ヒータコア
ヒータコアは自動車の暖房用熱交換器である。キャビン内のヒータユニットに収められ、小型のラジエーターのように冷却水（クーラント）が内部を流れ、ブロワで送られた空気に熱を与える。エンジンで温められた冷却水はウォーターポンプで循環し、ラジエーターで放熱される系と並行してヒータコアにも送られる。エアミックスドアの開度やヒータコントロールバルブで流量・混合比を制御し、デフロストや足元暖房などの快適性と視界確保に寄与する。作動は車両のHVAC（Heating, Ventilation, Air Conditioning）システムに統合され、エンジン熱の有効利用という観点でも重要である。
構造と材料
ヒータコアは一般にフィン・アンド・チューブ構造で、薄肉アルミニウムチューブと波形フィンをろう付け（一体ブレージング）して作られる。樹脂製タンクとアルミコアをカシメで結合する方式や、オールアルミの一体構造もある。チューブ断面はオーバルやマルチポートが用いられ、圧力損失と伝熱性能のバランスが設計の要点となる。接続にはヒーターホースが使われ、耐熱・耐冷却水性ゴムや樹脂ジョイントによりエンジン側と結合する。
材料の選定と腐食対策
アルミは軽量・高伝熱で優れるが、冷却水のpHや防錆剤組成に依存して電食・点食が起こりうる。したがってヒータコア設計では、クーラント規格適合、異種金属接触の抑制、流速管理、適切な防食皮膜形成などの対策が不可欠である。
作動原理
エンジン始動後、サーモスタットが閉状態で冷却水温を上昇させ、十分に温まると開弁して循環を拡大する。この間もヒータコア支路に流れるクーラントが空気へ熱を供給する。ブロワ風速、エアミックスドア、バルブ開度により、吹出し温度・風量・分配（デフロスト／ベンチ／フロア）が決まる。フロントガラスの曇り取りでは温風の絶対湿度と表面温度の制御が重要であり、十分な熱量と風量が求められる。
冷却系との関係
ヒータコアは冷却系のバイパスとして機能し、低温時の暖機性やエンジンの熱マネジメントに影響する。系統内の流路抵抗が大きすぎると流量不足・温風低下を招き、逆に抵抗が低すぎると他経路の流量に悪影響が出る。膨張タンクやエア抜き機構の設計が不十分だとエアロックを生み、コア上部に気泡が滞留して伝熱が阻害される。関連部品としてラジエーターファン、ラジエーターホースなどが系として働く。
性能指標と設計留意点
主な評価指標は、熱交換量（kW）、吹出し温度上昇、コア面風速、フィン密度（fpi）、クーラント側圧力損失（kPa）、体積・質量、暖機時間、騒音である。乗員快適性の観点では、定常暖房能力だけでなく、寒冷始動後の立上がり応答、アイドル時の保温、デフロスト達成時間が重視される。設計では、ブロワの特性曲線とコアの風圧損曲線の整合、凍結・霜付抑制、汚れ堆積への許容性、清掃・交換性まで見込む。
主要指標（例）
- 熱交換量と温度効率：コア表面積・フィン効率・対流係数に依存する。
- 圧力損失：過大だと流量低下、ウォーターポンプ負荷増を招く。
- 応答性：クーラント熱容量と流路体積、素材の熱容量が支配する。
- 騒音：風速・整流性・フィン形状がブロワ騒音へ影響する。
故障事象と診断
ヒータコアの典型的故障は、スケール・錆・シーラー混入による目詰まり、電食・点食によるピンホール漏れ、エアロック、バルブ・ドア制御不良である。症状として「暖房が弱い」「走行時のみ効く」「甘い匂い（エチレングリコール）」「ウィンドシールドの曇り」「フロアの湿り」などが現れる。診断は入口／出口ホースの温度差確認、圧力テスタでの加圧、逆圧洗浄、エア抜き、ブレンドドア作動点検などを組み合わせる。
予防と対処
定期的なクーラント交換と適合規格の遵守、異種クーラントの混用回避、ラジエーター洗浄、エア抜き手順の厳守が有効である。漏れ時はコア交換が基本で、ダッシュボード脱着を伴い工数が大きい車種もある。
メンテナンスとサービス性
ヒータコアの交換は車種によりアクセス性が大きく異なる。バルクヘッド通過部のクイックコネクタ、ヒータユニットのモジュール化、サービスホールの有無が作業時間を左右する。予防保全として、クーラント濃度・凍結点・pHの点検、フィルタ清掃、外気導入経路の落ち葉・粉塵対策を行う。関連としてラジエーターやサーモスタットの健全性確認も重要である。
電動化車両での展開
HEV/EV/PHEVではエンジン廃熱が限定的であり、ヒータコア単独では十分な熱源が得られない場合がある。このためPTCヒーターやヒートポンプが併用される。熱源が多様化しても、キャビン側の熱交換器としてのヒータコアの役割は残り、低圧損・軽量・高耐久の要求は高まっている。冷間時の乗員快適性や窓面の視界確保に向け、熱マネジメント制御はきめ細かく統合される。
関連部品とシステム最適化
ヒータコアの性能は単体最適化だけでなく、冷却・暖房系全体の整合で決まる。例えばラジエーターファンの制御がアイドル時の発熱バランスに影響し、ラジエーターホースのレイアウトがエア抜き性を支配する。さらにウォーターポンプの吐出特性やサーモスタットの開閉温度、エンジン側の熱源管理、補機であるオイルクーラーの放熱まで含めて最適化することで、暖機性、燃費、快適性、視界確保の全てが高い水準で両立できる。