JP3159268B2 - 車両用熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用熱交換器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のカーエアコン用熱交換器として
は、吹出温度制御あるいは吹出温度分布制御を行うため
にヒータコアを分割したり、複数の水弁の切替、ダンパ
の切替等により制御するものが知られている。例えば、
実開昭５７−６６０９号公報に示されるものは、ヒータ
コアの両端に設けられる２個のタンクのうちの１個のタ
ンクに一体に温水コックを設け、この温水コックの操作
により温水流路を開閉可能にしている。また実開昭５５
−１６３２０９号公報に示されるものは、ヒータコアの
両端に設けられる各タンクからそれぞれ流出管が延びて
おり、この２個の流出管の合流部に三方弁を設け、三方
弁により流路を切替可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両用熱交換器によると、実開昭５７−６６
０９号公報のものは、タンクに一体に設けられる温水コ
ックの回路調節によって温水流量を切替えるのみでヒー
タコアを流通する温水の流路を切替えるものではないた
め、複雑な吹出温度制御や吹出温度分布制御を行うこと
は困難である。また、実開昭５５−１６３２０９号公報
に示すものは、タンクから延びる１個の流入管と２個の
流出管を備える構成であるから、配管が複雑となり部品
点数が増大しまた配管や切替弁の取付けスペースが拡大
するという問題がある。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、機構が簡単で部品点数を低減しか
つヒータコア内に温水分配機能をもたせて吹出温度制御
および吹出温度分布制御を精密に制御可能にした省スペ
ース型の車両用熱交換器を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明による第１発明の車両用熱交換器は、熱交換前
の被熱交換流体を導入するための樹脂製の入口タンク
と、熱交換後の被熱交換流体を導出するための出口タン
クと、前記入口タンクと前記出口タンクに両端が各々挿
入され、内部を被熱交換流体が流れる複数本のチューブ
と、前記チューブ間の空気隙間に配置されるフィンと、
前記入口タンクと一体に形成され、前記入口タンクのタ
ンク内部の室を、前記複数本のチューブのうち一部のチ
ューブのみに連通する第１流路と残りのチューブのみに
連通する第２流路とに仕切る仕切板と、前記仕切板の上
流部に前記第１流路または第２流路に被熱交換流体の流
路を選択的に切替可能な流路切替手段とを備えたことを
特徴とする。

【０００６】本発明による第２発明の車両用熱交換器
は、前記第１発明の構成において、前記入口タンクのタ
ンク内部の室が２本の流路に分割されることを特徴とす
る。

【０００７】

【作用】本発明の熱交換器によれば、上流側のタンク内
を仕切板によって分割し、このタンク内部の仕切板によ
る分岐部に流路切替手段を設ける構成にしたため、タン
クの外部において配管等の構成部品の付加なしに、チュ
ーブとフィンからなるヒータコア内に温水分配機能なら
びに温度分布制御機能がもたせられる。また、この仕切
板はタンク内にタンクと一体に形成されているため、仕
切板の形成が容易である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。本発明をカーエアコン用熱交換器に適用した第
１実施例を図１〜図６に示す。この実施例を適用したカ
ーエアコン用熱交換器を用いた空調装置は、図２に示す
ように、車室外の空気を取入れる空気取入口２または車
室内の空気を取入れる空気取入口３、４から取入れた空
気を送風ブロア６によりエバポレータ７に導く。空気取
入口３、４にはそれぞれの開度を調節するダンパ５ａ、
５ｂが回動自在に取付けられている。

【０００９】エバポレータ７の下流にはエアミックスダ
ンパ８が設けられ、このエアミックスダンパ８によって
仕切られる第１流路１８と第２流路１９のうちの片側の
第２流路１９に熱交換器としてのヒータコア１７が取付
けられる。エアミックスダンパ８とヒータコア７の下流
側に形成されるエアミックスチャンバ９は、デフロスタ
吹出口１３、胸元吹出口１２ならびに足元吹出口１０、
１１に連通している。各吹出口１０、１１、１２、１３
の入口側には該吹出口の開度を調節するダンパ１４、１
５、１６が回動自在に取付けられる。

【００１０】ヒータコア１７は、その具体的な構造が図
１に示される。ヒータコア１７は、上部タンク２０と下
部タンク２１とコア部２２から構成され、上部タンク２
０および下部タンク２１は樹脂からなり、コア部２２は
アルミニウムまたは銅等で構成される。コア部２２は、
上部タンク２０の内部と下部タンク２１の内部を連通す
る複数の平行に配設されるチューブ２３と、これらの隣
接するチューブ２３の間に接触されるコルゲートフィン
２４とからなる。チューブ２３の上端２３ａはシートメ
タル２８の凸状案内部２８ａに挿入されて上部タンク２
０の内部に開口する。同様にチューブ２３の他端２３ｂ
はシートメタル２８の凸状案内部２８ａに挿入されて下
部タンク２１の内部に開口される。上記および下部のシ
ートメタル２８、２８は、それぞれ上部タンクフランジ
部２０ａ、下部タンクフランジ部２１ａにシール部材３
０、３１を介して折曲げカシメ結合されている。

【００１１】上部タンク２０を構成するカプセル３２の
内部には、上流側で図１の上下に下流側で左右に温水を
区分して導入するための樹脂からなる導流壁３３が設け
られる。導流壁３３の一端３３ａは、シートメタル２８
の平面部２８ｂに接触し、導流壁３３の他端３３ｂはそ
の近傍に温水の流路および流量を制御するための流路切
替弁４０が設けられる。

【００１２】この流路切替弁４０は、図３および図４に
拡大図が示されるように、上部タンク２０に樹脂で一体
成形される弁ケース４１の内部に弁体４２がシャフト４
３に固定され、シャフト４３が弁ケース４１に回動自在
に設けられる。シャフト４３の大径軸部４４は軸穴４１
ａに回動自在に案内され、この軸部４４がＬ字状の操作
レバー４５に連結される。軸部４４の外周にはシールリ
ング４６が嵌合され、シールリング４６を弁ケース４１
に押圧するプレート４７がケース内周壁４１ｂに嵌合さ
れている。シャフト４３の自由端４３ａは、弁ケース案
内孔４１ｃに回動自在に案内されている。

【００１３】入口パイプ２５に流入される温水の流路
は、円柱状流路５０、その下流側に流路面積が拡大され
る円錐状流路５１、この円錐状流路５１に接続される大
径円柱状流路５２、断面半円形状上流路５３、断面半円
形状下流路５４からなる。操作レバー４５は、図示しな
いワイヤ、モータ等の連動手段により連結され、この連
動手段は、車室内の図示しない温度コントロールパネル
上の切替レバー、切替ボタン等の切替手段に連結され
る。すなわち、乗員の操作により切替手段、連結手段お
よび操作レバー４５が駆動されると、弁体４２が図１、
図３および図４に示す中立位置、図５に示す下流路遮断
位置、図６に示す上流路遮蔽位置に選択的に切替えられ
る。

【００１４】次に、流路切替弁４０の切替状態に応じて
温水流路がどのように切替えられるかを図１、図５およ
び図６に基づいて説明する。流路切替弁４０が中立位置
にあるとき、図１に示すように、入口パイプ２５の円柱
状流路５０を矢印方向に流れる温水は、弁体４２の両側
で上下に分岐され、断面半円状上流路５３または断面半
円状下流路５４を経て導流壁３３の上下を矢印方向に流
れ、上部タンク２０の内部に連通する図１で左側のチュ
ーブ２３と右側のチューブ２３からそれぞれチューブ２
３内を下方に流れ、チューブ２３の下端２３ｂから下部
タンク２１内に矢印方向に入り、出口パイプ２６から矢
印方向に排出される。この場合、左右全部のチューブ２
３内を温水が流れるから、フィン２４との熱交換面積す
なわち接触面積が相対的に大きいため熱交換効率が高レ
ベルにある。

【００１５】流路切替弁４０が下流路閉位置にあると
き、図５に示すように、半円状下流路５４が閉じられる
ため、入口パイプ２５の流路５０から入った温水は、半
円状上流路５３を矢印方向に流れ、左側のチューブ２３
に流入する。右側のチューブ２３内には温水は流れな
い。この場合、左半分側の流路２３の熱交換によって下
部タンク２１内には熱交換効率が中レベルとなって出口
パイプ２６から外部に排出される。

【００１６】流路切替弁４０が上流路閉位置にあると
き、図６に示すように、半円状上流路５３が閉じられる
ため、入口パイプ２５の流路５０から入った温水は、矢
印方向に上部タンク２０の右側内部からチューブ２３の
右側のチューブ２３内を矢印方向に流れる。左側半分の
チューブ２３内には温水は流れない。このため、右側チ
ューブ２３の下２３ｂから下部タンク２１内に全開時よ
りも低レベルの熱交換率をもって出口パイプ２６から排
出される。

【００１７】本実施例では、上部タンク２０の入口部に
設けられた流路切替弁４０の温水分配機能により容易に
温水の温度分布変化を作り出せる。また流路切替弁４０
の開度位置に応じて温水の流量を調整できるから、温水
流量変化による温水温度分布をも作り出せる。このた
め、図１の左右のコルゲートフィン２４において温度差
を左右で可変の構成であるから、図２に示すように、エ
アミックスダンパ８の開度位置と相俟ってエアミックス
チャンバ９内で気流の調整が可能となり、足元吹出口１
０、１１ならびに胸元吹出口１２さらにはデフロスタ吹
出口１３から各ダンパ１４、１５、１６の開度に応じて
吹出温度を個々に制御可能である。また、吹出口を運転
席と助手席あるいは前席と後席との吹出口の開口位置に
応じて吹出温度を個々に独立して制御し、各座席の乗員
の希望に応じた温度ならびに風量の調整が可能となる。
つまり、個々の吹出口に応じて個別に風量、温度分布を
精密に制御可能となる。

【００１８】次に、本発明の第２実施例による流路切替
弁部の構成を図７〜図９に示す。第２実施例は、第１実
施例に示す流路切替弁４０に代えて貫通穴６２を有する
流路切替弁６０を用いた例である。流路切替弁６０は、
円柱体６１からなり、その直径方向に貫通穴６２が形成
される。円柱体６１は、その軸方向一端側に操作レバー
４５が固定される。円柱体６１は、上部タンク２０に一
体形成される弁ケース６５に回動自在に収納され、弁ケ
ース６５の上流側に入口パイプ６６が一体形成される。
図７に示す円柱体６１の位置は、仕切板３３の上側流路
７０および下側流路７１の両流路に入口パイプ６６の内
部の流路５０を連通する中立状態にある。この状態から
操作レバー４５を時計方向に回動すると、図８に示すよ
うに、矢印方向に貫通穴６２を通って上側流路７０が連
通され、図９に示すように、操作レバー４５を反時計方
向に回動すると、貫通穴６２を通って下側流路７１に矢
印方向に連通される。

【００１９】この第２実施例では、入口パイプ６６が上
部タンク２０と一体形成されるから、前記第１実施例に
比べ熱交換器の部品点数がさらに低減される。また、流
路切替弁６０の構成部品については、円柱体６１を用い
ているから、剛性が高められるとともに部品点数が低減
される。その他の構成部分については第１実施例と同様
であるので、実質的に同一の構成部分については同一符
号を付し、説明を省略する。

【００２０】なお、前記実施例では、上から下流しの熱
交換器について説明したが、下から上流しの熱交換器、
または左右流しの熱交換器に本発明を適用することがで
きることはもちろんである。入口タンクの内部の室は３
本、４本以上の流路に分割し、各流路を切替手段により
任意に切替えるようにしてもよい。さらに、流路切替弁
に代わる流路切替手段を用いることもできる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用熱
交換器によれば、熱交換器の上部タンクの内部に仕切板
を設け、この仕切板の上流部にタンク内部の流路を切替
える流路切替弁を設ける構成としたため、上部タンクか
ら下部タンクに向かうチューブへの温水分配を切替制御
できるので、チューブ間のフィン隙間を通る空気の熱交
換制御、温度分配制御、温度分布制御を行うことができ
る。これにより、熱交換器を通過した空気流にその通過
位置に応じて温度分布制御が可能となり、各種吹出口か
らの空気流による暖房能力の大小および温度分布を可変
に制御できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による熱交換器を示す概略
断面図である。

【図２】本発明の第１実施例による熱交換器を適用した
空調装置を示す概略構成図である。

【図３】図１に示す流路切替弁を示す拡大断面図であ
る。

【図４】図３に示す矢印Ａ−Ａ線断面図である。

【図５】本発明の第１実施例による流路切替弁の作動状
態ならびに流路を示す部分概略断面図である。

【図６】本発明の第１実施例による流路切替弁の作動状
態ならびに流路を示すを示す部分概略断面図である。

【図７】本発明の第２実施例による流路切替弁を示す断
面図である。

【図８】本発明の第２実施例による流路切替弁の図７に
示す位置状態と異なる位置状態を示す断面図である。

【図９】本発明の第２実施例による流路切替弁の図７お
よび図８に示す位置状態とは異なる弁の位置状態を示す
断面図である。

【符号の説明】

１７ ヒータコア（熱交換器） ２０ 上部タンク（入口タンク） ２１ 下部タンク（出口タンク） ２３ チューブ ２４ コルゲートフィン（フィン） ２８ シートメタル ２８ａ 凸状案内部（案内孔） ３３ 仕切板 ３３ａ 一端 ３３ｂ 他端 ４０ 流路切替弁（流路切替手段） ５３ 半円状上流路（第１流路） ５４ 半円状下流路（第２流路）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換前の被熱交換流体を導入するため
   の樹脂製の入口タンクと、 熱交換後の被熱交換流体を導出するための出口タンク
   と、 前記入口タンクと前記出口タンクに両端が各々挿入さ
   れ、内部を被熱交換流体が流れる複数本のチューブと、 前記チューブ間の空気隙間に配置されるフィンと、前記入口タンクと一体に形成され、 前記入口タンクのタ
   ンク内部の室を、前記複数本のチューブのうち一部のチ
   ューブのみに連通する第１流路と残りのチューブのみに
   連通する第２流路とに仕切る仕切板と、 前記仕切板の上流部に前記第１流路または第２流路に被
   熱交換流体の流路を選択的に切替可能な流路切替手段と
   を備えたことを特徴とする車両用熱交換器。
2. 【請求項２】 前記入口タンクのタンクの内部の室が２
   本の流路に分割されることを特徴とする請求項１に記載
   の車両用熱交換器。