KR20210045783A - Heater device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 히터 장치에 관한 것으로서, 세라믹 및 탄소 도전체를 포함하는 열소자부를 사용하여 조립성을 개선하고, 방열효율 및 열효율을 향상시킬 수 있는 차량용 히터 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle heater device, and to a vehicle heater device capable of improving assembly properties and improving heat dissipation efficiency and thermal efficiency by using a thermal element including ceramic and carbon conductors.
친환경 에너지에 대한 관심이 높아지면서 전기 자동차, 연료전지 자동차 등과 같은 친환경 차량 관련 부품의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 친환경 차량에는 엔진이 구비되지 않아 엔진의 폐열을 이용하여 난방을 구현할 수 없으므로, 전기에너지를 이용해 안정적으로 난방을 구현할 수 있는 별도의 히터가 필요하다. 또한, 디젤 엔진의 경우 자동차의 초기 시동 시, 엔진을 냉각하는 열교환매체가 가열되기까지 상당한 시간이 소요되어 별도의 히터가 필요하다. As interest in eco-friendly energy increases, the development of eco-friendly vehicle-related parts such as electric vehicles and fuel cell vehicles is being actively carried out. Since an engine is not provided in such an eco-friendly vehicle, heating cannot be realized using waste heat from the engine, and thus a separate heater capable of stably heating using electric energy is required. Further, in the case of a diesel engine, when the vehicle is initially started, it takes a considerable amount of time to heat the heat exchange medium that cools the engine, and a separate heater is required.
일반적으로, 차량용 난방장치로서, 화재 위험이 적고 반영구적으로 사용할 수 있는 피티씨 서미스터(PTC thermistor, Positive Temperature Coefficient thermistor)를 채용한 히터가 이용되는데, 주원료인 도전성 세라믹의 제조 비용이 높고 무게가 무거운 문제가 있었다. 또한, 상기 히터의 온도 조절을 위해 별도로 구성하는 과열 방지 회로를 필요로 하여, 히터의 구조가 복잡하고 제조 비용이 높은 문제가 있었다. 따라서 이를 개선할 필요가 있다.In general, as a heating device for vehicles, a heater employing a PTC thermistor (Positive Temperature Coefficient thermistor) that has a low risk of fire and can be used semi-permanently is used, but the manufacturing cost of the conductive ceramic as the main raw material is high and the weight is heavy. There was. In addition, since a separate overheating prevention circuit is required to control the temperature of the heater, the structure of the heater is complicated and the manufacturing cost is high. Therefore, there is a need to improve this.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2010-0064597호(2010.06.15 공개, 발명의 명칭 : 피티씨 로드 조립체 및 이를 이용한 피티씨 히터)에 게시되어 있다.The background technology of the present invention is published in Korean Patent Application Publication No. 2010-0064597 (published on June 15, 2010, title of the invention: PC rod assembly and PC heater using the same).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 도출된 것으로서, 세라믹 절연부 및 탄소 도전체를 포함하는 열소자부를 사용하여 조립성을 개선하고, 방열효율 및 열효율을 향상시킬 수 있으며 세라믹 절연부에 의한 절연효율을 개선하는 차량용 히터 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was derived to improve the above problems, and improved assembly properties, heat dissipation efficiency and thermal efficiency may be improved by using a thermal element including a ceramic insulating part and a carbon conductor. An object thereof is to provide a vehicle heater device that improves insulation efficiency.
본 발명에 따른 차량용 히터 장치는: 열을 방출하도록 이격된 복수개의 방열부; 상기 방열부에 압입되고, 세라믹 및 탄소 도전체를 포함하며, 전원이 인가됨에 따라 열을 발생하는 하나 이상의 열소자부; 상기 열소자부와 연결되어 전원을 공급하는 단자부; 및 상기 방열부를 지지하고, 상기 단자부와 결합되는 하우징부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A vehicle heater device according to the present invention includes: a plurality of heat dissipating units spaced apart to emit heat; At least one thermal element unit press-fit into the heat dissipation unit, including a ceramic and a carbon conductor, and generating heat when power is applied; A terminal part connected to the thermal element part to supply power; And a housing part supporting the heat dissipation part and coupled to the terminal part.
상기 방열부는 상기 열소자부가 관통되는 방열판부; 및 상기 방열판부의 단부에서 연장되고, 상기 하우징부에 삽입되는 방열삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The heat dissipation part may include a heat dissipation plate part through which the thermal element part passes; And a heat dissipation insertion part extending from an end of the heat dissipation plate part and inserted into the housing part.
상기 방열판부는 상기 열소자부가 관통되는 관통홀부가 형성되는 판몸체부; 및 상기 판몸체부에서 측방향으로 돌출되고, 상기 판몸체부를 관통하는 상기 열소자부와 밀착되는 판밀착부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The heat dissipation plate portion includes a plate body portion having a through hole portion through which the thermal element portion is formed; And a plate contact portion protruding laterally from the plate body portion and in close contact with the thermal element portion penetrating the plate body portion.
상기 열소자부는 상기 단자부와 접촉되고, 전원이 인가되면 열을 발생하는 발열부; 및 상기 발열부의 표면에 형성되고 상기 방열부와 접촉되며, 전류 흐름을 차단하는 절연부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The thermal element portion is in contact with the terminal portion, the heating portion generating heat when power is applied; And an insulating part formed on the surface of the heating part, contacting the heat dissipating part, and blocking current flow.
상기 발열부는 세라믹 및 탄소 도전체의 혼합물이 일체로 성형되고, 상기 세라믹은 비도전성 세라믹 산화층을 포함하며, 상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀 중 적어도 어느 한 가지를 포함하는 것을 특징으로 한다.The heating unit is characterized in that a mixture of ceramic and carbon conductor is integrally formed, the ceramic includes a non-conductive ceramic oxide layer, and the carbon conductor includes at least one of carbon, carbon nanotubes, and graphene. It is done.
상기 절연부는 상기 발열부 표면에 형성되는 산화막인 것을 특징으로 한다.The insulating portion is characterized in that the oxide film formed on the surface of the heating portion.
상기 단자부는 상기 하우징부에 양단부가 장착되는 단자케이스부; 및 상기 단자케이스부에 장착되고, 상기 열소자부와 접촉되어 전원을 공급하는 하나 이상의 단자공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The terminal portion includes a terminal case portion mounted at both ends of the housing portion; And at least one terminal supply unit mounted on the terminal case unit and contacting the column element unit to supply power.
본 발명에 따른 차량용 히터 장치는 방열부에 열소자부가 압입되어 서로 간의 결합력이 증대되고 방열 성능이 향상될 수 있다.In the heater device for a vehicle according to the present invention, a thermal element portion is pressed into the heat dissipation unit, thereby increasing a bonding force therebetween and improving heat dissipation performance.
본 발명에 따른 차량용 히터 장치는 판밀착부가 열소자부에 밀착되므로, 밀착력이 증대되어 방열 성능이 향상되고, 결합력이 향상될 수 있다.In the vehicle heater device according to the present invention, since the plate contact portion is in close contact with the thermal element, the adhesion is increased to improve heat dissipation performance, and the bonding force may be improved.
본 발명에 따른 차량용 히터 장치는 열소자부의 표면 산화막에 의해 절연이 이루어지므로, 고전압에서 안정적인 구동이 가능하고, 별도의 절연체 설치가 생략될 수 있다.Since the heater device for a vehicle according to the present invention is insulated by the surface oxide film of the thermal element portion, stable driving at a high voltage is possible, and installation of a separate insulator may be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 히터 장치를 개략적으로 나타내는 결합사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열소자부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단자부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단자부를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 하우징부를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a perspective view schematically showing a vehicle heater device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a heat dissipation unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically showing a thermal element according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of a terminal unit according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view schematically showing a terminal unit according to another embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing a housing according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 히터 장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, an embodiment of a vehicle heater device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 히터 장치를 개략적으로 나타내는 결합사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 히터 장치(1)는 방열부(10)와, 열소자부(20)와, 단자부(30)와, 하우징부(40)를 포함한다.1 is a perspective view schematically showing a vehicle heater device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a
방열부(10)는 복수개가 이격되도록 배치되고, 열소자부(20)와 접촉되어 열소자부(20)의 열을 방출한다. 일 예로, 방열부(10)는 열소자부(20)의 길이 방향으로 복수개가 배치되고, 방열부(10)를 통과한 공기는 가열될 수 있다. 방열부(10)는 열전도가 가능하고, 공기와 접촉되어 열을 방출하는 금속재질을 포함하여 이루어질 수 있다.The
하나 이상의 열소자부(20)는 방열부(10)에 압입되고, 세라믹 및 탄소 도전체를 포함하며, 전원이 인가됨에 따라 열을 발생한다. 일 예로, 복수개의 열소자부(20)는 가로 방향으로 방열부(10)를 관통하여 방열부(10)와 연결 상태를 유지할 수 있다.One or more
단자부(30)는 열소자부(10)와 연결되어 전원을 공급한다. 일 예로, 복수개의 방열부(10)를 관통하는 열소자부(20)의 양단부가 단자부(30)와 연결될 수 있다. 단자부(30)는 차량용 커넥터와 직접 연결되어 전원을 공급받을 수 있다.The
하우징부(40)는 방열부(10)를 지지하고, 단자부(30)와 결합된다. 일 예로, 하우징부(40)는 플라스틱 재질을 포함하여 절연체가 될 수 있다. 하우징부(40)에는 단자부(30)의 일부가 배치되고, 차량용 커넥터의 삽입을 유도할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열부(10)는 방열판부(11)와 방열삽입부(12)를 포함한다.2 is a view schematically showing a heat dissipation unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a
방열판부(11)는 상하로 길이를 갖는 판재 형상을 하고, 좌우 방향으로 복수개가 이격되어 배치되며, 열소자부(20)는 복수개의 방열판부(11)를 관통한다. 일 예로, 방열판부(11)는 열소자부(20)와 접촉되어 열을 방출할 수 있는 금속재질을 포함하여 이루어질 수 있다.The heat
방열삽입부(12)는 방열판부(11)의 단부에서 연장되고, 하우징부(40)에 삽입된다. 일 예로, 방열삽입부(12)는 방열판부(11)와 일체로 형성되고, 양단부가 하우징부(40)에 끼움 결합되어 위치가 고정될 수 있다. 그 외, 방열삽입부(12)는 방열판부(11)에 장착된 후 하우징부(40)에 삽입될 수 있다.The heat
본 발명의 일 실시예에 따른 방열판부(11)는 판몸체부(111)와 판밀착부(112)를 포함한다. The heat
판몸체부(111)에는 열소자부(20)가 관통하도록 관통홀부(119)가 형성된다. 판밀착부(112)는 판몸체부(111)에서 측방향으로 돌출되고, 판몸체부(111)를 관통하는 열소자부(20)와 밀착된다. 일 예로, 판몸체부(111)에 관통홀부(119)를 형성하고, 버링(burring) 가공을 통해 관통홀부(119) 주변에 위치되는 판몸체부(111)가 돌출되어 판밀착부(112)를 형성할 수 있다. 한편, 열소자부(20)가 관통홀부(119)를 관통할 때 판밀착부(112)는 열소자부(20)에 밀착된다. 이로 인해, 열소자부(20)와 방열부(10) 간의 접촉 면적이 증대되면, 열교환 면적이 증가하여 방열을 촉진할 수 있다. 또한, 열소자부(20)와 방열부(10) 간의 결합력이 증대되면 서로간의 진동에 의한 소음을 억제할 수 있다. 그 외, 판밀착부(112)는 이웃하는 판몸체부(111)를 지지하여 방열판부(10)간의 간격을 유지할 수 있다.A through-
본 발명의 일 실시예에 따른 방열판부(11)는 판확장부(113)를 더 포함할 수 있다. 판확장부(113)는 판몸체부(111)의 일부가 엠보싱(embossing) 가공 처리되어 판몸체부(111)에서 돌출된다. 이로 인해, 판확장부(113)는 기존보다 공기 접촉 면적이 증가되어 발열 효율이 향상될 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열소자부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열소자부(20)는 발열부(21)와 절연부(22)를 포함한다.3 is a diagram schematically showing a thermal element according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a
발열부(21)는 단자부(30)와 접촉되고, 전원이 인가되면 열을 발생한다. 그리고, 발열부(21)의 표면에 형성되는 절연부(22)는 방열부(10)와 접촉되며, 전류 흐름을 차단한다.The
발열부(21)는 세라믹 및 탄소 도전체의 혼합물이 일체로 성형된다. 이때, 세라믹은 도전성이 없는 구조용 세라믹을 포함하고, 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀 중 적어도 어느 한 가지를 포함할 수 있다.The
한편, 구조용 세라믹은 파인세라믹, 알루미나 세라믹, 지르코니아 세라믹, 탄화규소 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 세라믹은 주성분이 알루미나(Al2O3) 및 산화 규소(SiO2)인 것을 사용할 수 있다. 또한, 세라믹은 다른 부수적인 성분들을 더 포함할 수 있다. 즉, 세라믹은 산화철(Fe2O3), 산화칼륨(K2O) 등을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the structural ceramic may include fine ceramic, alumina ceramic, zirconia ceramic, silicon carbide, and the like. For example, the ceramic may be made of alumina (Al2O3) and silicon oxide (SiO2) as main components. In addition, the ceramic may further include other incidental components. That is, the ceramic may further include iron oxide (Fe2O3), potassium oxide (K2O), and the like.
탄소 도전체는 도전성을 가질 수 있다. 이로 인해, 복수개의 발열부(21)에는 탄소 도전체가 전체적으로 분포되어 있으므로, 발열부(21)가 도전성을 가질 수 있다. 탄소는 6각형 구조를 이루는 원자들이 적층된 구조를 가질 수 있다. 탄소나노튜브는 탄소 단일층의 6각형 구조가 원통형으로 이루어진 구조를 가질 수 있다. 그래핀은 탄소를 구성하는 6각형 구조를 한층만 떼어낸 구조를 가질 수 있다. The carbon conductor may have conductivity. For this reason, since the carbon conductors are entirely distributed in the plurality of
한편, 각각의 발열부(21)는 바람직하게 약 60 내지 95 중량%의 세라믹을 포함하고, 약 5 내지 40 중량%의 탄소 도전체를 포함할 수 있다. 예컨대 탄소나노튜브는 전기전도도에 있어서는 구리와 비슷한 정도의 우수한 특성을 가지며, 강도의 측면에서는 거의 철강의 100배 정도의 고강도를 갖는 것으로 알려져 있다. 그래핀 역시 전기전도도나 강도의 측면에서 우수한 특성을 갖는데, 전기전도도는 실리콘보다 대략 100배 정도 좋고 강도는 강철보다 대략 200배 정도 강한 것으로 알려져 있다. 이들 탄소 도전체는 예컨대 알루미늄보다 비중이 낮아 가볍고, 값도 상대적으로 저렴한 편이다. 그러므로 이 물질들을 세라믹과 적정량 혼합하면 전기전도도 및 강도의 측면에서 매우 우수한 특성을 얻을 수 있다. 세라믹 및 탄소 도전체의 함량은 원재료의 가격, 비중, 중량, 강도, 저항 값 등을 고려하여 결정될 수 있다. 즉, 탄소 도전체의 함량이 0.03중량% 미만인 경우, 단위면적당 비저항 값이 너무 커 전기 히터로서의 전기적 특성이 좋지 않고, 탄소 도전체의 함량이 2.0중량%를 초과하는 경우, 세라믹의 결합력이 약하고 강도도 약하며, 비저항 값이 너무 낮은 문제가 있다. 따라서 탄소 도전체의 함량은 0.03중량% ~ 2.0중량% 사이인 것이 바람직하다. 상기 수치 범위에 따르면, 일반적인 구조용 세라믹 정도의 강도를 갖고, 비중이 낮은 고강도 경량의 히터를 제조할 수 있다. On the other hand, each
절연부(22)는 발열부(21) 표면에 형성되는 산화막이 될 수 있다. 일 예로, 발열부(21)의 표면은 산소와 반응하여 알루미나(Al2O3) 산화막이 형성될 수 있다. 이러한 절연부(22)는 발열부(21) 표면 자체에 형성되므로 별도의 절연층 조립 또는 설계가 생략될 수 있다. 그 외, 절연부(22)는 별도의 부품으로 발열부(21)의 외측을 커버할 수 있다. 한편, 발열부(21)의 단부가 단자부(30)와 통전 가능하도록 절연부(22)는 발열부(21)의 양단부를 제외한 발열부(21) 전체에 걸쳐 형성될 수 있다.The insulating
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단자부를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 단자부(30)는 단자케이스부(31)와 단자공급부(32)를 포함한다.4 is a schematic cross-sectional view of a terminal unit according to an embodiment of the present invention. The
단자케이스부(31)는 하우징부(40)에 양단부가 장착된다. 일 예로, 한 쌍의 단자케이스부(31)는 상하로 길이를 갖도록 형성되고, 좌우 길이방향으로 배치되는 열소자부(20)의 양단부에 각각 배치될 수 있다. 단자케이스부(31)는 절연재질을 포함하여 이루어질 수 있다.Both ends of the
단자공급부(32)는 단자케이스부(31)에 장착되고, 열소자부(20)와 접촉되어 전원을 공급한다. 일 예로, 단자공급부(32)는 단자케이스부(31)에서 노출되어 발열부(21)와 면접촉될 수 있다. 그리고, 단자공급부(32)는 단자케이스부(31)에 내장되고, 단자케이스부(31)에 형성된 홈에 발열부(21)가 삽입되어 단자공급부(32)와 접속될 수 있다. 그 외, 단자공급부(32)는 발열부(21)와 통전 가능하도록 다양한 연결 방식이 적용될 수 있다.The
한편, 단자공급부(32)는 발열부(21)와 용접되거나 강제 압입되어 접촉저항이 개선되고 내구성이 향상될 수 있다.On the other hand, the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단자부를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단자부(30)는 전압을 공급하여 히터를 작동시킬 수 있다. 이때, 발열부(21)는 단자부(30)와 직접 접촉하게 되므로, 열 효율이 높고, 구조가 단순한 히터를 제공할 수 있다. 5 is an exploded perspective view schematically showing a terminal unit according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a
단자부(30)는 PTC 써미스터(도 5의 PTC1, PTC2 참조)를 포함하므로, 발열부(21)가 적정 온도 범위 이상인 경우, PTC 써미스터의 저항이 상승하여 전류가 차단 또는 최소화되고, 이에 따라 발열부(21)의 발열이 중단된다(고온 시 OFF됨). 또한, 발열부(21)가 적정 온도 범위 이하인 경우, PTC 써미스터의 저항이 낮아져 전류가 흐르므로, 발열부(21)가 발열할 수 있다. 이에 따라, 히터는 단순한 구조를 갖고 적정 온도 범위에서 발열의 ON/OFF가 자동 제어 가능하여, 과전류에 따른 화재 위험 등을 회피할 수 있다. Since the
보다 구체적으로 단자부(30)는 제1커버(210), 제2커버(220), 제1가이드부(230), 제2가이드부(240), 단자(250), 하나 또는 복수의 제1PTC써미스터(PTC1), 하나 또는 복수의 제1절연부(INS1), 하나 또는 복수의 제2PTC 써미스터(PTC2) 및 하나 또는 복수의 제2절연부(INS2)를 포함할 수 있다. More specifically, the
제1커버(210) 및 제2커버(220)는 제1 및 제2PTC써미스터(PTC1,PTC2), 제1 및 제2절연부(INS1,INS2), 단자(250), 제1 및 제2 가이드부(230,240)를 수납한다. 제1커버(210)는 제2커버(220)와 결합하여 제1 및 제2PTC써미스터(PTC1, PTC2), 제1 및 제2절연부(INS1,INS2), 단자(250), 제1 및 제2가이드부(230,240)을 둘러쌀 수 있다. 제1 및 제 커버(210, 220)는 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2커버(210,220)는 알루미늄을 포함할 수 있다. The first and
제1가이드부(230)는 단자(250)와 제2커버(220) 사이에 배치되고, 제2가이드부(240)는 단자(250)와 제1커버(210) 사이에 배치된다. 제1가이드부(230)와 제2가이드부(240)는 서로 결합하여 단자(250)를 둘러쌀 수 있다. 제1 및 제2가이드부(230,240)는 전기를 통하지 않는 절연 물질로 형성될 수 있다. The
제1가이드부(230)에는 제1개구(232) 및 제2개구(234)가 형성될 수 있다. 제1개구(232) 내에 제1PTC써미스터(PTC1)가 수납되고, 제2개구(234) 내에 제1절연부(INS1)가 수납된다. 이에 따라 제1 PTC써미스터(PTC1)가 단자(250) 및 제1 커버(210)에 직접 접촉할 수 있다. A
제2가이드부(240)에는 제3개구(242) 및 제4개구(244)가 형성될 수 있다. 제3개구(242) 내에 제2PTC써미스터(PTC2)가 수납되고, 제4개구(244) 내에 제2절연부(INS2)가 수납된다. 이에 따라 제2PTC써미스터(PTC2)가 단자(250) 및 제2커버(220)에 직접 접촉할 수 있다.A
하나 또는 복수의 제1PTC써미스터(PTC1)와 하나 또는 복수의 제1절연부(INST1)는 제1가이드부(230)의 길이 방향으로 번갈아가며 배치될 수 있다. 하나 또는 복수의 제2PTC써미스터(PTC2)와 하나 또는 복수의 제2절연부(INST2)는 제2가이드부(240)의 길이 방향으로 번갈아가며 배치될 수 있다. 제1PTC써미스터(PTC1)는 제2절연부(INST2)와 각각 중첩하고, 제2PTC써미스터(PTC2)는 제1절연부(INST1)와 각각 중첩하도록 배열될 수 있다. One or more first PTC thermistors PTC1 and one or more first insulating parts INST1 may be alternately disposed in the longitudinal direction of the
단자(250)의 일측 끝단은 제1 및 제2가이드부(230,240)와 제1 및 제2커버(210,220)로부터 노출되어 차량용 커넥터와 접속될 수 있다. 단자(250)는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들면, 단자(250)는 구리를 포함할 수 있다. One end of the terminal 250 may be exposed from the first and
제1 및 제2PTC써미스터(PTC1,PTC2)는 PTC(Positive Temperature Coefficient)소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2PTC써미스터(PTC1,PTC2)는 티탄산바륨계 세라믹으로 형성되어 온도가 상승하면 전기저항이 급격히 커지는 성질을 가질 수 있다. The first and second PTC thermistors PTC1 and PTC2 may include a Positive Temperature Coefficient (PTC) device. For example, the first and second PTC thermistors PTC1 and PTC2 may be formed of barium titanate-based ceramics and have a property of rapidly increasing electrical resistance when the temperature increases.
제1 및 제2PTC써미스터(PTC1,PTC2)는 히터가 적정 온도 범위에서 발열의 ON/OFF가 자동 제어되도록 하며, 제1 및 제2PTC써미스터(PTC1,PTC2)의 구성 물질의 설계에 따라, 필요로 하는 적정 온도 범위를 얻고, 과전류에 따른 화재 위험 등을 회피할 수 있다. 그리고, 제1 및 제2절연부(INS1,INS2)는 전기를 통하지 않는 절연 물질로 형성될 수 있다. The first and second PTC thermistors (PTC1, PTC2) allow the heater to automatically control ON/OFF of heat generation in an appropriate temperature range, and according to the design of the constituent materials of the first and second PTC thermistors (PTC1, PTC2), as required. It is possible to obtain an appropriate temperature range and avoid the risk of fire due to overcurrent. In addition, the first and second insulating portions INS1 and INS2 may be formed of an insulating material that does not conduct electricity.
한편, 전류는 단자(250)로부터 제1 또는 제2PTC써미스터(PTC1,PTC2) 및 제1 또는 제2커버(210,220)를 통해 발열부(21)로 흐르는데, 제1 또는 제2PTC써미스터(PTC1,PTC2)들이 적정 온도 범위 이상인 경우 전류가 차단되어 발열부(21)의 발열이 중지되고, 제1 또는 제2PTC써미스터(PTC1,PTC2)들이 적정 온도 범위 이하인 경우 전류가 흘러 발열부(21)가 발열할 수 있다. 이에 따라, 별도의 ON/OFF 스위치 없이도 적정 온도 범위 내에서 발열을 제어하고, 과전류에 따른 화재 위험 등을 회피할 수 있다. On the other hand, current flows from the terminal 250 to the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 하우징부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징부(40)는 상하로 길이를 갖는 방열부(10)와 단자부(30)의 하단부를 지지하는 하부하우징부(41)와, 방열부(10)와 단자부(30)의 상단부를 지지하는 상부하우징부(42)를 포함할 수 있다.6 is a view schematically showing a housing according to an embodiment of the present invention. 6, the
하부하우징부(41)는 하부몸체부(411)와, 하부몸체부(411)의 상측에 형성되고 방열부(10)의 하단부가 삽입되는 하부삽입부(412)와, 하부몸체부(411)의 양측단부에 형성되고 단자부(30)의 하단부가 삽입되어 결합되는 하부결합부(413)를 포함할 수 있다. 이때, 단자부(30)는 하부하우징부(41)와 후크 결합될 수 있다.The
상부하우징부(42) 상부몸체부(421)와, 상부몸체부(421)의 하측에 형성되고 방열부(10)의 상단부가 삽입되는 상부삽입부(422)와, 상부몸체부(421)의 양측단부에 형성되고 단자부(30)의 상단부가 삽입되어 후크 결합되는 상부결합부(423)를 포함할 수 있다. 그 외, 상부몸체부(421)에 형성되는 상부커넥터부(424)에는 단자부(30)가 노출되고, 차량 커넥터는 상부커넥터부(424)에 삽입되어 단자부(30)와 접속 상태를 유지할 수 있다.The
상기한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 히터 장치의 조립 과정을 설명하면 다음과 같다.The assembly process of the vehicle heater device according to an embodiment of the present invention having the above configuration will be described as follows.
세라믹 및 탄소 도전체를 포함하는 열소자부(20)를 제작한다. 일 예로, 금형에 탄소나노튜브를 포함하는 원료물질을 주입하여 열소자부(20)를 형성할 수 있다. 이러한 열소자부(20)는 표면에 산화막이 형성되어 절연 기능을 수행하므로, 별도의 절연체를 추가 장착하지 않아도 무방하다.A
제작된 복수개의 열소자부(20)는 세로로 배치되는 복수개의 방열부(10)를 관통하여 방열부(10)에 장착된다. 이때, 열소자부(20)의 외측면은 방열부(10)와 면접촉된다. 열소자부(20)의 양단부는 각각 단자부(30)와 접촉되어 통전 가능하고, 단자부(30)는 하우징부(40)에 결합된다.The manufactured plurality of
상기한 상태에서 단자부(30)에 전원이 인가되면 열소자부(20)에서 생성된 열이 방열부(10)를 통해 방출되고, 방열부(10)를 통과한 유체가 가열되어 차량 내부에 공급될 수 있다.In the above-described state, when power is applied to the
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 히터 장치(1)는 방열부(10)에 열소자부(20)가 압입되어 서로 간의 결합력이 증대되고 방열 성능이 향상될 수 있다.In the
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 히터 장치(1)는 판밀착부(112)가 열소자부(20)에 밀착되므로, 밀착력이 증대되어 방열 성능이 향상되고, 결합력이 향상될 수 있다.In the
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 히터 장치(1)는 열소자부(20)의 표면 산화막에 의해 절연이 이루어짐으로써, 고전압에서 작동이 가능하고, 별도의 절연체 설치가 생략될 수 있다.The
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only illustrative, and those of ordinary skill in the field to which the technology pertains, various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.
10 : 방열부 11 : 방열판부
12 : 방열삽입부 20 : 열소자부
21 : 발열부 22 : 절연부
30 : 단자부 31 : 단자케이스부
32 : 단자공급부 40 : 하우징부10: heat dissipation part 11: heat dissipation plate part
12: heat dissipation insert 20: thermal element
21: heating part 22: insulation part
30: terminal part 31: terminal case part
32: terminal supply part 40: housing part
Claims (7)
상기 방열부에 압입되고, 세라믹 및 탄소 도전체를 포함하며, 전원이 인가됨에 따라 열을 발생하는 하나 이상의 열소자부;
상기 열소자부와 연결되어 전원을 공급하는 단자부; 및
상기 방열부를 지지하고, 상기 단자부와 결합되는 하우징부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
A plurality of heat dissipation units spaced apart to emit heat;
At least one thermal element unit press-fit into the heat dissipation unit, including a ceramic and a carbon conductor, and generating heat when power is applied;
A terminal part connected to the thermal element part to supply power; And
And a housing part that supports the heat dissipation part and is coupled to the terminal part.
상기 열소자부가 관통되는 방열판부; 및
상기 방열판부의 단부에서 연장되고, 상기 하우징부에 삽입되는 방열삽입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
The method of claim 1, wherein the heat dissipation unit
A heat dissipating plate portion through which the thermal element portion is passed; And
And a heat dissipation insertion part extending from an end of the heat dissipation plate part and inserted into the housing part.
상기 열소자부가 관통되는 관통홀부가 형성되는 판몸체부; 및
상기 판몸체부에서 측방향으로 돌출되고, 상기 판몸체부를 관통하는 상기 열소자부와 밀착되는 판밀착부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
The method of claim 2, wherein the heat sink part
A plate body portion having a through hole through which the thermal element portion passes; And
And a plate contact portion protruding laterally from the plate body portion and in close contact with the heat element portion penetrating the plate body portion.
상기 단자부와 접촉되고, 전원이 인가되면 열을 발생하는 발열부; 및
상기 발열부의 표면에 형성되고 상기 방열부와 접촉되며, 전류 흐름을 차단하는 절연부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
The method of claim 1, wherein the thermal element unit
A heating unit that is in contact with the terminal unit and generates heat when power is applied; And
And an insulating part formed on the surface of the heating part, contacting the heat dissipating part, and blocking current flow.
상기 발열부는 세라믹 및 탄소 도전체의 혼합물이 일체로 성형되고,
상기 세라믹은 비도전성 세라믹 산화층을 포함하며,
상기 탄소 도전체는 탄소, 탄소나노튜브 및 그래핀 중 적어도 어느 한 가지를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
The method of claim 4,
The heating part is integrally formed of a mixture of ceramic and carbon conductor,
The ceramic includes a non-conductive ceramic oxide layer,
The carbon conductor is a vehicle heater device, characterized in that it comprises at least one of carbon, carbon nanotubes and graphene.
상기 절연부는 상기 발열부 표면에 형성되는 산화막인 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.
The method of claim 4,
The heater device for a vehicle, characterized in that the insulating portion is an oxide film formed on the surface of the heating portion.
상기 하우징부에 양단부가 장착되는 단자케이스부; 및
상기 단자케이스부에 장착되고, 상기 열소자부와 접촉되어 전원을 공급하는 하나 이상의 단자공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히터 장치.The method of claim 1, wherein the terminal portion
A terminal case portion mounted at both ends of the housing portion; And
And one or more terminal supply units mounted on the terminal case unit and contacting the thermal element unit to supply power.
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---|---|---|---|
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