KR20150025221A - 차량용 히터 장치 - Google Patents

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auxiliary
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housing
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김명회
김인규
김종철
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현대자동차주식회사
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Abstract

차량의 메인히터; 및 상기 메인히터의 후방측에 결합되고, 테두리부와 내측부로 구성된 하우징이 형성되고, 하우징의 전면에는 방열핀과 PTC 소자 어셈블리가 결합된 보조히터;를 포함하는 차량용 히터 장치가 소개된다.

Description

차량용 히터 장치 {APPARATUS OF HEATER FOR VEHICLE}
본 발명은 메인히터와 보조히터가 결합되는 히터 장치에 있어서 특히, PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자가 장착되어 급속 난방이 가능하도록 형성된 차량용 히터 장치에 관한 것이다.
차량에는 실내 공기를 난방하기 위하여 차량용 히터 장치가 장착되어 있다. 실외 온도가 낮은 추운 겨울의 경우, 차량 실내의 온도는 실내와 거의 같은 상태를 유지하게 되고, 탑승자가 쾌적하게 느끼는 되는 온도까지 난방을 하기 위해서는 난방에 집중하게 된다.
도 1은 종래의 차량용 히터 장치를 도시한 도면으로 메인히터(10)에 PTC 소자를 장착한 보조히터(30)를 메인히터(10)의 후면에 장착하였다. 그러나, 메인히터(10)와 보조히터(30)의 크기가 달라, 실내로 유입되는 공기 중 보조히터(30)를 통과하는 공기와 메인히터(10)만 통과하는 공기의 온도 편차가 발생하였다.
대한민국특허 공개번호 10-2007-0080656 A의 "차량용 히터 코어의 보조히터 조립방법"에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 한 쌍의 발열핀을 튜브에 일체형으로 브레이징 접합한 후, 이 한 쌍의 발열핀 사이에 보조히터를 삽입하여 조립한 다음, 히터 코어의 외곽을 밴드부재로 고정함으로써, 보조히터와 발열핀간의 접촉 면적이 증대되어 열전달을 촉진시키고, 보조히터가 설치되는 공간을 방열핀이 설치되는 공간으로 대체하여 활용할 수 있으므로 인해 부가적인 공간이 필요없이 보조히터를 조립할 수 있도록 하여 제조공정을 단순화시킬 수 있도록 한 차량용 히터 코어의 보조히터 조립방법을 제시하나, 공정이 복잡해지는 등의 단점이 있었다.
따라서, 실내로 유입되는 공기가 모두 메인히터와 보조히터를 통과하여 온도 편차가 발생하지 않게 하면서도 연비를 향상시키고, 차량의 중량과 원가를 절감하며 최적화된 패키지화를 하여 표준화 작업을 할 수 있는 차량용 히터 장치가 필요한 것이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2007-0080656 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 실내로 유입되는 공기가 모두 메인히터와 보조히터를 통과하여 온도 편차가 발생하지 않게 하면서도 연비를 향상시키고, 차량의 중량과 원가를 절감하며 최적화된 패키지화를 하여 표준화 작업을 할 수 있는 차량용 히터 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 히터 장치는 차량의 메인히터; 및 상기 메인히터의 후방측에 결합되고, 테두리부와 내측부로 구성된 하우징이 형성되고, 하우징의 전면에는 방열핀과 PTC 소자 어셈블리가 결합된 보조히터;를 포함한다.
상기 메인히터와 보조히터는 소정의 간격을 두고 일체로 결합될 수 있다.
상기 보조히터의 하우징의 내측부의 면적은 메인히터의 코어가 형성하는 면적과 동일한 면적으로 형성될 수 있다.
상기 보조히터의 테두리부의 양측부에는 테두리부에서 내측부측으로 상하방향으로 바 형상의 측면지지부가 형성되고, 측면지지부의 후면에는 상하방향으로 방열핀이 형성ㄷ될 수 있다.
상기 보조히터의 테두리부의 양측부에는 테두리부에서 내측부측으로 상하방향으로 바 형상의 측면지지부가 형성되고, 측면지지부의 후면에는 상하방향으로 PTC 소자 어셈블리가 형성될 수 있다.
상기 보조히터의 테두리부의 양측부에는 테두리부에서 내측부측으로 상하방향으로 바 형상의 측면지지부가 형성되고, 측면지지부의 후면에는 상하방향으로 방열핀과 PTC 소자가 형성되되, 방열핀과 PTC 소자 어셈블리는 불연속적으로 배치될 수 있다.
상기 하우징의 내측부는 내측부 전체가 관통되어 관통홀이 형성될 수 있으며, 상기 관통홀에는 중심부에 관통홀의 상단에서부터 하단까지 연장형성되는 바형 상의 중심지지부가 형성되고, 중심지지부의 후면에는 상하방향으로 방열핀과 PTC 소자가 형성되되, 방열핀과 PTC 소자 어셈블리는 불연속적으로 배치될 수 있다.
상기 보조히터의 방열핀에는 방열핀의 높이방향으로 주름이 형성될 수 있다.
상기 보조히터의 방열핀은 소정의 각도로 경사지게 형성되어 루버 형상일 수 있다.
상기 보조히터의 하우징의 테두리부는 보조히터의 전방으로 연장형성되고, 측면단부에는 메인히터의 유입구와 유출구를 각각 외측에서 감싸는 형태의 결합부가 형성되어 보조히터가 메인히터에 끼움결합될 수 있다.
상기 보조히터의 하우징의 테두리부는 보조히터의 전방으로 연장형성되고, 연장된 하우징의 측면부에는 내측면에 만입형성된 만입홈이 형성되어 메인히터의 사이트 플레이트의 날개부가 보조히터의 측면부의 만입홈에 끼움결합되어 메인히터와 보조히터 사이의 간격이 조정가능할 수 있다.
상기 보조히터의 방열핀과 PTC 소자 어셈블리가 형성하는 높이와 상기 메인히터의 방열핀과 튜브가 형성하는 높이가 동일할 수 있다.
상기 보조히터의 방열핀은 상기 메인히터의 방열핀이 형성하는 방향과 동일한 방향을 향하도록 형성될 수 있다.
상기 보조히터의 방열핀과 PTC 소자 어셈블리가 형성하는 튜브피치는 상기 메인히터의 방열핀의 튜브피치보다 작거나 같을 수 있다.
상기 보조히터의 하우징의 측면에는 보조히터에 전원을 공급하기 위한 전원 단자가 형성되고, 전원단자는 메인히터의 파이프의 방향과 동일한 상하방향으로 형성될 수 있으며, 상기 보조히터의 전원단자는 보조히터의 하우징의 내부에 계단식으로 배열될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 히터 장치에 따르면 차량의 공조장치에 장착될 때 종래에는 메인히터와 보조히터의 총 폭을 감안하면 66mm 정도의 공간이 필요했으나, 본 발명에 따라 메인히터와 보조히터를 일체로 장착하여 패키지화한 차량용 히터 장치는 38mm 정도의 공간만을 차지하기 때문에 상기 공간을 줄이거나 다른 용도로 이용할 수 있어 설계 자유도가 높아지게 되어 차량의 중량 및 원가가 절감되게 된다.
또한, 실내로 유입되는 공기가 모두 메인히터와 보조히터를 통과하기 때문에 온도 편차가 발생하지 않아 난방 효율이 증가하며 보조히터의 효율 개선을 통하여 연비가 향상되는 효가가 있다.
도 1은 종래의 차량용 히터 장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 히터 장치를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 분해사시도.
도 4는 메인히터와 보조히터의 상측 결합부분을 도시한 도면.
도 5는 메인히터와 보조히터의 측면 결합부분을 도시한 도면.
도 6은 메인히터와 보조히터를 상세히 도시한 도면.
도 7은 보조히터의 측면과 내측의 배선을 도시한 도면.
도 8은 도 7의 전원단자 내의 단자 배치 및 회로도를 도시한 도면.
도 9는 공조장치에 차량용 히터 장치가 장착된 모습을 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 히터 장치에 대하여 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 히터 장치를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 분해사시도이며 도 4는 메인히터(100)와 보조히터(300)의 상측 결합부분을 도시한 도면이고, 도 5는 메인히터(100)와 보조히터(300)의 측면 결합부분을 도시한 도면이다. 또한, 도 6은 메인히터(100)와 보조히터(300)를 상세히 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 히터 장치는 도 2 내지 도 3에 도시한 것처럼 차량의 메인히터(100); 및 상기 메인히터(100)의 후방측에 결합되고, 테두리부(311)와 내측부(313)로 구성된 하우징(310)이 형성되고, 하우징(310)의 전면에는 방열핀(320)과 PTC 소자 어셈블리(330)가 결합된 보조히터(300);를 포함한다.
도 4를 보면, 상기 메인히터(100)의 후면에 상기 보조히터(300)가 결합되되, 상기 메인히터(100)와 보조히터(300)는 소정의 간격(A)을 두고 일체로 결합된다. 여기서 소정은 간격(A)은 설계나 환경에 따라 얼마든지 변경가능하나, 본 발명에서는 1 ~ 5mm를 설정한 것을 도시하였다.
상기 보조히터(300)의 하우징(310)의 테두리부(311)는 보조히터(300)의 전방으로 연장형성되고, 보조히터(300)의 일측면 단부에는 메인히터(100)에 유체(예를 들면, 온수 등)가 공급 및 배출되는 유체의 유입구와 유출구를 각각 외측에서 감싸는 형태의 결합부(317)가 형성된다. 상기 결합부(317)는 상기 메인히터(100)의 유체의 유입구와 유출구를 외측에서 감싸되 일부가 개방되는 개구부(318)가 형성되어 보조히터(300)의 결합부(317)가 메인히터(100)의 유체의 유입구 및 유출구에 끼움결합되게 되어 메인히터(100)와 보조히터(300)를 패키지화 할 수 있게 된다.
도 5를 보면, 상기 보조히터(300)의 전방으로 연장형성된 하우징(310)의 테두리부(311)의 측면부(314)에는 측면부(314)의 내측으로 측면부(314)의 표면에서 내측으로 만입형성된 만입홈(319)이 형성되어 메인히터(100)의 사이트 플레이트의 날개부(150)가 보조히터(300)의 측면부(314)의 만입홈(319)에 끼움결합되어 메인히터(100)와 보조히터(300) 사이의 간격(A)을 조정 가능하게 되며, 설정된 일정 간격(A)을 유지하도록 지지된다.
또한, 상기 보조히터(300)의 하우징(310)의 내측부(313)는 내측부(313)의 면적이 메인히터(100)의 코어(110)가 형성하는 면적과 동일한 면적으로 형성되며, 상기 하우징(310)의 내측부(313)는 내측부(313) 전체가 관통되어 관통홀(315)이 형성된다.
상기 보조히터(300)의 테두리부(311)의 양측부에는 테두리부(311)에서 내측부(313)측으로 상하방향으로 바 형상의 측면지지부(350)가 형성되고, 상기 관통홀(315)의 중심부에는 관통홀(315)의 상단에서부터 하단까지 연장형성되는 바 형상의 중심지지부(360)가 형성되며, 중심지지부(360)에는 일정 간격으로 이격되어 좌측 및 우측으로 관통홀(315)을 가로지르도록 연장형성된 보조지지부(361)가 형성되어 보조지지부(361)에 의해 관통홀(315)이 복수개로 나뉘어지게 된다. 본 발명의 실시예에서는 이러한 보조지지부(361)에 의해 관통홀(315)이 6개가 형성된 것을 도 2 내지 도 3에 도시하였다.
상기 보조히터(300)의 하우징(310)의 관통홀(315)에 형성된 중심지지부(360)와 측면지지부(350)의 후면에는 상하방향으로 형성된 방열핀(320)과 PTC 소자 어셈블리(330)가 결합되되, PTC 소자 어셈블리(330)는 도 3에 도시한 것처럼 1 ~ 6열 이내로 형성되되, 상기 방열핀(320)과 PTC 소자 어셈블리(330)는 불연속적으로 배치된다. 또한, 상기 보조히터(300)의 방열핀(320)과 PTC 소자 어셈블리(330)는 사출성형되어 기계적으로 조립되며 특히 방열핀(320)과 PTC 소자 어셈블리(330)는 고온내열 접착재로 조립되게 된다.
상기 보조히터(300)의 방열핀(320)에는 방열핀(320)의 높이방향으로 주름이 형성되고, 방열핀(320)은 소정의 각도로 경사지게 형성되어 루버(321) 형상을 이루되, 본 발명의 실시예에서는 루버(321) 각도가 15도 이하를 유지하도록 형성되는 것을 도 6에 도시하였다.
상기 보조히터(300)의 방열핀(320)이 루버(321) 각도를 형성함으로써, 메인히터(100)의 방열핀(130)과 완전히 겹치지 않도록 하여 메인히터(100) 보다 더 빠른 시간에 가열되는 보조히터(300)의 방열핀(320) 하나가 메인히터(100)의 복수의 방열핀(130)에 걸쳐 동시에 열이 전도될 수 있도록 하여 보다 효과적인 난방이 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 상기 보조히터(300)의 방열핀(320)과 PTC 소자 어셈블리(330)가 형성하는 높이와 상기 메인히터(100)의 방열핀(130)과 튜브가 형성하는 높이가 동일한 것을 도 6에 도시하였다. 상기와 같이, 메인히터(100)의 방열핀(130)과 튜브가 형성하는 높이와 보조히터(300)의 방열핀(320)과 PTC 소자 어셈블리(330)가 형성하는 높이를 동일하게 형성하는 것은 보다 빠르고 효과적인 열전달 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
도 6에서 도시한 것과 같이, 상기 보조히터(300)의 방열핀(320)은 상기 메인히터(100)의 방열핀(130)이 형성하는 방향과 동일한 방향을 향하도록 형성되고, 상기 보조히터(300)의 방열핀(320)과 PTC 소자 어셈블리(330)가 형성하는 튜브피치(370)는 상기 메인히터(100)의 방열핀(130)의 튜브피치(170)보다 작거나 같도록 형성되어 보조히터(300)에 의한 난방효과가 메인히터(100)의 방열핀(130)에 보다 효과적으로 전달될 수 있도록 한다.
도 7은 보조히터(300)의 측면을 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 전원단자 (380) 내의 단자 배치 및 회로도를 도시한 도면으로써, 상기 보조히터(300)의 하우징(310)의 측면에는 보조히터(300)에 전원을 공급하기 위한 전원단자(380)가 돌출 형성되고, 전원단자(380)는 메인히터(100)의 유체가 통과하는 파이프의 방향과 동일한 상하방향으로 형성되며, 효율적인 배치를 위하여 상기 보조히터(300)의 전원단자(380)는 보조히터(300)의 하우징(310)의 내부에 계단식으로 배열되게 된다.
상기와 같은 차량용 히터 장치는 도 9에 도시한 것처럼, 차량의 공조장치에 장착될 때 종래에는 메인히터(10)와 보조히터(30)는 두 개를 겹쳤을 때의 장착폭이 대략적으로 66mm 정도의 공간이 필요했으나, 본 발명에 따라 메인히터(100)와 보조히터(300)를 일체로 장착하여 패키지화한 차량용 히터 장치는 장착폭이 38mm 정도의 공간만을 차지하기 때문에 상기 공간을 줄이거나 다른 용도로 이용할 수 있어 설계 자유도가 높아지게 되어 차량의 중량 및 원가가 절감되게 된다.
또한, 실내로 유입되는 공기가 모두 메인히터와 보조히터를 통과하기 때문에 온도 편차가 발생하지 않아 난방 효율이 증가하며 보조히터의 효율 개선을 통하여 연비가 향상되는 효가가 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 메인히터 110 : 코어
130 : 방열핀 150 : 날개부
170 : 튜브피치 300 : 보조히터
310 : 하우징 311 : 테두리부
313 : 내측부 314 : 측면부
315 : 관통홀 317 : 결합부
318 : 개구부 319 : 만입홈
320 : 방열핀 321 : 루버
330 : PTC 소자 어셈블리 350 : 측면지지부
360 : 중심지지부 361 : 보조지지부
370 : 튜브피치 380 : 전원단자

Claims (17)

  1. 차량의 메인히터; 및
    상기 메인히터의 후방측에 결합되고, 테두리부와 내측부로 구성된 하우징이 형성되고, 하우징의 전면에는 방열핀과 PTC 소자 어셈블리가 결합된 보조히터;를 포함하는 차량용 히터 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인히터와 보조히터는 소정의 간격을 두고 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조히터의 하우징의 내측부의 면적은 메인히터의 코어가 형성하는 면적과 동일한 면적으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조히터의 테두리부의 양측부에는 테두리부에서 내측부측으로 상하방향으로 바 형상의 측면지지부가 형성되고, 측면지지부의 후면에는 상하방향으로 방열핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조히터의 테두리부의 양측부에는 테두리부에서 내측부측으로 상하방향으로 바 형상의 측면지지부가 형성되고, 측면지지부의 후면에는 상하방향으로 PTC 소자 어셈블리가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조히터의 테두리부의 양측부에는 테두리부에서 내측부측으로 상하방향으로 바 형상의 측면지지부가 형성되고, 측면지지부의 후면에는 상하방향으로 방열핀과 PTC 소자가 형성되되, 방열핀과 PTC 소자 어셈블리는 불연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징의 내측부는 내측부 전체가 관통되어 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 관통홀에는 중심부에 관통홀의 상단에서부터 하단까지 연장형성되는 바형 상의 중심지지부가 형성되고, 중심지지부의 후면에는 상하방향으로 방열핀과 PTC 소자가 형성되되, 방열핀과 PTC 소자 어셈블리는 불연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조히터의 방열핀에는 방열핀의 높이방향으로 주름이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조히터의 방열핀은 소정의 각도로 경사지게 형성되어 루버 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조히터의 하우징의 테두리부는 보조히터의 전방으로 연장형성되고, 측면단부에는 메인히터의 유입구와 유출구를 각각 외측에서 감싸는 형태의 결합부가 형성되어 보조히터가 메인히터에 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조히터의 하우징의 테두리부는 보조히터의 전방으로 연장형성되고, 연장된 하우징의 측면부에는 내측면에 만입형성된 만입홈이 형성되어 메인히터의 사이트 플레이트의 날개부가 보조히터의 측면부의 만입홈에 끼움결합되어 메인히터와 보조히터 사이의 간격이 조정가능한 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조히터의 방열핀과 PTC 소자 어셈블리가 형성하는 높이와 상기 메인히터의 방열핀과 튜브가 형성하는 높이가 동일한 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조히터의 방열핀은 상기 메인히터의 방열핀이 형성하는 방향과 동일한 방향을 향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조히터의 방열핀과 PTC 소자 어셈블리가 형성하는 튜브피치는 상기 메인히터의 방열핀의 튜브피치보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조히터의 하우징의 측면에는 보조히터에 전원을 공급하기 위한 전원 단자가 형성되고, 전원단자는 메인히터의 파이프의 방향과 동일한 상하방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 보조히터의 전원단자는 보조히터의 하우징의 내부에 계단식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
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