(57)【要約】【課題】扁平熱交チューブとＰＴＣヒータ間の接触熱抵抗を低減し、伝熱性能を高めて小型高性能化するとともに、扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータを適度な力で押圧して簡易にかつ精度よく組み立てできる熱媒体加熱装置提供することを目的とする。【解決手段】複数枚の扁平熱交チューブ１２と、その扁平チューブ部間に組み込まれるＰＴＣヒータと、扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータを一面側からケーシング１１の内面に押圧し固定する熱交押え部材１５と、熱交押え部材１５上に設置され、ＰＴＣヒータを制御する制御基板と、を備え、熱交押え部材１５は、ケーシング１１側の設置部１１Ｄとの間に介装され、その圧縮反力で扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータに押圧荷重を付与する弾性部材２８を介して設置部１１Ｄに設置されている。【選択図】図５
2012218556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口ヘッダ部から流入された熱媒体が扁平チューブ部を流通後、出口ヘッダ部から流出される複数枚の扁平熱交チューブと、
互いに積層される複数枚の前記扁平熱交チューブの前記扁平チューブ部間に組み込まれるＰＴＣヒータと、
複数枚の前記扁平熱交チューブおよび前記ＰＴＣヒータを前記扁平熱交チューブの一面側からケーシングの内面に押圧して密着させる熱交押え部材と、
前記熱交押え部材上に設置され、前記ＰＴＣヒータを制御する制御基板と、を備え、
前記熱交押え部材は、前記ケーシング側の設置部との間に介装され、その圧縮反力で前記扁平熱交チューブおよび前記ＰＴＣヒータに押圧荷重を付与する弾性部材を介して前記設置部に設置されていることを特徴とする熱媒体加熱装置。
【請求項２】
前記弾性部材は、コイルスプリングとされ、該コイルスプリングが前記熱交押え部材を前記ケーシング側の前記設置部に対してネジ止めするネジの周囲に、その圧縮反力で前記熱交押え部材を押圧すべく介装されていることを特徴とする請求項１に記載の熱媒体加熱装置。
【請求項３】
前記コイルスプリングは、前記ネジのヘッド部と前記熱交押え部材との間に介装されていることを特徴とする請求項２に記載の熱媒体加熱装置。
【請求項４】
前記コイルスプリングは、前記ケーシング側の前記設置部と前記熱交押え部材との間に介装されていることを特徴とする請求項２に記載の熱媒体加熱装置。
【請求項５】
空気流路中に配設されている放熱器に対して、熱媒体加熱装置で加熱された熱媒体が循環可能に構成されている車両用空調装置において、
前記熱媒体加熱装置が、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の熱媒体加熱装置と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、ＰＴＣヒータを用いて熱媒体を加熱する熱媒体加熱装置およびそれを備えた車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車等に適用される車両用空調装置にあって、暖房用の熱源となる被加熱媒体を加熱する熱媒体加熱装置の１つに、正特性サーミスタ素子（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；以下、ＰＴＣ素子という。）を発熱要素とするＰＴＣヒータを用いたものが知られている。ＰＴＣヒータは、正特性のサーミスタ特性を有しており、温度の上昇と共に抵抗値が上昇し、これによって消費電流が制御されるとともに温度上昇が緩やかになり、その後、消費電流および発熱部の温度が飽和領域に達して安定するものであり、自己温度制御特性を備えている。
【０００３】
上記のような熱媒体加熱装置において、特許文献１には、熱媒体の入口および出口を備えたハウジング内に、該ハウジング内を加熱室と熱媒体の循環室とに分割する多数の隔壁を設け、この隔壁によって区画された加熱室側に隔壁と接するようにＰＴＣ加熱素子を挿入設置し、隔壁を介して循環室側に流通される熱媒体を加熱するようにした熱媒体加熱装置が提示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ＰＴＣ素子を挟んでその両面に電極板、絶縁層および伝熱層を設けて平板状のＰＴＣヒータを構成し、該ＰＴＣヒータの両面に、熱媒体の入口および出口を備えた互いに連通されている一対の熱媒体流通ボックスを積層し、更にその外面に制御基板を収容する基板収容ボックスおよび蓋体を設けた積層構造の熱媒体加熱装置が提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７１０６号公報
【特許文献２】特開２００８−５６０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に示されたものは、隔壁により形成された幅および前後方向の加熱室の多数の凹部に、多数のＰＴＣ加熱素子を挿入設置した構成とされている。このため、伝熱面となる隔壁間にＰＴＣ加熱素子を密着させて挿入設置することは、必ずしも容易なことではなく、隔壁とＰＴＣ加熱素子との間の接触熱抵抗が大きくなってしまい、伝熱効率が低下し易い。一方、隔壁間の間隔を狭くして密着性を高めようとすると、組み付け時の作業性が著しく低下し、工数が増加する等の課題があった。また、幅方向および前後方向に形成された多数の凹部に多数のＰＴＣ加熱素子を個別に組み込まなければならず、構造の複雑化、組み立て性の悪化、コストアップ等は避けられなかった。
【０００７】
また、特許文献２のものは、ＰＴＣヒータの両面に放熱フィンを有る一対の熱媒体流通ボックスを積層し、その外面に制御基板を収容する基板収容ボックスおよび蓋体を積層してボルトにより締結した構成とされているため、ＰＴＣヒータと熱媒体流通ボックスとを密着させ、その間の接触熱抵抗を低減させることができる。しかし、ＰＴＣヒータを多層配置することが困難なため、平面面積が大きくなるとともに、熱媒体流通ボックスや専用の基板収容ボックスが必要で、これらは、耐熱性や伝熱性等の面からアルミダイカスト製とされるため、小型軽量化には限界があるとともに、高価になる等の課題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータを多層に積層配設し、その間の接触熱抵抗を低減して伝熱性能を高め、小型高性能化するとともに、扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータを適度な力で押圧して簡易にかつ精度よく組み立てできる熱媒体加熱装置およびそれを備えた車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決するために、本発明の熱媒体加熱装置およびそれを備えた車両用空調装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる熱媒体加熱装置は、入口ヘッダ部から流入された熱媒体が扁平チューブ部を流通後、出口ヘッダ部から流出される複数枚の扁平熱交チューブと、互いに積層される複数枚の前記扁平熱交チューブの前記扁平チューブ部間に組み込まれるＰＴＣヒータと、複数枚の前記扁平熱交チューブおよび前記ＰＴＣヒータを前記扁平熱交チューブの一面側からケーシングの内面に押圧して密着させる熱交押え部材と、前記熱交押え部材上に設置され、前記ＰＴＣヒータを制御する制御基板と、を備え、前記熱交押え部材は、前記ケーシング側の設置部との間に介装され、その圧縮反力で前記扁平熱交チューブおよび前記ＰＴＣヒータに押圧荷重を付与する弾性部材を介して前記設置部に設置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、複数枚の扁平熱交チューブが積層され、その扁平チューブ部間にＰＴＣヒータが組み込まれた状態で、各扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータが熱交押え部材により押圧されて密着される構成とされており、該熱交押え部材上にＰＴＣヒータを制御する制御基板が設置されるとともに、熱交押え部材は、ケーシング側の設置部との間に介装され、その圧縮反力で扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータに押圧荷重を付与する弾性部材を介して設置部に設置されているため、複数枚の扁平熱交チューブ間にＰＴＣヒータを挟み込んで積層配置し、それを熱交押え部材で押圧することにより、各々を互いに密着させて組み込むことができる。また、熱交押え部材を介して扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータを押圧し、各々を密着させるに当たり、熱交押え部材に弾性部材の圧縮反力で押圧荷重を付与することによって、各部品の寸法公差、バラツキ等を吸収し、熱交押え部材や扁平熱交チューブ等が変形されないように、適度な荷重で扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータを押圧することができる。従って、扁平熱交チューブとＰＴＣヒータ間の接触熱抵抗を低減して伝熱効率を向上し、熱媒体加熱装置を小型高性能化することができるとともに、扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータをシムの選択嵌合による調整等に依存することなく、適正に押圧して各扁平熱交チューブ間のシール性やＰＴＣヒータとの密着性等を確保しつつ、簡易にかつ精度よく組み込むことができる。
【００１１】
また、本発明の熱媒体加熱装置は、上記の熱媒体加熱装置において、前記弾性部材は、前記弾性部材は、コイルスプリングとされ、該コイルスプリングが前記熱交押え部材を前記ケーシング側の前記設置部に対してネジ止めするネジの周囲に、その圧縮反力で前記熱交押え部材を押圧すべく介装されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、弾性部材が、コイルスプリングとされ、該コイルスプリングが熱交押え部材をケーシング側の設置部に対してネジ止めするネジの周囲に、その圧縮反力で熱交押え部材を押圧すべく介装されているため、熱交押え部材をケーシング側の設置部に対してネジ止めするネジの周囲にコイルスプリングを介装するだけで、各部品の寸法公差やバラツキ等により生ずる熱交押え部材とその設置部間の隙間のバラツキを吸収し、適度な荷重で扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータを押圧することができる。従って、複数枚の扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータを、熱交押え部材や扁平熱交チューブ等を変形させることなく、複数枚の扁平熱交チューブ間のシール性やＰＴＣヒータとの密着性等を確保しつつ、簡易にかつ精度よく組み込むことができる。
【００１３】
さらに、本発明の熱媒体加熱装置は、上記の熱媒体加熱装置において、前記コイルスプリングは、前記ネジのヘッド部と前記熱交押え部材との間に介装されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、コイルスプリングが、ネジのヘッド部と熱交押え部材との間に介装されているため、熱交押え部材の設置用ネジを規定位置まで締め込むことにより、ネジのヘッド部と熱交押え部材との間に介装されているコイルスプリングが圧縮され、その圧縮反力によって熱交押え部材を押圧し、扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータをそれぞれ密着させることができる。従って、複数枚の扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータを、熱交押え部材を介して適度な力で押圧し、熱交押え部材や扁平熱交チューブ等を変形させることなく、各扁平熱交チューブ間のシール性やＰＴＣヒータとの密着性等を確保しつつ、簡易にかつ精度よく組み立てることができる。
【００１５】
さらに、本発明の熱媒体加熱装置は、上記の熱媒体加熱装置において、前記コイルスプリングは、前記ケーシング側の前記設置部と前記熱交押え部材との間に介装されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、コイルスプリングが、ケーシング側の設置部と熱交押え部材との間に介装されているため、熱交押え部材の設置用ネジを規定トルクで締め込み、ケーシング側の設置部と熱交押え部材との間に介装されているコイルスプリングを圧縮し、その圧縮反力で熱交押え部材に一定の荷重を与えることによって、扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータをそれぞれ密着させることができる。従って、複数枚の扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータを、熱交押え部材を介して適度な力で押圧し、熱交押え部材や扁平熱交チューブ等を変形させることなく、複数枚の扁平熱交チューブ間のシール性やＰＴＣヒータとの密着性等を確保しつつ、簡易にかつ精度よく組み立てることができる。
【００１７】
さらに、本発明にかかる車両用空調装置は、空気流路中に配設されている放熱器に対して、熱媒体加熱装置で加熱された熱媒体が循環可能に構成されている車両用空調装置において、前記熱媒体加熱装置が、上述のいずれかの熱媒体加熱装置とされていることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、空気流路中に配設されている放熱器に対して、上述のいずれかの熱媒体加熱装置により加熱された熱媒体が循環可能な構成とされているため、空気流路中に配設されている放熱器に供給される熱媒体を、熱媒体に対するシール性が良好で小型高性能化された熱媒体加熱装置により加熱して供給することができる。従って、車両用空調装置の空調性能、特に暖房性能の向上することができるとともに、車両に対する空調装置の搭載性およびその空調装置の熱媒体の漏洩防止に対する信頼性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の熱媒体加熱装置によると、複数枚の扁平熱交チューブ間にＰＴＣヒータを挟み込んで積層配置し、それを熱交押え部材で押圧することにより、各々を互いに密着させて組み込むことができる。また、熱交押え部材を介して扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータを押圧し、各々を密着させるに当たり、熱交押え部材に弾性部材の圧縮反力で押圧荷重を付与することによって、各部品の寸法公差、バラツキ等を吸収し、熱交押え部材や扁平熱交チューブ等が変形されないように、適度な荷重で扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータを押圧することができるため、扁平熱交チューブとＰＴＣヒータ間の接触熱抵抗を低減して伝熱効率を向上し、熱媒体加熱装置を小型高性能化することができるとともに、扁平熱交チューブおよびＰＴＣヒータをシムの選択嵌合による調整等に依存することなく、適正に押圧して複数枚の扁平熱交チューブ間のシール性やＰＴＣヒータとの密着性等を確保しつつ、簡易にかつ精度よく組み込むことができる。
【００２０】
また、本発明の車両用空調装置によると、空気流路中に配設されている放熱器に供給される熱媒体を、熱媒体に対するシール性が良好で小型高性能化された熱媒体加熱装置により加熱して供給することができるため、車両用空調装置の空調性能、特に暖房性能の向上することができるとともに、車両に対する空調装置の搭載性およびその空調装置の熱媒体の漏洩防止に対する信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱媒体加熱装置を備えた車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す熱媒体加熱装置のアッパケースを省略した状態の分解斜視図である。
【図３】図２に示す熱媒体加熱装置の平面視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面相当図である。
【図５】図２に示す熱媒体加熱装置の熱交押え部材の締め付け固定部の概略構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る熱媒体加熱装置の熱交押え部材の締め付け固定部の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図５を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る熱媒体加熱装置を備えた車両用空調装置の概略構成図が示されている。
車両用空調装置１は、外気または車室内空気を取り込んで温調した後、それを車室内へと導くための空気流通路２を形成するケーシング３を備えている。
【００２３】
ケーシング３の内部には、空気流通路２の上流側から下流側にかけて順次、外気または車室内空気を吸い込んで昇圧し、それを下流側へと圧送するブロア４と、該ブロア４により圧送される空気を冷却する冷却器５と、冷却器５を通過して冷却された空気を加熱する放熱器６と、放熱器６を通過する空気量と放熱器６をバイパスする空気量との流量割合を調整し、その下流側でエアミックスさせることによって、温調風の温度を調節するエアミックスダンパ７と、が設置されている。
【００２４】
ケーシング３の下流側は、図示しない吹き出しモード切替えダンパおよびダクトを介して温調された空気を車室内に吹き出す複数の吹き出し口に接続されている。
冷却器５は、図示省略された圧縮機、凝縮器、膨張弁等と共に冷媒回路を構成し、膨張弁で断熱膨張された冷媒を蒸発させることによって、そこを通過する空気を冷却するものである。放熱器６は、タンク８、ポンプ９および熱媒体加熱装置１０と共に熱媒体循環回路１０Ａを構成しており、熱媒体加熱装置１０で加熱された高温の熱媒体（例えば、不凍液、水等）がポンプ９を介して循環されることによって、そこを通過する空気を加温するものである。
【００２５】
図２には、図１に示された熱媒体加熱装置１０のアッパケースを省略した状態の分解斜視図が示され、図３には、その平面視図、図４には、図３のＡ−Ａ断面相当図、更に図５には、熱交押え部材の締め付け固定部の概略構成図が示されている。
熱媒体加熱装置１０は、箱形構成のケーシング１１（アッパケースは省略）と、複数枚（例えば、３枚）の扁平熱交チューブ１２と複数組のＰＴＣヒータ１３とが交互に積層されている熱交換モジュール１４と、該熱交換モジュール１４をケーシング１１のロアケース１１Ａの内底面に押圧して固定するための熱交押え部材１５と、該熱交押え部材１５上に一対のスペーサ部材１６を介して配設されたＰＴＣヒータ１３を制御する制御基板１７とから構成されている。
【００２６】
ケーシング１１は、上半部と下半部とに２分割された箱形構成のケーシングとされており、下半部に位置されるロアケース１１Ａに対して、上半部に位置される図示省略のアッパケースが複数本のネジを介してネジ止め固定されることにより、一体化される構成とされている。そして、このケーシング１１の内部空間に、上記した扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３からなる熱交換モジュール１４、熱交押え部材１５、一対のスペーサ部材１６および制御基板１７等が収容設置されるようになっている。
【００２７】
ロアケース１１Ａの下面には、積層された３枚の扁平熱交チューブ１２に導入される熱媒体を導くための熱媒体入口路１１Ｂおよび扁平熱交チューブ１２内を流通した熱媒体を導出するための熱媒体出口路１１Ｃが、下方に突出されるように一体形成されているとともに、熱交押え部材１５を締め付け固定するためのボス部（設置部）１１Ｄが、４箇所に上方に突出されるように一体形成されている。ロアケース１１Ａは、その内部空間に収容設置される扁平熱交チューブ１２を形成するアルミ合金材と線膨張率が近似している樹脂材料（例えば、ＰＰＳ）により成形されている。なお、アッパケースも、ロアケース１１Ａと同様の樹脂材料により成形することが望ましい。
【００２８】
さらに、ロアケース１１Ａの下面には、電源ハーネス１８およびＬＶハーネス１９の先端部を貫通するための電源ハーネス用孔およびＬＶハーネス用孔（共に図示省略）が開口されている。電源ハーネス１８は、制御基板１７を介してＰＴＣヒータ１３に電力を供給するためのものであり、先端部が２又状に分岐され、制御基板１７に設けられている２つの電源ハーネス用端子台１７Ａにネジを介してネジ止め可能とされている。また、ＬＶハーネス１９は、制御基板１７に対して制御用の信号を送信するためのものであり、その先端部は、制御基板１７にコネクタ接続可能とされている。
【００２９】
制御基板１７は、上位制御装置（ＥＣＵ）からの指令に基づいて複数組のＰＴＣヒータ１３に対する通電制御を行うものであり、ＦＥＴやＩＧＢＴ等からなる複数のパワートランジスタ（発熱性電気部品）２０を含む制御回路２１が表面実装され、その制御回路２１を介して複数組のＰＴＣヒータ１３に対する通電状態が切替え可能に構成されているものである。この制御基板１７は、少なくとも発熱性電気部品である複数のパワートランジスタ２０が実装される部位に対応して、基板両面に貫通されるように、銅やアルミ等の高熱伝導性材からなる熱貫通部２２（図４参照）が設けられた構成とされている。
【００３０】
そして、上記複数組のＰＴＣヒータ１３をその両面から挟み込むように複数枚の扁平熱交チューブ１２が積層されることにより、熱交換モジュール１４が構成されている。この扁平熱交チューブ１２は、アルミ合金製薄板をプレス成形した一対のチューブ材を重ね合わせることによって構成されるものであり、図２および図４に示されるように、例えば３枚の扁平熱交チューブ１２を互いに平行になるように積層し、その扁平熱交チューブ１２間にそれぞれＰＴＣヒータ１３を挟み込んで積層することにより、１組の熱交換モジュール１４を構成するようにしている。
【００３１】
各扁平熱交チューブ１２は、上記の如く一対のチューブ材を重ね合わせることにより構成される厚さが数ミリ程度の扁平断面形状とされた扁平チューブ部１２Ａと、その両端部分に形成された熱媒体が流入する入口ヘッダ部１２Ｂおよび熱媒体が流出する出口ヘッダ部１２Ｃとを備えた構成とされており、更に扁平チューブ部１２Ａ内には、波板状のインナーフィン（図示省略）が挿入され、該扁平チューブ部１２Ａ内に複数の熱媒体流通路が形成されるようになっている。
【００３２】
３枚の扁平熱交チューブ１２は、下段、中段、上段の順に順次積層され、その両端の入口ヘッダ部１２Ｂおよび出口ヘッダ部１２Ｃ同士が互いにＯリング等のシール材を介して密接され、入口ヘッダ部１２Ｂおよび出口ヘッダ部１２Ｃに設けられている図示省略の連通穴が互いに連通されるようになっている。この３枚の扁平熱交チューブ１２は、積層された状態または順次積層されながらロアケース１１Ａの内底面に組み込まれ、後述するようにロアケース１１Ａのボス部１１Ｅ（４箇所）に締め付け固定される熱交押え部材１５を介して、ロアケース１１Ａの内底面に向け押圧固定されるように構成されている。
【００３３】
また、上記３枚の扁平熱交チューブ１２間に、それぞれＰＴＣヒータ１３が挟み込まれることによって、１組の熱交換モジュール１４が構成されている。この複数組（２組）のＰＴＣヒータ１３は、公知の如く、ＰＴＣ素子（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）２３の上下両面に、それぞれ電極板２４を接触配置したものであり、絶縁シートおよび伝熱シート等を介して３枚の扁平熱交チューブ１２間に各々積層配置されている。なお、ＰＴＣヒータ１３は、３枚の扁平熱交チューブ１２と共に積層された状態または順次積層されながらロアケース１１Ａの内底面に組み込まれ、上記の如く熱交押え部材１５を介してロアケース１１Ａの下面に押圧固定されるように構成されている。
【００３４】
電極板２４は、ＰＴＣ素子２３に対して電力を供給するためのものであり、平面視において、矩形状を呈するアルミ合金製板材により構成されている。この電極板２４は、ＰＴＣ素子２３を挟んでその両面に、ＰＴＣ素子２３の上面に接するように一枚、ＰＴＣ素子２３の下面に接するように一枚それぞれ積層配置されており、これら２枚の電極板２４によって、ＰＴＣ素子２３が上下両面から挟み込まれるようになっている。
【００３５】
さらに、ＰＴＣ素子２３の上面側に配置される電極板２４は、その上面が扁平熱交チューブ１２の下面に接するように配設され、ＰＴＣ素子２３の下面側に配置される電極板２４は、その下面が扁平熱交チューブ１２の上面に接するように配設されるように構成されている。本実施形態においては、電極板２４は、下段の扁平熱交チューブ１２と中段の扁平熱交チューブ１２との間、中段の扁平熱交チューブ１２と上段の扁平熱交チューブ１２との間に各々２枚、合計４枚が配置されている。
【００３６】
これら４枚の電極板２４は、各扁平熱交チューブ１２の扁平チューブ部１２Ａと略同一形状とされており、各々の長辺側に１つの端子２４Ａが一体に設けられている。この端子２４Ａは、各電極板２４を積層させたとき、重ならないように、電極板２４の長辺に沿って配置されている。つまり、各電極板２４に設けられている端子２４Ａは、その長辺に沿って少しずつ位置がずらされて設けられ、各電極板２４が積層された場合に直列に配列されるように設けられている。各端子２４Ａは、電極板２４から水平方向に突出され、更に上方に延長されるようにＬ字形状とされており、制御基板１７の表面側の一辺に並設されている複数組（４組）の端子台１７Ｂにネジ止め等により直接接続されている。
【００３７】
３枚の扁平熱交チューブ１２および２組のＰＴＣヒータ１３は、上記の如く積層された状態または順次積層されながらロアケース１１Ａの内底面上に組み込まれ、その最上段の扁平熱交チューブ１２の上面が、ロアケース１１Ａのボス部１１Ｄ（４箇所）に４個のネジ２６により締め付け固定される熱交押え部材１５を介して、ロアケース１１Ａの内底面方向に押圧されることにより、各扁平熱交チューブ１２の入口ヘッダ部１２Ｂおよび出口ヘッダ部１２Ｃの上下面同士、並びに各扁平熱交チューブ１２の扁平チューブ部１２ＡとＰＴＣヒータ１３の上下面同士がそれぞれ密着状態とされるようになっている。
【００３８】
これによって、ケーシング１１内部に熱交換モジュール１４が組み込まれ、ロアケース１１Ａの熱媒体入口路１１Ｂから導入された熱媒体は、各扁平熱交チューブ１２の入口ヘッダ部１２Ｂから扁平チューブ部１２Ａ内へと導かれ、この扁平チューブ部１２Ａ内を流通する過程において、ＰＴＣヒータ１３により加熱昇温されて各出口ヘッダ部１２Ｃに流出し、そこからロアケース１１Ａの熱媒体出口路１１Ｃを経て熱媒体加熱装置１０の外部へと導出されるようになる。そして、熱媒体加熱装置１０から導出された熱媒体は、熱媒体循環回路１０Ａ（図１参照）を介して放熱器６に供給されるようになっている。
【００３９】
熱交押え部材１５は、制御基板１７に表面実装されている複数の発熱性電気部品２０を銅やアルミ等の高熱伝導性材からなる熱貫通部２２を介して冷却するヒートシンクとしての機能を兼ね備えたものであり、アルミ合金製の板材により構成されている。この熱交押え部材１５は、扁平熱交チューブ１２の上面を覆う大きさとされたものであり、長手方向寸法が制御基板１７よりも長くされ、扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３からなる熱交換モジュール１４を押圧固定する際、入口ヘッダ部１２Ｂおよび出口ヘッダ部１２Ｃの周囲におけるシール性を確保するため、その中心線を通る位置でネジ２５を介してケーシング１１のボス部１１Ｄに締め付け固定されるように構成されている。
【００４０】
一対のスペーサ部材１６は、熱交押え部材１５を止めるネジ２５の位置が上記位置に制約されたとき、熱交押え部材１５の上面側に配設される制御基板１７との干渉を避けるために介装されるものである。このスペーサ部材１６のうち、少なくとも制御基板１７上に実装されている発熱性電気部品２０と対応する位置側のスペーサ部材１６は、例えばアルミ合金製板材等の高熱伝導性材とされ、発熱性電気部品２０からの熱を、制御基板１７を貫通する熱貫通部を介して熱交押え部材１５に伝熱可能な構成とされている。なお、他のスペーサ部材１６は、樹脂材等としてもよい。
【００４１】
制御基板１７は、熱交押え部材１５の上面側に一対のスペーサ部材１６を介して複数個のネジ２６によりネジ止め固定され、その熱貫通部（図示省略）が高熱伝導性材とされたスペーサ部材１６と接触されるように配設されている。そして、この制御基板１７の端子台１７Ａに、２又状に分岐された電源ハーネス１８が接続されるとともに、ＬＶハーネス１９がコネクタ接続され、更に端子台１７Ｂに、ＰＴＣヒータ１３の電極板２４から延長されているＬ字状の端子２４Ａがネジ等を介して直接接続されることによって、制御基板１７が熱交押え部材１５上に組み込まれ、ケーシング１１内に収容設置されるように構成されている。
【００４２】
さらに、本実施形態では、熱交押え部材１５をロアケース１１Ａのボス部１１Ｄに締め付け固定することにより、多層に積層された複数枚の扁平熱交チューブ１２および複数組のＰＴＣヒータ１３を押圧して互いが密着されるようにしている。この際、適度な力で扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３を押圧するには、熱交押え部材１５とボス部１１Ｄとの間に適正な隙間Ｓ（図５参照）を確保し、熱交押え部材１５を変形させて締め付け固定する必要がある。しかし、この隙間Ｓには、各部品の寸法公差等によりバラツキが発生する。このため、これを吸収して適度な力に押圧しなければならず、熱交押え部材１５の剛性が低いと、ＰＴＣヒータ１３の積層時に使う絶縁シートや伝熱シート、あるいは扁平熱交チューブ１２の積層時に使うＯリング等を十分圧縮することができず、逆に剛性が高いと、許容応力を超える過大な応力が発生して扁平熱交チューブ１２が潰れるおそれがあり、シムの選択嵌合による調整が必要となる等、調整が困難となる。
【００４３】
そこで、図５に示されるように、熱交押え部材１５をロアケース１１Ａのボス部（設置部）１１Ｄに締め付け固定するネジ２５のヘッド部（ネジ頭部）と、熱交押え部材１５との間のネジ２５周りに、ワッシャ２７を介してコイルスプリング（弾性部材）２８を介装することにより、コイルスプリング２８の圧縮反力を利用し、扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３を、ロアケース１１Ａの内底面に対して適度な荷重（力）で押圧できる構成としている。
【００４４】
なお、制御基板１７上に表面実装されるパワートランジスタ等の複数の発熱性電気部品２０は、ケーシング１１内に収容設置された状態でロアケース１１Ａに設けられている熱媒体入口路１１Ｂに近い側、すなわち熱交換モジュール１４を構成している複数枚の扁平熱交チューブ１２の入口ヘッダ部１２Ｂ側に対応して配設されており、制御基板１７の両面に貫通されている熱貫通部２２が、入口ヘッダ部１２Ｂに流入される加熱前の比較的温度の低い熱媒体により冷却される熱交押え部材１５および高熱伝導性材とされたスペーサ部材１６を介して冷却されるようになっている。
【００４５】
また、上記熱媒体加熱装置１０は、ケーシング１１のロアケース１１Ａの内底面に３枚の扁平熱交チューブ１２と２組のＰＴＣヒータ１３とを、ＰＴＣヒータ１３の両面を絶縁シート、伝熱シート等で挟みながら、それらを順次１枚ずつ積層して組み込み、熱交換モジュール１４が組み込まれた段階で、熱交押え部材１５によりその上面を押圧してロアケース１１Ａ側に締め付け固定するか、もしくは熱交換モジュール１４をサブアッセンブリした後、ロアケース１１Ａ内に組み込み、その上面を熱交押え部材１５で押圧して締め付け固定することによって、各扁平熱交チューブ１２および各ＰＴＣヒータ１３をそれぞれ互いに密着状態にして組み込むことができる。
【００４６】
さらに、熱交押え部材１５上に、スペーサ部材１６を介装して制御基板１７をネジ止め固定し、制御基板１７に対する電気系統の結線を行い、その上部覆うアッパケースをロアケース１１Ａにネジ止め固定することにより、熱媒体加熱装置１０を組み立てることができる。そして、この熱媒体加熱装置１０は、熱媒体入口路１１Ｂを経て入口ヘッダ部１２Ｂに流入された熱媒体を複数枚の扁平熱交チューブ１２内に流通させ、ＰＴＣヒータ１３によって加熱した後、出口ヘッダ部１２Ｃから熱媒体出口路１１Ｃを介して流出させることにより、熱媒体循環回路１０Ａ内を循環される熱媒体の加熱に供される。
【００４７】
斯くして、本実施形態の熱媒体加熱装置１０および車両用空調装置１によれば、以下の作用効果を奏する。
複数枚の扁平熱交チューブ１２が積層され、その扁平チューブ部１２Ａ間にＰＴＣヒータ１３が挟み込まれた状態で、各扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３が、熱交押え部材１５によりロアケース１１Ａに対し押圧されて締め付け固定される構成とされている。このため、複数枚の扁平熱交チューブ１２と複数組のＰＴＣヒータ１３を、それぞれ互いに密着させて組み込むことができる。
【００４８】
従って、扁平熱交チューブ１２とＰＴＣヒータ１３との間の接触熱抵抗を低減して伝熱効率を向上し、熱媒体加熱装置１０を高性能化することができるとともに、扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３を多層に積層配置することによって、その平面面積を小さくし、熱交換モジュール１４、ひいては熱媒体加熱装置１０を小型コンパクト化することができる。
【００４９】
また、熱交押え部材１５を介して積層された扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３を押圧し、各々を密着させるに当たり、熱交押え部材１５にコイルスプリング（弾性部材）２８の圧縮反力で押圧荷重を付加することによって、各部品の寸法公差、バラツキ等を吸収し、熱交押え部材１５や扁平熱交チューブ１２等が変形されないように、適度な力（荷重）で多層に積層されている扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３を押圧することができる。このため、扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３を、隙間Ｓへのシムの選択嵌合による調整等に依存することなく、適正に押圧して各扁平熱交チューブ１２間のシール性やＰＴＣヒータ１３との密着性等を確保しつつ、簡易にかつ精度よく組み込むことができる。
【００５０】
また、本実施形態では、コイルスプリング２８が熱交押え部材１５をケーシング１１側のボス部（設置部）１１Ｄに対してネジ止めするネジ２５の周囲に、その圧縮反力で熱交押え部材１５を押圧すべく介装されているため、熱交押え部材１５をケーシング１１側のボス部１１Ｄに対してネジ止めするネジ２５の周囲にコイルスプリング２８を介装するだけで、各部品の寸法公差やバラツキ等により生ずる熱交押え部材１５とそのボス部１１Ｄ間の隙間Ｓのバラツキを吸収し、適度な荷重で扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３を押圧することができる。従って、複数枚の扁平熱交チューブ１２間のシール性やＰＴＣヒータ１３との密着性等を確保しつつ、簡易にかつ精度よく熱交換モジュール１４を組み込むことができる。
【００５１】
さらに、コイルスプリング２８が、ネジ２５のヘッド部と熱交押え部材１５との間に介装されているため、熱交押え部材１５の締め付け固定用ネジ２５を規定位置まで締め込むことにより、ネジ２５のヘッド部と熱交押え部材１５との間に介装されているコイルスプリング２８が圧縮され、その圧縮反力によって熱交押え部材１５を押圧し、扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３をそれぞれ密着させることができる。従って、熱交押え部材１５を介して適度な力（荷重）で押圧し、熱交押え部材１５や扁平熱交チューブ１２等を変形させることなく、各扁平熱交チューブ１２間のシール性やＰＴＣヒータ１３との密着性等を確保し、簡易にかつ精度よく組み立てることができる。
【００５２】
また、上述のように、熱媒体に対するシール性が良好でかつ小型高性能化された熱媒体加熱装置１０によって加熱された熱媒体を空気流路２中に配設されている放熱器６に供給することができるため、車両用空調装置１における空調性能、特に暖房性能の向上を図ることができるとともに、車両に対する空調装置１の搭載性およびその空調装置１の熱媒体の漏洩防止に対する信頼性を向上することができる。
【００５３】
なお、本実施形態においては、熱交押え部材１５およびスペーサ部材１６が、アルミ合金製の板材とされているため、制御基板１７上の発熱性電気部品２０からの熱を、基板の熱貫通部を通して熱伝導性が良好でかつ軽量なアルミ合金製板材とされている熱交押え部材１５に伝熱し、扁平熱交チューブ１２を冷却源とする熱交押え部材１５に放熱することによって、発熱性電気部品２０を冷却することができる。従って、熱交押え部材１５をヒートシンクに、制御基板１７に表面実装されている発熱性電気部品２０の冷却性能を高めることができ、熱に対する信頼性を向上することができるとともに、軽量化を維持することができる。
【００５４】
特に、制御基板１７上において、発熱性電気部品２０が、熱媒体加熱装置１０の熱媒体の流入側である扁平熱交チューブ１２の入口ヘッダ部１２Ｂ側に配設され、熱交押え部材１５および高熱伝導性材とされたスペーサ部材１６をヒートシンクとし、加熱前の比較的温度の低い熱媒体によって冷却されるように構成されているため、発熱性電気部品２０を効果的に冷却し、その冷却性能を向上することができる。
【００５５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、コイルスプリング２８Ａの介装位置が異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態においては、図６に示されるように、積層された扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３を押圧する熱交押え部材１５に対して、押圧力を付与するコイルスプリング（弾性部材）２８Ａを、ケーシング１１側のボス部（設置部）１１Ｄと熱交押え部材１５との間において、熱交押え部材１５をネジ止めするネジ２５の周りに介装した構成としている。
【００５６】
このように、コイルスプリング２８Ａを、ケーシング１１側のボス部１１Ｄと熱交押え部材１５との間に介装することによっても、熱交押え部材１５の締め付け固定用ネジ２５を規定トルクで締め込み、ケーシング１１側のボス部１１Ｄと熱交押え部材１５との間に介装されているコイルスプリング２８Ａを圧縮し、その圧縮反力で熱交押え部材１５に一定の荷重を付与し、積層されている複数枚の扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３をそれぞれ密着させることができる。このため、複数枚の扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３を、熱交押え部材１５を介して適度な力で押圧し、熱交押え部材１５や扁平熱交チューブ１２等を変形させることなく、複数枚の扁平熱交チューブ１２間のシール性やＰＴＣヒータ１３との密着性等を確保しつつ、簡易にかつ精度よく組み立てることができる。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記した実施形態では、扁平熱交チューブ１２を３層に積層し、各々の間にＰＴＣヒータ１３を組み込んだ構成としているが、これに限らず、扁平熱交チューブ１２およびＰＴＣヒータ１３の積層枚数を増減してもよいことはもちろんである。また、上記実施形態では、ケーシング１１を樹脂材製としているが、これに限らず、アルミダイカスト製等の金属製としてもよく、これも本発明に包含されるものである。
【符号の説明】
【００５８】
１  車両用空調装置
６  放熱器
１０  熱媒体加熱装置
１０Ａ  熱媒体循環回路
１１  ケーシング
１１Ａ  ロアケース
１１Ｄ  ボス部（設置部）
１２  扁平熱交チューブ
１２Ａ  扁平チューブ部
１２Ｂ  入口ヘッダ部
１２Ｃ  出口ヘッダ部
１３  ＰＴＣヒータ
１５  熱交押え部材
１７  制御基板
２５  ネジ
２８，２８Ａ  コイルスプリング（弾性部材）
【図１】
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【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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