히트플레이트가 플라스틱 소재의 본체에도 밀착되도록 함으로써, 본체(100) 외측에 수용된 유체와의 열전달 효율을 높이고, 에너지 효율을 높일 수 있다.

또한, 히터(20) 본체(100)와 PTC 소자(500)가 고정되는 고정플레이트(410), 히트플레이트(300) 및 탄성부(600)가 플라스틱으로 이루어져 하나의 SUB로 조립됨에 따라, PTC 소자 및 히트플레이트가 유체에 직접적으로 노출되지 않아 쇼트와 부식을 방지함으로써, 안전하게 유체의 온도를 조절할 수 있다.

또한, 탱크(10)에 히터(20)를 결합하기 위한 수단으로 스크류 결합방식, 열융착, 레이져 융착 또는 초음파 융착을 통해 결합되도록 함으로써, 탱크(10)와 히터(20) 간 견고한 결합을 통해 탱크(10) 내부에 수용된 유체가 누수되지 않도록 할 수 있다.

또한, 히터(20)를 구성하는 바디(110)와 커넥터커버(120) 사이에 내부오링(130)이 구비되고, 탱크(10)와 히터(20) 사이에 외부오링(140)이 구비됨으로써, 수밀성을 향상시킬 수 있다.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 알 수 있다.

10 : 탱크 11 : 히터결합부
12 : 유체삽입구 13 : 주입구
14 : 배출구
20 : 히터
100 : 본체 110 : 바디
120 : 커넥터커버 121 : 돌기
122 : 걸림홈 130 : 내부오링
140 : 외부오링
200 : NTC 소자 210 : NTC 터미널핀
220 : 소형오링
300 : 히트플레이트 310 : 외측판
320 : 내측판 330 : 링크
400 : 고정플레이트 410 : 안내홈
500 : PTC 소자 510 : PTC 터미널핀
600 : 탄성부 610 : 돌출편

Claims (10)

1. 유체가 수용되는 탱크(10); 및 상기 탱크(10)에 결합되어 유체의 온도를 조절하는 히터(20);를 포함하는 차량용 히터에 있어서,
   상기 히터(20)는
   상기 탱크(10)에 결합되는 본체(100);
   상기 본체(100)에 설치되어 탱크(10)에 수용된 유체의 온도를 감지하는 NTC 소자(200);
   상기 본체(100) 내부에 설치되어 서로 이격되도록 구비되는 한 쌍의 히트플레이트(300);
   상기 본체(100)에 설치되어 히트플레이트(300)에 연결되며, 탱크(10)에 수용된 유체의 온도를 조절하는 PTC 소자(500);
   상기 본체(100) 내부에 설치되어 상기 히트플레이트(300)와 PTC 소자(500)를 본체(100) 외측으로 탄성지지하는 탄성부(600);를 포함하여 구성되되,
   상기 히트플레이트(300)는
   한 쌍의 고정플레이트(400) 중 하나의 고정플레이트(400) 외측에 배치되는 외측판(310);
   한 쌍의 고정플레이트(400) 중 다른 하나의 고정플레이트(400) 내측에 배치되는 내측판(320); 및
   상기 외측판(310)과 내측판(320)을 연결하는 링크(330);를 포함하여 구성되되,
   상기 외측판(310), 내측판(320) 및 링크(330)로 구성된 히트플레이트(300)는 한 쌍이 서로 대칭되도록 구비 됨으로써, 하나의 히트플레이트(300) 외측판(310)과 다른 하나의 히트플레이트(300) 내측판(320) 사이에 고정플레이트(400)가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 탱크(10)는
   내부 공간과 외부를 연통하는 히터결합부(11);를 포함하여 구성되되,
   상기 히터(20)는
   상기 히터결합부(11)를 관통하여 결합됨으로써, 탱크(10) 외측으로 노출되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 탱크(10)와 히터(20)의 결합은
   스크류 체결, 초음파 융착, 열 융착 또는 레이져 융착에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 본체(100)는
   상기 히터결합부(11)와 접하는 부분에 밀착되는 외부오링(140);이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 본체(100)는
   상기 히터결합부(11)를 관통하여 탱크(10) 내부 공간으로 인입되는 바디(110); 및
   상기 바디(110) 상측에 결합되어 탱크(10) 외부로 노출되는 커넥터커버(120);를 포함하여 구성되되,
   상기 바디(110)와 커넥터커버(120)의 결합은
   스크류 체결, 초음파 융착, 열 융착, 레이져 융착, 상기 바디(110) 또는 커넥터커버(120) 중 선택된 하나의 구성에 형성된 걸림홈(122)에 나머지 하나의 구성에 형성된 돌기(121)가 걸림되도록 하는 결합 중 하나에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 바디(110)와 커넥터커버(120)가 접하는 부분에 밀착되는 내부오링(130);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
   
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 NTC 소자(200)는
   상기 커넥터커버(120)를 관통하여 결합됨으로써, 상기 바디(110)의 내부 공간과 커넥터커버(120) 외부를 연통하는 NTC 터미널핀(210);을 포함하여 구성되고,
   상기 PTC 소자(500)는
   상기 커넥터커버(120)를 관통하여 결합됨으로써, 상기 바디(110)의 내부 공간과 커넥터커버(120) 외부를 연결하는 PTC 터미널핀(510);을 포함하여 구성되되,
   상기 커넥터커버(120)와 NTC 터미널핀(210)이 접하는 부분 및 상기 커넥터커버(120)와 PTC 터미널핀(510)이 접하는 부분 중 선택된 하나 이상에 밀착되는 소형오링(220);이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
   
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정플레이트(400)는
   일측과 타측을 관통하는 안내홈(410)이 하나 이상 형성되되,
   상기 안내홈(410)은
   상기 PTC 소자(500)가 안내되어 수용되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성부(600)는
    한 쌍의 히트플레이트(300)를 각각 본체(100) 외측으로 탄성지지하도록 한 쌍으로 구성되되,
    한 쌍의 탄성부(600)는 서로 마주 보는 측면으로 돌출된 다수 개의 돌출편(610)이 형성됨으로써, 상기 돌출편(610)에 의해 한 쌍의 탄성부(600)는 서로 마주 보는 측면 반대 방향으로 탄성지지되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터.