專利名稱：熱介質(zhì)加熱裝置及使用了該裝置的車輛用空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用PTC (Positive Temperature Coefficient :正溫度特性)加熱器對熱介質(zhì)進(jìn)行加熱的熱介質(zhì)加熱裝置及使用了該裝置的車輛用空調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
一直以來，作為對被加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱的熱介質(zhì)加熱裝置的一種，已知有使用了以正特性熱敏電阻元件(PTC元件)為發(fā)熱要素的PTC加熱器的裝置。PTC加熱器具有正特性的熱敏電阻特性，隨著溫度的上升而電阻值上升，由此會控制消耗電流且溫度上升平緩，然后，消耗電流及發(fā)熱部的溫度達(dá)到飽和區(qū)域而穩(wěn)定，具備自我溫度控制特性。如上所述，PTC加熱器具有在加熱器的溫度上升時消耗電流降低，然后在到達(dá)一定溫度的飽和區(qū)域時，消耗電流在低值下穩(wěn)定的特性。通過利用該特性，得到能夠減少消耗電 力并且能夠防止發(fā)熱部溫度的異常上升這樣的優(yōu)點。因此，PTC加熱器在多個技術(shù)領(lǐng)域中使用，即使在空調(diào)的領(lǐng)域中，例如專利文獻(xiàn)I所公開那樣，在混合動力車輛用的空調(diào)裝置中，提出了一種熱介質(zhì)加熱裝置，該熱介質(zhì)加熱裝置將PTC加熱器適用于對發(fā)動機(jī)停止時向空氣加熱用的散熱器供給的熱介質(zhì)(這里是發(fā)動機(jī)的冷卻水)進(jìn)行加熱的加熱裝置。該熱介質(zhì)加熱裝置的兩個熱介質(zhì)流通箱經(jīng)由O形密封環(huán)而相互液密地接合，在這兩個熱介質(zhì)流通箱之間密接夾裝有平板狀的PTC加熱器。另外，構(gòu)成為各熱介質(zhì)流通箱的各多個箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件經(jīng)由O形密封環(huán)而液密地接合，在各熱介質(zhì)流通箱的內(nèi)部形成有作為熱介質(zhì)的發(fā)動機(jī)冷卻水所流通的流通路徑。另外，在各熱介質(zhì)流通箱形成有與PTC加熱器密接的平坦的散熱面，在該平坦面與形成在熱介質(zhì)流通箱(箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件)的外周部上的接合面之間形成有槽狀的臺階部(參照專利文獻(xiàn)I的圖5)。這是因為，在防止因PTC加熱器發(fā)出的高熱而夾裝于接合面的上述的O形密封環(huán)引起材質(zhì)劣化從而導(dǎo)致液體泄漏的情況時，延長從PTC加熱器到O形密封環(huán)的熱傳遞路徑而防止O形密封環(huán)的過熱。并且，在該臺階部設(shè)置有從PTC加熱器延伸出的配線構(gòu)件。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本特開2008-56044號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，上述的專利文獻(xiàn)I所記載的熱介質(zhì)加熱裝置中，如上所述，在多個箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件經(jīng)由O形密封環(huán)而液密地接合構(gòu)成的一對熱介質(zhì)流通箱之間，平板狀的PTC加熱器是密接夾裝而成的結(jié)構(gòu)，因此需要多個O形密封環(huán)從而部件個數(shù)增多，而且組裝作業(yè)煩雜，此夕卜，也需要在各箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的接合面刻設(shè)用于嵌入O形密封環(huán)的嵌合槽，這些事項也成為熱介質(zhì)加熱裝置的制造成本升高的原因。
另外，由于在與PTC加熱器密接的散熱面和形成在熱介質(zhì)流通箱(箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件)的外周部上的接合面之間形成有槽等臺階部，因此成為箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工工時增多且熱介質(zhì)流通箱以及熱介質(zhì)加熱裝置整體的制造成本上升的原因。此外，從PTC加熱器延伸出的配線構(gòu)件設(shè)置在PTC加熱器與熱介質(zhì)流通箱的外周部(接合面)之間，因此熱介質(zhì)流通箱的外周尺寸比PTC加熱器的平面面積更大幅地增大，關(guān)于該點，也成為熱介質(zhì)加熱裝置的制造成本升高的原因。本發(fā)明鑒于這種情況而作出，其目的在于提供一種減少收容PTC加熱器并使熱介質(zhì)流通的熱介質(zhì)流通箱的制造成本，并能夠防止熱介質(zhì)從該熱介質(zhì)流通箱的泄漏而提高可靠性的熱介質(zhì)加熱裝置及使用了該裝置的車輛用空調(diào)裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的方法。即，本發(fā)明的第一形態(tài)的熱介質(zhì)加熱裝置，具備平板狀的PTC加熱器；第一熱介質(zhì)流通箱，其使多個箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件重合而構(gòu)成，與所述PTC加熱器的一面?zhèn)让芙忧以趦?nèi)部形成有熱介質(zhì)流通路徑；及第二熱介質(zhì)流通箱，其同樣地使多個箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件重合而構(gòu)成，與所 述PTC加熱器的另一面?zhèn)让芙忧以趦?nèi)部形成有熱介質(zhì)流通路徑，并且與所述第一熱介質(zhì)流通箱液密地接合，所述熱介質(zhì)加熱裝置構(gòu)成為，利用來自所述PTC加熱器的兩面的散熱，來加熱在所述第一及第二熱介質(zhì)流通箱內(nèi)的所述熱介質(zhì)流通路徑中流通的熱介質(zhì)，其中，構(gòu)成所述第一熱介質(zhì)流通箱及所述第二熱介質(zhì)流通箱的所述各箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的接合面與所述第一熱介質(zhì)流通箱及所述第二熱介質(zhì)流通箱之間的接合面中的至少任一方由液狀墊圈密封，所述第一熱介質(zhì)流通箱或所述第二熱介質(zhì)流通箱中的至少一方的所述熱介質(zhì)流通路徑設(shè)有接合面冷卻流路，所述接合面冷卻流路對由所述液狀墊圈密封的、且所述PTC加熱器的熱量影響到的接合面進(jìn)行冷卻。根據(jù)該熱介質(zhì)加熱裝置，僅利用液狀墊圈就能夠?qū)?gòu)成熱介質(zhì)加熱裝置的多個箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間進(jìn)行密封而組裝。另外，2個熱介質(zhì)流通箱之間也可以僅由液狀墊圈密封組裝。因此，能夠廢除一直以來使用多個的0形密封環(huán)而削減部件個數(shù)和組裝工時，進(jìn)而也能廢除為了嵌入0形密封環(huán)而刻設(shè)在各箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的接合面上的嵌合槽而減少箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工工時，由此能夠減少熱介質(zhì)流通箱的制造成本。而且，由設(shè)置在第一熱介質(zhì)流通箱或第二熱介質(zhì)流通箱的至少一方的熱介質(zhì)流通路徑上的冷卻流路，來保護(hù)涂敷在接合面上的液狀墊圈免于受到PTC加熱器的熱量，因此提高液狀墊圈的耐久性且防止熱介質(zhì)從接合面的泄漏。在本發(fā)明的第一形態(tài)的熱介質(zhì)加熱裝置中，優(yōu)選的是，所述接合面冷卻流路設(shè)置在比所述PTC加熱器更靠近由所述液狀墊圈密封的接合面的位置。如此，更可靠地保護(hù)涂敷在接合面上的液狀墊圈免于受到PTC加熱器的熱量。另外，在本發(fā)明的第一形態(tài)的熱介質(zhì)加熱裝置中，優(yōu)選的是，在所述接合面上具備對所述熱介質(zhì)流通路徑與外部之間進(jìn)行密封的外部密封區(qū)間和對所述熱介質(zhì)流通路徑和與所述PTC加熱器控制用的基板收容部連通的部分之間進(jìn)行密封的基板密封區(qū)間，所述基板密封區(qū)間的寬度大于所述外部密封區(qū)間的寬度。由此，廢除0形密封環(huán)而實現(xiàn)制造成本下降，并能夠可靠地防止向控制基板側(cè)的漏水而提高熱介質(zhì)加熱裝置的可靠性。另外，在本發(fā)明的第一形態(tài)的熱介質(zhì)加熱裝置中，優(yōu)選的是，所述第一熱介質(zhì)流通箱和所述第二熱介質(zhì)流通箱中的至少一方的密接于所述PTC加熱器的散熱面、與所述第一熱介質(zhì)流通箱和所述第二熱介質(zhì)流通箱之間的所述接合面作為沒有高低差的連續(xù)平面而形成。如此，第一或第二熱介質(zhì)流通箱中的至少一方的加工變得非常容易，能夠減少熱介質(zhì)流通箱的制造成本。此外，在本發(fā)明的第一形態(tài)的熱介質(zhì)加熱裝置中，優(yōu)選的是，所述PTC加熱器和所述第一及第二熱介質(zhì)流通箱形成為長方形形狀，所述PTC加熱器的配線構(gòu)件從所述PTC加熱器的長度方向端部側(cè)延伸出。如此，在PTC加熱器的長邊與熱介質(zhì)流通箱的長邊之間不夾設(shè)PTC加熱器的配線構(gòu)件，因此能夠使熱介質(zhì)流通箱的外周尺寸接近PTC加熱器的平面外形尺寸，從而能夠使熱介質(zhì)流通箱小型化而實現(xiàn)制造成本下降。另外，在上述熱介質(zhì)加熱裝置中，優(yōu)選的是，構(gòu)成所述PTC加熱器的PTC元件沿著所述熱介質(zhì)流通路徑的流路方向設(shè)置多列，這多個PTC加熱器的寬度不同，且這些各PTC元件能夠以單體進(jìn)行接通切斷控制。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，容易將PTC加熱器的配線構(gòu)件匯總設(shè)置在PTC加熱器的長度方向一端部側(cè)，同時能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行PTC加熱器的熱量控制，能夠?qū)崿F(xiàn)伴隨著熱介質(zhì)加熱裝置的緊湊化的制造成本下降和可靠性的提高。

此外，本發(fā)明的第二形態(tài)的車輛用空調(diào)裝置具備使外部氣體或車室內(nèi)空氣循環(huán)的鼓風(fēng)機(jī)、設(shè)置在該鼓風(fēng)機(jī)的下游側(cè)的冷卻器、及設(shè)置在該冷卻器的下游側(cè)的散熱器，其中，構(gòu)成為能夠使由所述第一至六中的任一形態(tài)的熱介質(zhì)加熱裝置加熱后的熱介質(zhì)向所述散熱器循環(huán)。由此，能夠減少熱介質(zhì)加熱裝置的制造成本并提高其可靠性。發(fā)明效果如此，根據(jù)本發(fā)明的熱介質(zhì)加熱裝置及使用了該裝置的車輛用空調(diào)裝置，能夠減少收容PTC加熱器并使熱介質(zhì)流通的熱介質(zhì)流通箱的制造成本,并防止熱介質(zhì)從該熱介質(zhì)流通箱泄漏而提高可靠性。


圖I是本發(fā)明的一實施方式的車輛用空調(diào)裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的一實施方式的熱介質(zhì)加熱裝置的立體圖。圖3是本發(fā)明的一實施方式的熱介質(zhì)加熱裝置的分解立體圖。圖4是沿著圖2的IV-IV線的縱向剖視圖。圖5是沿著圖2的V-V線的縱向剖視圖。圖6是將圖3所示的基板收容箱翻過來的立體圖。圖7是圖4的VII-VII向視的上部熱介質(zhì)流通箱的仰視圖。圖8是圖4的VIII-VIII向視的下部熱介質(zhì)流通箱的俯視圖。圖9是圖4的IX部放大圖。
具體實施例方式以下，使用圖f圖9，說明本發(fā)明的一實施方式。圖I表示本實施方式的車輛用空調(diào)裝置I的簡要結(jié)構(gòu)圖。該車輛用空調(diào)裝置I例如是混合動力車輛用的空調(diào)裝置，并具備用于形成空氣流路2的殼體3，該空氣流路2將外部氣體或車室內(nèi)空氣取入而調(diào)溫，并將其向車室內(nèi)引導(dǎo)。在殼體3的內(nèi)部從空氣流路2的上游側(cè)朝向下游側(cè)依次設(shè)有吸入外部氣體或車室內(nèi)空氣而升壓，并將其向下游側(cè)壓送的鼓風(fēng)機(jī)4;對由鼓風(fēng)機(jī)4壓送的空氣進(jìn)行冷卻的冷卻器5 ;對通過冷卻器5而冷卻后的空氣進(jìn)行加熱的散熱器6 ;及調(diào)整通過散熱器6的空氣量與繞過散熱器6流動的空氣量的比例，并調(diào)節(jié)在空氣混合緩沖器的下游側(cè)混合的空氣的溫度的空氣混合緩沖器7。殼體3的下游側(cè)與未圖示的多個吹出口連接，這多個吹出口經(jīng)由未圖示的吹出模式切換緩沖器及通道而將調(diào)溫后的空氣向車室內(nèi)吹出。冷卻器5與未圖示的壓縮器、冷凝器、膨脹閥一起構(gòu)成制冷劑回路，利用膨脹閥使隔熱膨脹了的制冷劑蒸發(fā)，從而對通過此處的空氣進(jìn)行冷卻。散熱器6與罐8、泵9、未圖示的發(fā)動機(jī)及本發(fā)明的熱介質(zhì)加熱裝置10—起構(gòu)成熱介質(zhì)循環(huán)回路U。作為在該熱介質(zhì)循環(huán)回路11中流動的熱介質(zhì)，利用混合動力車輛的發(fā)動機(jī)冷卻水。熱介質(zhì)循環(huán)回路11在混合動力運(yùn)轉(zhuǎn)時等，作為熱介質(zhì)的發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度不怎么上升時，由熱介質(zhì)加熱裝置10對發(fā)動機(jī)冷卻水進(jìn)行加熱，由泵9使該加熱后的發(fā)動機(jī)冷卻水在熱介質(zhì)循環(huán)回路11循環(huán)，由此在殼體3內(nèi)對通過散熱器6的空氣進(jìn)行加熱。

圖2表示熱介質(zhì)加熱裝置10的立體圖，圖3表示熱介質(zhì)加熱裝置10的分解立體圖，圖4及圖5表示熱介質(zhì)加熱裝置10的縱向剖視圖。該熱介質(zhì)加熱裝置10構(gòu)成為具備使多個箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件20、21、30重合而構(gòu)成為框體狀的第一熱介質(zhì)流通箱A ;同樣地使多個箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件50、51重合而構(gòu)成為框體狀且與第一熱介質(zhì)流通箱A的下表面液密性地接合的第二熱介質(zhì)流通箱B ;及夾裝在所述第一及第二熱介質(zhì)流通箱A、B之間的PTC加熱器40。第一熱介質(zhì)流通箱A將上表面接合有蓋21的長方形形狀的基板收容箱20和具有與基板收容箱20相同的長方形形狀的上部熱介質(zhì)流通箱30液密地接合而形成。另外，第二熱介質(zhì)流通箱B構(gòu)成包括具有與上部熱介質(zhì)流通箱30相同的長方形形狀的下部熱介質(zhì)流通箱50 ;及與該下部熱介質(zhì)流通箱50的下表面液密地接合的蓋51。在第一熱介質(zhì)流通箱A與第二熱介質(zhì)流通箱B之間及其他的箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件20、21、30、50、51之間，如圖2及圖4所示，由多個螺栓58來緊固而一體化。PTC加熱器40具有比上部熱介質(zhì)流通箱30及下部熱介質(zhì)流通箱50小的長方形形狀且具有平板形狀，如后面詳細(xì)敘述那樣，PTC加熱器40的上表面與形成在上部熱介質(zhì)流通箱30的下表面的平坦的散熱面38密接，PTC加熱器40的下表面與形成在下部熱介質(zhì)流通箱50的上表面的平坦的散熱面56密接?；迨杖菹?0是由鋁合金等熱傳導(dǎo)性材料構(gòu)成的上表面由蓋21密閉的長方形形狀的半框體，其內(nèi)部為基板收容部S，在此收納設(shè)置對PTC加熱器40進(jìn)行控制的控制基板22 (參照圖3、圖4)?？刂苹?2裝入有FET (Field effect transistor :場效應(yīng)晶體管)23等的發(fā)熱部件、控制電路，供給用于驅(qū)動PTC加熱器40的300V的高電壓和控制用的12V的低電壓。該控制基板22由螺絲25a將四角緊固而固定設(shè)置在從基板收容箱20的底面突出的支承部24上。另外，F(xiàn)ET23等的發(fā)熱部件設(shè)置在控制基板22的下表面?zhèn)?，?jīng)由未圖示的絕緣層而以接觸的狀態(tài)由螺絲25b緊固固定在設(shè)置于基板收容箱20的底面的冷卻部26的上表面。該FET23等的發(fā)熱部件及冷卻部26為了提高對發(fā)熱部件的冷卻效果而設(shè)置在設(shè)于上部熱介質(zhì)流通箱30的后述的熱介質(zhì)流通路徑(流通路徑33)的入口側(cè)附近。
在基板收容箱20的一端面形成有配線插通孔27 (參照圖3、圖6)，且在此插通與控制基板22連結(jié)的配線構(gòu)件40a (參照圖2)。另外，將控制基板22和PTC加熱器40連結(jié)的線束所貫通的配線連通孔28 (參照圖6)形成在基板收容箱20的一端側(cè)的下表面。此夕卜，在基板收容箱20的另一端面形成有線束插通孔29 (參照圖3)，在此插通有與控制基板22連結(jié)的電線束22a (參照圖2)。圖T圖5及圖7表示上部熱介質(zhì)流通箱30的熱介質(zhì)流通路徑。上部熱介質(zhì)流通箱30是由鋁合金等的熱傳導(dǎo)性材料構(gòu)成的長方形形狀的半框體，在其上表面?zhèn)仍O(shè)有形成在兩端部的一對入口集管31及出口集管32、以及形成在該入口集管31與出口集管32之間且由多個翅片33a隔開的平行的槽狀的流通路徑33。該入口集管31及出口集管32以及流通路徑33的上表面由基板收容箱20的底面液密地閉塞(參照圖4、圖5)。由此，在基板收容箱20與上部熱介質(zhì)流通箱30之間形成有將流入到入口集管31內(nèi)的發(fā)動機(jī)冷卻水向多個流通路徑33分配并使所述冷卻水在流通路徑33內(nèi)同時平行地流動而流向出口集管32側(cè)的發(fā)動機(jī)冷卻水的流通路徑。在流通路徑33內(nèi)流動的發(fā)動機(jī)冷卻水不會直接向出口集管32流入，而流入到在上部熱介質(zhì)流通箱30的下表面上形成的后述 的流通口 35 (參照圖7)。需要說明的是，設(shè)置在基板收容箱20的底面的上述的冷卻部26由在上述的流通路徑33內(nèi)流通的發(fā)動機(jī)冷卻水來冷卻，由此構(gòu)筑出控制基板22的冷卻結(jié)構(gòu)。另外，在入口集管31設(shè)有發(fā)動機(jī)冷卻水的流入部34，在出口集管32設(shè)有向下部熱介質(zhì)流通箱50的流通口 35、如后所述使從下部熱介質(zhì)流通箱50流入的發(fā)動機(jī)冷卻水向外部流出的流通口 36、與該流通口 36連通而通向外部的發(fā)動機(jī)冷卻水的流出部37。在流入部34和流出部37分別安裝有能夠?qū)?gòu)成熱介質(zhì)循環(huán)回路11的軟管構(gòu)件連接的連接構(gòu)件34a、37a (參照圖 2、圖 5)。此外，在上部熱介質(zhì)流通箱30的下表面?zhèn)仍O(shè)有將與PTC加熱器40的上表面密接的平坦的散熱面38作為頂面的寬的凹部(參照圖4、圖5、圖7)。該凹部以與發(fā)動機(jī)冷卻水流通的流通路徑33的背面對置且其中嵌入有PTC加熱器40的方式形成。需要說明的是，在上部熱介質(zhì)流通箱30的上表面的與流通口 35、36相反側(cè)的端部貫通形成有配線插通孔39 (參照圖3)，該配線插通孔39與基板收容箱20的配線連通孔28匹配。5及圖8表示下部熱介質(zhì)流通箱50的熱介質(zhì)流通路徑。下部熱介質(zhì)流通箱50是由鋁合金等熱傳導(dǎo)性材料構(gòu)成的長方形形狀的半框體，在其一端部設(shè)有連通口 52、53 (參照圖8)，這些連通口 52、53分別與上部熱介質(zhì)流通箱30的流通口 35、36匹配。另外，在下部熱介質(zhì)流通箱50的下表面形成有平行的槽狀的流通路徑54，該流通路徑54以連通口 52為起點向另一端側(cè)延伸，在另一端部進(jìn)行U形轉(zhuǎn)彎而返回到連通口 53，并由多個翅片54a (參照圖4)來隔開。該U字形狀的流通路徑54的往流路與返流路之間由比翅片54a的高度高的隔壁54b (參照圖4)來隔斷。流通路徑54的下表面如上述那樣由蓋51密閉，在蓋51上刻設(shè)有與流通路徑54和隔壁54b的形狀匹配的U字形狀的淺的凹部55 (參照圖3)。由此，在下部熱介質(zhì)流通箱50與蓋51之間形成有如下所述的熱介質(zhì)的流通路徑將向連通口 52流入的發(fā)動機(jī)冷卻水從連通口 52分配到多個流通路徑54，使所述發(fā)動機(jī)冷卻水在各流通路徑54內(nèi)同時平行地流通而在另一端部進(jìn)行U形轉(zhuǎn)彎，并到達(dá)連通口 53。
下部熱介質(zhì)流通箱50的連通口 52與設(shè)置在上部熱介質(zhì)流通箱30的出口集管32上的流通口 35連通，使在上部熱介質(zhì)流通箱30的流通路徑33中流動的發(fā)動機(jī)冷卻水流入。另外，下部熱介質(zhì)流通箱50的連通口 53與設(shè)置在上部熱介質(zhì)流通箱30的出口集管32上的流通口 36連通，構(gòu)成使在下部熱介質(zhì)流通箱50中流動的發(fā)動機(jī)冷卻水從流通口 36經(jīng)由流出部37向外部流出的路徑。下部熱介質(zhì)流通箱50的上表面為散熱面56 (參照圖3 5、圖8),在與上部熱介質(zhì)流通箱30下表面的平坦的散熱面38之間，將PTC加熱器40夾入而成夾層狀，由此，這些散熱面38、56被壓接在粘貼于PTC加熱器40的兩面的后述的壓縮性熱傳導(dǎo)層44上。圖3、圖4及圖疒圖9表示PTC加熱器40的結(jié)構(gòu)。PTC加熱器40的整體形狀構(gòu)成為長方形。構(gòu)成PTC加熱器40的是沿著熱介質(zhì)流通路徑(流通路徑33、流通路徑54)的流路方向、設(shè)置成例如3列的作為發(fā)熱要素的PTC元件41a、41b、41c。這3個PTC元件41a、41b,41c中的兩側(cè)的PTC元件41a、41c的寬度比中央的PTC元件41b的寬度寬，例如設(shè)定為成倍的寬度。

如圖9中放大剖面所示，各PTC元件41a、41b、41c具有在其兩面依次層疊各電極板42、非壓縮性絕緣層43及壓縮性熱傳導(dǎo)層44而設(shè)置的層疊結(jié)構(gòu)。這些PTC元件41a、41b,41c構(gòu)成為由裝入到控制基板22中的控制電路而能夠以各單體進(jìn)行接通切斷控制。電極板42用于向PTC元件41a、41b、41c供給電力，是與PTC元件41a、41b、41c相同的長方形形狀的薄板，具有導(dǎo)電性及熱傳導(dǎo)性。非壓縮性絕緣層43是長方形形狀的薄板，由聚酰胺系薄膜等的絕緣材料構(gòu)成，且具有熱傳導(dǎo)性。另外，該非壓縮性絕緣層43的厚度構(gòu)成為0. Imm以下。這是因為，在PTC元件41a、41b、41c及電極板42與設(shè)置在其外側(cè)的上部熱介質(zhì)流通箱30 (散熱面56)及下部熱介質(zhì)流通箱50 (散熱面38)之間，極力減小它們之間的熱電阻，并充分地確保電氣絕緣性。此外，壓縮性熱傳導(dǎo)層44是具有壓縮性的長方形形狀的片材，由硅片等絕緣片構(gòu)成，且具有熱傳導(dǎo)性。壓縮性熱傳導(dǎo)層44由硅片構(gòu)成時，為了極力減小作為發(fā)熱要素的PTC元件41與上部熱介質(zhì)流通箱30 (散熱面38)及下部熱介質(zhì)流通箱50 (散熱面56)之間的熱電阻，而將壓縮性熱傳導(dǎo)層44的厚度形成為0. W2. Omm左右。另外，通過使厚度為至少0. 4mm以上而確保壓縮功能，在向上部熱介質(zhì)流通箱30與下部熱介質(zhì)流通箱50之間組裝PTC加熱器40時，利用壓縮性而使上部熱介質(zhì)流通箱30及下部熱介質(zhì)流通箱50可靠地與PTC加熱器40密接，并能夠吸收組裝尺寸公差。這樣,如圖4及圖5所不，PTC加熱器40相對于與其兩面分別密接設(shè)置的上部熱介質(zhì)流通箱30及下部熱介質(zhì)流通箱50內(nèi)流通的發(fā)動機(jī)冷卻水，能夠從該兩面散熱而對發(fā)動機(jī)冷卻水進(jìn)行加熱。在PTC加熱器40的一端部具有配線構(gòu)件40b，該配線構(gòu)件40b相對于PTC加熱器40的面方向而向上方彎折成直角，插入到上部熱介質(zhì)流通箱30的配線插通孔39和基板收容箱20的配線插通孔28。該配線構(gòu)件40b被引導(dǎo)至控制基板22，線纜狀的配線構(gòu)件40a(參照圖2)從控制基板22如上面所述那樣通過基板收容箱20的配線插通孔27而向外部引出。需要說明的是，在配線插通孔27安裝有防水、防塵用的配線帽40c。在上部熱介質(zhì)流通箱30的流入部34連接有熱介質(zhì)循環(huán)回路11。從泵9壓送來的低溫的發(fā)動機(jī)冷卻水從流入部34流入到入口集管31內(nèi)，向各流通路徑33分配(參照圖3)。在各流通路徑33中朝向出口集管32側(cè)流動的發(fā)動機(jī)冷卻水由PTC加熱器40加熱升溫之后，在出口集管32的跟前暫時合流，經(jīng)由流通口 35向下部熱介質(zhì)流通箱50的連通口52流入。并且，由連通口 52向各流通路徑54分流，如圖8的假想線F所示那樣流動而再次由PTC加熱器40加熱升溫并在另一端部進(jìn)行U形轉(zhuǎn)彎，從連通口 53經(jīng)由上部熱介質(zhì)流通箱30的流通口 36而進(jìn)入出口集管32，經(jīng)由流出部37而向熱介質(zhì)循環(huán)回路11回流。如此，通過熱介質(zhì)加熱裝置10的內(nèi)部的發(fā)動機(jī)冷卻水在PTC加熱器40的兩面?zhèn)攘鲃佣蒔TC加熱器40的熱量加熱并在熱介質(zhì)循環(huán)回路11中循環(huán)，由此，對車室內(nèi)進(jìn)行調(diào)溫。構(gòu)成PTC加熱器40的PTC元件41a、41b、41c構(gòu)成為由裝入到控制基板22的控制電路能夠以各單體進(jìn)行接通切斷控制，由此根據(jù)向熱介質(zhì)加熱裝置10流入的發(fā)動機(jī)冷卻水的實際的溫度與必要的溫度(目標(biāo)溫度)之差，由控制基板22以各PTC元件41a、41b、41c單位個別地進(jìn)行接通切斷，從而控制加熱能力。由此，能夠?qū)l(fā)動機(jī)冷卻水加熱升溫至規(guī)定的溫度而使其流出。接下來，說明本發(fā)明的主要部分。如圖4所示，熱介質(zhì)加熱裝置10具有多個接合 面Mf M4。并且，構(gòu)成為，第一熱介質(zhì)流通箱A與第二熱介質(zhì)流通箱B之間的接合面即上部熱介質(zhì)流通箱30與下部熱介質(zhì)流通箱50之間的接合面Ml、構(gòu)成第一熱介質(zhì)流通箱A的基板收容箱20和蓋21及上部熱介質(zhì)流通箱30之間的接合面M2、M3、構(gòu)成第二熱介質(zhì)流通箱B的下部熱介質(zhì)流通箱50與蓋51之間的接合面M4均由液狀墊圈來密封。作為液狀墊圈，使用當(dāng)硬化時成為橡膠狀的具有耐水、耐熱性的硅密封劑等。此外，在第一熱介質(zhì)流通箱A的熱介質(zhì)流通路徑即流通路徑33和第二熱介質(zhì)流通箱B的熱介質(zhì)流通路徑即流通路徑54分別設(shè)有接合面冷卻流路Cl、C2。這些接合面冷卻流路C1、C2是對由液狀墊圈密封的各接合面MfM4中的、尤其是PTC加熱器40的熱量較多影響的接合面Ml的附近進(jìn)行特別冷卻，為了防止涂敷在接合面Ml上的液狀墊圈因熱量劣化而設(shè)置。接合面冷卻流路Cl是多個流通路徑33中的接近接合面Ml的f 2條流通路徑，接合面冷卻流路C2是多個流通路徑54中的接近接合面Ml的f 2條流通路徑。這些接合面冷卻流路Cl、C2設(shè)置在比PTC加熱器40的緣部更接近接合面Ml的位置。因此，PTC加熱器40的熱量在向接合面Ml傳遞之前，由在接合面冷卻流路Cl、C2中流動的發(fā)動機(jī)冷卻水進(jìn)行熱交換，難于向接合面Ml傳遞。因此，保護(hù)對接合面Ml進(jìn)行密封的液狀墊圈免于受到熱量，提高耐久性，防止熱介質(zhì)從接合面Ml的泄漏。各接合面M1 M4中的、PTC加熱器40的配線構(gòu)件40b貫通的、基板收容箱20的下表面與上部熱介質(zhì)流通箱30的上表面之間的接合面M3如圖6中的所述基板收容箱20的下表面?zhèn)鹊拿嫘螤钏?，具備對熱介質(zhì)流通路徑(流通路徑33)與外部之間進(jìn)行密封的外部密封區(qū)間M3a ;及對熱介質(zhì)流通路徑(流通路徑33)和與基板收容部S連通的部分即配線插通孔28之間進(jìn)行密封的基板密封區(qū)間M3b。并且，將基板密封區(qū)間M3b的寬度W2設(shè)定得大于外部密封區(qū)間M3a的寬度Wl。例如，Wl為5mm，W2為8mm。需要說明的是，如圖4所示，在各接合面Mf M4中的上下任一方的面上沿著其內(nèi)周緣部形成有臺階部Me。通過形成該臺階部Mc，而在臺階部Mc以規(guī)定的厚度保持液狀墊圈，不會受到壓接力且能夠硬化。若未設(shè)置該臺階部Mc而使各接合面Mf M4的兩面完全平坦，則對該兩面施加壓接力時，涂敷于之間的液狀墊圈從接合面的范圍被完全壓出，可能不能確保充分的密閉性。臺階部Mc的高度可以是0. 5mnT2. Omm左右。另外，如圖3、圖4、圖8所示，在例如構(gòu)成第二熱介質(zhì)流通箱B的下部熱介質(zhì)流通箱50中，密接于該P(yáng)TC加熱器40的散熱面56與第一熱介質(zhì)流通箱A的接合面Ml作為沒有高低差的連續(xù)平面而形成。本實施方式的熱介質(zhì)加熱裝置10如以上所述構(gòu)成。根據(jù)該熱介質(zhì)加熱裝置10，能得到以下的效果。首先，構(gòu)成為，由液狀墊圈密封構(gòu)成第一熱介質(zhì)流通箱A及第二熱介質(zhì)流通箱B的各箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件20、21、30、50、51間的接合面MfM4，由此，能夠廢除以往夾裝于各接合面
M4的0形密封環(huán)。由此，能夠削減熱介質(zhì)加熱裝置10的結(jié)構(gòu)部件個數(shù)和組裝工時，而且還能夠廢除以往為了嵌入0形密封環(huán)而在各接合面MfM4上刻設(shè)的嵌合槽，減少各箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件20、21、30、50、51的加工工時，由此能夠格外減少熱介質(zhì)流通箱10的制造成本。 另外，通過在第一熱介質(zhì)流通箱A及第二熱介質(zhì)流通箱B的熱介質(zhì)流通路徑(流通路徑33、54)設(shè)置接合面冷卻流路C1、C2，而能夠良好地冷卻由液狀墊圈密封的4個接合面M1 M4中的PTC加熱器40的熱量較大地影響的接合面Ml。因此，能夠防止涂敷在接合面Ml上的液狀墊圈因熱量發(fā)生劣化的情況，確立了不使用0形密封環(huán)而僅利用液狀墊圈進(jìn)行密封的技術(shù)，從而能夠?qū)峤橘|(zhì)加熱裝置10的制造成本下降作出較大貢獻(xiàn)。另外，通過將這些接合面冷卻流路C1、C2設(shè)置在比PTC加熱器40的緣部更靠近接合面Ml的位置，而能夠更可靠地保護(hù)涂敷在接合面Ml上的液狀墊圈免于受到PTC加熱器40的熱量。需要說明的是，在接合面M3、M4中，由于流通路徑33、54的位置比PTC加熱器40近，因此PTC加熱器40的熱量難以影響接合面M3、M4。接合面冷卻流路Cl、C2的形狀并不局限于本實施方式，也可以是其他的形狀。例如，在本實施方式中，接合面冷卻流路C1、C2的深度和寬度等于或小于相鄰的流通路徑33、54的尺寸，但也可以是該深度和寬度比流通路徑33、54大，使更多的發(fā)動機(jī)冷卻水在接近接合面Ml的部分流動,而進(jìn)一步提高接合面Ml的冷卻性。此外，該熱介質(zhì)加熱裝置10中，在各接合面Ml M4中的、PTC加熱器40的配線構(gòu)件40b貫通的接合面M3上，將基板密封區(qū)間M3b的寬度W2設(shè)定得比外部密封區(qū)間M3a的寬度Wl大，因此能夠廢除接合面M3上的0形密封環(huán)而實現(xiàn)制造成本下降，并能夠可靠地防止向收容有控制基板22的基板收容部S的漏水而提高熱介質(zhì)加熱裝置10的可靠性。另外，在該熱介質(zhì)加熱裝置10中，將構(gòu)成第二熱介質(zhì)流通箱B的下部熱介質(zhì)流通箱50的散熱面56與第一熱介質(zhì)流通箱A的接合面Ml形成作為沒有高低差的連續(xù)平面，因此能夠?qū)⑾虏繜峤橘|(zhì)流通箱50的上表面形成為完全平坦的平面，由此，下部熱介質(zhì)流通箱50的加工非常容易，能夠減少熱介質(zhì)流通箱10的制造成本。此外，在該熱介質(zhì)加熱裝置10中，將PTC加熱器40和第一熱介質(zhì)流通箱A及第二熱介質(zhì)流通箱B形成為長方形形狀，使PTC加熱器40的配線構(gòu)件40b從PTC加熱器40的長度方向端部側(cè)匯總而延伸出，因此不需要以往那樣在PTC加熱器40的長邊與熱介質(zhì)流通箱10的長邊之間夾設(shè)PTC加熱器40的配線構(gòu)件。因此，能夠使熱介質(zhì)流通箱10的外周尺寸接近PTC加熱器40的平面外形尺寸，能夠使熱介質(zhì)流通箱10的寬度尺寸小型化而實現(xiàn)制造成本下降。
另外，在該熱介質(zhì)加熱裝置10中，將構(gòu)成PTC加熱器的PTC元件41a、41b、41c沿著熱介質(zhì)流通路徑(流通路徑33、54)的流路方向設(shè)置多列，使這多個PTC加熱器41a、41b、41c的寬度互不相同，并能夠以單體對這些各PTC元件41a、41b、41c進(jìn)行接通切斷控制，因此在PTC元件41a、41b、41c的長度方向一端部側(cè)容易匯總設(shè)置配線構(gòu)件40b，同時，能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行PTC加熱器40的熱量控制，能夠?qū)崿F(xiàn)伴隨著熱介質(zhì)加熱裝置10的緊湊化的制造成本下降和可靠性的提高。 此外，根據(jù)本發(fā)明的車輛用空調(diào)裝置I，具備使外部氣體或車室內(nèi)空氣循環(huán)的鼓風(fēng)機(jī)4、及設(shè)置在該鼓風(fēng)機(jī)4的下游側(cè)的冷卻器5、設(shè)置在該冷卻器5的下游側(cè)的散熱器6,使利用本發(fā)明的熱介質(zhì)加熱裝置10加熱后的發(fā)動機(jī)冷卻水向散熱器6循環(huán)，因此能實現(xiàn)熱介質(zhì)加熱裝置10的小型化和制造成本減少，并提高其可靠性，進(jìn)而能夠提高車輛用空調(diào)裝置I整體的可靠性。需要說明的是，在本實施方式中，說明了將熱介質(zhì)加熱裝置使用于車輛用空調(diào)裝置的例子，但也可以考慮在車輛用以外的空調(diào)裝置、加熱裝置、制冷裝置等中適用本發(fā)明的熱介質(zhì)加熱裝置。
標(biāo)號說明I車輛用空調(diào)裝置4鼓風(fēng)機(jī)5冷卻器6散熱器10熱介質(zhì)加熱裝置20作為箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基板收容箱21作為箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的蓋 22PTC加熱器控制用的控制基板28作為與基板收容部連通的部分的配線插通孔30作為箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的上部熱介質(zhì)流通箱33作為熱介質(zhì)流通路徑的流通路徑38散熱面40PTC 加熱器40b PTC加熱器的配線構(gòu)件41a、41b、41c PTC 元件50作為箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的下部熱介質(zhì)流通箱51作為箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的蓋54作為熱介質(zhì)流通路徑的流通路徑56散熱面A第一熱介質(zhì)流通箱B第二熱介質(zhì)流通箱Cl、C2接合面冷卻流路M1 M4接合面M3a外部密封區(qū)間
M3b基板密封區(qū)間S基板收容部Wl外部密封區(qū)間的寬度W2基板 密封區(qū)間的寬度
權(quán)利要求
1.一種熱介質(zhì)加熱裝置，具備 平板狀的PTC加熱器； 第一熱介質(zhì)流通箱，其使多個箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件重合而構(gòu)成，與所述PTC加熱器的一面?zhèn)让芙忧以趦?nèi)部形成有熱介質(zhì)流通路徑；及 第二熱介質(zhì)流通箱，其同樣地使多個箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件重合而構(gòu)成，與所述PTC加熱器的另一面?zhèn)让芙忧以趦?nèi)部形成有熱介質(zhì)流通路徑，并且與所述第一熱介質(zhì)流通箱液密地接合， 所述熱介質(zhì)加熱裝置構(gòu)成為，利用來自所述PTC加熱器的兩面的散熱，來加熱在所述第一及第ニ熱介質(zhì)流通箱內(nèi)的所述熱介質(zhì)流通路徑中流通的熱介質(zhì)，其中， 構(gòu)成所述第一熱介質(zhì)流通箱及所述第二熱介質(zhì)流通箱的所述各箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的接合面與所述第一熱介質(zhì)流通箱及所述第二熱介質(zhì)流通箱之間的接合面中的至少任一方由液狀墊圈密封， 所述第一熱介質(zhì)流通箱或所述第二熱介質(zhì)流通箱中的至少一方的所述熱介質(zhì)流通路徑設(shè)有接合面冷卻流路，所述接合面冷卻流路對由所述液狀墊圈密封的、且所述PTC加熱器的熱量影響到的接合面進(jìn)行冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱介質(zhì)加熱裝置，其中， 所述接合面冷卻流路設(shè)置在比所述PTC加熱器更靠近由所述液狀墊圈密封的接合面的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的熱介質(zhì)加熱裝置，其中， 在所述接合面上具備對所述熱介質(zhì)流通路徑與外部之間進(jìn)行密封的外部密封區(qū)間和對所述熱介質(zhì)流通路徑和與所述PTC加熱器控制用的基板收容部連通的部分之間進(jìn)行密封的基板密封區(qū)間，所述基板密封區(qū)間的寬度大于所述外部密封區(qū)間的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3中任一項所述的熱介質(zhì)加熱裝置，其中， 所述第一熱介質(zhì)流通箱和所述第二熱介質(zhì)流通箱中的至少一方的密接于所述PTC加熱器的散熱面、與所述第一熱介質(zhì)流通箱和所述第二熱介質(zhì)流通箱之間的所述接合面作為沒有高低差的連續(xù)平面而形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求廣4中任一項所述的熱介質(zhì)加熱裝置，其中， 所述PTC加熱器和所述第一及第ニ熱介質(zhì)流通箱形成為長方形形狀，所述PTC加熱器的配線構(gòu)件從所述PTC加熱器的長度方向端部側(cè)延伸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱介質(zhì)加熱裝置，其中， 構(gòu)成所述PTC加熱器的PTC元件沿著所述熱介質(zhì)流通路徑的流路方向設(shè)置多列，這多個PTC加熱器的寬度不同，且這些各PTC元件能夠以單體進(jìn)行接通切斷控制。
7.—種車輛用空調(diào)裝置，具備使外部氣體或車室內(nèi)空氣循環(huán)的鼓風(fēng)機(jī)、設(shè)置在該鼓風(fēng)機(jī)的下游側(cè)的冷卻器、及設(shè)置在該冷卻器的下游側(cè)的散熱器，其中， 構(gòu)成為能夠使由權(quán)利要求1飛中任一項所述的熱介質(zhì)加熱裝置加熱后的熱介質(zhì)向所述散熱器循環(huán)。
全文摘要
一種熱介質(zhì)加熱裝置(10)，具備與PTC加熱器(40)的兩面密接而在內(nèi)部形成有熱介質(zhì)流通路徑(33、54)且彼此液密地接合的第一熱介質(zhì)流通箱(A)及第二熱介質(zhì)流通箱(B)，其中，構(gòu)成為將該各接合面(M1~M4)由液狀墊圈密封，在熱介質(zhì)流通路徑(33、54)設(shè)有對由液狀墊圈密封PTC加熱器(40)的熱量影響到的接合面(M1)進(jìn)行冷卻的接合面冷卻流路(C1、C2)。接合面冷卻流路(C1、C2)設(shè)置在比PTC加熱器(40)更靠近接合面(M1)的位置。
文檔編號B60H1/03GK102686425SQ20118000451
公開日2012年9月19日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者中川信也, 國枝直人, 松原史郎, 足立知康 申請人:三菱重工業(yè)株式會社