(57)【要約】【課題】熱媒体加熱装置を小型化するとともに、その制御基板を効率よく冷却することができる熱媒体加熱装置およびそれを用いた車両用空調装置を提供することを目的とする。【解決手段】平板状とされたＰＴＣヒータ１５と、該ＰＴＣヒータ１５を挟んでその両面に積層された互いに連通されている一対の熱媒体流通部２０，３０とを備えている熱媒体加熱装置１０において、一対の熱媒体流通部２０，３０のいずれか一方の一側面に基板収容部４０が一体に設けられ、該基板収容部４０内にＰＴＣヒータ１５を制御する制御基板４５が設けられている。【選択図】図３
2011016489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状とされたＰＴＣヒータと、該ＰＴＣヒータを挟んでその両面に積層された互いに連通されている一対の熱媒体流通部とを備えている熱媒体加熱装置において、
前記一対の熱媒体流通部のいずれか一方の一側面に基板収容部が一体に設けられ、該基板収容部内に前記ＰＴＣヒータを制御する制御基板が設けられていることを特徴とする熱媒体加熱装置。
【請求項２】
前記一対の熱媒体流通部は、一方が入口側熱媒体流通部、他方が出口側熱媒体流通部とされ、前記基板収容部は、前記入口側熱媒体流通部側に一体に設けら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。
【請求項３】
前記基板収容部は、前記他方の熱媒体流通部の側面に沿う位置まで延在されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱媒体加熱装置。
【請求項４】
平板状とされたＰＴＣヒータと、該ＰＴＣヒータを挟んでその両面に積層された互いに連通されている一対の熱媒体流通部とを備えている熱媒体加熱装置において、
前記一対の熱媒体流通部のいずれか一方の熱媒体流通部の外面側に、基板収容部が積層されて設けられ、該基板収容部内に前記ＰＴＣヒータを制御する制御基板が設けられているとともに、前記基板収容部と前記ＰＴＣヒータとの間を繋ぐ連通路が前記一方の熱媒体流通部の長手方向側面に側方へ張出すように設けられていることを特徴とする熱媒体加熱装置。
【請求項５】
前記一対の熱媒体流通部は、一方が入口側熱媒体流通部、他方が出口側熱媒体流通部とされ、前記基板収容部は、前記入口側熱媒体流通部の外面側に積層されていることを特徴とする請求項４に記載の熱媒体加熱装置。
【請求項６】
前記入口側熱媒体流通部には、その長手方向の一端側に熱媒体入口部、他端側に前記出口側熱媒体流通部に連通されている熱媒体出口部が設けられ、前記連通路は、前記熱媒体入口部と前記熱媒体出口部との間において前記入口側熱媒体流通部の長手方向側面に側方へ張出すように設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の熱媒体加熱装置。
【請求項７】
前記ＰＴＣヒータと前記制御基板とは、前記ＰＴＣヒータに設けられている板金製の接続端子を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし６に記載の熱媒体加熱装置。
【請求項８】
空気流路と、該空気流路に外気または車室内空気を循環させるブロアと、該ブロアの下流側に設けられている冷却器と、該冷却器の下流側に設けられている放熱器と、を備えた車両用空調装置において、
前記放熱器に、前記請求項１ないし７のいずれかに記載された熱媒体加熱装置により加熱された熱媒体が循環可能に構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）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用いた車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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つとして、正特性サーミスタ素子（ＰＴＣ素子）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。
ＰＴＣヒータは、正特性のサーミスタ特性を有しており、温度の上昇と共に抵抗値が上昇し、これによって消費電流が制御されるとともに温度上昇が緩やかになり、その後、消費電流および発熱部の温度が飽和領域に達して安定するものであり、自己温度制御特性を備えている。
【０００３】
上記の熱媒体加熱装置において、ＰＴＣ素子を挟んでその両面に電極板、絶縁層、伝熱層を設けた平板状のＰＴＣヒータの両面に、熱媒体の出入口部を備えた互いに連通されている一対の熱媒体流通部を積層し、更にその一方の外面に制御基板を収容する基板収容部を設けた構成とすることにより、ＰＴＣヒータの両面から放熱させて熱媒体流通部内を流通される熱媒体を加熱するようにし、加熱性能を向上させたものが、特許文献１により提案されている。
【０００４】
一方、上記の如く暖房用熱源となる熱媒体を加熱するものではないが、被空調空気が流通される流路中において、該空気を直接加熱するように配設されている暖房用補助ＰＴＣヒータの本体部側面に、ブラケットを介してパワートランジスタ等の半導体素子が組み込まれている制御基板（プリント基板）を設置し、半導体素子を補助ＰＴＣヒータから離れた位置に配置することにより、半導体素子の加熱を防止するようにしたものが、特許文献２により提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５６０４４号公報（図２〜図５参照）
【特許文献２】特開２００４−２１７０２３号公報（図２、図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、暖房用熱媒体を加熱する熱媒体加熱装置は、加熱性能を確保することはもちろんであるが、車両への搭載性から小型化のニーズが極めて高い。しかしながら、特許文献１に記載されているものは、ＰＴＣヒータ、その両面に設けられている一対の熱媒体流通部、制御基板および基板収容部が積層された構成とされているため、積層方向の寸法が大きくなるとともに、ＰＴＣヒータと制御基板との間を電気的に接続するハーネスを通すための連通路が熱媒体流通部の一角に設けられているため、必要な熱媒体流通面積を確保しようとすると、熱媒体流通部の外形が大きくなり、熱媒体加熱装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２には、ＰＴＣヒータの本体部側面に、ブラケットを介してプリント基板を設置し、プリント基板上の半導体素子をＰＴＣヒータから離れた位置に設置するようにしているが、ＰＴＣヒータからその本体部およびブラケットを介しての熱伝導は避けられず、パワートランジスタ等の半導体素子を十分に冷却することができなかった。
【０００８】
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、熱媒体加熱装置を小型化するとともに、その制御基板を効率よく冷却することができる熱媒体加熱装置およびそれを用いた車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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用い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、平板状とされたＰＴＣヒータと、該ＰＴＣヒータを挟んでその両面に積層された互いに連通されている一対の熱媒体流通部とを備えている熱媒体加熱装置において、前記一対の熱媒体流通部のいずれか一方の一側面に基板収容部が一体に設けられ、該基板収容部内に前記ＰＴＣヒータを制御する制御基板が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ＰＴＣヒータを挟んでその両面に積層された互いに連通されている一対の熱媒体流通部のいずれか一方の一側面に基板収容部が一体に設けられ、該基板収容部内にＰＴＣヒータを制御する制御基板が設けられているので、制御基板およびそれを収容する基板収容部がＰＴＣヒータおよび一対の熱媒体流通部からなる積層体の側面に沿って設けられることになる。このため、熱媒体加熱装置の積層方向の寸法を小さくし、熱媒体加熱装置を薄型化、小型化して車両への搭載性を高めることができる。また、基板収容部が熱媒体流通部の一側面に沿って一体に設けられるため、その内部に収容されている制御基板に組込まれている発熱部品（ＩＧＢＴ、ＦＥＴ等）を熱媒体によって確実に所定温度以下に冷却することができる。
【００１１】
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、前記一対の熱媒体流通部は、一方が入口側熱媒体流通部、他方が出口側熱媒体流通部とされ、前記基板収容部は、前記入口側熱媒体流通部側に一体に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、一対の熱媒体流通部の一方が入口側熱媒体流通部、他方が出口側熱媒体流通部とされ、基板収容部が入口側熱媒体流通部側に一体に設けられているため、基板収容部を入口側熱媒体流通部に流入された加熱前の比較的低温の熱媒体を介して冷却することができる。従って、基板収容部内に収容されている制御基板を効率よく冷却し、その冷却効果を高めることができる。
【００１３】
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、前記基板収容部は、前記他方の熱媒体流通部の側面に沿う位置まで延在されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、基板収容部が、他方の熱媒体流通部の側面に沿う位置まで延在されているため、基板収容部の面積をＰＴＣヒータおよび一対の熱媒体流通部により構成される積層体の一側面と略同等の面積とすることができる。従って、基板収容部を熱媒体流通部の側面に設けたとしても、制御基板を収容するのに必要かつ十分な面積を確保することができる。
【００１５】
さらに、本発明にかかる熱媒体加熱装置は、平板状とされたＰＴＣヒータと、該ＰＴＣヒータを挟んでその両面に積層された互いに連通されている一対の熱媒体流通部とを備えている熱媒体加熱装置において、前記一対の熱媒体流通部のいずれか一方の熱媒体流通部の外面側に、基板収容部が積層されて設けられ、該基板収容部内に前記ＰＴＣヒータを制御する制御基板が設けられているとともに、前記基板収容部と前記ＰＴＣヒータとの間を繋ぐ連通路が前記一方の熱媒体流通部の長手方向側面に側方へ張出すように設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、ＰＴＣヒータを挟んでその両面に積層された互いに連通されている一対の熱媒体流通部のいずれか一方の外面側に、基板収容部が積層されて設けられ、該基板収容部内にＰＴＣヒータを制御する制御基板が設けられているとともに、基板収容部とＰＴＣヒータとの間を繋ぐ連通路が一方の熱媒体流通部の長手方向側面に側方へ張出すように設けられているため、基板収容部とＰＴＣヒータとの間を繋ぐ連通路を一方の熱媒体流通部の側面に張出すことにより、熱媒体が流通される部分の有効流通面積を増加することができる。従って、熱媒体の有効流通面積が増加される分だけ熱媒体加熱装置を小型化または高性能化することができる。また、基板収容部が一方の熱媒体流通部の外面側に積層されているため、その内部に収容されている制御基板に組込まれている発熱部品（ＩＧＢＴ、ＦＥＴ等）を熱媒体によって確実に所定温度以下に冷却することができる。
【００１７】
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、前記一対の熱媒体流通部は、一方が入口側熱媒体流通部、他方が出口側熱媒体流通部とされ、前記基板収容部は、前記入口側熱媒体流通部の外面側に積層されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、一対の熱媒体流通部の一方が入口側熱媒体流通部、他方が出口側熱媒体流通部とされ、基板収容部が入口側熱媒体流通部の外面側に積層されているため、基板収容部を入口側熱媒体流通部に流入された加熱前の比較的低温の熱媒体によって冷却することができる。従って、基板収容部に収容されている制御基板を効率よく冷却し、その冷却効果を高めることができる。
【００１９】
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、前記入口側熱媒体流通部には、その長手方向の一端側に熱媒体入口部、他端側に前記出口側熱媒体流通部に連通されている熱媒体出口部が設けられ、前記連通路は、前記熱媒体入口部と前記熱媒体出口部との間において前記入口側熱媒体流通部の長手方向側面に側方へ張出すように設けられていることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、入口側熱媒体流通部の長手方向の一端側に熱媒体入口部、他端側に出口側熱媒体流通部に連通されている熱媒体出口部が設けられ、連通路が熱媒体入口部と熱媒体出口部との間において入口側熱媒体流通部の長手方向側面に側方へ張出すように設けられているため、連通路を熱媒体入口部と熱媒体出口部との間のスペースを有効利用して入口側熱媒体流通部の長手方向側面に設けることができる。従って、連通路を入口側熱媒体流通部の側面に側方へ張出すように設けたとしても連通路が熱媒体加熱装置の側方に出っ張ることがなく、連通路が側面に張出されることにより熱媒体の有効流通面積が増加された分だけ、熱媒体加熱装置を小型化または高性能化することができる。
【００２１】
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ＰＴＣヒータと前記制御基板とは、前記ＰＴＣヒータに設けられている板金製の接続端子を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、ＰＴＣヒータと制御基板とが、ＰＴＣヒータに設けられている板金製接続端子を介して電気的に接続されているので、ハーネスを用いた場合に比べ熱媒体加熱装置内での電気的配線を容易化することができるとともに、その配線スペースを縮小化することができる。従って、熱媒体加熱装置の組み立ての容易化並びに小型化を図ることができる。
【００２３】
さらに、本発明の車両用空調装置は、空気流路と、該空気流路に外気または車室内空気を循環させるブロアと、該ブロアの下流側に設けられている冷却器と、該冷却器の下流側に設けられている放熱器と、を備えた車両用空調装置において、前記放熱器に、前記請求項１ないし７のいずれかに記載された熱媒体加熱装置により加熱された熱媒体が循環可能に構成されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、空気流路中に設けられている放熱器に、上述のいずれかの熱媒体加熱装置により加熱された熱媒体が循環可能に構成されているため、熱媒体加熱装置によって加熱された熱媒体を放熱器に供給し、ブロアを介して循環される外気または車室内空気を加温する熱源とすることができる。従って、エンジンが搭載されていない電気自動車等に適用して好適なコンパクトで搭載性に優れた車両用空調装置を提供することができる。また、エンジンが搭載され、その冷却水を空気加温用の熱源としている車両用空調装置に適用することにより、起動時に低温冷却水を素早く加熱して放熱器に循環させることができるため、空調装置起動時の温調立ち上がり性能を改善することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の熱媒体加熱装置によると、制御基板およびそれを収容する基板収容部がＰＴＣヒータおよび一対の熱媒体流通部からなる積層体の側面に沿って設けられることになるため、熱媒体加熱装置の積層方向の寸法を小さくし、熱媒体加熱装置を薄型化、小型化して車両への搭載性を高めることができる。また、基板収容部が熱媒体流通部の一側面に沿って一体に設けられるため、その内部に収容されている制御基板に組込まれている発熱部品（ＩＧＢＴ、ＦＥＴ等）を熱媒体によって確実に所定温度以下に冷却することができる。
【００２６】
また、本発明の熱媒体加熱装置によると、基板収容部とＰＴＣヒータとの間を繋ぐ連通路を一方の熱媒体流通部の側面に張出すことにより、熱媒体が流通される部分の有効流通面積を増加することができるため、熱媒体の有効流通面積が増加される分だけ熱媒体加熱装置を小型化または高性能化することができる。また、基板収容部が一方の熱媒体流通部の外面側に積層されているため、その内部に収容されている制御基板に組込まれている発熱部品（ＩＧＢＴ、ＦＥＴ等）を熱媒体によって確実に所定温度以下に冷却することができる。
【００２７】
また、本発明の車両用空調装置によると、熱媒体加熱装置により加熱された熱媒体を放熱器に供給し、それをブロアにより循環される外気または車室内空気を加温する熱源とすることができるため、エンジンが搭載されていない電気自動車等に適用して好適なコンパクトで搭載性に優れた車両用空調装置を提供することができる。また、エンジンが搭載され、その冷却水を空気加温用の熱源としている車両用空調装置に適用することにより、起動時に低温冷却水を素早く加熱して放熱器に循環させることができるため、空調装置起動時の温調立ち上がり性能を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】図１に示す車両用空調装置に適用される熱媒体加熱装置の一例を示す外観斜視図である。
【図３】図２に示す熱媒体加熱装置の分解斜視図である。
【図４】図２に示す熱媒体加熱装置のＡ−Ａ縦断面相当図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る熱媒体加熱装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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４を用いて説明する。
図１には、本実施形態にかかる車両用空調装置１の全体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、それを車室内へと吹出すための空気流路２を形成するケーシング３を備えている。
【００３０】
ケーシング３の内部には、空気流路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、ブロア４により圧送される空気流を冷却する冷却器５と、冷却器５を流通して冷却された空気流を加熱する放熱器６と、放熱器６に流通される空気流量と放熱器６をバイパスして流通される空気流量との割合を調整し、その下流側で混合される空気流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。
【００３１】
ケーシング３の下流側には、図示省略の複数の空気吹出し流路と、該空気吹出し流路を選択的に開閉し、任意の空気吹出し流路を介して空調風を車室内へと吹出す複数の吹出しモード切替えダンパとが設けられている。
冷却器５は、図示省略の圧縮機、凝縮器、膨張弁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、そこを流通する空気を冷却するものである。
放熱器６は、タンク８、ポンプ９および熱媒体加熱装置１０と共に熱媒体循環回路１１を構成し、熱媒体加熱装置１０により加熱された熱媒体がポンプ９を介して循環されることにより、そこを流通する空気を加温するものである。
【００３２】
図２には、上記熱媒体加熱装置１０の外観斜視図、図３には、その分解斜視図、更に図４には、そのＡ−Ａ縦断面相当図が示されている。
熱媒体加熱装置１０は、平板状に構成された長方形状のＰＴＣヒータ１５と、ＰＴＣヒータ１５を挟んでその上下面に積層された一対の入口側熱媒体流通部２０および出口側媒体流通部３０と、入口側熱媒体流通部２０と一体に設けられた基板収容部４０と、基板収容部４０内に収容設置された制御基板４５とから構成されている。
【００３３】
ＰＴＣヒータ１５は、長方形状に構成された複数組の平板状のＰＴＣ素子を発熱要素とし、このＰＴＣ素子を挟んで上下両面にそれぞれ図示省略の電極板、非圧縮性絶縁層および圧縮性熱伝導層が順次積層されて設けられた積層構造を有している。該ＰＴＣヒータ１５のＰＴＣ素子には、制御基板４５を介して供給される高電圧の電力が電極板を経て印加されるようになっており、ＰＴＣ素子は、制御基板４５を介して素子単位でオンオフ制御され、発熱されるように構成されている。また、このＰＴＣヒータ１５からは、電気配線用の複数の板金製接続端子１６が側方に突出されている。
【００３４】
ＰＴＣヒータ１５の下面に密着して積層される入口側熱媒体流通部２０は、アルミ合金等の熱伝導のよい材料により構成されたダイカスト製品とされており、上面側にＰＴＣヒータ１５が配置される凹部２１が設けられ、下面側に多数の熱媒体流通用のスリット溝２２が設けられた構成とされている。多数のスリット溝２２は、開放側が蓋体２３によって密閉されている。また、入口側熱媒体流通部２０の長手方向の一端側には、熱媒体が流入される熱媒体入口部２４、他端側には、出口側媒体流通部３０と連通するための接続流路２５が設けられている。これにより、熱媒体入口部２４から入口側熱媒体流通部２０に流入された熱媒体は、スリット溝２２内を他端側へと流通後、接続流路２５を経て出口側媒体流通部３０へと流通されるようになっている。
【００３５】
ＰＴＣヒータ１５の上面に密着して積層される出口側熱媒体流通部３０は、入口側熱媒体流通部２０と同様、アルミダイカスト製品とされており、上面側に多数の熱媒体流通用のスリット溝３１が設けられ、長手方向の一端側に入口側熱媒体流通部２０の接続流路２５と繋がる接続流路３２が設けられた構成とされている。多数のスリット溝３１は、開放側が蓋体３３で被われることにより密閉されており、また、この蓋体３３の接続流路３２と反対側の端部には、熱媒体出口部３４が設けられている。これにより、入口側熱媒体流通部２０から接続流路３２を介して出口側熱媒体流通部３０に流入された熱媒体は、スリット溝３１内を他端側へと流通後、熱媒体出口部３４から外部へと流出されるようになっている。
【００３６】
入口側熱媒体流通部２０の長手方向の一側面には、基板収容部４０がダイカスト成形により一体に設けられている。この基板収容部４０は、蓋体４１によって密閉可能に構成されており、内部に制御基板４５が収容設置されるようになっている。また、基板収容部４０は、図３に示されるように、出口側熱媒体流通部３０の長手方向の一側面に沿う位置まで延在されており、ＰＴＣヒータ１５、上下一対の入口側熱媒体流通部２０および出口側熱媒体流通部３０から構成される積層体の一側面と略同等の面積とされ、十分な基板収容部面積が確保されるように構成されている。
【００３７】
また、基板収容部４０の長手方向の一端側には、高電圧電源ケーブルおよび制御用低電圧ケーブルのコネクタ４３を接続するコネクタ接続部４２が設けられている。更に、基板収容部４０の入口側熱媒体流通部２０の一側面と対向する側面には、ＰＴＣヒータ１５から突出されている複数の板金製接続端子１６が基板収容部４０内へと貫通される複数の連通路４４が設けられている。
【００３８】
制御基板４５は、ＰＴＣヒータ１５に対する通電を制御するためのもので、基板収容部４０内にビス等を介して固定設置されている。この制御基板４５は、コネクタ接続部４２に接続される高電圧電源ケーブルおよび制御用低電圧ケーブルと電気的に接続されるとともに、ＰＴＣヒータ１５と連通路４４を介して基板収容部４０内に貫通される板金製接続端子１６を介して電気的に接続されるようになっている。また、制御基板４５には、制御回路を構成するＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の発熱部品が組み込まれており、入口側熱媒体流通部２０内を流通する熱媒体を介して冷却可能とされている。
【００３９】
以上に説明の構成により、本実施形態の車両用空調装置１および熱媒体加熱装置１０によれば以下の作用効果を奏する。
上記車両用空調装置１において、ブロア４によって吸い込まれた外気または車室内空気は、冷却器５へと圧送され、冷却器５で内部を流通する冷媒と熱交換されることにより冷却される。この冷却空気は、エアミックスダンパ７により分流され、一部は放熱器６へと流通されるとともに、他の一部は放熱器６をバイパスして流通される。放熱器６において加温された空気は、その下流側で放熱器６をバイパスした空気と混合され、所定温度に調節された後、車室内へと吹出されることにより、車室内の温調に供される。
【００４０】
放熱器６での空気加温は、熱媒体循環回路１１を循環される高温の熱媒体からの放熱によって行われる。熱媒体循環回路１１内の熱媒体は、タンク８からポンプ９を介して熱媒体加熱装置１０に供給され、８０℃程度に加熱された後、放熱器６に供給される。この高温の熱媒体は、放熱器６内を循環する間に冷却器５によって冷却除湿された空気と熱交換され、該空気に放熱して温度降下された後、タンク８に戻る。この繰り返しにより、放熱器６による空気加温作用が継続される。
【００４１】
熱媒体加熱装置１０では、入口側熱媒体流通部２０の熱媒体入口部２４から温度の低い熱媒体が流入される。この熱媒体は、多数のスリット溝２２内を下流側へと流通される間に、ＰＴＣヒータ１５により加熱昇温され、接続流路２５側に至る。接続流路２５で合流された熱媒体は、該接続流路２５に繋がる接続流路３２を経て出口側熱媒体流通部３０に流入され、更にこの熱媒体は、出口側熱媒体流通部３０のスリット溝３１内を流通される間に、再びＰＴＣヒータ１５によって加熱昇温され、熱媒体出口部３４に至る。このように、熱媒体は、熱媒体加熱装置１０において、入口側熱媒体流通部２０および出口側熱媒体流通部３０内を流通される間に、８０℃程度の高温熱媒体に加熱昇温され、熱媒体出口部３４を介して熱媒体循環回路１１へと流出される。
【００４２】
ＰＴＣヒータ１５を構成しているＰＴＣ素子は、制御基板４５から電極板を介して高電圧が印加されることにより発熱し、その両面から放熱する。この熱は、ＰＴＣ素子に密着されている電極板、非圧縮性絶縁層および圧縮性熱伝導層を介して、入口側熱媒体流通部２０および出口側熱媒体流通部３０に熱伝導され、熱媒体の加熱昇温に供される。ＰＴＣ素子は複数組設けられており、制御基板４５により熱媒体の温度に応じて個別にオンオフされ、加熱能力が制御される。これによって、熱媒体を所定の温度まで加熱昇温する。
【００４３】
しかして、上記熱媒体加熱装置１０では、ＰＴＣヒータ１５を挟んでその上下両面に密着するように積層されている一対の入口側熱媒体流通部２０および出口側熱媒体流通部３０のうちの入口側熱媒体流通部２０の長手方向側面に沿って基板収容部４０を一体にダイカスト成形し、この基板収容部４０内にＰＴＣヒータ１５を制御する制御基板４５を設けた構成としているので、制御基板４５およびそれを収容する基板収容部４０がＰＴＣヒータ１５と上下一対の入口側および出口側熱媒体流通部２０，３０からなる積層体の側面に沿って設けられることになる。
【００４４】
このため、熱媒体加熱装置１０の積層方向の寸法を小さくし、熱媒体加熱装置１０を薄型化、小型化して車両への搭載性を高めることができる。また、基板収容部４０が入口側熱媒体流通部２０の一側面に沿って一体に設けられるため、その内部に収容される制御基板４５に組込まれている発熱部品（ＩＧＢＴ、ＦＥＴ等）を、入口側熱媒体流通部２０内に流入された加熱前の比較的低温の熱媒体を介して冷却することができる。従って、基板収容部４０内に収容されている制御基板４５を効率よく冷却し、その冷却効果を高めることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、入口側熱媒体流通部２０の一側面に一体成形されている基板収容部４０が、出口側熱媒体流通部３０の側面に沿う位置まで延在されているため、基板収容部４０の面積をＰＴＣヒータ１５および上下一対の熱媒体流通部２０，３０により構成される積層体の一側面と略同等の面積とすることができる。従って、基板収容部４０を入口側媒体流通部２０の一側面に一体成形した構成としても、制御基板４５を収容するのに必要かつ十分な面積を確保することができる。
【００４６】
また、ＰＴＣヒータ１５と制御基板４５とが、ＰＴＣヒータ１５に設けられている板金製接続端子１６を介して電気的に接続される構成とされているため、ハーネスを用いた場合に比べ熱媒体加熱装置１０内での電気的配線を容易化することができるとともに、その配線スペースを縮小化することができる。これによって、熱媒体加熱装置１０の組み立ての容易化並びに小型化を図ることができる。
【００４７】
さらに、空気流路２に設けられている放熱器６に上記熱媒体加熱装置１０により加熱された熱媒体が循環可能に構成されているため、熱媒体加熱装置１０により加熱された熱媒体を放熱器６に供給し、ブロア４を介して循環される外気または車室内空気を加温する熱源とすることができる。従って、エンジンが搭載されていない電気自動車等に適用して好適なコンパクトで搭載性に優れた車両用空調装置１を提供することができる。また、エンジンが搭載され、その冷却水を空気加温用の熱源としている車両用空調装置の補助熱源としても適用可能であり、起動時に低温冷却水を素早く加熱して放熱器６に循環させることができるため、空調装置起動時の温調立ち上がり性能を改善することができる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、基板収容部４０を入口側媒体流通部２０の一側面に一体成形した構成としているが、基板収容部４０を出口側媒体流通部３０の一側面に一体成形した構成としてもよい。この場合、制御基板４５の冷却効果は若干低下するものの、熱媒体加熱装置１０の小型化については、同等の効果が得られる。
【００４９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図５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、入口側熱媒体流通部および出口側熱媒体流通部並びに基板収容部の構成が異なっている。その他については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態において、入口側熱媒体流通部５０は、ＰＴＣヒータ１５の上面に密着して積層されるようになっている。入口側熱媒体流通部５０は、アルミ合金等の熱伝導のよい材料により構成されたダイカスト製品とされており、下面側にＰＴＣヒータ１５が配置される凹部（図示省略）が設けられ、上面側に多数の熱媒体流通用のスリット溝５１が設けられた構成とされている。
【００５０】
多数のスリット溝５１は、開放側が後述する基板収容部７０によって密閉されるようになっている。この入口側熱媒体流通部５０の長手方向の一端側には、熱媒体が流入される熱媒体入口部５２が設けられ、他端側には、出口側媒体流通部６０と連通するための接続流路５３と、出口側媒体流通部６０を循環した熱媒体を外部に流出される熱媒体出口部５４とが設けられている。これにより、熱媒体入口部５２から入口側熱媒体流通部５０に流入された熱媒体は、スリット溝５１内を他端側へと流通後、接続流路５３を経て出口側媒体流通部６０へと流通されるようになっている。
【００５１】
また、入口側熱媒体流通部５０の長手方向の一側面には、熱媒体入口部５２および熱媒体出口部５４と同方向の側方に突出するように、熱媒体入口部５２と熱媒体出口部５４との間のスペースに後述する基板収容部７０とＰＴＣヒータ１５との間を繋ぐ複数の連通路５５が一体成形されている。なお、本実施形では、ＰＴＣヒータ１５から突出されている板金製接続端子１６が上方に折り曲げられ、連通路５５を介して基板収容部７０内に貫通されるように構成されている。
【００５２】
ＰＴＣヒータ１５の下面には、出口側熱媒体流通部６０が密着して積層されるようになっている。出口側熱媒体流通部６０は、入口側熱媒体流通部５０と同様、アルミダイカスト製品とされており、その長手方向の一端側に、入口側熱媒体流通部５０側の接続流路５３および熱媒体出口部５４と連通される入口流路６１および出口流路６２が設けられるとともに、その下面側に入口流路６１に一端が連通され、出口側熱媒体流通部６０の他端側でＵターンして他端が出口流路６２に連通されている多数の熱媒体流通用のＵ字状スリット溝（図示省略）が設けられた構成とされている。
【００５３】
この多数のＵ字状スリット溝は、開放側がＵ字状の凹部６４を有する蓋体６３によって被われ、密閉されている。これにより、入口側熱媒体流通部５０から入口流路６１を介して出口側熱媒体流通部６０に流入された熱媒体は、Ｕ字状スリット溝内をＵターンして流通された後、出口流路６２から熱媒体出口部５４へと流通され、そこから外部へと流出されるようになっている。
【００５４】
入口側熱媒体流通部５０の上面には、制御基板４５を収容する基板収容部７０が積層され、多数のスリット溝５１が密閉されるようになっている。この基板収容部７０は、アルミダイカスト製とされており、入口側熱媒体流通部５０のスリット溝５１と接する底面側に制御基板４５がビス等を介して固定設置され、その上面が蓋体７１によって密閉されるように構成されている。また、基板収容部７０の長手方向の一端側の側面には、高電圧電源ケーブルおよび制御用低電圧ケーブルのコネクタを接続するコネクタ接続部７２が設けられ、更に、底面には、ＰＴＣヒータ１５から突出されている板金製接続端子１６が貫通される貫通孔（図示省略）が設けられている。
【００５５】
この熱媒体加熱装置１０では、熱媒体入口部５２から温度の低い熱媒体が入口側熱媒体流通部５０へと流入される。この熱媒体は、多数のスリット溝５１内を他端側へと流通される間に、ＰＴＣヒータ１５により加熱昇温され、接続流路５３に至る。接続流路５３は出口側熱媒体流通部６０の入口流路６１に連通されており、熱媒体は入口側熱媒体流通部５０から出口側熱媒体流通部６０に流入される。出口側熱媒体流通部６０に流入された熱媒体は、図示省略のＵ字状スリット溝内をＵターンして流通される間に、ＰＴＣヒータ１５により更に加熱され、８０℃程度に昇温された後、出口流路６２から熱媒体出口部５４に至り、熱媒体循環回路１１へと流出される。
【００５６】
また、ＰＴＣヒータ１５は、複数組のＰＴＣ素子が基板収容部７０内に設置されている制御基板４５により熱媒体の温度に応じて個別にオンオフされ、加熱能力が制御される。これによって、熱媒体を所定の温度まで加熱昇温することができる。
【００５７】
本実施形態によれば、ＰＴＣヒータ１５を挟んでその上下両面に密着するように積層されている互いに連通する上下一対の入口側および出口側熱媒体流通部５０，６０の一方の入口側熱媒体流通部５０の外面側に、基板収容部７０を積層して設け、該基板収容部７０内にＰＴＣヒータ１５を制御する制御基板４５を設けるとともに、基板収容部７０とＰＴＣヒータ１５との間を繋ぐ連通路５５を入口側熱媒体流通部５０の長手方向側面に側方に張出すように設けた構成としているので、基板収容部７０とＰＴＣヒータ１５との間を繋ぐ連通路５５を入口側熱媒体流通部５０の側面に張出すことにより、熱媒体が流通される部分の有効流通面積を増加することができる。
【００５８】
このため、熱媒体の有効流通面積が増加される分だけ熱媒体加熱装置１０を小型化または高性能化することができる。また、基板収容部７０が入口側熱媒体流通部５０の外面側に積層されているため、基板収容部７０を入口側熱媒体流通部５０に流入された加熱前の比較的低温の熱媒体によって確実に所定温度以下に冷却することができる。従って、その内部に収容されている制御基板４５に組込まれている発熱部品（ＩＧＢＴ、ＦＥＴ等）を効率よく冷却し、その冷却効果を高めることができる。
【００５９】
また、本実施形態では、入口側熱媒体流通部５０の長手方向の一端側に熱媒体入口部５２、他端側に出口側熱媒体流通部６０に連通する熱媒体出口部５４が設けられ、基板収容部７０とＰＴＣヒータ１５との間を繋ぐ連通路５５が熱媒体入口部５２と熱媒体出口部５４との間において入口側熱媒体流通部５０の長手方向側面に設けられているため、連通路５５を熱媒体入口部５２と熱媒体出口部５４との間のスペースを有効利用してその側面に側方へ張出すように設けることができる。従って、連通路５５を入口側熱媒体流通部５０の側面に設けたとしても、連通路５５が熱媒体加熱装置１０の外形の側方に出っ張ることがなく、連通路５５を側面に張出すことによって熱媒体の有効流通面積が増加された分だけ、熱媒体加熱装置１０を小型化または高性能化することができる。
【００６０】
さらに、ＰＴＣヒータ１５と制御基板４５とが、連通路５５に貫通されるＰＴＣヒータ１５に設けられている板金製接続端子１６を介して電気的に接続されるので、ハーネスを用いた場合に比べ熱媒体加熱装置１０内での電気的配線を容易化することができるとともに、その配線スペースを縮小化することができる。これによっても、熱媒体加熱装置１０の組み立ての容易化並びに小型化を図ることができる。
【００６１】
なお、上記実施形態では、熱媒体をＰＴＣヒータ１５の上面に積層されている入口側熱媒体流通部５０から下面に積層されている出口側熱媒体流通部６０へと流通させるようにした例について説明したが、逆にＰＴＣヒータ１５の下面に積層されている入口側熱媒体流通部５０から上面に積層されている出口側熱媒体流通部６０へと熱媒体を流通させるように構成してもよく、この場合は、制御基板４５の冷却機能を維持するため、基板収容部７０を入口側熱媒体流通部５０の下面に積層した構成とすることが望ましい。ただし、基板収容部７０は、出口側熱媒体流通部６０の外面側に積層した構成としてもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００６２】
１  車両用空調装置
２  空気流路
４  ブロア
５  冷却器
６  放熱器
１０  熱媒体加熱装置
１１  熱媒体循環路
１５  ＰＴＣヒータ
１６  板金製接続端子
２０，５０  入口側熱媒体流通部
３０，６０  出口側熱媒体流通部
４０，７０  基板収容部
４５  制御基板
５２  熱媒体入口部
５４  熱媒体出口部
５５  連通路
【図１】
2011016489.tif 000003
【図２】
2011016489.tif 000004
【図３】
2011016489.tif 000005
【図４】
2011016489.tif 000006
【図５】
2011016489.tif 000007