KR20050094156A - 자동차용 전열히터 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 전열히터에 관한 것으로, 발열체를 외부로부터 전기적, 기계적으로 보호함과 동시에, 각 구성부품들간의 접촉성을 증대시켜 발열량 및 열전도성을 증대시키며, 또한 조립성 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전열히터는, 방열부재(10; 110)와; 상기 방열부재 사이에 소정의 간격을 두고 배치되는 것으로, 중공형 편평튜브(21; 121)의 내측에, 절연성 가이드판(22; 122), 전극판(23; 123), PTC소자(24; 124), 및 절연막(25; 125)을 삽입한 후 상기 편평튜브의 외측면을 압착함으로써 형성된 발열부재(20; 120)와; 상기 방열부재중 양쪽 최외측의 방열부재의 일측면을 지지고정하는 제1 및 제2 지지프레임(30, 40; 130, 140)과; 상기 제1 및 제2 지지프레임의 각 양단부와 상기 발열부재의 양단부를 지지고정하는 제1 및 제2 캡(60, 70; 160, 170)을 포함한다. 또한, 본 발명에 의한 전열히터는, 상기 발열부재의 전극판에 전원을 인가하도록 상기 발열부재에 연결되는 공통단자판(80; 180)과; 상기 공통단자판을 보호하는 커버(90; 190)를 포함한다.

Description

자동차용 전열히터 및 그 제조방법{Electric Heater for a car and Manufacture Method of the Same}

본 발명은 자동차용 전열히터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PTC소자를 포함하는 발열체를 외부로부터 전기적, 기계적으로 보호함으로써, 차량 주행중에 발생되는 진동에 의한 이탈, 전기적인 단락, 및 외부로부터의 불순물의 침입 등을 방지하도록 함과 동시에, 각 구성부품들간의 접촉성을 증대시켜 발열량 및 열전도성을 증대시키며, 또한 조립성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 전열히터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 공조장치는, 자동차의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 자동차의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다. 냉방시스템은 엔진의 동력을 전달받아 구동되는 압축기에 의하여 냉매를 압축하여 응축기로 보내고, 이 응축기에서 냉각팬의 강제송풍에 의하여 냉매를 응축시킨 다음, 이 냉매를 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 차례로 거치도록 하여 다시 압축기로 복귀시킨다. 이 과정에서, 공조케이스의 입구단에 설치되는 블로어 유니트(Blower Unit)의 송풍팬에 의해 송풍되는 공기와 증발기를 거치는 냉매를 열교환시켜, 송풍공기를 냉기상태로 차량 실내로 토출시킴으로써 차량 실내를 냉방한다.

한편, 난방시스템은 엔진의 냉각수를 히터 코어를 거쳐 엔진으로 복귀시키는 과정에서, 블로어 유니트의 송풍팬에 의해 송풍되는 공기와 히터 코어를 거치는 냉각수를 열교환시켜, 송풍공기를 온기상태로 차량 실내로 토출시킴으로써 차동차 실내를 난방한다.

특히, 상기 난방시스템은, 엔진이 가동된 후 엔진의 주위를 흐르는 냉각수가 충분히 가열된 상태에서 자동차 실내를 난방하는 것이나, 동절기에는 엔진과 냉각수가 영하의 온도로 냉각되어 있는 상태이므로, 엔진의 열이 일정온도 이상으로 상승되기 까지는 장시간이 소요됨으로써, 엔진 가동후 초기 난방의 효과를 기대할 수가 없다.

이에 따라 자동차의 초기난방을 위해, 온도상승에 따라 저항값이 증가하는 정온도특성을 갖는 PTC(Positive Temperature Coefficient)소자를 이용한 전열히터가 개발되어 왔다.

상기 PTC소자를 이용한 전열히터는, 공조장치의 케이스내에 설치된 통상의 히터코어 근방에 배치되어 공기를 직접 가열하므로, 엔진의 초기구동시부터 정상구동시까지 자동차 실내의 온도를 상승시킬 수 있다.

도 1은, 그 일례로서, 종래기술에 의한 자동차용 전열히터의 단면도를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전열히터는, 서로 대향하는 상·하부 프레임(501)(502) 사이에 일정한 길이를 갖는 코루게이트형(Corrugated) 방열핀(503)이 소정의 간격을 두고 복수개 배열되어 있고, 상기 방열핀(503) 사이에 발열체(504)들이 개재되어 있고, 상기 상·하부 프레임(501)(502)측에 각각 인접한 방열핀(503)의 외측에는 내방웹(505)이 배치되어 있으며, 상기 상부 프레임(501) 또는 하부 프레임(502)과 내방웹(505)사이에는 파형 스프링(506)이 장착된 구조로 되어 있다.

또한, 상기 발열체(504)는 상하로 이격된 금속띠편(504a)과, 이 금속띠편(504a) 사이에서 PTC소자(504b)를 고정하는 절연재인 고정부재(504c)로 이루어져 있다.

상기와 같이 적층된 구성요소들은 측면 프레임(507)에 의해 하나의 조립체로 고정되어 있다. 한편, 상기 금속띠편(504a)의 일단부에는 배선에 연결되기 위한 단자(508)가 연설되어 상기 측면 프레임(507)의 외측으로 소정 길이 돌출되어 있다. 미설명 부호 '509'는 내부의 방열핀(503)에 견고하게 고정된 지지띠를 표시한 것이다.

상기한 종래의 전열히터는 엔진의 초기구동시부터 엔진의 온도가 상승되기 까지 난방성능을 높일수는 있으나, 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 발열체(504)를 구성하는 금속띠편(504a)이 인접한 방열핀(503)과 전기적으로 절연되어 있지 않으므로, 외부로부터 다량의 전도성 액체 및 금속이 투입될 경우에 전기적인 단락이 발생하여 전기적인 사고 및 화재 발생을 유발하는 문제점이 있었다.

둘째, 상기 발열체(504)는 단순히 방열핀 사이에 개재된 상태로 외부에 노출되어 있기 때문에, 차체의 심한 진동 등에 의해 파손되거나 이탈되는 문제점이 있었다.

셋째, 상기 상·하부 프레임(501)(502)은 파형 스프링(506)과 방열핀(503)을 가압한 상태에서 측면 프레임(507)에 의해서만 고정되어 있기 때문에, 측면 프레임(507)은 과도한 압력을 받게 되고, 상대적으로 전열히터 중앙부에 가해지는 외력은 줄어들어, 발열체(504)를 구성하는 금속띠편(504a)과 방열핀(503)이 잘 밀착되지 않아 열전도성이 저하되는 문제점이 있었다.

넷째, 상기 금속띠편(504a) 사이에 설치된 고정띠(504c)는 절연체로 되어 있으므로, 전기가 통하지 않을 뿐만 아니라 열전달도 방해받고, 또한 PTC소자(504b)는 열전달이 잘 안되는 반도체 세라믹소재로 되어 있기 때문에, 전원의 용량조절을 위해 각 방열핀사이에 복수개 설치된 발열체(504)중 일부의 발열체(504)에만 통전시켰을 경우에 통전되지 않은 발열체의 PTC소자는 단열체로 작용함으로써, 열전달이 전체적으로 확산되지 않고 국부적으로 발생하는 문제점이 있었다.

다섯째, 상기 방열핀(503)의 외측을 가압하기 위해 파형 스프링(506)을 상기 상·하부 프레임(501)(502)과 상기 방열핀(503)의 외측사이에 설치하였으나, 상기 파형 스프링(506)의 형상적인 특성으로 인해 방열핀(503)의 임의의 지점에 과도한 힘이 전달되어 방열핀(503)이 좌굴(挫屈, Buckling)되는 것을 방지하기 위하여, 별도의 내방웹(505)을 설치해야만 함으로써, 부품수가 증가되어 조립 작업효율 및 생산성이 떨어진다는 문제점도 있었다.

여섯째, 상기 발열체(504)에 전기공급을 위하여 자동차의 전원장치에 접속된 배선의 일단부를 상기 단자(508)에 연결함에 있어서, 상기 배선을 어느 정도 꺽은 상태에서 상기 단자(508)에 직립되게 연결해야 하므로, 그 연결작업이 번거로운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 방열핀사이에 설치되는 발열체를 전기적, 기계적으로 보호함으로써, 외력에 의해 파손 및이탈되는 것을 방지함과 동시에, 외부로부터 투입되는 다량의 전도성 액체 및 금속으로 인해 발생되는 전기적인 단락에 의한 사고 및 화재 발생을 방지하여 안전성을 향상시키도록 하고, 발열체들의 구성부품간의 접촉이 항시 밀착되도록 하여 발열체들의 발열량의 증대와 함께 열전달성을 향상시키도록 하며, 또한 배선을 용이하게 연결할 수 있도록 하여, 전체적으로 부품수를 감소시켜 조립성 및 생산성을 향상시키도록 한 자동차용 전열히터를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터는, 방열핀과, 상기 방열핀을 감싸도록 형성된 방열핀 지지플레이트를 일체로 브레이징 접합함으로써 형성된 방열부재와;

상기 방열부재 사이에 소정의 간격을 두고 배치되는 것으로, 중공형 편평튜브의 내측에, 일정한 간격을 두고 형성된 관통홀을 갖는 가이드판, 상기 가이드판의 일측면과 접촉되는 전극판, 상기 가이드판의 관통홀에 각각 삽입되어 상기 전극판의 일측면과 접촉됨으로써 전원공급에 의해 발열되는 복수개의 PTC소자, 및 상기 전극판의 타측면과 접촉되는 절연막을 삽입한 후, 상기 편평튜브의 각 외측면을 압착함으로써 형성된 발열부재와;

상기 방열부재중 양쪽 최외측의 방열부재의 일측면에 대향되게 배치되어 상기 방열부재와 발열부재를 지지하여 고정하는 제1 및 제2 지지프레임과;

상기 제1 및 제2 지지프레임의 각 양단부와 상기 발열부재의 양단부를 지지하여 고정하는 제1 및 제2 캡;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 제1 지지프레임과 상기 최외측 방열부재 및, 상기 제2 지지프레임과 상기 최외측 방열부재 사이에는, 열차단부재가 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 가이드판의 일측면에는, 상기 전극판의 일측면을 길이방향으로 수납하여 고정시키도록 상기 가이드판의 길이방향을 따라 수납부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 가이드판의 수납부에는, 상기 전극판의 하단부에 형성된 끼움홈에 끼워지기 위한 끼움부가 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 가이드판의 수납부 하측에는, 상기 전극판에 접촉되는 상기 절연막의 하단부를 지지하도록 소정 두께를 갖는 지지턱이 돌출형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 제2 캡의 상측에는, 제1 배선과 연결되는 전극판이 내부에 수납된 편평튜브의 일측단부가 삽입되는 튜브삽입부 및, 상기 제1 배선과 다른 극성을 갖는 제2 배선을 연결하기 위한 배선연결부를 구비하는 도전성 공통단자판이 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 튜브삽입부는, 상기 편평튜브의 일측단부가 삽입되는 삽입공 및, 상기 삽입공의 양측부에 서로 대향하는 방향으로 돌출형성되어 상기 편평튜브의 외측면을 가압하는 가압편을 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 제1 배선과 제2 배선은, 상기 공통단자판의 튜브삽입부를 통과한 편평튜브내의 전극판의 상단부와, 상기 공통단자판의 배선연결부에, 편평튜브의 길이방향과 나란한 방향으로 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 제1 배선과 제2 배선은, 상기 공통단자판의 튜브삽입부를 통과한 편평튜브내의 전극판의 상단부와, 상기 공통단자판의 배선연결부에, 편평튜브의 길이방향과 수직한 방향으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 배선연결부는, 상기 공통단자판의 튜브삽입부의 일단부로부터 직각으로 절곡되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 전극판의 상단부에는, 상기 편평튜브의 길이방향과 수직한 방향으로 형성된 배선연결부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 배선연결부는, 상기 공통단자판의 튜브삽입부의 일면으로부터 상기 편평튜브의 길이방향으로 돌출연장되어 직각으로 절곡된 절곡부와, 상기 절곡부에 면접촉되도록 결합되는 결합부와, 상기 제2 배선을 삽입하기 위해 상기 결합부의 상단에 편평튜브의 길이방향과 수직한 방향으로 일체로 형성된 삽입공간부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 공통단자판의 상측에는, 상기 공통단자판을 보호하는 커버가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터에 있어서, 상기 제1 배선은, 양극배선이고, 상기 제2 배선은, 음극배선인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 자동차용 전열히터의 제조방법은, 방열핀과, 상기 방열핀을 감싸도록 방열핀 지지플레이트를 배치한 후 브레이징 접합함으로써 방열부재를 형성하는 단계와;

상기 방열부재 사이에 소정의 간격을 두고 배치하되, 편평튜브의 내측에, 일정한 간격을 두고 형성된 관통홀을 갖는 가이드판, 상기 가이드판의 일측면과 접촉되는 전극판, 상기 가이드판의 관통홀에 삽입되어 상기 전극판의 일측면과 접촉됨으로써 전원공급에 의해 발열되는 PTC소자, 및 상기 전극판의 타측면과 접촉되는 절연막을 삽입한 후, 상기 편평튜브의 외측면을 압착함으로써 발열부재를 형성하는 단계와;

상기 방열부재중 양쪽 최외측의 방열부재의 일측면에 제1 및 제2 지지프레임을 설치하여 상기 발열부재와 방열부재를 접합하는 단계와;

상기 제1 및 제2 지지프레임의 각 양단부와 상기 발열부재의 양단부를 지지하여 고정하도록 절연성 제1 및 제2 캡을 설치하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터의 제조방법에 있어서, 상기 발열부재와 방열부재를 접합하는 단계는, 상기 제1 및 제2 지지프레임의 외측면에 일정한 압력을 가함으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터의 제조방법에 있어서, 상기 발열부재와 방열부재를 접합하는 단계는, 상기 발열부재의 외측면에 접착제를 도포함으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터의 제조방법에 있어서, 상기 발열부재와 방열부재를 접합하는 단계는, 상기 접착제를 소정온도에서 소정시간동안 가열처리하여 경화시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터의 제조방법에 있어서, 상기 발열부재와 방열부재를 접합하는 단계는, 상기 접착제를 소정시간동안 자연경화시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터의 제조방법에 있어서, 상기 발열부재와 방열부재를 접합하는 단계는, 외부로부터 전원을 인가하여 PTC소자로부터 발열되는 열에 의해 상기 접착제를 경화시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 전열히터의 제조방법에 있어서, 상기 제1 지지프레임과 상기 최외측 방열부재 및, 상기 제2 지지프레임과 상기 최외측 방열부재 사이에 열차단부재를 각각 배치하여 조립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 자동차용 전열히터의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

〈제1 실시예〉

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 전열히터의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 전열히터의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 전열히터에 설치되는 발열체의 구성도이며, 도 5는 도 4에서의 발열부재의 조립상태를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 의한 전열히터는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 복수개의 방열핀(11)과, 상기 복수개의 방열핀(11)을 각각 감싸는 복수개의 방열핀 지지플레이트(12)로 이루어지는 복수개의 방열부재(10)와; 상기 복수개의 방열부재(10) 사이에 소정의 간격을 두고 배치되어 외부전원 공급에 의해 발열되는 복수개의 발열부재(20)와; 상기 복수개의 방열부재(10)와 상기 복수개의 발열부재(20)를 지지하여 밀착시키도록 상기 복수개의 방열부재(10)중 양쪽 최외측의 방열부재(10)의 일측면에 각각 대향되게 설치되는 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)과; 상기 복수개의 방열부재(10), 복수개의 발열부재(20) 및 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)의 양단을 각각 지지고정하는 제1 및 제2 캡(60)(70)으로 구성되어 있다.

상기 방열부재(10)를 구성하는 방열핀(11)은, 열전달이 용이하도록 알루미늄 박판재에 의해 형성된 코루게이트형 구조로 이루어져 있고, 상기 방열핀 지지플레이트(12)는, 상기 방열핀(11)이 외부로 돌출되어 빠지는 것을 방지함과 함께 방열핀(11)을 정렬하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 각 끝단이 상기 방열핀(11)의 상단면 위로 절곡되어 있다. 이와같은 구조를 갖는 상기 방열부재는, 가조립된 후 지그(Jig)에 의해 지지된 상태에서 노(爐)내에서 일체형으로서 브레이징(Brazing)접합됨으로써 서로 견고하게 결합된다. 단, 상기 방열부재(1) 사이에 상기 발열부재(20)가 배치될 위치에 브레이징되지 않는 재질로 된 소정 두께의 더미 플레이트(Dummy Plate)를 임시적으로 삽입한 후 브레이징접합을 한다. 브레이징접합 공정이 완료되면, 상기 더미 플레이트를 제거하고 그 위치에 상기 발열부재(20)를 삽입한다.

이와같이, 방열부재(20)는 방열핀(11)과 방열핀 지지플레이트(12)와의 브레이징접합에 의해 일체로 결합되므로, 대량생산이 가능함은 물론, 방열핀(11)과 발열부재(20) 사이의 들뜸현상 등으로 인한 열전달 손실을 줄일 수가 있다.

또한, 상기 방열부재(10)는, 상기 방열핀(11)과 방열핀 지지플레이트(12)를 통상의 접착제에 의해 접합하여 하나의 단위부품으로 제조될 수 있고, 이 단위부품인 방열부재를 적층하여 발열부재와 결합할 수도 있다.

더욱이, 본 발명에서는, 상기 방열부재(10)와 발열부재(20)를 각각 대량 제조한 후, 이를 간편하게 조립할 수 있으므로, '부품 모듈화'를 통한 제조공정의 단순화 및 효율성을 제고할 수가 있다.

상기 발열부재(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 내부공간을 갖는 사각형의 금속제 편평튜브(21)와, 상기 편평튜브(21)의 내부공간에 삽입되는 발열체(H1)로 구성되어 있다. 상기 편평튜브(21)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 방열부재(10)의 양단으로부터 약간 돌출되게 배치되도록, 상기 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)의 길이와 거의 같고 상기 방열핀(20)의 길이보다 길게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 발열체(H1)는, 도 4 및 도 5에 상세히 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 두고 형성된 복수개의 관통홀(22a)을 갖는 절연성 가이드판(22)과, 상기 가이드판(22)의 일측면에 배치되는 전극판(23)과, 상기 가이드판(22)의 측면두께보다 두꺼운 두께를 갖고, 일측면은 상기 편평튜브(21)의 일내측면에 접촉되고 타측면은 상기 전극판(23)의 일측면에 접촉되도록 상기 가이드판(22)의 복수개의 관통홀(22a)에 각각 삽입되는 복수개의 PTC소자(24)와, 상기 전극판(23)의 타측면과 상기 상기 편평튜브(21)의 타내측면 사이에 배치되는 절연막(25)으로 이루어져 있다.

상기 가이드판(22)의 일측면은, 상기 전극판(23)의 일측면을 길이방향으로 수납하기 위해 상기 가이드판(22)의 길이방향으로 길게 형성된 요(凹)형상의 수납부(22b)를 구비하는 'ㄷ' 자 형상의 구조로 이루어져 있다. 상기 수납부(22b)의 폭(W1)는 상기 전극판(23)의 폭(W2)과 거의 동일하다.

상기 전극판(23)은 알루미늄과 같은 도전성 금속으로 제조된 납작한 직사각형 판체로서, 상기 수납부(22b)내에 수납시 그 수납부(22b)로부터 돌출되는 정도의 두께를 갖는다. 상기 전극판(23)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 편평튜브(21)의 길이보다 길게 형성되어 그 일단부가 상기 편평튜브(21)의 내부공간으로부터 돌출되도록 상기 편평튜브(21) 내부에 삽입되어 있다. 상기 전극판(23)은, 후술하는 바와 같이, 자동차의 전원장치의 양극단자에 접속되는 배선을 연결함으로써 양극단자로서 작용을 하도록 하고, 상기 전극판(23)을 제외한 구성부품(10, 21, 22, 24, 25)은 모두 음극단자로서 작용하도록 함으로써, 종래기술에서 사용되던 별도의 음극성을 갖는 전극판이 필요없게 된다.

상기 PTC소자(24)는 공지의 반도체 세라믹소자로서, 도 4에는 사각형의 형상으로 도시되어 있으나, 굳이 이러한 형상에 한정되지는 않는다. 물론, 상기 PTC소자(24)의 형상에 따라 상기 가이드판(22)의 관통홀(22a)의 형상도 변경될 수가 있다.

또한, 상기 절연막(25)은 전기적인 절연성과 양호한 열전달성을 갖는 수지로 제조되므로, 인접한 전극판(23)과 편평튜브(21)와의 접촉에 의한 회로단락의 위험성이 없을 뿐만 아니라, 상기 PTC소자(24)에 의해 발생된 열이 상기 편평튜브(21)를 통하여 방열핀(11)측으로 양호하게 전달될 수가 있다.

이와같이 상기 편평튜브(21)내에 설치된 상기 발열체(H1)는, 상기 편평튜브(21)의 양쪽 외측면을 가압처리하여 압착시킴으로써, 상기 편평튜브(21) 내부에서 유동되는 일이 없이 정위치에서 면접촉되는 상태로 조립고정된다. 상기 발열체(H1)의 구성부품들은 상기 편평튜브(21)의 가압처리에 의해 서로 밀착됨에 따라, 발열체(H1)로부터의 발열량이 증대되고, 또한 발열체(H1)에서 상기 편평튜브(21)로의 열전달성이 증대됨은 물론, 인접한 방열핀(11)과의 열간접촉력이 향상될 수가 있다.

더욱이, 상기한 종래의 전열히터는, 발열체가 외부로 노출되어 있어 외력에 의해 손상되거나, 외부로부터 이물질이 침입되어 전기적인 사고가 발생되는 문제점이 있으나, 본 발명에서는, 발열체(H1)가 사각형의 편평튜브(21) 내부공간에 설치되어 외부와 밀폐되어 있으므로, 외부로부터의 어떠한 충격이나 이물질의 침입을 방지할 수 있어 안전성에 대한 신뢰성이 높아지게 된다.

상기와 같이 복수개의 방열부재(10)와 복수개의 발열부재(20)를 조립한 후, 상기 발열부재(20)와 방열부재(10)는 상기 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)에 의해 지지되는 상태로 견고하게 조립된다.

상기 제1 및 제2 지지프레임(30)(40) 사이에 지지된 상기 방열부재(10)와 발열부재(20)는, 상기 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)의 외측면에 일정한 압력을 가함으로써 서로 밀착되도록 접합될 수 있고, 또는 상기 발열부재(20)의 외측면에 도포된 접착제에 의해서 보다 긴밀하게 접합될 수 있다.

후자의 경우에 있어서는, 상기 접착제를 소정온도에서 소정시간동안, 예컨대, 150℃에서 1시간 동안 열처리하여 경화시키거나, 또는 소정시간동안 자연경화시키거나, 또는 PTC소자(24)로부터 발열되는 열에 의해 경화시키는 것이 바람직하다.

이러한 방법에 의해, 본 발명은 종래의 전열히터와 같이 방열핀과 발열체간의 열간접촉력을 증대시키기 위해 사용되는 파형 스프링과, 이러한 파형 스프링으로 인해 발생되는 방열핀의 좌굴현상 방지용의 내방웹 같은 구성부품들을 필요로 하지 않으므로, 부품수를 절감하여 조립성 및 생산성을 향상시킬 수가 있다.

상기 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)은 상기 방열부재(10)와 발열부재(20)를 외부로부터 보호하기 위해 금속재질로 형성되어 있다. 그러나, 이 경우, 상기 발열부재(20)에 전원공급시, 발열부재(20)로부터 방열부재(10)측으로 방열된 열이 상기 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)으로 전달됨에 따라 열손실이 발생될 뿐만 아니라, 상기한 전열히터를 수납하는 플라스틱제 케이스(미도시)의 변형을 초래할 수도 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해, 상기 제1 지지프레임(30)과 최외측 방열핀 지지플레이트(22) 사이와, 상기 제2 지지프레임(40)과 최외측 방열핀 지지플레이트(22) 사이에는 열차단부재(50a)(50b)가 각각 설치된다. 상기 열차단부재(50a)(50b)는, 통상의 접착수단에 의해 상기 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)의 각 내측면에 견고하게 부착된다.

상술한 바와 같이 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)에 의해 조립된 복수개의 발열부재(20)와 복수개의 방열부재(40)는, 도 3에 상세히 도시된 바와 같이, 상하방향으로 대향하는 제1 캡(60)과 제2 캡(70)에 의해 지지고정된다.

상기 제1 캡(60)에는, 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)의 하단부가 각각 삽입되어 조립되도록 양단부에 제1 홈(61)(62)이 각각 형성되어 있다. 이와 함께, 상기 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)의 외측면 각 하단부는, 상기 제1 홈(61)(62)에 각각 삽입되어 그 제1 홈(61)(62)의 외측벽에 형성된 체결공(61a)(62a)을 통하여 체결되는 나사 등의 체결수단에 의해 착탈가능하게 체결되도록, 상기 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)의 길이방향으로부터 'ㄱ'자 형상으로 절결되어 있고, 그 절결된 부위에 상기 체결공(61a)(62a)에 대응하는 체결공(30a)(40a)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1 캡(60)의 양단에 형성된 상기 제1 홈(61)(62) 사이에는, 상기 복수개의 발열부재(20)의 하단부가 각각 삽입되도록 복수개의 제2 홈(63)(64)(65)이 소정의 간격을 두고 형성되어 있다.

더욱이, 상기 제2 캡(70)은, 상기 복수개의 방열부재(10)의 상단부를 지지하는 상태에서 상기 복수개의 발열부재(20)와 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)의 각 상단부를 수용하기 위한 수용부를 갖는 사각형 관체(71)와, 상기 관체(71)의 상부에 일체로 형성되어 상기 관체(71)의 수용부로 수용된 상기 복수개의 발열부재(20)의 상단부가 각각 통과되도록 복수개의 사각형 개구(73)가 소정의 간격을 두고 형성된 판체(72)로 구성되어 있다. 상기 판체(72)는, 상기 관체(71)의 양측벽으로부터 돌출되도록 상기 관체(71)의 길이보다 길게 형성되어 있고, 그 양단부에는 체결공(72a)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)의 각 외측면 상단부는, 상기 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)의 각 외측면 하단부의 구조와 마찬가지의 형상으로 되어 있으므로, 상기 제2 캡(70)를 구성하는 관체(71)의 양측벽에 각각 형성된 체결공(미도시)을 통하여 나사 등의 체결수단으로 착탈가능하게 체결된다.

이러한 구조를 갖는 상기 제1 및 제2 캡(60)(70)은, 상기 방열부재(10) 및 발열부재(20)와 전기적 절연상태로 되도록 절연성 재질로 형성되어 있다.

더욱이, 상기 제2 캡(70)의 상측에는, 상기 제2 캡(70)에 형성된 복수개의 개구(71)를 통과하여 돌출된 상기 복수개의 발열부재(20)를 각각 연결고정하여 전원연결이 이루어지도록, 도전성이 우수한 금속제의 공통단자판(80)이 배치되어 있다.

상기 공통단자판(80)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 'ㄴ' 자 형상의 구조로서, 상기 제2 캡(70)에 형성된 복수개의 개구(73)를 통과하여 돌출된 상기 복수개의 발열부재(20), 특히 편평튜브(21)의 상단부가 각각 삽입되어 연결되도록 복수개의 삽입공(81a)을 갖는 일자형의 튜브삽입부(81)와, 후술하는 바와 같이 편평튜브(21)내의 전극판(23)에 연결되는 제1 배선(미도시)과 다른 극성을 갖는 제2 배선(미도시)이 연결되도록, 상기 튜브삽입부(81)의 일단부로부터 상향 절곡되어 홀(Hole, 82a)이 형성된 배선연결부(82)로 구성되어 있다.

상기 튜브삽입부(81)에 형성된 복수개의 삽입공(81a)의 양측부에는, 상기 삽입공(81a)을 통하여 각각 삽입된 편평튜브(21)의 외측면을 가압하여 고정하도록 서로 대향하는 방향으로 경사지게 돌출된 한쌍의 가압편(81b, 81c)이 구비되어 있다. 상기 제1 배선은, 상기한 구조를 갖는 튜브삽입부(81)의 삽입공(81a)을 통하여 삽입된 편평튜브(21) 내부의 전극판(23)의 단부에 상기 편평튜브(21)의 길이방향과 나란한 방향으로 연결된다.

특히, 본 발명에서는, 상기한 공통단자판(80)을 외부로부터 보호하기 위해, 커버(Cover, 90)가 상기 공통단자판(80)을 사이에 두고 상기 제2 캡(70)과 착탈가능하게 볼트 등의 체결수단에 의해 결합된다. 상기 커버(90)는, 상기 공통단자판(80)을 수용하기 위한 내부공간을 갖는 관체(91)와, 상기 공통단자판(80)에 대향하여 상기 관체(91)의 하부 테두리에 일체로 형성되어 있되, 상기 관체(91)의 양측벽으로부터 돌출되어 그 돌출된 부위에 체결공(92a)을 갖는 결합부(92)로 구성되어 있다. 더욱이, 상기 관체(91)의 상면에는, 상기 공통단자판(80)에 연결된 편평튜브(21)의 전극판(23)에 일직선상으로 연결되도록 자동차 전원장치의 양극단자에 접속되는 제1 배선이 통과되기 위한 복수개의 제1 통공(93)과, 또한 상기 공통단자판(80)의 배선연결부(82)의 홀(82a)에 일직선상으로 연결되도록 자동차 전원장치의 음극단자에 접속되는 제2 배선이 통과되기 위한 제2 통공(94)이 형성되어 있다.

이와같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 상기 방열부재(10)와 발열부재(20)를 상기 제1 및 제2 지지프레임(30)(40)과 상기 제1 및 제2 캡(60)(70)에 의해 착탈가능하게 견고히 고정할 수 있으므로, 상기 방열부재(10)와 발열부재(20)가 자동차 주행중에 발생되는 진동에 의해 쉽게 이탈되는 것을 방지할 수가 있고, 또한 전열히터의 조립 및 분해가 용이함은 물론, 방열부재(10)와 발열부재(20)의 구성부품간의 접촉성도 증대시킬 수가 있다.

이러한 전열히터는, 상기 공통단자판(80)에 연결된 편평튜브(21) 내부의 전극판(23)과 상기 공통단자판(80)의 배선연결부(82)에 각각 연결된 제1 배선(즉, 양극배선)과 제2 배선(즉, 음극배선)을 통해 전원이 인가되면, 상기 전극판(23)에 밀착되어 있는 복수개의 PTC소자(24)에서 발열이 시작된다. 그 후, 상기 복수개의 PTC소자(24)에서 발생된 열은 상기 전극판(23)을 통해 확산되어 상기 편평튜브(21)로 전달되고, 그 편평튜브(21)로 전달된 열이 편평튜브(21)와 접합된 방열핀(11)을 거쳐 외부로 확산되면서 공기를 가열하게 된다.

본 발명에서 사용된 상기 발열체(H1)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개(도면에서는 편의상 3개 도시)로 설치할 수 있는데, 그 갯수는 자동차의 난방용량 및 성능을 고려하여 결정된다. 필요에 따라, 상기 방열핀(11)과 상기 발열체(H)를 내장한 편평튜브(21)를 교대로 설치할 수도 있다.

상기 복수개의 발열체(H1)는 전기적으로 평행하게 연결되어, 차량에 구비된 릴레이(Relay) 스위치를 통하여 통전되며, 상기 릴레이 스위치는 제어유니트에 의해 독립적으로 개폐가 제어된다.

한편, 이와같이 복수개의 발열체(H1)가 설치된 전열히터를 자동차에 장착할 때, 차량의 발전기 및 배터리의 용량이 제한되는 문제로 인하여 그 전열히터의 용량을 제한해야만 하는 상황이 발생할 수도 있다.

예를들면, 복수개의 편평튜브(21)중 일부의 편평튜브(21)내에 설치된 발열체 (H1)만을 가열할 경우가 있다.

상기와 같이 일부의 발열체(H1)만 가열하더라도, 본 발명에 따른 전열히터에 의하면, 방열핀(11)과 편평튜브(21)가 접합에 의해 열적으로 통해 있으므로, 상기 발열체(H)에 의해 발생된 열이 내장된 편평튜브(21)와 인접한 방열핀(11)을 거쳐 다른쪽의 편평튜브측으로 열이 전달되면서 히터의 전부분으로 확산됨으로써, 종래의 전열히터에 비하여 열전달 효율이 높아지게 된다.

〈제2 실시예〉

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 전열히터의 정면도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 전열히터의 분해사시도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 전열히터에 설치되는 발열체의 구성도이고, 도 9는 도 8에서의 'A' 부분의 확대 사시도이고, 도 10은 도 8에서의 'B' 부분의 확대 사시도이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 의한 전열히터의 하단부의 조립상태를 나타낸 단면도이며, 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 의한 전열히터의 상단부의 조립상태를 나타낸 구성도이다.

본 발명의 제2 실시예에 의한 전열히터는, 상기 발열부재에 전원을 인가하기 위한 제1 배선 및 제2 배선을 각각 발열부재의 길이방향과 수직한 방향으로 연결하도록 발열부재와 공통단자판의 구조를 변경한 것을 제외하고는 상술한 제1 실시예와 동일하거나 대등한 구성 및 작용을 가지므로, 이하에서는 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에 의한 전열히터는, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상술한 제1 실시예와 마찬가지로, 복수개의 방열핀(111)과 각 방열핀(111)을 감싸는 방열핀 지지플레이트(122)를 일체로 브레이징접합하여 형성한 복수개의 방열부재(110)와; 상기 복수개의 방열부재(110) 사이에 소정의 간격을 두고 배치되는 것으로, 복수개의 사각형 편평튜브(121)의 각 내측에 발열체(H2)를 삽입하여 각 편평튜브(121) 외측면을 압착하여 형성한 복수개의 발열부재(120)와; 상기 복수개의 방열부재(110)와 복수개의 발열부재(120)를 지지하여 밀착시키도록 최외측의 방열부재(110)의 일측면에 서로 대향하여 배치된 제1 및 제2 지지프레임(130)(140)과; 상기 복수개의 방열부재(110), 복수개의 발열부재(120) 와 제1 및 제2 지지프레임(130)(140)의 각 양단부를 지지고정하는 제1 및 제2 캡(160)(170)으로 구성되어 있다.

상기 발열체(H2)는, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 두고 형성된 복수개의 관통홀(122a)을 갖는 절연성 가이드판(122)과, 상기 가이드판(122)의 일측면에 배치되는 도전성 전극판(123)과, 상기 가이드판(122)의 복수개의 관통홀(122a)에 각각 삽입되어 상기 전극판(123)의 일측면과 접촉되는 복수개의 PTC소자(124)와, 상기 전극판(123)의 타측면에 배치되는 절연막(125)으로 이루어져 있다.

다만, 본 제2 실시예에 의한 상기 전극판(123)은, 그 일단부에 발열부재(120) 또는 편평튜브(121)의 길이방향과 수직한 방향으로 제1 배선을 연결하기 위한 제1 배선연결부(126)가 결합되어 있다는 점에서 상기 제1 실시예에 의한 전극판(23)의 구조와 다르다.

상기 제1 배선연결부(126)는, 도 9에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 전극판(123)의 상단부에 형성된 체결공(123a)에 볼트 등의 체결수단에 의해 결합되도록, 상기 체결공(123a)이 형성된 전극판(123)의 일측면에 면접촉되는 상태로 결합되는 제1 결합부(126a)와, 제1 배선을 삽입하도록 상기 제1 결합부(126a)의 단부에 상기 편평튜브(121)의 길이방향과 수직한 방향으로 둥글게 말린형상으로 형성된 제1 삽입공간부(126b)로 구성되어 있다. 상기 제1 결합부(126a)의 양측면에는, 상기 제1 배선연결부(126)를 상기 전극판(123)에 결합시 유동성없이 견고하게 결합되도록 지지편(126c)(126d)이 형성되어 있다. 미설명부호 '126e'는, 상기 전극판(123)에 형성된 체결공(123a)에 대응하는 체결공이다.

상기 가이드판(122)의 일측면에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 전극판(123)의 일측면을 길이방향으로 수납하여 고정시키도록 가이드판(122)의 길이방향으로 길게 형성된 요(凹)형상의 수납부(122b)와, 상기 수납부(122b)의 일단부에 돌출 형성되어 상기 전극판(123)의 타단부에 형성된 끼움홈(123b)에 끼워지기 위한 끼움부(122c)를 구비한다. 또한, 상기 끼움부(122c)가 형성된 가이드판(122)의 하단부에는, 상기 전극판(123)에 접촉되는 상기 절연막(25)의 하단부를 지지하도록, 소정 두께를 갖는 지지턱(122d)이 횡방향으로 돌출형성되어 있다. 상기 수납부(122b)의 폭(W1)은, 상기 전극판(123)의 폭(W2)과 거의 동일하다.

이러한 구조의 가이드판(122)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 편평튜브(121)의 길이보다 길고, 상기 가이드판(122)의 지지턱(122d)이 상기 편평튜브(121)의 상단부로부터 돌출되는 상태로 상기 편평튜브(121) 내부에 삽입되어 있다.

상기 전극판(123)은, 상기 제1 실시예에 의한 전극판(23)과 마찬가지로, 상기 편평튜브(121)의 길이보다 길게 형성되어 그 일단부가 상기 편평튜브(121)의 내부공간으로부터 돌출되도록 상기 편평튜브(121) 내부에 삽입되어 있다. 이에 따라 상기 전극판(123)의 상단부에 결합된 제1 배선연결부(126)가 상기 편평튜브(121)로부터 노출된 상태로 있게 된다.

이에 의해 상기 전극판(123)은, 상기 제1 실시예와 관련하여 설명한 바와 같이, 그 상단부에 결합된 제1 배선연결부(126)의 제1 삽입부(126b)에, 자동차의 전원장치의 양극에 접속되는 제1 배선을 연결함으로써 양극단자로서 작용을 하도록 하고, 상기 전극판(123)을 제외한 구성부품은 모두 음극단자로서 작용하도록 함으로써, 종래기술에서 사용되던 별도의 음극성을 갖는 전극판이 필요없게 된다.

마찬가지로, 상기 편평튜브(121)내에 설치된 상기 발열체(H2)는, 상기 편평튜브(121)의 양쪽 외측면을 가압처리하여 압착시킴으로써 서로 밀착고정되므로, 발열체(H2)로부터의 발열량이 증대되고, 또한 발열체(H2)에서 상기 편평튜브(121)로의 열전달성이 증대됨은 물론, 인접한 방열핀(111)과의 열간접촉력을 향상시킬 수 있고, 또한 외부로부터의 어떠한 충격이나 이물질의 침입을 방지할 수 있어 안전성에 대한 신뢰성이 높아지게 된다.

상기한 복수개의 방열부재(110)중 최외측의 방열부재의 양측면에 서로 대향하도록 설치되는 제1 및 제2 지지프레임(130)(140)는, 그 각 양측면에 길이방향으로 가이드홈(130a)(130b)(140a)(140b)이 길게 형성된 'I' 자형의 구조로 되어 있다. 미설명 부호 '150a'와 '150b'는, 열차단부재이다.

한편, 상기 제1 캡(160)에는, 상기 제1 및 제2 지지프레임(130)(140)의 각 하단부가 각각 삽입되어 조립되도록, 양측벽에 상기 제1 및 제2 지지프레임(130)(140)의 각 하단부의 가이드홈(130a)(130b)(140a)(140b)에 결합되는 한쌍의 제1 가이드부(161a)(161b)(162a)(162b)가 대향하여 돌출 형성된 제1 홈(161)(162)이 각각 형성되어 있다. 이와 함께, 상기 제1 캡(160)의 양측에 각각 형성된 제1 홈(161)(162) 사이에는, 상기 복수개의 편평튜브(121)의 각 하단부가 삽입되도록 복수개의 제2 홈(163)(164)(165)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제2 홈(163)(164)(165)의 각 하단부에는, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 복수개의 편평튜브(121)의 하단부를 유동없이 확실하게 고정할 수 있도록, 상기 편평튜브(121)의 하단부로부터 돌출된 상기 가이드판(122)의 지지턱(122d)이 삽입되기 위한 복수개의 제3 홈(163a)(164a)(165a)이 형성되어 있다. 상기 제3 홈(163a)(164a)(165a)은 상기 제2 홈(163)(164)(165)의 폭보다 좁게 형성되어 있다.

상기 제1 캡(160)의 제1 가이드부(161a)(161b)(162a)(162b)를 따라 제1 홈(161)(162)에 끼워진 상기 제1 및 제2 지지프레임(130)(140)의 하단부는, 상기 제1 및 제2 지지프레임(130)(140)의 하단부에 형성된 체결공(130c)(140c)과 상기 제1 가이드부(161a)(161b)(162a)(162b)중 최외측 가이드부(161a)(162a)에 형성된 체결공(161c)(162c)을 통하여 나사 등의 체결수단을 체결함으로써 고정된다.

더욱이, 상기 제2 캡(170)은, 상기 제1 및 제2 지지프레임(130)(140)의 상단부와 상기 복수개의 발열부재(120)를 고정하도록, 상기 제1 캡(160)의 구조와 마찬가지로, 양측벽에 상기 제1 및 제2 지지프레임(130)(140)의 각 상단부의 가이드홈(130a)(130b)(140a)(140b)에 결합되는 한쌍의 제2 가이드부(171a)(172a) (172b)가 대향하여 돌출 형성된 제1 홈(171)(172)과, 상기 제1 홈(171)(172) 사이에 복수개의 통공(173)이 소정의 간격을 두고 형성된 구조를 갖는 돌출부(171)와, 상기 돌출부(171)에 일체로 형성되어 상기 복수개의 발열부재(120)의 상단부가 각각 통과되도록 상기 복수개의 통공(173)과 연통되는 복수개의 개구(174)를 갖는 판체(175)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2 지지프레임(130)(140)의 각 상단부는, 상기 제1 및 제2 지지프레임(130)(140)의 각 하단부의 고정구조와 마찬가지로, 그 상단부에 형성된 체결공(130c)(140c)과, 상기 제2 캡(170)를 구성하는 돌출부(171)의 최외측 가이드부(171a)(172a)에 각각 형성된 체결공(미도시)을 통하여, 나사 등의 체결수단을 체결함으로써 상기 돌출부(171)에 착탈가능하게 고정된다.

더욱이, 상기 제2 캡(170)의 판체(175) 상면에는, 도 12에 상세히 도시된 바와 같이, 후술하는 바와 같은 구조를 갖는 커버(190)를 향하여 돌출된 지지판(176)이 형성되어 있고, 상기 지지판(176)의 일면 중앙부에는 제1 배선이 삽입되는 제1 삽입홈(177)이 형성되어 있으며, 상기 제1 삽입홈(177)의 좌우측에는 상기 제1 배선과 다른 극성을 갖는 제2 배선이 각각 삽입되는 제2 삽입홈(178a)(178b)이 형성되어 있다. 도 7 및 도 12에는, 상기 제1 삽입홈(117)을 1개만 도시하였으나, 그 갯수는 이에 한정되지 않는다.

이러한 구조를 갖는 상기 제1 및 제2 캡(160)(170)은, 상기 방열부재(110)와 발열부재(120)와 전기적 절연상태로 되도록 절연성 재질로 형성되어 있다.

한편, 상기 제2 캡(170)의 상측에는, 도 7 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제2 캡(170)에 형성된 복수개의 개구(174)를 통과하여 돌출된 상기 복수개의 발열부재(120)에 각각 전기적으로 연결하여 전원공급이 이루어지도록, 도전성이 우수한 금속제의 공통단자판(180)이 배치되어 있다.

상기 공통단자판(180)은, 상기 제2 캡(170)에 형성된 복수개의 개구(174)를 통과하여 돌출된 상기 복수개의 편평튜브(121)내의 전극판(123)의 상단부에 결합된 제1 배선연결부(126)에 상기 편평튜브(121)의 길이방향과 수직한 방향으로 자동차의 전원장치의 양극단자에 접속되는 제1 배선을 연결하도록, 상기 복수개의 편평튜브(121)의 상단부가 각각 삽입되는 복수개의 삽입공(181a)을 갖는 일자형의 튜브삽입부(181)와, 상기 튜브삽입부(181)의 일면으로부터 상기 편평튜브(121)의 길이방향으로 연장되어 직각으로 절곡된 절곡부(182)에 상기 제1 배선과 다른 극성을 갖는 제2 배선을 상기 편평튜브(121)의 길이방향과 수직한 방향으로 연결하기 위한 제2 배선연결부(185)를 구비한다.

상기 제2 배선연결부(185)는, 상기 공통단자판(180)의 절곡부(182)에 면접촉되도록 결합되는 제2 결합부(183)와, 제2 배선을 삽입하도록 상기 제2 결합부(183)의 상단에 상기 편평튜브(121)의 길이방향과 수직한 방향으로 일체로 형성된 사각형의 제2 삽입공간부(184)로 이루어져 있다.

상기 제2 배선연결부(185)의 제2 결합부(183)와 상기 절곡부(182)와의 결합은, 상기 제2 결합부(183)에 형성된 체결공(183a)과 상기 절곡부(182)에 형성된 체결공(182a)에 볼트 등의 체결수단을 삽입하여 고정함으로써 이루어진다.

상기 공통단자판(180)의 튜브삽입부(181)에 형성된 복수개의 삽입공(181a)의 양측부에는, 상술한 제1 실시예에 의한 공통단자판(80)의 구조와 마찬가지로, 서로 대향하는 방향으로 경사지게 돌출된 한쌍의 가압편(181b)(181c)이 구비되어 있다. 이 상태에서, 상기 편평튜브(121)의 내부에서 돌출된 전극판(123)의 상단부에 결합된 제1 배선연결부(126)에는, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 편평튜브(121)의 길이방향과 수직한 방향으로 제1 배선이 연결된다.

이와같이, 본 실시예에서는, 상기 제1 및 제2 배선연결부(126)(185)의 구조를 채택함으로써, 자동차의 전원장치에 접속된 양극 및 음극 배선을 편평튜브의 길이방향과 수직한 방향으로 전열히터에 간단히 연결할 수 있으므로, 종래와 같이 상기 배선들을 어느 정도 꺽은 상태에서 전열히터의 단자에 직립되게 연결해야 하는 번거로운 작업을 해결할 수가 있다.

한편, 이러한 공통단자판(180)을 외부로부터 보호하기 위해, 상기 공통단자판(180)을 수용하기 위한 내부공간(190a)을 갖고, 상기 제 2 캡(170)과 착탈가능하게 고정되도록 양측면에 상기 제2 캡(170)의 판체(175) 양측부에 각각 돌출형성된 탄성걸림부(179)에 결합되는 후크부(Hook, 191)를 각각 구비하는 ㄷ'자형 구조의 커버(190)가 설치된다.

상기 커버(190)의 내부공간(190a)의 상부 좌우측에는, 상기 제2 캡(170)의 지지판(176)의 하면을 지지하기 위해 상기 커버(190)의 외면과 단차진 제1 단차부(192)가 형성되어 있다.

또한, 상기 커버(190)의 중앙부에는, 상기 제2 캡(170)의 제1 삽입홈(177)의 양측 돌출편을 수용하여 그 하면을 지지하도록, 커버(190)의 내부공간(190a)안쪽으로 'ㄷ'자 형상으로 절결된 부위(193)에 제2 단차부(194)가 형성되어 있다.

이와같이 구성된 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 상기 방열부재(110)와 발열부재(120)를 상기 제1 및 제2 지지프레임(130)(140)과 상기 제1 및 제2 캡(160)(170)에 의해 착탈가능하게 견고히 고정할 수 있으므로, 상기 부재들(110)(120)이 자동차 주행중에 발생되는 진동에 의해 쉽게 이탈되는 것을 방지할 수가 있고, 또한 전열히터의 조립 및 분해가 용이함은 물론, 상기 부재들(110)(120)의 구성부품간의 접촉성도 증대시킬 수가 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 전열히터에 따르면, 발열체를 편평튜브의 내부에 설치하여 외부로부터 전기적, 기계적으로 보호함으로써, 외력에 의한 파손 및 이탈을 방지할 수 있고, 또한 다량의 전도성 액체 및 금속이 투입될 경우에도 전기적인 단락에 의한 사고 및 화재 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 한쌍의 대향하는 지지프레임 사이에 발열체를 내장하는 편평튜브를 압착처리함으로써, 종래와 같이 파형 스프링과 내방웹을 별도로 구비하지 않더라도, 방열핀이 좌굴되는 일이 없이 발열체들의 구성부품들을 밀착하여 접촉시킬 수 있으므로, 열전달 효율이 증대될 뿐만 아니라, 전체적으로 부품수를 감소시켜 조립성 및 생산성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 편평튜브 내부에 설치된 발열체의 양극 전극판과 연결되는 공통단자판의 일측부에 하나의 음극 배선만을 연결하도록 함으로써, 전열히터를 가동시키기 위해 필요한 음극단자판의 갯수를 줄일 수 있으므로, 부품수 및 조립공수를 절감할 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 발열체가 내장된 편평튜브와 방열핀이 접합에 의해 열적으로 통해 있으므로, 용량조절을 위해 일부의 발열체만 가열하더라도, 그 발열체로부터 발생된 열이 히터의 전부분으로 확산됨으로써, 열전달 효율을 극대화 시킬 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 방열부재를 방열핀과 방열핀 지지플레이트를 브레이징접합에 의해 일체로 형성할 수 있으므로, 대량생산이 가능함은 물론, 방열핀과 발열부재 사이의 들뜸현상 등으로 인한 열전달 손실을 최소화시킬 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 방열부재와 발열부재를 각각 대량 제조한 후, 이를 간편하게 조립할 수 있으므로, 부품 모듈화를 통한 제조공정의 단순화 및 효율성을 제고할 수가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며, 당업자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 그 변형과 응용이 가능할 것이다.

도 1은, 종래 기술에 의한 전열히터의 구성을 나타낸 단면도.

도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 의한 전열히터의 정면도.

도 3은, 본 발명의 제1 실시예에 의한 전열히터의 분해사시도.

도 4는, 본 발명의 제1 실시예에 의한 전열히터에 설치되는 발열체의 구성도.

도 5는, 도 4에서의 발열부재의 조립상태를 나타낸 단면도.

도 6은, 본 발명의 제2 실시예에 의한 전열히터의 정면도.

도 7은, 본 발명의 제2 실시예에 의한 전열히터의 분해사시도.

도 8은, 본 발명의 제2 실시예에 의한 전열히터에 설치되는 발열체의 구성도.

도 9는, 도 8에서의 'A' 부분의 확대 사시도.

도 10은, 도 8에서의 'B' 부분의 확대 사시도.

도 11은, 본 발명의 제2 실시예에 의한 전열히터의 하단부의 조립상태를 나타낸 단면도.

도 12는, 본 발명의 제2 실시예에 의한 전열히터의 상단부의 조립상태를 나타낸 구성도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10, 110 : 방열부재 11, 111 : 방열핀

12, 22 : 방열핀 지지플레이트 20, 120 : 발열부재

21, 121 : 편평튜브 22, 122 : 가이드판

23, 123 : 전극판 24, 124 : PCT소자

25, 125 : 절연막 30, 130 : 제1 프레임(Frame)

40, 140 : 제2 프레임 50a, 50b, 150a, 150b : 열차단부재

60, 160 : 제1 캡(Cap) 70, 170 : 제2 캡

80, 180 : 공통단자판 81, 181 : 튜브삽입부

82a : 홀(Hole) 90, 190 : 커버(Cover)

126 : 배선연결부 185 : 배선연결부

Claims (21)

1. 방열핀(11; 111)과, 상기 방열핀(11; 111)을 감싸도록 형성된 방열핀 지지플레이트(12; 112)를 일체로 브레이징 접합함으로써 형성된 방열부재(10; 110)와;

   상기 방열부재(10; 110) 사이에 소정의 간격을 두고 배치되는 것으로, 중공형 편평튜브(21; 121)의 내측에, 일정한 간격을 두고 형성된 관통홀(22a; 122a)을 갖는 가이드판(22; 122), 상기 가이드판(22; 122)의 일측면과 접촉되는 전극판(23; 123), 상기 가이드판(22; 122)의 관통홀(22a; 122a)에 각각 삽입되어 상기 전극판(23; 123)의 일측면과 접촉됨으로써 전원공급에 의해 발열되는 복수개의 PTC소자(24; 124), 및 상기 전극판(23; 123)의 타측면과 접촉되는 절연막(25; 125)을 삽입한 후, 상기 편평튜브(21; 121)의 외측면을 압착함으로써 형성된 발열부재(20; 120)와;

   상기 방열부재(10; 110)중 양쪽 최외측의 방열부재의 일측면에 각각 대향되게 배치되어 상기 방열부재(10; 110)와 발열부재(20; 120)를 지지하여 고정하는 제1 및 제2 지지프레임(30, 40; 130, 140)과;

   상기 제1 및 제2 지지프레임(30, 40; 130, 140)의 각 양단부와 상기 발열부재의 양단부를 지지하여 고정하는 제1 및 제2 캡(60, 70: 160, 170);

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 지지프레임(30; 130)과 상기 최외측 방열부재(10; 110) 및, 상기 제2 지지프레임(40; 140)과 상기 최외측 방열부재(10; 110) 사이에는, 열차단부재(50a, 50b; 150a, 150b)가 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 가이드판(22; 122)의 일측면에는, 상기 전극판(23; 123)의 일측면을 길이방향으로 수납하여 고정시키도록 상기 가이드판(22; 122)의 길이방향을 따라 수납부(22b; 122b)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 가이드판(122)의 수납부(122b)에는, 상기 전극판(123)의 하단부에 형성된 끼움홈(123a)에 끼워지기 위한 끼움부(122c)가 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 가이드판(122)의 수납부(122b) 하측에는, 상기 전극판(123)에 접촉되는 상기 절연막(125)의 하단부를 지지하도록 소정 두께를 갖는 지지턱(122d)이 돌출형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제2 캡(70; 170)의 상측에는, 제1 배선과 연결되는 전극판(23; 123)이 내부에 수납된 편평튜브(21; 121)의 일측단부가 삽입되는 튜브삽입부(81; 181) 및, 상기 제1 배선과 다른 극성을 갖는 제2 배선을 연결하기 위한 배선연결부(82; 185)를 구비하는 공통단자판(80; 180)이 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
7. 제6항에 있어서,

   상기 튜브삽입부(81; 181)는, 상기 편평튜브(21; 121)의 일측단부가 삽입되는 삽입공(81a; 181a) 및, 상기 삽입공(81a; 181a)의 양측부에 서로 대향하는 방향으로 돌출형성되어 상기 편평튜브의 외측면을 가압하는 가압편(81b, 81c; 181b, 181c)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
8. 제6항에 있어서,

   상기 제1 배선과 제2 배선은, 상기 공통단자판(80)의 튜브삽입부(81)를 통과한 편평튜브(21)내의 전극판(23)의 상단부와, 상기 공통단자판(80)의 배선연결부(82)에, 편평튜브(21)의 길이방향과 나란한 방향으로 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
9. 제6항에 있어서,

   상기 제1 배선과 제2 배선은, 상기 공통단자판(180)의 튜브삽입부(181)를 통과한 편평튜브(121)내의 전극판(123)의 상단부와, 상기 공통단자판(180)의 배선연결부(185)에, 편평튜브(121)의 길이방향과 수직한 방향으로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
10. 제6항에 있어서,

    상기 배선연결부(82)는, 상기 공통단자판(80)의 튜브삽입부(81)의 일단부로부터 직각으로 절곡되도록 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
11. 제6항에 있어서,

    상기 전극판(123)의 상단부에는, 상기 편평튜브(121)의 길이방향과 수직한 방향으로 형성된 배선연결부(126)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
12. 제6항에 있어서,

    상기 배선연결부(185)는, 상기 공통단자판(180)의 튜브삽입부(181)의 일면으로부터 상기 편평튜브(121)의 길이방향으로 돌출연장되어 직각으로 절곡된 절곡부(182)와, 상기 절곡부(182)에 면접촉되도록 결합되는 결합부(183)와, 상기 제2 배선을 삽입하기 위해 상기 결합부(183)의 상단에 편평튜브(121)의 길이방향과 수직한 방향으로 일체로 형성된 삽입공간부(184)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
13. 제6항에 있어서,

    상기 공통단자판(80; 180)의 상측에는, 상기 공통단자판(80; 180)을 보호하는 커버(90; 190)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
14. 제6항 내지 제12항중 어느 한항에 있어서,

    상기 제1 배선은, 양극배선이고, 상기 제2 배선은, 음극배선인 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터.
15. 방열핀과, 상기 방열핀을 감싸도록 방열핀 지지플레이트를 배치한 후 브레이징 접합함으로써 방열부재를 형성하는 단계와;

    상기 방열부재 사이에 소정의 간격을 두고 배치하되, 편평튜브의 내측에, 일정한 간격을 두고 형성된 관통홀을 갖는 가이드판, 상기 가이드판의 일측면과 접촉되는 전극판, 상기 가이드판의 관통홀에 각각 삽입되어 상기 전극판의 일측면과 접촉됨으로써 전원공급에 의해 발열되는 복수개의 PTC소자, 및 상기 전극판의 타측면과 접촉되는 절연막을 삽입한 후, 상기 편평튜브의 외측면을 압착함으로써 발열부재를 형성하는 단계와;

    상기 방열부재중 양쪽 최외측의 방열부재의 일측면에 제1 및 제2 지지프레임을 설치하여 상기 발열부재와 방열부재를 접합하는 단계와;

    상기 제1 및 제2 지지프레임의 각 양단부와 상기 발열부재의 양단부를 지지하여 고정하도록 제1 및 제2 캡을 설치하는 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터의 제조방법.
16. 제15항에 있어서,

    상기 발열부재와 방열부재를 접합하는 단계는, 상기 제1 및 제2 지지프레임의 외측면에 일정한 압력을 가함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터의 제조방법.
17. 제15항에 있어서,

    상기 발열부재와 방열부재를 접합하는 단계는, 상기 발열부재의 외측면에 접착제를 도포함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터의 제조방법.
18. 제17항에 있어서,

    상기 발열부재와 방열부재를 접합하는 단계는, 상기 접착제를 소정온도에서 소정시간동안 가열처리하여 경화시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터의 제조방법.
19. 제17항에 있어서,

    상기 발열부재와 방열부재를 접합하는 단계는, 상기 접착제를 소정시간동안 자연경화시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터의 제조방법.
20. 제17항에 있어서,

    상기 발열부재와 방열부재를 접합하는 단계는, 외부로부터 전원을 인가하여 PTC소자로부터 발열되는 열에 의해 상기 접착제를 경화시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터의 제조방법.
21. 제15항에 있어서,

    상기 제1 지지프레임과 상기 최외측 방열부재 및, 상기 제2 지지프레임과 상기 최외측 방열부재 사이에 열차단부재를 각각 배치하여 조립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 전열히터의 제조방법.