JPH1035263A - 車両用暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車室内の暖房能力が不足することを補う。 【解決手段】 車両用温水式暖房装置を構成する冷却水
回路４に、ウォータポンプ５と、フロントヒータ２３に
エンジンＥの冷却水を循環させるフロントヒータ回路６
と、リヤヒータ３３にエンジンＥの冷却水を循環させる
リヤヒータ回路７と、エンジンＥのウォータジャケット
１１の冷却水出口付近に連結され、冷却水回路４内を循
環する冷却水を加熱するビスカスヒータ８とを連結し
た。これにより、エンジンＥの発熱量が少なくて冷却水
を充分に温めることができないディーゼルエンジン車の
車室内の前席側空調ゾーンおよび後席側空調ゾーンを暖
房する場合でも、冷却水回路４内を循環する冷却水温を
所定冷却水温まで上昇させることができ、車室内の前席
側空調ゾーンおよび後席側空調ゾーンの暖房能力の不足
を補うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンを冷却す
る冷却水をフロントヒータに循環させるフロントヒータ
回路と、エンジンを冷却する冷却水をリヤヒータに循環
させるリヤヒータ回路とを備えた車両用温水式暖房装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、フロントヒータを通過して加
熱された空気をフロントダクトの吹出口から車室内に吹
き出すことにより車室内の前席側空調ゾーンの暖房を行
うと共に、リヤヒータを通過して加熱された空気をリヤ
ダクトの吹出口から車室内に吹き出すことにより車室内
の後席側空調ゾーンの暖房を行うようにした車両用暖房
装置（所謂デュアルエアコン）がある。このような車両
用暖房装置には、エンジンの排熱により温められた冷却
水をフロントヒータに流し、再度エンジンに戻すフロン
トヒータ回路と、エンジンの排熱により温められた冷却
水をリヤヒータに流し、再度エンジンに戻すリヤヒータ
回路とが設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、例えばディ
ーゼルエンジン車やリーンバーンエンジン車のように、
エンジンの発熱量（排熱量）が少なくてエンジンの冷却
水を充分に温めることができない車両の場合には、エン
ジンがアイドリング回転速度で運転されていると、フロ
ントヒータ回路およびリヤヒータ回路内を流れる冷却水
の温度が所定冷却水温（例えば８０℃）まで上昇しない
ので、特に渋滞走行時の車室内の暖房能力が不足すると
いう不具合があった。

【０００４】

【発明の目的】本発明の目的は、第１加熱用熱交換器お
よび第２加熱用熱交換器の放熱量を大きくして暖房能力
が不足することを防止できる車両用暖房装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、第１循環回路に設けられた第１加熱用熱交換器
および第２循環回路に設けられた第２加熱用熱交換器
に、発熱室内の粘性流体の発生熱により冷却水を加熱す
る剪断発熱器を直列接続することにより、第１加熱用熱
交換器および第２加熱用熱交換器の放熱量が増加する。
それによって、例えばエンジンの発熱量が少なくて冷却
水を充分に温めることができない車両の車室内を暖房す
る場合でも、第１循環回路および第２循環回路中の冷却
水の温度を所定冷却水温まで上昇させることができるの
で、車室内の暖房能力の不足を補うことができる。

【０００６】請求項２に記載の発明によれば、エンジン
で温められ、さらに剪断発熱器で加熱された冷却水が第
１加熱用熱交換器に供給され、その第１加熱用熱交換器
を通過することにより加熱された空気が第１空調ダクト
の第１吹出口から第１空調ゾーンに吹き出される。それ
によって、第１空調ゾーンの暖房能力が向上し、第１空
調ゾーンが充分暖房できる。また、エンジンで温めら
れ、さらに剪断発熱器で加熱された冷却水が第２加熱用
熱交換器に供給され、その第２加熱用熱交換器を通過す
ることにより加熱された空気が第２空調ダクトの第２吹
出口から第２空調ゾーンに吹き出される。それによっ
て、第２空調ゾーンの暖房能力が向上し、第２空調ゾー
ンが充分暖房できる。

【０００７】請求項３に記載の発明によれば、エンジン
の冷却水の温度が所定温度以上の場合には、サーモスタ
ットにより第１循環回路、第２循環回路および第３循環
回路が開かれ、エンジンの冷却水の温度が所定温度以下
の場合には、サーモスタットにより第４循環回路が開か
れる。それによって、エンジンの冷却水の温度が所定温
度以下の時の放熱量を抑えることにより、エンジンの冷
却水の温度を速やかに上昇させることができる。

【０００８】請求項４に記載の発明によれば、剪断発熱
器のロータを回転駆動するエンジンの駆動トルクの上昇
によりエンジンの負荷が増大し、エンジンの排熱量が大
きくなる。それによって、第１加熱用熱交換器および第
２加熱用熱交換器に供給される冷却水の温度が上昇する
ことにより、第１加熱用熱交換器および第２加熱用熱交
換器の放熱量も増大するので、車室内全体の暖房能力を
向上できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】

〔第１実施形態の構成〕図１ないし図４は本発明の第１
実施形態を示したもので、図１は車両用空気調和装置の
冷却水回路を示した図である。

【００１０】本実施形態の車両用空気調和装置１は、水
冷式のディーゼルエンジン（以下エンジンと略す）Ｅを
車両前部に搭載するフロントエンジン車に設けられ、フ
ロントエアコン２およびリヤヒータ装置３を、図示しな
いエアコン制御装置によって制御するように構成された
デュアルエアコンである。

【００１１】フロントエアコン２は、車室内の前部座席
（前席）側空調ゾーンを空調する前席側空調ユニットで
あり、車室内の前方側に、車室内の前席側空調ゾーンに
向けて空気を送るための前席側空調ダクト（以下フロン
トダクトと呼ぶ）２１を配設している。このフロントダ
クト２１は、本発明の第１空調ダクトに相当する部品
で、空気の流れ方向の上流側から下流側に向かって、フ
ロントファン２２、空気冷却手段およびフロントヒータ
２３等が設置されている。

【００１２】フロントダクト２１の風上側には、外気吸
込口２４ａおよび内気吸込口２４ｂを選択的に開閉して
吸込口モードを切り替える内外気切替ドア２４が回動自
在に取り付けられている。フロントダクト２１の風下側
には、デフロスタ吹出口２５ａ、フェイス吹出口２５
ｂ、およびフロントフット吹出口２５ｃを選択的に開閉
して吹出口モードを切り替える２個のモード切替ドア２
５が回動自在に取り付けられている。なお、フロントフ
ット吹出口２５ｃは、本発明の第１吹出口に相当する開
口部で、前席側の乗員の足元部に向けて主に温風を吹き
出す吹出口である。フロントファン２２は、本発明の第
１送風機に相当する部品で、ブロワモータ２６により回
転駆動されて、フロントダクト２１内において車室内の
前席側空調ゾーンへ向かう空気流を発生する前席側ファ
ンである。

【００１３】空気冷却手段としては、自身を通過する空
気を冷却すると共に、車両に搭載された冷凍サイクルの
一構成部品をなすエバポレータ（冷媒蒸発器）２７が設
けられている。なお、冷凍サイクルは、コンプレッサ
（冷媒圧縮機）、コンデンサ（冷媒凝縮器）、レシーバ
（気液分離器）、エキスパンション・バルブ（膨張弁、
減圧装置）、上記のエバポレータ２７およびこれらを環
状に接続する冷媒配管等からなる。コンプレッサは、入
力軸であるシャフト２８を有し、このシャフト２８にエ
ンジンＥの回転動力が伝達されると、エバポレータ２７
より吸入した冷媒を圧縮してコンデンサへ吐出する。

【００１４】フロントヒータ２３は、本発明の第１加熱
用熱交換器に相当する部品で、フロントダクト２１内に
おいてエバポレータ２７よりも空気の流れ方向の下流側
（風下側）に設置されている。このフロントヒータ２３
は、内部にエンジンＥの冷却水が流れ、この冷却水を熱
源としてエバポレータ２７を通過した冷風を再加熱する
前席側ヒータコアである。なお、フロントヒータ２３の
風上側には、エアミックスドア２９が回動自在に取り付
けられている。このエアミックスドア２９は、フロント
ヒータ２３を通過する空気量（温風量）とフロントヒー
タ２３を迂回する空気量（冷風量）とを調節して車室内
に吹き出す空気の温度を調節する吹出温度調節手段であ
る。

【００１５】リヤヒータ装置３は、車室内の後部座席
（後席）側空調ゾーンを暖房する後席側ヒータユニット
であって、車室内の後部座席の下方に、車室内の後席側
空調ゾーンに向けて空気を送るためのリヤダクト３１を
配設している。このリヤダクト３１は、本発明の第２空
調ダクトに相当する部品で、空気の流れ方向の上流側か
ら下流側に向かって、リヤファン３２およびリヤヒータ
３３等が設置されている。リヤダクト３１の風下側に
は、リヤフット吹出口３５が開口している。このリヤフ
ット吹出口３５は、本発明の第２吹出口に相当する開口
部で、後席側の乗員の足元部に向けて主に温風を吹き出
す吹出口である。リヤファン３２は、本発明の第２送風
機に相当する部品で、ブロワモータ３６により回転駆動
されて、リヤダクト３１内において車室内の後席側空調
ゾーンへ向かう空気流を発生する後席側ファンである。

【００１６】リヤヒータ３３は、本発明の第２加熱用熱
交換器に相当する部品で、リヤダクト３１内に設置さ
れ、冷却水回路４中においてはフロントヒータ２３と並
列に接続されている。そして、リヤヒータ３３は、内部
にエンジンＥの冷却水が流れ、この冷却水を熱源として
リヤダクト３１内を流れる空気を加熱する後席側ヒータ
コアである。

【００１７】次に、エンジンＥを暖房主熱源とする温水
式暖房装置に使用される冷却水回路４を図１に基づいて
説明する。この冷却水回路４には、エンジンＥによりベ
ルト駆動されるエンジン補機の１つであるウォータポン
プ５と、エンジンＥを冷却した冷却水が循環するフロン
トヒータ回路６と、このフロントヒータ回路６に並列に
接続され、エンジンＥを冷却した冷却水が循環するリヤ
ヒータ回路７と、エンジンＥの冷却水を更に加熱するビ
スカスヒータ８とが連結されている。

【００１８】エンジンＥは、車両前部に設けられたエン
ジンルーム内に搭載され、運転されることにより排熱を
発生し、その排熱により冷却水を温めるウォータジャケ
ット１１を有している。そのウォータジャケット１１の
冷却水出口には出口流路４ａが連通し、その冷却水入口
には入口流路４ｂが連通している。また、エンジンＥ
は、通電されることによりピニオンギヤ１２がエンジン
Ｅのリングギヤ１３と噛み合うことによりエンジンＥを
始動させるスタータ（直流電動機）１４を備えている。
そして、エンジンＥのクランクシャフト（出力軸）１５
のクランクプーリ（Ｖプーリ）１６には、エンジン補機
に回転動力を伝達するための多段式のＶベルト１７が掛
け渡されている。ウォータポンプ５は、ベルト（図示せ
ず）を介してエンジンＥのクランクシャフト１５に駆動
連結され、冷却水回路４中に冷却水を循環させる部品で
ある。

【００１９】フロントヒータ回路６は、本発明の第１循
環回路に相当する回路で、上流端が出口流路４ａに接続
され、下流端が入口流路４ｂに接続されている。このフ
ロントヒータ回路６は、エンジンＥのウォータジャケッ
ト１１で温められた冷却水をフロントヒータ２３に流
し、再度エンジンＥに戻す前席側ヒータ回路である。

【００２０】リヤヒータ回路７は、本発明の第２循環回
路に相当する回路で、上流端が出口流路４ａに接続さ
れ、下流端が入口流路４ｂに接続され、フロントヒータ
回路６に並列接続されている。このリヤヒータ回路７
は、エンジンＥのウォータジャケット１１で温められた
冷却水をウォータバルブ１８およびリヤヒータ３３に順
に流し、再度エンジンＥに戻す後席側ヒータ回路であ
る。ウォータバルブ１８は、エアコン制御装置により開
度が調節され、開度に応じてリヤヒータ３３に供給され
る冷却水の流量を調節することによりリヤヒータ３３の
放熱量を制御する。このウォータバルブ１８はなくても
良い。

【００２１】次に、ビスカスヒータ８を図１ないし図４
に基づいて簡単に説明する。ここで、図２はエンジンＥ
と動力伝達装置とビスカスヒータ８を示した図で、図３
はビスカスヒータ８とビスカスクラッチ１０を示した図
で、図４はビスカスヒータ８を示した図である。

【００２２】ビスカスヒータ８は、本発明の剪断発熱器
に相当する部品で、エンジンＥの回転動力を各エンジン
補機に伝達する動力伝達装置９を介してエンジンＥに駆
動連結され、エンジンＥの出口流路４ａを通過する冷却
水を加熱する暖房補助熱源である。このビスカスヒータ
８は、エンジンＥのウォータジャケット１１の冷却水出
口よりも下流側に接続され、フロントヒータ回路６とリ
ヤヒータ回路７の上流側に直列に接続されている。な
お、ビスカスヒータ８の構造は後述する。

【００２３】動力伝達装置９は、図１ないし図４に示し
たように、エンジンＥのクランクシャフト１５に取り付
けられたクランクプーリ１６に掛け渡された多段式のＶ
ベルト１７と、このＶベルト１７が掛け渡されるコンプ
レッサの電磁クラッチ（以下エアコンクラッチと呼ぶ）
３０と、Ｖベルト１７にエアコンクラッチ３０（のＶプ
ーリ１９）と共掛けされたビスカスヒータ８の電磁クラ
ッチ（以下ビスカスクラッチと呼ぶ）１０等を有してい
る。

【００２４】このうちビスカスクラッチ１０は、図３に
示したように、通電されると起磁力を発生する電磁コイ
ル４１、エンジンＥによって回転駆動されるロータ４
２、電磁コイル４１の起磁力によってロータ４２に吸着
するアーマチャ４３、このアーマチャ４３に板ばね４４
を介して連結され、ビスカスヒータ８のシャフト３９に
回転動力を与えるインナーハブ４５等から構成されたク
ラッチ手段である。

【００２５】電磁コイル４１は、絶縁皮膜を施した導電
線を巻回したもので、鉄等の磁性材料で形成されたステ
ータ４６内に収容され、エポキシ系樹脂によってステー
タ４６内にモールド固定されている。なお、ステータ４
６は、ビスカスヒータ８のハウジング４０の前面に固定
されている。ロータ４２は、外周にＶベルト１７（図１
および図２参照）が掛け渡されるＶプーリ４７が溶接等
の接合手段により接合され、Ｖベルト１７を介して伝達
されたエンジンＥの回転動力によって常時回転する回転
体（ビスカスクラッチ１０の入力部）である。また、ロ
ータ４２は、鉄等の磁性材料により断面コの字形状に形
成された第１摩擦部材であって、内周側に設けたベアリ
ング４８を介してビスカスヒータ８のハウジング４０の
外周に回転自在に支持されている。

【００２６】アーマチャ４３は、ロータ４２の円環板形
状の摩擦面に軸方向のエアギャップ（例えば０．５ｍｍ
の隙間）を隔てて対向する円環板形状の摩擦面を有し、
鉄等の磁性材料で円環板形状に形成された第２摩擦部材
である。なお、アーマチャ４３は、電磁コイル４１の起
磁力によりロータ４２の摩擦面に吸着（係合）されると
ロータ４２からエンジンＥの回転動力が伝達される。板
ばね４４は、外周側がアーマチャ４３にリベット等の固
定手段により固定され、内周側がインナーハブ４５にリ
ベット等の固定手段により固定されている。この板ばね
４４は、電磁コイル４１の通電停止時にアーマチャ４３
をロータ４２の摩擦面から離脱（解放）させる方向（図
示左方向）へ変位させて初期位置に戻す弾性部材であ
る。インナーハブ４５は、入力側が板ばね４４を介して
アーマチャ４３に駆動連結し、出力側がビスカスヒータ
８のシャフト３９にスプライン嵌合により駆動連結した
ビスカスクラッチ１０の出力部である。

【００２７】ビスカスヒータ８は、図３および図４に示
したように、Ｖベルト１７およびビスカスクラッチ１０
を介してエンジンＥの回転動力が与えられるシャフト３
９、このシャフト３９を回転自在に支持するハウジング
４０、このハウジング４０の内部空間を発熱室５０と冷
却水路５１とに２分割するセパレータ５２、およびハウ
ジング４０内に回転可能に配されたロータ５３等から構
成されている。シャフト３９は、ビスカスクラッチ１０
のインナーハブ４５にボルト等の締結部材５４により締
め付け固定され、アーマチャ４３と一体的に回転する入
力軸である。このシャフト３９は、ベアリング５５およ
びシール材５６を介してハウジング４０の内周に回転自
在に支持されている。なお、シール材５６には高粘性流
体の漏れを防ぐオイルシールが利用されている。

【００２８】ハウジング４０は、アルミニウム合金等の
金属部材よりなり、後端部に円環板形状のカバー５７を
ボルトやナット等の締結部材５８により締め付け固定し
ている。なお、ハウジング４０とカバー５７との接合面
には、セパレータ５２およびシール材５９が装着されて
いる。そのシール材５９には高粘性流体の漏れを防ぐＯ
リングが利用されている。セパレータ５２は、アルミニ
ウム合金等の熱伝導性に優れた金属部材よりなり、外周
部がハウジング４０の円筒状部とカバー５７の円筒状部
とに挟み込まれた仕切り部材である。セパレータ５２の
前端面とハウジング４０の後端面との間には、剪断力が
作用すると発熱する高粘性流体（例えば高粘性シリコン
オイル等）が封入された発熱室５０が形成されている。

【００２９】そして、セパレータ５２の後端面とカバー
５７の内部には、外部と液密的に区画され、エンジンＥ
を冷却する冷却水が還流する冷却水路５１が形成されて
いる。さらに、セパレータ５２の下方側の後端面には、
高粘性流体の熱を冷却水に効率良く伝達するための略円
弧形状のフィン部５２ａが多数一体成形されている。な
お、フィン部５２ａの代わりにセパレータ５２の後端面
を凸凹にしたり、コルゲートフィンや微細ピンフィン等
の熱伝達促進部材をカバー５７の外壁面に設けたりして
も良い。また、セパレータ５２とロータ５３との間でラ
ビリンスシールを形成して、そのラビリンスシールを発
熱室５０としても良い。そのセパレータ５２の後端面か
らは、冷却水路５１を出口流路４ａの上流側に連通する
上流側水路５１ａと出口流路４ａの下流側に連通する下
流側水路５１ｂとに区画するように仕切り壁５２ｂが膨
出形成されている。そして、カバー５７の仕切り壁５２
ｂ付近の外壁部には、冷却水路５１内に冷却水を流入さ
せる入口側冷却水配管５７ａ、および冷却水路５１より
冷却水を流出させる出口側冷却水配管５７ｂが接続され
ている。なお、ビスカスヒータ８の入口側冷却水配管５
７ａは、ウォータジャケット１１の冷却水出口の直後に
連結されている。

【００３０】ロータ５３は、発熱室５０内に回転可能に
配され、シャフト３９の後端部の外周に固定されてい
る。このロータ５３の外周面または両側壁面には、複数
の溝部（図示せず）が形成され、隣設する溝部間に突起
部が形成されている。そして、ロータ５３は、シャフト
３９にエンジンＥの回転動力が与えられるとシャフト３
９と一体的に回転して発熱室５０内に封入されている高
粘性流体に剪断力を作用させる。

【００３１】ここで、エアコン制御装置は、ビスカスヒ
ータ８の作動を指令するビスカススイッチ（図示せ
ず）、および冷却水回路４内の冷却水温を検出する冷却
水温センサ（図示せず）等を有し、ビスカススイッチが
ＯＮで、且つ冷却水温センサで検出した冷却水温が設定
冷却水温以下の低温の場合に、ビスカスクラッチ１０を
ＯＮしてビスカスヒータ８を作動させる。また、ビスカ
ススイッチがＯＮでも、冷却水温センサで検出した冷却
水温が設定冷却水温（設定値）以上の高温の場合には、
ビスカスクラッチ１０をＯＦＦしてビスカスヒータ８の
作動を停止する。具体的には、設定冷却水温としては、
設定冷却水温（例えば８０℃）と設定冷却水温（例えば
７０℃）とでヒステリシスを持たせており、この設定冷
却水温以上の高温のときにビスカスクラッチ１０をＯＦ
Ｆし、この設定冷却水温以下の低温のときにビスカスク
ラッチ１０をＯＮする。なお、ヒステリシスを設けなく
ても良い。

【００３２】また、ビスカスヒータ８の発熱能力は発熱
室５０内に封入された粘性流体の粘性係数により予め任
意に設定することができる。すなわち、粘性係数の高い
粘性流体程、ロータ５３の回転により作用する剪断力が
大きくなるため、ビスカスヒータ８の発熱能力が高くな
り、エンジンＥの負荷および燃料消費率が大きくなる。
一方、粘性係数の低い粘性流体程、ロータ５３の回転に
より作用する剪断力が小さくなるため、ビスカスヒータ
８の発熱能力が低くなり、エンジンＥの負荷および燃料
消費率が小さくなる。

【００３３】〔第１実施形態の作用〕次に、本実施形態
の車両用空気調和装置１の作動を図１ないし図４に基づ
いて簡単に説明する。

【００３４】イグニッションスイッチをＯＮすることに
よりスタータ１４が通電され、エンジンＥが始動する。
そして、エンジンＥが始動することにより、クランクシ
ャフト１５が回転し、Ｖベルト１７を介してロータ４２
にエンジンＥの回転動力が伝達される。このとき、車両
の前席側の乗員によってビスカススイッチが投入され、
さらに前席側空調ゾーンの暖房が指示され、且つ車両の
後席側の乗員によって後席側空調ゾーンの暖房が指示さ
れると、エンジンＥのウォータジャケット１１内で温め
られた冷却水は、ウォータポンプ５の作用によりウォー
タジャケット１１の冷却水出口より吐出される。

【００３５】このとき、ビスカスクラッチ１０が通電
（ＯＮ）されてビスカスヒータ８がエンジンＥにベルト
駆動されている場合には、電磁コイル４１の起磁力によ
ってアーマチャ４３がロータ４２の摩擦面に吸着し、エ
ンジンＥの回転動力がインナーハブ４５およびシャフト
３９に伝達される。そして、シャフト３９と一体的にロ
ータ５３が回転するので、発熱室５０内の高粘性流体に
剪断力が作用することにより、高粘性流体が発熱する。
これにより、ウォータジャケット１１の冷却水出口より
吐出された冷却水は、出口流路４ａの上流側を通ってビ
スカスヒータ８の冷却水路５１内に流入し、ビスカスヒ
ータ８の冷却水路５１を通過する際に、フィン部５２ａ
を介して粘性流体の発生熱を吸熱することにより加熱さ
れる。

【００３６】そして、このビスカスヒータ８で更に加熱
された冷却水は、出口流路４ａの下流側の分岐点からフ
ロントヒータ回路６およびリヤヒータ回路７にそれぞれ
送り込まれる。また、ビスカスクラッチ１０の通電が停
止（ＯＦＦ）されてビスカスヒータ８がエンジンＥにベ
ルト駆動されていない場合には、ウォータジャケット１
１の冷却水出口より吐出された冷却水は、ビスカスヒー
タ８の冷却水路５１を単なる通路として通過した後に、
フロントヒータ回路６およびリヤヒータ回路７に送り込
まれる。

【００３７】そして、フロントヒータ回路６内に導入さ
れた冷却水は、フロントヒータ２３内に流入し、このフ
ロントヒータ２３内を通過する際に、フロントファン２
２によってフロントダクト２１内を流れる空気を加熱す
る。ここで、フロントヒータ２３で加熱された空気は、
主にフロントフット吹出口２５ｃから車室内の前席側空
調ゾーン内に吹き出されて、車室内の前席側空調ゾーン
が暖房される。

【００３８】一方、リヤヒータ回路７内に導入された冷
却水は、リヤヒータ３３内に流入し、このリヤヒータ３
３内を通過する際に、リヤファン３２によってリヤダク
ト３１内を流れる空気を加熱する。ここで、リヤヒータ
３３で加熱された空気は、リヤフット吹出口３５から車
室内の後席側空調ゾーン内に吹き出されて、車室内の後
席側空調ゾーンが暖房される。

【００３９】〔第１実施形態の効果〕以上のように、本
実施形態の車両用空気調和装置１は、エンジンＥの発熱
量が少なくて冷却水をエンジンＥのウォータジャケット
１１で充分に温めることができないディーゼルエンジン
車の場合でも、例えば０．３ｋＷ〜５ｋＷの熱量のビス
カスヒータ８で得られた上昇分の熱量によって、フロン
トヒータ２３およびリヤヒータ３３に供給される冷却水
温を所定冷却水温（例えば８０℃）に上昇させることが
できる。これにより、仮に渋滞走行中でエンジンＥがア
イドリング回転速度で運転されていても、フロントヒー
タ２３およびリヤヒータ３３の放熱量が大きくなること
によって、車室内の前席側空調ゾーンおよび後席側空調
ゾーンの暖房能力の不足を補うことができる。

【００４０】そして、ビスカスヒータ８のロータ５３を
回転駆動するエンジンＥの駆動トルクの上昇によりエン
ジンＥの負荷が増大し、エンジンＥの排熱量が大きくな
る。それによって、フロントヒータ２３およびリヤヒー
タ３３に供給される冷却水の温度が上昇することによ
り、フロントヒータ２３およびリヤヒータ３３の放熱量
も増大するので、車室内全体の暖房能力を向上できる。

【００４１】また、本実施形態では、エンジンＥのウォ
ータジャケット１１の冷却水出口付近、つまり出口流路
４ａの途中にビスカスヒータ８を設置しているので、リ
ヤヒータ回路７の途中にビスカスヒータ８を設置したも
のと比較して、リヤヒータ回路７の通水抵抗の増大を防
止できる。それによって、フロントヒータ回路６の通水
抵抗に対するリヤヒータ回路７の通水抵抗の増大を抑制
できるため、フロントヒータ回路６を循環する冷却水の
流量に対してリヤヒータ回路７を循環する冷却水の流量
が極度に減少することを防止できる。したがって、前席
側空調ゾーンの暖房能力に対して後席側空調ゾーンの暖
房能力が極度に低下するという不具合を解消できる。

【００４２】〔第２実施形態〕図５は本発明の第２実施
形態を示したもので、車両用空気調和装置の冷却水回路
を示した図である。

【００４３】本実施形態では、ビスカスヒータ８の入口
側冷却水配管を、フロントヒータ回路６の下流部および
リヤヒータ回路７の下流部に連結し、ビスカスヒータ８
の出口側冷却水配管を、エンジンＥのウォータジャケッ
ト１１の冷却水入口の直前であるウォータポンプ５の吸
入口の直前、つまりエンジンＥの入口流路４ｂの途中に
連結している。この場合も、ビスカスヒータ８をエンジ
ンＥによりベルト駆動すると、冷却水回路４中を循環す
る冷却水の冷却水温が、ビスカスヒータ８で得られた上
昇分の熱量によって上昇するため、ビスカスヒータ８を
設けない、従来の冷却水回路と比較して、フロントヒー
タ２３およびリヤヒータ３３の放熱量が大きくなり、車
室内の前席側空調ゾーンおよび後席側空調ゾーンの暖房
能力を向上することができる。

【００４４】また、本実施形態では、ビスカスヒータ８
で加熱した高温の冷却水をエンジンＥのウォータジャケ
ット１１内に吸入することができるので、特に外気温が
低い冬期の早朝のときにエンジンＥをスタータ１４によ
り始動してエンジンＥを暖機する際に、急速に冷却水温
が立ち上がることになる。これにより、エンジンＥの暖
機を速やかに行うことができるので、エンジンＥの燃料
消費量を軽減することができる。

【００４５】〔第３実施形態〕図６は本発明の第３実施
形態を示したもので、車両用空気調和装置の冷却水回路
を示した図である。

【００４６】本実施形態の冷却水回路４は、ビスカスヒ
ータ８にエンジンＥの冷却水を循環させる出口流路４ａ
と、フロントヒータ２３にエンジンＥの冷却水を循環さ
せるフロントヒータ回路（第１循環回路）６と、ウォー
タバルブ１８およびリヤヒータ３３にエンジンＥの冷却
水を循環させるリヤヒータ回路（第２循環回路）７と、
ラジエータ６１にエンジンＥの冷却水を循環させるラジ
エータ回路（第３循環回路）６２と、エンジンＥの冷却
水をラジエータ６１から迂回させるバイパス回路（第４
循環回路）６３とを備えている。なお、図６に破線で示
したように、エンジンＥの入口流路４ｂの途中にビスカ
スヒータ８を設置しても良い。

【００４７】上記のうちラジエータ６１は、内部に流入
した冷却水を冷却ファン（図示せず）により送られる冷
却風や車両の走行風によって冷却する熱交換器である。
また、フロントヒータ回路６とリヤヒータ回路７とラジ
エータ回路６２とバイパス回路６３は、各々が並列接続
されている。なお、バイパス回路６３には、エンジンＥ
の冷却水の温度（冷却水温）が所定温度（例えば６０
℃）以下の時にバイパス回路６３を開くサーモスタット
６４が接続されている。本実施形態も、第１実施形態と
同様な作用および効果を備える。

【００４８】〔第４実施形態〕図７は本発明の第４実施
形態を示したもので、車両用空気調和装置の冷却水回路
を示した図である。

【００４９】本実施形態では、エンジンＥを前席下部に
搭載するミッドシップ車の冷却水回路４の例を示してい
る。そして、ビスカスヒータ８の入口側冷却水配管５７
ａおよび出口側冷却水配管５７ｂを、エンジンＥのウォ
ータジャケット１１の冷却水出口とフロントヒータ回路
６の上流部およびリヤヒータ回路７の上流部との間、つ
まりエンジンＥの出口流路４ａの途中に連結している。
なお、ビスカスヒータ８の入口側冷却水配管５７ａおよ
び出口側冷却水配管５７ｂを、フロントヒータ回路６の
下流部およびリヤヒータ回路７の下流部とウォータポン
プ５の吸入口との間、つまりエンジンＥの入口流路４ｂ
の途中に連結しても良い。そして、ビスカスヒータ８の
冷却水路を迂回するバイパス水路６５およびバイパス水
路６５を開閉する電磁弁（開閉弁）６６を設けている。
これにより、ビスカスヒータ８を使用しないときの、冷
却水回路４の通水抵抗を低減できる。

【００５０】そして、本実施形態のサーモスタット６４
は、ラジエータ回路６２とバイパス回路６３とが交差す
る冷却水通路に設けられ、エンジンＥの冷却水温が第１
所定温度（例えば６５℃）以上の時にフロントヒータ回
路６、リヤヒータ回路７およびラジエータ回路６２を開
き、バイパス回路６３を閉じる。また、エンジンＥの冷
却水温が第２所定温度（例えば６０℃）以下の時には、
バイパス回路６３を開き、フロントヒータ回路６、リヤ
ヒータ回路７およびラジエータ回路６２を閉じる。

【００５１】そして、本実施形態では、エンジンＥの冷
却水温が第１所定温度（例えば６５℃）以上の場合に
は、サーモスタット６４が開弁することによりフロント
ヒータ回路６、リヤヒータ回路７およびラジエータ回路
６２が開かれ、エンジンＥの冷却水温が第２所定温度
（例えば６０℃）以下の場合には、サーモスタット６４
が閉弁することによりバイパス回路６３が開かれること
になり、エンジンＥの冷却水温度が低温のときの放熱量
を抑えることにより、エンジンＥの冷却水温を速やかに
上昇させることができる。

【００５２】〔第５実施形態〕図８および図９は本発明
の第５実施形態を示したもので、ビスカスヒータとビス
カスクラッチを示した図である。

【００５３】本実施形態のビスカスヒータ８は、ビスカ
スクラッチ１０を介してエンジンＥの回転動力が伝達さ
れるシャフト７０と、このシャフト７０を回転自在に支
持する分割型のハウジング７１と、このハウジング７１
内で固定されたケース７２と、このケース７２内に回転
自在に配されたロータ７３等から構成されている。シャ
フト７０は、ベアリング５５およびシール材５６ａ、５
６ｂを介してハウジング７１のベアリングボックス７７
の内周およびケース７２の略中央部に回転自在に収容さ
れている。なお、シール材５６ａはＯリングで、シール
材５６ｂはオイルシールである。ハウジング７１は、ア
ルミニウム合金等の金属部材よりなり、略碗形状のフロ
ント側ハウジング７１ａと円環板形状のリヤ側ハウジン
グ７１ｂとからなり、両者はボルトやナット等の締結部
材により締め付け固定されている。なお、フロント側ハ
ウジング７１ａとリヤ側ハウジング７１ｂとの接合面に
は、シール材（図示せず）が装着されている。

【００５４】また、ハウジング７１の上部および下部に
は、車両の固定部材にボルトやナット等の締結部材によ
り取り付けるための取付ステー７８が一体的に設けられ
ている。この取付ステー７８には、締結部材が挿入され
る貫通孔７８ａが形成されている。そして、ハウジング
７１の内部には、エンジンＥの冷却水が還流する冷却水
路７９が形成されている。さらに、ハウジング７１は、
冷却水路７９を上流側と下流側とに区画する仕切り部９
０付近の側壁に、入口側冷却水配管９１および出口側冷
却水配管９２が接続されている。なお、入口側冷却水配
管９１および出口側冷却水配管９２と冷却水路７９の入
口ポート７９ａおよび出口ポート７９ｂとの間には、シ
ール材（図示せず）が装着されている。

【００５５】ケース７２は、アルミニウム合金等の熱伝
導性に優れた金属部材よりなり、外周面がハウジング７
１の内周面に溶接等の接合手段を用いて部分的に接合さ
れている。また、ケース７２の内部には、高粘性流体が
封入された発熱室９３が形成されている。そして、ケー
ス７２の両側の外壁面には、板状フィン７２ａが多数一
体成形されている。

【００５６】〔他の実施形態〕本実施形態では、フロン
トエアコン２をエアミックス温度コントロール方式で温
調し、リヤヒータ装置３をリヒート式温度コントロール
方式で温調するようにしたが、フロントエアコン２をリ
ヒート式温度コントロール方式または流調式温度コント
ロール方式で温調し、リヤヒータ装置３をエアミックス
温度コントロール方式で温調するようにしても良い。

【００５７】本実施形態では、前席側空調ユニット等の
第１空調ユニットとして冷暖房が可能なフロントエアコ
ン２を採用したが、第１空調ユニットとして暖房のみが
可能なフロントヒータ装置を採用しても良い。また、本
実施形態では、後席側空調ユニット等の第２空調ユニッ
トとして暖房のみが可能なリヤヒータ装置３を採用した
が、第２空調ユニットとして冷暖房が可能なリヤエアコ
ンを採用しても良い。

【００５８】本実施形態では、本発明を、車両の前席側
空調ゾーンと後席側空調ゾーンとを暖房するデェアルエ
アコンに適用したが、本発明を、車両の右座席（運転
席）側空調ゾーンと左座席（助手席）側空調ゾーンとを
暖房するバス車両や乗用車等の車両用暖房装置に適用し
ても良い。また、本実施形態では、暖房補助熱源として
ビスカスヒータ８のみを使用したが、ビスカスヒータ８
の他に、燃焼式ヒータ、水冷式オルタネータ、電気ヒー
タ、ＰＴＣヒータ等の暖房補助熱源を併用しても良い。

【００５９】本実施形態では、エンジンＥによりビスカ
スヒータ８をベルト駆動したが、暖房主熱源であるエン
ジンＥと別途搭載されたエンジンによりビスカスヒータ
８をベルト駆動しても良い。また、ビスカスクラッチ１
０を廃止して、エンジンＥにより直接ビスカスヒータ８
をベルト駆動したり、クランクシャフト１５にビスカス
ヒータ８を直結駆動しても良い。さらに、エンジンＥの
代わりに、電動モータや空冷式のエンジン等の他の駆動
源によりビスカスヒータ８を回転駆動しても良い。

【００６０】本実施形態では、本発明を、エンジンＥを
車両の前部に搭載するフロントエンジン車や、エンジン
Ｅを前席下部に搭載するミッドシップ車に適用したが、
エンジンＥを車室とリヤアクスルとの間に搭載するミッ
ドシップエンジン車や、エンジンＥを車両の後部に搭載
するリヤエンジン車に適用しても良い。この場合には、
エンジンＥからフロントヒータ２３とリヤヒータ３３ま
での流路長を略同一長さとしたり、エンジンＥからフロ
ントヒータ２３までの流路長よりもエンジンＥからリヤ
ヒータ３３までの流路長を短くすることもできる。

【００６１】本実施形態では、ビスカスヒータ８の作動
開始を指示する作動指示手段としてビスカススイッチ、
冷却水温センサおよびエアコン制御装置を設けたが、作
動指示手段として温度調節レバーやヒータスイッチの操
作状態に応じてビスカスヒータ８の作動開始を指示する
ようにしても良い。また、ビスカスヒータ８をベルト駆
動する時に、エンジンＥがアイドリング回転速度の場合
に、通常のアイドリング回転速度よりも増速側の設定回
転速度に変更しても良い。

【００６２】本実施形態では、第１吹出口としてフロン
トフット吹出口２５ｃを使用したが、第１吹出口として
デフロスタ吹出口２５ａを使用しても良い。この場合
に、エンジンＥの始動直後にビスカスヒータ８のベルト
駆動も開始することにより、フロントヒータ回路６を循
環する冷却水の温度が急速に上昇する。したがって、冬
期の早朝のエンジンＥの始動時にフロントガラスの着氷
を早期に除去でき、且つフロントガラスの防曇性能も向
上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用空気調和装置の冷却水回路を示した構成
図である（第１実施形態）。

【図２】エンジンと動力伝達装置とビスカスヒータを示
した概略図である（第１実施形態）。

【図３】ビスカスクラッチとビスカスヒータを示した断
面図である（第１実施形態）。

【図４】ビスカスヒータを示した断面図である（第１実
施形態）。

【図５】車両用空気調和装置の冷却水回路を示した構成
図である（第２実施形態）。

【図６】車両用空気調和装置の冷却水回路を示した構成
図である（第３実施形態）。

【図７】車両用空気調和装置の冷却水回路を示した構成
図である（第４実施形態）。

【図８】ビスカスクラッチとビスカスヒータを示した断
面図である（第５実施形態）。

【図９】ビスカスヒータを示した断面図である（第５実
施形態）。

【符号の説明】

Ｅ エンジン １ 車両用空気調和装置（車両用暖房装置） ４ 冷却水回路 ６ フロントヒータ回路（第１循環回路） ７ リヤヒータ回路（第２循環回路） ８ ビスカスヒータ（剪断発熱器） ９ 動力伝達装置 １０ ビスカスクラッチ ２１ フロントダクト（第１空調ダクト） ２２ フロントファン（第１送風機） ２３ フロントヒータ（第１加熱用熱交換器） ２５ｃ フロントフット吹出口（第１吹出口） ３１ リヤダクト（第２空調ダクト） ３２ リヤファン（第２送風機） ３３ リヤヒータ（第２加熱用熱交換器） ３５ リヤフット吹出口（第２吹出口） ５０ 発熱室 ５３ ロータ ６１ ラジエータ ６２ ラジエータ回路（第３循環回路） ６３ バイパス回路（第４循環回路） ６４ サーモスタット ７３ ロータ ９３ 発熱室

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）エンジンから冷却水を流出させる出
   口流路と、 （ｂ）前記エンジンに冷却水を戻す入口流路と、 （ｃ）前記出口流路から流入した冷却水を、第１加熱用
   熱交換器に流し、前記入口流路に戻す第１循環回路と、 （ｄ）この第１循環回路に並列接続され、前記出口流路
   から流入した冷却水を、第２加熱用熱交換器に流し、前
   記入口流路に戻す第２循環回路と、 （ｅ）前記出口流路または前記入口流路に設置され、 回転動力が加わると回転するロータ、およびこのロータ
   に回転動力が加わると剪断力が作用されて熱を発生する
   粘性流体を内部に収納した発熱室を有し、この発熱室内
   の粘性流体の発生熱により冷却水を加熱する剪断発熱器
   とを備えた車両用暖房装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の車両用暖房装置におい
   て、 前記第１加熱用熱交換器で加熱された空気を、車室内の
   第１空調ゾーンに向けて吹き出す第１吹出口を有する第
   １空調ダクトと、 前記第２加熱用熱交換器で加熱された空気を、前記第１
   空調ゾーンと異なる車室内の第２空調ゾーンに向けて吹
   き出す第２吹出口を有する第２空調ダクトと、 前記第１空調ダクト内において前記第１空調ゾーンに向
   かう空気流を発生させる第１送風機と、 前記第２空調ダクト内において前記第２空調ゾーンに向
   かう空気流を発生させる第２送風機とを備えたことを特
   徴とする車両用暖房装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の車両用暖
   房装置において、 前記第１加熱用熱交換器および前記第２加熱用熱交換器
   に並列接続され、前記エンジンで温められた冷却水を、
   ラジエータに流し、再度前記エンジンに戻す第３循環回
   路と、 前記エンジンから流出した冷却水を、前記第１加熱用熱
   交換器、前記第２加熱用熱交換器および前記ラジエータ
   を迂回させて再度前記エンジンに戻す第４循環回路と、 前記エンジンの冷却水の温度が所定温度以上の時に、前
   記第１循環回路、前記第２循環回路および前記第３循環
   回路を開き、前記エンジンの冷却水の温度が所定温度以
   下の時に、前記第４循環回路を開くサーモスタットとを
   備えたことを特徴とする車両用暖房装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
   の車両用暖房装置において、 前記剪断発熱器のロータは、前記エンジンから回転動力
   が伝達されることを特徴とする車両用暖房装置。