(57)【要約】【課題】室外熱交換器の霜の除霜を効率良く行うことができる車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置は、ヒートポンプ式冷凍サイクルと通風路を有するケーシングからなる空調ユニットを備えている。ヒートポンプ式冷凍サイクルは、圧縮機、室外熱交換器、通風路内に配置された第１室内熱交換器および通風路内における第１室内熱交換器よりも下流側に配置された第２室内熱交換器23を有する。第２室内熱交換器23が、冷媒流通管51、廃熱を回収した冷却液を収容する冷却液収容部55を有する冷却液容器54およびアウターフィン56を有する。冷却液容器54が隣り合う冷媒流通管51どうしの間に形成された容器用間隙53Aに冷媒流通管51に接するように配置されている。冷却液容器54に、冷却液収容部55を外部に通じさせる冷却液入口および冷却液出口が形成されている。【選択図】図１
2020196335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプ式冷凍サイクルと、空気導入口および空気送出口を有するとともに、内部に空気導入口と空気送出口とを通じさせる通風路が形成されているケーシングとからなり、かつ車室内空気の温度調和を行う空調ユニットを備えた車両用空調装置であって、
空調ユニットのヒートポンプ式冷凍サイクルが、圧縮機と、車室外に配置されかつ冷媒と車室外空気とを熱交換させる室外熱交換器と、ケーシングの通風路内に配置されかつ冷媒と車室内に送られる空調用空気とを熱交換させる第１室内熱交換器と、ケーシングの通風路内における第１室内熱交換器よりも下流側に配置されかつ冷媒と車室内に送られる空調用空気とを熱交換させる第２室内熱交換器と、圧縮機、室外熱交換器、第１室内熱交換器および第２室内熱交換器の間で冷媒を循環させる冷媒循環路とを有しており、室外熱交換器が、冷房時に圧縮機で圧縮された冷媒から熱を放熱させて凝縮させるとともに暖房時に減圧された冷媒に熱を受熱させて蒸発させるようになされ、第１室内熱交換器が、冷房時に室外熱交換器で放熱した後に減圧された冷媒に熱を受熱させて蒸発させるようになされ、第２室内熱交換器が、暖房時に圧縮機で圧縮された冷媒から熱を放熱させて凝縮させるようになされ、空調ユニットのケーシングが、第１室内熱交換器を通過した後に第２室内熱交換器に送られる空気量および第１室内熱交換器を通過した後に第２室内熱交換器を迂回する空気量の割合を調節するダンパを備えており、
空調ユニットのヒートポンプ式冷凍サイクルの第２室内熱交換器が、長手方向を同方向に向けた状態で互いに間隔をおいて並列状に配置された複数の冷媒流通管と、車両にて発生する廃熱を回収した冷却液を収容する冷却液収容部を有する複数の冷却液容器と、冷媒流通管に接する複数のアウターフィンとを備え、隣り合う冷媒流通管どうしの間に間隙が形成され、冷却液容器が、前記全間隙のうちの一部である複数の容器用間隙に冷媒流通管に接するように配置され、アウターフィンが、前記全間隙のうちの残部である複数のフィン用間隙に冷媒流通管に接するように配置され、冷却液容器に、冷却液収容部を外部に通じさせる冷却液入口および冷却液出口が形成されている車両用空調装置。
【請求項２】
冷却液容器の冷却液収容部の外面の少なくとも一部が、冷媒流通管の外面に接している請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
通風方向に並んだ２つの冷媒流通管からなる管組が、冷媒流通管の並び方向に間隔をおいて複数配置されており、冷却液容器の冷却液収容部が、少なくとも一部が隣り合う管組の各冷媒流通管の外面に接する２つの直線部と、両直線部を一端部で接続する接続部とを有し、冷却液入口が冷却液収容部の一方の直線部の他端部を外部に通じさせるとともに、冷却液出口が冷却液収容部の他方の直線部の他端部を外部に通じさせている請求項１または２記載の車両用空調装置。
【請求項４】
車両にて発生する廃熱を放熱する放熱ユニットを有しており、当該放熱ユニットが、熱を発生する被冷却機器と、被冷却機器を冷却した高温の冷却液から温熱を放熱するラジエータと、被冷却機器およびラジエータの間で冷却液を循環させる冷却液循環路とを備えており、冷却液循環路における被冷却機器の下流側でかつラジエータの上流側の部分と、第２室内熱交換器の冷却液容器の冷却液入口とが通じさせられ、冷却液循環路における冷却液容器の冷却液入口が通じさせられた部分の下流側でかつラジエータの上流側の部分と、第２室内熱交換器の冷却液容器の冷却液出口とが通じさせられている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の車両用空調装置。
【請求項５】
第２室内熱交換器の全冷却液容器の冷却液入口が、前記冷却液を全冷却液容器の冷却液収容部に分配して供給する冷却液供給部材に接続されるとともに、同じく冷却液出口が、全冷却液容器内の前記冷却液を集めて排出する冷却液排出部材に接続されており、冷却液供給部材と、冷却液循環路における被冷却機器の下流側でかつラジエータの上流側の部分とが冷却液供給管により接続され、冷却液排出部材と、冷却液循環路における冷却液供給管が接続された部分の下流側でかつラジエータの上流側の部分とが冷却液排出管により接続され、冷却液循環路における冷却液供給管が接続された部分と冷却液排出管が接続された部分との間に第１開閉弁が設けられ、冷却液排出管に第２開閉弁が設けられている請求項４記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原動機としてエンジンおよびモータが用いられるハイブリッド自動車や、原動機としてモータが用いられる電気自動車などの比較的廃熱の少ない車両に用いられる車両用空調装置として、冷媒を利用して車室内に吹き出される空調用空気の温度調節を行うヒートポンプ式冷凍サイクルを利用したものが知られている。
【０００３】
この種の車両用空調装置としては、ヒートポンプ式冷凍サイクルと、空気導入口および空気送出口を有するとともに、内部に空気導入口と空気送出口とを通じさせる通風路が形成されているケーシングとからなり、かつ車室内空気の調和を行う空調ユニットを備えており、空調ユニットのヒートポンプ式冷凍サイクルが、圧縮機と、車室外に配置されかつ冷媒と車室外空気とを熱交換させる室外熱交換器と、ケーシングの通風路内に配置されかつ冷媒と車室内に送られる空調用空気とを熱交換させる室内熱交換器と、圧縮機、室外熱交換器および室内熱交換器の間で冷媒を循環させる冷媒循環路とを備え、室外熱交換器が、冷房時に圧縮機で圧縮された冷媒から熱を放熱させて凝縮させるとともに、暖房時に減圧された冷媒に熱を受熱させて蒸発させるようになされ、室内熱交換器が、冷房時に室外熱交換器で放熱した後に減圧された冷媒に熱を受熱させて蒸発させるとともに、暖房時に暖房時に圧縮機で圧縮された冷媒から熱を放熱させて凝縮させるようになされているものが周知である。
【０００４】
上述した周知の車両用空調装置においては、冬季などの暖房時に外気温が低くなると、ヒートポンプ式冷凍サイクルの室外熱交換器で発生した結露水が凍結して着霜し、熱交換不能になるという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決するために、特許文献１に記載された車両用空調装置が提案されている。特許文献１に記載された車両用空調装置は、たとえば燃料電池を有する電気自動車に用いられるものであって、上述した周知の車両用空調装置において、空調ユニットのケーシングの通風路内における室内熱交換器よりも下流側の部分に、燃料電池で発生する廃熱を利用して車室内に送られる空調用空気を加熱するヒータコアが配置され、ヒータコアが、燃料電池で発生する廃熱を回収した冷却液と車室内に吹き出される空調用空気とを熱交換させて空調用空気を加熱するようになっており、ケーシングに、室内熱交換器を通過した後にヒータコアに送られる空気量および室内熱交換器を通過した後にヒータコアを迂回する空気量の割合を調節するダンパが設けられたものである。
【０００６】
特許文献１記載の車両用空調装置においては、暖房時に室外熱交換器に着霜が発生すると、燃料電池で発生する廃熱によるヒータコアの加熱能力が所定能力以上になった場合に、車室内に吹き出される空気を加熱して車室内を暖房し、ヒートポンプ式冷凍サイクルの運転モードを冷房モードに切り替えて、圧縮機により圧縮された高温高圧の冷媒によって室外熱交換器に発生した霜を溶かすようになっており、これにより車室内の暖房を続けながら室外熱交換器の霜の除霜が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１７４４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の車両用空調装置においては、室外熱交換器で発生した霜の除霜は、ヒータコアの加熱能力が所定能力以上になった場合だけに行われるので、室外熱交換器からの除霜が不十分になって熱交換効率が低下し、その結果車室内の暖房効果が不十分になるおそれがある。
【０００９】
この発明の目的は、上記問題を解決し、室外熱交換器の霜の除霜を効率良く行うことができる車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
【００１１】
1)ヒートポンプ式冷凍サイクルと、空気導入口および空気送出口を有するとともに、内部に空気導入口と空気送出口とを通じさせる通風路が形成されているケーシングとからなり、かつ車室内空気の温度調和を行う空調ユニットを備えた車両用空調装置であって、
空調ユニットのヒートポンプ式冷凍サイクルが、圧縮機と、車室外に配置されかつ冷媒と車室外空気とを熱交換させる室外熱交換器と、ケーシングの通風路内に配置されかつ冷媒と車室内に送られる空調用空気とを熱交換させる第１室内熱交換器と、ケーシングの通風路内における第１室内熱交換器よりも下流側に配置されかつ冷媒と車室内に送られる空調用空気とを熱交換させる第２室内熱交換器と、圧縮機、室外熱交換器、第１室内熱交換器および第２室内熱交換器の間で冷媒を循環させる冷媒循環路とを有しており、室外熱交換器が、冷房時に圧縮機で圧縮された冷媒から熱を放熱させて凝縮させるとともに暖房時に減圧された冷媒に熱を受熱させて蒸発させるようになされ、第１室内熱交換器が、冷房時に室外熱交換器で放熱した後に減圧された冷媒に熱を受熱させて蒸発させるようになされ、第２室内熱交換器が、暖房時に圧縮機で圧縮された冷媒から熱を放熱させて凝縮させるようになされ、空調ユニットのケーシングが、第１室内熱交換器を通過した後に第２室内熱交換器に送られる空気量および第１室内熱交換器を通過した後に第２室内熱交換器を迂回する空気量の割合を調節するダンパを備えており、
空調ユニットのヒートポンプ式冷凍サイクルの第２室内熱交換器が、長手方向を同方向に向けた状態で互いに間隔をおいて並列状に配置された複数の冷媒流通管と、車両にて発生する廃熱を回収した冷却液を収容する冷却液収容部を有する複数の冷却液容器と、冷媒流通管に接する複数のアウターフィンとを備え、隣り合う冷媒流通管どうしの間に間隙が形成され、冷却液容器が、前記全間隙のうちの一部である複数の容器用間隙に冷媒流通管に接するように配置され、アウターフィンが、前記全間隙のうちの残部である複数のフィン用間隙に冷媒流通管に接するように配置され、冷却液容器に、冷却液収容部を外部に通じさせる冷却液入口および冷却液出口が形成されている車両用空調装置。
【００１２】
2)冷却液容器の冷却液収容部の外面の少なくとも一部が、冷媒流通管の外面に接している上記1)記載の車両用空調装置。
【００１３】
3)通風方向に並んだ２つの冷媒流通管からなる管組が、冷媒流通管の並び方向に間隔をおいて複数配置されており、冷却液容器の冷却液収容部が、少なくとも一部が隣り合う管組の各冷媒流通管の外面に接する２つの直線部と、両直線部を一端部で接続する接続部とを有し、冷却液入口が冷却液収容部の一方の直線部の他端部を外部に通じさせるとともに、冷却液出口が冷却液収容部の他方の直線部の他端部を外部に通じさせている上記1)または2)記載の車両用空調装置。
【００１４】
4)車両にて発生する廃熱を放熱する放熱ユニットを有しており、当該放熱ユニットが、熱を発生する被冷却機器と、被冷却機器を冷却した高温の冷却液から温熱を放熱するラジエータと、被冷却機器およびラジエータの間で冷却液を循環させる冷却液循環路とを備えており、冷却液循環路における被冷却機器の下流側でかつラジエータの上流側の部分と、第２室内熱交換器の冷却液容器の冷却液入口とが通じさせられ、冷却液循環路における第２室内熱交換器の冷却液容器の冷却液入口が通じさせられた部分の下流側でかつラジエータの上流側の部分と、第２室内熱交換器の冷却液容器の冷却液出口とが通じさせられている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の車両用空調装置。
【００１５】
5)第２室内熱交換器の全冷却液容器の冷却液入口が、前記冷却液を全冷却液容器の冷却液収容部に分配して供給する冷却液供給部材に接続されるとともに、同じく冷却液出口が、全冷却液容器内の前記冷却液を集めて排出する冷却液排出部材に接続されており、冷却液供給部材と、冷却液循環路における被冷却機器の下流側でかつラジエータの上流側の部分とが冷却液供給管により接続され、冷却液排出部材と、冷却液循環路における冷却液供給管が接続された部分の下流側でかつラジエータの上流側の部分とが冷却液排出管により接続され、冷却液循環路における冷却液供給管が接続された部分と冷却液排出管が接続された部分との間に第１開閉弁が設けられ、冷却液排出管に第２開閉弁が設けられている上記4)記載の車両用空調装置。
【発明の効果】
【００１６】
上記1)〜5)の車両用空調装置によれば、車室内の冷房時には、空調ユニットにおいては、ヒートポンプ式冷凍サイクルの第２室内熱交換器の冷却液容器の冷却液収容部内に、冷却液入口を通して冷却液が入れられて貯留される。また、ケーシングのダンパは、第１室内熱交換器を通過した後に第２室内熱交換器に送られる空気量および第１室内熱交換器を通過した後に第２室内熱交換器を迂回する空気量の割合を調節するように切り替えられ、たとえば第１室内熱交換器を通過した空気の全てが第２室内熱交換器を迂回するように切り替えられる。この状態で、ヒートポンプ式冷凍サイクルの冷媒が、圧縮機で圧縮された後に室外熱交換器に送られ、室外熱交換器で熱を車室外空気に放熱して凝縮し、ついで減圧された後に第１室内熱交換器でケーシングの通風路を流れる空調用空気から熱を奪って蒸発し、ついで気液分離された後に圧縮機に戻される。通風路内を流れる間に第１室内熱交換器により熱を奪われた空調用空気は、車室内に送られて冷房に用いられる。
【００１７】
車室内の暖房時には、空調ユニットにおいては、冷房時と同様に、ヒートポンプ式冷凍サイクルの第２室内熱交換器の冷却液容器の冷却液収容部内に、冷却液入口を通して冷却液が入れられて貯留される。また、空調ユニットのケーシングのダンパは、第１室内熱交換器を通過した後に第２室内熱交換器に送られる空気量および第１室内熱交換器を通過した後に第２室内熱交換器を迂回する空気量の割合を調節するように切り替えられ、たとえば第１室内熱交換器を通過した空気の全てが第２室内熱交換器を通過するように切り替えられる。この状態で、ヒートポンプ式冷凍サイクルの冷媒が、圧縮機で圧縮されて高温高圧とされた後に、第２室内熱交換器に流入するとともに全冷媒流通管を経て流出する。高温高圧の冷媒が有する温熱は、冷媒流通管を流れる間に冷媒流通管の管壁およびアウターフィンを介してフィン用間隙を流れる空調用空気に放熱され、冷媒が凝縮させられる。第２室内熱交換器でケーシングの通風路を流れる空調用空気に熱を放熱して凝縮した冷媒は、減圧された後に室外熱交換器で車室外空気から熱を奪って蒸発し、ついで気液分離された後に圧縮機に戻される。第２室内熱交換器のフィン用間隙を通過して冷媒から温熱を奪った空調用空気は、車室内に送られて暖房に用いられる。このとき、第２室内熱交換器の冷媒流通管を流れる高温高圧の冷媒が有する温熱が、冷媒流通管の管壁および冷却液容器の冷却液収容部の側壁を伝わって冷却液収容部内の冷却液に伝わり、冷却液に温熱が蓄えられる。
【００１８】
車室内の暖房時において、室外熱交換器で発生した結露水が凍結して着霜した際の室外熱交換器からの除霜時には、第２室内熱交換器の冷却液容器内に冷却液を貯留した状態で、ヒートポンプ式冷凍サイクルの動作は上述した冷房時と同じ状態にされる。また、ケーシングのダンパは、暖房時と同様に切り替えられる。冷媒は、圧縮機で圧縮されて高温高圧にされた後に室外熱交換器に送られ、室外熱交換器で熱を放熱して凝縮し、ついで減圧された後に第１室内熱交換器でケーシングの通風路を流れる空調用空気から熱を奪って蒸発し、ついで気液分離された後に圧縮機に戻される。室外熱交換器の霜は、室外熱交換器を流れる高温高圧の冷媒が有する温熱により除霜される。第１室内熱交換器で熱を奪われた空調用空気は、第２室内熱交換器のフィン用間隙を通過した後に車室内に送られるが、第２室内熱交換器を通過する際に冷却液容器内の冷却液に蓄えられた温熱が空調用空気に伝えられ、当該空調用空気が加熱された後に車室内に送られて暖房に用いられる。したがって、車室内を暖房した状態で、室外熱交換器の除霜を効率良く行うことが可能になる。
【００１９】
また、第２室内熱交換器の冷却液容器内の冷却液に蓄えられた温熱が減少した場合には、車両にて発生した廃熱を回収して高温になった冷却液を、冷却液入口から第２室内熱交換器の冷却液容器に供給するとともに、冷却液出口から外部に排出する。すると、冷却液容器内の冷却液が有する温熱が、第２室内熱交換器のフィン用間隙を通過する空調用空気に伝えられ、当該空調用空気が加熱された後に車室内に送られる。したがって、車室内の急激な温度低下を抑制することができる。
【００２０】
上記2)の車両用空調装置によれば、冷媒流通管内を流れる冷媒と、冷却液容器の冷却液収容部内の冷却液との間の伝熱性が向上する。したがって、車室内暖房時の冷却液への蓄熱効率、および室外熱交換器の除霜時におけるケーシングの通風路を流れる空調用空気への放熱効率が向上する。
【００２１】
上記3)の車両用空調装置によれば、冷却液収容部内への冷却液の供給および冷却液収容部内からの冷却液の排出を効率良く行うことができるとともに、冷媒流通管内を流れる冷媒と、冷却液容器の冷却液収容部内の冷却液との間の伝熱性が効果的に向上する。
【００２２】
上記4)の車両用空調装置によれば、車室内冷房時、車室内暖房時、冷却液に十分な温熱が蓄熱されている場合の室外熱交換器の除霜時に、冷却液が冷却液容器の冷却液収容部内に貯留されること、ならびに冷却液に十分な温熱が蓄熱されていない場合の室外熱交換器の除霜時に、放熱ユニットの冷却液循環路において被冷却機器から熱を奪って高温になった冷却液を第２室内熱交換器の冷却液容器に供給するとともに、冷却液収容部内を通過させた後に冷却液循環路に戻してラジエータに流すことを確実に行うことができる。
【００２３】
上記5)の車両用空調装置によれば、比較的簡単な構成で全冷却液容器の冷却液収容部内への冷却液の供給および冷却液収容部内からの冷却液の排出を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明による車両用空調装置の全体構成を示し、車室内の冷房時の概略図である。
【図２】この発明による車両用空調装置の全体構成を示し、車室内の暖房時の概略図である。
【図３】この発明による車両用空調装置の全体構成を示し、冷却液に十分な温熱が蓄熱されている場合の室外熱交換器の除霜時の概略図である。
【図４】この発明による車両用空調装置の全体構成を示し、冷却液に十分な温熱が蓄熱されていない場合の室外熱交換器の除霜時の概略図である。
【図５】この発明による車両用空調装置の空調ユニットに用いられるヒートポンプ式冷凍サイクルの第２室内熱交換器を示す背面図である。
【図６】図５の第２室内熱交換器の平面図である。
【図７】図５の第２室内熱交換器の右側面図である。
【図８】図５の第２室内熱交換器の冷却液容器を示す一部切り欠き右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２６】
以下の説明において、図５の上下、左右を上下、左右というものとし、通風方向下流側（図６および図７に矢印Ｘで示す方向）を前、これと反対側を後というものとする。したがって、後方から前方を見た際の上下、左右が図５の上下、左右となる。
【００２７】
また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【００２８】
図１〜図４は、この発明による車両用空調装置の全体構成を示す。図５〜図８は、図１〜図４の車両用空調装置の空調ユニットに用いられるヒートポンプ式冷凍サイクルの第２室内熱交換器を示す。
【００２９】
図１〜図４において、車両用空調装置は、車室内空気の調和を行う空調ユニット(1)と、モータ(3)およびモータ(3)を制御するＰＣＵ(4)から発せられる熱を放熱する放熱ユニット(2)とを備えている。なお、車両用空調装置がハイブリッド自動車に使用される場合、エンジン冷却液用の放熱ユニットが別に設けられる。
【００３０】
空調ユニット(1)は、ヒートポンプ式冷凍サイクル(10)と、空気導入口(12)および空気送出口（図示略）を有するとともに、内部に空気導入口(12)と空気送出口とを通じさせる通風路(13)が形成されているケーシング(11)と、空調用空気を空気導入口(12)から導入するとともに通風路(13)を通って空気送出口から車室内に吹き出す送風機(14)とからなる。ケーシング(11)の通風路(13)の中間部分に、空気導入口(12)から入った空調用空気が流れる第１通路部分(15)および第２通路部分(16)が並列状に設けられている。ケーシング(11)には、通風路(13)の２つの通路部分(15)(16)のうちのいずれか一方への空調用空気の流れを遮断するとともに同他方への空気の流れを許容するダンパ(17)が設けられている。
【００３１】
ヒートポンプ式冷凍サイクル(10)は、圧縮機(18)と、車室外に配置され、かつ冷房時に圧縮機(18)で圧縮された冷媒から熱を放熱して凝縮させるとともに暖房時に減圧された冷媒に受熱させて蒸発させる室外熱交換器(19)と、冷房時に室外熱交換器(19)を通過した冷媒を減圧する第１減圧器としての膨張弁(21)と、ケーシング(11)の通風路(13)内における２つの通路部分(15)(16)よりも空気導入口(12)側（空気流れ方向上流側）に配置され、かつ冷房時に膨張弁(21)で減圧された冷媒を蒸発させる第１室内熱交換器(22)と、ケーシング(11)の通風路(13)の第１通路部分(15)内に配置され、かつ暖房時に圧縮機(18)で圧縮された冷媒から放熱して凝縮させる第２室内熱交換器(23)と、暖房時に圧縮機(18)で圧縮された冷媒を減圧する第２減圧器としての固定絞り弁(24)と、固定絞り弁(24)と並列に設けられ、かつ冷房時に固定絞り弁(24)への冷媒の流れを遮断するとともに暖房時に固定絞り弁(24)のみに冷媒が流れるようにする開閉弁(25)と、冷房時に第１室内熱交換器(22)を通過した冷媒を気液２相に分離するとともに、暖房時に室外熱交換器(19)を通過した冷媒を気液２相に分離する気液分離器(26)と、これらの機器を接続し、かつこれらの機器の間で冷媒を循環させる冷媒循環路(27)とを備えている。
【００３２】
冷媒循環路(27)における室外熱交換器(19)の冷媒流出側と気液分離器(26)の冷媒流入側との間には、冷房時のみに冷媒が流れる第１冷房時冷媒流通部(28)と、暖房時のみに冷媒が流れる第１暖房時冷媒流通部(29)とが並列状に設けられており、第１冷房時冷媒流通部(28)に膨張弁(21)および第１室内熱交換器(22)が配置されている。室外熱交換器(19)から流出した冷媒が第１冷房時冷媒流通部(28)と第１暖房時冷媒流通部(29)とに分流する部分には第１三方弁(31)が設けられている。また、冷媒循環路(27)における圧縮機(18)の冷媒流出側と固定絞り弁(24)および開閉弁(25)の冷媒流入側との間には、冷房時のみに冷媒が流れる第２冷房時冷媒流通部(32)と、暖房時のみに冷媒が流れる第２暖房時冷媒流通部(33)とが並列状に設けられており、第２暖房時冷媒流通部(33)に第２室内熱交換器(23)が配置されている。圧縮機(18)から流出した冷媒が第２冷房時冷媒流通部(32)と第２暖房時冷媒流通部(33)とに分流する部分には第２三方弁(34)が設けられている。第２冷房時冷媒流通部(32)および第２暖房時冷媒流通部(33)の合流部と、室外熱交換器(19)の冷媒流入側との間には、冷房時のみに冷媒が流れる第３冷房時冷媒流通部(35)と、暖房時のみに冷媒が流れる第３暖房時冷媒流通部(36)とが並列状に設けられており、第３冷房時冷媒流通部(35)に開閉弁(25)が設けられ、第３暖房時冷媒流通部(36)に固定絞り弁(24)が設けられている。
【００３３】
車室内の冷房時には、冷媒は、圧縮機(18)で圧縮された後に室外熱交換器(19)に送られ、室外熱交換器(19)で熱を放熱して凝縮し、ついで膨張弁(21)により減圧された後に第１室内熱交換器(22)で熱を奪って蒸発し、ついで気液分離器(26)で気液分離された後に圧縮機(18)に戻される（図１矢印参照）。暖房時には、冷媒は、圧縮機(18)で圧縮された後に第２室内熱交換器(23)で熱を放熱して凝縮し、ついで固定絞り弁(24)により減圧された後に室外熱交換器(19)で熱を奪って蒸発し、ついで気液分離器(26)で気液分離された後に圧縮機(18)に戻される（図２矢印参照）。
【００３４】
空調ユニット(1)のケーシング(11)のダンパ(17)は、通風路(13)の２つの通路部分(15)(16)のうちのいずれか一方への空気の流れを遮断するとともに同他方への空気の流れを許容することによって、第１室内熱交換器(22)を通過した後に第２室内熱交換器(23)に送られる空気量および第１室内熱交換器(22)を通過した後に第２室内熱交換器(23)を迂回する空気量の割合を調節する。
【００３５】
図５〜図７に示すように、第２室内熱交換器(23)は、長手方向を左右方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置されたアルミニウム製第１ヘッダタンク(41)およびアルミニウム製第２ヘッダタンク(42)と、両ヘッダタンク(41)(42)間に設けられた熱交換コア部(43)とを備えている。
【００３６】
第１ヘッダタンク(41)は、前側（通風方向下流側）に位置する第１ヘッダ(44)と、後側（通風方向上流側）に位置しかつ第１ヘッダ(44)に一体化された第２ヘッダ(45)とを備えている。第１ヘッダ(44)の右端部に冷媒入口(46)が設けられ、第２ヘッダ(45)の右端部に冷媒出口(47)が設けられている。第２ヘッダタンク(42)は、前側に位置する第３ヘッダ(48)と、後側に位置しかつ第３ヘッダ(48)に一体化された第４ヘッダ(49)とを備えている。第３ヘッダ(48)内と第４ヘッダ(49)内は適当な手段により通じさせられている。
【００３７】
熱交換コア部(43)の風下側および風上には、それぞれ長手方向が上下方向を向くとともに幅方向が通風方向（前後方向）を向いた複数のアルミニウム押出形材製扁平状冷媒管(51)が、左右方向（冷媒管(51)の厚み方向）に間隔をおいて並列状に配置されている。ここでは、風下側冷媒流通管(51)と風上側冷媒流通管(51)とは左右方向の同一位置にあり、通風方向に並んだ２つの冷媒管(51)により管組(52)が構成され、左右方向に隣り合う管組(52)どうしの間に間隙(53A)(53B)が形成されている。風下側の冷媒管(51)の上端部は第１ヘッダ(44)に接続されるとともに、同下端部は第３ヘッダ(48)に接続され、風上側の冷媒管(51)の上端部は第２ヘッダ(45)に接続されるとともに、同下端部は第４ヘッダ(49)に接続されている。
【００３８】
熱交換コア部(43)の全間隙(53A)(53B)のうちの一部である複数の容器用間隙(53A)に、モータ(3)およびＰＣＵ(4)を冷却した冷却液を収容する冷却液収容部(55)を有する複数のアルミニウム製冷却液容器(54)が、各管組(52)を構成する２つの冷媒管(51)に跨るように配置されており、冷却液容器(54)は管組(52)の両冷媒管(51)に接した状態でろう材を介して接合されている。以下、ろう材を介しての接合をろう付と称する。熱交換コア部(43)における全間隙(53A)(53B)のうちの残部である複数のフィン用間隙(53B)に、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなり、かつ前後方向にのびる波頂部、前後方向にのびる波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部よりなるコルゲート状のアルミニウム製アウターフィン(56)が、各管組(52)を構成する２つの冷媒管(51)に跨るように配置されており、アウターフィン(56)は両冷媒管(51)に接した状態でろう付されている。また、左右両端の管組(52)の外側にも、アウターフィン(56)が、管組(52)を構成する２つの冷媒管(51)に跨るように配置されて管組(52)の両冷媒管(51)に接した状態でろう付され、さらに左右両端のアウターフィン(56)の外側にアルミニウム製サイドプレート(57)が配置されてアウターフィン(56)にろう付されている。
【００３９】
この実施形態の第２室内熱交換器(23)の場合、冷媒は、冷媒入口(46)を通って第１ヘッダ(44)内に入り、全冷媒管(51)を通って第２ヘッダ(45)の冷媒出口(47)から流出する。
【００４０】
図８に示すように、冷却液容器(54)は、長手方向を上下方向に向けるとともに幅方向を前後方向に向けた扁平状であり、前側冷媒管(51)の前側縁よりも後方でかつ後側冷媒管(51)の後側縁部よりも前方に位置し、かつ各管組(52)の前後２つの冷媒管(51)にろう付された容器本体部(58)と、容器本体部(58)の前側縁部（風下側縁部）の一部分、ここでは上部のみに連なるとともに前側冷媒管(51)の前側縁よりも前方（通風方向外側）に張り出すように設けられた前側外方張り出し部(59)と、容器本体部(58)の後側縁部（風上側縁部）の一部分、ここでは上部のみに連なるとともに後側冷媒管(51)の後側縁よりも後方（通風方向外側）に張り出すように設けられた後側外方張り出し部(61)とよりなる。
【００４１】
冷却液容器(54)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工が施されることにより形成され、かつ所定の部分どうしが互いにろう付された２枚の略縦長方形状のアルミニウム製容器構成板(62)よりなる。
【００４２】
冷却液収容部(55)は、両容器構成板(62)の互いにろう付された部分(62a)を除いた部分を外方に膨出させることによって、容器本体部(58)から両外方張り出し部(59)(61)にかけて略Ｕ字状に形成されている。冷却液収容部(55)は、冷却液容器(54)における容器本体部(58)に存在する第１収容部(63)と、第１収容部(63)に連なりかつ外方張り出し部(59)(61)に存在する第２収容部(64)とを有する。第１収容部(63)は、長手方向を上下方向に向けた状態で通風方向に間隔をおいて設けられかつ隣り合う管組(52)の各冷媒流通管(51)の外面に接する２つの直線部(63a)と、両直線部(63a)を一端、ここでは下端で接続する接続部(63b)とからなり、全体の左右方向の高さは等しくなっている。第２収容部(64)は長手方向を上下方向に向けて外方張り出し部(59)(61)のほぼ全体に設けられた直線状であり、左右方向の高さは第１収容部(63)の左右方向の高さよりも高くなっている。第２収容部(64)は上下方向の全体が第１収容部(63)の直線部の上部に連なっており、一方、たとえば風下側第２収容部(64)の上端に、冷却液収容部(55)を外部に通じさせる冷却液入口(65)が形成され、他方、たとえば風上側第２収容部(64)の上端に、冷却液収容部(55)を外部に通じさせる冷却液出口(66)が形成されている。全冷却液容器(54)の冷却液入口(65)が、モータ(3)およびＰＣＵ(4)を冷却した冷却液を全冷却液容器(54)の冷却液収容部(55)に分配して供給するアルミニウム製冷却液供給部材(67)に接続されるとともに、冷却液出口(66)が、全冷却液容器(54)内の冷却液を集めて排出するアルミニウム製冷却液排出部材(68)に接続されている。
【００４３】
放熱ユニット(2)は、モータ(3)およびＰＣＵ(4)の他に、モータ(3)およびＰＣＵ(4)を冷却した高温の冷却液から温熱を放熱するラジエータ(5)と、これらの機器を接続しかつこれらの機器の間で冷却液を循環させる冷却液循環路(6)と、冷却液を循環させるポンプ(7)とを備えている。
【００４４】
また、放熱ユニット(2)は、冷却液循環路(6)におけるモータ(3)およびＰＣＵ(4)よりも下流側でかつラジエータ(5)の上流側の部分と、第２室内熱交換器(23)の冷却液供給部材(67)とを接続する冷却液供給管(8)と、冷却液循環路(6)における冷却液供給管(8)の他端が接続された部分の下流側でかつラジエータ(5)の上流側の部分と、冷却液排出部材(68)とを接続する冷却液排出管(9)と、冷却液循環路(6)における冷却液供給管(8)が接続された部分と冷却液排出管(9)が接続された部分との間に設けられた第１開閉弁(70)と、冷却液排出管(9)に設けられた第２開閉弁(71)とを備えている。
【００４５】
上述した構成の車両用空調装置において、図１に示すように、車室内の冷房時には、放熱ユニット(2)においては、冷却液循環路(6)の第１開閉弁(70)が開かれるとともに冷却液排出管(9)の第２開閉弁(71)が閉じられ、冷却液循環路(6)を流れる冷却液によりモータ(3)およびＰＣＵ(4)が冷却され、モータ(3)およびＰＣＵ(4)を冷却した高温の冷却液の有する熱がラジエータ(5)において車室外空気に放熱される。また、冷却液の一部は冷却液供給管(8)および冷却液供給部材(67)を通って全冷却液容器(54)の冷却液入口(65)から冷却液収容部(55)内に入り、冷却液収容部(55)内に貯留される。
【００４６】
一方、空調ユニット(1)においては、ケーシング(11)のダンパ(17)が、第１通路部分(15)への空気の流れを遮断するとともに第２通路部分(16)への空気の流れを許容する位置に切り替えられる。また、空調ユニット(1)のヒートポンプ式冷凍サイクル(10)においては、２つの三方弁(31)(34)の働きによって、冷媒は第１〜第３冷房時冷媒流通部(28)(32)(35)を通って冷媒循環路(27)を流れる。冷媒は、圧縮機(18)で圧縮されて高温高圧とされた後に室外熱交換器(19)に送られ、室外熱交換器(19)で車室外空気に熱を放熱して凝縮し、ついで膨張弁(21)により減圧された後に第１室内熱交換器(22)でケーシング(11)の通風路(13)を流れる空調用空気から熱を奪って蒸発し、ついで気液分離器(26)で分離された気相冷媒が圧縮機(18)に戻される。第１室内熱交換器(22)で熱を奪われた空調用空気は、第２通路部分(16)を通って図示しない空気送出口から車室内に吹き出される。
【００４７】
上述した構成の車両用空調装置において、図２に示すように、車室内の暖房時には、放熱ユニット(2)の動作は、冷房時と同じ状態とされ、冷却液が第２室内熱交換器(23)の冷却液容器(54)の冷却液収容部(55)内に貯留される。
【００４８】
一方、空調ユニット(1)においては、ケーシング(11)のダンパ(17)が、第１通路部分(15)への空気の流れを許容するとともに第２通路部分(16)への空気の流れを遮断する位置に切り替えられる。また、空調ユニット(1)のヒートポンプ式冷凍サイクル(10)においては、２つの三方弁(31)(34)の働きによって、冷媒は第１〜第３暖房時冷媒流通部(29)(33)(36)を通って冷媒循環路(27)を流れる。冷媒は、圧縮機(18)で圧縮されて高温高圧とされた後に、第２室内熱交換器(23)の冷媒入口(46)から第１ヘッダ(44)内に流入し、全ヘッダ(44)(45)(48)(49)および全冷媒流通管(51)を経て冷媒出口(46)から流出する。高温高圧の冷媒が有する温熱は、冷媒流通管(51)を流れる間に冷媒流通管(51)の管壁およびアウターフィン(56)を介してフィン用間隙(53B)を流れる空調用空気に放熱され、冷媒が凝縮させられる。また、高温高圧の冷媒が第２室内熱交換器(23)の冷媒流通管(51)を流れる際に、冷媒の有する温熱が冷媒流通管(51)の管壁および冷却液容器(54)の冷却液収容部(55)の側壁を伝わって冷却液収容部(55)内の冷却液に伝わり、冷却液に温熱が蓄えられる。第２室内熱交換器(23)のフィン用間隙(53B)を通過して冷媒から温熱を奪った空気は、第１通路部分(15)を通って図示しない空気送出口から車室内に吹き出される。第２室内熱交換器(23)において放熱した冷媒は、固定絞り弁(24)により減圧された後に、室外熱交換器(19)において車室外空気から熱を奪って蒸発し、ついで気液分離器(26)において分離された気相冷媒が圧縮機(18)に戻される。
【００４９】
このような車室内の暖房時には、車外空気の温度が低温の場合に、室外熱交換器(19)で発生した結露水が凍結して着霜することがあり、室外熱交換器(19)から除霜する必要がある。
【００５０】
上述した構成の車両用空調装置において、図３に示すように、室外熱交換器(19)の除霜時には、放熱ユニット(2)の動作は、冷房時および暖房時と同じ状態とされ、冷却液が第２室内熱交換器(23)の冷却液容器(54)の冷却液収容部(55)内に貯留される。
【００５１】
一方、空調ユニット(1)においては、ケーシング(11)のダンパ(17)が、第１通路部分(15)への空気の流れを許容するとともに第２通路部分(16)への空気の流れを遮断する位置に切り替えられる。また、空調ユニット(1)のヒートポンプ式冷凍サイクル(10)の動作が上述した冷房時と同じ状態にされる。すなわち、冷媒は、圧縮機(18)で圧縮されて高温高圧とされた後に室外熱交換器(19)に送られ、室外熱交換器(19)で車室外空気に熱を放熱して凝縮し、ついで膨張弁(21)により減圧された後に第１室内熱交換器(22)でケーシング(11)の通風路(13)を流れる空調用空気から熱を奪って蒸発し、ついで気液分離器(26)で気液分離された後に圧縮機(18)に戻される。室外熱交換器(19)の着霜は、室外熱交換器(19)を流れる高温高圧の冷媒が有する熱により除霜される。
【００５２】
第１室内熱交換器(22)で熱を奪われた空調用空気は、第１通路部分(15)に入り、第２室内熱交換器(23)のフィン用間隙(53B)を通過した後に空気送出口から車室内に送られる。空調用空気が第２室内熱交換器(23)の通過する際に、第２室内熱交換器(23)の冷却液容器(54)の冷却液収容部(55)内の冷却液に蓄えられた温熱が、冷却液容器(54)の冷却液収容部(55)の側壁、冷媒流通管(51)の管壁およびアウターフィン(56)を経てフィン用間隙(53B)を流れる空調用空気に伝えられ、当該空調用空気が加熱された後に図示しない空気送出口から車室内に吹き出される。したがって、車室内を暖房した状態で、室外熱交換器(19)の除霜を行うことが可能になる。
【００５３】
上述した構成の車両用空調装置において、図４に示すように、室外熱交換器(19)の除霜時に第２室内熱交換器(23)の冷却液容器(54)内の冷却液に蓄えられた温熱が減少した場合には、空調ユニット(1)の動作が上述した除霜時と同じにされた状態で、放熱ユニット(2)の冷却液循環路(6)の第１開閉弁(70)が閉じられるとともに冷却液排出管(9)の第２開閉弁(71)が開かれる。その結果、モータ(3)およびＰＣＵ(4)を冷却した高温の冷却液が、冷却液循環路(6)から冷却液供給管(8)および冷却液供給部材(67)を通って第２室内熱交換器(23)の全冷却液容器(54)の冷却液入口(65)から冷却液収容部(55)内に入り、冷却液収容部(55)内を流れて冷却液出口(66)から冷却液排出部材(68)に流出し、冷却液排出管(9)を通って冷却液循環路(6)に戻される。そして、空調用空気が第２室内熱交換器(23)のフィン用間隙(53B)を通過する際に、冷却液容器(54)の冷却液収容部(55)内を流れる冷却液が有する温熱が冷却液容器(54)の冷却液収容部(55)の側壁、冷媒流通管(51)の管壁およびアウターフィン(56)を経てフィン用間隙(53B)を流れる空調用空気に伝えられ、当該空調用空気が加熱された後に第１通路部分(15)を通って空気送出口から車室内に吹き出される。したがって、車室内の急激な温度低下を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
この発明による車両用空調装置は、ハイブリッド自動車や電気自動車に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００５５】
(1)：空調ユニット
(2)：放熱ユニット
(3)：モータ
(4)：ＰＣＵ
(5)：ラジエータ
(6)：冷却液循環路
(8)：冷却液供給管
(9)：冷却液排出管
(10)：ヒートポンプ式冷凍サイクル
(11)：ケーシング
(12)：空気導入口
(13)：通風路
(17)：ダンパ
(18)：圧縮機
(19)：室外熱交換器
(22)：第１室内熱交換器
(23)：第２室内熱交換器
(27)：冷媒循環路
(51)：冷媒流通管
(52)：管組
(53A)：容器用間隙
(53B)：フィン用間隙
(54)：冷却液容器
(55)：冷却液収容部
(56)：アウターフィン
(63)：第１収容部
(63a)：直線部
(63b)：接続部
(65)：冷却液入口
(66)：冷却液出口
(67)：冷却液供給部材
(68)：冷却液排出部材
(70)：第１開閉弁
(71)：第２開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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