JP3505811B2 - 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流量制御弁に
より制御して室内への吹出空気温度を調整する温水式暖
房装置に関するもので、自動車用空調装置の温水式暖房
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。上記温水流量制御方式の
ものとしては、特開昭６４−１４５４７２号公報記載の
ものがあり、この公報記載のものは、温水流量制御弁の
弁ハウジングにエンジンからの温水が流入する温水入口
と、暖房用熱交換器へ向けて温水を流出させる温水出口
と、暖房用熱交換器のバイパス回路に向けて温水を流出
させるバイパス出口とを設けている。

【０００４】そして、上記弁ハウジング内に、前記温水
出口及び前記バイパス出口への温水流量を制御する円筒
状の弁体を回動可能に設けるとともに、前記バイパス回
路に温水圧力の上昇により開弁する圧力応動弁を設けて
いる。エンジンの回転数が上昇して、温水圧力が上昇す
ると、前記圧力応動弁が開弁して、前記バイパス回路側
にも温水が流れることにより、前記温水出口への温水流
量が過剰に増加するのを防止している。

【０００５】このように、温水出口への温水流量の過剰
な増加を防止すことにより、弁体部分の流路絞り部に不
快な流水音が発生するのを防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車用温
水式暖房装置では、周知のごとく、温水回路に温水（エ
ンジン冷却水）を循環させるウオータポンプを走行用エ
ンジンで駆動しているので、エンジン回転数の変動とと
もにウオータポンプの回転数も変動して、暖房用熱交換
器への温水圧力が大きく変動する。

【０００７】この温水圧力の変動は、熱交換器への温水
流量の変動を生じて、熱交換器吹出空気温度を変動させ
る要因となる。上記従来技術では、エンジンの回転数が
上昇して、温水圧力が上昇したときには、前記バイパス
回路の圧力応動弁が開弁することにより、吹出空気温度
の上昇を抑制している。しかしながら、本発明者らの実
験検討によると、バイパス回路に設けた圧力応動弁を単
に開閉作動させるだけでは、エンジン回転数の変動によ
る温水圧力の変動を十分吸収することができず、吹出空
気温度の変動が発生してしまうことが分かった。

【０００８】この理由は、自動車のエンジ回転数は、ア
イドル時の低回転数域（１０００ｒｐｍ未満）から急加
速時等の高回転数域（５〜６０００ｒｐｍ）まで広範囲
にわたって変動するので、温水圧力もこれに伴って広範
囲に変動することになるが、圧力応動弁の大きさには、
実用上、制約があるので、圧力応動弁の開弁により広範
囲の圧力変動を十分吸収できないのである。

【０００９】また、広範囲の圧力変動を吸収するために
は、圧力応動弁において使用するスプリングの使用範囲
（撓み量）を大きくするか、バネ定数を大きくする必要
があり、その結果スプリングの自励振動が発生し易くな
り、騒音の発生が問題となる。本発明は上記点に鑑みて
なされたもので、第１に、温水圧力変動の吸収を十分達
成できる温水式暖房装置を提供することを目的とする。

【００１０】第２に、圧力応動弁におけるスプリング撓
み量の使用範囲を小さくすることができ、スプリングの
自励振動の発生を防止できる温水式暖房装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【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、温水供給源（１）と、この温水供給源
（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、前記温水供給源
（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、前記暖房用
熱交換器（３）をバイパスして温水を流すバイパス回路
（５）と、このバイパス回路（５）に設けられ、前記温
水供給源（１）から供給される温水の圧力上昇に応じ
て、前記バイパス回路（５）の開度を増大する圧力応動
弁（６）と、この圧力応動弁（６）と連動して作動する
ように構成され、前記圧力応動弁（６）が前記バイパス
回路（５）の開度を増大するに従って、前記暖房用熱交
換器（３）を通る温水の流路の開度を減少する可変絞り
弁（３８）とを備え、前記圧力応動弁（６）および前記
可変絞り弁（３８）が前記流量制御弁（４）から機械的
に切り離して配置され、前記圧力応動弁（６）および前
記可変絞り弁（３８）が前記流量制御弁（４）に対して
独立に作動するように構成されている温水式暖房装置を
特徴とする。

【００１２】 請求項２記載の発明では、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、前記エンジン（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、前記エンジン（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、前記暖房用熱交換器（３）をバイパスして
温水を流すバイパス回路（５）と、このバイパス回路
（５）に設けられ、前記エンジン（１）から供給される
温水の圧力上昇に応じて、前記バイパス回路（５）の開
度を増大する圧力応動弁（６）と、この圧力応動弁
（６）と連動して作動するように構成され、前記圧力応
動弁（６）が前記バイパス回路（５）の開度を増大する
に従って、前記暖房用熱交換器（３）を通る温水の流路
の開度を減少する可変絞り弁（３８）とを備え、前記圧
力応動弁（６）および前記可変絞り弁（３８）が前記流
量制御弁（４）から機械的に切り離して配置され、前記
圧力応動弁（６）および前記可変絞り弁（３８）が前記
流量制御弁（４）に対して独立に作動するように構成さ
れている温水式暖房装置を特徴とする。

【００１３】請求項３記載の発明では、請求項１または
２に記載の温水式暖房装置において、前記暖房用熱交換
器（３）の出口側温水流路（１５）と、前記バイパス回
路（５）との合流点に、前記圧力応動弁（６）が設置さ
れており、前記圧力応動弁（６）のハウジング（２５、
２６）内に、前記圧力応動弁（６）の弁体（３０）およ
び前記可変絞り弁の弁体（３８）が収納されていること
を特徴とする。

【００１４】請求項４記載の発明では、請求項３に記載
の温水式暖房装置において、前記圧力応動弁（６）の弁
体（３０）は、前記バイパス回路（５）の温水圧力とこ
の温水圧力に対向するスプリング（３２）の力とに応じ
て作動するようになっており、前記圧力応動弁（６）の
弁体（３０）と前記可変絞り弁の弁体（３８）が、前記
圧力応動弁（６）のハウジング（２５、２６）内に移動
可能に支持された軸（３１）により一体に連結されてい
ることを特徴とする。

【００１５】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
記バイパス回路（５）、前記圧力応動弁（６）および前
記可変絞り弁（３８）が前記流量制御弁（４）に一体に
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５に記載の温水式暖房装置において、前記
流量制御弁（４）が前記暖房用熱交換器（３）に一体に
構成されていることを特徴とする。

【００１６】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。

【００１７】

【発明の作用効果】請求項１〜６記載の発明によれば、
上記技術的手段を有しているため、温水供給源（１）か
らの温水供給圧が上昇するときには、圧力応動弁（６）
の弁体（３０）がバイパス回路（５）の開度を増大する
に従って、可変絞り弁（３８）が熱交換器（３）の流路
の開度を減少させ、熱交換器（３）への温水流量の増大
を抑制する。

【００１８】これにより、圧力応動弁（６）による温水
供給圧の変動吸収作用を可変絞り弁（３８）により助け
て、温水供給圧の変動による熱交換器（３）への温水流
量の変動を僅少値に抑制できる。その結果、広範な温水
供給圧の変化に対しても、熱交換器吹出空気温度の変動
を僅少値に抑制できる。

【００１９】また、本発明では、上記のごとく圧力応動
弁（６）による温水供給圧の変動吸収作用を可変絞り弁
（３８）により助けて、熱交換器（３）への温水流量の
変動を抑制できるため、圧力応動弁（６）において弁体
ストロークを小さくできる。そのため、スプリング（３
２）の使用範囲、換言すれば、撓み量を小さくできるの
で、スプリング（３２）の自励振動の発生を防止して、
騒音の発生を防止できる。

【００２０】上記作用効果に加えて、請求項３記載の発
明では、暖房用熱交換器（３）の出口側温水流路（１
５）と、バイパス回路（５）との合流点に、圧力応動弁
（６）を設置し、この圧力応動弁（６）のハウジング
（２５、２６）内に、圧力応動弁（６）の弁体（３０）
および可変絞り弁の弁体（３８）を収納しているから、
圧力応動弁（６）と可変絞り弁を一体化でき、構成が簡
潔である。

【００２１】また、請求項５記載の発明では、バイパス
回路（５）、圧力応動弁（６）および可変絞り弁（３
８）を流量制御弁（４）に一体に構成しているから、構
成が一層簡潔となる。さらに、請求項６記載の発明で
は、請求項５記載の流量制御弁（４）を暖房用熱交換器
（３）に一体に構成しているから、暖房用熱交換器
（３）に、温水流量制御のための機器（４、５、６、３
８）をすべて一体化でき、熱交換器（３）の取付作業が
容易になるとともに、その取付スペースも低減でき、実
用上の効果は大である。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。 （第１実施例）図１は本発明の第１実施例を示すもの
で、本発明を自動車用空調装置の温水式暖房装置に適用
した例を示す。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は流量制御弁で、温水出入口を３つ
有する三方弁タイプのものである。

【００２３】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。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。

【００２４】前記吹出口は、車室内の乗員顔部に向けて
空気を吹き出す上方（フェイス）吹出口、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、乗員の足元に空気を吹き出す足元（フ
ット）吹出口等である。９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。１０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。１１はこれらのセンサ７、１０及び温度
設定器９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。

【００２５】１２はこの空調制御装置１１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１３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１２
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。上
記弁体１３は本例では樹脂材料にて円柱状形状に成形さ
れ、やはり樹脂にて円筒状に成形された弁ハウジング１
４内に回動可能に配置され、収納されている。従って、
弁体１３は回動可能なロータである。

【００２６】上記弁ハウジング１４には、エンジン１か
らの温水が流入する温水入口パイプ１９、この温水入口
パイプ１９から流入した温水を熱交換器３に向けて流出
させる温水出口パイプ２０、及び熱交換器３のバイパス
回路５に向けて温水を流出させるバイパス出口パイプ２
１が一体成形されている。円柱状の弁体１３には、上記
各パイプ１９、２０、２１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１３ａ、１３ｂが形成されて
いる。また、弁体１３を回動操作するためのシャフト
（図示せず）は弁ハウジング１４の外部に突出するよう
になっており、そして前記したサーボモータ１２のよう
な電気的アクチュエータ、またはレバー、ワイヤ等を用
いた手動操作機構に連結され、これらの機器により弁体
１３を回動操作できるようにしてある。

【００２７】なお、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する微少能力時（弁開度１０
°以下、本例では弁開度は最大６０°に設定）には、温
水入口パイプ１９の開口面積及び温水出口パイプ２０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）にな
っており、かつ温水入口パイプ１９と温水出口パイプ２
０の絞り部の中間（図１のア部）は全開状態にあるバイ
パス出口パイプ２１によって十分大きな開口面積でバイ
パス回路５に連通しているので、暖房用熱交換器３前後
の差圧を十分小さくできる。

【００２８】次に、本発明の要部をなす定差圧弁（圧力
応動弁）６の具体的構造について述べると、定差圧弁６
はバイパス回路５と、暖房用熱交換器３の出口側温水流
路１５との合流点に配置されている。そして、２つの樹
脂製ハウジング２５、２６をねじ等により一体に結合す
るとともに、両者の間に樹脂製座板２７をＯリング（シ
ール材）２８を介して水密的に固定してある。この座板
２７には十分大きな開口面積の複数の通水穴２９を開け
て、座板２７による通水抵抗が小さくなるようにしてあ
る。

【００２９】３０は樹脂にて円錐状に成形された主弁体
（定差圧弁６の弁体）で、軸部３１の一端に一体成形さ
れており、この軸部３１は座板２７の中心穴部に軸方向
に移動可能に嵌合している。主弁体３０と座板２７との
間にコイルスプリング（ばね手段）３２が介在されてお
り、このスプリング３２により主弁体３０は常に図の上
方側（閉弁方向）に押圧され、ハウジング２５の内周に
形成された弁座３３に当接するようになっている。

【００３０】換言すれば、主弁体３０は、図下方へ押し
下げるように作用する温水圧力と上記スプリング３２の
力とのバランスにより作動するようになっている。上記
主弁体３０の円錐状部の外周にはリング状の溝部３３が
形成されており、この溝部３３にはゴム等の弾性材から
なるシール材３４を配設し、主弁体３０の閉弁時のシー
ル効果を高めるようにしてある。

【００３１】そして、ハウジンク２５に形成した第１の
入口３５と、ハウジンク２６に形成した出口３６との圧
力差が所定値に達すると、スプリング３２の力に抗して
主弁体３０が図の下方へ移動して、主弁体３０が開弁す
るようになっている。なお、エンジン１のアイドル時
（エンジン回転数が最も低いとき）にも最大暖房能力確
保のために必要な温水流量が十分得られる場合には、主
弁体３０の円錐状部に複数の貫通穴（バイパス穴、図示
せず）を設けて、閉弁時にもこの貫通穴を通して温水が
流通するようにしてもよい。

【００３２】さらに、ハウジング２６には、熱交換器３
の出口側温水流路１５からの温水が流入する第２の入口
３７が形成されており、そしてこの第２の入口３７の流
路面積を調整する副弁体（可変絞り弁の弁体）３８が主
弁体３０と同軸上に配置され、この両弁体３０、３８は
軸部３１により一体に連結されている。ここで、両弁体
３０、３８の連動関係は、以下のごとく設定されてい
る。すなわち、主弁体３０の全閉時に、副弁体３８は全
開し、そして主弁体３０がバイパス回路５の開度を増大
するに従って、副弁体３８は熱交換器３の出口側温水流
路１５の開度を減少するように、両弁体３０、３８の連
動関係が設定されている。

【００３３】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
３がサーボモータ１２または手動操作機構により最大開
度の位置（例えば、弁開度：６０°の位置）まで回動さ
れる。これにより、弁体１３の制御流路１３ａ、１３ｂ
がそれぞれ弁ハウジング１４の温水入口パイプ１９、温
水出口パイプ２０と最大面積で重畳し、この両パイプ１
９、２０を全開する。一方、バイパス出口パイプ２１に
は制御流路１３ｂが僅かに開口するのみで、ほとんど全
閉に近い状態となる。

【００３４】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
空調装置に冷房機能が装備されているときは、最大冷房
時となる）には、流量制御弁４の弁体１３がサーボモー
タ１２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１３の制御流路１
３ｂがバイパス出口パイプ２１に重畳してこのパイプ２
１を全開し、温水出口パイプ２０を全閉する。

【００３５】一方、制御流路１３ａ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
出口パイプ２１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。

【００３６】次に、微少能力時には、弁体１３が例え
ば、弁開度１０°以下の位置に回動されるので、制御流
路１３ａ、１３ｂが温水入口パイプ１９及び温水出口パ
イプ２０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２０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２０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出口パイプ
２１によって十分大きな開口面積でバイパス回路５に連
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。

【００３７】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。

【００３８】次に、微少能力〜大能力時においては、弁
体１３が例えば弁開度１０°を越える回動位置から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。ところで、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、本発明にあっては、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に設けた定
差圧弁６およびこれに連動する可変絞り弁（副弁体３
８）により良好に解消している。

【００３９】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、主弁体３０前後の差
圧がスプリング３２により定まる所定圧より高くなる
と、主弁体３０が図１の下方へ移動して開弁し、主弁体
３０と弁座３３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はその出入口３５、３６間の圧
力差を一定値に維持するように作用する。

【００４０】ここで、定差圧弁６の大きさには、実用上
制約があるので、広範囲にわたる温水供給圧の変動を定
差圧弁６のみで吸収することは困難である。そこで、本
発明においては、定差圧弁６に連動する可変絞り弁（副
弁体３８）を追加設置して、エンジン回転数が上昇し、
温水供給圧が上昇するときには、定差圧弁６の主弁体３
０がバイパス回路５の開度を増大するに従って、副弁体
３８が熱交換器３の出口側温水流路１５の開度を減少さ
せ、熱交換器３への温水流量の増大を抑制する。

【００４１】これにより、主弁体３０による温水供給圧
の変動吸収作用を副弁体３８により助けて、温水供給圧
の変動による熱交換器３への温水流量の変動を僅少値に
抑制できる。図２は上記副弁体３８の追加による効果を
示す実験結果であり、縦軸は熱交換器３の吹出空気温度
であり、横軸はエンジン回転数である。図中、Ａはバイ
パス回路５に定差圧弁６を設置しない場合、Ｂは定差圧
弁６を設置した場合、Ｃは本発明による定差圧弁６と可
変絞り弁３８とを組み合わせた場合である。

【００４２】本発明によれば、定差圧弁６の作用を、さ
らに可変絞り弁（副弁体３８）で補うことにより、エン
ジン回転数が１０００ｒｐｍから４０００ｒｐｍまでの
広範囲に変化しても、吹出空気温度の変動を３°Ｃとい
う僅少値に抑制できる。また、本発明では、上記のごと
く主弁体３０による温水供給圧の変動吸収作用を副弁体
３８により助けて、温水供給圧の変動による熱交換器３
への温水流量の変動を僅少値に抑制できるため、定差圧
弁６において主弁体３０のストロークを小さくできる。
そのため、スプリング３２の使用範囲、換言すれば、撓
み量を図３のごとく小さくできる。

【００４３】図３は縦軸にスプリング３２のばね力をと
り、横軸にスプリング３２の撓み量およびスプリング長
さをとったものである。図中、実線は定差圧弁６のみを
使用する場合の特性であり、この場合は広範な温水圧力
変動吸収のために主弁体３０のストロークを大きくする
必要があるので、スプリング３２の使用範囲（撓み量）
もＢに示すように大きくなってしまう。

【００４４】これに対し、本発明では、主弁体３０によ
る温水供給圧の変動吸収作用を副弁体３８により助ける
ことができるため、破線で示す特性となり、主弁体３０
のストロークは小さくすみ、スプリング３２の使用範囲
（撓み量）もＡに示すように、前記Ｂに比して大幅に減
少できる。これにより、スプリング３２の自励振動の発
生を防止して、騒音の発生を防止できる。

【００４５】（第２実施例）図４、５は、本発明による
流量制御弁４、定差圧弁６及びサーボモータ１２を熱交
換器３に予め一体化しておいて、その後にこれらの一体
構造物を通風ダクト（ヒータケース）８に対して組み付
けるようにして、組付性の向上、熱交換器部分の形状の
小型化を図った実施例である。

【００４６】暖房用熱交換器３は、その下方部に温水の
入口側タンク３ａを有し、その上方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３
ａ、３ｂの間に、多数の並列設置された偏平チューブ３
ｄ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３
ａから出口側タンク３ｂへの一方向（下方から上方への
一方向）のみに温水が流れる一方向流れ（全パス）タイ
プとして構成されている。

【００４７】図４、５の構成について、さらに述べる
と、流量制御弁４は本例では４つの温水出入口を弁ハウ
ジング１４に一体成形している。すなわち、弁ハウジン
グ１４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、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１の温
水出口パイプ２０、エンジン１に温水を還流させる第２
の温水出口パイプ２２、および熱交換器３出口からの温
水が流入する第２の温水入口パイプ２３が樹脂にて一体
成形されている。

【００４８】また、弁ハウジング１４内には、第１の温
水入口パイプ１９から弁体１３を介して第２の温水出口
パイプ２２に温水を直接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１３には、上記各パイ
プ１９、２０およびバイパス回路５の開口面積を後述の
所定の相関関係を持って調整する制御流路１７ａ、１７
ｂ（図１参照）が形成されている。この弁体１３は、そ
のシャフト４０が扇形ギヤ４１の回転中心穴（扇の要の
位置）に一体に嵌合して連結されている。さらに、扇形
ギヤ４１は減速用ギヤ４２を介してサーボモータ１２の
回転軸に連結されている。

【００４９】弁ハウジング１４内に形成されたバイパス
回路５には、定差圧弁６の主弁体３０が配設されてい
る。この定差圧弁６の主弁体３０は樹脂により略円錐状
に形成され、その底面凹部３０ａにコイルスプリング３
２（バネ手段）の一端が当接して、定差圧弁６の主弁体
３０を図４、５の下方（閉弁方向）に押圧するようにな
っている。この定差圧弁６の主弁体３０の中心部には穴
３０ｂが開けてあり、この穴３０ｂは定差圧弁６の主弁
体３０の閉弁時にもバイパス回路５に所定流量の温水が
流れるようにするためのものである。

【００５０】２７は弁座を形成する隔壁で、その中心部
には定差圧弁６の主弁体３０により開閉される円形穴を
有している。なお、図５では弁ハウジング１４の上蓋４
３を取り外した状態を示している。一方、主弁体３０と
樹脂により一体成形されている副弁体３８は、熱交換器
３の出口側タンク３ｂからの温水が流入する第２の温水
入口パイプ２３の端部に対向するように配置されてい
る。この副弁体（可変絞り弁）３８は、主弁体３０がバ
イパス回路５の開度を増大するに従って、第２の温水入
口パイプ２３の流路開度を減少するように構成されてい
る。

【００５１】本例では、流量制御弁４の第２の温水入口
パイプ２３は、熱交換器３の出口側温水流路１５を形成
する接続パイプ１５ａを介して熱交換器３の出口側タン
ク３ｂに接続されている。ここで、接続パイプ１５ａ
は、アルミニュウム等の金属、または樹脂等の剛体で成
形されている。また、流量制御弁４の第１の温水出口パ
イプ２０は、熱交換器３の入口タンク３ａに直接接続さ
れている。

【００５２】以上の構成により、本例では、流量制御弁
４に定差圧弁６の主弁体３０、副弁体３８、及びサーボ
モータ１２等を一体化しておき、さらにこれらを熱交換
器３に一体化することができる。 （第３実施例）図６に示すように、流量制御弁４をバイ
パス回路５の入口分岐点より温水下流側に設置して、流
量制御弁４を、エンジン１側から温水が流入する温水入
口パイプ１９と熱交換器３側へ温水を流出させる温水出
口パイプ２０のみを有する通常の２方弁タイプとして構
成したものである。他の点は、図１と同じであるので、
説明を省略する。

【００５３】なお、本発明は自動車用の温水式暖房装置
に限らず、暖房用熱交換器３に加わる温水圧力が変動す
る温水式暖房装置であれば、家庭用等の種々の用途の暖
房装置にも適用できることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す温水回路図である。

【図２】エンジン回転数の変動と吹出し空気温度との関
係を示すグラフである。

【図３】定差圧弁におけるバネ仕様を示す特性図であ
る。

【図４】本発明の第２実施例を示す熱交換器と流量制御
弁との一体化構成を示す部分断面正面図である。

【図５】図４の側面図で、流量制御弁の上蓋を取り外し
状態を示す。

【図６】本発明の第３実施例を示す温水回路図である。

【符号の説明】

１……エンジン、３……暖房用熱交換器、４……流量制
御弁、５……バイパス回路、６……定差圧弁（圧力応動
弁）、３０……主弁体、３８……副弁体（可変絞り
弁）。

フロントページの続き (72)発明者 杉 光 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４−365616（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−113611（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭50−29235（ＪＰ，Ｙ１) 特表 平７−509674（ＪＰ，Ａ) 国際公開94／004382（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/08 F16K 11/00 - 11/24

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温水供給源と、 この温水供給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、 前記温水供給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、 前記暖房用熱交換器をバイパスして温水を流すバイパス
   回路と、 このバイパス回路に設けられ、前記温水供給源から供給
   される温水の圧力上昇に応じて、前記バイパス回路の開
   度を増大する圧力応動弁と、 この圧力応動弁と連動して作動するように構成され、前
   記圧力応動弁が前記バイパス回路の開度を増大するに従
   って、前記暖房用熱交換器を通る温水の流路の開度を減
   少する可変絞り弁とを備え、 前記圧力応動弁および前記可変絞り弁が前記流量制御弁
   から機械的に切り離して配置され、前記圧力応動弁およ
   び前記可変絞り弁が前記流量制御弁に対して独立に作動
   す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】 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、 前記エンジン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、 前記エンジン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、 前記暖房用熱交換器をバイパスして温水を流すバイパス
   回路と、 このバイパス回路に設けられ、前記エンジンから供給さ
   れる温水の圧力上昇に応じて、前記バイパス回路の開度
   を増大する圧力応動弁と、 この圧力応動弁と連動して作動するように構成され、前
   記圧力応動弁が前記バイパス回路の開度を増大するに従
   って、前記暖房用熱交換器を通る温水の流路の開度を減
   少する可変絞り弁とを備え、 前記圧力応動弁および前記可変絞り弁が前記流量制御弁
   から機械的に切り離して配置され、前記圧力応動弁およ
   び前記可変絞り弁が前記流量制御弁に対して独立に作動
   す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。
3. 【請求項３】 前記暖房用熱交換器の出口側温水流路
   と、前記バイパス回路との合流点に、前記圧力応動弁が
   設置されており、 前記圧力応動弁のハウジング内に、前記圧力応動弁の弁
   体および前記可変絞り弁の弁体が収納されていることを
   特徴とする請求項１または２に記載の温水式暖房装置。
4. 【請求項４】 前記圧力応動弁の弁体は、前記バイパス
   回路の温水圧力とこの温水圧力に対向するスプリングの
   力とに応じて作動するようになっており、 前記圧力応動弁の弁体と前記可変絞り弁の弁体が、前記
   圧力応動弁のハウジング内に移動可能に支持された軸に
   より一体に連結されていることを特徴とする請求項３に
   記載の温水式暖房装置。
5. 【請求項５】 前記バイパス回路、前記圧力応動弁およ
   び前記可変絞り弁が前記流量制御弁に一体に構成されて
   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】 前記流量制御弁が前記暖房用熱交換器に
   一体に構成されていることを特徴とする請求項５に記載
   の温水式暖房装置。