(57)【要約】【課題】冷房運転時のみヒートポンプサイクルを用いる従前の車両用空調装置と比較して、冷媒の配管パターンの変更点が少なく、且つ、ヒートポンプサイクルを用いて暖房運転を可能とする車両用ヒートポンプ装置および車両用空調装置を提供すること。【解決手段】この車両用ヒートポンプ装置は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する電動圧縮機と、電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒から冷却液へ放熱可能な水冷媒熱交換器と、電動圧縮機および水冷媒熱交換器を共に収容する筐体と、筐体の外部から水冷媒熱交換器へ冷却液を導入可能な冷却液導入部と、水冷媒熱交換器から筐体の外部へ冷却液を導出可能な冷却液導出部と、水冷媒熱交換器を通過した冷媒を筐体の外部へ導出する、１つのみ設けられた冷媒導出部と、筐体の外部から低圧冷媒を導入して電動圧縮機側へ送る第１の冷媒導入部および第２の冷媒導入部と、を具備する構成を採る。【選択図】図１
2014101019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入した冷媒を圧縮して吐出する電動圧縮機と、
前記電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒から冷却液へ放熱可能な水冷媒熱交換器と、
前記電動圧縮機および前記水冷媒熱交換器を共に収容する筐体と、
前記筐体の外部から前記水冷媒熱交換器へ冷却液を導入可能な冷却液導入部と、
前記水冷媒熱交換器から前記筐体の外部へ冷却液を導出可能な冷却液導出部と、
前記水冷媒熱交換器を通過した冷媒を前記筐体の外部へ導出する１つのみ設けられた冷媒導出部と、
前記筐体の外部から低圧冷媒を導入して前記電動圧縮機側へ送る第１の冷媒導入部および第２の冷媒導入部と、
を具備し、
前記第１の冷媒導入部に戻される冷媒、および、前記第２の冷媒導入部に戻される冷媒は、何れも前記冷媒導出部から導出された冷媒である、
車両用ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記低圧冷媒の導入通路を前記第１の冷媒導入部および前記第２の冷媒導入部の間で切り替える切替弁を具備する、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記水冷媒熱交換器を通過した高圧冷媒を、膨張させて前記冷媒導出部へ送るか、高圧のまま前記冷媒導出部へ送るか、切替え可能な膨張弁機能付き開閉弁を、
さらに具備する請求項２記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記切替弁および前記膨張弁機能付き開閉弁が、前記筐体に収容されている、
請求項３記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記冷却液導入部から導入された冷却液を、前記水冷媒熱交換器を通して前記冷却液導出部へ送るか、前記水冷媒熱交換器を通さずに前記冷却液導出部へ送るかを、切替可能な冷却液切替弁をさらに具備し、
前記冷却液切替弁が、前記筐体に収容されている、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記電動圧縮機の冷媒吸入側に配置されたアキュムレータをさらに具備し、
前記アキュムレータが、前記筐体に収容されている、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項７】
冷房運転時のみヒートポンプサイクルを用いる車両用空調装置の一部と交換されて、ヒートポンプサイクルによる暖房運転を可能とする、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項８】
車両の内燃機関から冷却液へ熱を吸収させる内燃機関冷却器と、
高温の冷却液から車室内へ送られる空気へ熱を放出させる暖房用熱交換器と、
車室内へ送られる空気から低温の冷媒へ熱を吸収させるエバポレータと、
車室外で冷媒と空気との熱交換を行う室外熱交換器と、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置と、
を具備し、
前記内燃機関冷却器および前記暖房用熱交換器が、前記車両用ヒートポンプ装置の前記冷却液導出部および前記冷却液導入部の間に直列に接続され、
前記室外熱交換器および前記エバポレータが、前記車両用ヒートポンプ装置の前記冷媒導出部および前記第１の冷媒導入部との間に直列に接続され、
前記室外熱交換器および前記エバポレータとの間の冷媒通路が分岐して前記第２の冷媒導入部に接続している、
車両用空調装置。
【請求項９】
高圧の冷媒を膨張させて前記エバポレータへ送る膨張弁を具備し、
前記膨張弁が、前記車両用ヒートポンプ装置の外部で、且つ、前記エバポレータの上流に配置されている、
請求項８記載の車両用空調装置。
【請求項１０】
前記室外熱交換器と前記エバポレータとの間の冷媒通路を開閉可能な開閉弁を具備する、
請求項９記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ヒートポンプ装置および車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と電気モータとの両方を備えた、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）、又は、ＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）と呼ばれる自動車がある。このような自動車に搭載される車両用空調装置では、内燃機関の熱、ならびに、蓄電池の電力によって発生したジュール熱を用いて、車室内の暖房を行うのが一般的である。
【０００３】
また、ヒートポンプサイクルを用いて冷房運転を行う車両用空調装置も一般的である。ヒートポンプサイクルは、エンジンルームに配置されるコンプレッサと、車両前面に又は風が導入可能な位置に配置される室外熱交換器と、車室の吸気通路に配置されるエバポレータと、膨張弁等から構成される。コンプレッサにより圧縮された高温高圧の冷媒は室外熱交換器へ送られて冷却され、冷却された冷媒は、膨張弁によりさらに低温低圧にされてエバポレータへ送られる。そして、エバポレータにより車室内へ供給される空気が冷却される。エバポレータは、車室内に設置された空調装置（Heating, Ventilation, and Air Conditioning、以下、ＨＶＡＣ）に備えられる。
【０００４】
従来、蓄電池の電力が無駄に消費されないよう、ヒートポンプを利用して車室内の暖房を行う車両用空調装置について、幾つも提案がなされている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１９７９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷房運転時のみヒートポンプサイクルを利用する従前の車両用空調装置では、冷媒の配管パターンは上述のように比較的に単純になる。
【０００７】
しかしながら、ヒートポンプサイクルを利用して暖房運転も行うようにした従来の車両用空調装置は、冷房運転時のみヒートポンプサイクルを利用する従前の車両用空調装置と比較して、冷媒の配管パターンが大きく変わってしまうという課題があった。
【０００８】
自動車においては、エンジン、モータ、トランスミッション、空調用コンプレッサ、吸気通路など、様々な構成が狭いスペースに搭載される。従って、各構成のレイアウト自由度は小さい。
【０００９】
また、自動車の分野では、大きな構成は変更せず、部分的に構成を改変していく所謂マイナーチェンジによって、技術的改良が図られる。
【００１０】
車両用空調装置においても、車両のマイナーチェンジとして改良が図られる場合があり、この場合、車両用空調装置の構成の改変は、車両の他の構成に影響を与えない改変であることが求められる。
【００１１】
ヒートポンプサイクルを用いた車両用空調装置は、車両の他の構成を避けて冷媒配管が施設される。このため、車両の他の構成に影響を与えずに車両用空調装置を改変するには、冷媒の配管パターンを大きく変更しないことが要件となる。冷媒配管は、冷却液の配管と異なり、高圧に耐える為に、例えば、アルミ製の配管が用いられる。そのため、冷媒配管のレイアウト変更は容易ではない。また、冷媒配管の大きな変更は、車両の他の構成のレイアウトに大きく影響してしまうために好ましくない。
【００１２】
本発明の目的は、冷房運転時のみヒートポンプサイクルを用いる従前の車両用空調装置と比較して、冷媒の配管パターンの変更点が少なく、且つ、ヒートポンプサイクルを用いて暖房運転を可能とする車両用ヒートポンプ装置および車両用空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様に係る車両用ヒートポンプ装置は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する電動圧縮機と、前記電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒から冷却液へ放熱可能な水冷媒熱交換器と、前記電動圧縮機および前記水冷媒熱交換器を共に収容する筐体と、前記筐体の外部から前記水冷媒熱交換器へ冷却液を導入可能な冷却液導入部と、前記水冷媒熱交換器から前記筐体の外部へ冷却液を導出可能な冷却液導出部と、前記水冷媒熱交換器を通過した冷媒を前記筐体の外部へ導出する１つのみ設けられた冷媒導出部と、前記筐体の外部から低圧冷媒を導入して前記電動圧縮機側へ送る第１の冷媒導入部および第２の冷媒導入部と、を具備し、前記第１の冷媒導入部に戻される冷媒、および、前記第２の冷媒導入部に戻される冷媒は、何れも前記冷媒導出部から導出された冷媒である、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両用ヒートポンプ装置を、１つの冷媒導出部、および、２つの冷媒導入部を介して、室外熱交換器およびエバポレータに配管接続することで、冷房運転だけでなく、容易にヒートポンプサイクルを利用した暖房運転を行うことができる。さらに、冷房運転時にヒートポンプサイクルを用いる従前の車両用空調装置と比較して、冷媒の配管パターンの変更点が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の車両用ヒートポンプ装置および車両用空調装置を示す構成図
【図２】実施形態の車両用空調装置における冷房運転時の動作を説明する図
【図３】実施形態の車両用空調装置における暖房運転時の動作を説明する図
【図４】従前の車両用空調装置からの冷媒配管の変更点を説明する図
【図５】本発明の実施形態の車両用ヒートポンプ装置の変形例を説明する構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態の車両用ヒートポンプ装置および車両用空調装置を示す構成図である。
【００１８】
本発明の実施形態の車両用空調装置は、車両用ヒートポンプ装置１０と、エンジン冷却器４０と、ヒータコア４４と、エバポレータ４８と、膨張弁５２と、室外熱交換器５６と、開閉弁６０と、これらの間を結ぶ冷却液の配管および冷媒配管等から構成される。ヒータコア４４、および、エバポレータ４８は車室内に搭載されるＨＶＡＣ７０に含まれる。ここでは、ファイアーウォールより室内側を車室内と呼んでいる。
【００１９】
車両用ヒートポンプ装置１０は、電動圧縮機１２と、水冷媒熱交換器１４と、アキュムレータ１６と、三方弁１８と、逆止弁２０と、オリフィス付開閉弁２２と、開閉弁２４と、筐体２６と、冷却液導入管３１と、冷却液導出管３２と、１つの冷媒導出管３３と、２つの冷媒導入管３４，３５とを備えている。
【００２０】
電動圧縮機１２は、電気により駆動して、吸入した冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。電動圧縮機１２の冷媒の吸入口は、アキュムレータ１６を介して２つの冷媒導入管３４，３５に連通し、電動圧縮機１２の冷媒の吐出口は、水冷媒熱交換器１４の冷媒通路の入口に連通している。
【００２１】
水冷媒熱交換器１４は、冷却液の通路と冷媒通路とを有し、これらの通路が大きな面積で熱交換可能に接触して構成される。冷媒通路の入口は電動圧縮機１２の吐出口に連通し、冷媒通路の出口はオリフィス付開閉弁２２が付設された冷媒導出管３３に連通している。冷却液の通路の入口は配管を介して三方弁１８に接続され、冷却液の出口は配管を介して逆止弁２０に接続されている。
【００２２】
水冷媒熱交換器１４には、電動圧縮機１２の駆動中、高温高圧の冷媒が流れる一方、冷却液は三方弁の切り替えによって流れ有りの状態と停止の状態とに切り替えられる。冷却液が流れれば、高温高圧冷媒から冷却液へ放熱が行われ、冷却液が停止すれば、高温高圧冷媒はほぼそのままの温度で水冷媒熱交換器１４を通過する。
【００２３】
三方弁１８は、電気的な制御により、冷却液導入管３１から導入された冷却液を、水冷媒熱交換器１４側および冷却液導出管３２側の何れか一方に切り替えて流す。
【００２４】
逆止弁２０は、水冷媒熱交換器１４への冷却液の逆流を防止する。
【００２５】
この実施の形態においては、三方弁１８および逆止弁２０が、冷却液を水冷媒熱交換器１４へバイパスさせるか否かを切り替える冷却液切替弁に相当する。
【００２６】
オリフィス付開閉弁２２は、暖房運転時に膨張弁としての機能を有する開閉弁であり、電気的な制御によって状態が切り替えられる。オリフィス付開閉弁２２は、例えば、大径の通路と、小径の通路を有するオリフィスとを有し、大径の通路が開閉可能に構成されている。オリフィス付開閉弁２２は、大径の通路が開いたときに、冷媒をそのまま通過させ、大径の通路が閉じてオリフィスの通路だけ通じているときに、高圧の冷媒を小径の通路に通して膨張させる。膨張した冷媒は、低温低圧の冷媒となる。
【００２７】
開閉弁２４は、冷媒の導入通路を２つの冷媒導入管３４，３５の間で切り替える切替弁に相当する。開閉弁２４は、冷媒導入管３４の入口と２つの冷媒導入管３４，３５の合流部との間に設けられ、電気的な制御によって、この間の通路を開閉する。
【００２８】
アキュムレータ１６は、気相および液相の冷媒を分離して気相の冷媒のみを電動圧縮機１２へ送る。
【００２９】
上記の三方弁１８、オリフィス付開閉弁２２、開閉弁２４は、例えば、車両用空調装置の制御装置から電気信号が送られて、状態が切り替えられる。或いは、三方弁１８、オリフィス付開閉弁２２、開閉弁２４は、車両用空調装置の制御装置の指令を受けて、車両用ヒートポンプ装置１０の制御部が信号を出力して、状態が切り替わる構成としてもよい。
【００３０】
筐体２６は、電動圧縮機１２、水冷媒熱交換器１４、アキュムレータ１６、三方弁１８、逆止弁２０、オリフィス付開閉弁２２、および、開閉弁２４を収容し、これらの構成を一体的にパッケージングする。筐体２６の周囲は断熱され、筐体２６内において電動圧縮機１２と水冷媒熱交換器１４とは熱交換可能に近接配置されていてもよい。
【００３１】
冷媒導出管３３および２つの冷媒導入管３４，３５は、車両用ヒートポンプ装置１０の冷媒の導出部および導入部にそれぞれ相当する。冷媒導出管３３および冷媒導入管３４，３５は、筐体２６の外部に一端が露出し、車両用空調装置の冷媒配管と連結される。冷媒導出管３３および冷媒導入管３４，３５の一端には、配管連結用のコネクタまたはソケットが設けられていてもよい。
【００３２】
冷却液導入管３１と冷却液導出管３２とは、車両用ヒートポンプ装置１０の冷却液の導入部および導出部にそれぞれ相当する。冷却液導入管３１および冷却液導出管３２は、筐体２６の外部に一端が露出し、車両用空調装置の冷却液の配管と連結される。冷却液導入管３１および冷却液導出管３２の一端には、配管連結用のコネクタまたはソケットが設けられていてもよい。
【００３３】
エンジン冷却器４０は、内燃機関の周囲に冷却液を流すウォータジャケットと、ウォータジャケットに冷却液を流すポンプとを具備し、ウォータジャケットに流れる冷却液へ内燃機関から熱を放出させる。ウォータジャケットの冷却液の通路の入口および出口は、ヒータコア４４と車両用ヒートポンプ装置１０の冷却液導入管３１とにそれぞれ連通する。
【００３４】
ヒータコア４４は、冷却液と空気との熱交換を行う機器であり、車室内へ空気を供給するＨＶＡＣ７０の吸気通路Ｂ内に配置される。ヒータコア４４の冷却液の通路は、エンジン冷却器４０と、車両用ヒートポンプ装置１０の冷却液導出管３２に連通する。ＨＶＡＣ７０の吸気通路Ｂには、ファンＦ２によって外気等が導入される。
【００３５】
エバポレータ４８は、低温低圧に膨張された冷媒と、空気との熱交換を行う機器であり、ＨＶＡＣ７０の吸気通路Ｂ内に配置される。低温低圧に膨張された冷媒は、エバポレータ４８を通過する際に、空気から熱を吸収して気化する。エバポレータ４８の冷媒通路の入口は、膨張弁５２と開閉弁６０とを間に挟んで、配管を介して室外熱交換器５６に連通している。エバポレータ４８の冷媒通路の出口は、配管を介して車両用ヒートポンプ装置の冷媒導入管３５に連通している。
【００３６】
膨張弁５２は、高圧の冷媒を低温低圧に膨張して、エバポレータ４８に吐出する。膨張弁５２は、車両用ヒートポンプ装置１０の外部で、エバポレータ４８に近接する位置に連結されている。
【００３７】
室外熱交換器５６は、冷媒を流す通路と、空気を流す通路とを有し、例えばエンジンルーム内の車両の先頭付近に配置されて、各通路を流れる冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器５６の冷媒通路の入口は、配管を介して車両用ヒートポンプ装置１０の冷媒導出管３３に連通する。また、冷媒通路の出口は、途中で２本の配管に分岐して、エバポレータ４８および車両用ヒートポンプ装置１０の一つの冷媒導入管３４にそれぞれ連通する。
【００３８】
室外熱交換器５６には、暖房運転時には低温低圧の冷媒が流れて外気から熱を吸収し、冷房運転時には高温高圧の冷媒が流れて外気へ熱を放出する。室外熱交換器５６には、例えば、ファンＦ１により外気が吹き付けられる。
【００３９】
開閉弁６０は、室外熱交換器５６からエバポレータ４８へ冷媒を流す配管の途中に設けられ、電気的な制御によって、この通路の開閉を行う。
【００４０】
［冷房運転動作］
図２は、実施形態の車両用空調装置における冷房運転時の動作を説明する図である。図の配管の網掛け部分は、冷媒または冷却液の流れがないことを示す。
【００４１】
冷房運転時には、開閉弁２４が閉、開閉弁６０が開、オリフィス付開閉弁２２が開、三方弁１８の水冷媒熱交換器１４側が閉に切り替えられる。
【００４２】
この切替により、冷却液は、エンジン冷却器４０とヒータコア４４とを循環する一方、冷却液は水冷媒熱交換器１４に流れない。ＨＶＡＣ７０内の吸気通路Ｂにおいては、ヒータコア４４に風が流れないようにエアミックスダンパが切り替えられることで、車室内へ供給される送風への加熱は行われない。
【００４３】
冷媒は、電動圧縮機１２により高温高圧に圧縮されたのち、水冷媒熱交換器１４を高温のまま通過して室外熱交換器５６へ送られる。その後、冷媒は、室外熱交換器５６で冷却された後、膨張弁５２を通過して低温低圧に膨張し、続いてエバポレータ４８へ送られる。エバポレータ４８では、車室内へ送られる空気から冷媒へ吸熱が行われて、空気の冷却と冷媒の気化とが行われる。気化した冷媒は、アキュムレータ１６を介して電動圧縮機１２へと戻される。
【００４４】
このようなヒートポンプサイクルによって、車室内へ冷たい空気を送ることができる。
【００４５】
［暖房運転動作］
図３は、実施形態の車両用空調装置における暖房運転時の動作を説明する図である。図の配管の網掛け部分は、冷媒または冷却液の流れがないことを示す。
【００４６】
暖房運転時には、開閉弁２４が開、開閉弁６０が閉、オリフィス付開閉弁２２が閉、三方弁１８の冷却液導出管３２側が閉に切り替えられる。
【００４７】
この切替により、冷却液は、エンジン冷却器４０と、水冷媒熱交換器１４と、ヒータコア４４とを循環する。この間、冷却液は、エンジン冷却器４０と、水冷媒熱交換器１４とで加熱され、ヒータコア４４でＨＶＡＣ７０内の吸気通路Ｂを流れる空気へと放熱を行う。
【００４８】
さらに、車両用ヒートポンプ装置１０では、電動圧縮機１２で発生した熱が水冷媒熱交換器１４で冷却水へ伝えられて、電動圧縮機１２の排熱も熱源として利用される。
【００４９】
吸気通路Ｂにおいては、ヒータコア４４に風が流れるようにエアミックスダンパ等が切り替えられて、車室内へ送られる空気が温められる。
【００５０】
冷媒は、電動圧縮機１２により高温高圧に圧縮されたのち、水冷媒熱交換器１４を通過して冷却液へ放熱を行う。放熱後の高圧の冷媒は、オリフィス付開閉弁２２を通過して低温低圧に膨張し、室外熱交換器５６へ送られる。室外熱交換器５６では、外気から冷媒へ吸熱が行われて、冷媒が気化する。気化した冷媒は、アキュムレータ１６を介して電動圧縮機１２へ戻される。エバポレータ４８には、冷媒が流れず、そこでは熱交換も行われない。
【００５１】
このような動作により、車室内へ温かい空気を送ることができる。温風には、エンジンの熱が有効活用され、エンジン熱で足りない分がヒートポンプサイクルによって補われる。また、電動圧縮機１２の排熱も空気を温めるのに有効活用されている。空気の加熱はヒートポンプサイクルを利用しているので、加熱量に対する消費電力は低く抑えられている。
【００５２】
［配管経路の比較］
図４は、従前の車両用空調装置からの冷媒配管の変更点を説明する図である。図中、実線で従前の車両用空調装置の配管を示している。
【００５３】
＜従前の車両用空調装置の場合＞
冷房運転時のみヒートポンプサイクルを用いる従前の車両用空調装置では、室外熱交換器５６がエンジンルーム内の車両先頭付近に配置され、吸気通路Ｂ、ヒータコア４４およびエバポレータ４８が車室内のＨＶＡＣ７０に配置される。さらに、ヒートポンプサイクルの構成ユニットＵ１がエンジンルームに配置される。構成ユニットＵ１は、この場合、冷媒を圧縮する圧縮機となる。
【００５４】
この構成において、冷媒の配管は、図４の実線に示すものとなる。すなわち、エンジンルーム内の車両先頭の室外熱交換器５６から車室内のエバポレータ４８へつながる配管Ｐ１、エンジンルームの構成ユニット（圧縮機）Ｕ１から室外熱交換器５６へつながる配管Ｐ２、ならびに、車室内のエバポレータ４８からエンジンルームの構成ユニット（圧縮機）Ｕ１へ連なる配管Ｐ３のみとなる。
【００５５】
各配管Ｐ１〜Ｐ３は、車両の各構成を避けつつ、冷媒の圧力損失が大きくならないよう、なるだけ直線的な経路となるようにレイアウトされる。特に、長い区間に渡って施設される配管Ｐ１は、優先的に直線的な経路にできるようにレイアウト設計されることがある。
【００５６】
冷却液の配管Ｗ１，Ｗ２は、エンジンルームのエンジン冷却器４０とＨＶＡＣ７０内のヒータコア４４との間に施設される。
【００５７】
＜冷媒配管の変更点が多くなる例＞
ここでは、ヒートポンプサイクルを利用して暖房運転を行う空調装置について、ＨＶＡＣ７０内の吸気通路Ｂ内の構成、および、エンジンルーム内の構成を大きく変更しないという条件を課して検討を行う。
【００５８】
この場合、先ず、エンジンルームに配置されるヒートポンプサイクルの構成ユニットＵ１には、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された高温の冷媒から冷却液へ放熱させる水冷媒熱交換器とを含んだ構成が採用される。水冷媒熱交換器が必要となる理由は、ＨＶＡＣ７０内の吸気通路Ｂで空気を温めるヒータコア４４には、加熱された冷却液が必要だからである。
【００５９】
構成ユニットＵ１とヒータコア４４との間には、熱せられた冷却液を循環させる配管Ｗ２１，Ｗ２２が設けられる。これらの配管Ｗ２１，Ｗ２２は、例えばエンジン冷却器４０に連通する配管Ｗ１の一部Ｗ１ａを分断してバイパスするように接続される。
【００６０】
さらに、上記検討の場合、配管の変更点を減らす工夫がないと、構成ユニットＵ１とエバポレータ４８との間、ならびに、構成ユニットＵ１と室外熱交換器５６との間には、それぞれ機能の異なる冷媒の配管が設けられることになる。
【００６１】
すなわち、構成ユニットＵ１とエバポレータ４８との間には、低温の冷媒を流す行きの配管Ｐ２１、Ｐ１ｂと、戻りの配管Ｐ３とが設けられる。さらに、構成ユニットＵ１と室外熱交換器５６との間には、外気へ熱の排出（冷房時）および外気から熱の吸収（暖房時）を行うための、行きの配管Ｐ２および戻りの配管Ｐ２２が設けられる。例えば、特許文献１に開示されるユニットおよび空調システムは、このような構成になっている（特許文献１の図２１〜図２４を参照）。
【００６２】
この場合、従前の配管からの変更点としては、２本の冷媒配管Ｐ２１、Ｐ２２が追加され、エンジンルームを渡って設けられる長い配管Ｐ１の一部分Ｐ１ａが除去される。
【００６３】
さらに、この場合、高温のエンジンルームに低温冷媒を流す配管Ｐ２１が配置されるため、配管Ｐ２１の断熱性を非常に高くするか、構成ユニットＵ１をエバポレータ４８の近傍に配置する必要が生じる。
【００６４】
＜本実施の形態の場合＞
一方、本実施の形態の構成では、図１と図４との比較から分かるように、従前の車両用空調装置からの冷媒配管の変更点は、１本の冷媒配管Ｐ２２の追加だけで済む。
【００６５】
さらに、本実施の形態の構成では、膨張弁５２をエバポレータ４８の直前に配置できるので、低温低圧の冷媒をエバポレータ４８に供給する配管が、エンジンルームに配置されて熱損失が大きくなることもない。
【００６６】
以上のように、本実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１０および車両用空調装置によれば、冷房運転時のみヒートポンプサイクルを用いる従前の車両用空調装置と比較して、冷媒の配管パターンの変更点が最小となる。その上で、本実施の形態によれば、ヒートポンプサイクルを用いて暖房運転を行うことができる。
【００６７】
従って、従前の車両用空調装置が採用されている車両に対して、マイナーチェンジまたはオプション変更により、ヒートポンプサイクルによる暖房運転が可能な車両用空調装置を搭載する場合に、本実施の形態は特に有効になる。すなわち、追加の冷媒配管Ｐ２２のスペースだけを設ければ、車両の他の構成のレイアウトに影響を及ぼすことなく、本実施の形態の車両用空調装置を適用することが可能となる。
【００６８】
ところで、冷媒専用に液冷媒（液相の冷媒）を輸送する配管は、通常、流速が遅いため、配管径が小さいものが採用される（例えば外径８ｍｍ）。一方、膨張弁からエバポレータにつながる配管は配管径を大きくする必要がある（例えば外径１２ｍｍ）。
【００６９】
従前の車両用空調装置では、膨張弁はエバポレータ４８の直前に設けられるので、室外熱交換器５６からエバポレータ４８の直前までの配管Ｐは、配管径の小さいものが採用される。
【００７０】
車両用空調装置が、構成ユニットＵ１から低温の冷媒をエバポレータ４８に供給するシステムに変更された場合、膨張弁は構成ユニットＵ１に内蔵されるので、構成ユニットＵ１からエバポレータ４８へつながる配管Ｐ２１，Ｐ１ｂは、配管径を大きくする必要がある。この場合、従前の配管からの変更点として、元々備わる配管Ｐ１の一部（配管Ｐ１ｂ）の配管径を増大させる必要が生じる。
【００７１】
一方、本実施の形態の車両用空調装置では、エバポレータ４８の直前に膨張弁が設けられるので、配管Ｐ１の配管径を増大させる必要がない。
【００７２】
［変形例］
図５は、本発明の実施の形態の車両用ヒートポンプ装置の変形例を説明する構成図である。
【００７３】
本発明の実施形態の車両用ヒートポンプ装置１０としては、図５に示すように、開閉弁２４、オリフィス付開閉弁２２、三方弁１８および逆止弁２０の全部または何れかを、筐体２６の外側に設けるようにしてもよい。
【００７４】
また、２つの開閉弁２４、６０は、冷媒配管の分岐箇所ｄ１，ｄ２に三方弁を設けて代替することも可能である。
【００７５】
さらに、冷却液を水冷媒熱交換器１４へバイパスさせるか否かを切り替えるための構成は、三方弁１８および逆止弁２０に限られず、複数の開閉弁を用いて構成することもできる。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【００７７】
なお、上記実施の形態では、車両用ヒートポンプ装置１０の冷媒導入部または冷媒導出部として、管状の構成を例にとって説明したが、冷媒導入部または冷媒導出部は、例えば、配管接続用のコネクタまたはソケットを筐体２６の壁体に埋設した構成としてもよい。冷却液の導入部または導出部も同様である。
【００７８】
また、上記実施の形態では、ヒータコアに内燃機関から熱をもらった冷却液を供給する構成を例にとって説明したが、ヒータコア４４には車両用ヒートポンプ装置１０の冷却液だけが流れる構成を採用してもよい。
【００７９】
また、上記実施の形態の車両用空調装置および車両用ヒートポンプ装置は、自動車に新規に搭載される構成としても良い。また、上記実施の形態の車両用ヒートポンプは、図４に示したような、冷房運転時のみヒートポンプサイクルを用いる従前の車両用空調装置の一部と交換される構成としても良い。この交換により、本実施形態の車両用空調装置が実現されて、ヒートポンプサイクルによる暖房運転が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、車両に搭載される車両用ヒートポンプ装置および車両用空調装置に利用できる。
【符号の説明】
【００８１】
１０  車両用ヒートポンプ装置
１２  電動圧縮機
１４  水冷媒熱交換器
１６  アキュムレータ
１８  三方弁
２０  逆止弁
２２  オリフィス付開閉弁
２４  開閉弁
２６  筐体
３１  冷却液導入管
３２  冷却液導出管
３３  冷媒導出管
３４，３５  冷媒導入管
４０  エンジン冷却器
４４  ヒータコア
４８  エバポレータ
５２  膨張弁
５６  室外熱交換器
６０  開閉弁
Ｂ  吸気通路
Ｆ１，Ｆ２  ファン
【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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