JPH1148759A - 暖房用熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気発熱体９の電気的特性を損なう恐れがな
く、しかも、電気発熱体９を暖房用熱交換器のコア部に
容易に組付可能とする。また、凝縮水等の付着に起因す
る電気発熱体９のショート、漏電を良好に防止できるよ
うにする 【解決手段】 熱交換用コア部のうち、電気発熱体９が
設置される部位では、隣接するコルゲートフィン７の折
り曲げ頂部相互の間に、偏平チューブ６の長手方向に延
びる断面Ｕ字状の保持板１０を配置し、この保持板のＵ
字状曲げ形状からなる閉塞端部１０ａがコア部空気入口
側に向き、他端側の開口部１０ｂがコア部空気出口側に
向くようにし、保持板１０の対向する２つの板面１０
ｃ、１０ｄ相互の間に、開口部１０ｂから電気発熱体９
を電気絶縁して組み付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気発熱体を一体化
した暖房用熱交換器に関するもので、車両エンジン（内
燃機関）にて加熱された温水（エンジン冷却水）を熱源
として空気を加熱する車両暖房用熱交換器に用いて好適
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電気発熱体を一体化した
熱交換器は、特開平５−６９７３２号公報において提案
されている。この従来装置によれば、温水（エンジン冷
却水）を熱源として空気を加熱する暖房用熱交換器に電
気発熱体を一体化することにより、エンジン始動直後の
ように温水温度が低いときには、電気発熱体への通電に
より、電気発熱体の発生熱を空気中に放熱して空気を加
熱することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報記
載の従来装置では、発熱体素子と電極板から構成される
電気発熱体を暖房用熱交換器のコア部と一体ろう付けし
ているので、高温のろう付け温度（アルミニュウムのろ
う付けの場合、６００°Ｃ程度）の雰囲気に発熱体が晒
されるので、発熱体の電気的特性が著しく損なわれると
いう不具合がある。

【０００４】また、車両空調装置では、通常、冷房用熱
交換器（蒸発器）の空気下流側に暖房用熱交換器を設置
して、暖房用熱交換器による再加熱量の調整により車室
内への吹出空気温度を調整する構成となっているので、
冷房用熱交換器で発生した凝縮水や外気導入口から侵入
した雪等が空気流れとともに暖房用熱交換器の前面側に
飛散し、付着する場合がある。しかるに、上記従来装置
では、暖房用熱交換器のコア部から電気発熱体が露出し
ているので、電気発熱体部への凝縮水等の付着により電
気的ショート、漏電等の恐れがある。

【０００５】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
電気発熱体の電気的特性を損なう恐れがなく、しかも、
電気発熱体を暖房用熱交換器のコア部に容易に組付可能
とすることを目的とする。また、本発明は凝縮水等の付
着に起因する電気的ショート、漏電を良好に防止できる
ようにすることを他の目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、偏平チューブ（６）とコ
ルゲートフィン（７）との組み合わせからなる熱交換用
コア部（３）の一部の部位に、電気発熱体（９）を設置
する暖房用熱交換器において、熱交換用コア部（３）の
うち、電気発熱体（９）が設置される部位では、隣接す
るコルゲートフィン（７）の折り曲げ頂部相互の間に、
偏平チューブ（６）の長手方向に延びる断面Ｕ字状の保
持板（１０）を配置し、この保持板（１０）のＵ字状曲
げ形状からなる閉塞端部（１０ａ）が熱交換用コア部
（３）の空気入口側に向き、他端側の開口部（１０ｂ）
が熱交換用コア部（３）の空気出口側に向くようにし、
保持板（１０）の対向する２つの板面（１０ｃ、１０
ｄ）相互の間に所定間隔（Ｌ₁ ）を設定した状態で、こ
の２つの板面（１０ｃ、１０ｄ）をそれぞれコルゲート
フィン（７）の折り曲げ頂部に接合し、開口部（１０
ｂ）から保持板（１０）の内部に電気発熱体（９）を電
気絶縁して組み付けたことを特徴としている。

【０００７】これによると、コルゲートフィン（７）に
予め保持板（１０）を接合しておき、熱交換用コア部
（３）の一体ろう付け終了後に保持板（１０）の内部に
電気発熱体（９）を組み付けることができるので、熱交
換用コア部（３）のろう付けによって電気発熱体の電気
的特性を損なう恐れが全くない。しかも、コルゲートフ
ィン（７）が波形状を有する複雑な形状であっても、予
め保持板（１０）がコルゲートフィン（７）に接合して
あるから、コルゲートフィン（７）の波形状をつぶすこ
となく、保持板（１０）の板面（１０ｃ、１０ｄ）の平
板形状に沿って電気発熱体（９）の組付を容易に行うこ
とができる。従って、電気発熱体（９）の組付容易化
と、コルゲートフィン（７）の形状維持（伝熱性能の確
保）とを良好に両立できる。

【０００８】また、保持板（１０）の内部に電気発熱体
（９）を電気絶縁して組み付けているから、電気発熱体
（９）への通電時に熱交換用コア部（３）の金属部材
（チューブ等）に電流を流すことなく、電気発熱体
（９）に直接通電できる。その結果、熱交換用コア部
（３）の金属部材が電食により腐食するのを防止でき、
熱交換器の耐食性を確保できるとともに、熱交換器での
電気的ショート事故等の恐れがないので、安全性を高め
ることができる。

【０００９】さらに、保持板（１０）のＵ字状曲げ形状
からなる閉塞端部（１０ａ）が熱交換用コア部３の空気
入口側に向くようにしているから、水が熱交換用コア部
（３）の空気上流側の面に付着しても、閉塞端部（１０
ａ）により水が保持板（１０）の内側に進入するのを確
実に防止できる。従って、凝縮水が電気発熱体（９）に
付着することがない。そのため、水の付着よる電気発熱
体（９）のショート事故、漏電等の不具合が発生するこ
とがない。

【００１０】また、請求項２記載の発明のように、保持
板（１０）の開口部（１０ｂ）を電気発熱体（９）の端
部より空気流れ下流側に突出させれば、万一、保持板
（１０）の外表面を水が伝わってきて、開口部（１０
ｂ）の部位まで到達しても、水が直接、電気発熱体
（９）上に付着するのを防止できる。また、請求項３記
載の発明のように、保持板（１０）の開口部（１０ｂ）
をスカート状に広がるようにしても、開口部（１０ｂ）
の部位まで到達した水が直接、電気発熱体（９）上に付
着するのを防止できる。

【００１１】また、請求項４記載の発明では、熱交換用
コア部（３）の空気流れ方向の寸法であるコア部厚さ
（Ｄ）に対して、保持板（１０）のコア部厚さ方向の寸
法が同等であり、一方、電気発熱体（９）のコア部厚さ
方向の寸法が保持板（１０）のコア部厚さ方向の寸法よ
り小であり、保持板（１０）に、前記電気発熱体（９）
のコア部厚さ方向の位置決めを行う位置決め手段（１０
ｅ、１０ｆ）を備えることを特徴としている。

【００１２】これによると、電気発熱体（９）のコア部
厚さ方向の寸法に比して保持板（１０）のコア部厚さ方
向の寸法が大幅に大きくなる構成であっても、保持板
（１０）の位置決め手段（１０ｅ、１０ｆ）により電気
発熱体（９）のコア部厚さ方向の位置決めを確実に行う
ことができる。そのため、コア部厚さ（Ｄ）の異なる暖
房用熱交換器に対しても同一の電気発熱体（９）を共通
使用できる。換言すると、コア部厚さ（Ｄ）の変更に伴
って、専用の電気発熱体（９）を製造する必要がなく、
同一の電気発熱体（９）の共通使用によりコスト低減を
図ることができる。

【００１３】上記位置決め手段は、請求項５のように、
２つの板面（１０ｃ、１０ｄ）のうち少なくとも一方か
ら内側方向へ突出するストッパー部（１０ｅ）にて構成
することができ、あるいは、請求項７のように、保持板
（１０）とは別体で形成され、電気発熱体（９）と閉塞
端部（１０ａ）との間に収容されたストッパー部材（１
０ｆ）にて構成することができる。

【００１４】また、請求項６記載の発明では、保持板
（１０）の２つの板面（１０ｃ、１０ｄ）のうち少なく
とも一方に、ストッパー部（１０ｅ）と閉塞端部（１０
ａ）との間に位置する補強リブ（１０ｇ）を形成するこ
とを特徴としている。これによると、補強リブ（１０
ｇ）の形成により保持板（１０）の剛性を高めて、保持
板（１０）の変形を抑制できる。

【００１５】また、請求項８記載の発明では、偏平チュ
ーブ（６）、コルゲートフィン（７）および保持板（１
０）をアルミニュウムで形成して、一体ろう付けしてい
ることを特徴としている。従って、保持板（１０）の接
合を熱交換用コア部（３）の一体ろう付けと同時に簡単
に行うことができる。しかも、コルゲートフィン（７）
の折り曲げ高さに多少の不揃いがあっても、コルゲート
フィン（７）と保持板（１０）とを予めろう付けしてい
るので、ろう付け時に溶融ろう材が毛細管現象によりコ
ルゲートフィン（７）の折り曲げ頂部と保持板（１０）
との隙間に浸透して隙間を埋めることができる。従っ
て、コルゲートフィン（７）の各折り曲げ頂部を保持板
（１０）に確実に接合できるので、電気発熱体（９）の
発生熱を保持板（１０）からコルゲートフィン（７）に
効率よく伝導できる。

【００１６】また、請求項９記載の発明では、電気発熱
体（９）に、正極側電極板（９ｂ）および負極側電極板
（９ｃ）と、この両電極板（９ｂ、９ｃ）の間に配置さ
れた発熱体素子（９ａ）とを備えるとともに、この両電
極板（９ｂ、９ｃ）の周囲を電気絶縁材料からなる被覆
部材（９ｄ）により被覆し、この被覆部材（９ｄ）の表
面が保持板（１０）の内側面に圧接するようにして、電
気発熱体（９）を保持板（１０）の内部に組み付けたこ
とを特徴としている。

【００１７】これによると、電気発熱体（９）と保持板
（１０）との間を被覆部材（９ｄ）により確実に電気絶
縁することができるとともに、被覆部材（９ｄ）により
両電極板（９ｂ、９ｃ）および発熱体素子（９ａ）の保
護を行うことができる。また、請求項１０記載の発明で
は、正極側電極板（９ｂ）および負極側電極板（９ｃ）
に、それぞれ外部回路との電気接続用の端子部（９ｅ、
９ｆ）を一体成形し、この端子部（９ｅ、９ｆ）を、正
極側電極板（９ｂ）および負極側電極板（９ｃ）から熱
交換用コア部（３）の空気下流側に突出させることを特
徴としている。

【００１８】これによると、両電極板（９ｂ、９ｃ）に
一体成形した端子部（９ｅ、９ｆ）により外部回路との
電気接続を簡単に行うことができるとともに、端子部
（９ｅ、９ｆ）の接続部に水が付着することも低減でき
る。また、請求項１１記載の発明では、熱交換用コア部
（３）に、電気発熱体（９）を保持板（１０）の内部で
圧接保持するように締付け力を作用させる締結部材（１
２、１３）を備えていることを特徴としている。

【００１９】これによると、締結部材（１２）により電
気発熱体（９）の保持固定を確実に行うことができると
ともに、電気発熱体（９）における正極側電極板（９
ｂ）および負極側電極板（９ｃ）と発熱体素子（９ａ）
との圧接状態を確実に維持できる。また、請求項１２記
載の発明では、締結部材（１２）を保持板（１０）の開
口部（１０ｂ）側にのみ備えることを特徴としている。

【００２０】本発明による保持板（１０）は、Ｕ字状曲
げ形状からなる閉塞端部（１０ａ）を備えているから、
請求項１２記載のように締結部材（１２）を保持板（１
０）の開口部（１０ｂ）側に備えるだけで、電気発熱体
（９）の保持固定が可能となる。なお、上記各手段の括
弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との
対応関係を示すものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。 （第１実施形態）図１〜図５は本発明を適用した車両暖
房用熱交換器の第１実施形態を示すもので、図１におい
て、暖房用熱交換器Ｈは、温水入口側タンク１と、温水
出口側タンク２と、この両タンク１、２の間に設けられ
た熱交換用コア部３とを有している。

【００２２】温水入口側タンク１には図示しない車両エ
ンジンからの温水（エンジン冷却水）が流入する入口パ
イプ４が設けられ、温水出口側タンク２には温水を外部
へ流出させ、エンジン側に還流させる出口パイプ５が設
けられている。なお、本例の熱交換器は図１に示すよう
に左右対称形であるので、温水入口側タンク１と温水出
口側タンク２とを左右逆転してもよい。

【００２３】各タンク１、２はそれぞれタンク本体部１
ａ、２ａと、このタンク本体部１ａ、２ａの開口端面を
閉じるシートメタル１ｂ、２ｂとからなり、図１、２の
上下方向が長手方向となる周知のタンク構造である。そ
して、シートメタル１ｂ、２ｂには偏平状のチューブ挿
入穴（図示せず）が多数個、図１、２の上下方向に１列
または複数列並んで形成されている。

【００２４】熱交換用コア部３は暖房用空気の流れ方向
（図１の矢印Ａ方向）に対して平行な偏平状に形成され
た偏平チューブ６を多数個図１、２の上下方向に並列配
置している。そして、この多数個の偏平チューブ６相互
の間に波形状に成形されたコルゲートフィン（フィン部
材）７を配置し接合している。このコルゲートフィン７
には周知のごとく暖房用空気の流れ方向Ａに対して所定
角度で斜めに多数のルーバ（図示せず）が切り起こし成
形されており、このルーバの成形によりフィン熱伝達率
を向上させている。

【００２５】偏平チューブ６の両端開口部はシートメタ
ル１ｂ、２ｂのチューブ挿入穴内にそれぞれ挿通され、
接合される。また、コア部３の最外側（図１の上下両端
部）のコルゲートフィン７のさらに外側にはサイドプレ
ート８ａ、８ｂが配設され、このサイドプレート８ａ、
８ｂは最外側のコルゲートフィン７およびシートメタル
１ｂ、２ｂに接合される。

【００２６】さらに、熱交換用コア部３の一部の部位
に、偏平チューブ６の代わりに、電気発熱体９を設置し
ている。図１の例では、熱交換用コア部３の４箇所（斜
線部）に電気発熱体９を等間隔で設置している。そし
て、熱交換用コア部３のうち、電気発熱体９が設置され
る部位では、隣接するコルゲートフィン７の折り曲げ頂
部の間に、偏平チューブ６の長手方向に延びる断面Ｕ字
状の保持板１０を配置している。図２、３に示すよう
に、この保持板１０のＵ字状曲げ形状からなる閉塞端部
１０ａが熱交換用コア部３の空気入口側に向き、他端側
の開口部１０ｂが熱交換用コア部３の空気出口側に向く
ように、保持板１０の配置方向が設定されている。

【００２７】また、保持板１０は、その対向する２つの
板面１０ｃ、１０ｄ相互の間に所定間隔Ｌ₁ を設定し、
その状態で、この２つの板面１０ｃ、１０ｄをそれぞれ
コルゲートフィン７の折り曲げ頂部に接合するようにし
てある。電気発熱体９は、開口部１０ｂから保持板１０
の内部に挿入されて保持される。ここで、電気発熱体９
は保持板１０に対して後述の構造により電気的に絶縁し
て保持される。

【００２８】なお、保持板１０の全体の厚さＬ₂ は、偏
平チューブ６の厚さＬ₃ と同一に設定してあるので、偏
平チューブ６の代わりに保持板１０を隣接するコルゲー
トフィン７相互の間に設置できる。図３において、Ｄは
コア部厚さで、空気流れ方向Ａの偏平チューブ６および
コルゲートフィン７の寸法である。 ところで、本例にお
ける熱交換器では、上記各構成部品１〜８ｂのすべてが
アルミニュウム（アルミニュウム合金も含む）にて成形
されており、また、断面Ｕ字状の保持板１０も同様にア
ルミニュウムにて成形されている。保持板１０は板厚
０．１〜０．５ｍｍ程度の金属薄板であり、また、平板
状の保持板１０の幅（暖房空気の流れ方向Ａの幅）はコ
ア部厚さＤと略同一であり、また、保持板１０の長手方
向の寸法（図１の左右方向の寸法）はシートメタル１
ｂ、２ｂ間の寸法と略同一である。

【００２９】電気発熱体９は図２〜４に示す構造になっ
ており、板状の発熱体素子９ａと、この発熱体素子９ａ
の表裏両面に配置された細長の平板状の電極板９ｂ、９
ｃとからなる３層のサンドウイッチ構造になっている。
そして、この電極板９ｂ、９ｃの周囲を全周にわたって
電気的絶縁材料からなる被覆部材９ｄにより被覆してい
る。ここで、発熱体素子９ａは所定の設定温度（例え
ば、２００°Ｃ付近）Ｔ ₀ にて抵抗値が急増する正の抵
抗温度特性を有する抵抗体材料（例えば、チタン酸バリ
ウム）からなるＰＴＣヒータ素子であり、その板厚は
１．０〜２．０ｍｍ程度である。

【００３０】発熱体素子９ａの両電極板９ｂ、９ｃはア
ルミニュウム、銅、ステンレス等の導電金属材から成形
されており、その板厚は０．１〜０．５ｍｍ程度であ
る。この両電極板９ｂ、９ｃの長手方向の寸法（図１の
左右方向の寸法）は保持板１０と略同一である。そし
て、この両電極板９ｂ、９ｃの長手方向において発熱体
素子９ａは複数箇所（図４の例では４箇所）配置されて
いる。発熱体素子９ａと両電極板９ｂ、９ｃは互いに圧
接することにより、両者間の電気的導通を得るようにし
てある。

【００３１】被覆部材９ｄが保持板１０の板面１０ｃ、
１０ｄの内側面に圧接するようにして、電気発熱体９は
保持板１０の内部に組み付けられる。ここで、被覆部材
９ｄは保持板１０と両電極板９ｂ、９ｃとの間の電気的
な絶縁作用を果たすものであるが、発熱体素子９ａの熱
を保持板１０に伝導する役割を果たすため、保持板１０
と両電極板９ｂ、９ｃとの間の被覆部材９ｄの厚さｔ1
は２５μ〜１００μ程度の薄膜状にして、良好な熱伝導
作用を確保している。

【００３２】一方、発熱体素子９ａの側方における被覆
部材９ｄの厚さｔ2 は１〜２ｍｍ程度に厚くして、発熱
体素子９ａの保護を図るようにしてある。被覆部材９ｄ
の具体的材質としては、高耐熱性の樹脂（例えば、ポリ
イミド樹脂等）が好ましい。上記電極板９ｂは正極側電
極板であり、また、上記電極板９ｃは負極側電極板であ
り、それぞれ外部回路との電気接続用の端子部９ｅ、９
ｆが一体成形されている。この両端子部９ｅ、９ｆは本
例では熱交換用コア部３の後方側（空気流れ方向Ａの下
流側）に突出している。また、正極側電極板９ｂの端子
部９ｅは図１に示すように正極側電極板９ｂの右側端部
に形成され、負極側電極板９ｃの端子部９ｆは負極側電
極板９ｃの左側端部に形成されている。

【００３３】なお、各電気発熱体９の電極板９ｂ、９ｃ
に一体成形された端子部９ｅ、９ｆには、図示しない外
部制御回路が電気接続され、この外部制御回路を介して
車載電源から各電気発熱体９に通電されるようになって
いる。ここで、端子部９ｅ、９ｆは一体成形でなく溶接
等により電極板９ｂ、９ｃに接合してもよいことはもち
ろんである。

【００３４】１２、１３はステンレスのような耐食性に
優れた金属材料からなる締結（バンド）部材であって、
熱交換用コア部３の空気入口側の面および空気出口側の
面の両方に配置される。締結部材１２、１３はその両端
に折り曲げ形状からなる引掛け部を有しており、この引
掛け部を上下のサイドプレート８ａ、８ｂの長手方向の
中央部に形成された係止溝部８ｃ、８ｄに引掛けて、上
下のサイドプレート８ａ、８ｂの間に装着する。この締
結部材１２、１３の装着により、電気発熱体９を保持板
１０の板面１０ｃ、１０ｄ間に圧接保持させる締付け力
を熱交換用コア部３に対して作用させる。なお、図１で
は、コア部３の幅方向（図１の左右方向）の中央の１箇
所のみに締結部材１２、１３を装着しているが、コア部
３の幅方向の複数箇所に締結部材１２、１３を装着して
もよいことはいうまでもない。

【００３５】また、保持板１０はＵ字状曲げ形状からな
る閉塞端部１０ａを有しているから、開口部１０ｂ側に
のみ締結部材１２を設置するだけで、電気発熱体９の保
持固定が可能となる。図５は本実施形態の暖房用熱交換
器Ｈを適用した車両用空調装置の概要を示すもので、樹
脂製の空調ケース１４の上流側に配置された電動送風フ
ァン１５により、車室内空気または車室外空気が吸い込
まれて、冷凍サイクルの蒸発器（冷房用熱交換器）１６
に送風され、ここで送風空気は冷却、除湿される。次
に、この冷風はエアミックスドア１７により暖房用熱交
換器Ｈを通過する流れと、バイパス通路１８を通過する
流れとに分岐され、暖房用熱交換器Ｈで加熱される温風
とバイパス通路１８を通過する冷風の風量割合をエアミ
ックスドア１７の回動量により調整して、車室内への吹
出空気温度を制御するようになっている。

【００３６】なお、エアミックスドア１７を廃止して、
暖房用熱交換器Ｈに循環する温水量を温水制御弁により
制御して吹出空気温度を制御するタイプの車両用空調装
置に対しても本発明は同様に適用できる。次に、上記し
た暖房用熱交換器の製造方法を説明すると、まず、最初
に図１に示す熱交換器構成を組み付けるコア組付工程を
行う。すなわち、熱交換用コア部３のチューブ６とコル
ゲートフィン７を交互に積層するとともに、熱交換用コ
ア部３のうち、電気発熱体９が設置される部位（図１の
４箇所の斜線部）では、隣接するコルゲートフィン７の
折り曲げ頂部の間に、チューブ６の長手方向に延びる断
面Ｕ字状の保持板１０を配置する。ここで、この保持板
１０の対向する２つの板面１０ｃ、１０ｄの間隔を所定
間隔Ｌ₁ に保持するために、この保持板１０の内部に、
この所定間隔Ｌ₁ の板厚を持ったダミー板（図示せず）
を挿入する。

【００３７】このダミー板は後述の一体ろう付けの工程
に対する耐熱性を有し、かつアルミニュウムろう付けさ
れない特性を持った材質（例えば、カーボン等）で形成
しておく。この組付工程で、タンク１、２、パイプ４、
５、およびサイドプレート８ａ、８ｂも組み付けること
はもちろんである。次に、上記のごとくして、組み付け
た熱交換器組付体の組付状態を図示しない適宜の治具に
より保持して、ろう付け炉内に搬入し、ろう付け工程を
行う。すなわち、ろう付け炉内で熱交換器組付体をろう
付け温度（６００°Ｃ程度）に加熱して、熱交換器各部
材のアルミニウムクラッド材のろう材を溶融し、熱交換
器組付体の各部材間を一体ろう付けする。

【００３８】ろう付け終了後に、熱交換器組付体をろう
付け炉から搬出し、常温まで熱交換器組付体の温度が低
下した後に、電気発熱体９の組付工程を行う。すなわ
ち、電気発熱体９はそれ単独で、熱交換器組付体とは別
に、板状の発熱体素子９ａの表裏両面を平板状の電極板
９ｂ、９ｃにより挟み込んで３層のサンドウイッチ構造
とし、電極板９ｂ、９ｃの周囲を全周にわたって被覆部
材９ｄにより被覆しておく。

【００３９】そして、熱交換器組付体の熱交換用コア部
３における４箇所の保持板１０の内側に挿入されている
ダミー板を取り出す。この後に、保持板１０の対向する
２つの板面１０ｃ、１０ｄの内側に形成される所定間隔
Ｌ₁ の空間に、開口部１０ｂから閉塞端部１０ａ側へ向
かって電気発熱体９を挿入する。このとき、被覆部材９
ｄが保持板１０に圧接するようにして、電気発熱体９を
保持板１０内に組み付ける。

【００４０】この電気発熱体９の組付の後に、締結部材
１２、１３の両端の引掛け部を上下のサイドプレート８
ａ、８ｂの係止溝部８ｃ、８ｄに引掛けて、上下のサイ
ドプレート８ａ、８ｂの間に締結部材１２、１３を熱交
換用コア部３が圧縮されるように装着する。これによ
り、電気発熱体９を保持板１０の内側に圧接保持させる
締付け力を熱交換用コア部３に対して作用させ、電気発
熱体９を保持板１０の内側に確実に保持固定できる。ま
た、同時に、電気発熱体９の内部において、発熱体素子
９ａの表裏両面が平板状の電極板９ｂ、９ｃに確実に圧
接するので、小さな接触抵抗で良好な電気導通状態が得
られる。

【００４１】次に、上記構成において作動を説明する。
車室の暖房を行うときには、図５の空調用送風ファン１
５が作動して、暖房用熱交換器Ｈのコア部３の偏平チュ
ーブ６とコルゲートフィン７との間の空隙部に矢印Ａの
ように暖房用空気が通過する。一方、車両用エンジンの
ウォータポンプ（図示せず）の作動によりエンジンから
の温水（熱源流体）が入口パイプ４より温水入口側タン
ク１内に流入する。

【００４２】そして、温水は、入口側タンク１にて多数
本の偏平チューブ６に分配され、この偏平チューブ６を
並列に流れる間にコルゲートフィン７を介して暖房用空
気に放熱する。多数本の偏平チューブ６を通過した温水
は、温水出口側タンク２に流入し、ここで集合され、出
口パイプ５から温水は熱交換器外部へ流出し、エンジン
側に還流する。

【００４３】一方、暖房時において、エンジンからの温
水の温度が設定温度（例えば、８０°Ｃ）より低いとき
は、外部制御回路から両電極板９ｂ、９ｃの端子部９
ｅ、９ｆ間に車載電源の電圧を加える。これにより、発
熱体素子９ａが通電され発熱する。発熱体素子９ａの発
熱は電極板９ｂ、９ｃ、被覆部材９ｄ、保持板１０を経
て、両側のコルゲートフィン７に伝導されて、このコル
ゲートフィン７から暖房用空気に放熱される。従って、
温水の低温時でも暖房空気を速やかに加熱して即効暖房
を行うことができる。

【００４４】なお、電気発熱体９の発熱体素子９ａは所
定の設定温度Ｔ₀ にて抵抗値が急増する正の抵抗温度特
性を有するＰＴＣ素子であるから、周知のごとく、その
発熱温度を設定温度Ｔ₀ に自己制御する自己温度制御機
能を備えている。ところで、車両用空調装置では、図５
に示すように、空調ケース１４内において冷房用熱交換
器１６の下流側に暖房用熱交換器Ｈが配置されているの
で、冷房用熱交換器１６で発生した凝縮水が空気流れと
ともに暖房用熱交換器Ｈに向かって飛散し、暖房用熱交
換器Ｈの空気上流側の面に付着することがある。また、
外気導入口より雪が空調ケース１４内に入り込み、送風
ファン１５の作動により雪が飛散、溶融して暖房用熱交
換器Ｈの空気上流側の面に付着することもある。

【００４５】しかし、本実施形態によると、保持板１０
のＵ字状曲げ形状からなる閉塞端部１０ａが熱交換用コ
ア部３の空気入口側に向き、他端側の開口部１０ｂが熱
交換用コア部３の空気出口側に向くように、保持板１０
の配置方向が設定されているから、凝縮水等が暖房用熱
交換器Ｈの空気上流側の面に付着しても、閉塞端部１０
ａにより凝縮水等が保持板１０の内側に進入するのを確
実に防止できる。

【００４６】従って、凝縮水等が電気発熱体９に付着す
ることがないので、電気発熱体９の電気絶縁性の薄膜状
の被覆部材９ｄに万一亀裂等が発生しても、水の付着よ
る電気的ショート事故等の不具合が発生することもな
い。さらに、本実施形態では図３に示すように、断面Ｕ
字状保持板１０の開口部１０ｂを電気発熱体９の空気下
流側端部より若干量突出させているから、万一、保持板
１０の外表面を水が伝わってきて、開口部１０ｂの部位
まで到達しても、水が直接、電気発熱体９上に付着しに
くいという利点がある。

【００４７】また、電気発熱体９の電気接続用の端子部
９ｅ、９ｆを熱交換用コア部３の空気流れ方向Ａの下流
側に突出させているので、端子部９ｅ、９ｆへの水付着
を避けることができ、端子部９ｅ、９ｆの劣化、電気的
ショート、漏電等の不具合を防止できる。 また、電気
発熱体９を断面Ｕ字状の保持板１０内部で安定に保持で
きるから、電気発熱体９の位置ずれの心配も少ない。

【００４８】また、波形状を有する複雑な形状からなる
コルゲートフィン７に、予め保持板１０を接合してお
き、この保持板１０の板面１０ｃ、１０ｄの平板形状に
沿って電気発熱体９の組付を行うから、電気発熱体９の
組付時にコルゲートフィン７の波形状をつぶすことがな
い。従って、電気発熱体９をコルゲートフィン７の間に
配置する構成であっても、コルゲートフィン７の波形状
を維持し伝熱性能を確保できる。

【００４９】また、コルゲートフィン７に対して電気発
熱体９を直接接合する場合には、コルゲートフィン７の
折り曲げ高さに不揃いがあると、コルゲートフィン７の
折り曲げ頂部と電気発熱体９との間に隙間が発生して、
電気発熱体９の熱を効率よくコルゲートフィン７に伝導
できない場合が生じる。これに反し、本実施形態によれ
ば、コルゲートフィン７と保持板１０とを予めろう付け
しているので、コルゲートフィン７の折り曲げ高さに多
少の不揃いがあっても、ろう付け時に溶融ろう材が毛細
管現象によりコルゲートフィン７の折り曲げ頂部と保持
板１０との隙間に浸透して、この隙間を埋めることがで
きる。そのため、コルゲートフィン７の各折り曲げ頂部
を保持板１０に確実に接合でき、電気発熱体９の発生熱
を保持板１０からコルゲートフィン７に効率よく伝導で
きる。

【００５０】また、電気発熱体９において、発熱体素子
９ａおよび電極板９ｂ、９ｃは被覆部材９ｄにより被覆
されて、保持板１０に対して電気的に絶縁されているか
ら、暖房用熱交換器Ｈと電気絶縁して各電気発熱体９に
通電することができる。従って、暖房用熱交換器Ｈの金
属部材に電流が流れることがなく、暖房用熱交換器Ｈの
金属部材（チューブ等）が電食により腐食するのを防止
できるとともに、暖房用熱交換器Ｈの安全性を高めるこ
とができる。

【００５１】（第２実施形態）図６は第２実施形態であ
り、断面Ｕ字状保持板１０の開口部１０ｂを電気発熱体
９の端部より若干量突出させるとともに、開口部１０ｂ
をコルゲートフィン７より空気下流側部位においてスカ
ート状に外方へ広げるようにしている。これにより、保
持板１０の外表面を開口部１０ｂの部位まで到達した水
が、直接、電気発熱体９上に付着するのをより一層防止
できる。

【００５２】（第３実施形態）図７は第３実施形態であ
り、第１実施形態の暖房用熱交換器Ｈは、図１に示すよ
うに、温水入口側タンク１から温水出口側タンク２に向
かって、全部の偏平チューブ６を温水が一方向（図１の
左側から右側）に流れる、いわゆる全パス（一方向流
れ）タイプのものであるが、第３実施形態の暖房用熱交
換器Ｈは温水をＵターンして流すタイプのものである。

【００５３】すなわち、熱交換用コア部３の一端側に位
置するタンクを温水入口側タンク１と温水出口側タンク
２とに分割し、熱交換用コア部３の他端側に温水をＵタ
ーンさせる中継タンク１９を設け、温水入口１からの温
水を入口側タンク１からコア部３の左側の偏平チューブ
６群を通して中継タンク１９内に流入させる。そして、
この中継タンク１９にて温水をＵターンさせてコア部３
の右側の偏平チューブ６群を通して出口側タンク２に流
入させ、温水出口５から温水を熱交換器外部へ流出させ
る。このようなＵターン流れタイプの暖房用熱交換器Ｈ
においても、第１実施形態と同様な構成にて電気発熱体
９をコア部３の所定部位に偏平チューブ６の代わりに設
置できる。

【００５４】（第４実施形態）暖房用熱交換器Ｈのコア
部厚さＤは、熱交換器伝熱性能の差異により種々変更さ
れ、それに伴って、専用の電気発熱体９を設定すると、
電気発熱体９の種類が増えてコスト高となる。そこで、
第４実施形態では、このコア部厚さＤが変更されても、
同一の電気発熱体９を共通使用できるようにしたもので
ある。

【００５５】図８は第４実施形態を示すもので、図８の
熱交換器では、コア部厚さ方向（空気流れ方向Ａ）に偏
平チューブ６を２列配置しており、そのため、コア部厚
さＤが図３の２倍近くになっている。その結果、保持板
１０のコア部厚さ方向の寸法は電気発熱体９のコア部厚
さ方向の寸法よりかなり大きくなる。そこで、保持板１
０のコア部厚さ方向の途中にストッパー部１０ｅを形成
して、電気発熱体９のコア部厚さ方向の位置決めを行う
ようにしたものである。

【００５６】より具体的に説明すると、保持板１０の対
向する２つの板面１０ｃ、１０ｄの途中部位を内側方向
へ突出させて凸部を形成し、この凸部同志を当接し、接
合することによりストッパー部１０ｅを構成している。
第４実施形態によると、電気発熱体９のコア部厚さ方向
の寸法に比して保持板１０のコア部厚さ方向の寸法が大
幅に大きくなる構成であっても、保持板１０のストッパ
ー部１０ｅにより電気発熱体９のコア部厚さ方向の位置
決めを確実に行うことができるので、コア部厚さＤの異
なる暖房用熱交換器Ｈに対しても同一の電気発熱体９を
共通使用できる。

【００５７】（第５実施形態）図９は第５実施形態であ
り、第４実施形態によるストッパー部１０ｅの変形例で
ある。すなわち、第５実施形態では保持板１０の内側
に、別体（適宜の樹脂または金属製）のストッパー部材
１０ｆを配置して、第４実施形態と同じ効果を得るよう
にしたものである。

【００５８】（第６実施形態）図１０は第６実施形態で
あり、第４実施形態によるストッパー部１０ｅの変形例
である。すなわち、第６実施形態では保持板１０の対向
する２つの板面１０ｃ、１０ｄのうち、片側の板面１０
ｃのみから内側方向へ突出する凸部を形成し、この凸部
のみでストッパー部１０ｅを形成している。

【００５９】（第７実施形態）図１１は第７実施形態で
あり、第４実施形態に対して、保持板１０のストッパー
部１０ｅと閉塞端部１０ａとの間に補強リブ１０ｇを形
成している。この補強リブ１０ｇは２つの板面１０ｃ、
１０ｄの途中部位を内側方向へ突出させた凸部からな
る。この補強リブ１０ｇの形成により保持板１０のスト
ッパー部１０ｅと閉塞端部１０ａとの間の部分の剛性が
高まるので、この部分での保持板１０の変形を抑制でき
る。

【００６０】（他の実施形態）なお、第７実施形態にお
ける補強リブ１０ｇを２つの板面１０ｃ、１０ｄのう
ち、いずれか一方のみに形成してもよい。また、上記図
８〜１１におけるストッパー部１０ｅおよび補強リブ１
０ｇは、コア部３のチューブ長手方向（図１の左右方
向）の全長にわたって連続的に形成してもよく、あるい
は不連続に形成することもできる。

【００６１】また、上記の実施形態では、車両暖房用熱
交換器について説明したが、本発明は車両用に限定され
ることなく、種々な用途の暖房用熱交換器に広く適用可
能である。また、電気発熱体９の設置形態を図１の形態
に限らず、暖房用熱交換器の仕様の変化に対応して種々
変更し得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実施形態を示す暖房用熱交換器の
斜視図である。

【図２】図１の電気発熱体設置部の拡大斜視図である。

【図３】図１の電気発熱体設置部の断面図である。

【図４】（ａ）は本発明の一実施形態の電気発熱体の一
部破断斜視図、（ｂ）は同電気発熱体の横断面図、
（ｃ）は同電気発熱体の縦断面図、（ｄ）は同電気発熱
体の平面図である。

【図５】本発明による暖房用熱交換器を適用した車両空
調装置の通風系の概略断面図である。

【図６】本発明の第２実施形態を示す電気発熱体設置部
の断面図である。

【図７】本発明の第３実施形態を示す暖房用熱交換器の
斜視図である。

【図８】本発明の第４実施形態を示す電気発熱体設置部
の断面図である。

【図９】本発明の第５実施形態を示す電気発熱体設置部
の断面図である。

【図１０】本発明の第６実施形態を示す電気発熱体設置
部の断面図である。

【図１１】本発明の第７実施形態を示す電気発熱体設置
部の断面図である。

【符号の説明】

１、２…タンク、３…熱交換用コア部、６…偏平チュー
ブ、７…コルゲートフィン、９…電気発熱体、９ａ…発
熱体素子、９ｂ、９ｃ…電極板、９ｄ…被覆部材、９
ｅ、９ｆ…端子部、１０…保持板、１０ａ…閉塞端部、
１０ｂ…開口部、１０ｃ、１０ｄ…板面、１０ｅ…スト
ッパー部、１０ｆ…ストッパー部材、１０ｇ…補強リ
ブ、１２、１３…締結部材。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源流体が流通する偏平チューブ（６）
   を多数本並列配置するとともに、この多数本の偏平チュ
   ーブ（６）の間にコルゲートフィン（７）を接合するこ
   とにより熱交換用コア部（３）が構成されており、 この熱交換用コア部（３）の一部の部位に電気発熱体
   （９）を設置する暖房用熱交換器において、 前記熱交換用コア部（３）のうち、前記電気発熱体
   （９）が設置される部位では、隣接するコルゲートフィ
   ン（７）の折り曲げ頂部相互の間に、前記偏平チューブ
   （６）の長手方向に延びる断面Ｕ字状の保持板（１０）
   を配置し、 この保持板（１０）のＵ字状曲げ形状からなる閉塞端部
   （１０ａ）が前記熱交換用コア部（３）の空気入口側に
   向き、他端側の開口部（１０ｂ）が前記熱交換用コア部
   （３）の空気出口側に向くようにし、 前記保持板（１０）の対向する２つの板面（１０ｃ、１
   ０ｄ）相互の間に所定間隔（Ｌ₁ ）を設定した状態で、
   この２つの板面（１０ｃ、１０ｄ）をそれぞれ前記コル
   ゲートフィン（７）の折り曲げ頂部に接合し、 前記開口部（１０ｂ）から前記保持板（１０）の内部に
   前記電気発熱体（９）を電気絶縁して組み付けたことを
   特徴とする暖房用熱交換器。
2. 【請求項２】 前記開口部（１０ｂ）が前記電気発熱体
   （９）の端部より空気流れ下流側に突出していることを
   特徴とする請求項１に記載の暖房用熱交換器。
3. 【請求項３】 前記開口部（１０ｂ）がスカート状に広
   がっていることを特徴とする請求項１または２に記載の
   暖房用熱交換器。
4. 【請求項４】 前記熱交換用コア部（３）の空気流れ方
   向の寸法であるコア部厚さ（Ｄ）に対して、前記保持板
   （１０）のコア部厚さ方向の寸法が同等であり、 一方、前記電気発熱体（９）のコア部厚さ方向の寸法が
   前記保持板（１０）のコア部厚さ方向の寸法より小であ
   り、 前記保持板（１０）に、前記電気発熱体（９）のコア部
   厚さ方向の位置決めを行う位置決め手段（１０ｅ、１０
   ｆ）が備えられ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つに記載の暖房用熱交換器。
5. 【請求項５】 前記位置決め手段は、前記２つの板面
   （１０ｃ、１０ｄ）のうち少なくとも一方から内側方向
   へ突出するストッパー部（１０ｅ）にて構成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の暖房用熱交換器。
6. 【請求項６】 前記ストッパー部（１０ｅ）と前記閉塞
   端部（１０ａ）との間に位置する補強リブ（１０ｇ）が
   前記２つの板面（１０ｃ、１０ｄ）のうち少なくとも一
   方に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の
   暖房用熱交換器。
7. 【請求項７】 前記位置決め手段は、前記保持板（１
   ０）とは別体で形成され、前記電気発熱体（９）と前記
   閉塞端部（１０ａ）との間に収容されたストッパー部材
   （１０ｆ）にて構成されていることを特徴とする請求項
   ４に記載の暖房用熱交換器。
8. 【請求項８】 前記偏平チューブ（６）、前記コルゲー
   トフィン（７）および前記保持板（１０）はアルミニュ
   ウムからなり、一体ろう付けされていることを特徴とす
   る請求項１ないし７のいずれか１つに記載の暖房用熱交
   換器。
9. 【請求項９】 前記電気発熱体（９）に、正極側電極板
   （９ｂ）および負極側電極板（９ｃ）と、この両電極板
   （９ｂ、９ｃ）の間に配置された発熱体素子（９ａ）と
   を備えるとともに、 この両電極板（９ｂ、９ｃ）の周囲を電気絶縁材料から
   なる被覆部材（９ｄ）により被覆し、 この被覆部材（９ｄ）の表面が前記保持板（１０）の内
   側面に圧接するようにして、前記電気発熱体（９）を前
   記保持板（１０）の内部に組み付けたことを特徴とする
   請求項１ないし８のいずれか１つに記載の暖房用熱交換
   器。
10. 【請求項１０】 前記正極側電極板（９ｂ）および前記
    負極側電極板（９ｃ）に、それぞれ外部回路との電気接
    続用の端子部（９ｅ、９ｆ）が一体成形されており、 この端子部（９ｅ、９ｆ）は、前記正極側電極板（９
    ｂ）および前記負極側電極板（９ｃ）から前記熱交換用
    コア部（３）の空気下流側に突出していることを特徴と
    する請求項９に記載の暖房用熱交換器。
11. 【請求項１１】 前記熱交換用コア部（３）に、前記電
    気発熱体（９）を前記保持板（１０）の内部で圧接保持
    するように締付け力を作用させる締結部材（１２、１
    ３）を備えていることを特徴とする請求項１ないし１０
    のいずれか１つに記載の暖房用熱交換器。
12. 【請求項１２】 前記締結部材（１２）を前記保持板
    （１０）の開口部（１０ｂ）側にのみ備えることを特徴
    とする請求項１１に記載の暖房用熱交換器。