JPH1142930A - 暖房用熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖房用熱交換器に電気的に絶縁して電気発熱
体を設置するとともに、熱交換器のリサイクルの容易化
および電気発熱体の電気配線の簡略化を図る。 【解決手段】 電気発熱体９を、正極側、負極側電極板
９ｂ、９ｃと、発熱体素子９ａとにより構成するととも
に熱交換用コア部３に対して電気的に絶縁して配置し、
熱交換用コア部３にチューブ５群と直交する方向に締付
け力を作用させる締結部材１２、１３を装着し、この締
結部材に正極側、負極側配線部材１４、１５を固着し、
正極側電極板を正極側配線部材に、また、負極側電極板
を負極側配線部材にそれぞれ電気的に接続する。

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、特開昭６３−２０３４１１号公報、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
発熱により空気を加熱して、暖房効果を高めることがで
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
電気発熱体に対して暖房用熱交換器のコア部を通して通
電する構成になっているので、電気発熱体への通電時に
は、暖房用熱交換器の金属（アルミニウム）部材に電流
が流れるとともに、金属部材が水に接していて、腐食し
やすい環境にある。その結果、金属部材に電食が発生し
て、チューブ等の薄肉部材に電食部分からの水洩れが発
生しやすいという不具合がある。

【０００４】また、特開平５−６９７３２号公報では、
電気発熱体の部分を熱交換器コア部に一体ろう付けする
構成であるので、熱交換器リサイクル時に、異種材質で
ある電気発熱体と熱交換器コア部とを簡単に分離でき
ず、リサイクルが困難となる。本発明は上記点に鑑みて
なされたもので、温水等の熱源流体により空気を加熱す
る暖房用熱交換器に電気発熱体を一体化するものにおい
て、暖房用熱交換器と電気的に絶縁して電気発熱体に簡
潔な構成で通電できるようにすることを目的とする。

【０００５】また、本発明は、電気発熱体を一体化した
暖房用熱交換器のリサイクルを容易化することを他の目
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、熱源流体が流通するチュ
ーブ（５）を多数本並列配置する熱交換用コア部（３）
を有し、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、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、両電極板（９
ｂ、９ｃ）を熱交換用コア部（３）に対して電気的に絶
縁して配置し、熱交換用コア部（３）に、チューブ
（５）群と直交する方向に締付け力を作用させる締結部
材（１２、１３）を装着し、この締結部材（１２、１
３）の締付け力により電気発熱体（９）を熱交換用コア
部（３）に保持するとともに、締結部材（１２、１３）
を電気絶縁材料にて構成し、締結部材（１２、１３）の
うち、熱交換用コア部（３）と接触しない面に、正極側
配線部材（１４）および負極側配線部材（１５）を固着
し、正極側電極板（９ｂ）を正極側配線部材（１４）
に、また、負極側電極板（９ｃ）を負極側配線部材（１
５）にそれぞれ電気的に接続したことを特徴としてい
る。

【０００７】これによると、電気発熱体（９）の電気配
線をアルミニウム等の金属で構成される熱交換用コア部
（３）に対して電気絶縁して構成することができるた
め、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。

【０００８】しかも、熱交換用コア部（３）から締結部
材（１２、１３）を取り外して、締結部材（１２、１
３）の締付け力を解放すれば、電気発熱体（９）を容易
に熱交換用コア部（３）から分離できるので、熱交換器
のリサイクル時に、アルミニウム等の金属で構成された
熱交換器部と、これとは異種材質で構成された電気発熱
体（９）部とを容易に分離できる。

【０００９】従って、電気発熱体（９）を一体化した熱
交換器であっても、熱交換器のリサイクル性を良好なも
のとすることができる。また、熱交換器使用時に熱源流
体の圧力がチューブ（５）に作用して、熱交換用コア部
（３）が太鼓状に膨らもうとしても、これを締結部材
（１２、１３）により防止して、正極側電極板（９ｂ）
および負極側電極板（９ｃ）と、発熱体素子（９ａ）と
の圧接状態を良好に維持して、発熱体素子（９ａ）の性
能を良好に発揮できる。

【００１０】さらに、締結部材（１２、１３）に正極側
配線部材（１４）および負極側配線部材（１５）を一体
化して、締結部材（１２、１３）に電気配線部材の役割
を兼務させているから、電気発熱体（９）の電気配線を
暖房用熱交換器のコア部（３）に対して、少ない部品点
数にて容易に実施できる。また、請求項２記載の発明で
は、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（９
ｄ）により両電極板（９ｂ、９ｃ）と熱交換用コア部
（３）との間を電気的に絶縁することを特徴としてい
る。

【００１１】これによると、電気発熱体（９）と熱交換
用コア部（３）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（９
ａ）の保護を行うことができる。また、請求項３記載の
発明では、正極側配線部材（１４）および負極側配線部
材（１５）を締結部材（１２、１３）の長手方向に延び
る板状部材とし、締結部材（１２、１３）、正極側配線
部材（１４）および負極側配線部材（１５）の長手方向
の途中には貫通穴（１６、１７）を開け、正極側電極板
（９ｂ）および負極側電極板（９ｃ）には、それぞれ爪
状に突出する端子部（９ｅ、９ｆ）を一体成形し、この
端子部（９ｅ、９ｆ）を貫通穴（１６、１７）に挿通し
て正極側配線部材（１４）および負極側配線部材（１
５）に固定することにより、正極側電極板（９ｂ）と正
極側配線部材（１４）との間および負極側電極板（９
ｃ）と負極側配線部材（１５）との間をそれぞれ電気的
に接続することを特徴としている。

【００１２】これによると、正極側電極板（９ｂ）およ
び負極側電極板（９ｃ）に一体成形した爪状の端子部
（９ｅ、９ｆ）を用いて、簡単、かつ確実に、正極側電
極板（９ｂ）と正極側配線部材（１４）との間および負
極側電極板（９ｃ）と負極側配線部材（１５）との間を
それぞれ電気的に接続できる。また、請求項４記載の発
明では、正極側電極板（９ｂ）および負極側電極板（９
ｃ）のうち、熱交換用コア部（３）への挿入側先端部
に、先細り形状となる鋭角部（９ｉ、９ｊ）を形成した
ことを特徴としている。

【００１３】これによると、先細り形状の鋭角部（９
ｉ、９ｊ）の部位から、電気発熱体（９）の両電極板
（９ｂ）、（９ｃ）を熱交換用コア部（３）へ挿入する
ことにより、電気発熱体（９）の挿入を容易に行うこと
ができ、電気発熱体（９）の組付作業性を向上できる。
なお、請求項５に記載のように、正極側配線部材（１
４）および負極側配線部材（１５）はそれぞれ別個の締
結部材（１２、１３）に固着したり、あるいは、請求項
６に記載のように、正極側配線部材（１４）および負極
側配線部材（１５）をともに共通の締結部材（１２）に
固着してもよい。

【００１４】また、請求項７に記載の発明では、電気発
熱体（９）を熱交換用コア部（３）に複数設置し、正極
側配線部材（１４）および負極側配線部材（１５）の少
なくとも一方を、複数の電気発熱体（９）に対応して複
数に分岐し、複数の電気発熱体（９）に独立に通電可能
としたことを特徴としている。これによれば、複数の電
気発熱体（９）の通電数を制御して、電気発熱体（９）
による暖房能力を制御することができる。

【００１５】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。

【００１６】

【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は本発明を適用した車両暖房用熱
交換器Ｈの第１実施形態を示すもので、この熱交換器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。

【００１７】温水入口側タンク１の長手方向の一端部に
は図示しない車両エンジンからのエンジン冷却水、すな
わち温水（熱源流体）が流入する入口パイプ４が設けら
れている。同様に、温水出口側タンク２の長手方向の一
端部（図１の上端部）には出口パイプ（図１の左側上部
破断のため図示せず）が設けられており、この出口パイ
プから温水を外部へ流出させ、エンジン側に還流させ
る。

【００１８】なお、本例の熱交換器Ｈは左右対称形であ
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。各タンク１、２はそれぞれタンク
本体部１ａ、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の上下方向に並
んで形成されている。

【００１９】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５を多数個図１の上下方向に並列配置し
ている。なお、図１に示す偏平チューブ５は、偏平断面
の中央部にチューブ内通路を２分割する接合部を有する
形状であり、この偏平チューブ５を暖房用空気の流れ方
向ａに対して１列のみ配置しているが、偏平チューブ５
を暖房用空気の流れ方向ａに対して複数列配置してもよ
い。

【００２０】そして、この多数個の偏平チューブ５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）６を配置し接合している。このコルゲートフィン６
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７が切り起こし成形されてお
り、このルーバ７の形成によりフィン熱伝達率を向上さ
せている。

【００２１】偏平チューブ５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６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６およびタンク１、２
に接合される。

【００２２】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、図２に示すように、隣接
するコルゲートフィン７の折り曲げ頂部に、それぞれ偏
平チューブ６の長手方向に延びる平板状の金属製保持板
１０、１１を接合するとともに、この２枚の金属製保持
板１０、１１の間に所定間隔（Ｌ＝電気発熱体９の厚
み）を設定して、この２枚の保持板１０、１１の間に電
気発熱体９を組み付ける構造となっている。なお、２枚
の保持板１０、１１の長さは、図１において熱交換用コ
ア部３の幅（図１左右方向の寸法）と略同一にしてあ
る。

【００２３】本例における熱交換器では、上記各構成部
品１〜８ｂおよび２枚の保持板１０、１１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、これらのアルミニュウム製の構成部品１〜８
ｂおよび保持板１０、１１は後述するようにろう付けに
て接合され、熱交換器が組立られる。ところで、熱交換
用コア部３の一部の部位に、偏平チューブ５の代わり
に、電気発熱体９を設置しているため、２枚の金属製保
持板１０、１１の板厚と電気発熱体９の厚さＬとを含む
全体の厚さが偏平チューブ５の厚さ（例えば、１ｍｍ）
と同一となるように設定してある。

【００２４】図１の例では、熱交換用コア部３の３箇所
（斜線部）に電気発熱体９を等間隔で設置している。こ
の電気発熱体９は図２に示すように、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、９ｃとからなる３層のサンド
ウイッチ構造になっている。上記両電極板９ｂ、９ｃは
例えば銅等の導電金属材から成形されており、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、１１と略同一である。発熱体素子９
ａは両電極板９ｂ、９ｃの長手方向において複数個、並
列配置されており、発熱体素子９ａと両電極板９ｂ、９
ｃの間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。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
る。

【００２５】また、発熱体素子９ａは所定の設定温度
（例えば、９０°Ｃ付近）Ｔ₀ 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により被覆してある。そし
て、この被覆部材９ｄが保持板１０、１１に圧接するよ
うにして、２枚の保持板１０、１１の間に電気発熱体９
が組み付けられる。ここで、被覆部材９ｄは保持板１
０、１１と両電極板９ｂ、９ｃとの間の電気的な絶縁作
用を果たすと同時に、発熱体素子９ａの熱を保持板１
０、１１に伝導する役割を果たすため、保持板１０、１
１と両電極板９ｂ、９ｃとの間の被覆部材９ｄの厚さは
例えば、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。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。

【００２６】また、両電極板９ｂ、９ｃの短辺方向の一
端部すなわち、熱交換用コア部３への挿入側先端部には
鋭角部９ｉ、９ｊ（図２、図３、図５参照）を形成し、
この鋭角部９ｉ、９ｊにより両電極板９ｂ、９ｃ間の間
隔が先細り状となるようにしてある。これにより、熱交
換用コア部３への電気発熱体９の挿入が容易となる。一
方、熱交換用コア部３には、多数本の偏平チューブ５群
と直交する方向に締付け力を作用させる締結部材１２、
１３を装着して、この締結部材１２、１３の締付け力に
より電気発熱体９を熱交換用コア部３の２枚の保持板１
０、１１の間に保持するとともに、発熱体素子９ａと両
電極板９ｂ、９ｃとを圧接して、この両者９ａ、９ｂ、
９ｃ間の電気的導通を得ている。

【００２７】この締結部材１２、１３についてさらに具
体的に説明すると、締結部材１２、１３は電気絶縁材、
具体的にはナイロンのような強度の高い樹脂により構成
されるものであって、図１の例では熱交換用コア部３の
空気出口側の面において偏平チューブ５群と直交する方
向に延びるように配置される。締結部材１２、１３の両
端部には折り曲げ形状からなる引掛け部１２ａ、１３ａ
が形成されており、この引掛け部１２ａ、１３ａを上下
のサイドプレート８ａ、８ｂの長手方向の途中部位に形
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１
２、１３の装着により、電気発熱体９を２枚の保持板１
０、１１の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。

【００２８】この締結部材１２、１３は各電気発熱体９
の電極板９ｂ、９ｃを外部制御回路に電気接続するため
の電気配線部材としての役割を兼務しているので、次
に、この電気配線部材としての構成を具体的に説明す
る。図３〜図５に示すように、締結部材１２のうち、熱
交換用コア部３と接触しない面に正極側配線部材１４を
固着し、また、締結部材１３のうち、熱交換用コア部３
と接触しない面に負極側配線部材１５を固着している。
この両配線部材１４、１５は銅、黄銅等の導電金属材か
らなり、締結部材１２、１３を樹脂にて成形する際に、
インサート成形にて両配線部材１４、１５を締結部材１
２、１３に一体に固着することができる。

【００２９】ここで、両配線部材１４、１５の固着手段
として、インサート成形を採用せずに、締結部材１２、
１３に予め係止突起（図示せず）を一体成形してお
き、，この係止突起（図示せず）を両配線部材１４、１
５に設けた係止穴に挿通し係止することにより、両配線
部材１４、１５を締結部材１２、１３に一体に固着して
もよい。

【００３０】一方、電気発熱体９の正極側電極板９ｂお
よび負極側電極板９ｃには締結部材１２、１３側へ爪状
に突出する端子部９ｅ、９ｆが一体成形してあり、両電
極板９ｂ、９ｃのうち、この端子部９ｅ、９ｆの成形部
位の周囲には締結部材１２、１３が嵌合する凹状溝９
ｇ、９ｈが形成してある。また、締結部材１２、１３お
よび配線部材１４、１５には端子部９ｅ、９ｆを挿通で
きる貫通穴１６、１７が開けてある。

【００３１】締結部材１２、１３を両電極板９ｂ、９ｃ
に対して直交する方向に配置して、締結部材１２、１３
の貫通穴１６、１７に端子部９ｅ、９ｆを挿通しなが
ら、締結部材１２、１３を両電極板９ｂ、９ｃの凹状溝
９ｇ、９ｈに嵌合する。その後に、端子部９ｅ、９ｆの
先端部を直角状に折り曲げて配線部材１４、１５の表面
上に圧接することにより、端子部９ｅ、９ｆを配線部材
１４、１５にそれぞれ電気接続できる。

【００３２】さらに、正極側配線部材１４および負極側
配線部材１５にはそれぞれ電気リード線１８、１９が溶
接、半田付け等の手段で電気接続され、この電気リード
線１８、１９は図示しない外部制御回路に電気接続さ
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。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５とコルゲ
ートフィン６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３
箇所の部位）では、隣接するコルゲートフィン６の折り
曲げ頂部の間に、チューブ５の長手方向に延びる２枚の
保持板１０、１１を所定間隔を開けて配置する。この２
枚の保持板１０、１１の所定間隔を保持するために、こ
の２枚の保持板１０、１１の間に、この所定間隔の板厚
を持ったダミー板（図示せず）を挿入する。

【００３３】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、入口パイプ
４、出口パイプ、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。

【００３４】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。

【００３５】そして、熱交換器組付体の熱交換用コア部
３における３箇所の２枚の保持板１０、１１の間に挿入
されているダミー板を取り出し、２枚の保持板１０、１
１の間に形成される所定間隔の空間に、被覆部材９ｄが
保持板１０、１１に圧接するようにして、電気発熱体９
を２枚の保持板１０、１１の間に組み付ける。このと
き、平板状の電極板９ｂ、９ｃの挿入側の先端に形成し
た鋭角部９ｉ、９ｊにより、両電極板９ｂ、９ｃの挿入
側先端の間隔を先細状に狭くしているので、電気発熱体
９を２枚の保持板１０、１１の間に容易に挿入すること
ができる。

【００３６】この組付の後に、締結部材１２、１３の装
着を行うのであるが、その際には、まず、締結部材１
２、１３の貫通穴１６、１７に端子部９ｅ、９ｆを挿通
しながら、締結部材１２、１３を両電極板９ｂ、９ｃの
凹状溝１６、１７に嵌合するとともに、締結部材１２、
１３の両端の引掛け部１２ａ、１３ａを上下のサイドプ
レート８ａ、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、１
３を装着する。

【００３７】この締結部材１２、１３の装着により、熱
交換用コア部３に対して締付け力が作用するので、電気
発熱体９の発熱体素子９ａと電極板９ｂ、９ｃとが圧接
して、この両者間が電気的に接続される。また、締結部
材１２、１３を両電極板９ｂ、９ｃの凹状溝１６、１７
に嵌合することにより、締結部材１２、１３と両電極板
９ｂ、９ｃとの間に図３の矢印Ｃ方向のガタが発生する
のを防止して、締結部材１２、１３と両電極板９ｂ、９
ｃとを強固に固定できる。

【００３８】次に、端子部９ｅ、９ｆの先端部を直角状
に折り曲げて配線部材１４、１５の表面上に圧接するこ
とにより、端子部９ｅ、９ｆを配線部材１４、１５にそ
れぞれ電気接続できる。なお、リード線１８、１９と配
線部材１４、１５との電気接続は、締結部材１２、１３
単体の状態で予め行っておいてもよい。あるいは締結部
材１２、１３を熱交換器に装着した後に行ってもよい。

【００３９】また、図１では、熱交換用コア部３の空気
出口側の面のみに、締結部材１２、１３を装着している
が、熱交換用コア部３の空気入口側の面にも締結部材１
２、１３を装着すれば、締結部材１２、１３による締付
け力が電気発熱体９に対して全体的に均一に作用させる
ことができる。但し、その場合に、コア部空気入口側に
配設される締結部材１２、１３は締結作用のみでよく、
電気配線機能は不要であるから、配線部材１４、１５を
一体化する必要はない。

【００４０】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、図示しない空調用送風機が
作動して、暖房用熱交換器のコア部３の偏平チューブ５
とコルゲートフィン６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。

【００４１】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５に分配され、この偏平チューブ５を
並列に流れる間にコルゲートフィン６を介して暖房用空
気に放熱する。多数本の偏平チューブ５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（図示せず）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。

【００４２】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リード線１８、１９の間に車載
電源から電圧を加える。これにより、配線部材１４、１
５、電極板９ｂ、９ｃを介して発熱体素子９ａが通電さ
れ発熱する。発熱体素子９ａの発熱は電極板９ｂ、９
ｃ、被覆部材９ｄ、保持板１０、１１を経て、両側のコ
ルゲートフィン６に伝導されて、このコルゲートフィン
６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。

【００４３】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。また、熱交換器使用時には、偏平チュ
ーブ５内を流通する温水の圧力によりコア部３が太鼓状
に膨張しようとするが、締結部材１２、１３の装着によ
りこのコア部３の膨張を確実に防止できるので、発熱体
素子９ａと電極板９ｂ、９ｃとの圧接状態を良好に維持
でき、発熱体素子９ａと電極板９ｂ、９ｃとの間の接触
抵抗を僅少にして、発熱体素子９ａの性能を良好に発揮
できる。

【００４４】しかも、締結部材１２、１３に配線部材１
４、１５を一体化して、締結部材１２、１３に電気配線
機能を兼務させているから、電気発熱体９の電気配線構
成を簡略化できる。また、電気発熱体９の電気配線構成
を熱交換用コア部３から電気絶縁して行うことができる
から、電気発熱体９の通電時にアルミニウム製の熱交換
器Ｈに電流が流れることがなく、従って、アルミニウム
製の熱交換器Ｈの各部材が電食により腐食するのを防止
てきる。

【００４５】また、車両用空調装置においては、暖房用
熱交換器の空気流れ上流側に冷房用熱交換器（蒸発器）
が配置され、この冷房用熱交換器が発生する凝縮水が空
気流れとともに暖房用熱交換器側へ飛散する場合がある
が、本実施形態のように、配線部材１４、１５を一体化
した締結部材１２、１３を暖房用熱交換器の空気出口側
の面に装着することにより、締結部材１２、１３の配線
部材１４、１５部分に凝縮水が付着するのを防止でき
る。

【００４６】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６に、予め保持板１０、１１を接合し
ておき、この保持板１０、１１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６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６の間に配置する
構成であっても、コルゲートフィン６の波形状を維持し
伝熱性能を確保できる。

【００４７】また、暖房用熱交換器のリサイクルに際し
ては、締結部材１２、１３を取り外して、電気発熱体９
に作用する締付け力を解放すれば、電気発熱体９部分を
容易に熱交換器から分離できる。従って、アルミニウム
からなる熱交換器と、アルミニウム以外の異種材質を含
む電気発熱体９部分とをそれぞれ別個に区分してリサイ
クルすることを容易に達成できる。

【００４８】（第２実施形態）図６は第２実施形態であ
り、第１実施形態では、２本の締結部材１２、１３を用
いて、一方の締結部材１２に正極側配線部材１４を固着
し、他方の締結部材１３に負極側配線部材１５を固着し
ているが、第２実施形態では１本の締結部材１２に正極
側配線部材１４および負極側配線部材１５の両方を固着
している。

【００４９】すなわち、第２実施形態では１本の締結部
材１２の幅を広くして、締結部材１２の幅方向中央に長
手方向に延びる帯状仕切り壁１２ｂを一体成形し、この
帯状仕切り壁１２ｂの左右両側に正極側配線部材１４お
よび負極側配線部材１５を電気的に絶縁して固着してい
る。そして、電気発熱体９の正極側電極板９ｂと正極側
配線部材１４との間、および負極側電極板９ｃと負極側
配線部材１５との間は、第１実施形態と同様に、それぞ
れ両電極板９ｂ、９ｃに一体成形した端子部９ｅ、９ｆ
を用いて電気的に接続している。

【００５０】第２実施形態によれば、以上の構成により
１本の締結部材１２に一体化した正極側配線部材１４お
よび負極側配線部材１５を用いて、電気発熱体９の電気
配線を行うことができる。 （第３実施形態）図７は第３実施形態であり、熱交換用
コア部３に配設される複数（例えば、３個）の電気発熱
体９への通電を個別に制御できるようにして、電気発熱
体９の発熱による暖房能力を制御できるようにしたもの
である。

【００５１】このために、第３実施形態では、２本の締
結部材１２、１３のうち、一方の締結部材１２の幅を広
くして、この幅広の締結部材１２に、正極側配線部材と
して、電気発熱体９の設置数と同数（本例では、３個）
の正極側配線部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃを電気的に独
立して並列形成し、これら正極側配線部材１４ａ、１４
ｂ、１４ｃの長さをそれぞれ接続対象の電気発熱体９の
設置場所に対応した長さに設定している。

【００５２】そして、この３個の正極側配線部材１４
ａ、１４ｂ、１４ｃの一端側にそれぞれ、３個の電気発
熱体９の正極側電極板９ｂを電気的に独立に接続すると
ともに、他端側に、３個の正極側リード線１８ａ、１８
ｂ、１８ｃを電気的に独立に接続している。なお、負極
側の電気配線は第１実施形態と同じである。第３実施形
態によると、３個の正極側リード線１８ａ、１８ｂ、１
８ｃへの電源供給を図示しない外部制御回路にて独立に
制御することにより、３個の電気発熱体９の通電本数
（発熱量）を変更できる。従って、電気発熱体９による
暖房能力を例えば、温水温度とか暖房負荷等に応じて制
御できる。

【００５３】（第４実施形態）図８は第４実施形態であ
り、上記第３実施形態による暖房用熱交換器Ｈを車両用
空調装置の空調ケース２０内への収容状態を示してい
る。図８の車両用空調装置の構成自体は公知であるの
で、その概要を簡単に説明すると、空調ケース２０の空
気上流端部に空気入口２１が開口しており、この空気入
口２１には図示しない送風機ユニットからの送風空気が
流入する。

【００５４】この送風空気は冷房用熱交換器２２にて冷
却、除湿され、この冷房用熱交換器２２を通過した空気
はエアミックスドア２３により暖房用熱交換器Ｈを通過
する空気（温風）と、バイパス通路２４を通過する空気
（冷風）とに分流する。そして、暖房用熱交換器Ｈの下
流側の温風通路２５を通過した温風ｂと、バイパス通路
２４からの冷風ｃとが空気混合室２６にて混合して所定
温度になった後に、デフロスタ開口部２７、フェイス開
口部２８、およひフット開口部２９、３０のいずれか１
つまたは複数の開口部を通過して車室内へ空気が吹き出
される。

【００５５】車室内への吹出モードの切替は、上記開口
部２７〜３０を吹出モードドア３１〜３３により開閉す
ることにより行うことができる。ところで、第４実施形
態では暖房用熱交換器Ｈは、その温水入口側タンク１が
下方、温水出口側タンク２が上方となるようにして、空
調ケース２０内に配設されており、そして、これらのタ
ンク１、２にはそれぞれ電気絶縁材料（樹脂）で成形さ
れた電気配設用カバー３４、３５が脱着可能に装着して
ある。そして、このカバー３４、３５のうち、上部の温
水出口側タンク２に装着されるカバー３４の外表面には
３個の凹状溝３４ａが形成してあり、この凹状溝３４ａ
内には第３実施形態における３個の正極側リード線１８
ａ、１８ｂ、１８ｃと電気接続された配線部材３４ｂが
配設してある。

【００５６】一方、下部の温水入口側タンク１に装着さ
れるカバー３５の外表面には１個の凹状溝３５ａが形成
してあり、この凹状溝３５ａ内には第３実施形態におけ
る１個の負極側リード線１９と電気接続された配線部材
３５ｂが配設してある。また、空調ケース２０の側面に
は、電気配設用カバー３４、３５を装着した暖房用熱交
換器Ｈに対応した形状の開口部（図示せず）が熱交換器
設置部位に設けてあり、この開口部を通して、暖房用熱
交換器Ｈを電気配設用カバー３４、３５と一体にして空
調ケース２０内に組付けることができる。従って、電気
配設用カバー３４、３５の配線部材３４ｂ、３５ｂは上
記開口部を通して空調ケース２０の外部へ取り出すこと
ができる。

【００５７】第４実施形態によると、暖房用熱交換器Ｈ
を上記開口部を通して空調ケース２０内に組付けるだけ
で、電気発熱体９の配線部材３４ｂ、３５ｂを空調ケー
ス２０の外部へ取り出すことができる。従って、電気発
熱体９の電気配線作業を別途行う必要がなく、暖房用熱
交換器Ｈを通常の暖房用熱交換器と同様の操作にて簡単
に組付できる。

【００５８】（他の実施形態）なお、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（設置場所、設置本数等）を図１、図７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
一部破断斜視図である。

【図２】第１実施形態における電気発熱体設置部の拡大
斜視図である。

【図３】第１実施形態の電気発熱体と締結部材との組付
構造を示す斜視図である。

【図４】図３のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図６】第２実施形態の電気発熱体と締結部材との組付
構造を示す斜視図である。

【図７】第３実施形態を示す暖房用熱交換器の一部破断
斜視図である。

【図８】第４実施形態を示す車両用空調ユニットの断面
図である。

【符号の説明】

１、２…タンク、３…熱交換用コア部、５…偏平チュー
ブ、６…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、１１…保持板、１２、１３…
締結部材、１４、１５…配線部材。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源流体が流通するチューブ（５）を多
   数本並列配置する熱交換用コア部（３）を有し、 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、 前記電気発熱体（９）は、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）とを備えており、 前記両電極板（９ｂ、９ｃ）は前記熱交換用コア部
   （３）に対して電気的に絶縁して配置されており、 前記熱交換用コア部（３）に、前記多数本のチューブ
   （５）群と直交する方向に締付け力を作用させる締結部
   材（１２、１３）を装着し、この締結部材（１２、１
   ３）の締付け力により前記電気発熱体（９）を前記熱交
   換用コア部（３）に保持するとともに、 前記締結部材（１２、１３）を電気絶縁材料にて構成
   し、 前記締結部材（１２、１３）のうち、前記熱交換用コア
   部（３）と接触しない面に、正極側配線部材（１４）お
   よび負極側配線部材（１５）を固着し、 前記正極側電極板（９ｂ）を前記正極側配線部材（１
   ４）に、また、前記負極側電極板（９ｃ）を前記負極側
   配線部材（１５）にそれぞれ電気的に接続したことを特
   徴とする暖房用熱交換器。
2. 【請求項２】 前記両電極板（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）により前記両電極板（９ｂ、９
   ｃ）と前記熱交換用コア部（３）との間を電気的に絶縁
   す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】 前記正極側配線部材（１４）および前記
   負極側配線部材（１５）は、前記締結部材（１２、１
   ３）の長手方向に延びる板状部材であり、 前記締結部材（１２、１３）、前記正極側配線部材（１
   ４）および前記負極側配線部材（１５）の長手方向の途
   中には貫通穴（１６、１７）が開けてあり、 前記正極側電極板（９ｂ）および前記負極側電極板（９
   ｃ）には、それぞれ爪状に突出する端子部（９ｅ、９
   ｆ）を一体成形し、 この端子部（９ｅ、９ｆ）を前記貫通穴（１６、１７）
   に挿通して前記正極側配線部材（１４）および前記負極
   側配線部材（１５）に固定することにより、前記正極側
   電極板（９ｂ）と前記正極側配線部材（１４）との間お
   よび前記負極側電極板（９ｃ）と前記負極側配線部材
   （１５）との間をそれぞれ電気的に接続することを特徴
   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】 前記正極側電極板（９ｂ）および前記負
   極側電極板（９ｃ）のうち、前記熱交換用コア部（３）
   への挿入側先端部に、先細り形状となる鋭角部（９ｉ、
   ９ｊ）を形成した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】 前記正極側配線部材（１４）および前記
   負極側配線部材（１５）がそれぞれ別個の前記締結部材
   （１２、１３）に固着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つに記載の暖房用熱交換器。
6. 【請求項６】 前記正極側配線部材（１４）および前記
   負極側配線部材（１５）がともに共通の前記締結部材
   （１２、１３）に固着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つに記載の暖房用熱交換器。
7. 【請求項７】 前記電気発熱体（９）は前記熱交換用コ
   ア部（３）に複数設置されており、 前記正極側配線部材（１４）および前記負極側配線部材
   （１５）の少なくとも一方を、前記複数の電気発熱体
   （９）に対応して複数に分岐し、前記複数の電気発熱体
   （９）に独立に通電可能としたことを特徴とする請求項
   １ないし６のいずれか１つに記載の暖房用熱交換器。