JP2013220706A - Heat medium heating device, and vehicle air conditioner equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、PTCヒータを用いて熱媒体を加熱する熱媒体加熱装置およびそれを備えた車両用空調装置に関するものである。 The present invention relates to a heat medium heating device that heats a heat medium using a PTC heater, and a vehicle air conditioner including the heat medium heating device.
電気自動車やハイブリッド車等に適用される車両用空調装置にあって、暖房用の熱源となる被加熱媒体を加熱する熱媒体加熱装置の1つに、正特性サーミスタ素子(Positive Temperature Coefficient;以下、PTC素子という。)を発熱要素とするPTCヒータを用いたものが知られている。かかる熱媒体加熱装置において、特許文献1には、熱媒体の出・入口路を備えたハウジング内を加熱室と熱媒体の循環室とに分割する多数の隔壁を設け、その加熱室側に隔壁に接触させてPTCヒータを挿入設置し、循環室側を流通する熱媒体を加熱するように構成するとともに、PTCヒータの制御用基板をその上部位置に配設したものが開示されている。
In a vehicle air conditioner applied to an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like, a positive temperature coefficient thermistor element (hereinafter referred to as “Positive Temperature Coefficient”; hereinafter) A device using a PTC heater having a heat generating element as a PTC element) is known. In such a heat medium heating device,
また、特許文献2には、PTCヒータを挟んでその両面に一対の熱媒体流通部を積層配設するとともに、その一面側に制御用基板を収容する基板収容部を設けた積層構造の熱媒体加熱装置が開示されている。更に、特許文献3には、熱媒体の出・入口路を備えたケーシング内に一対のヘッダ間に多数の扁平熱交チューブを設けた熱交換部を配設し、その扁平熱交チューブ間にPTCヒータを設置するとともに、それらの上部位置にPTCヒータの制御用基板を配設した熱媒体加熱装置が開示されている。
Further,
しかるに、特許文献1,3のものは、伝熱面となる隔壁または扁平熱交チューブとPTCヒータとを密着させることが難しく、その間の接触熱抵抗が大きくなり、伝熱効率が低下する等の課題を有している。一方、特許文献2のものは、PTCヒータと熱媒体流通部とを積層して締め付け固定できることから、密着性を高めて接触熱抵抗を低減することができるものの、PTCヒータを多層に配設することが難しく、小型軽量化、低コスト化には限界があった。
However, in
このような状況下、扁平構造の熱交チューブを用い、その扁平熱交チューブとPTCヒータとを交互に多層に積層して熱交換エレメントを構成し、それをケーシング内に締め付け固定して組み込むことにより、扁平熱交チューブとPTCヒータとの間の接触熱抵抗を低減し、伝熱効率を向上するとともに、小型軽量化および低コスト化を図った熱媒体加熱装置の開発が進められている。 Under such circumstances, a heat exchange tube with a flat structure is used, and the flat heat exchange tube and the PTC heater are alternately laminated in multiple layers to form a heat exchange element, which is then clamped and fixed in the casing. Thus, development of a heat medium heating device that reduces the contact thermal resistance between the flat heat exchanger tube and the PTC heater, improves the heat transfer efficiency, and achieves a reduction in size and weight and cost.
上記の如く、扁平熱交チューブおよびPTCヒータを交互に多層に積層した構成の熱交換エレメントを、ケーシング内に押圧して締め付け固定した熱媒体加熱装置では、扁平熱交チューブとPTCヒータとの間の接触熱抵抗を低減し、伝熱効率を向上できるため、熱媒体加熱装置を小型高性能化することができる。しかしながら、PTCヒータは、PTC素子の両面に電極板を接合して構成され、その両面に絶縁フィルムおよび熱伝導シート等を介装して扁平熱交チューブ間に積層されることから、扁平熱交チューブとPTCヒータとを多層に積層して締め付け固定する際、PTCヒータが位置ずれを生じる虞がある。 As described above, in the heat medium heating device in which the heat exchange element having the configuration in which the flat heat exchange tubes and the PTC heaters are alternately stacked in layers is pressed and fixed in the casing, the heat exchange element is interposed between the flat heat exchange tubes and the PTC heaters. Therefore, the heat medium heating device can be reduced in size and performance. However, the PTC heater is constructed by joining electrode plates to both sides of a PTC element, and is laminated between flat heat exchanger tubes with an insulating film and a heat conductive sheet interposed on both sides. When the tube and the PTC heater are laminated and fixed in multiple layers, the PTC heater may be displaced.
電極板と制御基板間をハーネスで接続する構成の場合、上記のように、PTCヒータが僅かに位置ずれしたとしても、電極板と制御基板との間を電気的に接続することは可能であるが、電極板から延長されている端子を、制御基板側に設けられている端子台に直接ビス止め接続する構成とした場合、PTCヒータが僅かでも位置ずれした状態で組み込まれていると、電極板の端子を端子台にビス止めする際、穴位置が合わず、接続できない場合が生じる等の問題が生じる。 In the case of a configuration in which the electrode plate and the control board are connected by a harness, as described above, the electrode plate and the control board can be electrically connected even if the PTC heater is slightly displaced. However, when the terminal extended from the electrode plate is directly screwed and connected to the terminal block provided on the control board side, the PTC heater is incorporated in a state of being slightly displaced, When screwing the terminal of the board to the terminal block, there is a problem that the hole position is not aligned and the connection cannot be made.
従って、熱交換エレメントをケーシングに押圧して締め付け固定する場合、複数組のPTCヒータを構成する複数枚の電極板を位置決めして組み込む必要があるが、ケーシングに対する熱交換エレメントの締め付け固定構造によっては、ケーシングを利用して電極板を位置決めすることができない場合があり、絶縁性を確保しながら如何にして電極板の端子を制御基板側の端子台に対して位置決めするかが課題となっている。 Therefore, when pressing and fixing the heat exchange element to the casing, it is necessary to position and incorporate a plurality of electrode plates constituting a plurality of sets of PTC heaters, but depending on the structure for fixing the heat exchange element to the casing, In some cases, it is not possible to position the electrode plate using the casing, and how to position the terminal of the electrode plate with respect to the terminal block on the control board side while ensuring insulation is an issue .
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、扁平熱交チューブおよびPTCヒータを交互に多層に積層した熱交換エレメントを備え、PTCヒータの電極板と制御基板との間を、絶縁性を確保しつつ電極板の端子を確実に位置決めして簡易に接続できる熱媒体加熱装置およびそれを備えた車両用空調装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and includes a heat exchange element in which flat heat exchange tubes and PTC heaters are alternately laminated in a multilayer structure, and a gap between an electrode plate of the PTC heater and a control board. An object of the present invention is to provide a heat medium heating device and a vehicle air conditioner equipped with the heat medium heating device that can reliably connect the terminals of the electrode plate while ensuring insulation.
上記した課題を解決するために、本発明の熱媒体加熱装置およびそれを備えた車両用空調装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる熱媒体加熱装置は、内部に仕切り壁が設けられているケーシングと、熱媒体が流通する複数枚の扁平熱交チューブおよび複数組のPTCヒータが交互に多層に積層され、前記仕切り壁の一面側に締め付け固定される熱交換エレメントと、前記PTCヒータへの通電を制御する制御回路が実装され、前記仕切り壁の他面側に設置される制御基板と、を備え、前記PTCヒータの電極板から延長された端子が、前記仕切り壁の開口部を貫通して前記制御基板に設けられている端子台に接続可能とされているとともに、前記端子が、前記制御基板側に設けられ、前記開口部に嵌合設置される端子カバーに設けられている位置決め穴を通して前記制御基板側に貫通されることにより、前記端子台に対して位置決め可能とされていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the heat medium heating device of the present invention and the vehicle air conditioner including the same employ the following means.
That is, in the heat medium heating device according to the present invention, a casing in which a partition wall is provided, a plurality of flat heat exchanger tubes through which the heat medium flows and a plurality of sets of PTC heaters are alternately stacked in multiple layers, A heat exchange element that is fastened and fixed to one side of the partition wall, a control circuit that controls energization of the PTC heater, and a control board that is installed on the other side of the partition wall, and A terminal extended from the electrode plate of the PTC heater can be connected to a terminal block provided on the control board through the opening of the partition wall, and the terminal is connected to the control board side. It is possible to position relative to the terminal block by penetrating to the control board side through a positioning hole provided in a terminal cover fitted and installed in the opening. And said that you are.
本発明によれば、仕切り壁が設けられているケーシング内において、仕切り壁の一面側に熱交換エレメントが締め付け固定され、他面側に制御基板が設置されるとともに、熱交換エレメント側のPTCヒータの電極板から延長されている端子が、仕切り壁の開口部を貫通して制御基板に設けられている端子台に接続可能とされ、その端子が制御基板に設けられており、仕切り壁の開口部に嵌合設置される端子カバーの位置決め穴を通して、制御基板側に貫通されることにより、端子台に対して位置決め可能とされているため、ケーシング内において、仕切り壁を挟んで一面側に熱交換エレメントを締め付け固定し、他面側に制御基板を設置したとしても、PTCヒータの電極板から延長されている端子を、制御基板側に設けられている端子カバーの位置決め穴を通して制御基板側に貫通することによって、制御基板側の端子台に対して常に所定の接続位置に位置決めした状態で、制御基板および熱交換エレメントをケーシングに対し組み付けることができる。従って、交互に多層に積層された扁平熱交チューブおよびPTCヒータを仕切り壁に対して締付け固定することにより、その間の接触熱抵抗を低減して伝熱効率を向上し、熱媒体加熱装置を高性能化することができる。また、PTCヒータと制御基板との間の電気的接続を簡素化、容易化し、それらの組み立て性を向上することができるとともに、各電極板の絶縁距離を一定に保ち、絶縁性能を確保することができる。 According to the present invention, in the casing provided with the partition wall, the heat exchange element is fastened and fixed on one surface side of the partition wall, the control board is installed on the other surface side, and the PTC heater on the heat exchange element side The terminal extended from the electrode plate can be connected to a terminal block provided on the control board through the opening of the partition wall, and the terminal is provided on the control board. Since it can be positioned with respect to the terminal block by penetrating to the control board side through the positioning hole of the terminal cover fitted and installed in the part, heat is applied to one side of the casing across the partition wall. Even if the replacement element is tightened and fixed, and the control board is installed on the other side, the terminal extended from the electrode plate of the PTC heater is connected to the terminal cover provided on the control board side. By penetrating the control board side through the positioning hole of over always in a state of being positioned at a predetermined connecting position, the control board and the heat exchange element can be assembled to the casing with respect to the terminal block of the control board side. Therefore, flat heat exchanger tubes and PTC heaters stacked alternately in multiple layers are fastened and fixed to the partition wall, reducing the contact thermal resistance between them and improving the heat transfer efficiency, thereby improving the performance of the heat medium heating device. Can be In addition, the electrical connection between the PTC heater and the control board can be simplified and facilitated, their assemblability can be improved, and the insulation distance of each electrode plate is kept constant to ensure insulation performance. Can do.
さらに、本発明の熱媒体加熱装置は、上記の熱媒体加熱装置において、前記複数組のPTCヒータの複数枚の電極板には、各々の一辺に所定の間隔を隔てて端子が一線状に直列に配列されて設けられ、その複数の端子が、前記端子カバーに直列に配列されている複数の前記位置決め穴を通して前記制御基板の一辺側に直列に配列されて設けられている前記端子台に直接ビス止め可能とされていることを特徴とする。 Furthermore, the heat medium heating device of the present invention is the above-described heat medium heating device, wherein the terminals of the plurality of electrode plates of the plurality of sets of PTC heaters are arranged in a single line with a predetermined interval on each side. The plurality of terminals are directly arranged on the terminal block arranged in series on one side of the control board through the plurality of positioning holes arranged in series on the terminal cover. It is characterized in that it can be screwed.
本発明によれば、複数組のPTCヒータの複数枚の電極板には、各々の一辺に所定の間隔を隔てて端子が一線状に直列に配列されて設けられ、その複数の端子が、端子カバーに直列に配列されている複数の位置決め穴を通して制御基板の一辺側に直列に配列されて設けられている前記端子台に直接ビス止め可能とされているため、複数組のPTCヒータの複数枚の電極板(1組のPTCヒータに2枚の電極板が用いられる)から延びている複数の端子を一線状に直列に配列し、その端子を端子カバーに直列に配列されている複数の位置決め穴を通して制御基板に直列に配列されている複数の端子台に対して、それぞれ位置決めすることにより、該端子を端子台にビス止めすることができる。従って、複数の端子を一直線上でビス止めすることができ、制御基板とPTCヒータの電極板間の結線作業を効率よく行うことができる。 According to the present invention, a plurality of electrode plates of a plurality of sets of PTC heaters are provided with terminals arranged in a line in a line at a predetermined interval on each side, and the plurality of terminals are terminals. Screws can be directly screwed to the terminal block arranged in series on one side of the control board through a plurality of positioning holes arranged in series in the cover. A plurality of terminals extending from one electrode plate (two electrode plates are used for one set of PTC heaters) are arranged in series in a single line, and the terminals are arranged in series in a terminal cover. By positioning each of the plurality of terminal blocks arranged in series on the control board through the holes, the terminals can be screwed to the terminal block. Therefore, a plurality of terminals can be screwed on a straight line, and the connection work between the control board and the electrode plate of the PTC heater can be performed efficiently.
さらに、本発明の熱媒体加熱装置は、上記の熱媒体加熱装置において、前記ケーシングの一側面には、着脱自在の蓋体を備えた作業窓が設けられており、該作業窓を通して前記端子台に前記端子がビス止め可能とされていることを特徴とする。 Furthermore, the heat medium heating device of the present invention is the above heat medium heating device, wherein a work window having a detachable lid is provided on one side of the casing, and the terminal block is provided through the work window. And the terminal can be screwed.
本発明によれば、ケーシングの一側面に、着脱自在の蓋体を備えた作業窓が設けられており、該作業窓を通して端子台に端子がビス止め可能とされているため、ケーシングから蓋体を取り外し、作業窓を開放した状態でケーシングの側面側から端子台に対して端子をビス止めすることができる。従って、ケーシング内にビス止めするためのスペースを確保する必要がなく、内側面ぎりぎりに端子台や端子を配設してもよく、ケーシング、ひいては熱媒体加熱装置を小型化し、その搭載性を向上することができる。 According to the present invention, a work window having a detachable lid is provided on one side of the casing, and the terminal can be screwed to the terminal block through the work window. The terminal can be screwed to the terminal block from the side surface of the casing with the work window opened. Therefore, it is not necessary to secure a space for screwing in the casing, and a terminal block or terminal may be arranged at the very inner surface, and the casing and, consequently, the heat medium heating device can be downsized to improve its mountability. can do.
さらに、本発明の熱媒体加熱装置は、上述のいずれかの熱媒体加熱装置において、前記端子カバーは、絶縁性を有する樹脂材製の成形品とされ、前記制御基板の裏面側に対して固定設置されていることを特徴とする。 Furthermore, in the heat medium heating device according to the present invention, in any one of the heat medium heating devices described above, the terminal cover is a molded product made of an insulating resin material and is fixed to the back surface side of the control board. It is characterized by being installed.
本発明によれば、端子カバーが、絶縁性を有する樹脂材製の成形品とされ、制御基板の裏面側に対して固定設置されているため、端子カバーを制御基板と一体で仕切り壁の開口部に嵌合させて設置し、該端子カバーに直列に配列されている複数の位置決め穴を通して複数の端子を制御基板側に貫通することにより、各端子を制御基板側の端子台に対して位置決めすると同時に、各端子を仕切り壁に対して絶縁することができる。従って、各端子の位置決めとともに、各々の電極板の絶縁距離を一定に保ち、その絶縁性能をも確保することができる。 According to the present invention, since the terminal cover is a molded product made of an insulating resin material and is fixedly installed on the back side of the control board, the terminal cover is integrated with the control board and the opening of the partition wall. Each terminal is positioned with respect to the terminal board on the control board side by penetrating a plurality of terminals to the control board side through a plurality of positioning holes arranged in series in the terminal cover. At the same time, each terminal can be insulated from the partition wall. Therefore, along with the positioning of each terminal, the insulation distance of each electrode plate can be kept constant, and the insulation performance can be ensured.
さらに、本発明の熱媒体加熱装置は、上述のいずれかの熱媒体加熱装置において、前記制御基板の裏面には、前記端子カバーを介して絶縁シートが固定され、該絶縁シートを介して前記制御基板に設けられている電力制御用半導体スイッチング素子の熱が前記仕切り壁に伝達可能とされていることを特徴とする。 Furthermore, in the heat medium heating device according to the present invention, in any one of the heat medium heating devices described above, an insulating sheet is fixed to the back surface of the control board via the terminal cover, and the control is performed via the insulating sheet. The heat of the power control semiconductor switching element provided on the substrate can be transmitted to the partition wall.
本発明によれば、制御基板の裏面側に、端子カバーを介して絶縁シートが固定され、該絶縁シートを介して制御基板上に設けられている電力制御用半導体スイッチング素子の熱が仕切り壁に伝達可能とされているため、仕切り壁と制御基板との間に介装される絶縁シートを、制御基板の裏面に固定設置される端子カバーを介して固定し、予め位置決めした状態で組み込むことができる。従って、仕切り壁と制御基板および絶縁シート間に相互の位置決め用の穴、突起等を設けなくても、絶縁シートを位置決めでき、その絶縁シートを介して制御基板上の半導体スイッチング素子の発熱を確実に仕切り壁に伝達し、放熱することができる。また、制御基板の設計に際し、穴や突起等がない分スペースを有効利用して設計することができる。 According to the present invention, the insulating sheet is fixed to the back side of the control board via the terminal cover, and the heat of the semiconductor switching element for power control provided on the control board via the insulating sheet is applied to the partition wall. Since it is possible to transmit, the insulating sheet interposed between the partition wall and the control board can be fixed via a terminal cover fixedly installed on the back surface of the control board and assembled in a pre-positioned state. it can. Therefore, the insulating sheet can be positioned without providing mutual positioning holes, protrusions, etc. between the partition wall, the control board and the insulating sheet, and the semiconductor switching element on the control board can reliably generate heat through the insulating sheet. Can be transmitted to the partition wall to dissipate heat. Further, when designing the control board, the space can be effectively used because there are no holes or protrusions.
さらに、本発明の熱媒体加熱装置は、上記の熱媒体加熱装置において、前記半導体スイッチング素子は、前記制御基板の表面側に実装され、その実装位置に対応して前記制御基板に、裏面側に貫通する熱貫通部が設けられていることを特徴とする。 Furthermore, the heat medium heating device of the present invention is the above heat medium heating device, wherein the semiconductor switching element is mounted on the front surface side of the control board, and on the control board, on the back surface side corresponding to the mounting position. A heat penetration part that penetrates is provided.
本発明によれば、半導体スイッチング素子が、制御基板の表面側に実装され、その実装位置に対応して制御基板に、裏面側に貫通する熱貫通部が設けられているため、制御基板に表面実装されている半導体スイッチング素子の発熱を、熱貫通部を介して制御基板の裏面側に伝達し、その裏面に介装されている絶縁シートを介して仕切り壁に放熱することができる。従って、半導体スイッチング素子が表面実装されている制御基板を用いても、その素子に対する冷却性能を十分確保し、制御回路の動作を安定化することができる。 According to the present invention, the semiconductor switching element is mounted on the front surface side of the control board, and the control board is provided with the heat penetration portion penetrating the back surface side corresponding to the mounting position. Heat generated by the mounted semiconductor switching element can be transmitted to the back side of the control board via the heat penetration part, and can be radiated to the partition wall via the insulating sheet interposed on the back side. Therefore, even when a control board on which a semiconductor switching element is surface-mounted is used, the cooling performance for the element can be sufficiently secured and the operation of the control circuit can be stabilized.
さらに、本発明の熱媒体加熱装置は、上記の熱媒体加熱装置において、前記絶縁シートには、前記熱貫通部位置に対応して開口が設けられ、該開口を介して前記熱貫通部と前記仕切り壁との間に、熱伝導性液状ギャップ材等の熱伝導絶縁体が介装されていることを特徴とする。 Furthermore, in the heat medium heating device according to the present invention, in the heat medium heating device, the insulating sheet is provided with an opening corresponding to the position of the heat penetration portion, and the heat penetration portion and the A heat conductive insulator such as a heat conductive liquid gap material is interposed between the partition wall and the partition wall.
本発明によれば、絶縁シートに、熱貫通部位置に対応して開口が設けられ、該開口を介して熱貫通部と仕切り壁との間に、熱伝導性液状ギャップ材等の熱伝導絶縁体が介装されているため、制御基板における熱貫通部の裏面側への貫通状態に製造上のバラツキがあったとしても、そのバラツキを開口に介装される熱伝導性液状ギャップ材等の熱伝導絶縁体により吸収し、半導体スイッチング素子の発熱を確実に仕切り壁に伝熱し、放熱することができる。従って、半導体スイッチング素子を表面実装した制御基板の放熱性および絶縁性を確保し、熱媒体加熱装置の品質の安定化とその向上を図ることができる。なお、この場合、絶縁シートは、必ずしも熱伝導性を有するものとする必要はない。 According to the present invention, the insulating sheet is provided with an opening corresponding to the position of the heat penetration part, and the heat conduction insulation such as a heat conductive liquid gap material is provided between the heat penetration part and the partition wall through the opening. Since the body is interposed, even if there is a manufacturing variation in the state of penetration to the back side of the heat penetration part in the control board, such as a thermally conductive liquid gap material interposed in the opening Absorbed by the heat conductive insulator, the heat generated by the semiconductor switching element can be reliably transferred to the partition wall and radiated. Therefore, the heat dissipation and insulation of the control board on which the semiconductor switching element is surface-mounted can be secured, and the quality of the heat medium heating device can be stabilized and improved. In this case, the insulating sheet does not necessarily have thermal conductivity.
さらに、本発明の熱媒体加熱装置は、上述のいずれかの熱媒体加熱装置において、前記仕切り壁の他面側には、熱伝導性絶縁シートを介してディスクリートタイプの電力制御用半導体スイッチング素子が設置され、その上部に前記制御基板が設置されていることを特徴とする。 Furthermore, in the heat medium heating device of the present invention, in any one of the heat medium heating devices described above, a discrete type power control semiconductor switching element is provided on the other surface side of the partition wall via a heat conductive insulating sheet. It is installed and the said control board is installed in the upper part, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、仕切り壁の他面側に、熱伝導性絶縁シートを介してディスクリートタイプの電力制御用半導体スイッチング素子が設置され、その上部に制御基板が設置されているため、電力制御用半導体スイッチング素子としてディスクリートタイプのものを使用した場合においても、その半導体スイッチング素子を、熱伝導性絶縁シートを介して仕切り壁上に設置することによって、放熱性および絶縁性を確保し、その上部に設置されている制御基板と共に制御回路を構成してPTCヒータへの通電を制御することができる。従って、制御基板の仕様を多様化し、熱媒体加熱装置の設計の自由度を増すことができるとともに、半導体スイッチング素子の冷却性能をより安定化することができる。 According to the present invention, the discrete type power control semiconductor switching element is installed on the other surface side of the partition wall via the heat conductive insulating sheet, and the control board is installed on the upper part thereof. Even when a discrete type semiconductor switching element is used, the semiconductor switching element is installed on the partition wall via a thermally conductive insulating sheet to ensure heat dissipation and insulation, and above it. A control circuit can be configured together with the installed control board to control energization to the PTC heater. Therefore, the specifications of the control board can be diversified, the degree of freedom in designing the heat medium heating device can be increased, and the cooling performance of the semiconductor switching element can be further stabilized.
さらに、本発明にかかる車両用空調装置は、空気流通路中に配設されている放熱器に対して、熱媒体加熱装置で加熱された熱媒体が循環可能に構成されている車両用空調装置において、前記熱媒体加熱装置が、上述のいずれかに記載の熱媒体加熱装置とされていることを特徴とする。 Furthermore, the vehicle air conditioner according to the present invention is configured such that the heat medium heated by the heat medium heating device can be circulated with respect to the radiator disposed in the air flow passage. The heat medium heating device is any one of the above-described heat medium heating devices.
本発明によれば、空気流通路中に配設されている放熱器に対して、熱媒体加熱装置で加熱された熱媒体が循環可能に構成されている車両用空調装置において、熱媒体加熱装置が上述のいずれかの熱媒体加熱装置とされているため、空気流通路中に配設されている放熱器に供給する熱媒体を、組み立てが容易で、かつ小型高性能化された上述の熱媒体加熱装置によって加熱し、供給することができる。従って、車両に対する空調装置の搭載性を向上することができるとともに、車両用空調装置の空調性能、特に暖房性能の向上を図ることができる。 According to the present invention, in a vehicle air conditioner configured such that the heat medium heated by the heat medium heating device can be circulated with respect to the radiator disposed in the air flow passage, the heat medium heating device Is any one of the above-described heat medium heating devices, the heat medium supplied to the radiator disposed in the air flow passage can be easily assembled, and the above-described heat medium can be easily reduced in size and performance. It can be heated and fed by a medium heating device. Therefore, it is possible to improve the mountability of the air conditioner on the vehicle, and to improve the air conditioning performance of the vehicle air conditioner, particularly the heating performance.
本発明の熱媒体加熱装置によると、ケーシング内において、仕切り壁を挟んで一面側に熱交換エレメントを締め付け固定し、他面側に制御基板を設置したとしても、PTCヒータの電極板から延長されている端子を、制御基板側に設けられている端子カバーの位置決め穴を通して制御基板側に貫通することによって、制御基板側の端子台に対して常に所定の接続位置に位置決めした状態で、制御基板および熱交換エレメントをケーシングに対し組み付けることができるため、交互に多層に積層された扁平熱交チューブおよびPTCヒータを仕切り壁に対して締付け固定することにより、その間の接触熱抵抗を低減して伝熱効率を向上し、熱媒体加熱装置を高性能化することができる。また、PTCヒータと制御基板との間の電気的接続を簡素化、容易化し、それらの組み立て性を向上することができるとともに、各電極板の絶縁距離を一定に保ち、絶縁性能を確保することができる。 According to the heat medium heating device of the present invention, even if the heat exchange element is fastened and fixed on one side of the casing with the partition wall in between and the control board is installed on the other side, it is extended from the electrode plate of the PTC heater. The control board in a state where it is always positioned at a predetermined connection position with respect to the terminal board on the control board side by penetrating the terminal to the control board side through the positioning hole of the terminal cover provided on the control board side. Since the heat exchange element and the casing can be assembled to the casing, flat heat exchanger tubes and PTC heaters, which are alternately stacked in multiple layers, are fastened to the partition wall to reduce the contact thermal resistance between them. The heat efficiency can be improved and the heat medium heating device can be improved. In addition, the electrical connection between the PTC heater and the control board can be simplified and facilitated, their assemblability can be improved, and the insulation distance of each electrode plate is kept constant to ensure insulation performance. Can do.
また、本発明の車両用空調装置によると、空気流通路中に配設されている放熱器に供給する熱媒体を、組み立てが容易で、かつ小型高性能化された上述の熱媒体加熱装置によって加熱し、供給することができるため、車両に対する空調装置の搭載性を向上することができるとともに、車両用空調装置の空調性能、特に暖房性能の向上を図ることができる。 In addition, according to the vehicle air conditioner of the present invention, the heat medium supplied to the radiator disposed in the air flow passage is easily assembled and is small and high performance by the above-described heat medium heating apparatus. Since it can be heated and supplied, it is possible to improve the mountability of the air conditioner to the vehicle, and to improve the air conditioning performance of the vehicle air conditioner, particularly the heating performance.
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1ないし図8を用いて説明する。
図1には、本発明の第1実施形態に係る熱媒体加熱装置を備えた車両用空調装置の概略構成図が示されている。
車両用空調装置1は、外気または車室内空気を取り込んで温調した後、それを車室内へと導くための空気流通路2を形成するケーシング3を備えている。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a vehicle air conditioner including a heat medium heating device according to the first embodiment of the present invention.
The
このケーシング3の内部には、空気流通路2の上流側から下流側にかけて順次、外気または車室内空気を吸い込んで昇圧し、それを下流側へと圧送するブロア4と、該ブロア4により圧送される空気を冷却する冷却器5と、冷却器5を通過して冷却された空気を加熱する放熱器6と、放熱器6を通過する空気量と放熱器6をバイパスする空気量との流量割合を調整し、その下流側でエアミックスすることにより、温調風の温度を調節するエアミックスダンパ7とが設置されている。
Inside the
ケーシング3の下流側は、図示省略された吹き出しモード切替えダンパおよびダクトを介して温調された空気を車室内に吹き出す複数の吹き出し口に接続されている。
冷却器5は、図示省略された圧縮機、凝縮器、膨張弁等と共に冷媒回路を構成し、膨張弁で断熱膨張された冷媒を蒸発させることにより、そこを通過する空気を冷却するものである。また、放熱器6は、タンク8、ポンプ9および熱媒体加熱装置10とともに熱媒体循環回路10Aを構成し、熱媒体加熱装置10で高温に加熱された熱媒体(例えば、不凍液や温水等)がポンプ9を介して循環されることにより、そこを通過する空気を加温するものである。
The downstream side of the
The
図2には、図1に示された熱媒体加熱装置10の分解斜視図が示され、図3には、その熱媒体出・入口路を通る位置での縦断面図、図4には、その制御基板と電極板との間の端子接続を行う一辺側位置での縦断面図が示されている。
熱媒体加熱装置10は、底面および上面が開口され、内部に仕切り壁12が設けられている四角形状をなすアルミダイキャスト製のケーシング11を備えている。このケーシング11の底面は、ネジ結合されるボトムプレート13によって密閉され、上面は、ネジ結合されるアッパプレート14によって密閉されるようになっている。
2 is an exploded perspective view of the heat
The heat
ケーシング11には、仕切り壁12の上面側(他面側)から上方に突設された後、更に側方に延長されている一対の熱媒体入口路15および熱媒体出口路16が一体に成形されており、この熱媒体出・入口路15,16は、仕切り壁12を貫通して仕切り壁12の底面側(一面側)に開口されている。仕切り壁12には、後述する複数の端子29を貫通するための開口部17(図4,5参照)が一辺に沿って設けられているとともに、その底面側の4角部には、所定高さのボス部18が一体成形されている。このボス部18は、後述する熱交押え部材32を締め付け固定するためのものである。また、ケーシング11の外周面の両側には、熱媒体加熱装置10の据え付け用ブラケット19が設けられている。
The
ケーシング11の仕切り壁12の底面側(一面側)には、熱交換エレメント20が組み込まれている。熱交換エレメント20は、複数枚の扁平熱交チューブ21と複数組のPTCヒータ26とを交互に多層に積層して構成されるものであり、ボス部18にネジ31を介して締め付け固定される板状の熱交押え部材32によって、仕切り壁12に対し押圧されるように締め付け固定され、扁平熱交チューブ21とPTCヒータ26とが互いに密着されるように設置されている。
A
扁平熱交チューブ21は、アルミ合金製薄板をプレス成形した一対の成形プレートを重ね合わせてろう付けした厚さ数mm程度のチューブであり、一端側に入口ヘッダ部22および出口ヘッダ部23が設けられ、その入口ヘッダ部22から延長されて他端側でUターンし、出口ヘッダ部23に至るUターン流路を形成する扁平チューブ部24を備えた構成とされている。扁平チューブ部24のUターン流路には、波形のインナーフィン(図示省略)が挿入されている。出・入口ヘッダ部22,23には、隣り合う扁平熱交チューブ21の出・入口ヘッダ部22,23同士を連通する連通穴が設けられており、その連通穴周りは、Oリング等のシール材25によりシールされるようになっている。
The flat
PTCヒータ26は、PTC素子27とその両面に接合される一対の電極板28とから構成されるものであり、四角形の板状をなすように形成され、扁平熱交チューブ21の扁平チューブ部24間にサンドイッチ状に積層されるように構成されている。各電極板28には、その一辺から延長され、上方にL字状に曲げ形成されている複数の端子29が所定の間隔を隔てて一線状に直列に配列されて設けられており、この複数の端子29は、仕切り壁12の開口部17を貫通して上方に延長されるように構成されている。また、PTCヒータ26は、絶縁フィルムおよび熱伝導シート30等を介して扁平チューブ部24間に積層されるようになっている。
The
熱交換エレメント20は、扁平熱交チューブ21の出・入口ヘッダ部22,23が、仕切り壁12を貫通して仕切り壁12の底面側(一面側)に開口されている熱媒体出・入口路15,16と連通接続されるように、その接続部にOリング等のシール材25を介装することによって組み込まれている。ケーシング11の底面側の開口部は、熱交換エレメント20が組み込まれた後、ボトムプレート13によって密閉されるようになっている。
The
上記仕切り壁12の上面側(他面側)には、熱媒体出・入口路15,16の側部スペース(デッドスペース)を利用してPTCヒータ26に対する通電制御を行う制御基板33が固定設置されている。制御基板33は、PTCヒータ26への通電を制御するIGBT等の複数の電力制御用半導体スイッチング素子(以下、半導体スイッチング素子34ともいう。)や制御回路が表面実装されたものであり、仕切り壁12の上面に、後述のように組み込まれる熱伝導性絶縁シート35等を介して、ネジ36で締め付け固定されている。
On the upper surface side (other surface side) of the
制御基板33上の複数の半導体スイッチング素子34は、発熱部品であり、熱交換エレメント20の扁平熱交チューブ21と接する仕切り壁12をヒートシンクとして冷却可能とされている。なお、ここでの仕切り壁12はアルミ合金製である。半導体スイッチング素子34は、制御基板33の表面側に実装されており、その発熱を裏面側の仕切り壁12に放熱して冷却するため、図3および図5ないし図8に示されるように、以下の構成が採用されている。
The plurality of
制御基板33の半導体スイッチング素子34が設置されている部位に対応して、銅やアルミ等の高熱伝導性材からなる熱貫通部37が表面側から裏面側に貫通して設けられ、該熱貫通部37を介して半導体スイッチング素子34の発熱が制御基板33の裏面側に伝熱されるようにしている。しかし、この熱貫通部37の制御基板33の裏面からの引っ込み量や飛び出し量には、製造上のバラツキがあるため、熱貫通部37が仕切り壁12や熱伝導性の絶縁シート35に正常に接触されるとの保証はなく、この場合、制御基板33の放熱性や電気絶縁性は確保されない。
Corresponding to the part where the
そこで、図8に示すように、絶縁シート35の熱貫通部37と対応する部位に、複数の開口35Aを設け、この開口35Aに絶縁性の熱伝導材料からなる熱伝導性液状ギャップ材(熱伝導絶縁体)38を介装することによって、熱貫通部37の製造上のバラツキを吸収し、熱貫通部37と仕切り壁12とが電気絶縁性を保持したまま確実に熱的に接続される伝熱経路を形成している。この熱伝導性液状ギャップ材38としては、熱伝導性シリコーンエラストマーであって、シリコーンをベース樹脂とし、芯材および充填材にファイバーグラス、アルミナ等を用いたもので、固形状のもの、液状から硬化されるもの等が知られている。なお、この熱伝導性液状ギャップ材38は、形状追従性弾性体として機能するものである。
Therefore, as shown in FIG. 8, a plurality of
なお、本実施形態では、液状から硬化される熱伝導性液状ギャップ材38を使用することを前提に、絶縁シート35に開口35Aを設け、この開口35Aの面積を熱貫通部37の面積よりも大きくすることによって、仕切り壁12、制御基板33および絶縁シート35等が寸法公差の集積により相対的に位置ずれしたとしても、開口35A内に介装された熱伝導性液状ギャップ材38と熱貫通部37とが確実に対応されるようにしている。この場合、絶縁シート35は、必ずしも熱伝導性を有する必要がなく、電気絶縁性を有する絶縁専用の、例えばポリイミドフィルム等の高硬度シートを用いることができる。
In the present embodiment, on the premise that the thermally conductive
さらに、制御基板33は、上記の如く、仕切り壁12の上面側に絶縁シート35を介して複数個のネジ36で締め付け固定されている。絶縁シート35は、制御基板33および仕切り壁12の上面に対して位置決めして組み込まれることが望ましく、通常、位置決め用突起および穴を設けて位置決めしているが、本実施形態では、制御基板33の裏面に固定設置される端子カバー39を利用し、その端子カバー39に設けられているシート押え40によって、絶縁シート35を制御基板33の裏面の所定位置に予め位置決めして設置できるようにしている。これによって、制御基板33側の熱貫通部37の位置と、絶縁シート35側の熱伝導性液状ギャップ材38を介装する開口35Aの位置とを確実に対応させて組み立てられるようにしている。
Further, as described above, the
端子カバー39は、制御基板33の裏面に固定設置され、PTCヒータ26の電極板28から延長されている端子29を、制御基板33の裏面の一辺側に直列に配列されて設けられている複数の端子台42に対して位置決めするためのものであり、制御基板33が仕切り壁12の上面にネジ36を介して締め付け固定されることにより、仕切り壁12の開口部17内に嵌合設置されるようになっている。この端子カバー39は、例えば絶縁性を有するPBT等の樹脂材からなる一体成形品であり、開口部17に嵌合される部分に、複数の端子29を通す複数のスリット状位置決め穴41が一線状に直列に配列されている。
The
つまり、上記端子カバー39の位置決め穴41に対して、端子29を通した状態で電極板28、すなわちPTCヒータ26と扁平熱交チューブ21とを多層に積層して構成される熱交換エレメント20を、仕切り壁12の一面側に締め付け固定することにより、PTCヒータ26および電極板28を位置ずれのない状態として組み付けし、電極板28から延長されている端子29を、制御基板33の端子台42に対して位置決めできる構成としている。なお、端子カバー39の位置決め穴41が直列に配列されている部分は、強度を確保するため、波状に成形されている。
That is, the
制御基板33には、上記の如く電極板28と一体をなす端子29がビス43を介して直接接続される複数の端子台42が一辺側に直列に配列されて設けられている。また、この端子台42と隣接して、二又に分岐された電源用HVハーネス(High−Voltageハーネス)45のPN端子46がビス47を介して接続される複数のPN端子台44が設けられるとともに、制御用LVハーネス(Low−Voltageハーネス)48側のコネクタ49が接続可能なLVコネクタ(図示省略)等が設けられている。
The
ケーシング11の一側面には、図2および図6に示されるように、電極板28の端子29を端子台42に対してビス43を介してビス止め接続する際、および電源用HVハーネス45のPN端子46をPN端子台44に対してビス47を介してビス止め接続する際の作業用の窓50が開口されている。この作業窓50は、ビス43,47を締め付け作業することができる程度の大きさとされている。作業窓50には、蓋体51がビス等を介して着脱自在に装着されている。
As shown in FIGS. 2 and 6, on one side of the
また、ケーシング11の上面側開口部は、仕切り壁12の上面に制御基板33を設置するとともに、その制御基板33の端子台42に電極板28から延長されている端子29をビス止めして接続した後、アッパプレート14により密閉可能とされている。アッパプレート14は、液状ガスケット等のシール材を介してケーシング11に密閉装着されるように構成されている。このアッパプレート14を装着する際、アッパプレート14側に設けられているHVハーネス45のPN端子46は、上記の如く制御基板33側のPN端子台44に接続のため、ハーネスホルダ52により所定位置に位置出しされるとともに、制御用LVハーネス48側のコネクタ49は、制御基板33側のLVコネクタに対してコネクタ接続されるようになっている。
The opening on the upper surface side of the
アッパプレート14は、その上面の熱媒体出・入口路15,16が延長されている方向と反対側のスペースに、電源用HVハーネス45および制御用LVハーネス48の接続部53,54が設けられたものであり、電源(バッテリー)および上位制御装置(ECU)からの図示省略のケーブルまたはハーネスが接続可能とされている。この接続部53,54を経て入力された電力または信号は、HVハーネス45およびLVハーネス48を介して制御基板33に入力され、その制御信号により制御基板33上の半導体スイッチング素子34および制御回路を介してPTCヒータ26に電力が印加される構成とされている。
The
以上に説明した熱媒体加熱装置10において、ケーシング11の熱媒体入口路15から流入した熱媒体は、熱交換エレメント20を構成する複数枚の扁平熱交チューブ21に対して、入口ヘッダ部22を経て扁平チューブ部24に流通し、扁平チューブ部24のUターン流路内を流通する間に、PTCヒータ26によって加熱、昇温され、出口ヘッダ部23へと流出し、そこから熱媒体出口路16を経て外部に送り出される流通路中を流通する構成とされている。この熱媒体加熱装置10から流出された熱媒体は、熱媒体循環回路10A(図1参照)を介して放熱器6に供給され、暖房用に供されるようになっている。
In the heat
一方、PTCヒータ26には、アッパプレート14の接続部53に接続された電源用HVハーネス45からの電力が制御基板33を介して印加される。制御基板33には、接続部54に接続された制御用LVハーネス48を介して制御信号が入力されるようになっており、半導体スイッチング素子34および制御回路等を介して複数組のPTCヒータ26に印加する電力を制御し、加熱量をコントロールしている。この際、半導体スイッチング素子34で発生した熱は、アルミダイキャスト製とされているケーシング11の仕切り壁12に熱伝導され、該仕切り壁12をヒートシンクに扁平熱交チューブ21内を流れる熱媒体を冷熱源として冷却される。
On the other hand, power from the power
より詳細には、制御基板33に表面実装されている半導体スイッチング素子34で発生した熱は、熱貫通部37を介して制御基板33の裏面側に伝熱され、この熱貫通部37と接触されている熱伝導性液状ギャップ材38等の熱伝導絶縁体および熱伝導性の絶縁シート35を介してヒートシンクである仕切り壁12に放熱されることによって、半導体スイッチング素子34が扁平熱交チューブ21内を流れる熱媒体を冷熱源として冷却可能とされている。
More specifically, the heat generated in the
斯くして、PTCヒータ26の発熱は、熱伝導シート30等を介して複数枚の扁平熱交チューブ21に伝熱され、その内部を流れる熱媒体の加熱に供される。ここで、熱交換エレメント20を構成する交互に多層に積層されて組み付けられる扁平熱交チューブ21およびPTCヒータ26は、熱交押え部材32を介して仕切り壁12に対し押圧されて締付け固定されることによって互いに密着されるため、その間の接触熱抵抗が低減され、伝熱効率が向上される。従って、効率よく熱媒体を加熱することができ、熱媒体加熱装置10の高性能化、小型コンパクト化を図ることができる。
Thus, the heat generated by the
また、熱交押え部材32の締め付けによって、各扁平熱交チューブ21の出・入口ヘッダ部22,23の連通穴周りに介装されているOリング等のシール材25を確実に密着させることができる。このため、各扁平熱交チューブ21の出・入口ヘッダ部22,23周りのシール性を確保し、熱媒体の漏れを確実に防止することができ、これによって、熱媒体加熱装置10の熱媒体漏れ防止に対する信頼性を高めることができる。
Further, by tightening the heat
さらに、本実施形態では、ケーシング11内において、仕切り壁12の一面側に熱交換エレメント20が締め付け固定され、他面側に制御基板33が設置されるとともに、熱交換エレメント20側のPTCヒータ26の電極板28から延長されている端子29が、仕切り壁12の開口部17を貫通して制御基板33に設けられている端子台42に接続可能とされ、その端子29が制御基板33に設けられており、仕切り壁12の開口部17に嵌合設置される端子カバー39の位置決め穴41を通して、制御基板33側に貫通されることにより、端子台42に対して位置決め可能とされている。
Further, in the present embodiment, in the
このため、ケーシング11内において、仕切り壁12を挟んで一面側に熱交換エレメント20を締め付け固定し、他面側に制御基板33を設置したとしても、PTCヒータ26の電極板28から延長されている端子29を、制御基板33側に設けられている端子カバー39の位置決め穴41を通して制御基板33側に貫通することによって、制御基板33側の端子台42に対して常に所定の接続位置に位置決めした状態で、制御基板33および熱交換エレメント20をケーシング11に組み付けることができる。従って、PTCヒータ26と制御基板33との間の電気的接続を簡素化、容易化し、それらの組み立て性を向上することができるとともに、各電極板28の絶縁距離を一定に保ち、絶縁性能を確保することができる。
For this reason, even if the
また、複数組のPTCヒータ26の複数枚の電極板28には、各々の一辺に所定の間隔を隔てて端子29が一線状に直列に配列されて設けられ、その複数の端子29が、上記端子カバー39に直列に配列されている複数の位置決め穴41を通して制御基板33の一辺側に直列に配列されて設けられている端子台42にビス43を介して直接ビス止め可能な構成とされている。
The plurality of
これによって、複数組のPTCヒータ26の複数枚の電極板28(1組のPTCヒータ26に2枚の電極板28が用いられる)から延びている複数の端子29を一線状に直列に配列し、その端子29を端子カバー39に直列に配列されている複数の位置決め穴41を通して制御基板33に直列に配列されている複数の端子台42に対して、それぞれ位置決めかることで、該端子29を端子台42にビス止めすることができる。このため、複数の端子29を一直線上でビス止めすることができ、制御基板33とPTCヒータ26の電極板28間の結線作業を効率よく行うことができる。
Thus, a plurality of
さらに、本実施形態においては、ケーシング11の一側面に、着脱自在の蓋体51を備えた作業窓50が設けられており、該作業窓50を通して端子台42に端子29がビス止め可能とされている。このため、ケーシング11から蓋体51を取り外し、作業窓50を開放した状態でケーシング11の側面側から端子台42に端子29をビス止め作業することができる。これによって、ケーシング11内にビス止めするための作業スペースを確保する必要がなくなり、その内側面ぎりぎりに端子台42や端子29を配設してもよく、ケーシング11、ひいては熱媒体加熱装置10を小型化し、その搭載性を向上することができる。
Furthermore, in this embodiment, a
また、端子カバー39が、絶縁性を有する樹脂材製の成形品とされ、制御基板33の裏面に対して固定設置されているため、該端子カバー39を制御基板33と一体で仕切り壁12の開口部17に嵌合させて設置し、その端子カバー39に直列に配列されている複数の位置決め穴41を通して複数の端子29を制御基板33側に貫通することにより、各端子39を制御基板33側の端子台42に対して位置決めすると同時に、各端子29を仕切り壁12に対して絶縁することができる。従って、各端子29の位置決めとともに、各々の電極板28の絶縁距離を一定に保ち、その絶縁性能をも確保することができる。
Further, since the
また、本実施形態では、制御基板33の裏面側に、端子カバー39を介して絶縁シート35が固定され、この絶縁シート35を介して制御基板33上に設けられているIGBT等の半導体スイッチング素子34の熱が仕切り壁12に伝達可能とされているため、仕切り壁12と制御基板33との間に介装される絶縁シート35を、制御基板33の裏面に固定設置される端子カバー39を介して固定し、予め位置決めした状態で組み込むことができる。これによって、仕切り壁12と制御基板33および絶縁シート35間に相互の位置決め用の穴、突起等を設けなくても、絶縁シート35を位置決めでき、その絶縁シート35を介して制御基板33上の半導体スイッチング素子34の発熱を確実に仕切り壁12に伝達し、放熱することができる。また、制御基板33の設計に際し、穴や突起等がない分スペースを有効利用して設計することができる。
In the present embodiment, an insulating
また、上記半導体スイッチング素子34が、制御基板33の表面側に実装され、その位置に対応して制御基板33に、裏面側に貫通する熱貫通部37が設けられているため、制御基板33に表面実装されている半導体スイッチング素子34の発熱を、熱貫通部37を介して制御基板33の裏面側に伝達し、その裏面に介装されている絶縁シート35を介して仕切り壁12に放熱することができる。従って、半導体スイッチング素子34が表面実装されている制御基板33を用いても、その素子34に対する冷却性能を確保し、制御回路の動作を安定化することができる。
Further, the
さらに、本実施形態では、絶縁シート35に、熱貫通部37位置に対応して開口35Aを設け、該開口35Aを介して熱貫通部37と仕切り壁12との間に、熱伝導性液状ギャップ材28等の熱伝導絶縁体を介装している。このため、制御基板33における熱貫通部37の裏面側への貫通状態に製造上のバラツキがあったとしても、そのバラツキを開口35Aに介装される熱伝導性液状ギャップ材28等の熱伝導絶縁体によって吸収し、半導体スイッチング素子34の発熱を確実に仕切り壁12に伝熱し、放熱することができる。従って、半導体スイッチング素子34を表面実装した制御基板33の放熱性および絶縁性を確保し、熱媒体加熱装置10の品質の安定化とその向上を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the insulating
また、本実施形態に係る車両用空調装置1によれば、空気流通路2中に配設されている放熱器6に供給する熱媒体を、組み立てが容易で、かつ小型高性能化された上述の熱媒体加熱装置10によって加熱し、供給することができる。このため、車両に対する空調装置1の搭載性を向上することができるとともに、車両用空調装置1の空調性能、特に暖房性能の向上を図ることができる。
Moreover, according to the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図9ないし図11を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1実施形態に対して制御基板33Aおよび半導体スイッチング素子34Aの構成が異なっている。その他の点については、第1実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、ディスクリートタイプの電力制御用半導体スイッチング素子(IGBT)34Aを用い、その半導体スイッチング素子34Aを仕切り壁12の表面上にシリコンシート等の熱伝導性絶縁シート55を介してネジ56で固定設置し、その上部に半導体スイッチング素子34Aと端子接続される制御基板33Aを設置した構成としている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The present embodiment differs from the first embodiment described above in the configuration of the
In the present embodiment, a discrete type power control semiconductor switching element (IGBT) 34A is used, and the
上記の如く、ディスクリートタイプの電力制御用半導体スイッチング素子(IGBT)34Aを用い、それを仕切り壁12の表面上に熱伝導性絶縁シート55を介して設置した構成としてもよく、この場合、半導体スイッチング素子34Aを、熱伝導性絶縁シート54を介して仕切り壁12上に直接設置することによって、その放熱性および絶縁性を確保することができ、また、その上部に設置されている制御基板33Aと共に制御回路を構成することにより、PTCヒータ26に対する通電を制御することができる。従って、制御基板33Aの仕様を多様化し、熱媒体加熱装置10の設計の自由度を増すことができるとともに、半導体スイッチング素子34Aの冷却性能をより安定化することができる。
As described above, a discrete type power control semiconductor switching element (IGBT) 34A may be used, and may be installed on the surface of the
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記した実施形態では、複数枚の扁平熱交チューブ21を多層に積層し、各々の間に複数組のPTCヒータ26を組み込んだ構成としているが、この扁平熱交チューブ21およびPTCヒータ26は、熱媒体加熱装置10の能力に合せて適宜増減されるものであることは云うまでもない。
In addition, this invention is not limited to the invention concerning the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably. For example, in the above-described embodiment, a plurality of flat
また、扁平熱交チューブ21については、一端側に入口ヘッダ部、他端側に出口ヘッダ部を設けた扁平熱交チューブとしてもよく、この場合、ケーシング11側に設けられる熱媒体出・入口路15,16も出・入口ヘッダ部に対応して左右に振り分けて設けられることになる。
Further, the flat
さらに、上記した実施形態では、ケーシング11をアルミダイカスト製とした例について説明したが、ケーシング11は、PPS等の樹脂材製としてもよい。この場合、仕切り壁12ついては、少なくともヒートシンクを構成する部位をアルミ合金製の板材等で構成すればよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the
1 車両用空調装置
2 空気流通路
6 放熱器
10 熱媒体加熱装置
10A 熱媒体循環回路
11 ケーシング
12 仕切り壁
17 開口部
20 熱交換エレメント
21 扁平熱交チューブ
26 PTCヒータ
28 電極板
29 端子
32 熱交押え部材
33,33A 制御基板
34,34A 半導体スイッチング素子
35 絶縁シート
35A 開口
37 熱貫通部
38 熱伝導性液状ギャップ材(熱伝導絶縁体)
39 端子カバー
40 シート押え
41 位置決め穴
42 端子台
43 ビス
50 作業窓
51 蓋体
55 熱伝導性絶縁シート
DESCRIPTION OF
39 Terminal cover 40
Claims (9)
熱媒体が流通する複数枚の扁平熱交チューブおよび複数組のPTCヒータが交互に多層に積層され、前記仕切り壁の一面側に締め付け固定される熱交換エレメントと、
前記PTCヒータへの通電を制御する制御回路が実装され、前記仕切り壁の他面側に設置される制御基板と、を備え、
前記PTCヒータの電極板から延長された端子が、前記仕切り壁の開口部を貫通して前記制御基板に設けられている端子台に接続可能とされているとともに、
前記端子が、前記制御基板側に設けられ、前記開口部に嵌合設置される端子カバーに設けられている位置決め穴を通して前記制御基板側に貫通されることにより、前記端子台に対して位置決め可能とされていることを特徴とする熱媒体加熱装置。 A casing provided with a partition wall inside;
A plurality of flat heat exchanger tubes and a plurality of sets of PTC heaters through which a heat medium circulates are alternately laminated in multiple layers, and a heat exchange element that is fastened and fixed to one side of the partition wall;
A control circuit that controls energization of the PTC heater is mounted, and includes a control board installed on the other side of the partition wall,
The terminal extended from the electrode plate of the PTC heater is connectable to a terminal block provided on the control board through the opening of the partition wall,
The terminal can be positioned with respect to the terminal block by being penetrated to the control board side through a positioning hole provided in the terminal cover provided on the control board side and fitted and installed in the opening. A heating medium heating device, characterized in that
その複数の端子が、前記端子カバーに直列に配列されている複数の前記位置決め穴を通して前記制御基板の一辺側に直列に配列されて設けられている前記端子台に直接ビス止め可能とされていることを特徴とする請求項1に記載の熱媒体加熱装置。 The plurality of electrode plates of the plurality of sets of PTC heaters are provided with terminals arranged in series in a single line at a predetermined interval on each side,
The plurality of terminals can be screwed directly to the terminal block arranged in series on one side of the control board through the plurality of positioning holes arranged in series on the terminal cover. The heating medium heating device according to claim 1.
前記熱媒体加熱装置が、請求項1ないし8のいずれかに記載の熱媒体加熱装置とされていることを特徴とする車両用空調装置。
In the vehicle air conditioner configured such that the heat medium heated by the heat medium heating device can be circulated with respect to the radiator disposed in the air flow passage,
The vehicle air conditioner, wherein the heat medium heating device is the heat medium heating device according to any one of claims 1 to 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012092963A JP2013220706A (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Heat medium heating device, and vehicle air conditioner equipped with the same |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012092963A JP2013220706A (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Heat medium heating device, and vehicle air conditioner equipped with the same |
Publications (1)
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