(57)【要約】【課題】第１液体と車室内への送風空気とを熱交換させる第１ヒータコアと、第１液体よりも高温かつ小流量の第２液体と第１ヒータコアで加熱された送風空気とを熱交換させる第２ヒータコアとを備える加熱用熱交換器の小型化および生産性向上を図る。【解決手段】加熱用熱交換器２の第１、第２ヒータコア１０、２０は、ともに、積層された複数の扁平状のチューブ１１、２１と、複数のチューブ１１、２１の長手方向一端側に連通し、冷却水入口側となる入口側タンク部１２、２２とを備えている。このとき、１つの入口側タンク５０の内部を仕切壁５１によって２つに仕切る構造として、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を一体化させる。さらに、第１、第２ヒータコア１０、２０において、チューブ１１、２１同士を一体化させるとともに、フィン１４、２４同士を一体化させる。【選択図】図８
2012145311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液体と前記第１液体よりも高温かつ小流量の第２液体とを熱源として、車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換器（２）を備え、
前記加熱用熱交換器（２）は、前記第１液体と前記送風空気とを熱交換させる第１熱交換部（１０）と、前記第２液体と前記第１熱交換部（１０）で加熱された前記送風空気とを熱交換させる第２熱交換部（２０）とを備え、
前記第１、第２熱交換部（１０、２０）は、ともに、積層された複数のチューブ（１１、２１）と、前記複数のチューブ（１１、２１）の長手方向一端側に連通し、液体入口側となる入口側タンク部（１２、２２）と、前記複数のチューブ（１１、２１）の長手方向他端側に連通し、液体出口側となる出口側タンク部（１３、２３）とを備え、
前記第１熱交換部（１０）の前記入口側タンク部（１２）と前記第２熱交換部（２０）の前記入口側タンク部（２２）とは、１つのタンク部（５０）の内部を仕切壁（５１）で２つに仕切る構造として、一体化されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記第１、第２熱交換部（１０、２０）は、ともに、前記複数のチューブ（１１、２１）の外面に設けられた伝熱促進のためのフィン（１４、２４）を備え、
前記第１熱交換部（１０）のフィン（１４）と前記第２熱交換部（２０）のフィン（２４）とは、一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
第１液体と前記第１液体よりも高温かつ小流量の第２液体とを熱源として、車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換器（２）を備え、
前記加熱用熱交換器（２）は、前記第１液体と前記送風空気とを熱交換させる第１熱交換部（１０）と、前記第２液体と前記第１熱交換部（１０）で加熱された前記送風空気とを熱交換させる第２熱交換部（２０）とを備え、
前記第１、第２熱交換部（１０、２０）は、ともに、積層された複数のチューブ（１１、２１）と、前記複数のチューブ（１１、２１）の長手方向一端側に連通し、液体入口側となる入口側タンク部（１２、２２）と、前記複数のチューブ（１１、２１）の長手方向他端側に連通し、液体出口側となる出口側タンク部（１３、２３）と、前記複数のチューブ（１１、２１）の外面に設けられた伝熱促進のためのフィン（１４、２４）とを備え、
前記第１熱交換部（１０）のフィン（１４）と前記第２熱交換部（２０）のフィン（２４）とは、一体化されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
前記第１熱交換部（１０）の前記チューブ（１１）と前記第２熱交換部（２０）の前記チューブ（２１）とは、一体化さ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つに記載の車両用空調装置。
【請求項５】
第１液体と前記第１液体よりも高温かつ小流量の第２液体とを熱源として、車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換器（２）を備え、
前記加熱用熱交換器（２）は、前記第１液体と前記送風空気とを熱交換させる第１熱交換部（１０）と、前記第２液体と前記第１熱交換部（１０）で加熱された前記送風空気とを熱交換させる第２熱交換部（２０）とを備え、
前記第１、第２熱交換部（１０、２０）は、ともに、積層された複数のチューブ（１１、２１）と、前記複数のチューブ（１１、２１）の長手方向一端側に連通し、液体入口側となる入口側タンク部（１２、２２）と、前記複数のチューブ（１１、２１）の長手方向他端側に連通し、液体出口側となる出口側タンク部（１３、２３）とを備え、
前記第１熱交換部（１０）の前記チューブ（１１）と前記第２熱交換部（２０）の前記チューブ（２１）とは、一体化されていることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換器を備える車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような車両用空調装置として、特許文献１、２に記載のものがある。
【０００３】
特許文献１に記載のものでは、エンジン内部の冷却水流路として、シリンダヘッドを冷却するシリンダヘッド側流路とシリンダブロックを冷却するシリンダブロック側流路とがあり、シリンダヘッド側流路を通過した冷却水が１つの加熱用熱交換器に流入する構成となっている。
【０００４】
また、特許文献２に記載のものでは、空気を加熱するための加熱用熱交換器を２つ備え、エンジンに設けられた１つの冷却水出口から流出の冷却水を分流させて、それぞれの加熱用熱交換器に流入させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５３３７７０４号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１００８４７１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年では、車両に搭載されるエンジンに対して、要求される出力を確保しつつ、従来よりも小型化させたいという要望がある。これを実現するために、圧縮比を上げたり、過給機付きエンジンでは過給圧を上げたりすると、ノッキングが生じる恐れがあるので、耐ノッキング性能を向上させる必要がある。そこで、耐ノッキング性能を向上させるために、シリンダヘッドを積極的に冷却することが考えられる。
【０００７】
ただし、シリンダブロックについてはエンジン内部のフリクション増加を抑制するために、所定温度以上に維持する必要がある。このため、エンジン内部の冷却水流路として、シリンダヘッド側流路と、シリンダブロック側流路とを設け、シリンダヘッド側流路の冷却水流量をシリンダブロック側流路の冷却水流量よりも多くすることが考えられる。
【０００８】
しかし、この場合、シリンダヘッドを冷却した後の冷却水温度が暖房に必要な最小温度よりも低くなり、特許文献１に記載の技術のように、シリンダヘッドを冷却した冷却水のみを熱源として車室内への送風空気を加熱すると、空気温度を十分に高くできないという問題が生じる。ちなみに、従来では、シリンダヘッドを冷却した後の冷却水温度は、８０〜９０℃程度であり、暖房に必要な最小温度を超えていたので、このような問題は生じなかった。
【０００９】
そこで、加熱用熱交換器として、シリンダヘッドを冷却した冷却水と送風空気とを熱交換させる第１熱交換部と、シリンダブロックを冷却した冷却水と第１熱交換部で加熱された送風空気とを熱交換させる第２熱交換部とを備える構成とすることが考えられる。
【００１０】
これによれば、第１熱交換部において、シリンダブロックを冷却した冷却水を熱源として、送風空気を加熱した後、第２熱交換部において、シリンダヘッド冷却後の冷却水よりも高温であるシリンダブロック冷却後の冷却水を熱源として、第１熱交換部で加熱された送風空気をさらに加熱するので、加熱用熱交換器通過後の空気温度を十分に高くすることができる。
【００１１】
ところで、このような加熱用熱交換器の構成として、第１、第２熱交換部を既存のヒータコア（量産品）の部品を使用して構成し、別体に構成された第１、第２熱交換部を２列に配置する構成を採用することが考えられる。しかし、このように別体のヒータコアを２列に配置した構成とすると、加熱用熱交換器が大型化するとともに、ヒータコア２体分の部品が必要なため、生産性が悪いという問題が生じる。
【００１２】
なお、このような問題は、第１熱交換部がシリンダヘッド冷却後の冷却水を熱源とし、第２熱交換部がシリンダブロック冷却後の冷却水を熱源とする場合に限らず、第１熱交換部が第１液体を熱源とし、第２熱交換部が第１液体よりも高温かつ小流量の第２液体を熱源とする場合に生じる問題である。
【００１３】
本発明は上記点に鑑みて、第１熱交換部が第１液体を熱源とし、第２熱交換部が第１液体よりも高温かつ小流量の第２液体を熱源とする加熱用熱交換器において、加熱用熱交換器の小型化を図ることを目的とする。また、このような加熱用熱交換器の生産性向上を図ることを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１液体と第１液体よりも高温かつ小流量の第２液体とを熱源として、車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換器（２）を備え、
加熱用熱交換器（２）は、第１液体と送風空気とを熱交換させる第１熱交換部（１０）と、第２液体と第１熱交換部（１０）で加熱された送風空気とを熱交換させる第２熱交換部（２０）とを備え、
第１、第２熱交換部（１０、２０）は、ともに、積層された複数のチューブ（１１、２１）と、複数のチューブ（１１、２１）の長手方向一端側に連通し、液体入口側となる入口側タンク部（１２、２２）と、複数のチューブ（１１、２１）の長手方向他端側に連通し、液体出口側となる出口側タンク部（１３、２３）とを備え、
第１熱交換部（１０）の入口側タンク部（１２）と第２熱交換部（２０）の入口側タンク部（２２）とは、１つのタンク部（５０）の内部を仕切壁（５１）で２つに仕切る構造として、一体化されていることを特徴としている。
【００１５】
これによると、第１熱交換部（１０）の入口側タンク部（１２）と第２熱交換部（２０）の入口側タンク部（２２）とを一体化しているので、２つの入口側タンク部を別体として構成して離間させている場合と比較して、加熱用熱交換器を小型化できる。
【００１６】
また、これによれば、１つのタンク部（５０）の内部を仕切壁（５１）で２つに仕切る構造としているので、２つの入口側タンク部を別体としている場合と比較して、第１、第２熱交換部の入口側タンク部の部品点数を低減できるので、生産性が向上する。  
【００１７】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、第１、第２熱交換部（１０、２０）は、ともに、複数のチューブ（１１、２１）の外面に設けられた伝熱促進のためのフィン（１４、２４）を備え、
第１熱交換部（１０）のフィン（１４）と第２熱交換部（２０）のフィン（２４）とは、一体化されていることを特徴としている。
【００１８】
これによれば、第１、第２熱交換部のフィンが別体である場合と比較して、部品点数を低減でき、生産性が向上する。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明では、第１液体と第１液体よりも高温かつ小流量の第２液体とを熱源として、車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換器（２）を備え、
加熱用熱交換器（２）は、第１液体と送風空気とを熱交換させる第１熱交換部（１０）と、第２液体と第１熱交換部（１０）で加熱された送風空気とを熱交換させる第２熱交換部（２０）とを備え、
第１、第２熱交換部（１０、２０）は、ともに、積層された複数のチューブ（１１、２１）と、複数のチューブ（１１、２１）の長手方向一端側に連通し、液体入口側となる入口側タンク部（１２、２２）と、複数のチューブ（１１、２１）の長手方向他端側に連通し、液体出口側となる出口側タンク部（１３、２３）と、複数のチューブ（１１、２１）の外面に設けられた伝熱促進のためのフィン（１４、２４）とを備え、
第１熱交換部（１０）のフィン（１４）と第２熱交換部（２０）のフィン（２４）とは、一体化されていることを特徴としている。
【００２０】
これによれば、第１、第２熱交換部のフィンが別体である場合と比較して、部品点数を低減できるので、生産性向上を図るという目的を達成できる。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１〜３に記載の発明において、第１熱交換部（１０）のチューブ（１１）と第２熱交換部（２０）のチューブ（２１）とは、一体化されていることを特徴としている。
【００２２】
これによれば、第１、第２熱交換部のチューブを一体化しているので、第１、第２熱交換部のチューブを別体としている場合と比較して、第１、第２熱交換部の間隔を狭くでき、加熱用熱交換器の小型化が可能となるとともに、部品点数を低減できるので、生産性が向上する。
【００２３】
請求項５に記載の発明では、第１液体と第１液体よりも高温かつ小流量の第２液体とを熱源として、車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換器（２）を備え、
加熱用熱交換器（２）は、第１液体と送風空気とを熱交換させる第１熱交換部（１０）と、第２液体と第１熱交換部（１０）で加熱された送風空気とを熱交換させる第２熱交換部（２０）とを備え、
第１、第２熱交換部（１０、２０）は、ともに、積層された複数のチューブ（１１、２１）と、複数のチューブ（１１、２１）の長手方向一端側に連通し、液体入口側となる入口側タンク部（１２、２２）と、複数のチューブ（１１、２１）の長手方向他端側に連通し、液体出口側となる出口側タンク部（１３、２３）とを備え、
第１熱交換部（１０）のチューブ（１１）と第２熱交換部（２０）のチューブ（２１）とは、一体化されていることを特徴としている。
【００２４】
これによれば、第１、第２熱交換部のチューブを一体化しているので、第１、第２熱交換部のチューブを別体として離間させている場合と比較して、第１、第２熱交換部の間隔を狭くでき、加熱用熱交換器の小型化が可能となる。
【００２５】
さらに、これによれば、第１、第２熱交換部のチューブが別体である場合と比較して、部品点数を低減できるので、生産性向上を図るという目的を達成できる。
【００２６】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態における車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】図１中の加熱用熱交換器２の正面図である。
【図３】図１中の加熱用熱交換器２の側面図である。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図２中のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】第２実施形態における加熱用熱交換器２の側面図である。
【図７】図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】第３実施形態における加熱用熱交換器２の側面図である。
【図９】図８中のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】第３実施形態における第１、第２ヒータコアの共通チューブ８０の横断面図である。
【図１１】第３実施形態における第１、第２ヒータコアの共通チューブ８０の横断面図である。
【図１２】第３実施形態における第１、第２ヒータコアの入口側タンク部１２、２２の横断面図である。
【図１３】図１２中における仕切壁５１のＡ１矢視図である。
【図１４】第４実施形態における加熱用熱交換器２の側面図である。
【図１５】第５実施形態における加熱用熱交換器２の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２９】
（第１実施形態）
図１に本実施形態における車両用空調装置の概略構成を示す。本実施形態の車両用空調装置は、エンジン（内燃機関）および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車等に搭載されるものである。
【００３０】
本実施形態の車両用空調装置１は、エンジン３０の冷却水と車室内への送風空気とを熱交換させることにより、車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換器２を備えている。なお、冷却水は水もしくは添加成分を含む水である。  
【００３１】
加熱用熱交換器２は、第１ヒータコア１０と第２ヒータコア２０とを有し、両者が一体化したものである。第１ヒータコア１０、第２ヒータコア２０が、それぞれ、本発明における加熱用熱交換器の第１熱交換部、第２熱交換部に相当する。
【００３２】
第１ヒータコア１０はエンジン３０のシリンダヘッド３１を冷却した冷却水が流入し、第２ヒータコア２０はエンジン３０のシリンダブロック３２を冷却した冷却水が流入するようになっている。また、第１ヒータコア１０は、空気流れ上流側に位置し、第２ヒータコア２０は、空気流れ下流側に位置している。
【００３３】
ここで、エンジン３０において、シリンダブロック３２は、ピストンが往復運動するシリンダボア（円柱状の穴）を構成するブロック体である。シリンダヘッド３１は、シリンダボアの上死点側の開口部を閉塞して燃焼室を構成するブロック体である。
【００３４】
エンジン３０のシリンダヘッド３１側に第１冷却水入口３１ａと第１出口部としての第１冷却水出口３１ｂとが設けられ、シリンダヘッド３１の内部には、シリンダヘッド３１を冷却する冷却水が流れるシリンダヘッド側の冷却水流路が形成されている。第１冷却水入口３１ａから流入した冷却水は、シリンダヘッド３１の内部を流れた後、第１冷却水出口３１ｂから流出する。
【００３５】
同様に、エンジン３０のシリンダブロック３２側に第２冷却水入口３２ａと第２出口部としての第２冷却水出口３２ｂとが設けられ、シリンダブロック３２の内部には、シリンダブロック３２を冷却する冷却水が流れるシリンダブロック側の冷却水流路が形成されている。第２冷却水入口３２ａから流入した冷却水は、シリンダブロック３２の内部を流れた後、第２冷却水出口３２ｂから流出する。このように、本実施形態では、シリンダブロック３２を冷却した冷却水は、シリンダヘッド３１を冷却した冷却水と合流することなく、第２冷却水出口３２ｂから流出する。
【００３６】
このように、本実施形態のエンジン３０は２つの冷却系統を有している。そして、エンジン３０の定常運転時に、シリンダヘッド側の冷却水流路の冷却水流量を、シリンダブロック側の冷却水流路の冷却水流量よりも多くして、シリンダブロック３２よりもシリンダヘッド３１を積極的に冷却するようになっている。これは、シリンダヘッド３１を低温度にすることで、耐ノッキング性能を向上させるとともに、シリンダブロック３２を高温度に維持することで、エンジンオイルの低粘度を維持して、エンジン内部のフリクション増加を抑制するためである。
【００３７】
そして、加熱用熱交換器２において、第１ヒータコア１０の冷却水入口１０ａは、エンジン３０のシリンダヘッド３１側の第１冷却水出口３１ｂに配管を介して連結されており、第１冷却水出口３１ｂから流出の冷却水が第１ヒータコア１０に流入する。一方、第２ヒータコア２０の冷却水入口２０ａは、エンジン３０のシリンダブロック３２側の第２冷却水出口３２ｂに配管を介して連結されており、この第２冷却水出口３２ｂから流出の冷却水が第２ヒータコア２０に流入する。
【００３８】
したがって、本実施形態では、第１ヒータコア１０に低温かつ大流量の冷却水が流入し、第２ヒータコア２０に高温かつ小流量の冷却水が流入する。具体的には、第１ヒータコア１０に流入する冷却水の温度および流量は、３０〜６０℃、５〜１５Ｌ／ｍｉｎの範囲であり、第２ヒータコア２０に流入する冷却水の温度および流量は、４０〜９０℃、０．２〜３Ｌ／ｍｉｎの範囲である。
【００３９】
第１ヒータコア１０および第２ヒータコア２０は、後述の通り、それぞれ、独立した熱交換コア部を有している。このため、第１ヒータコア１０に流入した冷却水は、第２ヒータコア２０に流入した冷却水と混ざることなく、第１ヒータコア１０の熱交換コア部で空気と熱交換する。同様に、第２ヒータコア２０に流入した冷却水は、第１ヒータコア１０に流入した冷却水と混ざることなく、第２ヒータコア２０の熱交換コア部で空気と熱交換する。そして、各熱交換コア部を通過した冷却水は、合流した後、加熱用熱交換器２に設けられた共通の冷却水出口２ｂから流出するようになっている。
【００４０】
加熱用熱交換器２の冷却水出口２ｂから流出の冷却水は、分岐部４１で分岐して、エンジン３０の第１冷却水入口３１ａと第２冷却水出口３２ａのそれぞれに流入する。
【００４１】
また、図１に示すように、ウォータポンプ４２が、加熱用熱交換器２の冷却水出口２ｂと分岐部４１との間の冷却水流路途中に配置されている。ウォータポンプ４２は、冷却水流れを形成するとともに、冷却水流量を調整する調整手段である。ウォータポンプ４２は、メカ式あるいは電動式ポンプであり、図示しない制御装置によって回転数が制御されることで、冷却水流量を制御する。
【００４２】
なお、エンジン３０は、図示しないラジエータと連通しており、シリンダヘッド３１から流出の冷却水がラジエータで放熱し、放熱後の冷却水がシリンダヘッド３２に流入でき、シリンダブロック３２から流出の冷却水がラジエータで放熱し、放熱後の冷却水がシリンダブロック３２に流入できるようになっている。
【００４３】
次に、加熱用熱交換器２について詳細に説明する。図２に空気流れ方向から見た加熱用熱交換器２の正面図を示し、図３に加熱用熱交換器２の側面図を示す。なお、図中の上下方向の矢印は、車両に搭載された状態での重力方向に対して平行な上下方向を示しており、他の図においても同様である。また、このときの車両は、傾斜面ではなく水平な面上に位置している。
【００４４】
図２、３に示すように、加熱用熱交換器２の第１、第２ヒータコア１０、２０は、ともに、積層された複数本の扁平状のチューブ１１、２１と、複数本のチューブ１１、２１の長手方向一端側に連通し、冷却水入口側となる入口側タンク部１２、２２と、複数本のチューブ１１、２１の長手方向他端側に連通し、冷却水出口側となる出口側タンク部１３、２３とを備えている。
【００４５】
加熱用熱交換器２は、車室内に向かう送風空気を形成する図示しない送風機とともに図示しない空調ケースに収容されて、車両に搭載されている。具体的には、加熱用熱交換器２は、第２ヒータコア２０が第１ヒータコア１０よりも空気流れ下流側に位置するとともに、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２が下側に位置し、第１、第２ヒータコア１０、２０の出口側タンク部１３、２３が上側に位置し、さらに、チューブ１１、２１の長手方向が鉛直方向に平行な向きとなるように、車両に搭載されている。
【００４６】
第１ヒータコア１０と第２ヒータコア２０とは、空気流れ方向で見たときの左右上下方向の大きさが同等である。これにより、第１ヒータコア１０通過後の空気の全てが第２ヒータコア２０を通過するようになっている。
【００４７】
第１、第２ヒータコア１０、２０の両方において、複数のチューブ１１、２１は、一方向（上下方向）に延びており、その一方向に垂直な方向である車両左右方向に一列に並ぶように積層されている。入口側タンク部１２、２２と出口側タンク部１３、２３は、チューブ１１、２１の積層方向に細長く延びる形状になっている。したがって、車両左右方向は、チューブ１１、２１の積層方向、入口側タンク部１２、２２の長手方向に相当する。
【００４８】
また、第１、第２ヒータコア１０、２０は、チューブ１１、２１の外面に接合された伝熱促進のためのコルゲート状のフィン１４、２４を備えている。第１、第２ヒータコア１０、２０では、それぞれ、チューブ１１、２１とフィン１４、２４との積層構造により全パスタイプ、すなわち、一方向流れタイプの第１、第２熱交換コア部１５、２５が構成されている。
【００４９】
したがって、第１、第２熱交換コア部１５、２５では、それぞれ、入口側タンク部１２、２２に流入した冷却水が複数のチューブ１１、２１に分配されて、複数のチューブ１１、２１内を下から上に向かって冷却水が流れる。
【００５０】
ここで、図４に図３中のＩＶ−ＩＶ線断面図を示す。図４に示すように、本実施形態では、第１ヒータコア１０のチューブ１１と、第２ヒータコア２０のチューブ２１とは別体であり、空間を挟むように、両者が離間して配置されている。同様に、第１ヒータコア１０のフィン１４と、第２ヒータコア２０のフィン２４とは別体であり、空間を挟むように、両者が離間して配置されている。そして、第１ヒータコア１０のチューブ１１と、第２ヒータコア２０のチューブ２１とは、空気流れ方向での幅が同じであり、両者の流路断面積は同じである。
【００５１】
また、図３に示すように、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２は、一体化されており、１つの入口側タンク５０の内部を仕切壁５１によって２つに仕切ることで構成されている。
【００５２】
ここで、図５に、図２中のＶ−Ｖ線断面図を示す。図５は、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２の横断面図である。図５に示すように、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２は、具体的には、共通のタンク本体部材５２と共通のコアプレート５３とによって形成されるタンク内部空間を、第１ヒータコア１０側の空間と第２ヒータコア２０側との空間とに仕切壁５１で仕切ることで、構成されている。主にタンク内部空間を構成する共通のタンク本体部材５２と、複数のチューブが挿入される共通のコアプレート５３と、仕切壁５１とは、アルミニウム等の金属で構成されており、ろう付けされている。
【００５３】
また、図２、３に示すように、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２のそれぞれに、冷却水入口１０ａ、２０ａが設けられている。これらの冷却水入口１０ａ、２０ａは、入口側タンク部１２、２２のうち、車両左右方向（図２の左右方向）での一端側に配置されている。
【００５４】
第１、第２ヒータコア１０、２０の出口側タンク部１３、２３は、１つの出口側タンク６３で共通化されている。この出口側タンク６３には１つの冷却水出口２ｂが設けられている。このため、出口側タンク６３の内部で、第１ヒータコア１０に流入した冷却水と、第２ヒータコア２０に流入した冷却水とが合流し、合流した冷却水が１つの冷却水出口２ｂから流出する。なお、冷却水出口２ｂは、冷却水入口１０ａ、２０ａと同じ車両左右方向での一端側に配置されている。
【００５５】
このように、本実施形態では、第１、第２ヒータコア１０、２０の出口側タンク部を共通化して、加熱用熱交換器２の冷却水出口２ｂを１つにしているが、第１、第２ヒータコア１０、２０のそれぞれに出口側タンク部および冷却水出口を設けても良い。ただし、加熱用熱交換２とエンジン３０との間に接続する配管を少なくしたり、後述するウォータポンプの数を少なくしたりするという観点では、本実施形態の方が好ましい。
【００５６】
なお、空調ケースには、加熱用熱交換器２を迂回して送風空気が流れるバイパス空気通路と、バイパス空気通路の通過後の空気と、加熱用熱交換器２の通過後の空気との混合割合を調整するエアミックスドアとが設けられている。そして、加熱用熱交換器２通過後の空気が流れる空気流路は、その下側がフット吹出口に連なっており、その上側がデフロスタ吹出口、フェイス吹出口に連なっている。
【００５７】
次に、本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。
【００５８】
車両用空調装置１の図示しない制御装置は、暖房時に、目標吹出空気温度ＴＡＯに応じた送風量となるように送風機を制御し、所望の位置となるようにエアミックスドアを制御する。目標吹出空気温度ＴＡＯは、設定温度、環境条件によって定まる空調熱負荷に応じて算出されるもので、吹出口から車室内へ吹き出す空気の目標温度である。
【００５９】
これにより、第１ヒータコア１０では、シリンダヘッド３１冷却後の冷却水との熱交換によって送風空気を加熱する。シリンダヘッド３１冷却後の冷却水は、シリンダヘッド３１を積極的に冷却しているため、暖房に必要な最小温度よりも低温ではあるが、シリンダブロック３２冷却後の冷却水よりも大流量であり、熱量を多く有している。そこで、本実施形態では、シリンダヘッド３１冷却後の冷却水の熱量をできるだけ多く取り出すために、第２ヒータコア２０と比較して、第１ヒータコア１０内部の冷却水流量を多くし、空気と冷却水との熱伝達係数を大きくしている。このため、第１ヒータコア１０では、シリンダヘッド３１冷却後の大流量の冷却水から多くの熱量を送風空気に供給できる。この結果、第１ヒータコア１０通過後の空気の温度は、第１ヒータコア１０に流入する前の冷却水温度（第１ヒータコアの入口水温）に近い温度となる。
【００６０】
そして、第２ヒータコア２０では、シリンダブロック３２冷却後の冷却水との熱交換によって、第１ヒータコア１０通過後の送風空気を加熱する。シリンダブロック３２冷却後の冷却水は、シリンダヘッド３１冷却後の冷却水よりも高温なので、第２ヒータコア２０通過後の送風空気の温度を、第１ヒータコア１０通過後の送風空気よりもさらに高い温度まで上昇させることができる。
【００６１】
ところで、本実施形態とは異なり、特許文献１に記載の技術のように、シリンダヘッド３１を冷却した冷却水のみを熱源として空気を加熱したのでは、空気温度を十分に高くできず、暖房が成立しない。また、エンジンから流出のシリンダヘッド３１冷却後の冷却水とシリンダブロック３２冷却後の冷却水とを全て混合してしまう場合、混合後の冷却水温度が暖房に必要な最小温度よりも低くなる。このため、冷却水から空気へのエネルギ伝達効率が低くなるので、混合後の冷却水を熱源として空気を加熱しても、空気温度を十分に高くできず、暖房が成立しない。
【００６２】
これに対して、本実施形態では、エンジン３０に第１冷却水出口３１ｂと第２冷却水出口３２ｂとを設け、第１冷却水出口３１ｂからシリンダヘッド３１冷却後の低温側冷却水を流出させ、第２冷却水出口３２ｂからシリンダブロック３２冷却後の高温側の冷却水を流出させている。そして、両方の冷却水を混合させることなく、第１冷却水出口３１ｂから流出の低温側冷却水を第１ヒータコア１０に流入させ、第２冷却水出口３２ｂから流出の高温側冷却水を第２ヒータコア２０に流入させている。
【００６３】
このように、本実施形態では、第２ヒータコア２０で、第２冷却水出口３２ｂから流出の高温側の冷却水を熱源として車室内への送風空気を加熱するので、第１冷却水出口３１ｂから流出の低温側の冷却水のみを熱源とする場合や、低温側冷却水と高温側冷却水とを混合した混合水を熱源とする場合と比較して、第２ヒータコア２０で加熱後の空気温度を高くすることができる。
【００６４】
さらに、本実施形態では、第１ヒータコア１０で低温側の冷却水を熱源として送風空気を加熱した後、この加熱後の空気を第２ヒータコア２０で高温側の冷却水を熱源として加熱するので、低温側の冷却水と高温側の冷却水との両方の熱量を有効に利用できる。
【００６５】
すなわち、本実施形態によれば、第１、第２冷却水出口部３１ｂ、３２ｂの両方から流出の冷却水全体を混合したものを熱源として、１つのヒータコアで車室内への送風空気を加熱する場合と比較して、ヒータコアでの冷却水全体における冷却水から空気へのエネルギ伝達効率を高めることができる。この結果、送風機の送風量が多い場合であっても、空気を十分に高い温度まで上昇させることができ、暖房を成立させることができる。
【００６６】
次に、本実施形態の車両用空調装置１の主な特徴を説明する。
【００６７】
加熱用熱交換器２の構成として、第１、第２ヒータコア１０、２０の全てを既存のヒータコア（量産品）の部品を使用して構成し、別体に構成された第１、第２ヒータコア１０、２０を２列に配置する構成とした場合、従来部品を使用することができるので、新規部品が少なく済むという利点がある。
【００６８】
しかし、従来部品の寸法とヒータコア同士の間隔とによって、加熱用熱交換器２全体の大きさが決まるため、従来部品の寸法が制約となり、加熱用熱交換器２を小型化できない。
【００６９】
これに対して、本実施形態では、入口側タンク部１２、２２の構成部品を新規に設計し、１つの入口側タンク５０の内部を仕切壁５１によって２つに仕切る構造として、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を一体化している。
【００７０】
これにより、本実施形態によれば、２つの入口側タンク部１２、２２を別体として構成して離間させている場合と比較して、第１、第２ヒータコア１０、２０同士の間隔を狭められ、加熱用熱交換器２を小型化できる。
【００７１】
この結果、本実施形態によれば、加熱用熱交換器２全体を小型化により、加熱用熱交換器２を搭載する空調ケースの小型化も可能となり、車両における空調ケースの搭載スペースを小型化できるので、車両搭載性が向上する。
【００７２】
また、本実施形態によれば、１つの入口側タンク５０の内部を仕切壁５１によって２つに仕切る構造として、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を一体化しているので、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を別体として構成した場合と比較して、構成部材の必要量を低減できるので、加熱用熱交換器２を軽量化できる。
【００７３】
ちなみに、本実施形態と異なり、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を、出口側タンク部１３、２３のように１つの共通タンクとすることでも、加熱用熱交換器２の小型化が可能である。しかしながら、本実施形態では、上述の通り、第１、第２ヒータコア１０、２０のチューブ１１、２１に異なる温度の冷却水を流すために、１つの入口側タンク５０の内部を仕切壁５１によって２つに仕切る構造を採用しているのである。
【００７４】
また、本実施形態によれば、１つの入口側タンク５０の内部を仕切壁５１によって２つに仕切る構造として、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を一体化しているので、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を別体としている場合と比較して、第１、第２ヒータコア１０、２０の部品点数を低減でき、組み付け工数を低減できるので、生産性を向上でき、製造コストを低減できる。
【００７５】
また、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を別体として構成した場合、第２ヒータコア２０の入口側タンク部２２からその外部へ無駄に放熱されてしまう。これに対して、本実施形態によれば、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を一体化しているので、第２ヒータコア２０の入口側タンク部２２からの無駄な放熱分の熱を、第１ヒータコア１０の入口タンク部１２内の冷却水に移動させて、有効利用できる。
【００７６】
また、第１、第２ヒータコア１０、２０が別体で構成されている場合、空調ケースへの組み付け時において、ヒータコアを空調ケース内に２回搭載する必要がある。これに対して、本実施形態によれば、第１、第２ヒータコア１０、２０が一体化しているので、空調ケース内に１回搭載すれば良いので、空調ケースへの搭載性が向上する。
【００７７】
（第２実施形態）
図６に本実施形態における加熱用熱交換器２の側面図を示し、図７に図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図を示す。本実施形態は、第１実施形態で説明した加熱用熱交換器２に対して、さらに、第１ヒータコア１０のフィン１４と第２ヒータコア２０のフィン２４とを空気流れ方向で一体化したものである。なお、他の構成については、第１実施形態と同様である。
【００７８】
図６、７に示すように、本実施形態の加熱用熱交換器２は、第１ヒータコア１０と第２ヒータコア２０に共通のフィン７０を備えている。この共通のフィン７０は、空気流れ方向におけるフィンの長さが、第１ヒータコア１０のチューブ１１と第２ヒータコア２０のチューブ２１との両方に跨る長さである。この共通のフィン７０が第１ヒータコア１０のチューブ１１と第２ヒータコア２０のチューブ２１とに跨って設けられている。このように、本実施形態では、第１ヒータコア１０のフィン１４と第２ヒータコア２０のフィン２４とが連続しており、第１ヒータコア１０のチューブ１１と第２ヒータコア２０のチューブ２１との間にもフィンが存在している。
【００７９】
本実施形態によれば、第１ヒータコア１０のフィン１４と第２ヒータコア２０のフィン２４とを一体化しているので、両者が別体である第１実施形態と比較して、部品点数を低減でき、生産性向上や製造コストの低減を図ることができる。
【００８０】
（第３実施形態）
図８に本実施形態における加熱用熱交換器２の側面図を示し、図９に図８中のＩＸ−ＩＸ線断面図を示す。本実施形態の加熱用熱交換器２は、第２実施形態と同様に、入口側タンク部１２、２２の一体化およびフィン１４、２４の一体化に加えて、第１ヒータコア１０のチューブ１１と第２ヒータコア２０のチューブ２１とを空気流れ方向で一体化したものである。なお、他の構成については、第１、第２実施形態と同様である。
【００８１】
図８、９に示すように、本実施形態の加熱用熱交換器２は、第１ヒータコア１０と第２ヒータコア２０に共通のチューブ８０を複数備えている。１本の共通のチューブ８０は、その内部が２つの流路に仕切られており、この２つの流路が第１ヒータコア１０のチューブ１１と第２ヒータコア２０のチューブ２１を構成している。
【００８２】
ここで、図１０、１１に第１の例、第２の例における共通のチューブ８０の横断面図を示す。共通のチューブ８０としては、図１０に示すように、１枚のプレート８１を折り曲げて、ろう付けすることによって、２つの独立した流路を形成した構成を採用したり、図１１に示すように、２枚のプレート８２、８３を重ね合わせて、ろう付けすることによって、２つの独立した流路を形成した構成を採用したりすることができる。このように、共通のプレートを用いて、第１ヒータコア１０のチューブ１１と第２ヒータコア２０のチューブ２１とを形成することができる。
【００８３】
また、図１２に第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２の横断面図を示し、図１３に図１２中における仕切壁５１のＡ１矢視図を示す。図１２、１３に示すように、本実施形態では、仕切壁５１は、共通のチューブ８０のうちコアプレート５３からはみ出ている部分に沿った形状の凹部５１ａを有している。これにより、仕切壁５１は共通のチューブ８０とコアプレート５３とに連なって、共通のタンク本体部材５２と共通のコアプレート５３とによって形成されるタンク内部空間を、第１ヒータコア１０側の空間と第２ヒータコア２０側との空間とに仕切ることができる。
【００８４】
このように、本実施形態では、第１ヒータコア１０のチューブ１１と第２ヒータコア２０のチューブ２１とを一体化しているので、両者を別体として離間させている第１、第２実施形態と比較して、第１、第２ヒータコア１０、２０の間隔を狭くでき、加熱用熱交換器２の小型化が可能となる。これは、第１、第２実施形態のように、両者を別体として離間させている場合では、各ヒータコアにおけるチューブと入口側タンク部との位置関係や、チューブ同士のろう材による接合防止に必要な間隔によって、第１、第２ヒータコア１０、２０のチューブ同士の間隔が決まってしまうが、第１、第２ヒータコア１０、２０のチューブ１１、２１を一体化した構造とすれば、チューブ自体の設計によって、第１、第２ヒータコア１０、２０のチューブ同士の間隔を決定できるからである。
【００８５】
また、本実施形態では、１本の共通のチューブ８０を共通のプレート８１、８２、８３によって形成することで、第１ヒータコア１０のチューブ１１と第２ヒータコア２０のチューブ２１の２本分を形成できるので、第１ヒータコア１０のチューブ１１と第２ヒータコア２０のチューブ２１とを別体として形成する場合と比較して、生産性を向上できる。
【００８６】
ちなみに、第１ヒータコア１０のチューブ１１と第２ヒータコア２０のチューブ２１とを一体化しても、第２ヒータコア２０を流れる高温の冷却水から第１ヒータコア１０を流れる低温の冷却水への熱移動量は少ないので、第２ヒータコア２０を流れる冷却水の温度が第１ヒータコア１０を流れる冷却水よりも高温であるという関係は変わらない。
【００８７】
なお、本実施形態では、第１ヒータコア１０のフィン１４と第２ヒータコア２０のフィン２４とを一体化しているが、第１実施形態のように、両者を別体として離間させても良い。
【００８８】
（第４実施形態）
図１４に本実施形態における加熱用熱交換器の側面図を示す。本実施形態は、第３実施形態で説明した加熱用熱交換器２において、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を別体としたものである。なお、他の構成については、第３実施形態と同様である。
【００８９】
このように、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を別体としても、第１、第２ヒータコア１０、２０のチューブ１１、２１を一体化しているので、両チューブ１１、２１を別体としている場合と比較して、加熱用熱交換器２を小型化でき、  生産性を向上できる。
【００９０】
なお、本実施形態においては、第１、第２ヒータコア１０、２０のフィン１４、２４を別体として離間させても良い。
【００９１】
また、本実施形態においては、第１、第２ヒータコア１０、２０のチューブ１１、２１を別体としても良い。この場合であっても、第１、第２ヒータコア１０、２０のフィン１４、２４を一体化しているので、両フィン１４、２４を別体としている場合と比較して、加熱用熱交換器２の生産性を向上できる。
【００９２】
また、本実施形態においては、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を別体として構成し、両タンク部同士の外壁を連結した構造として、第１、第２ヒータコア１０、２０の入口側タンク部１２、２２を一体化しても良い。
【００９３】
（第５実施形態）
図１５に本実施形態における加熱用熱交換器の側面図を示す。本実施形態は、第１実施形態で説明した図３に示す加熱用熱交換器２に対して、第１、第２ヒータコア１０、２０のチューブ１１、２１の幅を異ならせたものである。なお、他の構成は第１実施形態と同様である。
【００９４】
第１実施形態で説明した通り、第１ヒータコア１０に低温かつ大流量の冷却水が流入し、第２ヒータコア２０に高温かつ小流量の冷却水が流入する。そこで、本実施形態では、冷却水の流量に応じて、図１５に示すように、第１ヒータコア１０のチューブ１１の空気流れ方向での幅を長くして、流路断面積を大きくし、第２ヒータコア２０のチューブ２１の空気流れ方向での幅を短くして、流路断面積を小さくしている。
【００９５】
このように、冷却水の流量に応じて、第１、第２ヒータコア１０、２０のチューブ１１、２１の幅を設定することが好ましい。  
【００９６】
なお、本実施形態は、第１実施形態の加熱用熱交換器２に限らず、第２〜第４実施形態で説明した加熱用熱交換器２にも適用可能である。
【００９７】
（他の実施形態）
（１）上述の各実施形態では、加熱用熱交換器２の車両搭載姿勢を、チューブ１１、２１の長手方向が鉛直方向に平行な向きとしたが、加熱用熱交換器２を側方から見たときに、チューブ１１、２１の長手方向と鉛直方向とのなす角度が鋭角となるように、加熱用熱交換器２が傾斜した状態としても良い。
【００９８】
（２）上述の各実施形態では、エンジン３０の第１冷却水出口３１ｂから流出の冷却水は、シリンダヘッド３１を冷却した冷却水のみであったが、シリンダヘッド３１を冷却した冷却水に対してシリンダブロック３２を冷却した冷却水の一部が混入した冷却水でも良い。要するに、エンジン３０の第１冷却水出口３１ｂから主にシリンダヘッド３１を冷却した冷却水が流出するようになっていれば良い。
【００９９】
同様に、エンジン３０の第２冷却水出口３２ｂから流出の冷却水は、シリンダブロック３２を冷却した冷却水のみであったが、シリンダブロック３２を冷却した冷却水に対してシリンダヘッド３１を冷却した冷却水の一部が混入した冷却水でも良い。要するに、エンジン３０の第２冷却水出口３２ｂから主にシリンダブロック３２を冷却した冷却水が流出し、第１冷却水出口３１ｂから流出の冷却水よりも第２冷却水出口３２ｂから流出の冷却水の方が高温になっていれば良い。
【０１００】
ただし、エンジン３０の第２冷却水出口３２ｂから流出の冷却水については、シリンダヘッド３１を冷却した後の冷却水とシリンダブロック３２を冷却した後の冷却水とを全部混合した場合よりも高温とする。これにより、両方の冷却水を全部混合した場合と比較して、高温の冷却水をエンジン３０から流出させることができるからである。
【０１０１】
（３）上述の各実施形態では、第２ヒータコア２０に流入する冷却水は、エンジン３０の第２冷却水出口３２ｂから流出の冷却水のみであったが、第１冷却水出口３１ｂから流出の冷却水の一部が混入しても良い。
【０１０２】
要するに、主に第２冷却水出口３２ｂから流出の冷却水であって、第１ヒータコア１０に流入する冷却水よりも高温の冷却水が第２ヒータコア２０に流入するようになっていれば良い。ただし、第２ヒータコア２０に流入する冷却水は、第２冷却水出口３２ｂから流出の冷却水と第１冷却水出口３１ｂから流出の冷却水とを全部混合したときの平均温度よりも高温とする。これにより、両方の冷却水を全部混合した場合と比較して、第２ヒータコア２０で加熱後の空気温度を高くできるからである。
【０１０３】
（４）上述の各実施形態では、第１ヒータコア１０がシリンダヘッド冷却後の冷却水を熱源とし、第２ヒータコア２０がシリンダブロック冷却後の冷却水を熱源としていたが、第１ヒータコア１０および第２ヒータコア２０は、他の液体を熱源としても良い。第１ヒータコア１０が第１液体を熱源とし、第２ヒータコア２０が第１液体よりも高温かつ小流量の第２液体を熱源としている場合に、本発明の適用が可能である。
【０１０４】
例えば、ハイブリッド車両に搭載される車両用空調装置においては、第１液体としてインバータ等の電気機器の冷却液を用い、第２液体としてエンジンの冷却液を用いることができる。また、例えば、電気自動車に搭載される車両用空調装置においては、第１液体としてインバータ等の電気機器の冷却液を用い、第２液体として電気ヒータ等の加熱手段によって加熱した高温液体を用いることができる。このように、本発明の車両用空調装置は、ハイブリッド車両以外の車両にも搭載可能である。
【０１０５】
（５）上述の各実施形態を実施可能な範囲で組み合わせても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
１      車両用空調装置
２      加熱用熱交換器
１０    第１ヒータコア（第１熱交換部）
１１    チューブ
１２    入口側タンク部
１３    出口側タンク部
２０    第２ヒータコア（第２熱交換部）
２１    チューブ
２２    入口側タンク部
２３    出口側タンク部
５０    １つの入口側タンク
５１    仕切壁
７０    共通のフィン
８０    共通のチューブ
【図１】
2012145311.tif 000003
【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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