結露センサ
【課題】従来よりも単純な構成であって、冷媒通路の形成部品を腐食させることなく、熱交換器の表面に存在する結露水を検出できる結露センサを提供する。
【解決手段】互いに非接触状態の自然電位が異なる第１、第２金属部材を有し、第１金属部材と第２金属部材との間に結露水が存在する場合に、第１金属部材と第２金属部材とを電極とした局部電池が形成され、局部電池の起電力に基づいて結露水を検出する構成とする。そして、第１金属部材として蒸発器２０のサイドプレート２６を利用し、サイドプレート２６の表面上に第２金属部材としての異種金属部材３２を配置し、異種金属部材３２とサイドプレート２６との間隔ｄ１を、異種金属部材３２とチューブ２１との最短距離Ｄ１よりも小さくする。これにより、異種金属部材３２とチューブ２１との間での局部電池の形成を防止でき、チューブ２１の腐食を防止できる。
【解決手段】互いに非接触状態の自然電位が異なる第１、第２金属部材を有し、第１金属部材と第２金属部材との間に結露水が存在する場合に、第１金属部材と第２金属部材とを電極とした局部電池が形成され、局部電池の起電力に基づいて結露水を検出する構成とする。そして、第１金属部材として蒸発器２０のサイドプレート２６を利用し、サイドプレート２６の表面上に第２金属部材としての異種金属部材３２を配置し、異種金属部材３２とサイドプレート２６との間隔ｄ１を、異種金属部材３２とチューブ２１との最短距離Ｄ１よりも小さくする。これにより、異種金属部材３２とチューブ２１との間での局部電池の形成を防止でき、チューブ２１の腐食を防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風空気と冷媒との間で熱交換させる熱交換器に設けられ、熱交換器の表面に存在する結露水を検出する結露センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置では、特許文献１に記載のように、車室内に向かう送風空気を冷却する蒸発器の表面に結露水が存在する状態（蒸発器の表面が濡れている状態）の上限温度となるように、蒸発器の温度を制御している。
【０００３】
この蒸発器の温度制御では、蒸発器の空気流れ上流側に設けた温・湿度センサによって、蒸発器に吸入される空気の温度および湿度を測定し、その測定結果から吸入空気の露点温度を算出し、この算出した露点温度に応じて、蒸発器の表面に結露が生じるように蒸発器の目標温度を設定している。
【０００４】
また、温・湿度センサとしては、一般的に、温度により抵抗値が変化することで温度を検出するサーミスタと湿度により抵抗値（もしくは静電容量）が変化することにより湿度を検出する感湿膜とを一体で構成したものが採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３７５３２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、上述した従来の温・湿度センサでは、湿度を検出するために乾湿膜という特殊な材料が必要となる。また、温・湿度センサは、空気の温度および湿度を測定するものであるため、温度と湿度の２つの値から露点温度を算出するための複雑な処理回路が必要となる。このため、従来よりも単純な構成で、蒸発器表面に存在する結露水を検出できる結露センサが望まれる。
【０００７】
そこで、本発明者は、種類の異なる２種類の金属部材の間に水分などの電解溶液が存在する場合、その２種類の金属部材を電極とした局部電池が形成され、この局部電池から起電力が発生することから、この局部電池を利用して結露水を検出する構成の結露センサを検討した。この結露センサによれば、局部電池を形成する２種類の金属部材と、局部電池の起電力を検出する検出手段とがあれば、結露水が検出できることから、乾湿膜や露点算出用の複雑な処理回路が不要となり、従来よりも単純な構成となる。
【０００８】
ところが、局部電池の陽極側では、金属がイオン化し水分中に溶け出して電子が生じる反応が起きるので、陽極側の金属が腐食する。このため、局部電池の形成場所によっては、チューブ等の冷媒通路を形成する冷媒通路の形成部品が、局部電池の陽極側となって腐食し、冷媒が漏れてしまう問題が生じる。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、従来よりも単純な構成であって、冷媒通路の形成部品の腐食を防止しつつ、熱交換器の表面に存在する結露水を検出できる結露センサ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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒通路を流れる冷媒と冷媒通路の外側を流れる送風空気との間で熱交換させる熱交換器（２０）に設けられ、熱交換器（２０）の表面に存在する結露水を検出する結露センサにおいて、
互いに非接触状態の自然電位が異なる第１金属部材（２２、２６、３３）と第２金属部材（３２）とを有し、第１金属部材（２２、２６、３３）と第２金属部材（３２）との間に結露水が存在する場合に、第１金属部材（２２、２６、３３）と第２金属部材（３２）とを電極とした局部電池が形成され、局部電池の起電力に基づいて結露水を検出する構成であって、
第１金属部材（２２、２６、３３）と第２金属部材（３２）は、熱交換器（２０）のうち冷媒通路を形成する冷媒通路の形成部品（２１、２３、２４）とは異なる部位に位置することを特徴としている。
【００１１】
これによると、局部電池を利用して結露水を検出する構成としているので、従来よりも単純な構成で、熱交換器の表面に存在する結露水を検出することができる。
【００１２】
そして、本発明では、第１、第２金属部材が熱交換器のうち冷媒通路の形成部品とは異なる部位に位置するので、この位置に局部電池を形成させることができ、冷媒通路の形成部品で局部電池が形成されるのを防止できる。この結果、冷媒通路の形成部品の腐食を防止できる。
【００１３】
請求項１に記載の第１金属部材としては、請求項２に記載の発明のように、冷媒通路の非形成部品を用いることができる。
【００１４】
この場合では、第２金属部材（３２）を、冷媒通路の非形成部品（２２、２６）の表面上に配置し、
第１金属部材（２２、２６）と第２金属部材（３２）との間隔（ｄ１、ｄ２）を、冷媒通路の形成部品（２１）と第２金属部材（３２）の最短距離（Ｄ１、Ｄ２）よりも短く設定することが好ましい。
【００１５】
これによると、距離が遠い金属同士よりも距離が近い金属同士の方が局部電池を形成しやすいことから、確実に、冷媒通路の非形成部品と第２金属部材の間で局部電池が形成され、冷媒通路の形成部品と第２金属部材との間で局部電池が形成されないようにできる。この結果、冷媒通路の形成部品の腐食を確実に防止できる。
【００１６】
また、請求項１に記載の第１金属部材としては、請求項３に記載の発明のように、冷媒通路の非形成部品とは別の部材を用いることができる。
【００１７】
この場合では、第１金属部材（３３）と第２金属部材（３２）を、熱交換器（２０）のうち冷媒通路を形成しない冷媒通路の非形成部品（２６）の表面上に配置し、
第１金属部材（３３）と第２金属部材（３２）との間隔（ｄ３）を、冷媒通路の形成部品（２１）と第１金属部材（３３）との最短距離（Ｄ３）および冷媒通路の形成部品（２１）と第２金属部材（３２）の最短距離（Ｄ４）よりも小さく設定することが好ましい。
【００１８】
これによると、距離が遠い金属同士よりも距離が近い金属同士の方が局部電池を形成しやすいことから、確実に、第１、第２金属部材の間で局部電池が形成され、冷媒通路の形成部品と第１、第２金属部材の一方との間で局部電池が形成されないようにできる。この結果、冷媒通路の形成部品の腐食を確実に防止できる。
【００１９】
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ものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態における車両用空調装置の部分断面図であり、（ｂ）は蒸発器の斜視図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１（ｂ）中の領域Ａ１の部分断面斜視図、断面図である。
【図３】金属の自然電位を示す図表である。
【図４】第１実施形態の結露センサを用いた蒸発器の濡れ制御を示すタイムチャートである。
【図５】第２実施形態の結露センサの部分断面斜視図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ第３実施形態の結露センサの部分断面斜視図、断面図である。
【図７】第４実施形態の結露センサの部分断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（第１実施形態）
本実施形態は、車両用空調装置の蒸発器表面に存在する結露水を検出する結露センサに本発明を適用したものである。図１（ａ）に車両用空調装置の部分断面図を示し、図１（ｂ）に蒸発器の斜視図を示す。なお、図１（ａ）、（ｂ）の上下方向が車両の上下方向である。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、車両用空調装置１は、車室内に向かう送風空気の空気通路を形成する空調ケース１０と、空調ケース内に収容された蒸発器２０とを備えている。
【００２４】
蒸発器２０は、送風機によって形成された車室内に向かう送風空気と冷媒との間の熱交換によって、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器２０は、図示しない圧縮機、放熱器、減圧装置とともに冷媒の循環回路を構成し、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成している。
【００２５】
また、図示しないが、空調ケースには、送風空気を形成する送風機と、蒸発器通過後の空気を加熱する加熱用熱交換器と、加熱用熱交換器を迂回して流れる蒸発器通過後の空気と加熱用熱交換器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収容されている。
【００２６】
また、車両用空調装置は、送風機、圧縮機、エアミックスドア等の各種機器を制御する制御装置（ＥＣＵ）を備えている。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、蒸発器２０は、冷媒が流れる冷媒通路を形成する複数のチューブ２１と、チューブ２１の外面に設けられ、冷媒と空気との熱交換を促進させるフィン２２と、複数のチューブ２１の一端側に連通し、蒸発器２０の冷媒入口から流入した冷媒を複数のチューブ２１に分配させる入口側タンク２３と、複数のチューブ２１の他端側に連通し、複数のチューブ２１を流れる冷媒を集合させて蒸発器２０の冷媒出口から冷媒を流出させる出口側タンク２４と、複数本のチューブ２１およびフィン２２によって構成される熱交換コア部２５の端部に設けられ、蒸発器２０の形状および強度を保つためのサイドプレート２６とを備えている。
【００２８】
チューブ２１、フィン２２、入口側タンク２３、出口側タンク２４、サイドプレート２６は、同じ金属、例えば、Ａｌで構成されている。チューブ２１、入口側タンク２３および出口側タンク２４が冷媒通路を形成する冷媒通路の形成部品であり、フィン２２とサイドプレート２６が冷媒通路を形成しない冷媒通路の非形成部品である。
【００２９】
サイドプレート２６は、断面コ字形状であって、熱交換コア部２５のうち最も外側に位置するフィン２２と接合している。
【００３０】
このような構成の蒸発器２０は、熱交換コア部２５において、チューブ２１内を流れる冷媒と、空調ケース１０内を流れる空気とが、フィン２２を介して熱交換することにより、冷媒が空気の熱を吸熱して、空気を冷却する。
【００３１】
そして、図１（ａ）に示すように、送風により蒸発器２０の空気流れ下流側に排出される結露水Ｗを検出するため、結露センサ３０が蒸発器２０の空気流れ下流側の部位に設けられている。具体的には、図１（ｂ）に示すように、結露センサ３０は、蒸発器２０の設けられた一対のサイドプレート２６の一方であって、サイドプレート２６のうち蒸発器２０の空気流れ下流側の部位に設けられている。
【００３２】
ここで、図２（ａ）、（ｂ）に結露センサの拡大図を示す。図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図１（ｂ）中の領域Ａ１の部分断面斜視図、断面図である。
【００３３】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、結露センサ３０は、サイドプレート２６と、絶縁体３１と、異種金属部材３２とを有して構成されている。サイドプレート２６が本発明の第１金属部材に相当し、異種金属部材３２が本発明の第２金属部材に相当する。具体的には、断面コ字形状のサイドプレート２６のうちフィン２２から離れる側に屈曲している部分２６ａの上に、平板形状の絶縁体３１と、平板形状の異種金属部材３２とが順に積層されている。そして、異種金属部材３２のフィン２２側の端面の位置が、サイドプレート２６のフィン２２側の端面の位置と一致している。これにより、異種金属部材３２とサイドプレート２６とにわたって結露水が付着しやすい構成となっている。
【００３４】
異種金属部材３２は、サイドプレート２６を構成する金属（本例では、Ａｌ）とは異なる種類の金属材料で構成された部材であり、本例では、Ｃｕで構成されている。
【００３５】
絶縁体３１は、サイドプレート２６と異種金属部材３２とを非接触の状態とするために用いられており、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間に配置されている。絶縁体３１としては、樹脂、セラミックス等の絶縁材料で構成されたものを用いることができる。絶縁体３１は、サイドプレート２６および異種金属部材３２と接着等によって固定されている。
【００３６】
そして、サイドプレート２６と異種金属部材３２とは、ＥＣＵ４０と電気的に接続されており、ＥＣＵ４０を介して、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間に電流が流れる回路が構成されている。サイドプレート２６はＥＣＵ４０内のＡ／Ｄコンバータ４１に接続され、異種金属部材３２はＧＮＤに接続されている。
【００３７】
Ａ／Ｄコンバータ４１は、ＥＣＵ４０の入力部および起電力の検出部として機能する部分であり、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間に発生した電圧をアナログ値からデジタル値に変換するものである。
【００３８】
本実施形態の結露センサ３０は、サイドプレート２６の空気流れ下流側の部位に局部電池（腐食電池もしくは水電池とも言われる）を形成し、この局部電池の起電力に基づいて、蒸発器表面に存在する結露水を検出するものである。
【００３９】
ここで、局部電池は、互いに非接触状態である種類の異なる２種類の金属の間（異種金属間）に水分などの電解溶液が存在する場合に形成されるものであり、両者の自然電位が異なることから、異種金属間に電位差（電圧、起電力）が生じ、電流が流れる。
【００４０】
図３に、Ａｌ、Ｃｕおよび他の金属の自然電位を示す。本実施形態では、サイドプレート２６と異種金属部材３２とを非接触状態としており、サイドプレート２６を構成するＡｌと、異種金属部材を構成するＣｕの自然電位は、図３に示すように、それぞれ、「−０．７５」Ｖ、「−０．２」Ｖであり、両者の自然電位は異なっている。
【００４１】
このため、図２（ｂ）に示すように、サイドプレート２６と異種金属部材３２の両方のフィン２２側の端面にわたって結露水Ｗが存在すると、サイドプレート２６と異種金属部材３２とを電極とした局部電池が形成され、この局部電池で発生した電圧が結露センサ３０から出力される。このときの結露センサ３０の出力電圧Ｖｓは、Ｖｓ＝−０．２−（−０．７５）＝０．５５（Ｖ）となる。
【００４２】
したがって、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間の電圧を測定し、測定した電圧値が０よりも大きな所定値となっていれば、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間に結露水Ｗが存在することがわかる。
【００４３】
このように、本実施形態の結露センサ３０は、サイドプレート２６の上に、絶縁体３１、異種金属部材３２を積層した構造であり、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間の電圧を検出する構成なので、上記背景技術の欄で説明した温・湿度センサと比較して、乾湿膜や露点算出用の複雑な処理回路が不要となり、従来よりも単純な構成となっている。
【００４４】
ところで、上記発明が解決しようとする課題の欄で説明した通り、局部電池では、自然電位の低い方の金属が陽極側となり、陽極側の金属がイオン化し水分中に溶け出すので、陽極側の金属が腐食し、やせ細ってしまう。
【００４５】
このため、局部電池を形成する場所として、本実施形態と異なり、チューブ２１の位置を選び、チューブ２１の表面上に異種金属部材３２を配置して、チューブ２１と異種金属部材３２との間で局部電池を形成させると、チューブ２１を構成するＡｌは、異種金属部材３２を構成するＣｕよりも自然電位が低いので、チューブ２１が陽極側となり、腐食によってチューブ２１の機械的強度が低下して、チューブ２１内を流れる冷媒が漏れてしまうことが考えられる。
【００４６】
そこで、本実施形態では、チューブ２１を電極として局部電池が形成されず、サイドプレート２６を電極として局部電池が形成されるように、サイドプレート２６の表面上に異種金属部材３２を配置している。
【００４７】
さらに、絶縁体３１の厚さｄ１、すなわち、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間隔ｄ１を、チューブ２１と異種金属部材３２との最短距離Ｄ１よりも小さく設定している。これは、金属同士の間に存在する水分は電気抵抗となり、金属同士の距離が遠いほど電気抵抗が大きくなるため、距離が遠い金属同士よりも距離が近い金属同士の方が、局部電池が形成されやすいからである。
【００４８】
これにより、本実施形態では、確実に、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間で局部電池が形成され、チューブ２１と異種金属部材３２との間で局部電池が形成されないようになっている。
【００４９】
この結果、腐食は、サイドプレート２６で発生し、チューブ２１で発生しないので、冷媒漏れが発生することを確実に防止できる。
【００５０】
なお、蒸発器２０の表面に発生した結露水は、送風によって空気流れ下流側に流されるため、チューブ２１とサイドプレート２６とを繋ぐように結露水が存在することはない。そこで、本実施形態では、異種金属部材３２のフィン２２側の端面の位置を、サイドプレート２６のフィン２２側の端面に一致させて、チューブ２１と異種金属部材３２との間に結露水が存在しないようにしている。これによっても、本実施形態では、チューブ２１と異種金属部材３２との間で局部電池が形成されないようになっている。
【００５１】
また、本実施形態では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、異種金属部材３２を入口側、出口側タンク２３、２４から離して配置しており、図１（ｂ）に示すように、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間隔ｄ１を、異種金属部材３２と入口側タンク２３との最短距離Ｄ５および異種金属部材３２と出口側タンク２４との最短距離Ｄ６よりも小さく設定している。
【００５２】
これにより、異種金属部材３２と入口側、出口側タンク２３、２４との間で局部電池が形成されないようになっており、入口側タンク２３および出口側タンク２４で腐食が発生せず、冷媒漏れが発生することを確実に防止できる。
【００５３】
ちなみに、本実施形態では、サイドプレート２６が陽極側となることから、腐食を考慮して、サイドプレート２６の肉厚を従来よりも厚く設定している。これにより、蒸発器２０全体の耐久性を持たせている。
【００５４】
また、本実施形態では、サイドプレート２６が陽極側となるように、異種金属部材３２をＣｕで構成したが、Ｃｕに限らず、蒸発器２０（チューブ２１）を構成するＡｌよりも自然電位が高い他の金属で構成しても良い。
【００５５】
次に、このような構成の結露センサ３０を用いたＥＣＵ４０の蒸発器２０の温度制御について説明する。図４は、ＥＣＵが実行する蒸発器の濡れ制御を示すタイムチャートである。
【００５６】
この蒸発器２０の濡れ制御とは、臭い発生の防止と省エネの両立を図るために、蒸発器２０の表面を濡れた状態での上限温度、すなわち、ほぼ露点温度となるように蒸発器の温度を制御するものである。
【００５７】
ＥＣＵ４０は、蒸発器表面の濡れ状況に応じて、フィン２２の温度を検出する蒸発器温度センサの検出温度が目標の蒸発器温度ＴＥＯとなるように、圧縮機の冷媒吐出能力（例えば、可変容量式の圧縮機では、圧縮機の冷媒吐出容量）を制御する。
【００５８】
具体的には、図４に示すように、時刻ｔ０で、エンジンＯＮ→Ａ／ＣスイッチＯＮとなったとき、ＥＣＵ４０は、初期設定等を実施して圧縮機の作動を開始する。このとき、目標蒸発器温度ＴＥＯとして、外気温等の空調熱負荷に基づいて算出した初期値を用いる。
【００５９】
そして、時刻ｔ０から時間が経過して、実際の蒸発器温度が露点よりも下がると、蒸発器表面が結露し始める（濡れ始める）。この結露水が結露センサ３０に接触すると、結露センサ３０が電気化学反応（局部電池反応）を開始して起電力が発生する。この起電力はＡ／Ｄコンバータ４１によって検出されるので、時刻ｔ１〜ｔ２のように、結露センサの出力電圧が所定値となった場合に、ＥＣＵ４０は、蒸発器表面が濡れていると判定する。
【００６０】
ＥＣＵ４０は、蒸発器表面が濡れていると判定している間（時刻ｔ１〜ｔ２の間）、ＴＥＯを所定値（例えば、０．５℃）ずつ段階的に上昇させる。すなわち、時刻ｔ０〜ｔ１の間は、ＴＥＯを初期値で固定していたが、時刻ｔ１〜ｔ２の間では、ＴＥＯを初期値から所定時間毎に所定値ずつ上昇させる。
【００６１】
このように、ＴＥＯを少しずつ段階的に上昇させていくと、実際の蒸発器温度は、いつか露点温度以上の範囲となる。この範囲では、結露水が発生せず、蒸発器表面に結露水が存在しなくなるため、結露センサ３０の出力電圧は０Ｖとなる（時刻ｔ２）。この場合、ＥＣＵは、蒸発器表面が乾いていると判定し、ＴＥＯを所定値（例えば０．５℃もしくはそれ以上）ずつ段階的に下降させる（時刻ｔ２〜ｔ３）。
【００６２】
これにより、実際の蒸発器温度が露点よりも下がり、再度、蒸発器表面に結露水が発生する。
【００６３】
時刻ｔ３以降では、このようなＴＥＯの上昇と下降とを繰り返すことで、蒸発器温度をほぼ露点温度となるよう制御でき、蒸発器表面を濡れた状態に維持することが可能となる。
【００６４】
（第２実施形態）
図５に、本実施形態の結露センサ３０の部分断面斜視図を示す。
【００６５】
第１実施形態では、異種金属部材３２を、チューブ２１を構成するＡｌよりも自然電位が高い金属で構成したが、本実施形態では、異種金属部材３２を、チューブ２１を構成するＡｌよりも自然電位が低い金属、例えば、Ｚｎ、Ｍｇ等で構成している（図３参照）。
【００６６】
そして、異種金属部材３２をＥＣＵ４０内のＡ／Ｄコンバータ４１に接続し、サイドプレート２６をＧＮＤに接続している。なお、結露センサ３０の他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６７】
本実施形態では、異種金属部材３２の方がサイドプレート２６よりも自然電位が低い金属で構成されているので、異種金属部材３２が陽極側となる。この結果、腐食は異種金属部材３２で発生し、サイドプレート２６で発生しないので、サイドプレート２６の腐食を防止できる。
【００６８】
（第３実施形態）
図６（ａ）、（ｂ）にそれぞれ本実施形態の結露センサ３０の部分断面斜視図、断面図を示す。本実施形態の結露センサ３０は、フィン２２の位置に局部電池を形成するようにしたものである。
【００６９】
具体的には、本実施形態の結露センサ３０は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１実施形態の図２（ａ）の結露センサ３０に対して、異種金属部材３２の位置をフィン２２側にずらしたものである。異種金属部材３２は、チューブ２１を電極として局部電池が形成されず、フィン２２を電極として局部電池が形成されるように、フィン２２の表面上のチューブ２１から離れた位置に配置されている。フィン２２が本発明の第１金属部材に相当し、異種金属部材３２が本発明の第２金属部材に相当する。
【００７０】
また、異種金属部材３２は、絶縁体３１の上に積層されているため、異種金属部材３２とフィン２２との間が空いており、両者が非接触の状態となっている。このため、図６（ｂ）に示すように、異種金属部材３２とフィン２２との間に結露水Ｗが付着しやすい構成となっている。
【００７１】
異種金属部材３２は、第１実施形態と同様に、フィン２２を構成するＡｌよりも自然電位が高い金属、例えば、Ｃｕ等で構成されている。このため、本実施形態では、フィン２２が陽極側となる。
【００７２】
また、フィン２２と異種金属部材３２とは、ＥＣＵ４０を介して、両者の間に電流が流れる回路が構成されており、陽極側のフィン２２がサイドプレート２６を介してＥＣＵ４０内のＡ／Ｄコンバータ４１に電気的に接続され、異種金属部材３２がＧＮＤに接続されている。
【００７３】
また、図６（ｂ）に示すように、異種金属部材３２は、フィン２２と異種金属部材３２との間隔ｄ２は、チューブ２１と異種金属部材３２との最短距離Ｄ２よりも小さく設定されている。
【００７４】
これにより、本実施形態では、確実に、フィン２２と異種金属部材３２との間で局部電池が形成され、チューブ２１と異種金属部材３２との間で局部電池が形成されないようになっている。この結果、腐食は、フィン２２で発生し、チューブ２１で発生しないので、冷媒漏れが発生することを確実に防止できる。
【００７５】
同様に、入口側タンク２３および出口側タンク２４で腐食が発生しないように、異種金属部材３２は、入口側、出口側タンク２３、２４から離れた位置に配置されており、フィン２２と異種金属部材３２との間隔ｄ２を、異種金属部材３２と入口側タンク２３との最短距離Ｄ５および異種金属部材３２と出口側タンク２４との最短距離Ｄ６よりも小さくしている。
【００７６】
なお、本実施形態では、フィン２２と異種金属部材３２との間隔ｄ２は、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間隔ｄ１と同じであるため、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間に結露水が存在すれば、第１実施形態と同様に、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間でも局部電池が形成される。しかし、本実施形態は、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間よりも、フィン２２と異種金属部材３２との間に、結露水が付着しやすいので、局部電池は、主に、フィン２２と異種金属部材３２との間で形成される。
【００７７】
また、本実施形態では、フィン２２を構成するＡｌよりも自然電位が高い金属で異種金属部材３２を構成したが、第２実施形態のように、フィン２２を構成するＡｌよりも自然電位が低い金属で異種金属部材３２を構成することもできる。これにより、フィン２２の腐食を防止できる。
【００７８】
（第４実施形態）
図７に本実施形態の結露センサの部分断面斜視図を示す。第１、第２実施形態では、サイドプレート２６を局部電池の一方の電極として用いたが、本実施形態では、サイドプレート２６の代わりに、サイドプレート２６とは別の金属部材３３を局部電池の一方の電極として用いている。
【００７９】
すなわち、図７に示すように、サイドプレート２６の表面上に、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２とを配置している。第１異種金属部材３３がサイドプレート２６側に位置し、第２異種金属部材３２がサイドプレート２６から離れた側に位置し、第２異種金属部材３２が第１実施形態の異種金属部材３２に対応している。なお、本実施形態の第１、第２異種金属部材３３、３２が、それぞれ、本発明の第１、第２金属部材に相当する。
【００８０】
第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２は、互いに種類が異なる金属で構成された金属部材であり、蒸発器２０を構成する金属（Ａｌ）よりも自然電位が高い金属、例えば、ＣｕとＡｕで構成されている。
【００８１】
そして、サイドプレート２６と第１異種金属部材３３との間には、断面コ字形状の絶縁体３１の一部分３１ａが位置し、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２との間には、絶縁体３１の他の部分３１ｂが位置している。これにより、サイドプレート２６と第１異種金属部材３３とは絶縁され、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２とは非接触状態となっている。
【００８２】
また、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２とは、ＥＣＵ４０と電気的に接続されており、ＥＣＵ４０を介して、両者の間に電流が流れる回路が構成されている。第１異種金属部材３３がＥＣＵ４０内のＡ／Ｄコンバータ４１に接続され、第２異種金属部材３２がＧＮＤに接続されている。
【００８３】
これにより、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２との間に結露水が存在すると、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２との間で局部電池を形成する構成となっている。
【００８４】
ここで、局部電池を形成する場所として、チューブ２１の位置を選び、第１、第２異種金属部材３３、３２をチューブ２１の表面上に配置すると、第１、第２異種金属部材３３、３２はチューブ２１よりも自然電位が高い金属で構成されているので、チューブ２１と第１、第２異種金属部材３３、３２との間で局部電池が形成され、チューブ２１が陽極側となって腐食してしまう恐れがある。
【００８５】
そこで、本実施形態では、チューブ２１を電極として局部電池が形成されないように、チューブ２１から離れたサイドプレート２６の表面上に第１、第２異種金属部材３３、３２を配置して、サイドプレート２６の位置で局部電池が形成されるようにしている。
【００８６】
さらに第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２との間隔ｄ３を、チューブ２１と第１異種金属部材３３との最短距離Ｄ３およびチューブ２１と第２異種金属部材３２との最短距離Ｄ４よりも小さく設定している。
【００８７】
これにより、確実に、第１、第２異種金属部材３３、３２間で局部電池が形成され、チューブ２１と第１、第２異種金属部材３３、３２との間で局部電池が形成されないようになっている。この結果、腐食は、第１、第２異種金属部材３３、３２のうち自然電位が低い第１異種金属部材３２で発生し、チューブ２１で発生しないので、冷媒漏れが発生することを確実に防止できる。
【００８８】
また、図示しないが、入口側タンク２３および出口側タンク２４についても、チューブ２１と同様に、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２との間隔ｄ３が、入口側、出口側タンク２３、２４と第１異種金属部材３３との最短距離および入口側、出口側タンク２３、２４と第２異種金属部材３２との最短距離よりも小さく設定されている。これにより、入口側タンク２３および出口側タンク２４において、第１、第２異種金属部材３３、３２との間で局部電池が形成されないようになっている。
【００８９】
なお、本実施形態では、サイドプレート２６に近い側の第１異種金属部材３３を、蒸発器２０を構成する金属（Ａｌ）よりも自然電位が高い金属で構成したが、蒸発器２０を構成する金属と同じ金属（Ａｌ）で構成しても良い。これにより、第１異種金属部材３３とフィン２２、サイドプレート２６との間での局部電池が形成されるのを防止でき、フィン２２、サイドプレート２６の腐食を防止できる。なお、この効果については、第１異種金属部材３３を、蒸発器２０と同じ金属で構成する場合だけでなく、蒸発器２０を構成する金属と自然電位が同程度の金属で構成した場合でも得られる。ちなみに、ここでいう自然電位が同程度とは、自然電位差が±０．２５Ｖ程度以内を意味する。
【００９０】
また、フィン２２、サイドプレート２６の腐食を防止するという観点より、第１異種金属部材３３を、蒸発器２０を構成する金属（Ａｌ）よりも自然電位が低い金属で構成しても良い。
【００９１】
（他の実施形態）
（１）上述の各実施形態では、蒸発器２０の設けられた一対のサイドプレート２６の一方に、結露センサ３０を設けたが、一対のサイドプレート２６の両方に結露センサ３０を設けても良い。
【００９２】
また、異種金属部材３２の大きさは、図１（ａ）、（ｂ）に示す大きさに限らず、他の大きさに変更しても良い。
【００９３】
（２）第１、第２実施形態では、サイドプレート２６と異種金属部材３２とを非接触の状態とするために、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間に、絶縁体３１を配置したが、サイドプレート２６と異種金属部材３２とを非接触の状態にできれば、絶縁体３１を省略しても良い。
【００９４】
同様に、第４実施形態における第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２とを非接触状態にできれば、その間に配置した絶縁体３１を省略しても良い。
【００９５】
（３）上述の各実施形態では、局部電池の起電力、すなわち、出力電圧の大きさから結露水を検出したが、局部電池の電流の大きさから結露水を検出するようにしても良い。ちなみに、一般的に、電圧を用いて電流が測定されることから、電流の大きさから結露水を検出する場合も、起電力（電圧）に基づいて、結露水を検出していると言える。
【００９６】
（４）上述の各実施形態では、結露センサによる結露水の検出対象が、車両用空調装置の熱交換器であったが、結露センサによる結露水の検出対象を、車両以外の他の空調装置の熱交換器とすることもできる。また、結露センサによる結露水の検出対象の熱交換器は、冷媒と送風空気との熱交換によって冷媒が蒸発する蒸発器に限らず、冷媒が蒸発しない熱交換器であっても良い。
【００９７】
（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】
【００９８】
２０ 蒸発器（熱交換器）
２１ チューブ（冷媒通路の形成部品）
２２ フィン（冷媒通路の非形成部品、第１金属部材）
２３ 入口側タンク（冷媒通路の形成部品）
２４ 出口側タンク（冷媒通路の形成部品）
２６ サイドプレート（冷媒通路の非形成部品、第１金属部材）
３０ 結露センサ
３１ 絶縁体
３２ 異種金属部材、第２異種金属部材（第２金属部材）
３３ 第１異種金属部材（第１金属部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風空気と冷媒との間で熱交換させる熱交換器に設けられ、熱交換器の表面に存在する結露水を検出する結露センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置では、特許文献１に記載のように、車室内に向かう送風空気を冷却する蒸発器の表面に結露水が存在する状態（蒸発器の表面が濡れている状態）の上限温度となるように、蒸発器の温度を制御している。
【０００３】
この蒸発器の温度制御では、蒸発器の空気流れ上流側に設けた温・湿度センサによって、蒸発器に吸入される空気の温度および湿度を測定し、その測定結果から吸入空気の露点温度を算出し、この算出した露点温度に応じて、蒸発器の表面に結露が生じるように蒸発器の目標温度を設定している。
【０００４】
また、温・湿度センサとしては、一般的に、温度により抵抗値が変化することで温度を検出するサーミスタと湿度により抵抗値（もしくは静電容量）が変化することにより湿度を検出する感湿膜とを一体で構成したものが採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３７５３２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、上述した従来の温・湿度センサでは、湿度を検出するために乾湿膜という特殊な材料が必要となる。また、温・湿度センサは、空気の温度および湿度を測定するものであるため、温度と湿度の２つの値から露点温度を算出するための複雑な処理回路が必要となる。このため、従来よりも単純な構成で、蒸発器表面に存在する結露水を検出できる結露センサが望まれる。
【０００７】
そこで、本発明者は、種類の異なる２種類の金属部材の間に水分などの電解溶液が存在する場合、その２種類の金属部材を電極とした局部電池が形成され、この局部電池から起電力が発生することから、この局部電池を利用して結露水を検出する構成の結露センサを検討した。この結露センサによれば、局部電池を形成する２種類の金属部材と、局部電池の起電力を検出する検出手段とがあれば、結露水が検出できることから、乾湿膜や露点算出用の複雑な処理回路が不要となり、従来よりも単純な構成となる。
【０００８】
ところが、局部電池の陽極側では、金属がイオン化し水分中に溶け出して電子が生じる反応が起きるので、陽極側の金属が腐食する。このため、局部電池の形成場所によっては、チューブ等の冷媒通路を形成する冷媒通路の形成部品が、局部電池の陽極側となって腐食し、冷媒が漏れてしまう問題が生じる。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、従来よりも単純な構成であって、冷媒通路の形成部品の腐食を防止しつつ、熱交換器の表面に存在する結露水を検出できる結露センサ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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒通路を流れる冷媒と冷媒通路の外側を流れる送風空気との間で熱交換させる熱交換器（２０）に設けられ、熱交換器（２０）の表面に存在する結露水を検出する結露センサにおいて、
互いに非接触状態の自然電位が異なる第１金属部材（２２、２６、３３）と第２金属部材（３２）とを有し、第１金属部材（２２、２６、３３）と第２金属部材（３２）との間に結露水が存在する場合に、第１金属部材（２２、２６、３３）と第２金属部材（３２）とを電極とした局部電池が形成され、局部電池の起電力に基づいて結露水を検出する構成であって、
第１金属部材（２２、２６、３３）と第２金属部材（３２）は、熱交換器（２０）のうち冷媒通路を形成する冷媒通路の形成部品（２１、２３、２４）とは異なる部位に位置することを特徴としている。
【００１１】
これによると、局部電池を利用して結露水を検出する構成としているので、従来よりも単純な構成で、熱交換器の表面に存在する結露水を検出することができる。
【００１２】
そして、本発明では、第１、第２金属部材が熱交換器のうち冷媒通路の形成部品とは異なる部位に位置するので、この位置に局部電池を形成させることができ、冷媒通路の形成部品で局部電池が形成されるのを防止できる。この結果、冷媒通路の形成部品の腐食を防止できる。
【００１３】
請求項１に記載の第１金属部材としては、請求項２に記載の発明のように、冷媒通路の非形成部品を用いることができる。
【００１４】
この場合では、第２金属部材（３２）を、冷媒通路の非形成部品（２２、２６）の表面上に配置し、
第１金属部材（２２、２６）と第２金属部材（３２）との間隔（ｄ１、ｄ２）を、冷媒通路の形成部品（２１）と第２金属部材（３２）の最短距離（Ｄ１、Ｄ２）よりも短く設定することが好ましい。
【００１５】
これによると、距離が遠い金属同士よりも距離が近い金属同士の方が局部電池を形成しやすいことから、確実に、冷媒通路の非形成部品と第２金属部材の間で局部電池が形成され、冷媒通路の形成部品と第２金属部材との間で局部電池が形成されないようにできる。この結果、冷媒通路の形成部品の腐食を確実に防止できる。
【００１６】
また、請求項１に記載の第１金属部材としては、請求項３に記載の発明のように、冷媒通路の非形成部品とは別の部材を用いることができる。
【００１７】
この場合では、第１金属部材（３３）と第２金属部材（３２）を、熱交換器（２０）のうち冷媒通路を形成しない冷媒通路の非形成部品（２６）の表面上に配置し、
第１金属部材（３３）と第２金属部材（３２）との間隔（ｄ３）を、冷媒通路の形成部品（２１）と第１金属部材（３３）との最短距離（Ｄ３）および冷媒通路の形成部品（２１）と第２金属部材（３２）の最短距離（Ｄ４）よりも小さく設定することが好ましい。
【００１８】
これによると、距離が遠い金属同士よりも距離が近い金属同士の方が局部電池を形成しやすいことから、確実に、第１、第２金属部材の間で局部電池が形成され、冷媒通路の形成部品と第１、第２金属部材の一方との間で局部電池が形成されないようにできる。この結果、冷媒通路の形成部品の腐食を確実に防止できる。
【００１９】
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ものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態における車両用空調装置の部分断面図であり、（ｂ）は蒸発器の斜視図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１（ｂ）中の領域Ａ１の部分断面斜視図、断面図である。
【図３】金属の自然電位を示す図表である。
【図４】第１実施形態の結露センサを用いた蒸発器の濡れ制御を示すタイムチャートである。
【図５】第２実施形態の結露センサの部分断面斜視図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ第３実施形態の結露センサの部分断面斜視図、断面図である。
【図７】第４実施形態の結露センサの部分断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（第１実施形態）
本実施形態は、車両用空調装置の蒸発器表面に存在する結露水を検出する結露センサに本発明を適用したものである。図１（ａ）に車両用空調装置の部分断面図を示し、図１（ｂ）に蒸発器の斜視図を示す。なお、図１（ａ）、（ｂ）の上下方向が車両の上下方向である。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、車両用空調装置１は、車室内に向かう送風空気の空気通路を形成する空調ケース１０と、空調ケース内に収容された蒸発器２０とを備えている。
【００２４】
蒸発器２０は、送風機によって形成された車室内に向かう送風空気と冷媒との間の熱交換によって、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器２０は、図示しない圧縮機、放熱器、減圧装置とともに冷媒の循環回路を構成し、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成している。
【００２５】
また、図示しないが、空調ケースには、送風空気を形成する送風機と、蒸発器通過後の空気を加熱する加熱用熱交換器と、加熱用熱交換器を迂回して流れる蒸発器通過後の空気と加熱用熱交換器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収容されている。
【００２６】
また、車両用空調装置は、送風機、圧縮機、エアミックスドア等の各種機器を制御する制御装置（ＥＣＵ）を備えている。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、蒸発器２０は、冷媒が流れる冷媒通路を形成する複数のチューブ２１と、チューブ２１の外面に設けられ、冷媒と空気との熱交換を促進させるフィン２２と、複数のチューブ２１の一端側に連通し、蒸発器２０の冷媒入口から流入した冷媒を複数のチューブ２１に分配させる入口側タンク２３と、複数のチューブ２１の他端側に連通し、複数のチューブ２１を流れる冷媒を集合させて蒸発器２０の冷媒出口から冷媒を流出させる出口側タンク２４と、複数本のチューブ２１およびフィン２２によって構成される熱交換コア部２５の端部に設けられ、蒸発器２０の形状および強度を保つためのサイドプレート２６とを備えている。
【００２８】
チューブ２１、フィン２２、入口側タンク２３、出口側タンク２４、サイドプレート２６は、同じ金属、例えば、Ａｌで構成されている。チューブ２１、入口側タンク２３および出口側タンク２４が冷媒通路を形成する冷媒通路の形成部品であり、フィン２２とサイドプレート２６が冷媒通路を形成しない冷媒通路の非形成部品である。
【００２９】
サイドプレート２６は、断面コ字形状であって、熱交換コア部２５のうち最も外側に位置するフィン２２と接合している。
【００３０】
このような構成の蒸発器２０は、熱交換コア部２５において、チューブ２１内を流れる冷媒と、空調ケース１０内を流れる空気とが、フィン２２を介して熱交換することにより、冷媒が空気の熱を吸熱して、空気を冷却する。
【００３１】
そして、図１（ａ）に示すように、送風により蒸発器２０の空気流れ下流側に排出される結露水Ｗを検出するため、結露センサ３０が蒸発器２０の空気流れ下流側の部位に設けられている。具体的には、図１（ｂ）に示すように、結露センサ３０は、蒸発器２０の設けられた一対のサイドプレート２６の一方であって、サイドプレート２６のうち蒸発器２０の空気流れ下流側の部位に設けられている。
【００３２】
ここで、図２（ａ）、（ｂ）に結露センサの拡大図を示す。図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図１（ｂ）中の領域Ａ１の部分断面斜視図、断面図である。
【００３３】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、結露センサ３０は、サイドプレート２６と、絶縁体３１と、異種金属部材３２とを有して構成されている。サイドプレート２６が本発明の第１金属部材に相当し、異種金属部材３２が本発明の第２金属部材に相当する。具体的には、断面コ字形状のサイドプレート２６のうちフィン２２から離れる側に屈曲している部分２６ａの上に、平板形状の絶縁体３１と、平板形状の異種金属部材３２とが順に積層されている。そして、異種金属部材３２のフィン２２側の端面の位置が、サイドプレート２６のフィン２２側の端面の位置と一致している。これにより、異種金属部材３２とサイドプレート２６とにわたって結露水が付着しやすい構成となっている。
【００３４】
異種金属部材３２は、サイドプレート２６を構成する金属（本例では、Ａｌ）とは異なる種類の金属材料で構成された部材であり、本例では、Ｃｕで構成されている。
【００３５】
絶縁体３１は、サイドプレート２６と異種金属部材３２とを非接触の状態とするために用いられており、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間に配置されている。絶縁体３１としては、樹脂、セラミックス等の絶縁材料で構成されたものを用いることができる。絶縁体３１は、サイドプレート２６および異種金属部材３２と接着等によって固定されている。
【００３６】
そして、サイドプレート２６と異種金属部材３２とは、ＥＣＵ４０と電気的に接続されており、ＥＣＵ４０を介して、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間に電流が流れる回路が構成されている。サイドプレート２６はＥＣＵ４０内のＡ／Ｄコンバータ４１に接続され、異種金属部材３２はＧＮＤに接続されている。
【００３７】
Ａ／Ｄコンバータ４１は、ＥＣＵ４０の入力部および起電力の検出部として機能する部分であり、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間に発生した電圧をアナログ値からデジタル値に変換するものである。
【００３８】
本実施形態の結露センサ３０は、サイドプレート２６の空気流れ下流側の部位に局部電池（腐食電池もしくは水電池とも言われる）を形成し、この局部電池の起電力に基づいて、蒸発器表面に存在する結露水を検出するものである。
【００３９】
ここで、局部電池は、互いに非接触状態である種類の異なる２種類の金属の間（異種金属間）に水分などの電解溶液が存在する場合に形成されるものであり、両者の自然電位が異なることから、異種金属間に電位差（電圧、起電力）が生じ、電流が流れる。
【００４０】
図３に、Ａｌ、Ｃｕおよび他の金属の自然電位を示す。本実施形態では、サイドプレート２６と異種金属部材３２とを非接触状態としており、サイドプレート２６を構成するＡｌと、異種金属部材を構成するＣｕの自然電位は、図３に示すように、それぞれ、「−０．７５」Ｖ、「−０．２」Ｖであり、両者の自然電位は異なっている。
【００４１】
このため、図２（ｂ）に示すように、サイドプレート２６と異種金属部材３２の両方のフィン２２側の端面にわたって結露水Ｗが存在すると、サイドプレート２６と異種金属部材３２とを電極とした局部電池が形成され、この局部電池で発生した電圧が結露センサ３０から出力される。このときの結露センサ３０の出力電圧Ｖｓは、Ｖｓ＝−０．２−（−０．７５）＝０．５５（Ｖ）となる。
【００４２】
したがって、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間の電圧を測定し、測定した電圧値が０よりも大きな所定値となっていれば、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間に結露水Ｗが存在することがわかる。
【００４３】
このように、本実施形態の結露センサ３０は、サイドプレート２６の上に、絶縁体３１、異種金属部材３２を積層した構造であり、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間の電圧を検出する構成なので、上記背景技術の欄で説明した温・湿度センサと比較して、乾湿膜や露点算出用の複雑な処理回路が不要となり、従来よりも単純な構成となっている。
【００４４】
ところで、上記発明が解決しようとする課題の欄で説明した通り、局部電池では、自然電位の低い方の金属が陽極側となり、陽極側の金属がイオン化し水分中に溶け出すので、陽極側の金属が腐食し、やせ細ってしまう。
【００４５】
このため、局部電池を形成する場所として、本実施形態と異なり、チューブ２１の位置を選び、チューブ２１の表面上に異種金属部材３２を配置して、チューブ２１と異種金属部材３２との間で局部電池を形成させると、チューブ２１を構成するＡｌは、異種金属部材３２を構成するＣｕよりも自然電位が低いので、チューブ２１が陽極側となり、腐食によってチューブ２１の機械的強度が低下して、チューブ２１内を流れる冷媒が漏れてしまうことが考えられる。
【００４６】
そこで、本実施形態では、チューブ２１を電極として局部電池が形成されず、サイドプレート２６を電極として局部電池が形成されるように、サイドプレート２６の表面上に異種金属部材３２を配置している。
【００４７】
さらに、絶縁体３１の厚さｄ１、すなわち、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間隔ｄ１を、チューブ２１と異種金属部材３２との最短距離Ｄ１よりも小さく設定している。これは、金属同士の間に存在する水分は電気抵抗となり、金属同士の距離が遠いほど電気抵抗が大きくなるため、距離が遠い金属同士よりも距離が近い金属同士の方が、局部電池が形成されやすいからである。
【００４８】
これにより、本実施形態では、確実に、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間で局部電池が形成され、チューブ２１と異種金属部材３２との間で局部電池が形成されないようになっている。
【００４９】
この結果、腐食は、サイドプレート２６で発生し、チューブ２１で発生しないので、冷媒漏れが発生することを確実に防止できる。
【００５０】
なお、蒸発器２０の表面に発生した結露水は、送風によって空気流れ下流側に流されるため、チューブ２１とサイドプレート２６とを繋ぐように結露水が存在することはない。そこで、本実施形態では、異種金属部材３２のフィン２２側の端面の位置を、サイドプレート２６のフィン２２側の端面に一致させて、チューブ２１と異種金属部材３２との間に結露水が存在しないようにしている。これによっても、本実施形態では、チューブ２１と異種金属部材３２との間で局部電池が形成されないようになっている。
【００５１】
また、本実施形態では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、異種金属部材３２を入口側、出口側タンク２３、２４から離して配置しており、図１（ｂ）に示すように、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間隔ｄ１を、異種金属部材３２と入口側タンク２３との最短距離Ｄ５および異種金属部材３２と出口側タンク２４との最短距離Ｄ６よりも小さく設定している。
【００５２】
これにより、異種金属部材３２と入口側、出口側タンク２３、２４との間で局部電池が形成されないようになっており、入口側タンク２３および出口側タンク２４で腐食が発生せず、冷媒漏れが発生することを確実に防止できる。
【００５３】
ちなみに、本実施形態では、サイドプレート２６が陽極側となることから、腐食を考慮して、サイドプレート２６の肉厚を従来よりも厚く設定している。これにより、蒸発器２０全体の耐久性を持たせている。
【００５４】
また、本実施形態では、サイドプレート２６が陽極側となるように、異種金属部材３２をＣｕで構成したが、Ｃｕに限らず、蒸発器２０（チューブ２１）を構成するＡｌよりも自然電位が高い他の金属で構成しても良い。
【００５５】
次に、このような構成の結露センサ３０を用いたＥＣＵ４０の蒸発器２０の温度制御について説明する。図４は、ＥＣＵが実行する蒸発器の濡れ制御を示すタイムチャートである。
【００５６】
この蒸発器２０の濡れ制御とは、臭い発生の防止と省エネの両立を図るために、蒸発器２０の表面を濡れた状態での上限温度、すなわち、ほぼ露点温度となるように蒸発器の温度を制御するものである。
【００５７】
ＥＣＵ４０は、蒸発器表面の濡れ状況に応じて、フィン２２の温度を検出する蒸発器温度センサの検出温度が目標の蒸発器温度ＴＥＯとなるように、圧縮機の冷媒吐出能力（例えば、可変容量式の圧縮機では、圧縮機の冷媒吐出容量）を制御する。
【００５８】
具体的には、図４に示すように、時刻ｔ０で、エンジンＯＮ→Ａ／ＣスイッチＯＮとなったとき、ＥＣＵ４０は、初期設定等を実施して圧縮機の作動を開始する。このとき、目標蒸発器温度ＴＥＯとして、外気温等の空調熱負荷に基づいて算出した初期値を用いる。
【００５９】
そして、時刻ｔ０から時間が経過して、実際の蒸発器温度が露点よりも下がると、蒸発器表面が結露し始める（濡れ始める）。この結露水が結露センサ３０に接触すると、結露センサ３０が電気化学反応（局部電池反応）を開始して起電力が発生する。この起電力はＡ／Ｄコンバータ４１によって検出されるので、時刻ｔ１〜ｔ２のように、結露センサの出力電圧が所定値となった場合に、ＥＣＵ４０は、蒸発器表面が濡れていると判定する。
【００６０】
ＥＣＵ４０は、蒸発器表面が濡れていると判定している間（時刻ｔ１〜ｔ２の間）、ＴＥＯを所定値（例えば、０．５℃）ずつ段階的に上昇させる。すなわち、時刻ｔ０〜ｔ１の間は、ＴＥＯを初期値で固定していたが、時刻ｔ１〜ｔ２の間では、ＴＥＯを初期値から所定時間毎に所定値ずつ上昇させる。
【００６１】
このように、ＴＥＯを少しずつ段階的に上昇させていくと、実際の蒸発器温度は、いつか露点温度以上の範囲となる。この範囲では、結露水が発生せず、蒸発器表面に結露水が存在しなくなるため、結露センサ３０の出力電圧は０Ｖとなる（時刻ｔ２）。この場合、ＥＣＵは、蒸発器表面が乾いていると判定し、ＴＥＯを所定値（例えば０．５℃もしくはそれ以上）ずつ段階的に下降させる（時刻ｔ２〜ｔ３）。
【００６２】
これにより、実際の蒸発器温度が露点よりも下がり、再度、蒸発器表面に結露水が発生する。
【００６３】
時刻ｔ３以降では、このようなＴＥＯの上昇と下降とを繰り返すことで、蒸発器温度をほぼ露点温度となるよう制御でき、蒸発器表面を濡れた状態に維持することが可能となる。
【００６４】
（第２実施形態）
図５に、本実施形態の結露センサ３０の部分断面斜視図を示す。
【００６５】
第１実施形態では、異種金属部材３２を、チューブ２１を構成するＡｌよりも自然電位が高い金属で構成したが、本実施形態では、異種金属部材３２を、チューブ２１を構成するＡｌよりも自然電位が低い金属、例えば、Ｚｎ、Ｍｇ等で構成している（図３参照）。
【００６６】
そして、異種金属部材３２をＥＣＵ４０内のＡ／Ｄコンバータ４１に接続し、サイドプレート２６をＧＮＤに接続している。なお、結露センサ３０の他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６７】
本実施形態では、異種金属部材３２の方がサイドプレート２６よりも自然電位が低い金属で構成されているので、異種金属部材３２が陽極側となる。この結果、腐食は異種金属部材３２で発生し、サイドプレート２６で発生しないので、サイドプレート２６の腐食を防止できる。
【００６８】
（第３実施形態）
図６（ａ）、（ｂ）にそれぞれ本実施形態の結露センサ３０の部分断面斜視図、断面図を示す。本実施形態の結露センサ３０は、フィン２２の位置に局部電池を形成するようにしたものである。
【００６９】
具体的には、本実施形態の結露センサ３０は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１実施形態の図２（ａ）の結露センサ３０に対して、異種金属部材３２の位置をフィン２２側にずらしたものである。異種金属部材３２は、チューブ２１を電極として局部電池が形成されず、フィン２２を電極として局部電池が形成されるように、フィン２２の表面上のチューブ２１から離れた位置に配置されている。フィン２２が本発明の第１金属部材に相当し、異種金属部材３２が本発明の第２金属部材に相当する。
【００７０】
また、異種金属部材３２は、絶縁体３１の上に積層されているため、異種金属部材３２とフィン２２との間が空いており、両者が非接触の状態となっている。このため、図６（ｂ）に示すように、異種金属部材３２とフィン２２との間に結露水Ｗが付着しやすい構成となっている。
【００７１】
異種金属部材３２は、第１実施形態と同様に、フィン２２を構成するＡｌよりも自然電位が高い金属、例えば、Ｃｕ等で構成されている。このため、本実施形態では、フィン２２が陽極側となる。
【００７２】
また、フィン２２と異種金属部材３２とは、ＥＣＵ４０を介して、両者の間に電流が流れる回路が構成されており、陽極側のフィン２２がサイドプレート２６を介してＥＣＵ４０内のＡ／Ｄコンバータ４１に電気的に接続され、異種金属部材３２がＧＮＤに接続されている。
【００７３】
また、図６（ｂ）に示すように、異種金属部材３２は、フィン２２と異種金属部材３２との間隔ｄ２は、チューブ２１と異種金属部材３２との最短距離Ｄ２よりも小さく設定されている。
【００７４】
これにより、本実施形態では、確実に、フィン２２と異種金属部材３２との間で局部電池が形成され、チューブ２１と異種金属部材３２との間で局部電池が形成されないようになっている。この結果、腐食は、フィン２２で発生し、チューブ２１で発生しないので、冷媒漏れが発生することを確実に防止できる。
【００７５】
同様に、入口側タンク２３および出口側タンク２４で腐食が発生しないように、異種金属部材３２は、入口側、出口側タンク２３、２４から離れた位置に配置されており、フィン２２と異種金属部材３２との間隔ｄ２を、異種金属部材３２と入口側タンク２３との最短距離Ｄ５および異種金属部材３２と出口側タンク２４との最短距離Ｄ６よりも小さくしている。
【００７６】
なお、本実施形態では、フィン２２と異種金属部材３２との間隔ｄ２は、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間隔ｄ１と同じであるため、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間に結露水が存在すれば、第１実施形態と同様に、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間でも局部電池が形成される。しかし、本実施形態は、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間よりも、フィン２２と異種金属部材３２との間に、結露水が付着しやすいので、局部電池は、主に、フィン２２と異種金属部材３２との間で形成される。
【００７７】
また、本実施形態では、フィン２２を構成するＡｌよりも自然電位が高い金属で異種金属部材３２を構成したが、第２実施形態のように、フィン２２を構成するＡｌよりも自然電位が低い金属で異種金属部材３２を構成することもできる。これにより、フィン２２の腐食を防止できる。
【００７８】
（第４実施形態）
図７に本実施形態の結露センサの部分断面斜視図を示す。第１、第２実施形態では、サイドプレート２６を局部電池の一方の電極として用いたが、本実施形態では、サイドプレート２６の代わりに、サイドプレート２６とは別の金属部材３３を局部電池の一方の電極として用いている。
【００７９】
すなわち、図７に示すように、サイドプレート２６の表面上に、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２とを配置している。第１異種金属部材３３がサイドプレート２６側に位置し、第２異種金属部材３２がサイドプレート２６から離れた側に位置し、第２異種金属部材３２が第１実施形態の異種金属部材３２に対応している。なお、本実施形態の第１、第２異種金属部材３３、３２が、それぞれ、本発明の第１、第２金属部材に相当する。
【００８０】
第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２は、互いに種類が異なる金属で構成された金属部材であり、蒸発器２０を構成する金属（Ａｌ）よりも自然電位が高い金属、例えば、ＣｕとＡｕで構成されている。
【００８１】
そして、サイドプレート２６と第１異種金属部材３３との間には、断面コ字形状の絶縁体３１の一部分３１ａが位置し、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２との間には、絶縁体３１の他の部分３１ｂが位置している。これにより、サイドプレート２６と第１異種金属部材３３とは絶縁され、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２とは非接触状態となっている。
【００８２】
また、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２とは、ＥＣＵ４０と電気的に接続されており、ＥＣＵ４０を介して、両者の間に電流が流れる回路が構成されている。第１異種金属部材３３がＥＣＵ４０内のＡ／Ｄコンバータ４１に接続され、第２異種金属部材３２がＧＮＤに接続されている。
【００８３】
これにより、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２との間に結露水が存在すると、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２との間で局部電池を形成する構成となっている。
【００８４】
ここで、局部電池を形成する場所として、チューブ２１の位置を選び、第１、第２異種金属部材３３、３２をチューブ２１の表面上に配置すると、第１、第２異種金属部材３３、３２はチューブ２１よりも自然電位が高い金属で構成されているので、チューブ２１と第１、第２異種金属部材３３、３２との間で局部電池が形成され、チューブ２１が陽極側となって腐食してしまう恐れがある。
【００８５】
そこで、本実施形態では、チューブ２１を電極として局部電池が形成されないように、チューブ２１から離れたサイドプレート２６の表面上に第１、第２異種金属部材３３、３２を配置して、サイドプレート２６の位置で局部電池が形成されるようにしている。
【００８６】
さらに第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２との間隔ｄ３を、チューブ２１と第１異種金属部材３３との最短距離Ｄ３およびチューブ２１と第２異種金属部材３２との最短距離Ｄ４よりも小さく設定している。
【００８７】
これにより、確実に、第１、第２異種金属部材３３、３２間で局部電池が形成され、チューブ２１と第１、第２異種金属部材３３、３２との間で局部電池が形成されないようになっている。この結果、腐食は、第１、第２異種金属部材３３、３２のうち自然電位が低い第１異種金属部材３２で発生し、チューブ２１で発生しないので、冷媒漏れが発生することを確実に防止できる。
【００８８】
また、図示しないが、入口側タンク２３および出口側タンク２４についても、チューブ２１と同様に、第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２との間隔ｄ３が、入口側、出口側タンク２３、２４と第１異種金属部材３３との最短距離および入口側、出口側タンク２３、２４と第２異種金属部材３２との最短距離よりも小さく設定されている。これにより、入口側タンク２３および出口側タンク２４において、第１、第２異種金属部材３３、３２との間で局部電池が形成されないようになっている。
【００８９】
なお、本実施形態では、サイドプレート２６に近い側の第１異種金属部材３３を、蒸発器２０を構成する金属（Ａｌ）よりも自然電位が高い金属で構成したが、蒸発器２０を構成する金属と同じ金属（Ａｌ）で構成しても良い。これにより、第１異種金属部材３３とフィン２２、サイドプレート２６との間での局部電池が形成されるのを防止でき、フィン２２、サイドプレート２６の腐食を防止できる。なお、この効果については、第１異種金属部材３３を、蒸発器２０と同じ金属で構成する場合だけでなく、蒸発器２０を構成する金属と自然電位が同程度の金属で構成した場合でも得られる。ちなみに、ここでいう自然電位が同程度とは、自然電位差が±０．２５Ｖ程度以内を意味する。
【００９０】
また、フィン２２、サイドプレート２６の腐食を防止するという観点より、第１異種金属部材３３を、蒸発器２０を構成する金属（Ａｌ）よりも自然電位が低い金属で構成しても良い。
【００９１】
（他の実施形態）
（１）上述の各実施形態では、蒸発器２０の設けられた一対のサイドプレート２６の一方に、結露センサ３０を設けたが、一対のサイドプレート２６の両方に結露センサ３０を設けても良い。
【００９２】
また、異種金属部材３２の大きさは、図１（ａ）、（ｂ）に示す大きさに限らず、他の大きさに変更しても良い。
【００９３】
（２）第１、第２実施形態では、サイドプレート２６と異種金属部材３２とを非接触の状態とするために、サイドプレート２６と異種金属部材３２との間に、絶縁体３１を配置したが、サイドプレート２６と異種金属部材３２とを非接触の状態にできれば、絶縁体３１を省略しても良い。
【００９４】
同様に、第４実施形態における第１異種金属部材３３と第２異種金属部材３２とを非接触状態にできれば、その間に配置した絶縁体３１を省略しても良い。
【００９５】
（３）上述の各実施形態では、局部電池の起電力、すなわち、出力電圧の大きさから結露水を検出したが、局部電池の電流の大きさから結露水を検出するようにしても良い。ちなみに、一般的に、電圧を用いて電流が測定されることから、電流の大きさから結露水を検出する場合も、起電力（電圧）に基づいて、結露水を検出していると言える。
【００９６】
（４）上述の各実施形態では、結露センサによる結露水の検出対象が、車両用空調装置の熱交換器であったが、結露センサによる結露水の検出対象を、車両以外の他の空調装置の熱交換器とすることもできる。また、結露センサによる結露水の検出対象の熱交換器は、冷媒と送風空気との熱交換によって冷媒が蒸発する蒸発器に限らず、冷媒が蒸発しない熱交換器であっても良い。
【００９７】
（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】
【００９８】
２０ 蒸発器（熱交換器）
２１ チューブ（冷媒通路の形成部品）
２２ フィン（冷媒通路の非形成部品、第１金属部材）
２３ 入口側タンク（冷媒通路の形成部品）
２４ 出口側タンク（冷媒通路の形成部品）
２６ サイドプレート（冷媒通路の非形成部品、第１金属部材）
３０ 結露センサ
３１ 絶縁体
３２ 異種金属部材、第２異種金属部材（第２金属部材）
３３ 第１異種金属部材（第１金属部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒通路を流れる冷媒と冷媒通路の外側を流れる送風空気との間で熱交換させる熱交換器（２０）に設けられ、前記熱交換器（２０）の表面に存在する結露水を検出する結露センサにおいて、
互いに非接触状態の自然電位が異なる第１金属部材（２２、２６、３３）と第２金属部材（３２）とを有し、前記第１金属部材（２２、２６、３３）と前記第２金属部材（３２）との間に結露水が存在する場合に、前記第１金属部材（２２、２６、３３）と前記第２金属部材（３２）とを電極とした局部電池が形成され、前記局部電池の起電力に基づいて結露水を検出する構成であって、
前記第１金属部材（２２、２６、３３）と前記第２金属部材（３２）は、前記熱交換器（２０）のうち前記冷媒通路を形成する冷媒通路の形成部品（２１、２３、２４）とは異なる部位に位置することを特徴とする結露センサ。
【請求項２】
前記第１金属部材は、前記熱交換器（２０）のうち前記冷媒通路を形成しない冷媒通路の非形成部品（２２、２６）であり、
前記第２金属部材（３２）は、前記冷媒通路の非形成部品（２２、２６）の表面上に配置されており、
前記第１金属部材（２２、２６）と前記第２金属部材（３２）との間隔（ｄ１、ｄ２）が、前記冷媒通路の形成部品（２１）と前記第２金属部材（３２）の最短距離（Ｄ１、Ｄ２）よりも短く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の結露センサ。
【請求項３】
前記第１金属部材（３３）と前記第２金属部材（３２）は、前記熱交換器（２０）のうち冷媒通路を形成しない冷媒通路の非形成部品（２６）の表面上に配置されており、
前記第１金属部材（３３）と前記第２金属部材（３２）との間隔（ｄ３）が、前記冷媒通路の形成部品（２１）と前記第１金属部材（３３）との最短距離（Ｄ３）および前記冷媒通路の形成部品（２１）と前記第２金属部材（３２）の最短距離（Ｄ４）よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の結露センサ。
【請求項１】
冷媒通路を流れる冷媒と冷媒通路の外側を流れる送風空気との間で熱交換させる熱交換器（２０）に設けられ、前記熱交換器（２０）の表面に存在する結露水を検出する結露センサにおいて、
互いに非接触状態の自然電位が異なる第１金属部材（２２、２６、３３）と第２金属部材（３２）とを有し、前記第１金属部材（２２、２６、３３）と前記第２金属部材（３２）との間に結露水が存在する場合に、前記第１金属部材（２２、２６、３３）と前記第２金属部材（３２）とを電極とした局部電池が形成され、前記局部電池の起電力に基づいて結露水を検出する構成であって、
前記第１金属部材（２２、２６、３３）と前記第２金属部材（３２）は、前記熱交換器（２０）のうち前記冷媒通路を形成する冷媒通路の形成部品（２１、２３、２４）とは異なる部位に位置することを特徴とする結露センサ。
【請求項２】
前記第１金属部材は、前記熱交換器（２０）のうち前記冷媒通路を形成しない冷媒通路の非形成部品（２２、２６）であり、
前記第２金属部材（３２）は、前記冷媒通路の非形成部品（２２、２６）の表面上に配置されており、
前記第１金属部材（２２、２６）と前記第２金属部材（３２）との間隔（ｄ１、ｄ２）が、前記冷媒通路の形成部品（２１）と前記第２金属部材（３２）の最短距離（Ｄ１、Ｄ２）よりも短く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の結露センサ。
【請求項３】
前記第１金属部材（３３）と前記第２金属部材（３２）は、前記熱交換器（２０）のうち冷媒通路を形成しない冷媒通路の非形成部品（２６）の表面上に配置されており、
前記第１金属部材（３３）と前記第２金属部材（３２）との間隔（ｄ３）が、前記冷媒通路の形成部品（２１）と前記第１金属部材（３３）との最短距離（Ｄ３）および前記冷媒通路の形成部品（２１）と前記第２金属部材（３２）の最短距離（Ｄ４）よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の結露センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２０９０１３（Ｐ２０１１−２０９０１３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７５１２４（Ｐ２０１０−７５１２４）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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