熱媒体加熱装置およびそれを備えた車両用空調装置
【課題】伝熱性能を高めるとともに、扁平熱交チューブの出入口ヘッダ部の連通穴周りを液状ガスケットで確実にシールすることが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。
【解決手段】複数枚の扁平熱交チューブ１７が入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りをシールする液状ガスケット２６を介して積層され、その扁平チューブ部２０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１７およびＰＴＣヒータが熱交押え部材により密着されている熱媒体加熱装置にあって、扁平熱交チューブ１７の入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りに、互いに嵌合されるバーリング２９，３０および３１，３２が設けられ、該バーリングにより液状ガスケット２６が熱媒体の流れに対して直接晒されず、かつ空気と接触される液状ガスケット溜りが形成されている。
【解決手段】複数枚の扁平熱交チューブ１７が入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りをシールする液状ガスケット２６を介して積層され、その扁平チューブ部２０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１７およびＰＴＣヒータが熱交押え部材により密着されている熱媒体加熱装置にあって、扁平熱交チューブ１７の入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りに、互いに嵌合されるバーリング２９，３０および３１，３２が設けられ、該バーリングにより液状ガスケット２６が熱媒体の流れに対して直接晒されず、かつ空気と接触される液状ガスケット溜りが形成されている。
【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】
かかる熱媒体加熱装置において、特許文献１には、熱媒体の出入口を備えたハウジング内を隔壁により多数の加熱室と熱媒体循環室とに区画し、加熱室側に隔壁と接するように挿入設置されたＰＴＣ加熱素子により、循環室内を流れる熱媒体を加熱するように構成した熱媒体加熱装置が示されている。また、特許文献２には、ＰＴＣ素子を挟んで両面に電極板、絶縁層および伝熱層等を設けて平板状のＰＴＣヒータを構成し、その両面に熱媒体の出入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、更にその外面に基板収容ボックス等を配設した積層構造の熱媒体加熱装置が示されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、積層タイプの熱交換器において、チューブシートの両端ヘッダ部の連通穴周りにバーリングを形成し、それを互いに嵌合することによって、積層時の位置合わせを容易化するとともに、接合時の位置ずれによる接合不良の発生を防止するようにした技術が示されている。
【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
【特許文献３】特開２００５−３０７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に示されたものでは、隔壁により形成された加熱室にＰＴＣ加熱素子を挿入設置した構成とされているため、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容易ではなく、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等の課題があった。
【０００７】
また、特許文献２に示されたものは、ＰＴＣヒータの両面に放熱フィンを有する一対の熱媒体流通ボックスを積層するとともに、その外面側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ることにより熱媒体流路を密閉し、それらをボルトで締結した積層構造としていることから、ＰＴＣヒータと熱媒体流通ボックスとの間の接触熱抵抗を低減することができる。しかし、熱媒体流通ボックスや基板収容ボックス、蓋体等を耐熱性や伝熱性等の面から、アルミダイカスト製品等とする必要があり、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】
一方、積層型の熱交換器において、出入口ヘッダ部の連通穴周りのシールは、ロウ付けあるいはＯリングでのシールが一般的であり、このため、連通穴周りにバーリングが設けられている場合でも、問題なくロウ付けあるいはＯリングを介装してシールすることができる。しかし、シール材として液状ガスケットを用いた場合、バーリングの構成によっては、空気中の水分と接触して硬化する液状ガスケットがうまく硬化されなかったり、あるいは熱媒体の流れにより液状ガスケットが剥がされたりしてシール性の低下が懸念される等の課題があった。
【０００９】
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、複数枚の扁平熱交チューブとＰＴＣヒータとを積層構造として伝熱性能を高め、小型軽量化、低コスト化を図るとともに、扁平熱交チューブの出入口ヘッダ部の連通穴周りを液状ガスケットにより確実にシールすることが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】
【００１０】
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、熱媒体が流通される扁平チューブ部の両端に入口ヘッダ部および出口ヘッダ部が設けられている複数枚の扁平熱交チューブと、互いに積層される前記各扁平熱交チューブの前記入口ヘッダ部および前記出口ヘッダ部に塗布され、該入口ヘッダ部および出口ヘッダ部に設けられている連通穴周りをシールする液状ガスケットと、前記各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、互いに積層された前記各扁平熱交チューブおよび前記ＰＴＣヒータを押圧して密着させる熱交押え部材と、を備え、前記各扁平熱交チューブの前記入口ヘッダ部間および前記出口ヘッダ部間の前記連通穴周りに、互いに嵌合されるバーリングが設けられ、該バーリングによって前記液状ガスケットが熱媒体の流れに対して直接晒されず、かつ空気と接触される前記液状ガスケット溜りが形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、複数枚の扁平熱交チューブが入口ヘッダ部および出口ヘッダ部の連通穴周りをシールする液状ガスケットを介して積層され、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ている熱媒体加熱装置にあって、扁平熱交チューブの入口ヘッダ部間および出口ヘッダ部間の連通穴周りに、互いに嵌合されるバーリングが設けられ、該バーリングによって液状ガスケットが熱媒体の流れに対して直接晒されず、かつ空気と接触される液状ガスケット溜りが形成されているため、扁平熱交チューブの入口ヘッダ部および出口ヘッダ部に塗布された液状ガスケットを、積層された複数枚の扁平熱交チューブを熱交押え部材により押圧して密着させる際、連通穴周りにバーリングにより形成されている液状ガスケット溜りにはみ出させ、空気中の水分と接触させて速やかに硬化させることができる。また、この液状ガスケット溜りで硬化された液状ガスケットは、熱媒体の流れに直接晒されることがなく、熱媒体の流れによって剥がされる虞がない。従って、液状ガスケットによる連通穴周りのシール性を確実に確保し、連通穴周りからの熱媒体の漏えいを防止することができるとともに、扁平熱交チューブとＰＴＣヒータとを確実に密着させて両者間の接触熱抵抗を低減し、伝熱効率を向上して熱媒体加熱装置の加熱性能をアップすることができる。また、複数枚の扁平熱交チューブ同士は、入口ヘッダ部および出口ヘッダ部の連通穴周りに設けられたバーリングを介して互いに嵌合されているため、熱膨張差により生じるせん断力で液状ガスケットがせん断破壊するのを防止することができると同時に、扁平熱交チューブの積層時の位置決めにも利用できることから、位置ずれによる接合不良等をも防止することができる。更に、扁平熱交チューブを用いることにより、ダイカスト製の大型部品である熱媒体流通ボックス等が不要となるため、熱媒体加熱装置の小型軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００１２】
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、前記液状ガスケット溜りは、互いに嵌合される前記バーリング間に形成され、該バーリングは、内周側のバーリングの外周に嵌合される外周側のバーリングに、前記内周側バーリングの外周に接する小径部分と、該内周側バーリングの外周径よりも大径の非接触部分とが周方向に交互に形成された構成とされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、液状ガスケット溜りが、互いに嵌合されるバーリング間に形成され、該バーリングが、内周側のバーリングの外周に嵌合される外周側バーリングに、内周側バーリングの外周に接する小径部分と、該内周側バーリングの外周径よりも大径の非接触部分とが周方向に交互に形成された構成とされているため、内周側のバーリングと外周側のバーリングとの間に形成された液状ガスケット溜りにはみ出した液状ガスケットは、外周側のバーリングが内周側のバーリングに対して非接触部分とされた部位を介して空気と接触され、速やかに硬化される。また、この液状ガスケット溜りは、内周側バーリングの外周面側に形成されるため、液状ガスケットが内周側バーリングの内周を流れる熱媒体に対して直接晒されることがなく、熱媒体の流れによって剥がされる虞もない。従って、液状ガスケットによる連通穴周りのシール性を確保し、連通穴周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。
【００１４】
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、前記内周側のバーリングは、前記入口ヘッダ部および前記出口ヘッダ部に直角に設けられているのに対して、前記外周側のバーリングは、前記内周側バーリングの前記直角コーナ部との間に前記液状ガスケット溜りが形成されるように斜めに設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、内周側のバーリングが、入口ヘッダ部および出口ヘッダ部に直角に設けられているのに対して、外周側のバーリングが、内周側バーリングの直角コーナ部との間に液状ガスケット溜りが形成されるように斜めに設けられているため、外周側のバーリングを斜めに加工することにより、内周側バーリングの直角コーナ部との間に所要の液状ガスケット溜り、すなわち液状ガスケットが熱媒体の流れに晒されず、かつ空気と接触される液状ガスケット溜りを簡易に形成することができる。従って、液状ガスケット溜りにはみ出した液状ガスケットを確実に硬化させることができるとともに、熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケットによる連通穴周りのシール性を確保し、液状ガスケットが熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。
【００１６】
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、互いに嵌合される前記バーリングは、内周側のバーリング高さに対して外周側のバーリング高さが低くされ、その段部により前記内周側バーリングの外周面側に前記液状ガスケット溜りが形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、互いに嵌合されるバーリングが、内周側のバーリング高さに対して外周側のバーリング高さが低くされ、その段部により内周側バーリングの外周面側に液状ガスケット溜りが形成されているため、外周側のバーリング高さを内周側のバーリング高さよりも低くし、その段部により内周側バーリングの外周面側に、該内周側バーリングの内周を流れる熱媒体に対して直接晒されることがなく、かつ空気と接触される液状ガスケット溜りを形成することができる。従って、液状ガスケット溜りにはみ出した液状ガスケットを確実に硬化させることができるとともに、熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケットによる連通穴周りのシール性を確保し、液状ガスケットが熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。
【００１８】
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、互いに嵌合される前記バーリングのうち、外周側のバーリングの先端に外側にカールされたカーリング部が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、互いに嵌合される前記バーリングのうち、外周側のバーリングの先端に外側にカールされたカーリング部が形成されているため、先端が外側にカールされた外周側バーリングのカーリング部と内周側バーリングの外周面側との間に、内周側バーリングの内周を流れる熱媒体に対して直接晒されることがなく、かつ空気と接触される液状ガスケット溜りを形成することができる。従って、液状ガスケット溜りにはみ出した液状ガスケットを確実に硬化させることができるとともに、熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケットによる連通穴周りのシール性を確保し、液状ガスケットが熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。
【００２０】
さらに、本発明の熱媒体加熱装置は、上述のいずれかの熱媒体加熱装置において、前記入口ヘッダ部および出口ヘッダ部の前記連通穴周りに設けられている前記バーリングは、各々熱媒体の流れ方向に沿うように互いに逆向きに設けられていることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、入口ヘッダ部および出口ヘッダ部の連通穴周りに設けられているバーリングが、各々熱媒体の流れ方向に沿うように互いに逆向きに設けられているため、入口ヘッダ部側と出口ヘッダ部側において熱媒体の流れ方向が逆になったとしても、熱媒体の流れに対するヘッダ部のバーリングの配置関係を熱媒体の流れ方向に沿う関係に保つことができる。従って、熱媒体の流れに対する圧損を小さくすることができるとともに、いずれのヘッダ部側においても液状ガスケットを熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケットが熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。また、２枚の成形プレートを接合して構成される扁平熱交チューブを、１つの型で成形した１種のプレートを引っ繰り返して用いることにより構成することができるため、更に低コスト化することができる。
【００２２】
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。
【００２３】
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に構成されているため、放熱器に対する熱媒体循環回路での熱媒体の漏えいを防止できるとともに、熱媒体加熱装置での熱媒体の加熱性能を向上することができる。従って、車両用空調装置の信頼性の向上および空調性能の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の熱媒体加熱装置によると、扁平熱交チューブの入口ヘッダ部および出口ヘッダ部に塗布された液状ガスケットを、積層された複数枚の扁平熱交チューブを熱交押え部材により押圧して密着させる際、連通穴周りにバーリングにより形成されている液状ガスケット溜りにはみ出させ、空気中の水分と接触させて速やかに硬化させることができる。また、この液状ガスケット溜りで硬化された液状ガスケットは、熱媒体の流れに直接晒されることがなく、熱媒体の流れにより剥がされる虞がないため、液状ガスケットによる連通穴周りのシール性を確実に確保し、連通穴周りからの熱媒体の漏えいを防止することができるとともに、扁平熱交チューブとＰＴＣヒータとを確実に密着させて両者間の接触熱抵抗を低減し、伝熱効率を向上して熱媒体加熱装置の加熱性能をアップすることができる。また、複数枚の扁平熱交チューブ同士は、入口ヘッダ部および出口ヘッダの連通穴周りに設けられたバーリングを介して互いに嵌合されているため、熱膨張差により生じるせん断力で液状ガスケットがせん断破壊するのを防止することができると同時に、扁平熱交チューブの積層時の位置決めにも利用できることから、位置ずれによる接合不良等をも防止することができる。更に、扁平熱交チューブを用いることにより、ダイカスト製の大型部品である熱媒体流通ボックス等が不要となるため、熱媒体加熱装置の小型軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００２５】
また、本発明の車両用空調装置によると、放熱器に対する熱媒体循環回路での熱媒体の漏えいを防止できるとともに、熱媒体加熱装置での熱媒体の加熱性能を向上することができるため、車両用空調装置の信頼性の向上および空調性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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組み立て手順を説明するための分解斜視図である。
【図３】図１に示す熱媒体加熱装置の平面図（Ａ）とその側面図（Ｂ）である。
【図４】図２に示す熱媒体加熱装置に適用する扁平熱交チューブの平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面相当図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ断面相当図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ断面相当図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ断面相当図である。
【図９】図７のＥ−Ｅ断面相当図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る熱媒体加熱装置に適用する扁平熱交チューブの出入口ヘッダ部の縦断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る熱媒体加熱装置に適用する扁平熱交チューブの出入口ヘッダ部の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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９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路２を形成するケーシング３を備えている。
【００２８】
ケーシング３の内部には、空気流路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。
【００２９】
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とともに熱媒体循環回路１０Ａを構成し、熱媒体加熱装置１０により高温に加熱された熱媒体（例えば、不凍液等）がポンプ９を介して循環されることにより、そこを通過する空気を加温するものである。
【００３０】
図２には、図１に示された熱媒体加熱装置１０を組み立てる手順を説明するための分解斜視図が示され、図３には、その熱媒体加熱装置１０の平面図（Ａ）とその側面図（Ｂ）が示されている。熱媒体加熱装置１０は、図２に示されるように、制御基板１３と、電極板１４（図３（Ｂ）参照）と、ＩＧＢＴ等からなる複数個の半導体スイッチング素子１２（図３（Ｂ）参照）と、熱交押え部材（押圧部材）１６と、複数枚（例えば、３枚）の扁平熱交チューブ１７と、複数組のＰＴＣ素子（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）１８ａ（図３（Ｂ）参照）と、これら制御基板１３、電極板１４、半導体スイッチング素子１２、積層された扁平熱交チューブ１７、および熱交押え部材１６等を収容するケーシング１１と、を備えている。なお、電極板１４、ＰＴＣ素子１８ａおよび後述の絶縁体（図示せず）等により、複数組のＰＴＣヒータ１８が構成されている。
【００３１】
ケーシング１１は、上半部と下半部とに２分割された構成となっており、上半部に位置するアッパケース１１ａ（図３（Ｂ）参照）と、下半部に位置するロアケース１１ｂとを備えている。また、アッパケース１１ａおよびロアケース１１ｂの内部には、ロアケース１１ｂの上方からロアケース１１ｂの開口部１１ｃにアッパケース１１ａを載置することによって、上記の制御基板１３、半導体スイッチング素子１２、電極板１４、熱交押え部材１６、積層された複数枚の扁平熱交チューブ１７、および複数組のＰＴＣヒータ１８等を収容する空間が形成されるようになっている。
【００３２】
ロアケース１１ｂの下面には、積層された３枚の扁平熱交チューブ１７に導入される熱媒体の導くための熱媒体入口路（熱媒体導出入路）１１ｄおよび扁平熱交チューブ１７内を流通した熱媒体を導出するための熱媒体出口路（熱媒体導出入路）１１ｅが一体的に形成されている。ロアケース１１ｂは、その内部空間に収容される扁平熱交チューブ１７を形成しているアルミ合金材と線膨張が近い樹脂材料（例えば、ＰＢＴ）により成形されている。なお、アッパケース１１ａも、ロアケース１１ｂと同様の樹脂材料により成形されることが望ましい。このように、ケーシング１１を樹脂材料で構成することにより、軽量化を図ることができる。
【００３３】
また、ロアケース１１ｂの下面には、電源ハーネス２７およびＬＶハーネス２８の先端部を貫通するための電源ハーネス用孔１１ｆおよびＬＶハーネス用孔１１ｇ（図３（Ａ）参照）が開口されている。電源ハーネス２７は、制御基板１３および半導体スイッチング素子１２を介してＰＴＣヒータ１８に電力を供給するものであり、先端部が２又状に分岐され、制御基板１３に設けられている２つの電源ハーネス用端子台１３ｃに電極ハーネス接続用ネジ１３ｂによってネジ止め可能とされている。また、ＬＶハーネス２８は、制御基板１３に制御用の信号を送信するものであり、その先端部は、制御基板１３にコネクタ接続可能とされている。
【００３４】
半導体スイッチング素子１２および制御基板１３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１８に対する通電制御を行う制御系を構成するものであり、ＩＧＢＴ等の複数個の半導体スイッチング素子１２を介して複数組のＰＴＣヒータ１８に対する通電状態が切替えできるように構成されている。そして、この複数組のＰＴＣヒータ１８をその両面側から挟み込むように複数枚の扁平熱交チューブ１７が積層されている。
【００３５】
各扁平熱交チューブ１７は、アルミ合金製の２枚の成形プレートを接合して構成されるものであり、図４ないし図９に示されるように、扁平チューブ部２０と、その両端に形成されている熱媒体を供給する入口ヘッダ部２２および熱媒体が導出される出口ヘッダ部２３とを備えている。この扁平熱交チューブ１７は、図５に示されるように、例えば３枚の扁平熱交チューブ１７が互いに平行になるように積層されている。３枚の扁平熱交チューブ１７は、下段、中段および上段の扁平熱交チューブ１７ｃ、１７ｂ、１７ａの順に積層される。
【００３６】
扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの扁平チューブ部２０の内部には、図６に示されるように、コルゲート状のインナーフィン２１が形成されている。これにより、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ内には、その軸方向に連通している複数の熱媒体流通路が形成されることとなる。また、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ内にインナーフィン２１が形成されることにより、剛性が増大される。このため、後述する基板サブアッセンブリ１５の熱交押え部材１６により３枚の扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが、ロアケース１１ｂの内底面の方向に押圧された場合でも、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが変形され難くなっている。
【００３７】
各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、平面視した場合、軸方向（図４において左右方向）に長い扁平状を呈している。この扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、扁平方向、すなわち、軸方向と直交する厚さ方向（図４において上下方向）に幅広となっている。また、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの軸方向の両端部、すなわち、扁平チューブ部２０の両端部には、入口ヘッダ部２２と出口ヘッダ部２３とが設けられており、該入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の中心部には、それぞれ連通孔２４，２５が設けられている。
【００３８】
下段、中段および上段の３枚の扁平熱交チューブ１７ｃ、１７ｂ、１７ａは、積層される際に入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３に塗布されたシール用の液状ガスケット（シール材）２６により、連通孔２４，２５周りが密封状態にシールされるようになっている。そして、この３枚の扁平熱交チューブ１７ｃ、１７ｂ、１７ａの扁平チューブ部２０間に、ＰＴＣヒータ１８が、その両面側に設けられている電極板１４が両側から挟み込まれた状態で互いに平行に積層されるようになっている。
【００３９】
さらに、扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通孔２４，２５周りには、積層時に互いに嵌合されるバーリング２９，３０および３１，３２が形成されている。該バーリング２９，３０および３１，３２は、図５および図７ないし図９に示されるように、入口ヘッダ部２２側においては、積層時、下段側に位置される扁平熱交チューブ１７に設けられるバーリングが内周側のバーリング２９とされ、直角に上向きに立設されており、下段側に位置される扁平熱交チューブ１７に設けられるバーリングが外周側のバーリング３０とされ、内周側バーリング２９の外周に嵌合されるように構成されている。
【００４０】
また、出口ヘッダ部２３側においては、入口ヘッダ部２２側とは逆に、積層時、上段側に位置される扁平熱交チューブ１７に設けられるバーリングが内周側のバーリング３１とされ、直角に下向きに立設されており、下段側に位置される扁平熱交チューブ１７に設けられるバーリングが外周側のバーリング３２とされ、内周側バーリング３１の外周に嵌合されるように構成されている。これは、入口ヘッダ部２２では、熱媒体が下方から上方側へと流れ、出口ヘッダ部２３では、逆に熱媒体が上方から下方側へと流れるようになっており、この熱媒体の流れ方向にバーリング２９ないし３２を沿わせるためである。
【００４１】
バーリング２９，３０および３１，３２は、内周側のバーリング２９，３１と、外周側のバーリング３０，３２との間に、液状ガスケット溜り３３が形成されるように嵌合されている。つまり、内周側バーリング２９，３１と、外周側バーリング３０，３２とを嵌合したとき、内周側バーリング２９，３１の外周面側の直角コーナ部と、外周側バーリング３０，３２とによって微小空間が形成され、この微小空間が液状ガスケット溜り３３されるようになっている。
【００４２】
上記の液状ガスケット溜り３３を形成するため、直角に立設されている内周側バーリング２９，３１に対して、外周側バーリング３０，３２は、図８および図９に示されるように、斜めに起こされている。さらに、外周側バーリング３０，３２は、図７ないし図９に示されるように、内周側バーリング２９，３１の外周面に接する小径部分３０ａ，３２ａと、内周側バーリング２９，３１の外周径よりも大径とされた非接触部分３０ｂ，３２ｂとが周方向に交互に４箇所ずつ等間隔に形成された構成とされている。これにより、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３に塗布され、液状ガスケット溜り３３にはみ出した液状ガスケット２６は、内周側バーリング２９，３１と外周側バーリング３０，３２の非接触部分３０ｂ，３２ｂとの隙間を介して空気と接触され、硬化されるとともに、内周側バーリング２９，３１の内周側を流れる熱媒体に直接晒されないようになっている。
【００４３】
３枚の扁平熱交チューブ１７ｃ、１７ｂ、１７ａは、この順に積層され、後述する基板サブアッセンブリ１５を介してロアケース１１ｂの内底面の方向に押圧されることによって、液状ガスケット（シール材）２６を介して中段扁平熱交チューブ１７ｂの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の下面と、その下方に位置している下段扁平熱交チューブ１７ｃの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の上面との間、および中段扁平熱交チューブ１７ｂの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の上面と、その上方に位置している上段扁平熱交チューブ１７ａの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の下面との間がそれぞれ密着されるようになっている。
【００４４】
また、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃを、上記のように積層することによって、上段の扁平熱交チューブ１７ａ、中段の扁平熱交チューブ１７ｂおよび下段の扁平熱交チューブ１７の各連通孔２４，２５が互いに嵌合されるバーリング２９，３０および３１，３２を介して連通され、入口ヘッダ部２２同士および出口ヘッダ部２３同士が互いに連通されるとともに、各連通孔２４，２５の周囲が液状ガスケット（シール材）２６によって密封状態にシールされるようになっている。
【００４５】
これによって、熱媒体入口路１１ｄから導かれた熱媒体は、各入口ヘッダ部２２から各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの扁平チューブ部２０内へと導かれる。この熱媒体は、扁平チューブ部２０内を流通する過程において、ＰＴＣヒータ１８により加熱されて昇温され、各出口ヘッダ部２３に流出し、熱媒体出口路１１ｅ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っている。該熱媒体加熱装置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に供給されることになる。
【００４６】
また、電極板１４は、図３（Ｂ）に示されるように、ＰＴＣ素子１８ａに電力を供給するものであり、平面視において、矩形状を呈するアルミ合金製の板材とされている。電極板１４は、ＰＴＣ素子１８ａを挟んでその両面に、ＰＴＣ素子１８ａの上面に接するように一枚、ＰＴＣ素子１８ａの下面に接するように一枚それぞれ積層されている。これら２枚の電極板１４によって、ＰＴＣ素子１８ａの上面と、ＰＴＣ素子１８ａの下面とが挟み込まれるようになっている。
【００４７】
さらに、ＰＴＣ素子１８ａの上面側に位置する電極板１４は、その上面が扁平熱交チューブ１７の下面に接するように配置され、ＰＴＣ素子１８ａの下面側に位置する電極板１４は、その下面が扁平熱交チューブ１７の上面に接するように配置されている。本実施形態の場合には、電極板１４は、下段の扁平熱交チューブ１７ｃと中段の扁平熱交チューブ１７ｂとの間、中段の扁平熱交チューブ１７ｂと上段の扁平熱交チューブ１７ａとの間に各々２枚、合計４枚が配置されている。
【００４８】
４枚の各電極板１４は、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃと略同形とされている。各電極板１４は、その長辺側に１つの端子１４ａが設けられている。電極板１４に設けられている端子１４ａは、各電極板１４を積層させた場合に重なることなく、電極板１４の長辺に沿って位置している。すなわち、各電極板１４に設けられている端子１４ａ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１４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１４ａは、上方に突出するように設けられ、制御基板１３に設けられている端子台１３ａに端子接続用ネジ１４ｂを介して接続されるようになっている。
【００４９】
基板サブアッセンブリ１５は、制御基板１３と熱交押え部材１６とを平行に配設し、熱交押え部材１６の上面に設置されているＩＧＢＴ等の複数個の半導体スイッチング素子１２を間に挟み込んでいるものである。制御基板１３と熱交押え部材１６は、例えば４本の基板サブアッセンブリ接続用ネジ１５ａで固定されており、これによって、基板サブアッセンブリ１５は、一体化されている。
【００５０】
基板サブアッセンブリ１５を構成している制御基板１３には、各電極板１４に直列に配列されている４つの端子１４ａに対応して、その一辺の下面に直列に４つの端子台１３ａが配列されている。また、４つの端子台１３ａと両端側に直列に並ぶように、電源ハーネス２７の２分岐されている先端部と接続される２つの電源ハーネス用端子台１３ｃが設けられている。これらの端子台１３ａおよび電源ハーネス用端子台１３ｃは、制御基板１３の下面から下方に突出するように設けられている。また、各端子台１３ａおよび電源ハーネス用端子台１３ｃは、積層されている扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの長辺に沿って直列になるように設けられている。
【００５１】
さらに、制御基板１３に設けられている各端子台１３ａおよび電源ハーネス用端子台１３ｃは、ロアケース１１ｂの開口部１１ｃよりも少し上方に位置されるように設けられている。このため、各端子台１３ａおよび電源ハーネス用端子台１３ｃに接続される電極板１４の端子１４ａや電源ハーネス２７の先端部が固定しやすくなっている。
【００５２】
図３（Ｂ）に示すように、ＩＧＢＴ等からなる半導体スイッチング１２は、略長方形状に樹脂成形されたトランジスタである。この半導体スイッチング１２は、作動することによって熱を生じる発熱素子であり、熱交押え部材１６の上面であって、上段の扁平熱交チューブ１７ａの入口ヘッダ部２２近傍に接続用ネジ１２ａを介してねじ止めされ、熱交押え部材１６をヒートシンクとして冷却されるようになっている。
【００５３】
基板サブアッセンブリ１５を構成している熱交押え部材１６は、平面視した際に扁平状のアルミ合金製板材とされている。この熱交押え部材１６は、制御基板１３よりも軸方向（図３（Ａ）の左右方向）に大きくされたものであり、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃを覆うことができる大きさとされている。制御基板１３よりも軸方向に大きくなっている熱交押え部材１６には、該熱交押え部材１６をロアケース１１ｂに固定する基板サブアッセンブリ固定用ネジ１５ｂ（図３（Ａ）参照）が貫通可能な孔（図示せず）が４箇所に設けられている。
【００５４】
基板サブアッセンブリ１５は、積層された上段の扁平熱交チューブ１７ａの上方に載置されている。すなわち、基板サブアッセンブリ１５は、熱交押え部材１６の下面が上段の扁平熱交チューブ１７ａの上面に接するようにして配置されている。この基板サブアッセンブリ１５は、熱交押え部材１６を４本の基板サブアッセンブリ固定用ネジ１５ｂを介してロアケース１１ｂにネジ止めすることにより、熱交押え部材１６の下面とロアケース１１ｂの内底面との間で積層された３枚の扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよびその間に挟まれている２枚のＰＴＣヒータ１８を挟み込んでいる。
【００５５】
このように、基板サブアッセンブリ１５をロアケース１１ｂにネジ止め固定することにより、ロアケース１１ｂの内底面方向に積層された３枚の扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよびその間に挟まれている２枚のＰＴＣヒータ１８が押圧付勢されるようになっている。また、基板サブアッセンブリ１５を構成している熱交押え部材１６は、アルミ合金製板材であるため、扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ内を流れる熱媒体の冷熱を介して、熱交押え部材１６上に設置されているＩＧＢT等の半導体スイッチング素子１２を冷却するヒートシンクとして用いられるようになっている。
【００５６】
次に、図２および図３を用いて本実施形態に係る熱媒体加熱装置１０の組み立て手順について説明する。
まず、ロアケース１１ｂの内底面に略平行になるように、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３にスペーサ部材２９が設けられている下段の扁平熱交チューブ１７ｃをロアケース１１ｂの内部空間に設置する。この扁平熱交チューブ１７ｃの扁平チューブ部２０上にＰＴＣヒータ１８の両面を絶縁シート（図示せず）によって挟み、下段扁平熱交チューブ１７ｃの上方から積層する。
【００５７】
さらに、下段扁平熱交チューブ１７ｃの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の上面に液状ガスケット（シール材）２６を塗布し、その上に上方から中段扁平熱交チューブ１７ｂをバーリング２９，３０および３１，３２を互いに嵌合させて積層する。この中段扁平熱交チューブ１７ｂの扁平チューブ部２０上に、上記と同様にしてＰＴＣヒータ１８の両面を絶縁シートによって挟み、中段扁平熱交チューブ１７ｂの上方から積層する。次いで、中段扁平熱交チューブ１７ｂの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の上面に液状ガスケット２６を塗布して、該中段扁平熱交チューブ１７ｂの上方から上段扁平熱交チューブ１７ａをバーリング２９，３０および３１，３２を互いに嵌合させて積層する。
【００５８】
こうして積層された上段扁平熱交チューブ１７ａの上方から基板サブアッセンブリ１５を熱交押え部材１６が下方となるように積層した後、上段扁平熱交チューブ１７ａ上に積層されている基板サブアッセンブリ１５の熱交押え部材１６を、基板サブアッセンブリ固定用ネジ１５ｂによってロアケース１１ｂに締め付け固定する。これによって、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの入口ヘッダ部２２間および出口ヘッダ部２３間がロアケース１１ｂの内底面方向に押圧されて密着され、各々の入口ヘッダ部２２間および出口ヘッダ部２３間の連通孔２４，２５周りが液状ガスケット２６により密封状態にシールされることとなる。
【００５９】
入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３に塗布されていた液状ガスケット２６は、３枚の扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが押圧されて密着されることにより、その一部が液状ガスケット溜り３３にはみ出し、そこに溜まって内周側バーリング２９，３１と外周側バーリング３０，３２の非接触部分３０ｂ，３２ｂとの隙間を介して空気と接触され、空気中の水分と反応して硬化される。この液状ガスケット２６は、液状ガスケット溜り３３が内周側バーリング２９，３１の外周面側に設けられているため、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３内において、内周側バーリング２９，３１の内周側を流れる熱媒体の流れに直接晒されることはなく、熱媒体の流れによって剥がされる虞がない。
【００６０】
また、各々の入口ヘッダ部２２間および出口ヘッダ部２３間が密着されるため、下段扁平熱交チューブ１７ｃと中段扁平熱交チューブ１７ｂとの間、および中段扁平熱交チューブ１７ｂと上段扁平熱交チューブ１７ａとの間に挟まれているＰＴＣヒータ１８および電極板１４も、それぞれ扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの扁平チューブ部２０の外表面と密着され、その間の接触熱抵抗が低減されることとなる。
【００６１】
つぎに、基板サブアッセンブリ１５を構成する制御基板１３に設けられている各端子台１３ａと、各電極板１４の端子１４ａとを端子接続用ネジ１４ｂによって本止めするとともに、電源ハーネス用孔１１ｆに電源ハーネス２７を挿入してその先端部と、制御基板１３に設けられている各電源ハーネス用端子台１３ｃとを電源ハーネス接続用ネジ１３ｂによってねじ止めする。更に、ＬＶハーネス２８の先端部をロアケース１１ｂの側壁に開口されているＬＶハーネス用孔１１ｇからロアケース１１ｂ内に挿入し、制御基板１３に対してコネクタ接続する。その後、電源ハーネス２７をロアケース１１ｂの外底面から電源ハーネス固定用ネジ２７ａにより固定し、ＬＶハーネス用孔１１ｇにＬＶハーネス２８を固定する。
【００６２】
次いで、ロアケース１１ｂの開口部１１ｃに液状ガスケット（入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の上面に塗布したものと同じ液状ガスケットでよい）を塗布する。このロアケース１１ｂの開口部１１ｃ上に、上方からアッパケース１１ａを載置し、アッパケース１１ａに設けられているクリップ部（図示せず）をロアケース１１ｂに設けられている爪部（図示せず）に引っ掛け、アッパケース１１ａとロアケース１１ｂとを締結することによって、熱媒体加熱装置１０の組み立てを完了（終了）する。
【００６３】
なお、本実施形態で用いられている液状ガスケット（シール材）２６とは、耐熱性に優れており、高温に晒される扁平熱交チューブ１７の入口ヘッダ部２２間および出口ヘッダ部２３間等のシールに適した、空気中の水分と接することにより硬化する硬化性の液状のシール材（例えば、株式会社スリーボンド製のシリコーンを主成分として製品番号１２０７ｄのシリコーン系液状ガスケット）である。
【００６４】
以上述べたように、本実施形態に係る熱媒体加熱装置１０および車両用空調装置１によれば、以下の効果を奏する。
ＰＴＣヒータ１８を挟んで少なくともその両面に順次積層されている複数枚（３枚）の扁平熱交チューブ１７を互いに平行に積層し、その上段扁平熱交チューブ１７ａの上面に制御基板１３と熱交押え部材（押圧部材）１６とを組み合わせた基板サブアッセンブリ１５を設け、これをロアケース１１ｂに締め付け固定するようにしている。
【００６５】
これにより、基板サブアッセンブリ１５を構成している熱交押え部材１６によって入口ヘッダ部２２間および出口ヘッダ部２３間に設けられている液状ガスケット（シール材）２６を密着させることができ、このため、積層させた扁平熱交チューブ１７間の密着性が高められ、複数枚の扁平熱交チューブ１７間に積層されているＰＴＣヒータ１８と扁平熱交チューブ１７との間の接触熱抵抗を低減して、ＰＴＣヒータ１８から扁平熱交チューブ１７への伝熱効率を向上し、熱媒体加熱装置１０の加熱性能をアップすることができる。
【００６６】
また、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りは、液状ガスケット２６によりシールされているが、この連通穴２４，２５の周りには、互いに嵌合されるバーリング２９，３０および３１，３２が設けられ、該バーリング２９，３０および３１，３２によって液状ガスケット２６が熱媒体の流れに対して直接晒されず、かつ空気と接触される液状ガスケット溜り３３が形成されているため、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３に塗布された液状ガスケット２６を、各扁平熱交チューブ１７を熱交押え部材１６により押圧して密着させる際、連通穴２４，２５周りにバーリング２９，３０および３１，３２によって形成されている液状ガスケット溜り３３にはみ出させ、空気中の水分と接触させて速やかに硬化させることができる。また、この液状ガスケット溜り３３で硬化された液状ガスケット２６は、熱媒体の流れに直接晒されることがなく、熱媒体の流れによって剥がされる虞もない。
【００６７】
これによって、液状ガスケット２６による連通穴２４，２５周りのシール性を確保し、連通穴２４，２５周りからの熱媒体の漏えいを防止することができる。また、複数枚の扁平熱交チューブ１７は、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ２３の連通穴２４，２５周りに設けられているバーリング２９，３０および３１，３２を介して互いに嵌合されているため、熱膨張差により生じるせん断力で液状ガスケット２６がせん断破壊するのを防止することができると同時に、扁平熱交チューブ１７の積層時の位置決めにも利用できることから、位置ずれによる接合不良等をも防止することができる。さらに、扁平熱交チューブ１７を用いることによって、ダイカスト製の大型部品である熱媒体流通ボックス等が不要となるため、熱媒体加熱装置１０の小型軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００６８】
さらに、液状ガスケット溜り３３は、互いに嵌合されるバーリング２９，３０および３１，３２間に形成され、該バーリング２９，３０および３１，３２が、内周側のバーリング２９，３１の外周に嵌合される外周側のバーリング３０，３２に、内周側バーリング２９，３１の外周に接する小径部分３０ａ，３２ａと、該内周側バーリング２９，３１の外周径よりも大径の非接触部分３０ｂ，３２ｂと、が周方向に交互に形成された構成とされている。
【００６９】
このため、内周側のバーリング２９，３１と外周側のバーリング３０，３２との間に形成された液状ガスケット溜り３３にはみ出した液状ガスケット２６は、外周側バーリング３０，３２が内周側のバーリング２９，３１に対して非接触部分３０ｂ，３２ｂとされた部位の隙間を介して空気と接触され、速やかに硬化される。また、この液状ガスケット溜り３３は、内周側バーリング２９，３１の外周面側に形成されているため、液状ガスケット２６が内周側バーリング２９，３１の内周を流れる熱媒体に対して直接晒されることがなく、熱媒体の流れによって剥がされる虞もない。従って、液状ガスケット２６による連通穴２４，２５周りのシール性を確保し、連通穴２４，２５周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。
【００７０】
また、内周側バーリング２９，３１は、入口ヘッダ部２２および入口ヘッダ部２３に直角に設けられ、これに対し、外周側バーリング３０，３２は、内周側バーリング２９，３１の直角コーナ部との間に液状ガスケット溜り３３が形成されるように斜めに設けられているため、外周側バーリング３０，３２を斜めに加工することにより、内周側バーリング２９，３１の直角コーナ部との間に所要の液状ガスケット溜り３３、すなわち液状ガスケット２６が熱媒体の流れに晒されず、かつ空気と接触される液状ガスケット溜り３３を形成することができる。従って、液状ガスケット溜り３３にはみ出した液状ガスケット２６を確実に硬化させることができるとともに、熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケット２６による連通穴２４，２５周りのシール性を確保し、液状ガスケット２６が熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴２４，２５周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。
【００７１】
また、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りに設けられているバーリング２９，３０および３１，３２は、各々熱媒体の流れ方向に沿うように互いに逆向きに設けられている。このため、入口ヘッダ部２２側と出口ヘッダ部２３側において熱媒体の流れ方向が逆になったとしても、熱媒体の流れに対するヘッダ部２２，２３のバーリング２９，３０および３１，３２の配置関係を熱媒体の流れ方向に沿う関係に保つことができる。
【００７２】
その結果、バーリング２９，３０および３１，３２による熱媒体の流れに対する圧損を小さくすることができるとともに、いずれのヘッダ部２２，２３側においても液状ガスケット２６を熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケット２６が熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴２４，２５周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。また、２枚の成形プレートを接合して構成される扁平熱交チューブ１７を、１つの型で成形した１種のプレートを引っ繰り返して用いることにより構成することができるため、更に低コスト化することができる。
【００７３】
入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りを密封するシール材が、液状ガスケット２６とされているため、扁平熱交チューブ１７およびＰＴＣヒータ１８を順次積層して組み立てる際に、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りに液状ガスケット２６を塗布し、それを熱交押え部材１６により扁平熱交チューブ１７およびＰＴＣヒータ１８を押圧して互いに密着させると同時に、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の全面に密接させることができる。従って、液状ガスケット２６を用いて、熱媒体加熱装置１０を容易に組み立てることができるとともに、液状ガスケット２６によるシール性を確実に確保することができる。
【００７４】
また、複数枚積層された扁平熱交チューブ１７およびＰＴＣヒータ１８を、ケーシング１１の内面に対して熱交押え部材１５を介して締め付け固定することにより、互いに密着させて固定するようにしているため、各扁平熱交チューブ１７およびＰＴＣヒータ１８をケーシング１１に組み付ける過程で互いに密着させ、液状ガスケット２６によるシール性を確保することができるとともに、扁平熱交チューブ１７とＰＴＣヒータ１８間の接触熱抵抗を低減し、伝熱効率を向上することができ、従って、熱媒体加熱装置１０の生産性を向上することができる。
【００７５】
アルミ合金製の熱交押え部材１６と制御基板１３との間に、発熱素子であるＩＧＢＴ等の半導体スイッチング１２を設けることとした。このため、熱交押え部材１６および制御基板１３によって、積層された扁平熱交チューブ１７およびＰＴＣヒータ１８を押圧するとともに、熱交押え部材１６をヒートシンクとして半導体スイッチング１２を扁平熱交チューブ１７からの冷熱によって冷却することができる。従って、半導体スイッチング１２の冷却性能を確保し、熱媒体加熱装置１０をより高性能化することができる。また、積層された扁平熱交チューブ１７の押圧と半導体スイッチング１２の冷却とを熱交押え部材１６によって兼用化しているため、熱媒体加熱装置１０を構成する部品点数を減らすことができ、従って、熱媒体加熱装置１０全体を小型化することができる。
【００７６】
熱媒体の導入を行う熱媒体入口路（熱媒体導出入路）１１ｄと熱媒体の導出を行う熱媒体出口路（熱媒体導出入路）１１ｅとをロアケース１１ｂに一体的に形成した構成としている。このため、熱媒体を熱媒体加熱装置１０に供給する際に、積層された扁平熱交チューブ１７にかかる応力を分散することができ、従って、扁平熱交チューブ１７に係る荷重を低減することができる。
【００７７】
制御基板１３および半導体スイッチング１２等からなるＰＴＣヒータ１８に対する通電を制御する制御系を、基板サブアッセンブリ１５として一体化し、これをケーシング１１内に内蔵したことにより、各電極板１４との電気的な接続においては、基板サブアッセンブリ１５を構成している制御基板１３に設けられている各端子台１３ａと、各電極板１４に設けられている端子１４ａとを端子接続用ネジ１４ｂで固定するのみでよく、電気的に接続するための配線（ハーネス）を不要とすることができる。このため、配線経路が複雑化することがなく、組み付け性を容易化することができるとともに、部品数を削減することができ、制御系の配線経路を簡素化して、扁平熱交チューブ１７、ＰＴＣヒータ１８およびその制御系を、ケーシング１１内に一体に内蔵した高性能でコンパクトな熱媒体加熱装置１０を得ることができる。
【００７８】
また、制御基板１３に接続されるＩＧＢＴ等の半導体スイッチング（発熱素子）１２を扁平熱交チューブ１７の入口ヘッダ部２２側に近い位置に配設した構成としている。このため、ＰＴＣヒータ１８により加熱される前の比較的温度の低い熱媒体によって、半導体スイッチング１２を冷却することができ、半導体スイッチング１２の冷却性能を一段と高めることができる。
【００７９】
さらに、上記の如く、伝熱効率が向上されるとともに、熱媒体の漏えい等がなく、軽量でコンパクト化された高性能の熱媒体加熱装置１０を組み込み、放熱器６に循環される熱媒体を加熱することができるため、車両用空調装置１の信頼性および空調性能の向上を図ることができるとともに、設置スペースを低減し、車両に対する搭載性を向上することができる。
【００８０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図１０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、連通穴２４，２５周りに設けられるバーリングの構成が異なっている。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１０に示されるように、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りに設けられるバーリング３９，４０および４１，４２において、外周側バーリング４０，４２の高さが、内周側バーリング３９，４１の高さよりも低くされ、その間に形成される段部により内周側バーリング３９，４１の外周面側に液状ガスケット溜り４３が形成された構成とされている。
【００８１】
上記のように、外周側バーリング４０，４２の高さを内周側バーリング３９，４１の高さよりも低くすることにより、その間に形成される段部にて内周側バーリング３９，４１の外周面側に、内周側バーリング３９，４１の内周を流れる熱媒体に対して直接晒されることがなく、かつ空気と接触される液状ガスケット溜り４３を形成することができる。このため、液状ガスケット溜り４３にはみ出した液状ガスケット２６を空気と接触させて確実に硬化させることができるとともに、熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケット２６による連通穴２４，２５周りのシール性を確保し、液状ガスケット２６が熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴２４，２５周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することが可能となる。
【００８２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図１１を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１および第２実施形態に対して、連通穴２４，２５周りに設けられるバーリングの構成が異なっている。その他の点については、第１および第２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１１に示されるように、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りに設けられるバーリング４９，５０および５１，５２において、外周側バーリング５０，５２の先端に外側にカールされたカーリング部５０ａ，５２ａが形成され、該カーリング部５０ａ，５２ａと内周側バーリング４９，５１の外周面側との間に液状ガスケット溜り５３が形成された構成とされている。
【００８３】
このように、外周側バーリング５０，５２の先端に外側にカールされたカーリング部５０ａ，５２ａを形成することにより、このカーリング部５０ａ，５２ａと内周側バーリング４９，５１の外周面側との間に、内周側バーリング４９，５１の内周を流れる熱媒体に対して直接晒されることがなく、かつ空気と接触される液状ガスケット溜り５３を形成することができる。従って、液状ガスケット溜り５３にはみ出した液状ガスケット２６を確実に硬化させることができるとともに、熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケット２６による連通穴２４，２５周りのシール性を確保し、液状ガスケット２６が熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴２４，２５周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することが可能となる。
【００８４】
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１７を３層に積層し、各々の間にＰＴＣヒータ１８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１７およびＰＴＣヒータ１８の積層枚数を増減してもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００８５】
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
１６ 熱交押え部材
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ 扁平熱交チューブ
１８ ＰＴＣヒータ
２０ 扁平チューブ部
２２ 入口ヘッダ部
２３ 出口ヘッダ部
２４，２５ 連通穴
２６ 液状ガスケット
２９，３１ バーリング（内周側バーリング）
３０，３２ バーリング（外周側バーリング）
３０ａ，３２ａ 小径部分
３０ｂ，３２ｂ 非接触部分
３３ 液状ガスケット溜り
３９，４１ バーリング（内周側バーリング）
４０，４２ バーリング（外周側バーリング）
４３ 液状ガスケット溜り
４９，５１ バーリング（内周側バーリング）
５０，５２ バーリング（外周側バーリング）
５０ａ，５２ａ カーリング部
５３ 液状ガスケット溜り
【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】
かかる熱媒体加熱装置において、特許文献１には、熱媒体の出入口を備えたハウジング内を隔壁により多数の加熱室と熱媒体循環室とに区画し、加熱室側に隔壁と接するように挿入設置されたＰＴＣ加熱素子により、循環室内を流れる熱媒体を加熱するように構成した熱媒体加熱装置が示されている。また、特許文献２には、ＰＴＣ素子を挟んで両面に電極板、絶縁層および伝熱層等を設けて平板状のＰＴＣヒータを構成し、その両面に熱媒体の出入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、更にその外面に基板収容ボックス等を配設した積層構造の熱媒体加熱装置が示されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、積層タイプの熱交換器において、チューブシートの両端ヘッダ部の連通穴周りにバーリングを形成し、それを互いに嵌合することによって、積層時の位置合わせを容易化するとともに、接合時の位置ずれによる接合不良の発生を防止するようにした技術が示されている。
【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
【特許文献３】特開２００５−３０７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に示されたものでは、隔壁により形成された加熱室にＰＴＣ加熱素子を挿入設置した構成とされているため、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容易ではなく、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等の課題があった。
【０００７】
また、特許文献２に示されたものは、ＰＴＣヒータの両面に放熱フィンを有する一対の熱媒体流通ボックスを積層するとともに、その外面側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ることにより熱媒体流路を密閉し、それらをボルトで締結した積層構造としていることから、ＰＴＣヒータと熱媒体流通ボックスとの間の接触熱抵抗を低減することができる。しかし、熱媒体流通ボックスや基板収容ボックス、蓋体等を耐熱性や伝熱性等の面から、アルミダイカスト製品等とする必要があり、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】
一方、積層型の熱交換器において、出入口ヘッダ部の連通穴周りのシールは、ロウ付けあるいはＯリングでのシールが一般的であり、このため、連通穴周りにバーリングが設けられている場合でも、問題なくロウ付けあるいはＯリングを介装してシールすることができる。しかし、シール材として液状ガスケットを用いた場合、バーリングの構成によっては、空気中の水分と接触して硬化する液状ガスケットがうまく硬化されなかったり、あるいは熱媒体の流れにより液状ガスケットが剥がされたりしてシール性の低下が懸念される等の課題があった。
【０００９】
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、複数枚の扁平熱交チューブとＰＴＣヒータとを積層構造として伝熱性能を高め、小型軽量化、低コスト化を図るとともに、扁平熱交チューブの出入口ヘッダ部の連通穴周りを液状ガスケットにより確実にシールすることが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】
【００１０】
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、熱媒体が流通される扁平チューブ部の両端に入口ヘッダ部および出口ヘッダ部が設けられている複数枚の扁平熱交チューブと、互いに積層される前記各扁平熱交チューブの前記入口ヘッダ部および前記出口ヘッダ部に塗布され、該入口ヘッダ部および出口ヘッダ部に設けられている連通穴周りをシールする液状ガスケットと、前記各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、互いに積層された前記各扁平熱交チューブおよび前記ＰＴＣヒータを押圧して密着させる熱交押え部材と、を備え、前記各扁平熱交チューブの前記入口ヘッダ部間および前記出口ヘッダ部間の前記連通穴周りに、互いに嵌合されるバーリングが設けられ、該バーリングによって前記液状ガスケットが熱媒体の流れに対して直接晒されず、かつ空気と接触される前記液状ガスケット溜りが形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、複数枚の扁平熱交チューブが入口ヘッダ部および出口ヘッダ部の連通穴周りをシールする液状ガスケットを介して積層され、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ている熱媒体加熱装置にあって、扁平熱交チューブの入口ヘッダ部間および出口ヘッダ部間の連通穴周りに、互いに嵌合されるバーリングが設けられ、該バーリングによって液状ガスケットが熱媒体の流れに対して直接晒されず、かつ空気と接触される液状ガスケット溜りが形成されているため、扁平熱交チューブの入口ヘッダ部および出口ヘッダ部に塗布された液状ガスケットを、積層された複数枚の扁平熱交チューブを熱交押え部材により押圧して密着させる際、連通穴周りにバーリングにより形成されている液状ガスケット溜りにはみ出させ、空気中の水分と接触させて速やかに硬化させることができる。また、この液状ガスケット溜りで硬化された液状ガスケットは、熱媒体の流れに直接晒されることがなく、熱媒体の流れによって剥がされる虞がない。従って、液状ガスケットによる連通穴周りのシール性を確実に確保し、連通穴周りからの熱媒体の漏えいを防止することができるとともに、扁平熱交チューブとＰＴＣヒータとを確実に密着させて両者間の接触熱抵抗を低減し、伝熱効率を向上して熱媒体加熱装置の加熱性能をアップすることができる。また、複数枚の扁平熱交チューブ同士は、入口ヘッダ部および出口ヘッダ部の連通穴周りに設けられたバーリングを介して互いに嵌合されているため、熱膨張差により生じるせん断力で液状ガスケットがせん断破壊するのを防止することができると同時に、扁平熱交チューブの積層時の位置決めにも利用できることから、位置ずれによる接合不良等をも防止することができる。更に、扁平熱交チューブを用いることにより、ダイカスト製の大型部品である熱媒体流通ボックス等が不要となるため、熱媒体加熱装置の小型軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００１２】
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、前記液状ガスケット溜りは、互いに嵌合される前記バーリング間に形成され、該バーリングは、内周側のバーリングの外周に嵌合される外周側のバーリングに、前記内周側バーリングの外周に接する小径部分と、該内周側バーリングの外周径よりも大径の非接触部分とが周方向に交互に形成された構成とされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、液状ガスケット溜りが、互いに嵌合されるバーリング間に形成され、該バーリングが、内周側のバーリングの外周に嵌合される外周側バーリングに、内周側バーリングの外周に接する小径部分と、該内周側バーリングの外周径よりも大径の非接触部分とが周方向に交互に形成された構成とされているため、内周側のバーリングと外周側のバーリングとの間に形成された液状ガスケット溜りにはみ出した液状ガスケットは、外周側のバーリングが内周側のバーリングに対して非接触部分とされた部位を介して空気と接触され、速やかに硬化される。また、この液状ガスケット溜りは、内周側バーリングの外周面側に形成されるため、液状ガスケットが内周側バーリングの内周を流れる熱媒体に対して直接晒されることがなく、熱媒体の流れによって剥がされる虞もない。従って、液状ガスケットによる連通穴周りのシール性を確保し、連通穴周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。
【００１４】
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、前記内周側のバーリングは、前記入口ヘッダ部および前記出口ヘッダ部に直角に設けられているのに対して、前記外周側のバーリングは、前記内周側バーリングの前記直角コーナ部との間に前記液状ガスケット溜りが形成されるように斜めに設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、内周側のバーリングが、入口ヘッダ部および出口ヘッダ部に直角に設けられているのに対して、外周側のバーリングが、内周側バーリングの直角コーナ部との間に液状ガスケット溜りが形成されるように斜めに設けられているため、外周側のバーリングを斜めに加工することにより、内周側バーリングの直角コーナ部との間に所要の液状ガスケット溜り、すなわち液状ガスケットが熱媒体の流れに晒されず、かつ空気と接触される液状ガスケット溜りを簡易に形成することができる。従って、液状ガスケット溜りにはみ出した液状ガスケットを確実に硬化させることができるとともに、熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケットによる連通穴周りのシール性を確保し、液状ガスケットが熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。
【００１６】
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、互いに嵌合される前記バーリングは、内周側のバーリング高さに対して外周側のバーリング高さが低くされ、その段部により前記内周側バーリングの外周面側に前記液状ガスケット溜りが形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、互いに嵌合されるバーリングが、内周側のバーリング高さに対して外周側のバーリング高さが低くされ、その段部により内周側バーリングの外周面側に液状ガスケット溜りが形成されているため、外周側のバーリング高さを内周側のバーリング高さよりも低くし、その段部により内周側バーリングの外周面側に、該内周側バーリングの内周を流れる熱媒体に対して直接晒されることがなく、かつ空気と接触される液状ガスケット溜りを形成することができる。従って、液状ガスケット溜りにはみ出した液状ガスケットを確実に硬化させることができるとともに、熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケットによる連通穴周りのシール性を確保し、液状ガスケットが熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。
【００１８】
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、互いに嵌合される前記バーリングのうち、外周側のバーリングの先端に外側にカールされたカーリング部が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、互いに嵌合される前記バーリングのうち、外周側のバーリングの先端に外側にカールされたカーリング部が形成されているため、先端が外側にカールされた外周側バーリングのカーリング部と内周側バーリングの外周面側との間に、内周側バーリングの内周を流れる熱媒体に対して直接晒されることがなく、かつ空気と接触される液状ガスケット溜りを形成することができる。従って、液状ガスケット溜りにはみ出した液状ガスケットを確実に硬化させることができるとともに、熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケットによる連通穴周りのシール性を確保し、液状ガスケットが熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。
【００２０】
さらに、本発明の熱媒体加熱装置は、上述のいずれかの熱媒体加熱装置において、前記入口ヘッダ部および出口ヘッダ部の前記連通穴周りに設けられている前記バーリングは、各々熱媒体の流れ方向に沿うように互いに逆向きに設けられていることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、入口ヘッダ部および出口ヘッダ部の連通穴周りに設けられているバーリングが、各々熱媒体の流れ方向に沿うように互いに逆向きに設けられているため、入口ヘッダ部側と出口ヘッダ部側において熱媒体の流れ方向が逆になったとしても、熱媒体の流れに対するヘッダ部のバーリングの配置関係を熱媒体の流れ方向に沿う関係に保つことができる。従って、熱媒体の流れに対する圧損を小さくすることができるとともに、いずれのヘッダ部側においても液状ガスケットを熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケットが熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。また、２枚の成形プレートを接合して構成される扁平熱交チューブを、１つの型で成形した１種のプレートを引っ繰り返して用いることにより構成することができるため、更に低コスト化することができる。
【００２２】
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。
【００２３】
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に構成されているため、放熱器に対する熱媒体循環回路での熱媒体の漏えいを防止できるとともに、熱媒体加熱装置での熱媒体の加熱性能を向上することができる。従って、車両用空調装置の信頼性の向上および空調性能の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の熱媒体加熱装置によると、扁平熱交チューブの入口ヘッダ部および出口ヘッダ部に塗布された液状ガスケットを、積層された複数枚の扁平熱交チューブを熱交押え部材により押圧して密着させる際、連通穴周りにバーリングにより形成されている液状ガスケット溜りにはみ出させ、空気中の水分と接触させて速やかに硬化させることができる。また、この液状ガスケット溜りで硬化された液状ガスケットは、熱媒体の流れに直接晒されることがなく、熱媒体の流れにより剥がされる虞がないため、液状ガスケットによる連通穴周りのシール性を確実に確保し、連通穴周りからの熱媒体の漏えいを防止することができるとともに、扁平熱交チューブとＰＴＣヒータとを確実に密着させて両者間の接触熱抵抗を低減し、伝熱効率を向上して熱媒体加熱装置の加熱性能をアップすることができる。また、複数枚の扁平熱交チューブ同士は、入口ヘッダ部および出口ヘッダの連通穴周りに設けられたバーリングを介して互いに嵌合されているため、熱膨張差により生じるせん断力で液状ガスケットがせん断破壊するのを防止することができると同時に、扁平熱交チューブの積層時の位置決めにも利用できることから、位置ずれによる接合不良等をも防止することができる。更に、扁平熱交チューブを用いることにより、ダイカスト製の大型部品である熱媒体流通ボックス等が不要となるため、熱媒体加熱装置の小型軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００２５】
また、本発明の車両用空調装置によると、放熱器に対する熱媒体循環回路での熱媒体の漏えいを防止できるとともに、熱媒体加熱装置での熱媒体の加熱性能を向上することができるため、車両用空調装置の信頼性の向上および空調性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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組み立て手順を説明するための分解斜視図である。
【図３】図１に示す熱媒体加熱装置の平面図（Ａ）とその側面図（Ｂ）である。
【図４】図２に示す熱媒体加熱装置に適用する扁平熱交チューブの平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面相当図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ断面相当図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ断面相当図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ断面相当図である。
【図９】図７のＥ−Ｅ断面相当図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る熱媒体加熱装置に適用する扁平熱交チューブの出入口ヘッダ部の縦断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る熱媒体加熱装置に適用する扁平熱交チューブの出入口ヘッダ部の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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９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路２を形成するケーシング３を備えている。
【００２８】
ケーシング３の内部には、空気流路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。
【００２９】
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とともに熱媒体循環回路１０Ａを構成し、熱媒体加熱装置１０により高温に加熱された熱媒体（例えば、不凍液等）がポンプ９を介して循環されることにより、そこを通過する空気を加温するものである。
【００３０】
図２には、図１に示された熱媒体加熱装置１０を組み立てる手順を説明するための分解斜視図が示され、図３には、その熱媒体加熱装置１０の平面図（Ａ）とその側面図（Ｂ）が示されている。熱媒体加熱装置１０は、図２に示されるように、制御基板１３と、電極板１４（図３（Ｂ）参照）と、ＩＧＢＴ等からなる複数個の半導体スイッチング素子１２（図３（Ｂ）参照）と、熱交押え部材（押圧部材）１６と、複数枚（例えば、３枚）の扁平熱交チューブ１７と、複数組のＰＴＣ素子（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）１８ａ（図３（Ｂ）参照）と、これら制御基板１３、電極板１４、半導体スイッチング素子１２、積層された扁平熱交チューブ１７、および熱交押え部材１６等を収容するケーシング１１と、を備えている。なお、電極板１４、ＰＴＣ素子１８ａおよび後述の絶縁体（図示せず）等により、複数組のＰＴＣヒータ１８が構成されている。
【００３１】
ケーシング１１は、上半部と下半部とに２分割された構成となっており、上半部に位置するアッパケース１１ａ（図３（Ｂ）参照）と、下半部に位置するロアケース１１ｂとを備えている。また、アッパケース１１ａおよびロアケース１１ｂの内部には、ロアケース１１ｂの上方からロアケース１１ｂの開口部１１ｃにアッパケース１１ａを載置することによって、上記の制御基板１３、半導体スイッチング素子１２、電極板１４、熱交押え部材１６、積層された複数枚の扁平熱交チューブ１７、および複数組のＰＴＣヒータ１８等を収容する空間が形成されるようになっている。
【００３２】
ロアケース１１ｂの下面には、積層された３枚の扁平熱交チューブ１７に導入される熱媒体の導くための熱媒体入口路（熱媒体導出入路）１１ｄおよび扁平熱交チューブ１７内を流通した熱媒体を導出するための熱媒体出口路（熱媒体導出入路）１１ｅが一体的に形成されている。ロアケース１１ｂは、その内部空間に収容される扁平熱交チューブ１７を形成しているアルミ合金材と線膨張が近い樹脂材料（例えば、ＰＢＴ）により成形されている。なお、アッパケース１１ａも、ロアケース１１ｂと同様の樹脂材料により成形されることが望ましい。このように、ケーシング１１を樹脂材料で構成することにより、軽量化を図ることができる。
【００３３】
また、ロアケース１１ｂの下面には、電源ハーネス２７およびＬＶハーネス２８の先端部を貫通するための電源ハーネス用孔１１ｆおよびＬＶハーネス用孔１１ｇ（図３（Ａ）参照）が開口されている。電源ハーネス２７は、制御基板１３および半導体スイッチング素子１２を介してＰＴＣヒータ１８に電力を供給するものであり、先端部が２又状に分岐され、制御基板１３に設けられている２つの電源ハーネス用端子台１３ｃに電極ハーネス接続用ネジ１３ｂによってネジ止め可能とされている。また、ＬＶハーネス２８は、制御基板１３に制御用の信号を送信するものであり、その先端部は、制御基板１３にコネクタ接続可能とされている。
【００３４】
半導体スイッチング素子１２および制御基板１３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１８に対する通電制御を行う制御系を構成するものであり、ＩＧＢＴ等の複数個の半導体スイッチング素子１２を介して複数組のＰＴＣヒータ１８に対する通電状態が切替えできるように構成されている。そして、この複数組のＰＴＣヒータ１８をその両面側から挟み込むように複数枚の扁平熱交チューブ１７が積層されている。
【００３５】
各扁平熱交チューブ１７は、アルミ合金製の２枚の成形プレートを接合して構成されるものであり、図４ないし図９に示されるように、扁平チューブ部２０と、その両端に形成されている熱媒体を供給する入口ヘッダ部２２および熱媒体が導出される出口ヘッダ部２３とを備えている。この扁平熱交チューブ１７は、図５に示されるように、例えば３枚の扁平熱交チューブ１７が互いに平行になるように積層されている。３枚の扁平熱交チューブ１７は、下段、中段および上段の扁平熱交チューブ１７ｃ、１７ｂ、１７ａの順に積層される。
【００３６】
扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの扁平チューブ部２０の内部には、図６に示されるように、コルゲート状のインナーフィン２１が形成されている。これにより、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ内には、その軸方向に連通している複数の熱媒体流通路が形成されることとなる。また、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ内にインナーフィン２１が形成されることにより、剛性が増大される。このため、後述する基板サブアッセンブリ１５の熱交押え部材１６により３枚の扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが、ロアケース１１ｂの内底面の方向に押圧された場合でも、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが変形され難くなっている。
【００３７】
各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、平面視した場合、軸方向（図４において左右方向）に長い扁平状を呈している。この扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、扁平方向、すなわち、軸方向と直交する厚さ方向（図４において上下方向）に幅広となっている。また、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの軸方向の両端部、すなわち、扁平チューブ部２０の両端部には、入口ヘッダ部２２と出口ヘッダ部２３とが設けられており、該入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の中心部には、それぞれ連通孔２４，２５が設けられている。
【００３８】
下段、中段および上段の３枚の扁平熱交チューブ１７ｃ、１７ｂ、１７ａは、積層される際に入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３に塗布されたシール用の液状ガスケット（シール材）２６により、連通孔２４，２５周りが密封状態にシールされるようになっている。そして、この３枚の扁平熱交チューブ１７ｃ、１７ｂ、１７ａの扁平チューブ部２０間に、ＰＴＣヒータ１８が、その両面側に設けられている電極板１４が両側から挟み込まれた状態で互いに平行に積層されるようになっている。
【００３９】
さらに、扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通孔２４，２５周りには、積層時に互いに嵌合されるバーリング２９，３０および３１，３２が形成されている。該バーリング２９，３０および３１，３２は、図５および図７ないし図９に示されるように、入口ヘッダ部２２側においては、積層時、下段側に位置される扁平熱交チューブ１７に設けられるバーリングが内周側のバーリング２９とされ、直角に上向きに立設されており、下段側に位置される扁平熱交チューブ１７に設けられるバーリングが外周側のバーリング３０とされ、内周側バーリング２９の外周に嵌合されるように構成されている。
【００４０】
また、出口ヘッダ部２３側においては、入口ヘッダ部２２側とは逆に、積層時、上段側に位置される扁平熱交チューブ１７に設けられるバーリングが内周側のバーリング３１とされ、直角に下向きに立設されており、下段側に位置される扁平熱交チューブ１７に設けられるバーリングが外周側のバーリング３２とされ、内周側バーリング３１の外周に嵌合されるように構成されている。これは、入口ヘッダ部２２では、熱媒体が下方から上方側へと流れ、出口ヘッダ部２３では、逆に熱媒体が上方から下方側へと流れるようになっており、この熱媒体の流れ方向にバーリング２９ないし３２を沿わせるためである。
【００４１】
バーリング２９，３０および３１，３２は、内周側のバーリング２９，３１と、外周側のバーリング３０，３２との間に、液状ガスケット溜り３３が形成されるように嵌合されている。つまり、内周側バーリング２９，３１と、外周側バーリング３０，３２とを嵌合したとき、内周側バーリング２９，３１の外周面側の直角コーナ部と、外周側バーリング３０，３２とによって微小空間が形成され、この微小空間が液状ガスケット溜り３３されるようになっている。
【００４２】
上記の液状ガスケット溜り３３を形成するため、直角に立設されている内周側バーリング２９，３１に対して、外周側バーリング３０，３２は、図８および図９に示されるように、斜めに起こされている。さらに、外周側バーリング３０，３２は、図７ないし図９に示されるように、内周側バーリング２９，３１の外周面に接する小径部分３０ａ，３２ａと、内周側バーリング２９，３１の外周径よりも大径とされた非接触部分３０ｂ，３２ｂとが周方向に交互に４箇所ずつ等間隔に形成された構成とされている。これにより、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３に塗布され、液状ガスケット溜り３３にはみ出した液状ガスケット２６は、内周側バーリング２９，３１と外周側バーリング３０，３２の非接触部分３０ｂ，３２ｂとの隙間を介して空気と接触され、硬化されるとともに、内周側バーリング２９，３１の内周側を流れる熱媒体に直接晒されないようになっている。
【００４３】
３枚の扁平熱交チューブ１７ｃ、１７ｂ、１７ａは、この順に積層され、後述する基板サブアッセンブリ１５を介してロアケース１１ｂの内底面の方向に押圧されることによって、液状ガスケット（シール材）２６を介して中段扁平熱交チューブ１７ｂの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の下面と、その下方に位置している下段扁平熱交チューブ１７ｃの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の上面との間、および中段扁平熱交チューブ１７ｂの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の上面と、その上方に位置している上段扁平熱交チューブ１７ａの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の下面との間がそれぞれ密着されるようになっている。
【００４４】
また、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃを、上記のように積層することによって、上段の扁平熱交チューブ１７ａ、中段の扁平熱交チューブ１７ｂおよび下段の扁平熱交チューブ１７の各連通孔２４，２５が互いに嵌合されるバーリング２９，３０および３１，３２を介して連通され、入口ヘッダ部２２同士および出口ヘッダ部２３同士が互いに連通されるとともに、各連通孔２４，２５の周囲が液状ガスケット（シール材）２６によって密封状態にシールされるようになっている。
【００４５】
これによって、熱媒体入口路１１ｄから導かれた熱媒体は、各入口ヘッダ部２２から各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの扁平チューブ部２０内へと導かれる。この熱媒体は、扁平チューブ部２０内を流通する過程において、ＰＴＣヒータ１８により加熱されて昇温され、各出口ヘッダ部２３に流出し、熱媒体出口路１１ｅ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っている。該熱媒体加熱装置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に供給されることになる。
【００４６】
また、電極板１４は、図３（Ｂ）に示されるように、ＰＴＣ素子１８ａに電力を供給するものであり、平面視において、矩形状を呈するアルミ合金製の板材とされている。電極板１４は、ＰＴＣ素子１８ａを挟んでその両面に、ＰＴＣ素子１８ａの上面に接するように一枚、ＰＴＣ素子１８ａの下面に接するように一枚それぞれ積層されている。これら２枚の電極板１４によって、ＰＴＣ素子１８ａの上面と、ＰＴＣ素子１８ａの下面とが挟み込まれるようになっている。
【００４７】
さらに、ＰＴＣ素子１８ａの上面側に位置する電極板１４は、その上面が扁平熱交チューブ１７の下面に接するように配置され、ＰＴＣ素子１８ａの下面側に位置する電極板１４は、その下面が扁平熱交チューブ１７の上面に接するように配置されている。本実施形態の場合には、電極板１４は、下段の扁平熱交チューブ１７ｃと中段の扁平熱交チューブ１７ｂとの間、中段の扁平熱交チューブ１７ｂと上段の扁平熱交チューブ１７ａとの間に各々２枚、合計４枚が配置されている。
【００４８】
４枚の各電極板１４は、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃと略同形とされている。各電極板１４は、その長辺側に１つの端子１４ａが設けられている。電極板１４に設けられている端子１４ａは、各電極板１４を積層させた場合に重なることなく、電極板１４の長辺に沿って位置している。すなわち、各電極板１４に設けられている端子１４ａ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１４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１４ａは、上方に突出するように設けられ、制御基板１３に設けられている端子台１３ａに端子接続用ネジ１４ｂを介して接続されるようになっている。
【００４９】
基板サブアッセンブリ１５は、制御基板１３と熱交押え部材１６とを平行に配設し、熱交押え部材１６の上面に設置されているＩＧＢＴ等の複数個の半導体スイッチング素子１２を間に挟み込んでいるものである。制御基板１３と熱交押え部材１６は、例えば４本の基板サブアッセンブリ接続用ネジ１５ａで固定されており、これによって、基板サブアッセンブリ１５は、一体化されている。
【００５０】
基板サブアッセンブリ１５を構成している制御基板１３には、各電極板１４に直列に配列されている４つの端子１４ａに対応して、その一辺の下面に直列に４つの端子台１３ａが配列されている。また、４つの端子台１３ａと両端側に直列に並ぶように、電源ハーネス２７の２分岐されている先端部と接続される２つの電源ハーネス用端子台１３ｃが設けられている。これらの端子台１３ａおよび電源ハーネス用端子台１３ｃは、制御基板１３の下面から下方に突出するように設けられている。また、各端子台１３ａおよび電源ハーネス用端子台１３ｃは、積層されている扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの長辺に沿って直列になるように設けられている。
【００５１】
さらに、制御基板１３に設けられている各端子台１３ａおよび電源ハーネス用端子台１３ｃは、ロアケース１１ｂの開口部１１ｃよりも少し上方に位置されるように設けられている。このため、各端子台１３ａおよび電源ハーネス用端子台１３ｃに接続される電極板１４の端子１４ａや電源ハーネス２７の先端部が固定しやすくなっている。
【００５２】
図３（Ｂ）に示すように、ＩＧＢＴ等からなる半導体スイッチング１２は、略長方形状に樹脂成形されたトランジスタである。この半導体スイッチング１２は、作動することによって熱を生じる発熱素子であり、熱交押え部材１６の上面であって、上段の扁平熱交チューブ１７ａの入口ヘッダ部２２近傍に接続用ネジ１２ａを介してねじ止めされ、熱交押え部材１６をヒートシンクとして冷却されるようになっている。
【００５３】
基板サブアッセンブリ１５を構成している熱交押え部材１６は、平面視した際に扁平状のアルミ合金製板材とされている。この熱交押え部材１６は、制御基板１３よりも軸方向（図３（Ａ）の左右方向）に大きくされたものであり、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃを覆うことができる大きさとされている。制御基板１３よりも軸方向に大きくなっている熱交押え部材１６には、該熱交押え部材１６をロアケース１１ｂに固定する基板サブアッセンブリ固定用ネジ１５ｂ（図３（Ａ）参照）が貫通可能な孔（図示せず）が４箇所に設けられている。
【００５４】
基板サブアッセンブリ１５は、積層された上段の扁平熱交チューブ１７ａの上方に載置されている。すなわち、基板サブアッセンブリ１５は、熱交押え部材１６の下面が上段の扁平熱交チューブ１７ａの上面に接するようにして配置されている。この基板サブアッセンブリ１５は、熱交押え部材１６を４本の基板サブアッセンブリ固定用ネジ１５ｂを介してロアケース１１ｂにネジ止めすることにより、熱交押え部材１６の下面とロアケース１１ｂの内底面との間で積層された３枚の扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよびその間に挟まれている２枚のＰＴＣヒータ１８を挟み込んでいる。
【００５５】
このように、基板サブアッセンブリ１５をロアケース１１ｂにネジ止め固定することにより、ロアケース１１ｂの内底面方向に積層された３枚の扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよびその間に挟まれている２枚のＰＴＣヒータ１８が押圧付勢されるようになっている。また、基板サブアッセンブリ１５を構成している熱交押え部材１６は、アルミ合金製板材であるため、扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ内を流れる熱媒体の冷熱を介して、熱交押え部材１６上に設置されているＩＧＢT等の半導体スイッチング素子１２を冷却するヒートシンクとして用いられるようになっている。
【００５６】
次に、図２および図３を用いて本実施形態に係る熱媒体加熱装置１０の組み立て手順について説明する。
まず、ロアケース１１ｂの内底面に略平行になるように、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３にスペーサ部材２９が設けられている下段の扁平熱交チューブ１７ｃをロアケース１１ｂの内部空間に設置する。この扁平熱交チューブ１７ｃの扁平チューブ部２０上にＰＴＣヒータ１８の両面を絶縁シート（図示せず）によって挟み、下段扁平熱交チューブ１７ｃの上方から積層する。
【００５７】
さらに、下段扁平熱交チューブ１７ｃの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の上面に液状ガスケット（シール材）２６を塗布し、その上に上方から中段扁平熱交チューブ１７ｂをバーリング２９，３０および３１，３２を互いに嵌合させて積層する。この中段扁平熱交チューブ１７ｂの扁平チューブ部２０上に、上記と同様にしてＰＴＣヒータ１８の両面を絶縁シートによって挟み、中段扁平熱交チューブ１７ｂの上方から積層する。次いで、中段扁平熱交チューブ１７ｂの入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の上面に液状ガスケット２６を塗布して、該中段扁平熱交チューブ１７ｂの上方から上段扁平熱交チューブ１７ａをバーリング２９，３０および３１，３２を互いに嵌合させて積層する。
【００５８】
こうして積層された上段扁平熱交チューブ１７ａの上方から基板サブアッセンブリ１５を熱交押え部材１６が下方となるように積層した後、上段扁平熱交チューブ１７ａ上に積層されている基板サブアッセンブリ１５の熱交押え部材１６を、基板サブアッセンブリ固定用ネジ１５ｂによってロアケース１１ｂに締め付け固定する。これによって、各扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの入口ヘッダ部２２間および出口ヘッダ部２３間がロアケース１１ｂの内底面方向に押圧されて密着され、各々の入口ヘッダ部２２間および出口ヘッダ部２３間の連通孔２４，２５周りが液状ガスケット２６により密封状態にシールされることとなる。
【００５９】
入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３に塗布されていた液状ガスケット２６は、３枚の扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが押圧されて密着されることにより、その一部が液状ガスケット溜り３３にはみ出し、そこに溜まって内周側バーリング２９，３１と外周側バーリング３０，３２の非接触部分３０ｂ，３２ｂとの隙間を介して空気と接触され、空気中の水分と反応して硬化される。この液状ガスケット２６は、液状ガスケット溜り３３が内周側バーリング２９，３１の外周面側に設けられているため、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３内において、内周側バーリング２９，３１の内周側を流れる熱媒体の流れに直接晒されることはなく、熱媒体の流れによって剥がされる虞がない。
【００６０】
また、各々の入口ヘッダ部２２間および出口ヘッダ部２３間が密着されるため、下段扁平熱交チューブ１７ｃと中段扁平熱交チューブ１７ｂとの間、および中段扁平熱交チューブ１７ｂと上段扁平熱交チューブ１７ａとの間に挟まれているＰＴＣヒータ１８および電極板１４も、それぞれ扁平熱交チューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの扁平チューブ部２０の外表面と密着され、その間の接触熱抵抗が低減されることとなる。
【００６１】
つぎに、基板サブアッセンブリ１５を構成する制御基板１３に設けられている各端子台１３ａと、各電極板１４の端子１４ａとを端子接続用ネジ１４ｂによって本止めするとともに、電源ハーネス用孔１１ｆに電源ハーネス２７を挿入してその先端部と、制御基板１３に設けられている各電源ハーネス用端子台１３ｃとを電源ハーネス接続用ネジ１３ｂによってねじ止めする。更に、ＬＶハーネス２８の先端部をロアケース１１ｂの側壁に開口されているＬＶハーネス用孔１１ｇからロアケース１１ｂ内に挿入し、制御基板１３に対してコネクタ接続する。その後、電源ハーネス２７をロアケース１１ｂの外底面から電源ハーネス固定用ネジ２７ａにより固定し、ＬＶハーネス用孔１１ｇにＬＶハーネス２８を固定する。
【００６２】
次いで、ロアケース１１ｂの開口部１１ｃに液状ガスケット（入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の上面に塗布したものと同じ液状ガスケットでよい）を塗布する。このロアケース１１ｂの開口部１１ｃ上に、上方からアッパケース１１ａを載置し、アッパケース１１ａに設けられているクリップ部（図示せず）をロアケース１１ｂに設けられている爪部（図示せず）に引っ掛け、アッパケース１１ａとロアケース１１ｂとを締結することによって、熱媒体加熱装置１０の組み立てを完了（終了）する。
【００６３】
なお、本実施形態で用いられている液状ガスケット（シール材）２６とは、耐熱性に優れており、高温に晒される扁平熱交チューブ１７の入口ヘッダ部２２間および出口ヘッダ部２３間等のシールに適した、空気中の水分と接することにより硬化する硬化性の液状のシール材（例えば、株式会社スリーボンド製のシリコーンを主成分として製品番号１２０７ｄのシリコーン系液状ガスケット）である。
【００６４】
以上述べたように、本実施形態に係る熱媒体加熱装置１０および車両用空調装置１によれば、以下の効果を奏する。
ＰＴＣヒータ１８を挟んで少なくともその両面に順次積層されている複数枚（３枚）の扁平熱交チューブ１７を互いに平行に積層し、その上段扁平熱交チューブ１７ａの上面に制御基板１３と熱交押え部材（押圧部材）１６とを組み合わせた基板サブアッセンブリ１５を設け、これをロアケース１１ｂに締め付け固定するようにしている。
【００６５】
これにより、基板サブアッセンブリ１５を構成している熱交押え部材１６によって入口ヘッダ部２２間および出口ヘッダ部２３間に設けられている液状ガスケット（シール材）２６を密着させることができ、このため、積層させた扁平熱交チューブ１７間の密着性が高められ、複数枚の扁平熱交チューブ１７間に積層されているＰＴＣヒータ１８と扁平熱交チューブ１７との間の接触熱抵抗を低減して、ＰＴＣヒータ１８から扁平熱交チューブ１７への伝熱効率を向上し、熱媒体加熱装置１０の加熱性能をアップすることができる。
【００６６】
また、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りは、液状ガスケット２６によりシールされているが、この連通穴２４，２５の周りには、互いに嵌合されるバーリング２９，３０および３１，３２が設けられ、該バーリング２９，３０および３１，３２によって液状ガスケット２６が熱媒体の流れに対して直接晒されず、かつ空気と接触される液状ガスケット溜り３３が形成されているため、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３に塗布された液状ガスケット２６を、各扁平熱交チューブ１７を熱交押え部材１６により押圧して密着させる際、連通穴２４，２５周りにバーリング２９，３０および３１，３２によって形成されている液状ガスケット溜り３３にはみ出させ、空気中の水分と接触させて速やかに硬化させることができる。また、この液状ガスケット溜り３３で硬化された液状ガスケット２６は、熱媒体の流れに直接晒されることがなく、熱媒体の流れによって剥がされる虞もない。
【００６７】
これによって、液状ガスケット２６による連通穴２４，２５周りのシール性を確保し、連通穴２４，２５周りからの熱媒体の漏えいを防止することができる。また、複数枚の扁平熱交チューブ１７は、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ２３の連通穴２４，２５周りに設けられているバーリング２９，３０および３１，３２を介して互いに嵌合されているため、熱膨張差により生じるせん断力で液状ガスケット２６がせん断破壊するのを防止することができると同時に、扁平熱交チューブ１７の積層時の位置決めにも利用できることから、位置ずれによる接合不良等をも防止することができる。さらに、扁平熱交チューブ１７を用いることによって、ダイカスト製の大型部品である熱媒体流通ボックス等が不要となるため、熱媒体加熱装置１０の小型軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００６８】
さらに、液状ガスケット溜り３３は、互いに嵌合されるバーリング２９，３０および３１，３２間に形成され、該バーリング２９，３０および３１，３２が、内周側のバーリング２９，３１の外周に嵌合される外周側のバーリング３０，３２に、内周側バーリング２９，３１の外周に接する小径部分３０ａ，３２ａと、該内周側バーリング２９，３１の外周径よりも大径の非接触部分３０ｂ，３２ｂと、が周方向に交互に形成された構成とされている。
【００６９】
このため、内周側のバーリング２９，３１と外周側のバーリング３０，３２との間に形成された液状ガスケット溜り３３にはみ出した液状ガスケット２６は、外周側バーリング３０，３２が内周側のバーリング２９，３１に対して非接触部分３０ｂ，３２ｂとされた部位の隙間を介して空気と接触され、速やかに硬化される。また、この液状ガスケット溜り３３は、内周側バーリング２９，３１の外周面側に形成されているため、液状ガスケット２６が内周側バーリング２９，３１の内周を流れる熱媒体に対して直接晒されることがなく、熱媒体の流れによって剥がされる虞もない。従って、液状ガスケット２６による連通穴２４，２５周りのシール性を確保し、連通穴２４，２５周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。
【００７０】
また、内周側バーリング２９，３１は、入口ヘッダ部２２および入口ヘッダ部２３に直角に設けられ、これに対し、外周側バーリング３０，３２は、内周側バーリング２９，３１の直角コーナ部との間に液状ガスケット溜り３３が形成されるように斜めに設けられているため、外周側バーリング３０，３２を斜めに加工することにより、内周側バーリング２９，３１の直角コーナ部との間に所要の液状ガスケット溜り３３、すなわち液状ガスケット２６が熱媒体の流れに晒されず、かつ空気と接触される液状ガスケット溜り３３を形成することができる。従って、液状ガスケット溜り３３にはみ出した液状ガスケット２６を確実に硬化させることができるとともに、熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケット２６による連通穴２４，２５周りのシール性を確保し、液状ガスケット２６が熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴２４，２５周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。
【００７１】
また、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りに設けられているバーリング２９，３０および３１，３２は、各々熱媒体の流れ方向に沿うように互いに逆向きに設けられている。このため、入口ヘッダ部２２側と出口ヘッダ部２３側において熱媒体の流れ方向が逆になったとしても、熱媒体の流れに対するヘッダ部２２，２３のバーリング２９，３０および３１，３２の配置関係を熱媒体の流れ方向に沿う関係に保つことができる。
【００７２】
その結果、バーリング２９，３０および３１，３２による熱媒体の流れに対する圧損を小さくすることができるとともに、いずれのヘッダ部２２，２３側においても液状ガスケット２６を熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケット２６が熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴２４，２５周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することができる。また、２枚の成形プレートを接合して構成される扁平熱交チューブ１７を、１つの型で成形した１種のプレートを引っ繰り返して用いることにより構成することができるため、更に低コスト化することができる。
【００７３】
入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りを密封するシール材が、液状ガスケット２６とされているため、扁平熱交チューブ１７およびＰＴＣヒータ１８を順次積層して組み立てる際に、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りに液状ガスケット２６を塗布し、それを熱交押え部材１６により扁平熱交チューブ１７およびＰＴＣヒータ１８を押圧して互いに密着させると同時に、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の全面に密接させることができる。従って、液状ガスケット２６を用いて、熱媒体加熱装置１０を容易に組み立てることができるとともに、液状ガスケット２６によるシール性を確実に確保することができる。
【００７４】
また、複数枚積層された扁平熱交チューブ１７およびＰＴＣヒータ１８を、ケーシング１１の内面に対して熱交押え部材１５を介して締め付け固定することにより、互いに密着させて固定するようにしているため、各扁平熱交チューブ１７およびＰＴＣヒータ１８をケーシング１１に組み付ける過程で互いに密着させ、液状ガスケット２６によるシール性を確保することができるとともに、扁平熱交チューブ１７とＰＴＣヒータ１８間の接触熱抵抗を低減し、伝熱効率を向上することができ、従って、熱媒体加熱装置１０の生産性を向上することができる。
【００７５】
アルミ合金製の熱交押え部材１６と制御基板１３との間に、発熱素子であるＩＧＢＴ等の半導体スイッチング１２を設けることとした。このため、熱交押え部材１６および制御基板１３によって、積層された扁平熱交チューブ１７およびＰＴＣヒータ１８を押圧するとともに、熱交押え部材１６をヒートシンクとして半導体スイッチング１２を扁平熱交チューブ１７からの冷熱によって冷却することができる。従って、半導体スイッチング１２の冷却性能を確保し、熱媒体加熱装置１０をより高性能化することができる。また、積層された扁平熱交チューブ１７の押圧と半導体スイッチング１２の冷却とを熱交押え部材１６によって兼用化しているため、熱媒体加熱装置１０を構成する部品点数を減らすことができ、従って、熱媒体加熱装置１０全体を小型化することができる。
【００７６】
熱媒体の導入を行う熱媒体入口路（熱媒体導出入路）１１ｄと熱媒体の導出を行う熱媒体出口路（熱媒体導出入路）１１ｅとをロアケース１１ｂに一体的に形成した構成としている。このため、熱媒体を熱媒体加熱装置１０に供給する際に、積層された扁平熱交チューブ１７にかかる応力を分散することができ、従って、扁平熱交チューブ１７に係る荷重を低減することができる。
【００７７】
制御基板１３および半導体スイッチング１２等からなるＰＴＣヒータ１８に対する通電を制御する制御系を、基板サブアッセンブリ１５として一体化し、これをケーシング１１内に内蔵したことにより、各電極板１４との電気的な接続においては、基板サブアッセンブリ１５を構成している制御基板１３に設けられている各端子台１３ａと、各電極板１４に設けられている端子１４ａとを端子接続用ネジ１４ｂで固定するのみでよく、電気的に接続するための配線（ハーネス）を不要とすることができる。このため、配線経路が複雑化することがなく、組み付け性を容易化することができるとともに、部品数を削減することができ、制御系の配線経路を簡素化して、扁平熱交チューブ１７、ＰＴＣヒータ１８およびその制御系を、ケーシング１１内に一体に内蔵した高性能でコンパクトな熱媒体加熱装置１０を得ることができる。
【００７８】
また、制御基板１３に接続されるＩＧＢＴ等の半導体スイッチング（発熱素子）１２を扁平熱交チューブ１７の入口ヘッダ部２２側に近い位置に配設した構成としている。このため、ＰＴＣヒータ１８により加熱される前の比較的温度の低い熱媒体によって、半導体スイッチング１２を冷却することができ、半導体スイッチング１２の冷却性能を一段と高めることができる。
【００７９】
さらに、上記の如く、伝熱効率が向上されるとともに、熱媒体の漏えい等がなく、軽量でコンパクト化された高性能の熱媒体加熱装置１０を組み込み、放熱器６に循環される熱媒体を加熱することができるため、車両用空調装置１の信頼性および空調性能の向上を図ることができるとともに、設置スペースを低減し、車両に対する搭載性を向上することができる。
【００８０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図１０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、連通穴２４，２５周りに設けられるバーリングの構成が異なっている。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１０に示されるように、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りに設けられるバーリング３９，４０および４１，４２において、外周側バーリング４０，４２の高さが、内周側バーリング３９，４１の高さよりも低くされ、その間に形成される段部により内周側バーリング３９，４１の外周面側に液状ガスケット溜り４３が形成された構成とされている。
【００８１】
上記のように、外周側バーリング４０，４２の高さを内周側バーリング３９，４１の高さよりも低くすることにより、その間に形成される段部にて内周側バーリング３９，４１の外周面側に、内周側バーリング３９，４１の内周を流れる熱媒体に対して直接晒されることがなく、かつ空気と接触される液状ガスケット溜り４３を形成することができる。このため、液状ガスケット溜り４３にはみ出した液状ガスケット２６を空気と接触させて確実に硬化させることができるとともに、熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケット２６による連通穴２４，２５周りのシール性を確保し、液状ガスケット２６が熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴２４，２５周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することが可能となる。
【００８２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図１１を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１および第２実施形態に対して、連通穴２４，２５周りに設けられるバーリングの構成が異なっている。その他の点については、第１および第２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１１に示されるように、入口ヘッダ部２２および出口ヘッダ部２３の連通穴２４，２５周りに設けられるバーリング４９，５０および５１，５２において、外周側バーリング５０，５２の先端に外側にカールされたカーリング部５０ａ，５２ａが形成され、該カーリング部５０ａ，５２ａと内周側バーリング４９，５１の外周面側との間に液状ガスケット溜り５３が形成された構成とされている。
【００８３】
このように、外周側バーリング５０，５２の先端に外側にカールされたカーリング部５０ａ，５２ａを形成することにより、このカーリング部５０ａ，５２ａと内周側バーリング４９，５１の外周面側との間に、内周側バーリング４９，５１の内周を流れる熱媒体に対して直接晒されることがなく、かつ空気と接触される液状ガスケット溜り５３を形成することができる。従って、液状ガスケット溜り５３にはみ出した液状ガスケット２６を確実に硬化させることができるとともに、熱媒体の流れに直接晒されないようにすることができ、液状ガスケット２６による連通穴２４，２５周りのシール性を確保し、液状ガスケット２６が熱媒体の流れで剥がされることによる連通穴２４，２５周りからの熱媒体の漏えいを確実に防止することが可能となる。
【００８４】
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１７を３層に積層し、各々の間にＰＴＣヒータ１８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１７およびＰＴＣヒータ１８の積層枚数を増減してもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００８５】
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
１６ 熱交押え部材
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ 扁平熱交チューブ
１８ ＰＴＣヒータ
２０ 扁平チューブ部
２２ 入口ヘッダ部
２３ 出口ヘッダ部
２４，２５ 連通穴
２６ 液状ガスケット
２９，３１ バーリング（内周側バーリング）
３０，３２ バーリング（外周側バーリング）
３０ａ，３２ａ 小径部分
３０ｂ，３２ｂ 非接触部分
３３ 液状ガスケット溜り
３９，４１ バーリング（内周側バーリング）
４０，４２ バーリング（外周側バーリング）
４３ 液状ガスケット溜り
４９，５１ バーリング（内周側バーリング）
５０，５２ バーリング（外周側バーリング）
５０ａ，５２ａ カーリング部
５３ 液状ガスケット溜り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体が流通される扁平チューブ部の両端に入口ヘッダ部および出口ヘッダ部が設けられている複数枚の扁平熱交チューブと、
互いに積層される前記各扁平熱交チューブの前記入口ヘッダ部および前記出口ヘッダ部に塗布され、該入口ヘッダ部および出口ヘッダ部に設けられている連通穴周りをシールする液状ガスケットと、
前記各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、
互いに積層された前記各扁平熱交チューブおよび前記ＰＴＣヒータを押圧して密着させる熱交押え部材と、を備え、
前記各扁平熱交チューブの前記入口ヘッダ部間および前記出口ヘッダ部間の前記連通穴周りに、互いに嵌合されるバーリングが設けられ、該バーリングによって前記液状ガスケットが熱媒体の流れに対して直接晒されず、かつ空気と接触される前記液状ガスケット溜りが形成されていることを特徴とする熱媒体加熱装置。
【請求項２】
前記液状ガスケット溜りは、互いに嵌合される前記バーリング間に形成され、該バーリングは、内周側のバーリングの外周に嵌合される外周側のバーリングに、前記内周側バーリングの外周に接する小径部分と、該内周側バーリングの外周径よりも大径の非接触部分とが周方向に交互に形成された構成と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】
前記内周側のバーリングは、前記入口ヘッダ部および前記出口ヘッダ部に直角に設けられているのに対して、前記外周側のバーリングは、前記内周側バーリングの前記直角コーナ部との間に前記液状ガスケット溜りが形成されるように斜めに設けら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】
互いに嵌合される前記バーリングは、内周側のバーリング高さに対して外周側のバーリング高さが低くされ、その段部により前記内周側バーリングの外周面側に前記液状ガスケット溜りが形成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５】
互いに嵌合される前記バーリングのうち、外周側のバーリングの先端に外側にカールされたカーリング部が形成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６】
前記入口ヘッダ部および出口ヘッダ部の前記連通穴周りに設けられている前記バーリングは、各々熱媒体の流れ方向に沿うように互いに逆向きに設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の熱媒体加熱装置。
【請求項７】
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６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。
【請求項１】
熱媒体が流通される扁平チューブ部の両端に入口ヘッダ部および出口ヘッダ部が設けられている複数枚の扁平熱交チューブと、
互いに積層される前記各扁平熱交チューブの前記入口ヘッダ部および前記出口ヘッダ部に塗布され、該入口ヘッダ部および出口ヘッダ部に設けられている連通穴周りをシールする液状ガスケットと、
前記各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、
互いに積層された前記各扁平熱交チューブおよび前記ＰＴＣヒータを押圧して密着させる熱交押え部材と、を備え、
前記各扁平熱交チューブの前記入口ヘッダ部間および前記出口ヘッダ部間の前記連通穴周りに、互いに嵌合されるバーリングが設けられ、該バーリングによって前記液状ガスケットが熱媒体の流れに対して直接晒されず、かつ空気と接触される前記液状ガスケット溜りが形成されていることを特徴とする熱媒体加熱装置。
【請求項２】
前記液状ガスケット溜りは、互いに嵌合される前記バーリング間に形成され、該バーリングは、内周側のバーリングの外周に嵌合される外周側のバーリングに、前記内周側バーリングの外周に接する小径部分と、該内周側バーリングの外周径よりも大径の非接触部分とが周方向に交互に形成された構成と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】
前記内周側のバーリングは、前記入口ヘッダ部および前記出口ヘッダ部に直角に設けられているのに対して、前記外周側のバーリングは、前記内周側バーリングの前記直角コーナ部との間に前記液状ガスケット溜りが形成されるように斜めに設けら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】
互いに嵌合される前記バーリングは、内周側のバーリング高さに対して外周側のバーリング高さが低くされ、その段部により前記内周側バーリングの外周面側に前記液状ガスケット溜りが形成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５】
互いに嵌合される前記バーリングのうち、外周側のバーリングの先端に外側にカールされたカーリング部が形成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６】
前記入口ヘッダ部および出口ヘッダ部の前記連通穴周りに設けられている前記バーリングは、各々熱媒体の流れ方向に沿うように互いに逆向きに設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の熱媒体加熱装置。
【請求項７】
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６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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−８１８０３（Ｐ２０１２−８１８０３Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２７６７２（Ｐ２０１０−２２７６７２）
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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