JP3381412B2 - 温水式暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は温水流量を制御する流量
制御弁を用いた温水式暖房装置に関するもので、自動車
用空調装置に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、温水式暖房装置を含む自動車用空
調装置の吹出空気の温度制御方式として、暖房用熱交換
器への温水流量を制御して、吹出空気温度を制御する方
式のものが知られている。この温水流量制御方式は、冷
風と温風の混合割合をエアミックスダンパにより制御し
て、吹出空気温度を制御するエアミックス方式に比し
て、次のごとき利点を有している。

【０００３】すなわち、温水流量制御方式では、エアミ
ックス方式における冷風と温風を混合するための混合空
間を必要としないので、その分通風ダクト系の容積を小
型化でき、また同時に混合空間の廃止により通風抵抗を
低減して、送風機電力及び送風騒音の低減を図ることが
できる等の利点を有している。ところで、本発明者ら
は、先に特願平６−２０３６９２号にて、上記温水流量
制御方式のものにおいて、温水流量を制御する制御弁を
暖房用熱交換器に一体化したものを提案している。

【０００４】この先願のものでは、図７に示すように、
流量制御弁４により流量制御された温水が流入する入口
側タンク３ａを暖房用熱交換器３の下方部に配置し、こ
の熱交換器３の上方部に出口側タンク３ｂを配置して、
温水が熱交換器３のコア部３ｃを下方から上方への一方
向のみに流れるように構成する場合がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図７に
示す配置レイアウトにおいては、暖房用熱交換器３のコ
ア部３ｃにおける温水の流れが下方から上方への一方向
流れであるため、Ｕターン流れの方式のものに比して、
暖房用熱交換器３の温水流通抵抗の低減、構造の簡略化
等の長所を有している。

【０００６】しかしながら、上記図７のものについて、
流量制御弁４により温水流量を微少流量域に制御した場
合に、暖房用熱交換器３の吹出温度分布を測定したとこ
ろ、次のごとき問題が生じることが判明した。すなわ
ち、図８は本発明者による実験結果を示すもので、実験
条件は、温水流量：０．６リットル／ｍｉｎ、入口
温水温度：８８°Ｃ、送風量：２００ｍ³ ／ｈ、入
口空気温度：１０°Ｃであって、熱交換器３のコア部３
ｃの正面面積を図示のＡ〜Ｈの８区分に分割して、この
８区分の吹出空気温度を測定したものである。

【０００７】なお、図８において、ＦＡＣＥは車室内の
乗員頭部に向けて空調空気を吹き出すフェイス吹出口を
意味し、ＦＯＯＴは車室内の乗員足元に向けて空調空気
を吹き出すフット吹出口を意味している。図８の実験結
果から理解されるように、暖房用熱交換器３の上下の吹
出温度差は８．２°Ｃであり、この温度差は上下の吹出
空気に温度差をつけて、フェイス吹出口とフット吹出口
から同時に空気を吹き出すバイレベルモードのために積
極的に利用することができる。

【０００８】しかしながら、暖房用熱交換器３の左右の
吹出温度差は、フェイス吹出口側で３４°Ｃ、フット吹
出口側で２７．８°Ｃとなり、非常に大きなバラツキと
なるので、運転席側と助手席側の乗員に対して、双方と
も満足できる空調感を与えることができず、空調の温度
制御上、致命的な欠陥となる。上記のごとく暖房用熱交
換器３の左右の吹出温度差に非常に大きなバラツキが生
じる原因は、図７に示す暖房用熱交換器３の構成におい
ては、微少流量制御時に高温の温水が自身の浮力（高温
の温水は比重が小さい）の影響も加わって、コア部３ｃ
において図８のＣ、Ｄ、Ｈ、Ｇの領域（温水の出入口間
を短絡する領域）に温水が集中的に流れてしまい、他の
領域Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆへの温水流量が大幅に減少するから
である。

【０００９】本発明は上記した実験検討結果に鑑みてな
されたもので、暖房用熱交換器のコア部を温水が下方か
ら上方への一方向のみに流れるようにしたものにおい
て、微少流量制御時に左右の吹出空気温度差を効果的に
低減できる温水式暖房装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、以下の技術的手段を採用する。請求項１記載
の発明では、温水源（１）から供給される温水と空気と
を熱交換して空気を加熱する暖房用熱交換器（３）と、
前記温水源（１）から前記暖房用熱交換器（３）に供給
される温水流量を制御するための流量制御弁（４）とを
備え、前記暖房用熱交換器（３）は、前記温水と空気と
の熱交換を行うコア部（３ｃ）と、前記コア部（３ｃ）
の一端部に配置された温水入口側タンク（３ａ）と、前
記コア部（３ｃ）の他端部に配置された温水出口側タン
ク（３ｂ）とを備え、前記暖房用熱交換器（３）は、前
記温水入口側タンク（３ａ）から温水が前記コア部を経
て前記温水出口側タンク（３ｂ）に向かう一方向のみに
流れるように構成されており、前記暖房用熱交換器
（３）は、暖房装置の通風路（８）内に前記温水入口側
タンク（３ａ）が下方に、前記温水出口側タンク（３
ｂ）が上方となるようにして上下方向に配置されてお
り、前記温水入口側タンク（３ａ）に、前記コア部（３
ｃ）の左右方向への温水分配を均一化する温水分配手段
（３０ｃ）が内蔵されており、 前記温水分配手段（３０
ｃ）を、前記温水入口側タンク（３ａ）内における温水
流れ方向に複数の穴（３０ｅ）が形成されたパイプ状部
材により構成し、前記複数の穴（３０ｅ）の径を前記パ
イプ状部材の先端側になるに従って大きくし、前記複数
の穴（３０ｅ）から前記温水入口側タンク（３ａ）内に
温水を流入させるように構成されている温水式暖房装置
を特徴としている。

【００１１】請求項２記載の発明では、請求項１に記載
の温水式暖房装置において、前記複数の穴（３０ｅ）が
前記コア部（３ｃ）のチューブ（３ｄ）の入口端とは反
対方向に開口していることを特徴としている。 請求項３
記載の発明では、温水源（１）から供給される温水と空
気とを熱交換して空気を加熱する暖房用熱交換器（３）
と、前記温水源（１）から前記暖房用熱交換器（３）に
供給される温水流量を制御するための流量制御弁（４）
とを備え、前記暖房用熱交換器（３）は、前記温水と空
気との熱交換を行うコア部（３ｃ）と、前記コア部（３
ｃ）の一端部に配置された温水入口側タンク（３ａ）
と、前記コア部（３ｃ）の他端部に配置された温水出口
側タンク（３ｂ）とを備え、 前記暖房用熱交換器（３）
は、前記温水入口側タンク（３ａ）から温水が前記コア
部を経て前記温水出口側タンク（３ｂ）に向かう一方向
のみに流れるように構成されており、前記暖房用熱交換
器（３）は、暖房装置の通風路（８）内に前記温水入口
側タンク（３ａ）が下方に、前記温水出口側タンク（３
ｂ）が上方となるようにして上下方向に配置されてお
り、前記温水入口側タンク（３ａ）に、前記コア部（３
ｃ）の左右方向への温水分配を均一化する温水分配手段
（３０ｃ）が内蔵されており、前記温水分配手段（３０
ｃ）は、前記コア部（３ｃ）のチューブ（３ｄ）の入口
端とは反対方向に開口している複数の穴（３０ｅ）を有
するパイプ状部材からなり、前記複数の穴（３０ｅ）は
前記タンク（３ａ、３ｂ）内における温水流れ方向に形
成されており、前記複数の穴（３０ｅ）から前記温水入
口側タンク（３ａ）内に温水を流入させるように構成さ
れている温水式暖房装置を特徴としている。 請求項４記
載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載
の温水式暖房装置において、水冷式の走行用エンジン
（１）を有する自動車に用いられる温 水式暖房装置であ
って、 前記温水源は前記走行用エンジン（１）であり、
前記走行用エンジン（１）から前記暖房用熱交換器
（３）に温水が供給されるようになっていることを特徴
としている。

【００１２】請求項５記載の発明では、請求項１ないし
４のいずれか１つに記載の温水式暖房装置において、前
記流量制御弁（４）は、前記暖房用熱交換器（３）に隣
接して、この熱交換器（３）と一体的に構成されている
ことを特徴とする。請求項６記載の発明では、請求項１
ないし５のいずれか１つに記載の温水式暖房装置におい
て、前記温水入口側タンク（３ａ）に温水を流入させる
温水入口（３ｆ）と、前記温水出口側タンク（３ｂ）か
ら温水を流出させる温水出口（３ｇ）が前記両タンク
（３ａ、３ｂ）の左右方向の同一側端部に配設されてい
ることを特徴とする。

【００１３】請求項７記載の発明では、請求項１ないし
６のいずれか１つに記載の温水式暖房装置において、前
記温水分配手段（３０ｃ）が前記温水入口側タンク（３
ａ）に温水を流入させる温水入口パイプ（３０）に一体
に形成されていることを特徴とする。

【００１４】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。

【００１５】

【発明の作用効果】請求項１〜７記載の発明によれば、
上記技術的手段を有しているため、暖房用熱交換器
（３）のコア部（３ｃ）を温水が下方から上方への一方
向のみに流れるようにしたものにおいても、微少流量制
御時における左右の吹出空気温度差を効果的に低減でき
る。

【００１６】すなわち、流量制御弁（４）により熱交換
器（３）への温水流量を微少流量に制御している時に
は、温水がそれ自身の比重低下による浮力の影響を受け
て熱交換器（３）の温水入口（３ｆ）から温水出口（３
ｇ）に短絡的に向かう温水の流れが形成されやすいが、
本発明においては温水入口側タンク（３ａ）内に温水分
配手段（３０ｃ）を内蔵して、前記短絡的な温水流れを
阻止することにより、コア部（３ｃ）左右方向での温水
の分配を均一化して、左右の吹出空気温度差を効果的に
低減できる。特に、請求項１では、温水分配手段（３０
ｃ）を、温水入口側タンク（３ａ）内における温水流れ
方向に複数の穴（３０ｅ）が形成されたパイプ状部材に
より構成し、複数の穴（３０ｅ）の径をパイプ状部材の
先端側になるに従って大きくすることにより、コア部
（３ｃ）のチューブ（３ｄ）に流入する温水を温水入口
側タンク（３ａ）の左右方向に対してより一層均等に分
配できる。また、請求項３では、温水分配手段（３０
ｃ）を温水入口側タンク（３ａ）内に内蔵し、この温水
分配手段（３０ｃ）を、コア部（３ｃ）のチューブ（３
ｄ）の入口端とは反対方向に開口している複数の穴（３
０ｅ）を有するパイプ状部材で構成し、前記穴（３０
ｅ）から流出する温水が一旦チューブ（３ｄ）の入口端
とは反対方向に向かってから、チューブ（３ｄ）に流入
するので、温水の浮力による前記短絡的な流れをより一
層効果的に阻止できる。

【００１７】上記作用効果に加えて、請求項５記載の発
明によれば、流量制御弁（４）を、暖房用熱交換器
（３）に隣接して、この熱交換器（３）と一体的に構成
しているから、熱交換器（３）と流量制御弁（4)とを一
体構造物として取り扱って、通風路（８）への組付、搭
載作業を容易に行うことができ、しかも熱交換器タンク
（３ａ、３ｂ）内に流量制御弁（４）等を内蔵していな
いため、種々の機種に対して流量制御弁部分の変更のみ
で対応して、熱交換器部分は共通使用することが可能と
なり、実用上極めて有利である。

【００１８】請求項７記載の発明では、温水分配手段
（３０ｃ）を温水入口側タンク（３ａ）に温水を流入さ
せる温水入口パイプ（３０）に一体に形成しているか
ら、温水分配手段（３０ｃ）を温水入口パイプ（３０）
と一体に低コストで製作でき、また、タンク内への組付
も温水入口パイプ（３０）と同時に簡単に行うことがで
きる。従って、温水分配手段（３０ｃ）の追加を極めて
簡単に低コストで実現できる。

【００１９】

【００２０】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図１〜図５は本発明を自動車用空調装置の温水式
暖房装置に適用した一実施例を示す。図１において、１
は自動車走行用の水冷式エンジン、２はエンジン１によ
り駆動されるウオータポンプで、エンジン１の冷却水回
路（温水回路）に水を循環させるものである。３はエン
ジン１から供給される温水と送風空気とを熱交換して、
送風空気を加熱する暖房用熱交換器（ヒータコア）、４
は本発明による流量制御弁で、温水出入口を３つ有する
三方弁タイプの弁構造を有するものである。

【００２１】５は暖房用熱交換器３と並列に設けられた
バイパス路、６は定差圧弁（圧力応動弁）であり、その
前後の差圧が予め定めた所定値に達すると開弁するもの
であって、エンジン１の回転数変動によりウオータポン
プ２の吐出圧が変動しても、暖房用熱交換器３の前後圧
を一定に近づける役割を果たすものである。図１には具
体的に示していないが、流量制御弁４にはバイパス回路
５および定差圧弁６が一体に内蔵され、さらに暖房用熱
交換器３に対して一体構造として組付られるようになっ
ている。

【００２２】７は温度センサで、熱交換器３が設置され
る自動車用空調装置の通風ダクト（ヒータケース）８
（図２参照）内において、熱交換器３の空気下流側で、
かつ車室内への各種吹出口９〜１１の分岐点直前の部位
に設置される。この温度センサ７は、サーミスタよりな
り、車室内に吹き出す温風温度を検出するものである。
図２において、吹出口９は車室内の乗員顔部に向けて空
気を吹き出すフェイス（上方）吹出口であり、吹出口１
０は自動車前面窓ガラスに空気を吹き出して窓ガラスの
曇りを除去するデフロスタ吹出口であり、吹出口１１は
乗員の足元に空気を吹き出すフット（足元）吹出口であ
る。なお、１２は暖房用熱交換器３の空気上流側に設置
されたクーラケースで、その内部には冷凍サイクルの冷
媒蒸発器（冷房用熱交換器）１２ａが内蔵されている。

【００２３】図１において、１３は車室内温度制御の目
標温度（乗員の希望温度）を設定するための温度設定器
で、乗員により手動操作可能なスイッチ、あるいは可変
抵抗器等よりなる。１４は外気温度、温水温度、日射量
等の車室内温度制御に関係する環境因子の物理量を検出
するセンサ群である。１５はこれらのセンサ７、１４及
び温度設定器１３等からの入力信号に基づいて温度制御
信号を出力する空調制御装置で、マイクロコンピュータ
等よりなる。

【００２４】１６はこの空調制御装置１５からの温度制
御信号により制御されるサーボモータで、流量制御弁４
の弁体１７を回転駆動するための弁体作動手段を構成す
る。ここで、弁体作動手段としては、サーボモータ１６
のような電気的アクチュエータに限らず、周知のレバ
ー、ワイヤ等を用いた手動操作機構であってもよい。図
３、４は流量制御弁４と熱交換器３との一体化構造の具
体例を示すもので、上記弁体１７は本例では樹脂材料に
て円柱状形状に成形され、やはり樹脂にて成形された弁
ハウジング１８内に回動可能に配置され、収納されてい
る。従って、弁体１７は図４において左右方向に軸が延
びる回動可能な円柱状ロータから構成されている。

【００２５】上記弁ハウジング１８には、エンジン１か
らの温水が流入する第１の温水入口パイプ１９、エンジ
ン１に温水を還流させる第１の温水出口パイプ２０、熱
交換器３出口からの温水が流入する第２の温水入口パイ
プ２１、前記第１の温水入口パイプ１９から流入した温
水を熱交換器３に向けて流出させる第２の温水出口パイ
プ２２が樹脂にて一体成形されている。

【００２６】また、弁ハウジング１８内には、第１の温
水入口パイプ１９から弁体１７を介して第１の温水出口
パイプ２０に温水をバイパスさせるバイパス回路５が形
成されている。円柱状の弁体１７には、上記各パイプ１
９、２２およびバイパス回路５の開口面積を所定の相関
関係を持って調整する制御流路１７ａ、１７ｂ（図１参
照）が形成されている。２３は弁体１７を回動操作する
ためのシャフトで、弁体１７に一体に結合されている。
このシャフト２３は弁ハウジング１８の上蓋１８ａの上
部に突出するようになっている。シャフト２３の突出端
は非円形の断面形状であるＤ形状に形成され、このＤ形
状の突出端には扇形ギヤ２４の回転中心穴（扇の要の位
置）が一体に嵌合して連結され、この両者２３、２４は
一体に回転するようになっている。

【００２７】弁ハウジング１８には、前記第２の温水出
口パイプ２２の側方に隣接して弁体駆動機構を収納する
駆動機構ケース部２５が一体成形されている。このケー
ス部２５内には、直流モータからなるサーボモータ１６
が配設されている。このモータ１６のシャフト１６ａの
回転は、その先端部のウオームギヤ１６ｂ、減速用平ギ
ヤ２６および前記扇形ギヤ２４を介して前記弁体１７に
伝達されるようにしてある。

【００２８】以上により弁体１７を自動的に駆動する弁
体駆動機構が構成されている。ここで、弁体１７の作動
手段としては、前記したサーボモータ１６のような電気
的アクチュエータを用いたものに限らず、レバー、ケー
ブル等を用いた手動操作機構により弁体１７を回動操作
するようにしてもよい。手動操作機構の場合は、樹脂製
扇形ギヤ２４の上面にピン２４ｂ（図４参照）を一体成
形し、このピン２４ｂに手動操作用のケーブルを連結す
るようにすればよい。

【００２９】弁ハウジング１８内に形成されたバイパス
回路５には、定差圧弁６が配設されている。この定差圧
弁６は樹脂により略円錐状に形成され、その底面にコイ
ルバネ６ａ（バネ手段）の一端が当接して、定差圧弁６
を図３の右方向（閉弁方向）に押圧するようになってい
る。。２７は弁座を形成する隔壁で、その中心部には定
差圧弁６により開閉される円形穴を有している。

【００３０】２８、２９はゴム等の弾性材からなるシー
ル部材（図３参照）で、その全体形状は中央部に開口を
有する矩形状になっており、弁体１７の外周面と弁ハウ
ジング１８の内周面との間に配置されている。このシー
ル部材２８、２９は弁体１７の制御流路１７ａ、１７ｂ
を介することなく、直接パイプ１９、２２、バイパス回
路５間で温水が流通してしまうことを防ぐためのもので
あり、本例では 温水入口パイプ１９及び温水出口パイ
プ２２に対応して２箇所設けている。

【００３１】前述した図４において、暖房用熱交換器３
は、その一端部に温水の入口側タンク３ａを有し、その
他端部に温水の出口側タンク３ｂを有しており、そして
この上下の両タンク３ａ、３ｂの間に、多数の並列設置
された偏平チューブ３ｄとコルゲートフィン３ｅとから
なるコアー部３ｃが形成されている。ここで、コアー部
３ｃは入口側タンク３ａから出口側タンク３ｂへの一方
向のみに温水が流れる全パスタイプ（一方向流れタイ
プ）として構成されている。

【００３２】また、流量制御弁４の第２の温水出口パイ
プ２２は、アルミニュウム、銅等の金属または樹脂等の
剛体で形成された接続パイプ３０の一端に、Ｏリングの
ごときシール材を用いたジョイント３１にて水密的にか
つ脱着自在に連結されている。この接続パイプ３０の他
端は、熱交換器３の入口側タンク３ａの長手方向（左右
方向）一端に形成した温水入口３ｆに同様のシール材を
用いたジョイント３２にて水密的にかつ脱着自在に連結
されている。従って、接続パイプ３０は、暖房用熱交換
器３から見れば温水入口側パイプとなる。

【００３３】また、流量制御弁４の第２の温水入口パイ
プ２１は、熱交換器３の出口側タンク３ｂの長手方向
（左右方向）一端、換言すればタンク左右方向において
前記温水入口３ｆと同一側端部に形成した温水出口３ｇ
に直接、連結されるようになっており、そしてこの連結
はシール材を用いたジョイント３３にて水密的にかつ脱
着自在に行われる。

【００３４】さらに、前記接続パイプ３０は、本例では
アルミニュウムで成形されており、図５に示すようにそ
の一端に前記ジョイント３１が一体形成されており、他
端には前記ジョイント３２との連結を行うための径拡大
部３０ａが一体形成されており、この径拡大部３０ａに
隣接してシール用Ｏリング３０ｂが接続パイプ３０の外
周上に嵌着されている。

【００３５】そして、接続パイプ３０には、温水の入口
側タンク３ａ内に内蔵される温水分配体３０ｃが一体形
成されている。この温水分配体３０ｃは、図５（ｂ）の
矢印Ｙ方向からプレス加工して、パイプ形状の一部に図
５（ｃ）に示すくの字状の面３０ｄを形成し、この面３
０ｄに温水流出用の複数の穴３０ｅを開けたものであ
る。

【００３６】本例では、この穴３０ｅは同一径で複数個
設けてある。また、温水分配体３０ｃの根元部にはスリ
ット３０ｆを開けて、プレス加工が容易にできるように
するとともに、このスリット３０ｆの部分からも温水が
入口側タンク３ａ内に流入できるようにしてある。ま
た、図４に示すように温水分配体３０ｃは前記面３０ｄ
および穴３０ｅがコア部３ｃのチューブ３ｄの開口端
（入口端）とは反対側に向くようにして、入口側タンク
３ａ内に内蔵されている。

【００３７】そして、暖房用熱交換器３は、図２に示す
通風ダクト（ヒータケース）８内に配置する際に、温水
の入口側タンク３ａが下方に、温水の出口側タンク３ｂ
が上方となるようにして上下方向に配置されている。本
実施例では、以上のように流量制御弁４に、バイパス回
路５、定差圧弁６、およびサーボモータ１６等からなる
弁体駆動機構を一体化し、さらにこれらを熱交換器３に
予め一体的に連結してある。従って、これらを一体構造
物として通風ダクト（ヒータケース）８に組み付けるこ
とができ、組付性の向上、熱交換器部分の形状の小型化
を図ることができる。

【００３８】次に、上記構成において本実施例の作動を
説明する。最大暖房能力時には、流量制御弁４の弁体１
７がサーボモータ１６または手動操作機構により最大開
度（例えば６０°）の位置まで回動される。これによ
り、弁体１７の制御流路１７ａ、１７ｂがそれぞれ弁ハ
ウジング１８の温水入口パイプ１９、温水出口パイプ２
２と最大面積で重畳し、この両パイプ１９、２２を全開
する。一方、バイパス回路５には制御流路１７ｂが僅か
に開口するのみで、ほとんどバイパス回路５は全閉に近
い状態となる。

【００３９】その結果、エンジン１からの温水はほとん
ど熱交換器３側に流入して、バイパス回路５には僅少量
の温水が流れるのみである。これにより、熱交換器３は
最大暖房能力を発揮できる。次に、非暖房時（自動車用
空調装置に図２に示す冷媒蒸発器１２ａが装備され、冷
凍サイクルが運転されているときは、最大冷房時とな
る）には、流量制御弁４の弁体１７がサーボモータ１６
または手動操作機構により開度零の位置まで回動され
る。この開度零の位置では、弁体１７の制御流路１７ｂ
がバイパス回路５の入口に重畳してこのバイパス回路５
を全開し、温水出口パイプ２２を全閉して、熱交換器３
への温水の流れを遮断する。

【００４０】一方、制御流路１７ａはその一部のみが温
水入口パイプ１９と重畳して、温水入口パイプ１９を全
閉とせず、φ２丸穴相当の最小開口面積を設定する。上
記の弁体位置により、温水入口パイプ１９からバイパス
回路５への温水の流れを継続できるので、温水の流れの
急遮断によるウオータハンマ現象の音の発生を防止でき
るとともに、φ２丸穴相当以上の開口面積の確保により
流水音の発生も防止できる。

【００４１】次に、微少能力時には、弁体１７が微少の
弁開度（例えば１０°）位置に回動されるので、制御流
路１７ａ、１７ｂが温水入口パイプ１９及び温水出口パ
イプ２２の双方に対して小面積で重畳し、温水入口パイ
プ１９の開口面積及び温水出口パイプ２２の開口面積を
双方とも絞っている２段絞りの状態（図１の微少能力時
はその２段絞りの状態を模式的に示す）となり、かつ温
水入口パイプ１９と温水出口パイプ２２の絞り部の中間
部（図１のア部）は全開状態にあるバイパス回路５に十
分大きな開口面積で連通しているので、この中間部アの
圧力を下げることができる。

【００４２】その結果、暖房用熱交換器３前後の差圧を
十分小さくできるので、弁開度（弁体回転角）の変化に
対する温水流量の変化（最終的には車室内への吹出空気
温度の変化）を、特別小さな開口面積を必要とせずに、
緩やかすることができる。すなわち、吹出空気温度の制
御ゲインを低減できる。この制御ゲインの低減により、
車室内への吹出空気温度をきめ細かく制御できる。

【００４３】次に、微少能力〜大能力時においては、弁
体１７が上記微少開度（例えば１０°）を越える回動位
置から上記最大開度（例えば６０°）未満の回動位置に
わたって、回動されることになるが、このような弁体回
動位置においても、上記２段絞りにより、同様に制御ゲ
インを低減して、車室内への吹出空気温度をきめ細かく
制御できる。

【００４４】ところで、図２、４に示すように、暖房用
熱交換器３において、温水入口側タンク３ａを下方、温
水出口側タンク３ｂを上方に配置して、下方から上方へ
の一方向のみに温水を流す配置構成を採用した場合に
は、微少流量制御時に、温水がそれ自身の比重低下によ
る浮力の影響を受けて温水入口３ｆから温水出口３ｇに
短絡的に向かう温水の流れが形成されやすい。

【００４５】しかし、本例では、温水入口側タンク３ａ
内に温水分配体３０ｃを内蔵して、前記短絡的な温水流
れを阻止するとともに、コア部３ｃのチューブ３ｄに流
入する温水を複数の穴３０ｅにより温水入口タンク３ａ
の左右方向（図４の左右方向）に対して均等に分配でき
る。さらに、複数の穴３０ｅの開口方向をコア部３ｃの
チューブ３ｄの開口端（入口端）とは反対方向に向けて
いるので、穴３０ｅから流出する温水が一旦チューブ３
ｄの開口端とは反対方向に向かってから、チューブ３ｄ
に流入するので、温水の浮力による前記短絡的な流れを
より一層効果的に阻止できる。

【００４６】また、自動車用空調装置の温水供給源をな
すエンジン１は、自動車の走行条件の変化に伴って回転
数が大幅に変化するので、エンジン１からの温水供給圧
は走行条件の変化により大幅に変化し、これが流量制御
弁４による温水流量制御、ひいては吹出空気温度制御に
対する大きな外乱要素となるが、本実施例にあっては、
エンジン１からの温水供給圧の変化による温水流量の変
動をバイパス回路５への定差圧弁６の設置により良好に
解消している。

【００４７】すなわち、定差圧弁６においては、エンジ
ン１からの温水供給圧が上昇して、その前後の差圧がス
プリング６ｂにより定まる所定圧より高くなると、定差
圧弁６が図３の左方へ移動して開弁し、定差圧弁６と隔
壁（弁座）２７との間の隙間が上記差圧に応じて変動す
ることより、定差圧弁６は温水入口パイプ１９と温水出
口パイプ２０との差圧を一定値に維持するように作用す
る。

【００４８】これにより、熱交換器４に加わる温水圧力
を、エンジン１からの温水供給圧の変動にかかわらず、
一定値に維持でき、エンジン１からの温水供給圧の変化
による温水流量の変動を防止できる。本発明は上記一実
施例に限定されることなく、請求項記載の技術的思想の
趣旨に従って種々変形可能なものであり、以下他の例に
ついて述べる。

【００４９】図６は温水分配体３０ｃの他の例を示すも
ので、本例では、上記複数の穴３０ｅの径を、温水分配
体３０ｃの先端側になるに従って（換言すれば、図４に
おいて温水入口３ｆから離れるに従って）大きくするこ
とにより、コア部３ｃのチューブ３ｄに流入する温水を
温水入口タンク３ａの左右方向に対してより一層均等に
分配できるようにしたものである。

【００５０】また、熱交換器３のサイズ変更あるいはエ
ンジン１側のウオータポンプ２の仕様変更に対しても、
温水分配体３０ｃの長さや穴３０ｅの径、さらには穴３
０ｅの設置間隔を変更することにより、温水分配の均一
化への対応を容易に実施できる。また、上記実施例で
は、温水分配体３０ｃを熱交換器３の入口側タンク３ａ
内に配置しているが、温水分配体３０ｃを熱交換器３の
出口側タンク３ｂ内に配置しても、熱交換器左右方向で
の温水分配の均一化を達成できる。

【００５１】また、上記実施例では、流量制御弁４を熱
交換器３のうち、出口側タンク３ｂの方に配置したが、
流量制御弁４を温水入口タンク３ａ側に配置することも
可能であり、流量制御弁４は熱交換器３の入口側、出口
側の両タンク３ａ、３ｂのいずれの方にも配置できる。
また、上記実施例では、熱交換器３の温水入口３ｆおよ
び温水出口３ｇをいずれも図４に示すように熱交換器３
の左右方向の同一側端部（左側端部）に配置している
が、熱交換器３の温水入口３ｆおよび温水出口３ｇを熱
交換器３の左右方向の異なる端部（左側端部と右側端
部）に配置するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における温水回路図である。

【図２】本発明の一実施例における暖房用熱交換器の空
調装置通風ダクト内への配置形態を示す断面図である。

【図３】流量制御弁と暖房用熱交換器とを一体化した状
態において、流量制御弁の上蓋を取り外した状態におけ
る一部断面側面図である。

【図４】流量制御弁と暖房用熱交換器とを一体化した状
態における一部破断および断面図示した正面図である。

【図５】（ａ）は本発明の要部をなす温水分配体を一体
化した接続パイプの正面図、（ｂ）はその正面図、
（ｃ）は（ｂ）のＸ矢視図である。

【図６】温水分配体の他の例を示すもので、（ａ）は温
水分配体を一体化した接続パイプの正面図、（ｂ）はそ
の正面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ矢視図である。

【図７】図４に相当する正面図で、本発明者らの先に出
願した先願における流量制御弁と暖房用熱交換器との一
体化構成を示す。

【図８】図７の熱交換器を用いた自動車用空調装置にお
ける吹出空気温度分布の実験結果を示す説明図である。

【符号の説明】

１……エンジン、３……暖房用熱交換器、３ａ……温水
入口側タンク、３ｂ……温水出口側タンク、３ｃ……コ
ア部、３ｄ……チューブ、３ｆ……温水入口、３ｇ……
温水出口、４……流量制御弁、３０……接続パイプ（温
水入口パイプ）、３０ｃ……温水分配体、３０ｅ……
穴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城田 雄一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−154995（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−365616（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−19771（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−96189（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−5813（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−179709（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/08 611 F28F 9/22

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温水源から供給される温水と空気とを熱
   交換して空気を加熱する暖房用熱交換器と、 前記温水源から前記暖房用熱交換器に供給される温水流
   量を制御するための流量制御弁とを備え、 前記暖房用熱交換器は、前記温水と空気との熱交換を行
   うコア部と、 前記コア部の一端部に配置された温水入口側タンクと、 前記コア部の他端部に配置された温水出口側タンクとを
   備え、 前記暖房用熱交換器は、前記温水入口側タンクから温水
   が前記コア部を経て前記温水出口側タンクに向かう一方
   向のみに流れるように構成されており、 前記暖房用熱交換器は、暖房装置の通風路内に前記温水
   入口側タンクが下方に、前記温水出口側タンクが上方と
   なるようにして上下方向に配置されており、前記温水入口側タンクに 、前記コア部の左右方向への温
   水分配を均一化する温水分配手段が内蔵されており、 前記温水分配手段は、前記温水入口側タンク内における
   温水流れ方向に複数の穴が形成されたパイプ状部材によ
   り構成され、 前記複数の穴の径は前記パイプ状部材の先端側になるに
   従って大きくなっており、 前記複数の穴から前記温水入口側タンク内に温水を流入
   させるように構成されている ことを特徴とする温水式暖
   房装置。
2. 【請求項２】 前記複数の穴は前記コア部のチューブの
   入口端とは反対方向に開口していることを特徴とする請
   求項１に記載の温水式暖房装置。
3. 【請求項３】 温水源から供給される温水と空気とを熱
   交換して空気を加熱する暖房用熱交換器と、 前記温水源から前記暖房用熱交換器に供給される温水流
   量を制御するための流量制御弁とを備え、 前記暖房用熱交換器は、前記温水と空気との熱交換を行
   うコア部と、 前記コア部の一端部に配置された温水入口側タンクと、 前記コア部の他端部に配置された温水出口側タンクとを
   備え、 前記暖房用熱交換器は、前記温水入口側タンクから温水
   が前記コア部を経て前記温水出口側タンクに向かう一方
   向のみに流れるように構成されており、 前記暖房用熱交換器は、暖房装置の通風路内に前記温水
   入口側タンクが下方に、前記温水出口側タンクが上方と
   なるようにして上下方向に配置されており、 前記温水入口側タンクに、前記コア部の左右方向への温
   水分配を均一化する温水分配手段が内蔵されており、 前記温水分配手段は、前記コア部のチューブの入口端と
   は反対方向に開口している複数の穴を有するパイプ状部
   材からなり、前記複数の穴は前記温水入口側タンク内に
   おける温水流れ方向に形成されており、 前記複数の穴から前記温水入口側タンク内に温水を流入
   させるように構成されていることを特徴とする温水式暖
   房装置。
4. 【請求項４】 水冷式の走行用エンジンを有する自動車
   に用いられる温水式暖房装置であって、 前記温水源は前記走行用エンジンであり、前記走行用エ
   ンジンから前記暖房用熱交換器に温水が供給されるよう
   になっていることを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れか１つに記載の 温水式暖房装置。
5. 【請求項５】 前記流量制御弁は、前記暖房用熱交換器
   に隣接して、この熱交換器と一体的に構成されているこ
   とを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載
   の温水式暖房装置。
6. 【請求項６】 前記温水入口側タンクに温水を流入させ
   る温水入口と、前記温水出口側タンクから温水を流出さ
   せる温水出口が前記両タンクの左右方向の同一側端部に
   配設されていることを特徴とする請求項１ないし５のい
   ずれか１つに記載の温水式暖房装置。
7. 【請求項７】 前記温水分配手段が前記温水入口側タン
   クに温水を流入させる温水入口パイプに一体に形成され
   ていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１
   つに記載の温水式暖房装置。