(57)【要約】【課題】  通風路幅に対して熱交換部が小さく設定されるものにおいても、通風量の減少や偏流を防止可能とする熱交換器の支持構造を提供する。【解決手段】  熱交換器の支持構造において、空気が流通する通風路２１１と、通風路２１１内に配置され、空気と熱交換する熱交換部２５１およびこの熱交換部２５１の端部を通風路２１１の壁部２１２に支持するケース２５５を有する熱交換器２５０とを備え、ケース２５５に空気が通過する第１開口部２５５ａを設ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流通する通風路（２１１）と、
前記通風路（２１１）内に配置され、前記空気と熱交換する熱交換部（２５１）およびこの熱交換部（２５１）の端部を前記通風路（２１１）の壁部（２１２）に支持するケース（２５５）を有する熱交換器（２５０）とを備え、
前記ケース（２５５）に前記空気が通過する第１開口部（２５５ａ）が設けられたことを特徴とする熱交換器の支持構造。
【請求項２】
空気が流通する通風路（２１１）と、
前記通風路（２１１）内に配置され、前記空気と熱交換する熱交換部（２５１）およびこの熱交換部（２５１）の端部を前記通風路（２１１）の壁部（２１２）に支持するケース（２５５）を有する熱交換器（２５０）とを備え、
前記壁部（２１２）は、前記ケース（２５５）側に突出する突出部（２１３）を有し、
前記突出部（２１３）には、前記空気が通過する第２開口部（２１４）が設けられたことを特徴とする熱交換器の支持構造。
【請求項３】
空気が流通する通風路（２１１）と、
前記通風路（２１１）内に配置され、前記空気と熱交換する熱交換部（２５１）およびこの熱交換部（２５１）の端部を前記通風路（２１１）の壁部（２１２）に支持するケース（２５５）を有する熱交換器（２５０）とを備え、
前記壁部（２１２）は、前記ケース（２５５）側に突出する突出部（２１３）を有し、
前記突出部（２１３）には、前記ケース（２５５）が支持された状態で前記空気が通過する第３開口部（２１６）を成す凹部（２１５）が設けられたことを特徴とする熱交換器の支持構造。
【請求項４】
前記ケース（２５５）あるいは前記突出部（２１３）近傍の下流側には、前記空気を前記通風路（２１１）の外部へ吹出す吹出し口（２１８）が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の熱交換器の支持構造。
【請求項５】
前記熱交換器（２５０）は、前記空気を加熱する加熱器（２４０）の下流側に配設される補助加熱器（２５０）であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の熱交換器の支持構造。
【請求項６】
前記加熱器（２４０）は、前記熱交換部（２５１）の両端部間方向に２分割されて、それぞれが独立して加熱能力の調整を可能とすることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用空調装置の補助加熱器に用いて好適な熱交換器の支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１（図８）に示されるように、車両用空調装置１０のヒータコア２４０の下流側に電気式の補助加熱器（ＰＴＣヒータ）２５０が設けられたものが知られている。これは、車両エンジンの温水を加熱源とするヒータコア２４０において、寒冷地でのエンジン始動直後等で温水温度が充分に得られていない時に、補助加熱器２５０を作動させて加熱能力を増加させるものとしている。
【０００３】
ここでは、補助加熱器２５０の熱交換部（特許文献１では通風部分）の端面の面積をヒータコア２４０の熱交換部の端面の面積より小さくする（図８中の上下方向に小さくする）と共に、補助加熱器２５０をヒータコア２４０と下流側空調ケース壁部２１２ａとの間のうち、エバポレータ２３０で冷却された空気との混合エリア２６０ａに近い側を避けた部位（図８中の下側）に配設するようにしており、これにより、空調ケース２１０の大型化を避けつつ、混合エリア２６０ａへ導かれる空気の流れ方向の変化をなくして安定した温調特性が得られるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−３４１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、補助加熱器２５０の熱交換部がヒータコア２４０よりも、図８紙面の垂直方向（幅方向）に更に小さく設定されると、補助加熱器２５０を空調ケース２１０に支持する際に、例えば補助加熱器２５０の熱交換部から空調ケース２１０に届くような支持部材や、逆に空調ケース２１０側から補助加熱器２５０の熱交換部に張出す張出し部等を設ける必要が生ずる。すると、これら支持部材や張出し部等によって、空調ケース２１０内の通風路面積が減少して、風量の減少や、偏流をきたし、ヒータコア２４０の能力が充分に引き出せなくなる。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、通風路幅に対して熱交換部が小さく設定されるものにおいても、通風量の減少や偏流を防止可能とする熱交換器の支持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、熱交換器の支持構造において、空気が流通する通風路（２１１）と、通風路（２１１）内に配置され、空気と熱交換する熱交換部（２５１）およびこの熱交換部（２５１）の端部を通風路（２１１）の壁部（２１２）に支持するケース（２５５）を有する熱交換器（２５０）とを備え、ケース（２５５）に空気が通過する第１開口部（２５５ａ）が設けられたことを特徴としている。
【０００８】
これにより、従来では、ケース（２５５）によって通風路（２１１）の流通面積が減少され、空気の流量が減少したり、通風路（２１１）内で偏流を起こすというような不具合があったが、それを防止することができる。
【０００９】
また、壁部（２１２）にケース（２５５）側に突出する突出部（２１３）が設けられる場合には、請求項２に記載の発明のように、突出部（２１３）に、空気が通過する第２開口部（２１４）を設けたり、更に、請求項３に記載の発明のように、突出部（２１３）に、ケース（２５５）が支持された状態で空気が通過する第３開口部（２１６）を成す凹部（２１５）を設けたりしても良く、突出部（２１３）による空気の流量減少や、通風路（２１１）内での偏流を防止することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、ケース（２５５）あるいは突出部（２１３）近傍の下流側には、空気を通風路（２１１）の外部へ吹出す吹出し口（２１８）が設けられたことを特徴としている。
【００１１】
これにより、吹出し口（２１８）から吹出される空気の流量が低下するのを防止できる。
【００１２】
尚、請求項１〜請求項４に記載の発明においては、請求項５に記載の発明のように、熱交換器（２５０）は、空気を加熱する加熱器（２４０）の下流側に配設される補助加熱器（２５０）の場合に適用して好適である。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明のように、加熱器（２４０）は、熱交換部（２５１）の両端部間方向に２分割されて、それぞれが独立して加熱能力の調整を可能とする場合に適用しても良く、これにより、送風空気の偏流が無くなるので、２つの加熱器（２４０）の加熱能力の調整条件を統一することができる。
【００１４】
尚、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図４を用いて説明する。第１実施形態は、車両用空調装置１０内に配設されるＰＴＣヒータ２５０に本発明の支持構造を適用したものである。尚、図１は車両用空調装置１０の全体構成を示す断面図、図２は図１のＡ方向から見た断面図、図３はＰＴＣヒータ２５０の全体構成を示す斜視図、図４は図１のＢ方向から見たＰＴＣヒータ２５０の空調ケース２１０への支持状態を示す断面図である。
【００１６】
車両用空調装置（以下、空調装置）１０は、ここではディーゼルエンジンを搭載する車両に用いられるものとしており、図１に示すように、大別して送風ユニット１００と空調ユニット２００とから成る。送風ユニット１００は、エンジンルーム１内に配設されて、ダッシュパネル２に取付けられ、また、空調ユニット２００は、車室３内の計器盤周辺において、ダッシュパネル２に近接して配置されている。そして、空調ユニット２００は、車両幅方向（左右方向）の略中央部位に配置され、センター置きレイアウトとなっている。
【００１７】
送風ユニット１００は、渦巻き状のスクロールケーシング１１０内に遠心式ファン１２０が収容されたもので、この遠心式ファン１２０によって、図示しない内外気切替え箱から選択された空気（内気あるいは外気）をスクロールケーシング１１０内に取入れて、後述する空調ユニット２００側に送風する。尚、遠心式ファン１２０は、駆動用モータ１３０により回転駆動される。
【００１８】
空調ユニット２００は、樹脂材より成る空調ケース２１０内に形成される通風路２１１に複数の熱交換器（２３０〜２５０）等が配設され、上記送風ユニット１００から供給される送風空気を冷却および加熱して所定温度に調節し、所定の吹出し口（２１７〜２１９）から車室３内に吹出すものである。
【００１９】
空調ケース２１０内のうち、送風ユニット１００の下流側には、送風空気の塵埃等を除去するフィルター２２０が設けられ、このフィルター２２０の下流側には、エバポレータ（蒸発器）２３０が配設されている。エバポレータ２３０は、全体として薄型矩形状に形成されており、冷媒通路を構成する多数の扁平状のチューブと、この多数のチューブ相互の間に接合されたコルゲートフィンとから成る熱交換用コア部（図示せず）を有している。そして、送風空気は、熱交換用コア部のチューブとコルゲートフィンとの間隙部を図１中の左側から右側へと流れ、チューブ内を流れる冷媒がこの送風空気から蒸発潜熱を吸熱して蒸発することにより、送風空気は冷却される。
【００２０】
ヒータコア（本発明における加熱器に対応）２４０は、エバポレータ２３０の更に下流側（図１中の右側）で、且つ、図２中の左右方向（後述するＰＴＣヒータ２５０の熱交換部２５１の両端部間方向に対応）に並ぶように２つ配設されている。各ヒータコア２４０は、上記エバポレータ２３０と同様に全体として薄型矩形状に形成されており、車両エンジン（図示せず）からの温水（冷却水）が流通する多数の扁平状のチューブと、この多数のチューブ相互の間に接合されたコルゲートフィンとから成る熱交換用コア部（図示せず）を有している。そして、温水を加熱源としてエバポレータ２３０からの送風空気（冷却された空気）を加熱する。尚、各ヒータコア２４０に供給される温水流量を制御することにより、各ヒータコア２４０は、それぞれ独立して加熱能力の調整ができるようになっている。
【００２１】
更に、ヒータコア２４０の下流側には、ＰＴＣヒータ（本発明における熱交換器であり、補助加熱器に対応する）２５０が配設されている。本発明においては、このＰＴＣヒータ２５０と空調ケース２１０の壁部２１２との支持構造に特徴を持たせており、詳細については後述する。
【００２２】
ＰＴＣヒータ２５０の下流側には、下流側空間２６０が形成されており、この下流側空間２６０から車室３に繋がるフェイス吹出し口２１７、フット吹出し口２１８、デフロスタ吹出し口２１９が、図２中に示す左右方向にそれぞれ２つに分かれて設けられている。フェイス吹出し口２１７は、下流側空間２６０の後方に設けられ、デフロスタ吹出し口２１９は、下流側空間２６０の上方に設けられ、フット吹出し口２１８は、後述するＰＴＣ２５０のケース２５５、２５６の近傍の下流側に設けられている。
【００２３】
そして、各吹出し口２１７〜２１９には、それぞれの開口面積を可変させる吹出しモード切替えドア２７１、２７２、２７３がそれぞれ設けられている。
【００２４】
尚、下流側空間２６０には、２つのヒータコア２４０に対応するように、この下流側空間２６０自身を図２中に示す左右方向に分割する隔壁２８０が設けられている。よって、上記のように２つに分かれて設けられた吹出し口２７１、２７２、２７３は、左側と右側の下流側空間２６０とそれぞれ連通するようになっている。
【００２５】
次に、本発明の特徴部について説明する。まず、ＰＴＣヒータ２５０は、図３に示すように、熱交換部２５１の両端部（後述する電気発熱体２５２の長手方向の両端部であり、図３中の左右方向の両端部に対応する）にケース２５５、２５６が設けられた電気式のヒータであり、熱交換部２５１は、図１中の上下方向、図２中に示す左右方向共に２つ分のヒータコア２４０よりも小さいサイズで設定されている。
【００２６】
熱交換部２５１は、細長で扁平状断面を有する電気発熱体２５２とフィン（コルゲートフィン）２５３とが交互に積層され、積層方向の最外方フィン２５３の更に外方に補強部材２５４が配設され、互いに接合されることで形成されている。
【００２７】
因みに、電気発熱体２５２は、所定の温度（例えば９０℃付近）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から成るＰＴＣヒータ素子を２つの電極板（正極板、負極板）で挟み、更に、２つの電極板のそれぞれの外側に金属製保持板が接合されたものである。尚、両電極板は、その全周に亘り電気的絶縁材料からなる被覆部材により発熱体素子と共に被覆されており、発熱体素子と両電極板は互いに圧接されて、両者間の電気的導通が得られるようにしている。
【００２８】
ケース２５５、２５６は、熱交換部２５１を空調ケース２１０の壁部２１２に支持する支持部材であり、壁部２１２への固定用のための取付け部２５５ｃ、２５６ａがそれぞれ設けられている。両ケース２５５、２５６のうち、一方のケース２５５には、コネクタ部２５５ｂが設定されており、他方のケース２５６より左右方向の寸法が大きく形成されている。
【００２９】
このコネクタ部２５５ｂは、図示しない外部電源と電気発熱体２５２の両電極とを導通させるハーネスを接続するためのものであり、積層方向にグルーピングされた電気発熱体２５２に対応するように複数（ここでは３つ）設定されている。そして、複数のコネクタ部２５５ｂの間に矩形状の開口部（本発明における第１開口部に対応）２５５ａを設け、ＰＴＣヒータ２５０の上流側から下流側に送風空気が通過できるようにしている。
【００３０】
このＰＴＣヒータ２５０は、暖房必要時で例えば寒冷地でのエンジン始動直後のように、車両エンジンの温水温度が所定温水温度以下、あるいは外気温度が所定外気温度以下の場合に作動されるようにしており、それ以外の温度条件では、車両エンジンの温水を用いる本来のヒータコア２４０が作動されるようにしている。
【００３１】
そして、図４に示すように、ＰＴＣヒータ２５０は、取付け部２５５ｃ、２５６ａによって壁部２１２に固定される。具体的には、取付け部２５６ａが壁部２１２に差し込まれ、取付け部２５５ｃが図示しないボルトによって、壁部２１２に締結される。
【００３２】
このように構成される空調装置１０においては、送風機１１０から供給される送風空気は、フィルター２２０によって清浄され、エバポレータ２３０によって冷却される。冷却された空気はヒータコア２４０あるいはＰＴＣヒータ２５０によって加熱されて所望の温度に調整され、下流側空間２６０に至る。そして、空調空気として、吹出しモード切替えドア２７１〜２７３によって開かれた（選択された）吹出し口２１７〜２１９から車室３に吹出されることになる。
【００３３】
ここで、ディーゼルエンジン搭載車で、例えば寒冷地でのエンジン始動直後のように、車両エンジンの温水温度の立ち上がりが緩やかで所定温水温度以下であると、ヒータコア２４０では送風空気の加熱ができないので、ＰＴＣヒータ２５０が作動され、送風空気はＰＴＣヒータ２５０によって加熱される。
【００３４】
そして、温水温度が所定温水温度を上回れば、ＰＴＣヒータ２５０の作動は停止され、温水がヒータコア２４０に供給され、送風空気はヒータコア２４０によって加熱される。加熱された空気はＰＴＣヒータ２５０の熱交換部２５１を素通りし、且つ、ケース２５５の開口部２５５ａからも通過していくことなる。
【００３５】
尚、２つのヒータコア２４０に供給される温水流量をそれぞれ、制御することによって、各ヒータコア２４０の加熱能力が可変され、下流側空間２６０における空調空気温度を右側と左側とで、独立して調整することが可能となる（いわゆる、左右独立コントロールである）。
【００３６】
本発明においては、熱交換部２５１がヒータコア２４０よりも小さく設定され、この熱交換部２５１がケース２５５、２５６によって空調ケース２１０の壁部２１２に固定支持されるＰＴＣヒータ２５０において、幅広となるケース２５５に開口部２５５ａを設けて、送風空気（ヒータ２４０からの加熱空気）が通過できるようにしているので、従来では、ケース２５５によって通風路２１１の流通面積が減少され、送風空気の流量が減少したり、通風路２１１内で偏流を起こす（ケース２５５側の送風空気の流量が減少して、右側と左側とでは吹出し口２７１〜２７３からの吹出し風量が異なってしまう）というような不具合があったが、ここではそれを防止することができる。
【００３７】
尚、本実施形態のように、ケース２５５、２５６の近傍の下流側に吹出し口（フット吹出し口２１８）を設けるような場合には、特に効果が大きく、フット吹出し口２１８から吹出される送風空気の流量が低下するのを防止できる。
【００３８】
また、ヒータコア２４０を２つに分けて、左右独立コントロールするものにおいて、送風空気の偏流が無くなるので、温度制御の条件（温水の流量条件）を左右で統一することができる。
【００３９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図５に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、空調ケース２１０の壁部２１２にも開口部２１４を追加するようにしたものである。
【００４０】
ここでは、ＰＴＣヒータ２５０の左右方向寸法が通風路２１１の幅寸法よりも小さく、ケース２５６側の壁部２１２から突出する突出部２１３を設けてＰＴＣヒータ２５０を支持する場合に、この突出部２１３に開口部（本発明における第２開口部に対応）２１４を設けて、送風空気がこの開口部２１４を通過可能となるようにしている。これにより、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図６、図７に示す。第３実施形態は、上記第２実施形態に対して、突出部２１３に凹部２１５を設けて（図６）、ＰＴＣヒータ２５０のケース２５６が支持された状態で開口部（本発明における第３開口部に対応）２１６が形成されるようにしたものであり、この場合も上記第１実施形態および第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
（その他の実施形態）
上記第１実施形態〜第３実施形態においては、ＰＴＣヒータ２５０を対象にした支持構造として説明したが、これに限らず、ケース（２５５、２５６）を介して熱交換部（２５１）を空調ケース２１０の壁部２１２に支持する構造のものであれば、蓄冷熱交換器のようなエバポレータ２３０の補助冷却器や、ヒータコア２４０、エバポレータ２３０自身等に適用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】車両用空調装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１のＡ方向から見た断面図である。
【図３】ＰＴＣヒータの全体構成を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態における図１のＢ方向から見たＰＴＣヒータの空調ケースへの支持状態を示す断面図である。
【図５】第２実施形態における図１のＢ方向から見たＰＴＣヒータの空調ケースへの支持状態を示す断面図である。
【図６】第３実施形態における図１のＢ方向から見た壁部の凹部を示す断面図である。
【図７】第３実施形態における図１のＢ方向から見たＰＴＣヒータの空調ケースへの支持状態を示す断面図である。
【図８】従来技術における車両用空調装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  車両用空調装置
２１１  通風路
２１２  壁部
２１３  突出部
２１４  開口部（第２開口部）
２１５  凹部
２１６  開口部（第３開口部）
２１８  フット吹出し口（吹出し口）
２４０  ヒータコア（加熱器）
２５０  ＰＴＣヒータ（熱交換器、補助加熱器）
２５１  熱交換部
２５５  ケース
２５５ａ  開口部（第１開口部）
【図１】
2005219575.tif 000003
【図２】
2005219575.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005219575.tif 000009
【図８】
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