专利名称：正温度系数加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种正温度系数(PTC)加热器，特别涉及一种PTC加热器，其中PTC棒与放热片(heat-radiating fin)通过焊接结合在一起，从而增大了连接力和热传递效率，由于该增大的连接力从而提高了耐久性，可以拆除侧框架和放热片的端盖以降低材料成本和重量，特别地，其中利用锡焊料(tin solder)在相对低温的状态下执行焊接，从而防止PTC元件的特性在焊接过程中发生变化，因此稳定地利用PTC元件的性能。
背景技术：
车辆配备有用于选择性地向车内供给冷暖空气的空调系统。在夏季，启动空调以供给冷气。在冬季，启动加热器以供给暖气。 通常，加热器基于一种加热系统，其中通过发动机循环而被加热的制冷剂与通过风扇引入的空气进行热交换，从而被加热的空气被供给到车辆内部。这种加热系统由于使用发动机所产生的热量而具有较高的能效。 但是，在冬季，这需要一些时间直到启动后发动机被加热。因此，在启动后，并不能
立刻执行加热。这样，为了加热，在移动车辆之前，发动机通常闲置预定的时间直到发动机
被加热从而来提高制冷剂的温度。这种发动机的闲置引起能量消耗和环境污染。 为了防止这一问题，已经采用了一种利用当发动机被加热时在预定时间作用的独
立预加热器的加热车辆内部的方法。由于发热量高，传统的加热器利用加热线圈来有效地
执行加热，但是由于加热线圈寿命短，其部件要频繁地维修和更换。 因此，最近已开发出一种利用正温度系数(PTC)元件的加热器。这种PTC加热器具有低火险的特点，且由于其长寿命从而可以保证是半永久的。因此，PTC加热器的应用范围变得很宽。此外，用于预加热器的PTC加热器本质上通常具有相对较小的电容(capacity)。最近，由于车辆和使用者需求的多样化，已有开发高容量PTC加热器的趋势。
图1和2是显示示例性PTC加热器的结构的示意性分解立体图。
如图1和2所示，PTC加热器通常包括多个PTC棒10，每个PTC棒10具有内置的PTC元件和从PTC元件的一端突出的阳极端11， PTC棒IO被电加热以产生热量，放热片模块20，其成对地与各个PTC棒10的相对侧面紧密接触相连接，在相邻的放热片模块20之间平行设置的阴极端30，以及连接到PTC棒10的相对纵向端部的上壳体40和下壳体50。
此时，为了允许彼此平行设置的PTC棒10、放热片模块20和阴极端30在上壳体40和下壳体50之间彼此紧密接触相连接，最外部的放热片模块20在其左侧和右侧的外侧面上安装有侧框架60。具体地说，侧框架60向内弯曲，且连接到上壳体40和下壳体50上。PTC棒10、放热片模块20和阴极端30通过弯曲的侧框架60的弹性接触力彼此紧密接触相连接。这种连接使得弹力和热量在PTC棒10、放热片模块20和阴极端30之间有效地传递。因此，就形成PTC加热器的整体结构。 同时，如图1所示，每个放热片模块20用于增强效率，每个PTC棒10通过放热片模块20与空气进行热交换，且放热片模块20包括在长度方向中呈波浪形(corrugated)以增大与空气的接触面积的放热片21，固定容纳放热片21的外壳22，以及通过螺栓24紧固到外壳22上以封闭外壳22的开放侧面的端盖23。这里，为了固定作为基本上增强热交换效率的元件的放热片21，独立制备外壳22和端盖23从而防止放热片21从PTC棒10上分离或移动。 这样，由于额外需要外壳22和端盖23来固定放热片21，制造时，每个放热片模块20都很复杂，且增加了部件的数量。为了解决这一问题，改变了制造PTC加热器的方法。例如，如图2所示，已经开发出利用简单的片状引导件(fin guide)25和放热片21来制造每个放热片模块20'的方法。根据这种方法，放热片模块20'也需要用来固定放热片21的片状引导件25，且片状引导件25被配置为其相对边缘弯曲到凸缘25a中。虽然可以认为这种结构比图1的结构简单，但是放热片模块20'仍然存在制造过程复杂和部件数量多的问题。
此外，由于放热片模块20或20'配置为独立部件(即外壳22或片状引导件25)被插入到放热片21和PTC棒10之间，从PTC棒10发出的热量传递到放热片21的热传递效率降低。此外，由于PTC棒10与放热片21之间的接触是通过侧框架60的弹性接触力产生的，该接触取决于PTC棒10和/或放热片21的表面粗糙度，因此，热传递效率降低。
本发明背景技术部分公开的信息只用于增强对本发明的一般背景技术的理解，其不表示或以任何方式暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面用于提供一种正温度系数(PTC)加热器，其中PTC棒与放热片通过焊接结合在一起，从而增大了连接力和热传递效率，由于该增大的连接力从而提高了耐久性，可以拆除侧框架和放热片的端盖以降低材料成本和重量，特别地，其中利用锡焊料(tin solder)在相对低温的状态下执行焊接，从而防止PTC元件的特性在焊接过程中发生变化，因此稳定地利用PTC元件的性能。 根据本发明的一方面，制造正温度系数加热器的方法可以包括向黄铜制成的杆状外壳镀锡，向黄铜制成的放热片镀锡，将放热模块插入杆状外壳中以组装正温度系数棒，利用独立夹具(fixture)临时连接正温度系数棒和放热片，并通过焊接使正温度系数棒和放热片结合在一起，以及将上壳体和下壳体连接到正温度系数棒和放热片的相对的纵向端部。 焊接可以使用不含铅(lead-free)的焊料，其中在正温度系数棒被临时连接到放
热片之后，当在纵向中为直线的侧框架被安装到最外端的放热片的外侧时，执行焊接。 根据本发明的另一方面，正温度系数加热器可以包括至少一个正温度系数棒，
该正温度系数棒具有插入到由黄铜制成的镀锡的杆状外壳中的放热模块，至少一个与正
温度系数棒的每个相对外表面接触并连接的由黄铜制成的镀锡放热片，以及连接到正温
度系数棒的相对纵向端部的上壳体和下壳体，其中正温度系数棒与放热片通过焊接部分
(soldered portions)被结合在一起。
上壳体和下壳体可以在其相对端部与在纵向中为直线的侧框架相连，其中侧框架安装在最外端的放热片的外侧上。
杆状外壳具有封闭截面。 放热模块可以包括PTC元件、阳极端、以及绝缘体，绝缘体位于杆状外壳中且配置为使阳极端与杆状外壳电绝缘。 根据本发明的实施例，由于PTC棒和放热片通过焊接被结合在一起，PTC加热器增大了连接力和热传递效率，由于该增大的连接力从而提高了耐久性，可以拆除侧框架和放热片的端盖以降低材料成本和重量。特别地，其中利用锡焊料(thin solder)在相对低温的状态下执行焊接，从而防止PTC元件的特性在焊接过程中发生变化，因此稳定地利用PTC元件的性能。 通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式
，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
图1和图2是显示示例性PTC加热器的示意性分解立体图。
图3是显示根据本发明的示例性PTC加热器的制造方法的流程图。
图4是显示根据本发明的示例性PTC加热器的内部结构的示意性剖面图。
具体实施例方式
现在，将详细参考本发明的不同实施例，其实例显示在附图和以下描述中。虽然将结合示例性的实施例描述本发明，但应当理解该描述并非要把本发明限制于该示例性的实施例。相反，本发明将不仅覆盖该示例性的实施例，而且还覆盖各种替换的、改变的、等效的和其他实施例，其可包含在所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内。
在各个实施例中，制造正温度系数(PTC)加热器的方法包括向黄铜制成的杆状外壳11镀锡(SI)，向黄铜制成的放热片21镀锡(S2)，将放热模块插入杆状外壳11中，以组装PTC棒10 (S3)，利用独立夹具临时连接PTC棒10和放热片21，并通过焊接使PTC棒10和放热片21结合在一起(S4和S5)，以及将上壳体40和下壳体50连接到PTC棒10和放热片21的相对的纵向端部(S6)。 在其他实施例中，PTC加热器包括PTC棒10， PTC棒10具有插入到由黄铜制成的镀锡的杆状外壳11中的放热模块，与PTC棒10的每个相对面接触并连接的由黄铜制成的镀锡放热片21，以及连接到PTC棒10相对纵向端部的上壳体40和下壳体50，其中PTC棒10与放热片21通过焊接部分被结合在一起。 图3是显示根据本发明的各个实施例的制造PTC加热器的方法的流程图。图4是显示根据本发明的各个实施例的PTC加热器的内部结构的示意性剖面图。
根据本发明的各个实施例，PTC加热器包括至少一个PTC棒10，至少一个放热片21，以及上壳体40和下壳体50。与现有技术中相同，阴极端与放热片21平行设置。可选地，阴极端可以独立连接到上壳体40以与PTC棒10的外侧接触。 PTC棒lO配置为可以由电发热的放热模块插入到杆状外壳ll中。如图4所示，放热模块包括由电发热的PTC元件18，被供电的阳极端17，以及使阳极端17与杆状外壳11绝缘的绝缘体12。 根据本发明的各个实施例，本发明的PTC加热器与现有的PTC加热器的区别在于其组件通过焊接而不是通过侧框架的弹性接触力被结合在一起。因此，杆状外壳11和放热片21由黄铜制成，且镀有锡(Sn)，且其通过焊接被结合在一起，从而PTC棒10与放热片21之间的热传递效率提高。 特别地，在该PTC加热器中，PTC棒lO具有插入杆状外壳ll中的放热模块，其由黄铜制成且镀有锡。放热片21由黄铜制成且镀有锡，且与PTC棒10的每个相对面接触并连接。上壳体40和下壳体50分别连接到PTC棒10的相对的纵向端部。这里，PTC棒10与放热片21通过焊接结合在一起。 此外，侧框架60位于放热片21的外侧上，位于上壳体40和下壳体50的相对端部上，以与上壳体40和下壳体50 —起形成框架结构(见图1和2)。由于与现有的侧框架不同，不需要侧框架60向PTC棒10和放热片21施加弹性力，其在纵向中不弯曲，而是在纵向中为直线从而在使用中安装为框架结构。 至于根据本发明的各个实施例的制造PTC加热器的方法，首先，杆状外壳11由黄铜制成，然后被镀锡(S1)。放热片21由黄铜制成，然后被镀锡(S2)。将放热模块插入杆状外壳11中，以组装PTC棒10 (S3)。在这种状态下，利用独立夹具临时连接PTC棒10和放热片21 (S4)，然后通过焊接利用焊料(solder)使PTC棒10和放热片21结合在一起(S5)。将上壳体40和下壳体50连接到PTC棒10和放热片21的相对的纵向端部(S6)。从而制造PTC加热器。 在此，用于焊接的焊料包括不含铅(Pb-free)的焊料。 同时，侧框架可以从PTC加热器上拆除。但是，根据本发明的各个实施例，侧框架安装在最外端的放热片21的外侧。为此，在纵向中为直线的侧框架，在PTC棒10利用独立的夹具临时连接到放热片21的状态下，安装到最外端的放热片21的外侧。然后，侧框架被焊接到放热片21上。但是，根据本发明的其他实施例，PTC加热器可以构造为侧框架不是独立地安装。 根据本发明的各个实施例，由于PTC棒和放热片通过焊接被结合在一起，PTC加热器提高了连接力和热传递效率，由于增大的连接力而延长了耐久性，可以拆除侧框架和放热片的端盖从而降低了材料成本和重量。特别地，利用锡焊(thin solder)在相对低温的状态下执行焊接，从而防止PTC元件的特性在焊接过程中发生变化，因此稳定地利用PTC元件的性能。 为了在所附的权利要求中解释方便和准确定义，参考图中所示的特征的位置使用术语"上"、"下"、"内"和"外"来描述示范性实施例中的这些特征。 前面对本发明的具体示范性实施例所呈现的描述是出于说明和描述的目。其不是穷尽性的，也不用于将本发明限制到所公开的特定形式，显然，根据上述教示，各种修改和变化都是可能的。为了解释本发明的特定原理及其实际应用而选择和描述了示范性实施例，从而使本领域的其他技术人员可以实施并利用本发明的不同示范性实施例，及其各种改变和变化。本发明的范围将由所附的权利要求及其等效范围所限定。
权利要求
一种制造正温度系数加热器的方法，该方法包括向黄铜制成的杆状外壳镀锡；向黄铜制成的放热片镀锡；将放热模块插入所述杆状外壳中以组装正温度系数棒；利用独立夹具临时连接所述正温度系数棒和所述放热片，并通过焊接使所述正温度系数棒和所述放热片结合在一起；以及将上壳体和下壳体连接到所述正温度系数棒和所述放热片的相对的纵向端部。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中焊接使用不含铅的焊料。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中在所述正温度系数棒被临时连接到所述放热片之后，当在纵向中为直线的侧框架被安装到最外端的放热片的外侧时，执行所述焊接。
4. 一种正温度系数加热器，包括至少一个正温度系数棒，该正温度系数棒具有插入到由黄铜制成的镀锡的杆状外壳中的放热模块；至少一个与所述正温度系数棒的每个相对的外表面接触并连接的由黄铜制成的镀锡的放热片；以及连接到所述正温度系数棒的相对纵向端部的上壳体和下壳体，其中所述正温度系数棒与所述放热片通过焊接部分被结合在一起。
5. 根据权利要求4所述的正温度系数加热器，其中所述上壳体和下壳体在侧框架相对端部与在纵向中为直线的侧框架相连。
6. 根据权利要求5所述的正温度系数加热器，其中所述侧框架安装在最外端的放热片的外侧上。
7. 根据权利要求4所述的正温度系数加热器，其中所述杆状外壳具有封闭截面。
8. 根据权利要求4所述的正温度系数加热器，其中所述放热模块包括PTC元件、阳极端、以及绝缘体，所述绝缘体位于所述杆状外壳中且配置为使所述阳极端与所述杆状外壳电绝缘。
全文摘要
本发明涉及一种正温度系数加热器，可以包括至少一个正温度系数棒，该正温度系数棒具有插入到由黄铜制成的镀锡的杆状外壳中的放热模块；至少一个与所述正温度系数棒的每个相对的外表面接触并连接的由黄铜制成的镀锡的放热片；以及连接到所述正温度系数棒的相对纵向端部的上壳体和下壳体，其中所述正温度系数棒与所述放热片通过焊接部分被结合在一起。
文档编号H05B3/10GK101754496SQ20091014856
公开日2010年6月23日 申请日期2009年6月29日 优先权日2008年12月5日
发明者吴万周, 成太秀, 田徳财 申请人:现代自动车株式会社;起亚自动车株式会社;穆丹韩国有限会社