(57)【要約】  水密壁および流体運搬システムへの接続のための開放端を有する管状アルミニウムまたは他の金属の支持体、管状金属支持体上に配置された予め決められた大きさの抵抗体を含む自動車付属品を制御するための電気回路に使用するための管状抵抗体アセンブリ。抵抗体を含む制御回路は一つ以上の自動車付属品の操作を制御する。アセンブリは管状支持体の中を流れる流体を意図的に加熱するために使用されてもよく、流体は抵抗体から過剰の熱を運び去るために使用されてもよく、両方に使用されてもよい。多数の抵抗素子はヘッドライト、ファンアセンブリなどのかかる付属品の制御の多数のレベルのために含められてもよい。【選択図】  図１
2007511066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記のものを含む自動車の電気回路アセンブリ：
電気的に操作される自動車の付属品；
開または閉ループ流体運搬システムへの接続のための開放端および水密壁を有する管状金属支持体と、その管状金属支持体上に配置された予め決められた大きさの抵抗体とを含む管状抵抗体アセンブリ；および
自動車の付属品の操作を制御する、抵抗体を含む制御回路。
【請求項２】
自動車の付属品は自動車のヘッドライトシステムを含む請求項１に記載の電気回路アセンブリ。
【請求項３】
自動車の付属品は自動車のファンアセンブリを含む請求項１に記載の電気回路アセンブリ。
【請求項４】
管状金属支持体はアルミニウムベースのものである請求項１に記載の電気回路アセンブリ。
【請求項５】
抵抗体は管状金属支持体上に付着された厚膜抵抗体である請求項１に記載の電気回路アセンブリ。
【請求項６】
抵抗体は制御回路と電気的に接続する複数の厚膜接点を含む請求項５に記載の電気回路アセンブリ。
【請求項７】
管状金属支持体を通って流れる流体をさらに含む請求項１に記載の電気回路アセンブリ。
【請求項８】
予め決められた大きさの抵抗体は予め決められた抵抗値を有する抵抗体である請求項１に記載の電気回路アセンブリ。
【請求項９】
下記のものを含む抵抗体アセンブリ：
開または閉ループ流体運搬システムへの接続のための開放端および水密壁を有する管状アルミニウムベースの支持体；および
管状アルミニウムベースの支持体の壁の外部表面上に配置された厚膜抵抗素子。
【請求項１０】
抵抗素子を活動させる制御回路をさらに含む請求項９に記載の抵抗体アセンブリ。
【請求項１１】
抵抗素子は制御回路に接続する厚膜接点を含む請求項１０に記載の抵抗体アセンブリ。
【請求項１２】
管状アルミニウムベースの支持体は自動車の加熱／冷却システムの一部である請求項１１に記載の抵抗体アセンブリ。
【請求項１３】
管状アルミニウムベースの支持体は熱水供給システムの一部である請求項１１に記載の抵抗体アセンブリ。
【請求項１４】
管状アルミニウムベースの支持体はアルミニウムから形成される請求項１１に記載の抵抗体アセンブリ。
【請求項１５】
管状アルミニウムベースの支持体はアルミニウム合金から形成される請求項１１に記載の抵抗体アセンブリ。
【請求項１６】
厚膜抵抗素子は純銀を含む請求項１１に記載の抵抗体アセンブリ。
【請求項１７】
厚膜抵抗素子は銀−パラジウム合金を含む請求項１１に記載の抵抗体アセンブリ。
【請求項１８】
厚膜抵抗素子は酸化ルテニウムを含む請求項１１に記載の抵抗体アセンブリ。
【請求項１９】
厚膜抵抗素子は窒化タンタルを含む請求項１１に記載の抵抗体アセンブリ。
【請求項２０】
厚膜抵抗素子はニッケルクロムを含む請求項１１に記載の抵抗体アセンブリ。
【請求項２１】
下記工程を含む管状抵抗体アセンブリの製造方法：
管状アルミニウムの一区域を準備する；
管状アルミニウムの一区域に陽極酸化層を適用することによって管状アルミニウムの一区域を不動態化する；そして
超小型電子厚膜材料を予め決められたパターンで管状アルミニウムの陽極酸化された区域に適用する。
【請求項２２】
厚膜材料の適用後、管状アルミニウムの一区域を燃焼して厚膜材料を焼結する工程をさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
厚膜材料を適用する工程は管状アルミニウムの陽極酸化された区域上への厚膜材料の印刷を含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
管状アルミニウムの陽極酸化された区域上への厚膜材料を印刷する工程は管状アルミニウムの陽極酸化された区域上への厚膜材料のスクリーン印刷を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
厚膜材料を環境劣化から保護するために厚膜材料上に保護層を適用する工程をさらに含む請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
保護層を適用する工程は厚膜材料上にプラスチック外側被覆を適用することを含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
保護層を適用する工程は厚膜材料上の釉薬上にガラスを適用することを含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
下記のものを含む自動車流体加熱システム：
開または閉ループ流体運搬システムへの接続のための開放端および水密壁を有する管状支持体と、その管状支持体を加熱するための、管状支持体上に配置された予め決められた大きさの少なくとも二つの抵抗加熱素子とを含む管状抵抗体アセンブリ；および
少なくとも二つの抵抗加熱素子に電力を選択的に適用するための制御回路であって、第一状態において抵抗加熱素子の一つだけに電力を適用するように操作可能であり、第二状態において抵抗加熱素子の両方に電力を適用するように操作可能であり、それによって管状支持体に適用される熱の量を制御する制御回路。
【請求項２９】
制御回路に電力を供給するための自動車電池をさらに含む請求項２８に記載の自動車流体加熱システム。
【請求項３０】
ラジエータホースをさらに含み、管状支持体がラジエータホースと直線に並んで接続される請求項２９に記載の自動車流体加熱システム。
【請求項３１】
燃料供給ラインをさらに含み、管状支持体が燃料供給ラインと直線に並んで接続される請求項２９に記載の自動車流体加熱システム。
【請求項３２】
ワイパー流体供給ラインをさらに含み、管状支持体がワイパー流体供給ラインと直線に並んで接続される請求項２９に記載の自動車流体加熱システム。
【請求項３３】
制御回路は電子制御モジュールである請求項２８に記載の自動車流体加熱システム。
【請求項３４】
少なくとも二つの抵抗加熱素子は第一の予め決められた大きさの第一抵抗加熱素子、および第二の予め決められた大きさの第二抵抗加熱素子を少なくとも含み、もし電力が第一抵抗加熱素子にだけ適用されるなら第一量の熱を管状支持体に適用し、もし電力が第二抵抗加熱素子にだけ適用されるなら第二の実質的に異なる量の熱を管状支持体に適用するように、第一および第二の予め決められた大きさは互いに実質的に異なる請求項２８に記載の自動車流体加熱システム。
【請求項３５】
第一および第二の予め決められた大きさをそれぞれ有する第一および第二抵抗加熱素子は第一および第二の予め決められた抵抗値をそれぞれ有する第一および第二抵抗体である請求項３４に記載の自動車流体加熱システム。
【請求項３６】
下記のものを含む多用途自動車流体加熱システム：
流体運搬システム；
流体運搬システムに接続され、かつ流体運搬システムにおいて運搬される流体を加熱するように配置された加熱素子；
電気付属品；および
加熱素子に電力を供給し、かつ電気付属品に電力を選択的に適用するための制御回路であって、電力が電気付属品に適用されるとき、加熱素子に供給される電力の量が減少され、電力が電気付属品に適用されないとき、加熱素子に供給される電力の量が増加される制御回路。
【請求項３７】
加熱素子は抵抗加熱素子である請求項３６に記載の多用途自動車流体加熱システム。
【請求項３８】
抵抗加熱素子は厚膜抵抗加熱素子である請求項３７に記載の多用途自動車流体加熱システム。
【請求項３９】
電気付属品は自動車ヘッドライトシステムを含む請求項３７に記載の多用途自動車流体加熱システム。
【請求項４０】
電気付属品はファンを含む請求項３７に記載の多用途自動車流体加熱システム。
【請求項４１】
流体運搬システムは閉ループシステムである請求項３６に記載の多用途自動車流体加熱システム。
【請求項４２】
流体運搬システムは開ループシステムである請求項３６に記載の多用途自動車流体加熱システム。
【請求項４３】
下記のものを含む多用途自動車流体加熱システム：
流体運搬システム；
流体運搬システムに接続され、かつ流体運搬システムにおいて運搬される流体を加熱するように配置された加熱素子；
電気付属品；および
電力アセンブリに電力を供給し、かつ加熱素子に電力を選択的に適用するための制御回路であって、電力が加熱素子に適用されるとき、電気付属品に供給される電力の量が減少され、電力が加熱素子に適用されないとき、電気付属品に供給される電力の量が増加される制御回路。
【請求項４４】
加熱素子は抵抗加熱素子である請求項４３に記載の多用途自動車流体加熱システム。
【請求項４５】
抵抗加熱素子は厚膜抵抗加熱素子である請求項４４に記載の多用途自動車流体加熱システム。
【請求項４６】
電気付属品は自動車ヘッドライトシステムを含む請求項４４に記載の多用途自動車流体加熱システム。
【請求項４７】
電気付属品はファンを含む請求項４４に記載の多用途自動車流体加熱システム。
【請求項４８】
流体運搬システムは閉ループシステムである請求項４３に記載の多用途自動車流体加熱システム。
【請求項４９】
流体運搬システムは開ループシステムである請求項４３に記載の多用途自動車流体加熱システム。
【請求項５０】
下記のものを含む自動車アセンブリ：
流体運搬システム；
水密壁および開放端を有し、かつ少なくとも一つの開放端が流体運搬システムと流体接続している管状支持体と、管状支持体を加熱するための、管状支持体上に配置された厚膜材料から形成された抵抗加熱素子とを含む管状抵抗体アセンブリ；
抵抗加熱素子に電力を適用するための制御回路；および
制御回路に電力を供給するための自動車電池。
【請求項５１】
流体運搬システムはエンジン冷却液システム、燃料供給システム、およびワイパー流体供給システムからなる群から選択される請求項５０に記載の自動車アセンブリ。
【請求項５２】
管状支持体は金属材料から形成される請求項５１に記載の自動車アセンブリ。
【請求項５３】
管状支持体はアルミニウムベースの材料から形成される請求項５２に記載の自動車アセンブリ。
【請求項５４】
管状支持体は鋼合金から形成される請求項５２に記載の自動車アセンブリ。
【請求項５５】
流体運搬システムは閉ループシステムである請求項５０に記載の自動車アセンブリ。
【請求項５６】
流体運搬システムは開ループシステムである請求項５０に記載の自動車アセンブリ。
【請求項５７】
電池、ヘッドライトシステム、ファンアセンブリおよび流体運搬システムを有する自動車において、下記のものを含む制御回路：
発生した熱を流体運搬システムを通って流れる流体に伝達するように配置された第一抵抗体アセンブリ；
発生した熱を流体運搬システムを通って流れる流体に伝達するように配置された第二抵抗体アセンブリ；
電池から第一抵抗体アセンブリに電力を供給し、第一抵抗体アセンブリをヘッドライトシステムに選択的に結合するための第一スイッチング回路網；および
電池から第二抵抗体アセンブリに電力を供給し、第二抵抗体アセンブリをファンアセンブリに選択的に結合するための第二スイッチング回路網。
【請求項５８】
第一抵抗体アセンブリがヘッドライトシステムに結合されないときの第一抵抗体アセンブリで発生した熱の量は第二抵抗体アセンブリがファンアセンブリに結合されないときの第二抵抗体アセンブリで発生した熱の量とは実質的に異なる請求項５７に記載の制御回路。
【請求項５９】
第一抵抗体アセンブリがヘッドライトシステムに結合されないときの第一抵抗体アセンブリで発生した熱の量は第二抵抗体アセンブリがファンアセンブリに結合されないときの第二抵抗体アセンブリで発生した熱の量の約半分である請求項５８に記載の制御回路。
【請求項６０】
第一および第二抵抗体アセンブリは各々、支持体上に配置された抵抗加熱素子を含み、流体運搬システムにおいて流れる流体が支持体を横切って流れ、それによって抵抗加熱素子から流体への熱の伝達を促進するように支持体が流体運搬システムに対して配置される請求項５７に記載の制御回路。
【請求項６１】
各抵抗加熱素子は管状支持体上に配置される請求項６０に記載の制御回路。
【請求項６２】
エンジンおよびファンアセンブリを有する自動車を操作する方法であって、
自動車のエンジンを始動するための手段を与え；
エンジンが始動されるのに応答してエンジン温度制御システムを活動させ；そして
エンジン温度制御システムが活動している間、下記機能を繰り返し実施することを含む方法：
エンジンの温度を監視し、
もしエンジンの温度が第一の予め決められたレベルより下であるなら、エンジンに流れる冷却液流体を加熱するための電気装置を活動させ、それによって熱をエンジンに伝達し、そして
もしエンジンの温度が第一の予め決められたレベルより高い第二の予め決められたレベルより上であるなら、電気装置をファンアセンブリに電気的に接続し、それによってファンアセンブリをより低いスピードで操作させる。
【請求項６３】
電気装置を活動させることは抵抗素子を活動させることを含む請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
抵抗素子を活動させることは冷却流体が流れる管状アセンブリ上に配置される抵抗素子を活動させることを含む請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
抵抗素子を活動させることは厚膜抵抗素子を活動させることを含む請求項６３に記載の方法。
【請求項６６】
エンジン温度を監視することに加えて、もしエンジンの温度が第一の予め決められたレベルより下であるなら抵抗素子を活動させ、もしエンジンの温度が第二の予め決められたレベルより上であるなら電気装置をファンアセンブリに電気的に接続し、エンジン温度制御システムが活動している間はずっと、方法はもしエンジンの温度が第二の予め決められたレベルより高い第三の予め決められたレベルより上であるならファンアセンブリから電気装置を電気的に接続解除し、それによってファンアセンブリをより高いスピードで操作させる機能を繰り返し実施することを含む請求項６３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、「アルミニウム管上の抵抗膜」という名称の２００３年１０月２０日に出願された米国仮特許出願シリアルＮｏ．６０／５１２７３１の利益を受けかつその優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、一般に自動車電気システムに関し、特に熱を中に流れる流体に伝達するための管状抵抗体アセンブリ及びかかるアセンブリを含む回路に関する。
【背景技術】
【０００３】
ステンレス鋼および他の金属支持体上に配置される厚膜回路は、１９４０年代以来使用されていると思われる。良く知られているように、「厚膜」回路は、導電性材料がスクリーン印刷および同種技術によって支持体に適用され、それによってペーストの形の材料が予めパターン化されたメッシュまたはステンシルを通って押しやられるものである。
【０００４】
厚膜回路が伝統的に構成された支持体は平面形状であった。しかしながら、最近、厚膜回路はステンレス鋼またはセラミック管から形成された管状構造に適用されている。かかる構造は回路とポンプされるかまたはそうでなければ管を通して押しやられる流体（それは液体または気体でありうる）との間で熱を交換する便利な手段を与え、しばしば対応する平面構造より空間的に効率が良い。回路が特に抵抗素子に熱を発生するために使用されるとき、熱は流体の温度を故意に上昇するように適用されうる。例えば、Ｗａｔｌｏｗ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ（「Ｗａｔｌｏｗ」）に譲渡されたＪｕｌｉａｎｏらの米国特許Ｎｏ．５９７３２９６、およびＨｕｓｋｙ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｌｔｄ．に譲渡されたＧｏｄｗｉｎらの米国特許Ｎｏ．６５７５７２９は各々、射出成形システムにおいてノズルを加熱するための管状厚膜装置を開示する。各場合において、管状支持体は明らかにステンレス鋼などからまたはアルミナもしくは窒化アルミニウムの如きセラミック材料から形成される。不幸にも、ステンレス鋼は、より軽い重量が重要な設計目標であることが多い自動車の如き多くの用途にとって重すぎ、鋼によって与えられる熱伝達速度は望まれるほど高くない。他方、セラミックは展性がなく、いったん一般的な管状構造が形成されると追加の成形に耐えることができない。実際、セラミックは極めて脆く、容易に破壊または破粋される。さらに、セラミックは多くの金属ほど迅速に熱を伝達しない。
【０００５】
自動車用途に頻繁に使用される一つの軽量金属材料はアルミニウムである。しかしながら、抵抗素子と管状支持体中を流れる流体との間の熱交換のために管状アルミニウム支持体を利用する公知の用途は全くない。なぜならば管状支持体技術の使用は建造物および他の永続的な構造物における水の加熱にほとんど制限されていたからである。不幸にも、陽極酸化されたアルミニウムの絶縁破壊電圧は典型的な建造物の電力供給（それは米国では典型的には１１０ボルトで操作する）で使用するためには低すぎる。さらに、アルミニウムは飲料水を運搬するためには安全でなく、従ってかかる技術は建造物の水の供給を加熱するために使用されないことが多い。
【０００６】
しかしながら、Ａｕｔｏｐａｌ（Ｐｒａｇｕｅ，Ｃｚｅｃｈ  ＲｅｐｕｂｌｉｃにあるＶｉｓｔｅｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの子会社）によって自動車の冷却液流体を電気的に加熱するために少なくとも一つのアルミニウム装置が開発された。Ａｕｔｏｐａｌの装置では、一連の三つのカートリッジヒータまたはグロープラグは自動車の冷却液システムにおいて直線に並んで位置される管状構造の壁を通って挿入される。電気ハーネスは個々に制御可能なワイヤをカートリッジヒータに経路を定め、各カートリッジヒータがそれへの電流の適用を通して個々に加熱されることを可能にする。各カートリッジヒータの温度が上昇するにつれて、カートリッジヒータから放射する熱は構造を通って流れる冷却液流体に伝達され、そこから装置から下流に配置されたエンジン自体に伝達される。有利には、電気ハーネスを活動させることによって、装置はエンジン自体を暖めるために使用されることができ、それは「寒い始動」条件などのときに有用でありうる。さらに、かくして発生した熱の量はいかなる時間でも活動させられるカートリッジヒータの数を制御することによって制御されうる。
【０００７】
不幸にも、Ａｕｔｏｐａｌ装置は多数の欠点を持つ。第一に、装置はかなりの空間を占有し、製造および設置が複雑である。配置もまたほとんどできない。さらに、カートリッジヒータの使用は加熱する際に極めて高い電力密度を作り、それは冷却液中に局在化したスチーム効果を起こしうるかまたは冷却液を沸騰させて循環問題を作るスラッジを作りうる。
【０００８】
さらに、特に重要なことは、Ａｕｔｏｐａｌ装置は冷却液流体を加熱するためにだけ都合が良く、他の機能のために使用される電気回路において安定した値の抵抗体として使用するためには適していない。装置は電気抵抗効果を本質的に伴うが、抵抗値は±２５％以上の典型的な許容差を有しており極めて不安定であり、従って典型的な電気回路において依存されることができない。さらに、Ａｕｔｏｐａｌ装置の如き装置はまた、典型的には５０００ｐｐｍ／℃より高い、極めて高い抵抗の熱係数を有し、それはそれをかかる機能のための安定した電力抵抗体として使用されることを妨げる。
【０００９】
この制限は自動車および他の車両の設計において特に重要であり、そこでは一貫して複雑な要因は典型的に車両に搭載して利用可能な制限された電力供給の管理および使用である。自動車では、例えば、通常の電力供給は利用可能なアンペア数の制限された量を有する１２ボルト電池である。結果として、かかる電力の使用ごとの利益はそれによって消費される電力の量に対して注意深く考量されなければならず、消費される電力全体を最小にする電気回路及び装置は明らかに有利である。可能であるなら、現在の装置は多数の機能を達成すると同時に消費される電力の量における対応する上昇を作らないように設計される。これは特に大きい量の電力を消費する電気装置にとって特に重要でありうる。不幸にも、Ａｕｔｏｐａｌ装置の如き冷却液加熱装置は多くの用途で望ましくないことがありうる。なぜならばそれは車両の電気システムにおける他の目的に貢献せずにかなりの電力を要求するからである。従って、必要時に自動車のエンジンを直接的または間接的に加熱するために電気を使用するが、所望により同時にまたは独立して車両の電気システムにおける他の電気機能にも貢献しうる効率的な装置が必要とされる。好ましくは、装置の抵抗素子は抵抗値が温度変化時にほとんど一定のままであるように相対的に低いＴＣＲ（数百ｐｐｍ／℃のオーダ）を有するだろう。かかるアプローチはそれらを組み合わせて単一の装置にすることによって二つの機能の全コストを減らすことができ、両機能が同時に実施されなければならないとき、かかるアプローチは二つ以上の別個の装置によって消費される全電力を減らすだろう。
【００１０】
特に、流体の加熱並びに電気回路によって実施される関連のない機能の両方に関して様々なレベルの貢献を与えるために選択的に使用されうる装置を開発することが有利であるだろう。例えば、電気ファンはエンジン冷却液などの空気冷却を増強するために自動車に含められることが多く、一つより多いスピードで操作するように配置されることが好ましい。同様に、現代の自動車ヘッドライトシステムは十分な明るさ並びに「昼間の走行中のライト」機能を実施するために低下されたレベルの両方を操作することが要求されることが多く、そうすることが好ましい。Ａｕｔｏｐａｌ装置を用いるように、エンジンに与えられる熱の量をより正確に制御するために一つより多いレベルで操作するエンジン加熱システムを持つことが同様に有用であるだろう。従って、同じアセンブリを使用して効率的な方法でこれらの機能の全てを与える装置および制御システムに対する必要性が存在する。
【発明の開示】
【００１１】
本発明の技術は受動回路を平坦な支持体上に置くという独創的なコンセプト、およびこれらの二つの技術を組み入れ、管形態の支持体としてアルミニウムを使用することによるステンレス鋼管のコンセプトを進める。利点としては、回路の有意な重量減少、発生した熱の循環する熱伝導流体への伝達、ステンレス鋼に対してアルミニウムを使用することによる熱伝達率の増加、および単一支持体上への装置のネットワークの創造が挙げられる。関与する流体は液体（例えばエンジン冷却液、ワイパー流体など）または気体（例えば空気）のいずれかでありうる。回路が流体温度を増加するヒータとしてまたは液体の熱量を利用する受動装置として使用されるか否かにかかわらず、利用可能な流体の利用は装置の達成可能な電力密度を有意に増大する。結果としてこれは軽量製品において規定された電力に対してより小さい装置を作る。このコンセプトが高周波スイッチングおよびフィルタリングのためのインダクタとして使用されるとき、発生した熱は流体に伝達され、それはこのタイプの用途の多くの問題を解決する。
【００１２】
この装置のための個々の用途に加えて、別の有意な利点はアルミニウム管上の厚膜のために二つの用途を与えるモジュールである。この一例は抵抗体回路が暖機および極寒環境中に使用されるエンジン温度ブーストとして使用される自動車用途で見られる。いったんエンジンが温度上昇すると、この回路は、ファンへの電圧を低下し、かくしてより遅いスピード選択を与える手段として冷却システムファンに切り替えられる。別の自動車の二つの用途は昼間に走行するランプ機能のためにヒータを電圧低下抵抗体に切り替えるためである。本発明は同様に、燃料およびワイパー流体を含む自動車に一般的に存在する他の流体を加熱するために利用されてもよい。
【００１３】
広く規定すると、本発明は一側面によれば、電気的に操作される自動車の付属品；開または閉ループ流体運搬システムへの接続のための開放端および水密壁を有する管状金属支持体と、その管状金属支持体上に配置された予め決められた大きさの抵抗体とを含む管状抵抗体アセンブリ；および自動車の付属品の操作を制御する、抵抗体を含む制御回路を含む自動車の電気回路アセンブリである。
【００１４】
この側面の特徴において、自動車の付属品は自動車のヘッドライトシステムを含む。自動車の付属品は自動車のファンアセンブリを含む。管状金属支持体はアルミニウムベースのものである。抵抗体は管状金属支持体上に付着された厚膜抵抗体である。抵抗体は制御回路と電気的に接続する複数の厚膜接点を含む。電気回路アセンブリは管状金属支持体を通って流れる流体をさらに含む。予め決められた大きさの抵抗体は予め決められた抵抗値を有する抵抗体である。
【００１５】
別の側面では、本発明は開または閉ループ流体運搬システムへの接続のための開放端および水密壁を有する管状アルミニウムベースの支持体；および管状アルミニウムベースの支持体の壁の外部表面上に配置された厚膜抵抗素子を含む抵抗体アセンブリである。
【００１６】
この側面の特徴では、抵抗体アセンブリは抵抗素子を活動させる制御回路をさらに含む。抵抗素子は制御回路に接続する厚膜接点を含む。管状アルミニウムベースの支持体は自動車の加熱／冷却システムの一部である。管状アルミニウムベースの支持体は熱水供給システムの一部である。管状アルミニウムベースの支持体はアルミニウムから形成される。管状アルミニウムベースの支持体はアルミニウム合金から形成される。厚膜抵抗素子は純銀を含む。厚膜抵抗素子は銀−パラジウム合金を含む。厚膜抵抗素子は酸化ルテニウムを含む。厚膜抵抗素子は窒化タンタルを含む。厚膜抵抗素子はニッケルクロムを含む。
【００１７】
別の側面では、本発明は下記工程を含む管状抵抗体アセンブリの製造方法である：管状アルミニウムの一区域を準備する；管状アルミニウムの一区域に陽極酸化層を適用することによって管状アルミニウムの一区域を不動態化する；そして超小型電子厚膜材料を予め決められたパターンで管状アルミニウムの陽極酸化された区域に適用する。
【００１８】
この側面の特徴では、方法は厚膜材料の適用後、管状アルミニウムの一区域を燃焼して厚膜材料を焼結する工程をさらに含む。厚膜材料を適用する工程は管状アルミニウムの陽極酸化された区域上への厚膜材料の印刷を含む。管状アルミニウムの陽極酸化された区域上への厚膜材料を印刷する工程は管状アルミニウムの陽極酸化された区域上への厚膜材料のスクリーン印刷を含む。方法は厚膜材料を環境劣化から保護するために厚膜材料上に保護層を適用する工程をさらに含む。保護層を適用する工程は厚膜材料上にプラスチック外側被覆を適用することを含む。保護層を適用する工程は厚膜材料上の釉薬上にガラスを適用することを含む。
【００１９】
さらに別の側面では、本発明は開または閉ループ流体運搬システムへの接続のための開放端および水密壁を有する管状支持体と、その管状支持体を加熱するための、管状支持体上に配置された予め決められた大きさの少なくとも二つの抵抗加熱素子とを含む管状抵抗体アセンブリ；および少なくとも二つの抵抗加熱素子に電力を選択的に適用するための制御回路であって、第一状態において抵抗加熱素子の一つだけに電力を適用するように操作可能であり、第二状態において抵抗加熱素子の両方に電力を適用するように操作可能であり、それによって管状支持体に適用される熱の量を制御する制御回路を含む自動車流体加熱システムである。
【００２０】
この側面の特徴では、自動車流体加熱システムは制御回路に電力を供給するための自動車電池をさらに含む。自動車流体加熱システムはラジエータホースをさらに含み、管状支持体がラジエータホースと直線に並んで接続される。自動車流体加熱システムは燃料供給ラインをさらに含み、管状支持体が燃料供給ラインと直線に並んで接続される。自動車流体加熱システムは、ワイパー流体供給ラインをさらに含み、管状支持体がワイパー流体供給ラインと直線に並んで接続される。制御回路は電子制御モジュールである。少なくとも二つの抵抗加熱素子は第一の予め決められた大きさの第一抵抗加熱素子、および第二の予め決められた大きさの第二抵抗加熱素子を少なくとも含み、もし電力が第一抵抗加熱素子にだけ適用されるなら第一量の熱を管状支持体に適用し、もし電力が第二抵抗加熱素子にだけ適用されるなら第二の実質的に異なる量の熱を管状支持体に適用するように、第一および第二の予め決められた大きさは互いに実質的に異なる。第一および第二の予め決められた大きさをそれぞれ有する第一および第二抵抗加熱素子は第一および第二の予め決められた抵抗値をそれぞれ有する第一および第二抵抗体である。
【００２１】
別の側面では、本発明は流体運搬システム：流体運搬システムに接続され、かつ流体運搬システムにおいて運搬される流体を加熱するように配置された加熱素子；電気付属品；および加熱素子に電力を供給し、かつ電気付属品に電力を選択的に適用するための制御回路であって、電力が電気付属品に適用されるとき、加熱素子に供給される電力の量が減少され、電力が電気付属品に適用されないとき、加熱素子に供給される電力の量が増加される制御回路を含む多用途自動車流体加熱システムである。
【００２２】
この側面の特徴では、加熱素子は抵抗加熱素子である。抵抗加熱素子は厚膜抵抗加熱素子である。電気付属品は自動車ヘッドライトシステムを含むか及び／又は電気付属品はファンを含む。流体運搬システムは開ループ流体運搬システムであるか及び／又は流体運搬システムは閉ループ流体運搬システムである。
【００２３】
さらに別の側面では、本発明は流体運搬システム；流体運搬システムに接続され、かつ流体運搬システムにおいて運搬される流体を加熱するように配置された加熱素子；電気付属品；および電力アセンブリに電力を供給し、かつ加熱素子に電力を選択的に適用するための制御回路であって、電力が加熱素子に適用されるとき、電気付属品に供給される電力の量が減少され、電力が加熱素子に適用されないとき、電気付属品に供給される電力の量が増加される制御回路を含む多用途自動車流体加熱システムである。
【００２４】
この側面の特徴では、加熱素子は抵抗加熱素子である。抵抗加熱素子は厚膜抵抗加熱素子である。電気付属品は自動車ヘッドライトシステムを含む。電気付属品はファンを含む。流体運搬システムは開ループ流体運搬システムであるか及び／又は流体運搬システムは閉ループ流体運搬システムである。
【００２５】
別の側面では、本発明は流体運搬システム；水密壁および開放端を有し、かつ少なくとも一つの開放端が流体運搬システムと流体接続している管状支持体と、管状支持体を加熱するための、管状支持体上に配置された厚膜材料から形成された抵抗加熱素子とを含む管状抵抗体アセンブリ；抵抗加熱素子に電力を適用するための制御回路；および制御回路に電力を供給するための自動車電池を含む自動車アセンブリである。
【００２６】
この側面の特徴では、流体運搬システムはエンジン冷却液システム、燃料供給システム、およびワイパー流体供給システムからなる群から選択される。管状支持体は金属材料から形成される。管状支持体はアルミニウムベースの材料から形成される。管状支持体は鋼合金から形成される。流体運搬システムは開ループ流体運搬システムであるか及び／又は流体運搬システムは閉ループ流体運搬システムである。
【００２７】
さらに別の側面では、本発明は電池、ヘッドライトシステム、ファンアセンブリおよび流体運搬システムを有する自動車における制御回路であって、発生した熱を流体運搬システムを通って流れる流体に伝達するように配置された第一抵抗体アセンブリ；発生した熱を流体運搬システムを通って流れる流体に伝達するように配置された第二抵抗体アセンブリ；電池から第一抵抗体アセンブリに電力を供給し、第一抵抗体アセンブリをヘッドライトシステムに選択的に結合するための第一スイッチング回路網；および電池から第二抵抗体アセンブリに電力を供給し、第二抵抗体アセンブリをファンアセンブリに選択的に結合するための第二スイッチング回路網を含む制御回路である。
【００２８】
この側面の特徴では、第一抵抗体アセンブリがヘッドライトシステムに結合されないときの第一抵抗体アセンブリで発生した熱の量は第二抵抗体アセンブリがファンアセンブリに結合されないときの第二抵抗体アセンブリで発生した熱の量とは実質的に異なる。第一抵抗体アセンブリがヘッドライトシステムに結合されないときの第一抵抗体アセンブリで発生した熱の量は第二抵抗体アセンブリがファンアセンブリに結合されないときの第二抵抗体アセンブリで発生した熱の量の約半分である。第一および第二抵抗体アセンブリは各々、支持体上に配置された抵抗加熱素子を含み、流体運搬システムにおいて流れる流体が支持体を横切って流れ、それによって抵抗加熱素子から流体への熱の伝達を促進するように支持体が流体運搬システムに対して配置される。各抵抗加熱素子は管状支持体上に配置される。
【００２９】
別の側面では、本発明はエンジンおよびファンアセンブリを有する自動車を操作する方法であって、自動車のエンジンを始動するための手段を与え；エンジンが始動されるのに応答してエンジン温度制御システムを活動させ；そしてエンジン温度制御システムが活動している間、下記機能を繰り返し実施することを含む方法である：エンジンの温度を監視し、もしエンジンの温度が第一の予め決められたレベルより下であるなら、エンジンに流れる冷却液流体を加熱するための電気装置を活動させ、それによって熱をエンジンに伝達し、そしてもしエンジンの温度が第一の予め決められたレベルより高い第二の予め決められたレベルより上であるなら、電気装置をファンアセンブリに電気的に接続し、それによってファンアセンブリをより低いスピードで操作させる。
【００３０】
この側面の特徴では、電気装置を活動させることは抵抗素子を活動させることを含む。抵抗素子を活動させることは冷却流体が流れる管状アセンブリ上に配置される抵抗素子を活動させることを含む。抵抗素子を活動させることは厚膜抵抗素子を活動させることを含む。エンジン温度を監視することに加えて、もしエンジンの温度が第一の予め決められたレベルより下であるなら抵抗素子を活動させ、もしエンジンの温度が第二の予め決められたレベルより上であるなら電気装置をファンアセンブリに電気的に接続し、エンジン温度制御システムが活動している間はずっと、方法はもしエンジンの温度が第二の予め決められたレベルより高い第三の予め決められたレベルより上であるならファンアセンブリから電気装置を電気的に切断し、それによってファンアセンブリをより高いスピードで操作させる機能を繰り返し実施することを含む。
【００３１】
本発明の適用可能性のさらなる領域は以下に与えられる詳細な記述から明らかになるだろう。詳細な記述および特定の実施例は本発明の好ましい実施態様を示しながら説明だけの目的のために意図され、本発明の範囲を制限することを意図されないことは理解されるべきである。
【００３２】
図面の簡単な記述
本発明のさらなる特徴、実施態様、および利点は図面を参照して以下の詳細な記述から明らかになるだろう。
図１は本発明の第一の好ましい実施態様による管アセンブリの透視図である。
図２は図１の管アセンブリの側面図である。
図３は図１の管アセンブリの異なる側面図である。
図４は図２および３の抵抗体マトリックスの物理的レイアウトの平面図である。
図５は典型的な自動車の幾つかの基本的な要素を示す概略図である。
図６は図１の管アセンブリを使用する簡単な例示的回路の概略図である。
図７は本発明の第二の好ましい実施態様による管アセンブリの側面図である。
図８は図７の管アセンブリの異なる側面図である。
図９は図７および８の抵抗体マトリックスの物理的レイアウトの平面図である。
図１０はヘッドライトシステムのランプおよびファンがともにオフである、図７の管アセンブリを使用する例示的回路の概略図である。
図１１はヘッドライトシステムのランプおよびファンがオフであるが、最大熱が発生され、管アセンブリの冷却液に伝熱される、図７の管アセンブリを使用する例示的回路の概略図である。
図１２はヘッドライトシステムのランプが昼間に走行するライトとして操作され、ファンが低スピードで操作される、図７の管アセンブリを使用する例示的回路の概略図である。
図１３はヘッドライトシステムのランプが標準的なヘッドライトとして操作され、ファンが高スピードで操作される、図７の管アセンブリを使用する例示的回路の概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図を参照すると、そこでは同様の数字は幾つかの図面を通して同様の構成要素を表わし、本発明の好ましい実施態様は次に記載される。好ましい実施態様の以下の記載は本質的には例示にすぎず、いかなる場合でも本発明、その適用、または用途を制限することを意図されない。
【００３４】
図１は本発明の第一の好ましい実施態様による管アセンブリ１０の透視図であり、図２および３は図１の管アセンブリ１０の側面図である。管アセンブリ１０は開放端を有する管状支持体１２、抵抗体マトリックス１４、複数の接点または接触領域１６、および管アセンブリ１０を他の管状構造などに接続することを容易にするための従来のタイプの一対のフランジ１８を含む。管状支持体１２は水、空気または他の流体を中に導くように配置された水密金属管から形成される。管状支持体１２は好ましくはアルミニウムの如き軽量の安価な金属から形成されるが、ある実施態様では鋼を含む他の金属を代わりに代用してもよい。アルミニウムの軽い重量は車両の全重量が重要なデザイン考慮事項である自動車用途において特に重要である。管状支持体１２は膜の適用のための表面を作るために不動態化されてもよい。アルミニウムから形成された管状支持体１２は管の全表面、内側と外側の両方をカバーする陽極酸化層で不動態化されてもよい。他方、鋼から形成された管状支持体１２のために、抵抗体マトリックス１４および接点１６の領域においてのみ誘電層を印刷することが好ましい。
【００３５】
図４は図２および３の抵抗体マトリックス１４の物理的レイアウトの平面図である。抵抗体マトリックス１４は通常の抵抗材料から形成されてもよく、前述のようにスクリーン印刷の如き厚膜適用技術を使用して管状支持体１２にトレースで適用されることが好ましい。選択される特定の材料は生じる抵抗体に対して望まれるオーム値、電力密度の考慮などに依存してもよい。低いオーム値を有する抵抗を要求する用途に対して、好ましい材料は純ＡｇまたはＡｇ／Ｐｄ合金を含んでもよく、高いオーム値に対して、好ましい材料はＲｕＯ３，ＴａＮ，ＮｉＣｒなどを含んでもよく、少量の添加剤を含有し、それによって作られる抵抗値を調整してもよい。しかしながら、燃焼プロファイル、電力密度、貴元素対非貴元素、バイアスをかけられるセラミックまたはガラスなどを含む幅広い種類の他の要因を同様に考慮してもよい。多くの様々な会社は厚膜材料を作っており、所定の用途に対してそれぞれの組み合わせが最適化される。従って、本発明の範囲から逸脱せずにいかなる好適な超小型電子厚膜材料システムも利用してもよいことは明らかであるはずである。
【００３６】
いったん厚膜材料が適用されると、次に厚膜材料を焼結するために構造全体を燃焼してもよい。通常の燃焼温度および方法が使用され、使用される特定の材料に従って選択されうる。
【００３７】
良く知られているように、スクリーン印刷厚膜適用技術は互いの上に多数の材料層を形成するために使用されてもよいが、これはもし管状支持体１２がアルミニウムから形成されるなら必要でないかもしれず、単一の抵抗体マトリックス１４だけが必要である。仕上られたマトリックス１４は次いで保護釉薬または他の被覆（図示せず）でカバーされて環境露出からの材料の劣化を防止するようにしてもよい。自動車のエンジン室の如き過酷な環境では、そのときプラスチック外側被覆が好ましい。しかしながら、あまり厳しくない環境に対しては、釉薬上のガラスがより適切でありうる。被覆の選択は当業者の技術範囲内であるだろう。
【００３８】
加えて、本発明のある側面に関して、本発明の好適な抵抗体マトリックス１４は薄膜（蒸着およびエッチング）を使用しておよび選択された適用方法に対応するように選択された材料を使用して同様に作られてもよい。しかしながら、薄膜適用方法は厚膜適用方法より高価であることが予想される。さらに、伝統的な薄膜材料を使用して作られたトレースは同じ量の電流を導くために厚膜材料を使用して作られたものよりかなり幅広くしなければならず、多くの用途に対して、伴う電流はかかる寸法を幾分非現実的なものにするだろう。
【００３９】
抵抗体マトリックス１４は電流が接点１６に適用されるとき電気抵抗として作動する。アルミニウム上の厚膜構成は典型的には２００ｐｐｍ／℃未満であるＴＣＲを与え、従って温度による抵抗シフトを最小にする。代わりに、抵抗の大きさは使用される材料およびそれによって作られる路の寸法に主に依存する。これらのパラメータを正確に制御することによって、所望の抵抗値を作ってもよい。
【００４０】
接点１６は抵抗体マトリックス１４と同じ方法で同様に管状支持体１２に適用された厚膜材料から形成されてもよい。接点１６は一般に抵抗体マトリックス１４と適切な電気回路の間に物理的接触（従って電気的接続）を作るために好適な領域を与えるのに役立つ。この目的のため、接点１６は一般に大きな表面積を有し、接点１６は一般に抵抗体マトリックス１４の個々の長さより幅広い。加えて、接点１６と対応する外部（管から離れた）回路の間の電気的接続の信頼性を向上するため、特に一つ以上の接点１６の電流運搬能力を向上するため、接点１６の厚さを増大することまたは抵抗体マトリックス１４の他の部分に対して異なる厚膜材料を使用することが有用でありうる。これらの側面およびデザイン選択は当業者に明らかであるだろう。電気的接続ははんだ接合、機械的圧力接触によって接点１６と対応する回路の間に完成されることができ、Ｐｉｌａｖｄｚｉｃらの米国特許Ｎｏ．６５３０７７６に開示された接続方法および装置（その全体が参照としてここに組み入れられる）など、そのいずれかのデザインおよび実施は当業者に明らかであるだろう。
【００４１】
図１−３の管アセンブリ１０は幅広い種類の実施および用途に使用されうる。前に紹介したように、アセンブリ１０は制御回路中の特定の大きさの抵抗体をそこから熱を運び去ることによって冷却するために利用されてもよく、管状支持体１２を通って流れる流体の温度を上昇するための抵抗加熱素子として利用されてもよく、またはある条件では両方同時に利用されてもよい。これらの様々な機能およびそれらがどのように一緒にまたは別個に作用するかは以下にさらに述べられるだろう。
【００４２】
本発明の管アセンブリ１０のための一つの特に有用な用途は自動車３０または別の車両、特に水冷されるエンジン４０または他の電動機を使用するものにおける電気回路アセンブリとしてである。図５は典型的な自動車３０の幾つかの基本的構成要素を示す概略図である。そこに示されるように、かかる車両３０は典型的には、エンジン４０、ホース３８を介してエンジン４０に接続されたラジエータ３６、空気をラジエータを通って及びそれを横切って強制するファン３４、およびヘッドライトシステムのランプ３２、およびファン３４、ランプ３２および他の電気的構成要素に十分な電力を供給するための電池（電圧源）５２を含む多数の電気的構成要素を含む。
【００４３】
図６は図１の管アセンブリ１０を使用する簡単な例示的回路５０の概略図である。管アセンブリ１０およびその抵抗体マトリックス１４に加えて、回路５０は上記車用電池の如き電圧源５２、およびスイッチ５４を含む。管アセンブリ１０は水または別の冷却液流体を中に流す図５に示されたラジエータホース３８の一つの如きパイプ、ホースまたは管システムに直線的に並んで配置されてもよい。スイッチ５４は通常の構成のリレー（図示せず）によって開閉されてもよい。スイッチ５４が閉じられるとき、電圧源５２によって発生した電圧は抵抗体マトリックス１４に適用され、電流を回路３０に流れるようにする。電流が抵抗体マトリックス１４を流れるにつれて、比例量の熱が発生され、管アセンブリ１０を通って流れる流体に伝達される。従って、抵抗体マトリックス１４が電気回路１５における特定の値の抵抗体として使用されるとき、それによって発生した熱は流れる流体を介して消散されうる。
【００４４】
特定の電気装置を制御するための電気回路において予め決められた値を有する抵抗体として作用するのに加えて、抵抗体マトリックス１４はまた、管状支持体１２の中を通る流体を抵抗的に加熱するために使用されてもよい。例えば、自動車３０はエンジン４０のための冷却液流体、自動車のフロントガラス上に噴射されるワイパー流体、ガソリンなどの形の燃料、流体ベースのシート加熱システムなどの様々な流体を使用する。程度を変化する際に、各システムの信頼性ある操作を確保するためにそれぞれのこのような流体を暖めたりまたは加熱することが必要でありうる。各場合において、本発明の管アセンブリ１０は流体が中を流れるパイプ、ホースまたは管システムに直線的に並んで配置されてもよく、抵抗体マトリックス１４は管状支持体１２を抵抗的に加熱するために活動されてもよい。熱はそのとき流体に伝達され、少なくとも幾つかの場合において流体を介して各システムの他の下流の構成要素にさらに伝達されてもよい。
【００４５】
例えば、かかる方法は自動車エンジン４０を加熱し、利用可能な室内を暖めるのに利用されてもよい。前者は例えばエンジン４０を素早く加熱するためにエンジン４０が寒冷始動されるときに有用であり、かくして滑らかな操作を促進し、エンジンの暖機を減らし、燃料効率を最大にする。前に言及したリレーはエンジン４０の始動時にスイッチ５４を閉じ、次いでいったんエンジン４０が十分なレベルに暖められると、その後しばらくしてそれを再開放するように制御されてもよい。しかしながら、この熱伝達プロセスの効率性は管アセンブリ１０が自動車の冷却システム内に配置される場所に依存されうることが明らかであるだろう。リレーはタイマーによって制御されてもよく、または一つ以上の温度センサー（図示せず）はいつエンジン４０が所望レベルに暖められたかを決定するために利用されてもよい。もし温度センサーが使用されるなら、それらはエンジン４０が記載された方法の使用を本当に保証するために十分冷却しているかどうかを決定するために使用されてもよい。その方法は補助的な加熱が冷却液の凍結を妨げるためだけに必要でありうる極めて寒い気候におけるさらなる適用可能性を見出すことができ、エンジン４０を素早く暖めることによって室内の温度を迅速に高めるために作用するだろう。同じ温度センサーは周囲温度がそれを保証するために十分に冷却している限り、記載された方法を活動するために利用されることができる。
【００４６】
同じ技術を使用して幅広い種類のより複雑でフレキシブルな制御システムも同様に可能である。例えば、図７および８は本発明の第二の好ましい実施態様による管アセンブリ１１０の側面図であり、図９は図７および８の抵抗体マトリックス１１４の物理的レイアウトの平面図である。第一の好ましい管アセンブリ１０と同様に、第二の管アセンブリ１１０は管状支持体１２、抵抗体マトリックス１１４および複数の接点１６を含む。管状支持体１２、抵抗体マトリックス１１４および接点１６は第一の管アセンブリ１０のそれと同様の構成を持ってもよい。しかしながら、第二の管アセンブリ１１０は共通の接地点として作用しうる一つ以上の共通接点２４をさらに含み、第二実施態様における抵抗体マトリックス１１４のレイアウトは第一のそれとは異なる。例えば、図９に最も良く示されているように、共通の接地点２４は図１０−１３に示されるように抵抗体マトリックス１１４を少なくとも二つの領域２０，２２に物理的に区画する。各領域２０，２２は次いで以下に記載されるように他から独立して使用されてもよい。
【００４７】
管アセンブリ１０の第一の好ましい実施態様のように、第二の管アセンブリ１１０の特に有用な実施は自動車３０または他の車両でなされてもよい。図５の概略図をもう一度参照すると、第二の管アセンブリ１１０を使用して例えば電力を正しい電圧レベルでヘッドライトシステムのランプ３２並びにファン３４に与えてもよい。図１０−１３は図７の管アセンブリ１１０を使用する例示的回路１５０の概略図である。回路１５０は第二の好ましい実施態様の管アセンブリ１１０、一つ以上の制御器６０、複数のスイッチ５４，５５，５６，５７，５８，５９、および電池または他の電圧源５２並びにヘッドライトシステムのランプ３２およびファン３４を含む。もちろん、二つの制御器６０が図１０−１３に示されているが、二つの別個の制御器６０は代わりに自動車の電子エンジン制御（「ＥＥＣ」）モジュール、エンジン制御モジュール（「ＥＣＭ」）などのような種々の既知の装置の如き単一の装置によって置き換えられてもよい。
【００４８】
図１０は、ヘッドライトシステムのランプ３２およびファン３４の両方がオフである、図７の管アセンブリ１１０を使用する回路１５０の概略図である。制御器またはＥＥＣモジュール６０の制御下で、第一、第三、第四および第六スイッチ５４，５６，５７，５９は全て開放され、従って全回路１５０を活動させなくする。結果として、電流は管アセンブリ１１０の抵抗体マトリックス１１４の領域２０，２２のいずれにも適用されず、従って熱は全く発生しない。これは自動車３０が不活動であるとき（その点火が消えているとき）の回路１５０の典型的な状態でありうる。
【００４９】
図１１は、ヘッドライトシステムのランプ３２およびファン３４がオフであるが最大熱が発生されかつ管アセンブリ１１０の冷却液に伝達される、図７の管アセンブリ１１０を使用する回路１５０の概略図である。制御器またはＥＥＣモジュール６０の制御下では、第三及び第六スイッチ５６，５９は両方閉じられ、従って管アセンブリ１１０の抵抗体マトリックス１１４の二つの領域２０，２２の各々に直接十分な電圧を付与する。熱の形の電力は抵抗体マトリックス１１４の第一領域２０の抵抗値に反比例する割合で管アセンブリ１１０の第一部分に発生され、抵抗体マトリックス１１４の第二領域２２の抵抗値に反比例する割合で管アセンブリ１１０の第二部分に同時に発生される。
【００５０】
例えば、もし電圧源が１４Ｖ直流を供給し、抵抗体マトリックス１１４の第一領域２０の抵抗値が６６０ｍΩであり、抵抗体マトリックス１１４の第二領域２２の抵抗値が３３０ｍΩであるなら、そのとき３００Ｗの熱が管アセンブリ１１０の第一部分に発生され、６００Ｗの熱が管アセンブリ１１０の第二部分に発生されるだろう。組み合わされた９００Ｗの熱の多くはそのとき管状支持体１２を介してその中を流れる冷却液に伝達され、エンジン４０に運ばれ、そこでそれは消散する傾向を有するだろう。前述したように、かかるプロセスは例えば「寒冷始動」時の如きエンジン４０を意図的に加熱するために使用されることができる。もちろん、別個に示されていないが、より限られた量のエンジン加熱は管アセンブリ１１０の領域２０，２２の一方または他方だけを活動するために第三および第六スイッチ５６，５９を制御することによって生成されることができることは明らかであるはずである。もし上の例のように、抵抗体マトリックス１１４の二つの領域２０，２２が二つの有意に異なる抵抗値を有するなら、そのときどれくらい多くの熱がスイッチ５６，５９を適切に制御することによって望まれているかによって三つの異なる加熱レベル（３００Ｗ，６００Ｗおよび９００Ｗ）を生成することができる。一つ以上の温度センサー（図示せず）をさらに使用して制御器またはＥＥＣモジュール６０の操作を開始したり、どれくらい多くの熱がエンジン４０に適用されるかを制御することができる。
【００５１】
図１２は図７の管アセンブリ１１０を使用する回路１５０の概略図であり、そこではヘッドライトシステムのランプ３２は昼間に走行するライトとして操作され、ファン３４は低スピードで操作される。制御器またはＥＥＣモジュール６０の制御下で、第一および第四スイッチ５４，５７は閉じられ、第三および第六スイッチ５６，５９は開かれ、第二および第五スイッチ５５，５８はランプ３２およびファン３４を抵抗体マトリックス１１４の第一および第二領域２０，２２のそれぞれに接続するために調整される。この状態では、電圧源５２によって供給される電圧はランプ３２および抵抗体マトリックス１１４の第一領域２０を横切って直列で適用され、またファン３４および抵抗体マトリックス１１４の第二領域２２を横切って直列で適用される。ランプ３２およびファン３４をそれぞれ横切る生じた電圧差は全電圧より小さく、従ってランプ３２およびファン３４は各々、低下した電圧で操作される。ランプ３２の場合では、これは通常より暗いヘッドライトを作る効果を有し、それは昼間に走行するライトとして使用されてもよく、一方ファン３４の場合では、これは二つのファンスピードの低い方でファン３４を操作する効果を有する。加えて、相対的に少ない量の熱は抵抗体マトリックス１１４の各領域２０，２２を介して冷却液に伝達される。
【００５２】
図１３は図７の管アセンブリを使用する回路１５０の概略図であり、そこではヘッドライトシステムのランプ３２は標準的なヘッドライトとして使用され、ファン３４は高スピードで操作される。ＥＥＣモジュール６０の制御下で、第一および第四スイッチ５４，５７は閉じられ、第三および第六スイッチ５６，５９は開かれ、第二および第五スイッチ５５，５８はランプ３２およびファン３４を直接接地するために調整される。この状態では、電圧源５２によって供給される全電圧はランプ３２およびファン３４の両方に直接適用され、一方管アセンブリ１１０は回路１５０から接続解除される。ランプ３２の場合では、これはそれらの通常の明るさでヘッドライトを操作する効果を有し、一方ファン３４の場合では、これは二つのファンスピードの高い方でファン３４を操作する効果を有する。さらに、管アセンブリ１１０は回路１５０から接続解除されているので、管アセンブリ１１０の抵抗体マトリックス１１４のいずれの領域２０，２２にも電流は適用されず、従ってそれによって熱は全く発生されない。
【００５３】
当業者に明らかなように、ランプ３２およびファン３４はＥＥＣモジュール６０の適切な調整または制御によって互いに独立して制御されてもよい。換言すれば、ヘッドライトシステムのランプ３２はファン３４が高または低スピードで操作されたり全く操作されなかったりするかどうかにかかわらず、昼間に走行するライトとして操作されても、通常のヘッドライトとして操作されても全く操作されなくてもよい。同様に、ファン３４はランプ３２の状態にかかわらず、高または低スピードで操作されるかまたは完全に活動されなくてもよい。ランプ３２の操作レベルは手動で制御されてもよくまたは一つ以上のセンサーによって開始されてもよい。例えば、ランプ３２は自動車３０が走行しているときはいつでも（即ち、点火している間）自動的に活動されてもよく、一つ以上のライトセンサー（図示せず）はランプ３２を昼間走行するライトまたは通常のヘッドライトとして操作するかどうかを決定するために利用されてもよい。ファン３４の操作は第一しきい温度が達成されると開始される低スピ−ドでの操作、および第二の高いしきい温度が達成されると開始される高スピードでの操作で、一つ以上の温度センサー（図示せず）によって制御されてもよい。しきい温度は特定のファンまたはエンジンの条件およびそれらが冷却することが設計されている他の構成要素に従って選択されてもよい。
【００５４】
もちろん、ここで記載された回路５０，１５０が代わりにいかなる通常の方法でかつ平坦な支持体などを含むいかなる好適な支持体上で形成されてもよいことは当業者に明らかであるだろう。かかる実施態様はここに記載された管状の実施態様によって提供される冷却機能を与えることができないが、かかる回路は特にそれによって発生した熱をなんとかすることができるなら記載された機能を実施するためになお有用であるだろう。
【００５５】
また、ここに記載されたものと同様の管アセンブリが幅広い種類の他の用途で使用されてもよいことは明らかであるだろう。例えば、前に述べたように、管アセンブリを通って流れる流体は空気または他の気体であってもよい。さらに、管アセンブリが使用される流体運搬システムは閉ループ、またはある場合には、特に使用される流体が空気であるなら開ループシステムであってもよい。流体はポンプ、ファンまたは他の手段、例えば空気取り入れ口を介してシステムを通って空気を強制するために装着される車両の動きを使用することによってシステムを通るように強制されてもよい。さらに、本発明の管アセンブリおよび他の側面は車、トラックだけでなく、ヨット、レジャー用自動車、ボートなどを含む多くの他の乗物にも同様に適用性を見出すだろう。
【００５６】
前述の情報に基いて、当業者は本発明が広い有用性および適用を受けうることを容易に理解するだろう。ここに特に記載されたもの以外の本発明の多くの実施態様および適応並びに多くの変形、修正、および均等配置は本発明の実質または範囲から逸脱せずに本発明およびその前述の記載から明らかであるかまたはそれらによって合理的に示唆されるだろう。従って、本発明はその好ましい実施態様に関して詳細にここに記載されているが、この開示は本発明の説明および例示にすぎず、本発明の十分かつ実現可能な開示を与える目的のためだけになされることは理解されなければならない。前述の開示は本発明を制限すると解釈することを意図されず、そうでなければかかる他の実施態様、適応、変形、修正または均等配置を除外しないことを意図される。本発明はここに添付した特許請求の範囲およびその均等物によってのみ制限される。特定の用語がここに使用されるが、それらは一般的かつ説明的な意味においてのみ使用され、制限の目的のためでない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第一の好ましい実施態様による管アセンブリの透視図である。
【図２】図１の管アセンブリの側面図である。
【図３】図１の管アセンブリの異なる側面図である。
【図４】図２および３の抵抗体マトリックスの物理的レイアウトの平面図である。
【図５】典型的な自動車の幾つかの基本的な要素を示す概略図である。
【図６】図１の管アセンブリを使用する簡単な例示的回路の概略図である。
【図７】本発明の第二の好ましい実施態様による管アセンブリの側面図である。
【図８】図７の管アセンブリの異なる側面図である。
【図９】図７および８の抵抗体マトリックスの物理的レイアウトの平面図である。
【図１０】ヘッドライトシステムのランプおよびファンがともにオフである、図７の管アセンブリを使用する例示的回路の概略図である。
【図１１】ヘッドライトシステムのランプおよびファンがオフであるが、最大熱が発生され、管アセンブリの冷却液に伝熱される、図７の管アセンブリを使用する例示的回路の概略図である。
【図１２】ヘッドライトシステムのランプが昼間に走行するライトとして操作され、ファンが低スピードで操作される、図７の管アセンブリを使用する例示的回路の概略図である。
【図１３】ヘッドライトシステムのランプが標準的なヘッドライトとして操作され、ファンが高スピードで操作される、図７の管アセンブリを使用する例示的回路の概略図である。
【図１】
2007511066.tif 000003
【図２】
2007511066.tif 000004
【図３】
2007511066.tif 000005
【図４】
2007511066.tif 000006
【図５】
2007511066.tif 000007
【図６】
2007511066.tif 000008
【図７】
2007511066.tif 000009
【図８】
2007511066.tif 000010
【図９】
2007511066.tif 000011
【図１０】
2007511066.tif 000012
【図１１】
2007511066.tif 000013
【図１２】
2007511066.tif 000014
【図１３】
2007511066.tif 000015