JPH10129242A - 車両用温水式暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行用エンジン１で駆動されるウオータポン
プ２の回転数変動に基づく温水圧力変動に起因する熱交
換器７の吹出空気温度の変動、およびラム圧の変動に基
づく外気導入量の変動に起因する熱交換器吹出空気温度
の変動をともに低減する。 【解決手段】 外気モード時に、車速が所定量（０〜１
５０ｋｍ／ｈ）変化したときに発生するラム圧変化に基
づく外気導入量の変化に起因する吹出空気温度の変動分
をΔＴａ１とし、内気モード時に、車速が前記所定量変
化したときに発生するエンジン回転数変動に基づく温水
圧力の変化に起因する吹出空気温度の変動分をΔＴａ２
としたとき、ΔＴａ２がΔＴａ１の略１／２となるよう
に、車速が前記所定量変化したときに発生するエンジン
回転数変動範囲における、圧力応動弁６の開度目標値を
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は温水流量を制御する
流量制御弁を用いて吹出空気温度を制御する車両用温水
式暖房装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、温水式暖房装置を含む車両用空調
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。ところで、車両用空調装置にお
いては、上記暖房用熱交換器を含む温水回路に、温水
（エンジン冷却水）を循環させる手段として、走行用エ
ンジンで駆動されるウオータポンプを使用しているの
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。

【０００３】この温水圧力の変動は、熱交換器への温水
流量を変動させるので、熱交換器吹出空気温度を変動さ
せる要因となる。そこで、本発明者らは、先に、特開平
８−７２５２９号公報等において、熱交換器吹出空気温
度の変動を抑制する温水式暖房装置を提案している。こ
の従来の装置は、水冷式の走行用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、エンジンから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、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を備えている。

【０００４】そして、このバイパス回路に、エンジンか
ら供給される温水の圧力上昇に応じて、バイパス回路の
開度を増大する圧力応動弁を設け、この圧力応動弁によ
り暖房用熱交換器前後の差圧の上昇（熱交換器への温水
流量の増加）を抑制して、熱交換器吹出空気温度の変動
を抑制するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両用空調
装置においては、周知のごとく、内気（車室内空気）を
吸入して再循環する内気モードと、外気（車室外空気）
を取り入れる外気モードとを、空調の作動条件に応じて
切替設定して、車室内の空調を行うようにしている。

【０００６】そして、車室内への吹出空気温度を自動制
御する場合には、暖房用熱交換器の空気下流温度、すな
わち吹出空気温度を温度センサにて検出して、流量制御
弁の弁開度をフィードバック制御している。従って、外
気モードの場合に車速とともに変化するラム圧（走行動
圧）により、外気導入口から空調装置通風ダクト内に導
入される外気量が変動して暖房用熱交換器の吹出空気温
度が変動しようとしても、上記フィードバック制御によ
り吹出空気温度の変動を自動的に低減できる。

【０００７】車両用空調装置の低コスト化のためには、
流量制御弁の弁開度を自動制御する方式から、乗員のマ
ニュアル操作により直接調整する方式に変更することが
有効であり、本発明者はこのマニュアル操作方式の温水
式暖房装置の開発を試みている。このマニュアル操作方
式のものについて、本発明者らが実験検討したところ、
外気モード時に車速が停車時から高速走行まで大きく変
動するに伴ってラム圧も大きく変動し、これにより外気
導入量の変動が発生し、吹出空気温度が大きく変動して
しまうことが分かった。

【０００８】そこで、本発明は上記点に鑑みて、走行用
エンジンで駆動されるウオータポンプの回転数変動に基
づく温水圧力変動に起因する熱交換器吹出空気温度の変
動、および、ラム圧の変動に基づく外気導入量の変動に
起因する熱交換器吹出空気温度の変動をともに低減する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】まず最初に、本発明によ
る課題解決のための考え方について図１３により説明す
ると、図１３（ａ）〜（ｇ）の縦軸は熱交換器吹出空気
温度Ｔａの目標温度に対する変動値、および圧力応動弁
の開度（弁リフト量）であり、横軸はラム圧と比例関係
にある車速（エンジン回転数Ｎｅ）である。

【００１０】ここで、車速の上昇（＝エンジン回転数の
上昇）とともに、エンジンから供給される温水圧力が上
昇する。そこで、図１３（ａ）に示すように、内気モー
ド時に車速（エンジン回転数）の上昇による熱交換器吹
出空気温度Ｔａの上昇を相殺するように、バイパス回路
の圧力応動弁の開度目標値（すなわち、吹出空気温度変
動の吸収目標値）を設定したときは、内気モード時にエ
ンジン回転数の上昇による温水圧力の上昇に見合った量
の温水をバイパス回路にバイパスさせることができるの
で、熱交換器吹出空気温度Ｔａの変動を防止できる。な
お、車速＝１５０ｋｍ／ｈにおける圧力応動弁の開度
（弁リフト量）はＨ１である。

【００１１】しかし、圧力応動弁による温水パイパス量
は、外気モード時における車速（ラム圧）の上昇による
外気導入量の増加を考慮していないので、図１３（ｂ）
に示すように、外気モード時には、この外気導入量の増
加分だけ、熱交換器吹出空気温度Ｔａが低下してしま
う。本発明者らの実験例によると、エンジンがアイドル
時から１５０ｋｍ／ｈの車速上昇により、外気導入量が
８０ｍ³ ／ｈ以上増加して、吹出空気温度Ｔａの低下量
ΔＴａが−１０°Ｃにも達する場合があった。

【００１２】そこで、バイパス回路の圧力応動弁の開度
目標値（すなわち、吹出空気温度変動の吸収目標値）
を、上記車速（ラム圧）の上昇による外気導入量の増加
分をも考慮した値に減少（バイパス回路側への温水バイ
パス量を減少）させると、図１３（ｄ）に示すように、
外気モード時には、車速による熱交換器吹出空気温度Ｔ
ａの変動を防止する（ΔＴａ＝０°Ｃ）ことが可能とな
る。

【００１３】しかし、その代わり、内気モード時には、
ラム圧による外気導入量の増加が発生しないので、車速
が高いときには、エンジン回転数の上昇による温水圧力
の上昇が原因となって、暖房用熱交換器への温水流量が
増加する。これにより、熱交換器吹出空気温度Ｔａが上
昇してしまう。本発明者らの実験例によると、エンジン
がアイドル時から１５０ｋｍ／ｈの車速上昇により、暖
房用熱交換器への温水流量の増加によって吹出空気温度
Ｔａの上昇量ΔＴａが１０°Ｃにも達する場合があっ
た。車速＝１５０ｋｍ／ｈにおける圧力応動弁の開度
（弁リフト量）はＨ２（Ｈ２＜Ｈ１）である。

【００１４】ところで、上記図１３（ａ）〜（ｄ）の実
験結果から理解されるように、図１３（ｂ）に示す外気
モード時の吹出空気温度Ｔａの低下量と図１３（ｃ）に
示す内気モード時の吹出空気温度Ｔａの上昇量が、目標
温度に対してそれぞれ逆方向への変動であり、かついず
れも車速（エンジン回転数Ｎｅ）をパラメータとして変
動するものである。

【００１５】そこで、上記点に着目して、請求項１〜５
記載の発明では、外気モード時に、車速が所定量変化し
たときに発生するラム圧変化に基づく外気導入量の変化
に起因する吹出空気温度の変動分をΔＴａ１とし、内気
モード時に、車速が前記所定量変化したときに発生する
エンジン（１）の回転数変動に基づく温水圧力の変化に
起因する吹出空気温度の変動分をΔＴａ２としたとき、
前記ΔＴａ２が前記ΔＴａ１の１／４〜３／４の範囲内
となるように、車速が前記所定量変化したときに発生す
るエンジン（１）の回転数変動範囲における、圧力応動
弁（６）の開度目標値を設定することを特徴としてい
る。

【００１６】より好ましくは、請求項５記載の発明のご
とく、前記ΔＴａ２が前記ΔＴａ１の略１／２となるよ
うに、車速が前記所定量変化したときに発生する前記エ
ンジン（１）の回転数変動範囲における、圧力応動弁
（６）の開度目標値を設定することがよい。本発明にお
いて、車速が所定量変化するとは、例えば、停車時（ア
イドル時）から１５０ｋｍ／ｈの車速のように、車両変
速機ギヤがトップギヤにシフトアップされている高速走
行状態の所定速度まで、車速が変化することである。そ
して、前記所定速度（例えば、１５０ｋｍ／ｈ）におけ
る、ラム圧に基づく外気導入量増加に起因する吹出空気
温度の変動分（ΔＴａ１）と、前記所定速度（例えば、
１５０ｋｍ／ｈ）における、エンジン回転数上昇に基づ
く温水圧力増加に起因する吹出空気温度の変動分（ΔＴ
ａ２）とが上記の関係を満足するように圧力応動弁
（６）の開度目標値を設定しているのである。

【００１７】ここで、圧力応動弁（６）の開度目標値の
設定は、具体的には、例えば、圧力応動弁（６）の弁体
（３０）にばね力を作用させるばね手段（３２）のばね
定数の調節により行うことができる。また、ばね手段
（３２）のばね定数の調節でなく、流量制御弁（４）に
おける温水流路形状の変更により圧力応動弁（６）の弁
体（３０）への温水の動圧の作用の仕方を変えることに
より、圧力応動弁の開度目標値を変更できる。

【００１８】図１３（ｅ）〜（ｇ）は、請求項６記載の
発明のごとく前記ΔＴａ２が前記ΔＴａ１の略１／２と
なるように、圧力応動弁（６）の開度目標値を設定した
場合を示しており、これにより、車速＝１５０ｋｍ／ｈ
における圧力応動弁の開度（弁リフト量）はＨ３（Ｈ２
＜Ｈ３＜Ｈ１）となり、外気モードにおける車速＝１５
０ｋｍ／ｈでの吹出空気温度の変動分は−５°Ｃとな
り、また、内気モードにおける車速＝１５０ｋｍ／ｈで
の吹出空気温度の変動分は＋５°Ｃとなる。

【００１９】すなわち、温水圧力変動に起因する熱交換
器吹出空気温度の変動、および、ラム圧の変動に基づく
外気導入量の変動に起因する熱交換器吹出空気温度の変
動をともに図１３（ｂ）、（ｃ）の場合より低減するこ
とが可能となる。なお、本発明において、請求項５記載
の発明のごとく前記ΔＴａ２が前記ΔＴａ１の略１／２
となるように、圧力応動弁（６）の開度目標値を設定す
ることは、温水圧力変動による吹出空気温度変動、およ
び、ラム圧変動による吹出空気温度変動をともに同程度
（上記の例では５°Ｃ）に低減することができ、実用上
最も有効であるが、本発明はこのような設定に限定され
るものではなく、前述のΔＴａ２がΔＴａ１に対して１
／４〜３／４の範囲となるように、圧力応動弁６の開度
目標値を設定してもよい。

【００２０】このような設定としても、後述の比較例の
特性（図８の、の特性）に比較して、変動幅ΔＴａ
を低減でき、有利である。次に、請求項６〜９記載の発
明は、本発明の第２の特徴をなすものであって、以下の
着眼点に基づいて案出されたものである。すなわち、車
両用空調装置における内気モードは、冷房熱負荷を低減
するために、通常、夏期の冷房時（熱交換器吹出空気温
度の低温領域）に使用され、一方、外気モードは窓ガラ
スの曇り止めのため、通常、冬期の暖房時（熱交換器吹
出空気温度の高温領域）に使用される。従って、流量制
御弁（４）の開度が所定開度（例えば、３０°）未満で
あると内気モードの使用頻度が大となり、そして、流量
制御弁（４）の開度が所定開度（例えば、３０°）以上
になると外気モードの使用頻度が大となる。

【００２１】そこで、上記内外気モードの切替特性に注
目して、請求項６〜９記載の発明では、流量制御弁
（４）の開度が所定開度（例えば、３０°）未満である
小開度流域では、内気モードにおけるエンジン回転数の
変動に基づく温水圧力の変化に起因する吹出空気温度の
変動分を吸収できるように、圧力応動弁（６）の開度目
標値を設定する。

【００２２】これに対して、流量制御弁（４）の開度が
所定開度（例えば、３０°）以上である大開度領域で
は、外気モードにおけるラム圧変化に基づく外気導入量
の変化に起因する吹出空気温度の変動分を吸収できるよ
うに、圧力応動弁（６）の開度目標値を切替設定するこ
とを特徴としている。これにより、内気モードにおける
エンジン回転数の変動に基づく温水圧力の変化による吹
出空気温度の変動分および外気モードにおけるラム圧変
化による吹出空気温度の変動分を両方とも圧力応動弁
（６）の温水バイパス調整作用にて良好に吸収でき、内
外気いずれのモードでも、吹出空気温度の変動をほとん
どなくすことができる。

【００２３】上記のように、流量制御弁（４）の開度の
大小に関連して、圧力応動弁（６）の開度目標値を切替
設定する具体的手段としては、例えば、請求項７、８に
記載のごとく構成すればよい。すなわち、流量制御弁
（４）の弁体（４ａ）の制御流路（１７０）に、温水入
口（１９）からの温水が流入する入口側開口部（１７
１、１７１ａ）と、この入口側開口部（１７１、１７１
ａ）に流入した温水を温水出口（２０）側に流出させる
出口側開口部（１７３、１７３ａ）と、入口側開口部
（１７１、１７１ａ）に流入した温水をバイパス開口
（２１）側に流出させるバイパス側開口部（１７２）と
を備え、前記入口側開口部には、弁体（４ａ）の開度が
小さいときに、温水入口（１９）と連通する小開度側の
部分（１７１ａ）と、弁体（４ａ）の開度が大きいとき
に、温水入口（１９）と連通する大開度側の部分（１７
１）が備えられており、小開度領域においては、小開度
側の部分（１７１ａ）を通して温水が出口側開口部（１
７３、１７３ａ）およびバイパス側開口部（１７２）に
流れ、大開度領域においては、大開度側の部分（１７
１）を通して温水が出口側開口部（１７３、１７３ａ）
およびバイパス側開口部（１７２）に流れるようになっ
ており、そして、前記小開度領域における圧力応動弁６
の開度目標値を、小開度側の部分（１７１ａ）から噴出
する温水の主流が圧力応動弁（６）に設けられた弁体
（３０）側に向くことにより設定し、大開度領域におけ
る圧力応動弁６の開度目標値を、大開度側の部分（１７
１）から噴出する温水の主流が圧力応動弁（６）の弁体
（３０）とは異なる方向に向くことにより設定すればよ
い。

【００２４】なお、上記各手段に付した括弧内の符号
は、後述する実施形態に記載する具体的手段との対応関
係を示す。

【００２５】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１〜図９は本発明の第１実施形態を
示すもので、図１、２は本発明による流量制御装置の具
体的構造を示し、図３は本発明装置を適用した車両用空
調装置の通風系の概要を示すもので、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。

【００２６】３は本発明による流量制御装置であって、
温水出入口を３つ有する三方弁タイプの流量制御弁４
と、バイパス回路５と、バイパス回路５に設けられた圧
力応動弁（バイパス弁）６とを一体に構成している。こ
こで、バイパス回路５は温水回路において暖房用熱交換
器（ヒータコア）７と並列に設けられるものである。圧
力応動弁６はエンジン１から供給される温水の圧力上昇
に応じて、バイパス回路５の開度を増大することより、
エンジン１の回転数変動によりウオータポンプ２の回転
数が変動しても、暖房用熱交換器７の前後差圧を一定に
近づける役割を果たすものである。

【００２７】また、暖房用熱交換器７は図３に示すよう
に空調ユニット８の空気通路（通風ダクト）９内に設置
されて、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ものである。空調ユニ
ット８の空気通路９は、その上流端に内外気切替箱１０
を有し、この内外気切替箱１０は外気導入口１０ａと、
内気導入口１０ｂ、１０ｂと、内外気切替ドア１０ｃ、
１０ｃとを備え、内気と外気を切替導入可能になってい
る。この内外気切替箱１０から導入される空気は送風機
１１により空気通路９内を送風される。１２は冷房用熱
交換器で、冷凍サイクルの蒸発器からなり、冷媒の蒸発
潜熱を送風空気から吸熱して、送風空気を冷却する。

【００２８】冷房用熱交換器１２で冷却された冷風は、
暖房用熱交換器７により所望の温度まで再加熱されて温
度調整される。暖房用熱交換器７による加熱量の調整
は、流量制御弁４により暖房用熱交換器７への温水量を
調整することにより行うことができる。空気通路９の下
流端には、温度調整後の空気を車室内の乗員顔部に向け
て吹き出すフェイス吹出口１３ａ、乗員の足元に吹き出
すフット吹出口１３ｂ、車両窓ガラスに向けて吹き出す
デフロスタ吹出口１３ｃ等の吹出口が設けられている。

【００２９】図１、２から理解されるように、流量制御
弁４は樹脂材料にて円柱状に成形された弁体４ａを有し
ており、弁体４ａには温水流量制御用の制御流路１７０
が形成されており、この制御流路１７０の詳細は後述す
る。また、流量制御装置３は、やはり樹脂にて成形され
た弁ハウジング１４とを有している。この弁ハウジング
１４のうち、略円筒状に成形された第１収納部１４ａ内
に円柱状弁体４ａが回動可能に配置され、収納されてい
る。従って、弁体４ａは回動可能なロータとして構成さ
れている。

【００３０】また、弁ハウジング１４には、第１収納部
１４ａに隣接して、圧力応動弁６を収納する第２収納部
１４ｂが一体成形されている。圧力応動弁６は第２収納
部１４ｂに対して図１の上下方向にリフト可能に配置さ
れ、収納されている。そして、これら第１、第２収納部
１４ａ、１４ｂの上部開口端部には、図２に示す樹脂製
の蓋板１４ｃがねじ（図示せず）等により脱着可能に取
付られており、この蓋板１４ｃにより第１、第２収納部
１４ａ、１４ｂの上部開口端部が密封されている。

【００３１】上記弁ハウジング１４のうち、第１収納部
１４ａには、エンジン１からの温水が流入する第１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７に向けて流出させる第１温水出口パイ
プ２０、及び熱交換器７のバイパス回路５に向けて温水
を流出させるバイパス用開口２１が一体成形されてい
る。

【００３２】ここで、本例では、第１収納部１４ａの円
周面に第１温水入口パイプ１９とバイパス用開口２１と
を、略直交する位置関係で配置するとともに、第１温水
出口パイプ２０は、第１収納部１４ａの軸方向の一端面
（図２の底面側）に配置してある。さらに、第２収納部
１４ｂには、熱交換器７から流出した戻り温水が流入す
る第２温水入口パイプ２６及びエンジン１に温水を戻す
第２温水出口パイプ２８が一体成形されている。従っ
て、熱交換器７のバイパス回路５は第２収納部１４ｂ内
に形成されることになる。

【００３３】圧力応動弁６は、バイパス用開口２１を開
閉する弁体３０を有し、この弁体３０は円板部の中心部
をバイパス用開口２１側へ突出させた形状になってい
る。この弁体３０には、コイルスプリング（ばね手段）
３２のばね力が閉弁方向（図１の下方）に作用してい
る。このコイルスプリング３２の上端部は座板２７によ
り支持されており、この座板２７は、スプリング力によ
り第２収納部１４ｂの内壁面に圧着している。この座板
２７の中心部には円筒部２７ａが形成されており、この
円筒部２７ａには弁体３０と一体の軸部３１の上端部が
摺動可能に嵌合して、弁体３０の上下動を案内する。

【００３４】そして、弁体３０前後の差圧、すなわち、
バイパス用開口２１と第２温水入口パイプ２６との温水
差圧が所定値に達すると、スプリング３２のばね力に抗
して弁体３０が図１の上方へリフトして弁座３３から開
離し、弁体３０が開弁するようになっている。ここで、
弁座３３はバイパス用開口２１を形成する内壁面に一体
成形されている。

【００３５】円柱状の弁体４ａの軸方向端部（図２の上
端部）には、弁体４ａを回動操作するためのシャフト４
ｂが一体に成形されている。このシャフト４ｂは蓋板１
４ｃを貫通して弁ハウジング１４の外部に突出してい
る。このシャフト４ｂの外部への突出端部にマニュアル
操作用のリンクレバー（操作手段）４ｃの回転中心部を
一体に連結し、このリンクレバー４ｃを周知のレバー、
ワイヤ等を用いた操作力伝達機構を介して、図示しない
空調操作パネルのマニュアル式の温度調整部材に連結す
るようにしてある。

【００３６】これにより、車室内の計器盤近傍に設置さ
れる空調操作パネルの温度調整部材（具体的にはレバー
部材、ダイヤル部材等）を乗員が手動操作することによ
り、弁体４ａを回動操作することができる。４０、４
１、４２はゴム等の弾性材からなるシール部材で、その
全体形状は図４に示すように矩形状に成形されており、
その中央部に穴部４０ａ、４１ａ、４２ａを有してい
る。これらのシール部材のうち、シール部材４０、４２
は円柱状弁体４ａの外周面と弁ハウジング１４の第１収
納部１４ａの内周面との間に配置されており、また、シ
ール部材４１は、弁体４ａと第１収納部１４ａの相互の
軸方向の一端面間に配置されている。

【００３７】このシール部材４０、４１、４２は弁体４
ａの制御流路１７０を介することなく、直接パイプ１
９、２０、バイパス用開口２１間で温水が流通してしま
うことを防ぐとともに、上記穴部４０ａ、４１ａ、４２
ａと弁体４ａの制御流路１７０との連通形状により温水
流路の絞りを構成するものである。本実施形態では、上
記弁体４ａの開度（弁体回転角）に応じて、制御流路１
７０により図５に示す所定の相関関係を持って各パイプ
１９、２０、バイパス用開口２１の開口面積Ａ１、Ａ
２、Ａ３を制御するように構成してある。ここで、Ａ１
は第１温水入口パイプ１９の開口面積であり、Ａ２は第
１温水出口パイプ２０の開口面積であり、Ａ３はバイパ
ス用開口２１の開口面積である。

【００３８】この図５に示す相関関係を実現するため
に、上記弁体４ａの制御流路１７０とシール部材４０、
４１、４２の穴部４０ａ、４１ａ、４２ａの具体的形状
は図６に示すごとく設定されている。図６（ａ）は図２
の矢印Ｂ方向からみたシール部材４１の穴部４１ａと制
御流路１７０の開口形状を示し、図６（ｂ）は弁体４ａ
の円周面の展開形状を示し、図６（ｃ）は弁体４ａの軸
方向中央位置における断面形状を示している。そして、
図６では、弁体開度を０°から９５°までの９段階に変
化させた場合における、制御流路１７０と各穴部４０
ａ、４１ａ、４２ａとの連通状態の変化を示している。

【００３９】図６（ｂ）、（ｃ）および図１に示すよう
に、弁体４ａの円周面には、制御流路１７０の入口側開
口部１７１、１７１ａおよびバイパス側開口部１７２を
配置し、この入口側開口部１７１、１７１ａおよびバイ
パス側開口部１７２により温水入口パイプ１９及びバイ
パス用開口２１の開口面積Ａ１、Ａ３を調整する。この
入口側開口部１７１、１７１ａは、シール部材４０の円
形の穴部４０ａ（図４参照）との連通形状を変化させる
ものであって、入口側開口部１７１は図示のごとき嘴状
の細長開口部分１７１′を有する形状であり、弁体開度
が３０°を超えると嘴状の細長開口部分１７１′の先端
部分から穴部４０ａに連通するようになっている。ま
た、入口側開口部１７１ａはφ２相当の微小の円形穴形
状であり、弁体開度が０の時（暖房停止時）にも穴部４
０ａに連通するようになっている。この入口側開口部１
７１ａは弁体開度が４０°を超えると、穴部４０ａとの
連通を遮断する。

【００４０】また、バイパス側開口部１７２は長方形の
一辺を円弧状にした形状であり、一方、このバイパス側
開口部１７２が連通するシール部材４２の穴部４２ａは
円形の一部に凹部を形成した形状になっており、この穴
部４２ａの凹部は、弁体開度が最大暖房能力位置の開度
（９５°）およびその近傍になったとき、入口側開口部
１７１ａと穴部４２ａとの連通を防止するためのもので
ある。

【００４１】また、弁体４ａの軸方向の一端面には、制
御流路１７０の出口側開口部として２個の開口部１７
３、１７３ａ（図６（ａ）、図１参照）を配置し、この
出口側開口部１７３、１７３ａにより温水出口パイプ２
０の開口面積Ａ２を調整する。この出口側開口部１７
３、１７３ａはシール部材４１の穴部４１ａとの連通形
状を変化させるものであって、この穴部４１ａは、図
４、図６（ａ）に示すように、弁体４ａの回動中心を通
過する細長形状であり、弁体４ａの回動中心部位は一段
と細くした形状にしてある。

【００４２】一方、弁体４ａの出口側開口部１７３、１
７３ａは、弁体４ａの最大冷房位置（弁体開度＝０°）
において、前記穴部４１ａを中間に挟むように配置され
ている。そして、この２個の出口側開口部１７３、１７
３ａのうち、１つの開口部１７３のみに、弁体４ａが所
定開度以下の小流量制御域の回動位置（例えば弁体開度
＝４０°以下の開度位置）にあるとき、穴部４１ａと連
通する微小開口部１７３′を形成している。

【００４３】以上の説明から理解されるように、弁体４
ａの入口側開口部１７１、１７１ａとシール部材４０の
穴部４０ａとにより、温水入口パイプ１９からの温水の
絞り部（第１の絞り部）を形成し、弁体４ａの出口側開
口部１７３、１７３ａとシール部材４１の穴部４１ａと
により、温水出口パイプ２０への温水の絞り部（第２の
絞り部）を形成し、弁体４ａのバイパス側開口部１７２
とシール部材４２の穴部４２ａとにより、バイパス用開
口２１への絞り部（第３の絞り部）を形成している。図
４、５において、符号Ａ１〜Ａ３はこの各絞り部の開口
面積を示す。

【００４４】なお、図２、３において、暖房用熱交換器
７は、その下方部に温水の入口側タンク７ａを有し、そ
の上方部に温水の出口側タンク７ｂを有しており、そし
てこの上下の両タンク７ａ、７ｂの間に、多数の並列配
置された偏平チューブとコルゲートフィンとからなるコ
アー部７ｃが形成されている。ここで、コアー部７ｃは
入口側タンク７ａから出口側タンク７ｂ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。

【００４５】なお、図示しないが、本発明による流量制
御弁４および圧力応動弁６を熱交換器７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空気通路（通
風ダクト）９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てもよい。次
に、上記構成において作動を説明する。いま、空調操作
パネルのマニュアル式の温度調整部材により流量制御弁
４の弁体４ａが最大暖房位置（最大開度の位置）に回動
操作されると、本例では弁体４ａが図５、６に示す弁開
度：９５°の位置まで回動される。

【００４６】これにより、弁体４ａの制御流路１７０の
入口側開口部１７１が温水入口パイプ１９のシール部材
４０の穴部４０ａと最大面積で重畳するとともに、制御
流路１７０の出口側開口部１７３、１７３ａが温水出口
パイプ２０のシール部材４１の穴部４１ａと最大面積で
重畳し、この両パイプ１９、２０を全開する。一方、制
御流路１７０のバイパス側側開口部１７２はバイパス用
開口２１のシール部材４２の穴部４２ａと連通しないの
で、バイパス用開口２１は全閉状態となる。

【００４７】その結果、エンジン１からの温水は最大流
量で熱交換器７側に流入して、バイパス回路５には温水
が流れない。これにより、熱交換器７は最大暖房能力を
発揮できる。次に、最大冷房時（自動車用空調装置に冷
房機能が装備されていないときは、送風のみの暖房停止
時となる）には、流量制御弁４の弁体４ａが温度調整部
材により開度零の位置（具体的には図５、６の弁体開
度：０°の位置）まで回動される。この開度零の位置で
は、弁体４ａの制御流路１７０のバイパス側側開口部１
７２の大部分がバイパス用開口２１のシール部材４２の
穴部４２ａと重畳してこのバイパス用開口２１を開口す
る。また、制御流路１７０の出口側開口部１７３、１７
３ａが温水出口パイプ２０のシール部材４１の穴部４１
ａと連通せず，温水出口パイプ２０を全閉する。

【００４８】一方、制御流路１７０の入口側開口部１７
１、１７１ａにおいては、図６（ｂ）の最上部に示すよ
うに、入口側開口部１７１ａのみが温水入口パイプ１９
のシール部材４０の穴部４０ａと重畳して連通する。こ
れにより、温水入口パイプ１９を全閉とせず、入口側開
口部１７１ａによりφ２丸穴相当の最小開口面積を設定
する。

【００４９】上記の弁体位置により、温水入口パイプ１
９からバイパス用開口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。また、
温水回路中の鋳砂は通常、φ１以下の微小物であるの
で、上記大きさの最小開口を設定することにより、鋳砂
等の異物による流量制御弁流路の閉塞を十分防止でき
る。

【００５０】次に、微少能力時には、弁体４ａが図５の
弁体開度３０°以下の位置に回動されるので、制御流路
１７０の入口側開口部１７１ａと出口側開口部１７３の
微小開口部１７３′が温水入口パイプ１９及び温水出口
パイプ２０の双方の穴部４０ａ、４１ａに対して小面積
で重畳し、温水入口パイプ１９の開口面積Ａ１及び温水
出口パイプ２０の開口面積Ａ２を双方とも絞っている２
段絞りの状態となる。しかも、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の中間流路１
７４部）は全開状態にあるバイパス用開口２１によって
十分大きな開口面積Ａ３でバイパス回路５に連通してい
るので、この中間流路１７４の圧力を下げることができ
る。

【００５１】その結果、暖房用熱交換器７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ととも
に、温水入口パイプ１９及び温水出口パイプ２０の開口
面積を特別小さな開口面積に設定する必要がなくなるた
め、鋳砂等の異物による流量制御弁流路の閉塞を十分防
止できる。

【００５２】次に、中間能力時においては、弁体４ａが
図５の弁体開度３０°〜６０°の回動範囲にわたって、
回動され、この弁体回動範囲では、温水入口側絞り部開
口面積Ａ１および温水出口側絞り部開口面積Ａ２がほぼ
同等の大きさで増加するとともに、バイパス側絞り部開
口面積Ａ３が次第に減少する。これにより、暖房用熱交
換器７への温水流量を増加させて、吹出空気温度を次第
に高める。

【００５３】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。また、絞り
部開口面積の増加により、鋳砂等の異物による流路閉塞
の恐れがなくなるので、この状態では、温水入口側の絞
り部開口面積Ａ１と温水出口側の絞り部開口面積Ａ２を
同等に設定してある。

【００５４】次に、中間能力時〜大能力時においては、
弁体４ａが図５の弁開度６０°を越える回動位置から９
５°未満の回動位置にわたって、回動されることによ
り、上記両開口面積Ａ１、Ａ２がさらに増加するととも
に、バイパス側絞り部開口面積Ａ３が減少する。これに
より、暖房用熱交換器７への温水流量をさらに増加させ
て、吹出空気温度を高める。

【００５５】ところで、車両用空調装置の温水供給源を
なすエンジン１とウオータポンプ２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
は吹出空気温度調整に対する大きな外乱要素となる。そ
こで、本実施形態にあっては、暖房用熱交換器７のバイ
パス回路５に圧力応動弁６を設けている。この圧力応動
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、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、弁体３０が図１の上方へ移動し
て開弁し、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、圧力応動弁６はその弁体３
０前後の圧力差を一定値に維持するように作用する。

【００５６】このような圧力応動弁６の作用により、エ
ンジン１からの温水供給圧の変化による暖房用熱交換器
７への温水流量の変動を抑制することができる。しか
し、空調ユニット８において内外気切替箱１０が外気導
入状態（外気モード）に設定されているときは、車速の
変化に基づくラム圧の変化により空気通路９内への外気
導入量が変化するので、このことも外乱要素となって吹
出空気温度が変動する。

【００５７】図７は本発明者らの実験による外気導入量
増加のデータであり、横軸は車速およびラム圧をとり、
縦軸に外気導入量の増加分をとっている。図７に示すよ
うに例えば、車速＝６０ｋｍ／ｈにて、外気導入量の増
加分が３０ｍ³ ／ｈとなる。図８は上記ラム圧による吹
出空気温度の変動を示すグラフであり、縦軸に吹出空気
温度をとり、横軸に車速Ｖ、エンジン回転数Ｎｅおよび
ラム圧による風量増加分（外気導入量の増加分）をとっ
ている。図８において、Ｌｏは空調ユニット８の送風機
１１の風量が１５０ｍ³ ／ｈとなる小風量状態であり、
Ｍｅは送風機１１の風量が３００ｍ³ ／ｈとなる中風量
状態であり、Ｈｉは送風機１１の風量が４００ｍ³ ／ｈ
となる大風量状態である。

【００５８】小風量状態Ｌｏの場合が最もラム圧による
風量増加分の割合が高くなり、吹出空気温度の変動幅が
大きくなる。それ故、図８のグラフは小風量状態Ｌｏに
おける吹出空気温度の変動だけを示しており、０〜１５
０ｋｍ／ｈの車速変化により最大１０°Ｃの変動幅が発
生する。そこで、本実施形態においては、この圧力応動
弁６の開度目標値を以下のごとく設定することにより、
エンジン回転数変動に基づく温水圧力変動に起因する熱
交換器吹出空気温度の変動、およびラム圧の変動に基づ
く外気導入量の変動に起因する熱交換器吹出空気温度の
変動をともに低減することができる。

【００５９】以下、この点について詳述すると、外気モ
ード時に、車速が所定量変化（具体的には、停車時（ア
イドル時）から１５０ｋｍ／ｈの車速変化）したとき、
これに対応して発生するラム圧変化に基づく外気導入量
の変化に起因する吹出空気温度の変動分をΔＴａ１と
し、内気モード時に、車速が所定量変化（具体的には、
停車時（アイドル時）から１５０ｋｍ／ｈの車速変化）
したとき、これに対応して発生するエンジン１の回転数
変動（具体的には、アイドル時の７５０ｒｐｍから４０
００ｒｐｍの回転数変動）に基づく温水圧力の変化に起
因する吹出空気温度の変動分をΔＴａ２としたとき、Δ
Ｔａ２がΔＴａ１の略１／２となるように、前記エンジ
ン回転数変動範囲（具体的には、アイドル時の７５０ｒ
ｐｍから４０００ｒｐｍの回転数変動）における、圧力
応動弁６の開度目標値（すなわち、吹出空気温度変動の
吸収目標値）を設定している。このような開度目標値の
設定は、例えば、コイルスプリング３２のばね定数（Ｎ
／ｍｍ）の調整により行うことができる。

【００６０】図９は、上記のように開度目標値を設定し
た圧力応動弁６を有する温水式暖房装置による効果を示
す実験データのグラフであり、実験条件は図８中に示す
通りである。図９において、圧力応動弁６の無い場合
は、線に示すように、車速：０〜２５０ｋｍ／ｈ（エ
ンジン回転数：７５０ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍ）の変化
により、内気モード時における吹出空気温度Ｔａが３０
°Ｃから５４°Ｃまで上昇して、その変動幅ΔＴａは＋
２４°Ｃに達する。

【００６１】次に、線は、圧力応動弁６を設けるとと
もに、この圧力応動弁６の開度目標値を、内気モード時
に車速（エンジン回転数）の上昇による温水圧力上昇に
起因する熱交換器吹出空気温度Ｔａの上昇を相殺するよ
うに設定（上昇幅＝０°Ｃ）した場合を示しており、こ
の場合は、内気モード時には吹出空気温度Ｔａの変動を
防止できるものの、外気モード時には車速（ラム圧）の
上昇による外気導入量の増加分だけ、吹出空気温度Ｔａ
が低下してしまう。具体的には、上記の車速、エンジン
回転数の上昇に対して、吹出空気温度Ｔａが２０°Ｃま
で低下し、その変動幅ΔＴａは−１０°Ｃに達する。

【００６２】次に、線は圧力応動弁６を設けるととも
に、圧力応動弁６の開度目標値を車速（ラム圧）の上昇
による外気導入量の増加分を相殺する値に設定した場合
である。つまり、線はの場合よりも、圧力応動弁６
の開度目標値を減少（温水バイパス量を減少）させた場
合であり、この場合は外気モード時には、ラム圧による
吹出空気温度Ｔａの低下を防止できるものの、内気モー
ド時には、ラム圧による外気導入量の増加が発生しない
ので、エンジン回転数の上昇による温水圧力の上昇が原
因となって、熱交換器吹出空気温度Ｔａが上昇してしま
う。具体的には、上記の車速、エンジン回転数の変化に
対して、吹出空気温度Ｔａが４０°Ｃまで上昇し、その
変動幅ΔＴａは＋１０°Ｃに達する。

【００６３】これに対して、本実施形態によると、前述
のごとく、ΔＴａ２がΔＴａ１の略１／２となるよう
に、圧力応動弁６の開度目標値（すなわち、吹出空気温
度変動の吸収目標値）を設定しているため、外気モード
時には、線に示すように、上記の車速、エンジン回転
数の上昇に対して、吹出空気温度Ｔａが２５°Ｃまで低
下し、その変動幅ΔＴａは−５°Ｃに抑制することがで
きる。

【００６４】一方、内気モード時には、線に示すよう
に、上記の車速、エンジン回転数の上昇に対して、吹出
空気温度Ｔａが３５°Ｃまで上昇し、その変動幅ΔＴａ
は＋５°Ｃに抑制することができる。以上の結果、本実
施形態によると、車速：０〜２５０ｋｍ／ｈ（エンジン
回転数：７５０ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍ）の広範な変化
に対して、吹出空気温度Ｔａの変動幅ΔＴａを内気モー
ド、外気モードとも、±５°Ｃ以内の僅少値に抑制する
ことができ、マニュアル方式の温度調整であっても、乗
員が頻繁な温度調整操作を行う必要がない。

【００６５】なお、本実施形態では、前述のΔＴａ２が
ΔＴａ１の略１／２となるように、圧力応動弁６の開度
目標値（すなわち、吹出空気温度変動の吸収目標値）を
設定することにより、内気モード、外気モードとも、吹
出空気温度変動を±５°Ｃ以内の僅少値に抑制している
が、本発明はこのような設定の仕方に限定されるもので
はなく、前述のΔＴａ２がΔＴａ１に対して１／４〜３
／４の範囲となるように、圧力応動弁６の開度目標値を
設定してもよい。

【００６６】例えば、ΔＴａ２をΔＴａ１の１／４とな
るように、圧力応動弁６の開度目標値を設定した場合
は、図９の実験において、外気モード時の変動幅ΔＴａ
＝７．５°Ｃとなり、内気モード時の変動幅ΔＴａ＝
２．５°Ｃとなる。また、ΔＴａ２をΔＴａ１の３／４
となるように、圧力応動弁６の開度目標値を設定した場
合は、図９の実験において、外気モード時の変動幅ΔＴ
ａ＝２．５°Ｃとなり、内気モード時の変動幅ΔＴａ＝
７．５°Ｃとなる。

【００６７】従って、このような設定としても、比較例
の特性（図８の、の特性）に比較して、変動幅ΔＴ
ａを低減でき、有利である。 （第２実施形態）上述した第１実施形態では、圧力応動
弁６の開度目標値を流量制御弁４の弁体４ａの開度（図
５、６参照）と関係なく、ΔＴａ２とΔＴａ１とが所定
関係となるように設定しているが、第２実施形態は、流
量制御弁４の弁体４ａの開度に関連して、圧力応動弁６
の開度目標値を切り替えるようにしたものである。

【００６８】車両用空調装置における内気モードは、冷
房熱負荷を低減するために、通常、夏期の冷房時（熱交
換器吹出空気温度の低温領域）に使用され、一方、外気
モードは窓ガラスの曇り止めのため、通常、冬期の暖房
時（熱交換器吹出空気温度の高温領域）に使用される。
図１０は、第２実施形態による流量制御弁４の弁体４ａ
開度と、吹出空気温度との関係（温度制御特性）を示す
グラフであり、本発明者らの検討によれば、図１０にお
いて、流量制御弁４の弁体開度が３０°未満であると内
気モードの使用頻度が大となり、そして、流量制御弁４
の弁体開度が３０°以上になると外気モードの使用頻度
が大となる。

【００６９】そこで、上記内外気モードの切替特性に注
目して、第２実施形態では、流量制御弁４の弁体開度が
３０°未満である冷房側領域では、内気モードにおける
エンジン回転数の変動に基づく温水圧力の変化に起因す
る吹出空気温度の変動分を吸収できるように、圧力応動
弁６の開度目標値を設定する。これに対して、流量制御
弁４の弁体開度が３０°以上である暖房側領域では、外
気モードにおける車速が所定量変化したときに発生する
ラム圧変化に基づく外気導入量の変化に起因する吹出空
気温度の変動分を吸収できるように、圧力応動弁６の開
度目標値を切替設定する。

【００７０】図１１および図１２は上記のように、流量
制御弁４の弁体開度に関連して、圧力応動弁６の開度目
標値を切り替えるための具体例を示すものであって、図
１１（ａ）は流量制御弁４の弁体開度＝２０°における
流量制御弁４の状態を示すもので、この状態では弁体４
ａの制御流路１７０における入口側開口部１７１ａを通
って温水入口１９からの温水がパイパス側開口部１７２
および出口側開口部１７３、１７３ａへ流れる。

【００７１】入口側開口部１７１ａは前述したようにφ
２の円形穴からなる小断面積のものであるため、この入
口側開口部１７１ａからは高い速度でもって温水が噴出
する。動圧は速度の２乗に比例するため、この噴出温水
の動圧は十分高いものとなる。そこで、この噴出温水の
主流が圧力応動弁６の弁体３０側に向くように、入口側
開口部１７１ａの方向を設定する。これにより、入口側
開口部１７１ａからの噴出温水の動圧を有効利用して、
圧力応動弁６の弁体開度（弁体リフト量）を増大させ
て、圧力応動弁６の開度目標値を大きめに設定する。

【００７２】換言すれば、入口側開口部１７１ａからの
噴出温水の動圧を有効利用して、内気モードにおけるエ
ンジン回転数の変動に基づく温水圧力の変化に起因する
吹出空気温度の変動分を吸収できるだけの開度目標値を
設定する。この結果、図１１（ｂ）の実験結果に示す
ように、エンジン回転数：７５０ｒｐｍ〜６０００ｒｐ
ｍの回転数変動に対して、内気モードにおける、吹出空
気温度の変動ΔＴａをほぼ零にすることができる。

【００７３】一方、図１２（ａ）は流量制御弁４の弁体
開度＝４０°における流量制御弁４の状態を示すもの
で、この状態では入口側開口部１７１ａが閉塞され、そ
の代わりに弁体４ａの制御流路１７０における嘴状の入
口側開口部１７１が開口する。温水入口１９からの温水
は、嘴状入口側開口部１７１を通って制御流路１７０の
中間流路１７４に入り、バイパス側開口部１７２および
出口側開口部１７３、１７３ａへ流れる。

【００７４】このような温水の流れ経路においては、嘴
状入口側開口部１７１と中間流路１７４とのつなぎ部１
７５の円弧形状の曲率により温水の流れの主流の方向が
大きく変化する。そこで、本実施形態では、このつなぎ
部１７５の円弧形状の曲率を非常に小さくする（例え
ば、曲率Ｒ＝０．５ｍｍ）ことにより、嘴状入口側開口
部１７１から中間流路１７４に流入する温水の流れを矢
印Ｃのように中間流路１７４の内壁面１７６に向けて、
温水の主流が圧力応動弁６の弁体３０に直接向かわない
ようにする。

【００７５】この結果、温水の動圧が圧力応動弁６の弁
体３０に対して直接的に作用せず、圧力応動弁６の弁体
開度（弁体リフト量）を減少させて、圧力応動弁６の開
度目標値を小さめに設定でき、圧力応動弁６による温水
バイパス流量を減少できることになる。これにより、ラ
ム圧変化に基づく外気導入量の変化に起因する吹出空気
温度の変動分ΔＴａ（図１２（ｂ）の参照）を吸収で
きるように、圧力応動弁６の開度目標値を設定できる。

【００７６】つまり、上記のように、圧力応動弁６の開
度目標値を設定すると、流量制御弁４の弁体開度＝４０
°において、もし、内気モードで使用すると、図１２
（ｂ）のに示すように、エンジン回転数変動による吹
出空気温度の変動分ΔＴａ＝＋１０°Ｃが発生すること
になるが、流量制御弁４の弁体開度＝４０°では、通
常、外気モードで使用されるので、エンジン回転数変動
によるΔＴａ＝＋１０°Ｃが丁度ラム圧変化によるΔＴ
ａ＝−１０°Ｃを相殺できる。

【００７７】この結果、流量制御弁４の弁体開度が３０
°以上である暖房側領域では、外気モードにおけるラム
圧変化による吹出空気温度の変動分を吸収できるのであ
る。因みに、つなぎ部１７５の円弧形状の曲率を図１２
（ｃ）のごとく大きくすると、このつなぎ部１７５の円
弧形状に沿って、矢印Ｄのように、温水の主流が圧力応
動弁６の弁体３０側に直接向かうようになり、圧力応動
弁６の開度目標値が大きくなって、温水バイパス量が増
加してしまう。それ故、ラム圧変化による吹出空気温度
の変動分を十分吸収できないという結果を招く。

【００７８】（他の実施形態）なお、上記実施形態で
は、円柱状弁体４ａをマニュアル式の温度調整部材によ
る手動操作力にて回転駆動しているが、円柱状弁体４ａ
の弁体作動手段をサーボモータのような電気的アクチュ
エータにより構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す温水回路図で、流
量制御弁と圧力応動弁とを一体化した流量制御装置の断
面構造図を含む。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図を含む温水回路図であ
る。

【図３】本発明の第１実施形態における空調ユニット部
の通風系断面図を含む温水回路図である。

【図４】本発明の第１実施形態における流量制御弁の弁
体部分の分解斜視図である。

【図５】本発明の第１実施形態における流量制御弁の開
度特性を示すグラフである。

【図６】（ａ）は流量制御弁の弁体とシール部材の開口
形状を示す底面図、（ｂ）は流量制御弁の弁体の円周面
展開図、（ｃ）は流量制御弁の弁体とシール部材の断面
図である。

【図７】ラム圧変動による外気導入量増加を示すグラフ
である。

【図８】ラム圧変動による吹出空気温度の変動を示すグ
ラフである。

【図９】本発明の第１実施形態および比較品における吹
出空気温度と車速およびエンジン回転数との関係を示す
グラフである。

【図１０】本発明の第２実施形態における流量制御弁の
弁体開度と吹出空気温度との制御特性を示すグラフであ
る。

【図１１】（ａ）は本発明の第２実施形態における流量
制御弁の開口部形態を示す温水回路図で、流量制御弁開
度＝２０°の状態を示す。（ｂ）は（ａ）の状態におけ
る内気モードでの吹出空気温度変動を示すグラフであ
る。

【図１２】（ａ）は本発明の第２実施形態における流量
制御弁の開口部形態を示す温水回路図で、流量制御弁開
度＝４０°の状態を示す。（ｂ）は（ａ）の状態におけ
る内外気モードでの吹出空気温度変動を示すグラフ、
（ｃ）は比較例の弁体形状を示す断面図である。

【図１３】本発明による課題解決の考え方を説明する説
明図である。

【符号の説明】

１…エンジン、２…ウォータポンプ、４…流量制御弁、
４ａ…弁体、５…バイパス回路、６…圧力応動弁、７…
暖房用熱交換器、９…空気通路。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷式の走行用エンジン（１）と、この
   エンジン（１）により駆動されるウォータポンプ（２）
   とを備え、 前記エンジン（１）にて加熱された温水を前記ウォータ
   ポンプ（２）にて温水回路に循環するようにした車両に
   適用される温水式暖房装置であって、 内気を導入する内気モードと外気を導入する外気モード
   とを切替可能な空気通路（９）と、 この空気通路（９）内に設置され、前記温水と空気とを
   熱交換して空気を加熱する暖房用熱交換器（７）と、 この暖房用熱交換器（７）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、 前記エンジン（１）から前記暖房用熱交換器（７）に供
   給される温水流量を制御して、前記暖房用熱交換器
   （７）の吹出空気温度を調整する流量制御弁（４）とを
   備え、 前記外気モード時に、車速が所定量変化したときに発生
   するラム圧変化に基づく外気導入量の変化に起因する前
   記吹出空気温度の変動分をΔＴａ１とし、 前記内気モード時に、車速が前記所定量変化したとき、
   これに対応して発生する前記エンジン（１）の回転数変
   動に基づく温水圧力の変化に起因する前記吹出空気温度
   の変動分をΔＴａ２としたとき、 前記ΔＴａ２が前記ΔＴａ１の１／４〜３／４の範囲内
   となるように、 車速が前記所定量変化したときに発生する前記エンジン
   （１）の回転数変動範囲における、前記圧力応動弁
   （６）の開度目標値を設定することを特徴とする車両用
   温水式暖房装置。
2. 【請求項２】 前記圧力応動弁（６）は、前記バイパス
   回路（５）の開度を調整する弁体（３０）と、この弁体
   （３０）にばね力を作用させるばね手段（３２）とを有
   しており、 前記圧力応動弁（６）の開度目標値が前記ΔＴａ２と前
   記ΔＴａ１との関係を満足するように、前記ばね手段
   （３２）のばね定数が設定されていることを特徴とする
   請求項１に記載の車両用温水式暖房装置。
3. 【請求項３】 前記流量制御弁（４）は、前記エンジン
   （１）から前記暖房用熱交換器（７）に供給される温水
   流量を制御するとともに、前記エンジン（１）からの温
   水を前記暖房用熱交換器（７）側と前記バイパス回路
   （５）側とに切り替える３方弁タイプとして構成されて
   おり、 前記圧力応動弁（６）の開度目標値が前記ΔＴａ２と前
   記ΔＴａ１との関係を満足するように、前記流量制御弁
   （４）を通して前記圧力応動弁（６）に加わる温水の動
   圧を前記流量制御弁（４）により設定することを特徴と
   する請求項１に記載の車両用温水式暖房装置。
4. 【請求項４】 前記流量制御弁（４）は、前記エンジン
   （１）からの温水が流入する温水入口（１９）と、前記
   暖房用熱交換器（７）に温水を供給する温水出口（２
   ０）と、前記バイパス回路（５）に連通するバイパス開
   口（２１）と、これら温水入口（１９）、温水出口（２
   ０）およびバイパス開口（２１）が設けられたハウジン
   グ（１４）とを備えており、 このハウジング（１４）内に、前記温水入口（１９）か
   ら前記温水出口（２０）に供給される温水の流れおよび
   前記温水入口（１９）から前記バイパス開口（２１）に
   供給される温水の流れを制御する制御流路（１７０）を
   設けた弁体（４ａ）を収納し、 前記制御流路（１７０）に、前記温水入口（１９）の開
   口面積を絞る入口側開口部（１７１、１７１ａ）と前記
   温水出口（２０）の開口面積を絞る出口側開口部（１７
   ３、１７３ａ）とを備え、 この入口側開口部（１７１、１７１ａ）と出口側開口部
   （１７３、１７３ａ）との間の中間流路（１７４）を前
   記バイパス開口（２１）に連通させるようにし、 さらに、前記ハウジング（１４）内に、前記バイパス回
   路（５）および前記圧力応動弁（６）を収納したことを
   特徴とする請求項３に記載の車両用温水式暖房装置。
5. 【請求項５】 前記ΔＴａ２が前記ΔＴａ１の略１／２
   となるように、車速が前記所定量変化したときに発生す
   る前記エンジン（１）の回転数変動範囲における、圧力
   応動弁（６）の開度目標値を設定することを特徴とする
   請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用温水式
   暖房装置。
6. 【請求項６】 水冷式の走行用エンジン（１）と、この
   エンジン（１）により駆動されるウォータポンプ（２）
   とを備え、 前記エンジン（１）にて加熱された温水を前記ウォータ
   ポンプ（２）にて温水回路に循環するようにした車両に
   適用される温水式暖房装置であって、 内気を導入する内気モードと外気を導入する外気モード
   とを切替可能な空気通路（９）と、 この空気通路（９）内に設置され、前記温水と空気とを
   熱交換して空気を加熱する暖房用熱交換器（７）と、 この暖房用熱交換器（７）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、 前記エンジン（１）から前記暖房用熱交換器（７）に供
   給される温水流量を制御して、前記暖房用熱交換器
   （７）の吹出空気温度を調整する流量制御弁（４）とを
   備え、 この流量制御弁（４）の開度が所定開度未満となる小開
   度領域においては、前記内気モードにおけるエンジン回
   転数の変動に基づく温水圧力の変化に起因する吹出空気
   温度の変動分を吸収するように、前記圧力応動弁６の開
   度目標値を設定し、 前記流量制御弁（４）の開度が所定開度以上となる大開
   度領域においては、前記外気モードにおけるラム圧変化
   に基づく外気導入量の変化に起因する吹出空気温度の変
   動分を吸収するように、前記圧力応動弁６の開度目標値
   を設定することを特徴とする車両用温水式暖房装置。
7. 【請求項７】 前記流量制御弁（４）は、前記エンジン
   （１）から前記暖房用熱交換器（７）に供給される温水
   流量を制御するとともに、前記エンジン（１）からの温
   水を前記暖房用熱交換器（７）側と前記バイパス回路
   （５）側とに切り替える３方弁タイプとして構成されて
   おり、 前記流量制御弁（４）は、前記エンジン（１）からの温
   水が流入する温水入口（１９）と、前記暖房用熱交換器
   （７）に温水を供給する温水出口（２０）と、前記バイ
   パス回路（５）に連通するバイパス開口（２１）と、こ
   れら温水入口（１９）、温水出口（２０）およびバイパ
   ス開口（２１）が設けられたハウジング（１４）とを備
   えており、 このハウジング（１４）内に、前記温水入口（１９）か
   ら前記温水出口（２０）に供給される温水の流れおよび
   前記温水入口（１９）から前記バイパス開口（２１）に
   供給される温水の流れを制御する制御流路（１７０）を
   設けた弁体（４ａ）を収納し、 前記弁体（４ａ）の制御流路（１７０）には、前記温水
   入口（１９）からの温水が流入する入口側開口部（１７
   １、１７１ａ）と、この入口側開口部（１７１、１７１
   ａ）に流入した温水を前記温水出口（２０）側に流出さ
   せる出口側開口部（１７３、１７３ａ）と、前記入口側
   開口部（１７１、１７１ａ）に流入した温水を前記バイ
   パス開口（２１）側に流出させるバイパス側開口部（１
   ７２）とを備え、 前記入口側開口部には、前記弁体（４ａ）の開度が小さ
   いときに、前記温水入口（１９）と連通する小開度側の
   部分（１７１ａ）と、前記弁体（４ａ）の開度が大きい
   ときに、前記温水入口（１９）と連通する大開度側の部
   分（１７１）が備えられており、 前記小開度領域においては、前記小開度側の部分（１７
   １ａ）を通して温水が前記出口側開口部（１７３、１７
   ３ａ）および前記バイパス側開口部（１７２）に流れ、 前記大開度領域においては、前記大開度側の部分（１７
   １）を通して温水が前記出口側開口部（１７３、１７３
   ａ）および前記バイパス側開口部（１７２）に流れるこ
   とを特徴とする請求項６に記載の車両用温水式暖房装
   置。
8. 【請求項８】 前記小開度領域における前記圧力応動弁
   ６の開度目標値を、前記小開度側の部分（１７１ａ）か
   ら噴出する温水の主流が前記圧力応動弁（６）に設けら
   れた弁体（３０）側に向くことにより設定し、 前記大開度領域における前記圧力応動弁６の開度目標値
   を、前記大開度側の部分（１７１）から噴出する温水の
   主流が前記圧力応動弁（６）の弁体（３０）とは異なる
   方向に向くことにより設定したことを特徴とする請求項
   ７に記載の車両用温水式暖房装置。
9. 【請求項９】 前記流量制御弁（４）の弁体（１３）
   に、前記バイパス側開口部（１７２）および前記バイパ
   ス開口（２１）側に向くように微小の円形穴からなる入
   口側開口部（１７１ａ）を設け、この入口側開口部（１
   ７１ａ）にて前記小開度側の部分を構成し、 前記流量制御弁（４）の弁体（１３）に、嘴状の細長開
   口部分（１７１′）を有する入口側開口部（１７１）を
   設け、この嘴状の入口側開口部（１７１）にて前記大開
   度側の部分を構成したことを特徴とする請求項７または
   ８に記載の温水式暖房装置。
10. 【請求項１０】 前記流量制御弁（４）の開度を乗員の
    マニュアル操作にて調整することが可能なマニュアル方
    式の操作手段（４ｃ）を備えていることを特徴とする請
    求項１ないし９のいずれか１つに記載の車両用温水式暖
    房装置。