(57)【要約】【課題】空調サイクルの暖房運転の効率を向上できる冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置１００は、切替弁２を介して、空調サイクル１００ｃに接続されている。切替弁２は、第一室外熱交換器３の下流側に設けられており、第一室外熱交換器３から流出した冷媒の流れを切り替える。冷却装置１００は、冷媒と外気との間で熱交換する第二室外熱交換器５と、発熱源の発熱を冷媒に放熱する冷却部３０とを備えている。切替弁２は、空調サイクル１００ｃの冷房運転時に冷却部３０が第二室外熱交換器５の上流側に接続され、空調サイクル１００ｃの暖房運転時に冷却部３０が第二室外熱交換器５の下流側に接続されるように、冷媒の流路を切り替える。【選択図】図４
2015152244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調サイクルを循環する冷媒を用いて発熱源を冷却する冷却装置であって、
前記空調サイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒と外気との間で熱交換する第一室外熱交換器と、前記冷媒を減圧する減圧器と、前記冷媒と空調用空気との間で熱交換する室内熱交換器とを有し、
前記冷却装置は、前記第一室外熱交換器の下流側に設けられ、前記第一室外熱交換器から流出した前記冷媒の流れを切り替える切替弁を介して、前記空調サイクルに接続されており、
前記冷却装置は、
前記冷媒と外気との間で熱交換する第二室外熱交換器と、
前記発熱源の発熱を前記冷媒に放熱する冷却部とを備え、
前記切替弁は、前記空調サイクルの冷房運転時に前記冷却部が前記第二室外熱交換器の上流側に接続され、前記空調サイクルの暖房運転時に前記冷却部が前記第二室外熱交換器の下流側に接続されるように、前記冷媒の流路を切り替える、冷却装置。
【請求項２】
前記切替弁は、前記第一室外熱交換器に接続された第一ポートと、前記減圧器に接続された第二ポートと、前記第二室外熱交換器に接続された第三ポートと、前記冷却部に接続された第四ポートとを有し、
前記空調サイクルの冷房運転時に、前記切替弁の内部で、前記第一ポートと前記第四ポートとが連通するとともに前記第二ポートと前記第三ポートとが連通し、
前記空調サイクルの暖房運転時に、前記切替弁の内部で、前記第一ポートと前記第三ポートとが連通するとともに前記第二ポートと前記第四ポートとが連通する、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記切替弁は、前記切替弁の内部で、前記第一ポートと前記第二ポートとを連通するとともに前記第三ポートと前記第四ポートとを連通して、前記冷却装置を前記空調サイクルから分離する、請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記発熱源は、車両に搭載される電気機器であり、
前記車両の停車時に、前記切替弁は、前記冷却部が前記第二室外熱交換器の下流側に接続されるように、前記冷媒の流路を切り替える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に関し、特に、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して発熱源を冷却する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題対策の一つとして、モータの駆動力により走行するハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車などが注目されている。このような車両において、モータ、ジェネレータ、インバータ、コンバータおよびバッテリなどの電気機器は、電力の授受によって発熱する。そのため、これらの電気機器を冷却する必要がある。そこで、車両用空調装置として使用される蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して、発熱体を冷却する技術が提案されている（たとえば、特開２０１３−１９３６５５号公報（特許文献１）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９３６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１（特開２０１３−１９３６５５号公報）には、圧縮機よりも下流側に設置される第１凝縮器と第２凝縮器とを備え、第１凝縮器と第２凝縮器との間に発熱体の冷却器を配置し、冷房作動中に、第１凝縮器で放熱した冷媒で発熱体を冷却し、発熱体から吸熱した冷媒を第２凝縮器で放熱させる、冷却装置が開示されている。このような冷却装置の構成は、空調装置の冷房運転時に発熱体を冷却するには有効であるが、暖房運転時には発熱体の発熱を有効に利用できず効率が悪い。具体的には、暖房運転時には、冷媒は第１凝縮器および冷却器で吸熱した後、第２凝縮器で吸熱するが、第２凝縮器は発熱体ではないため、飽和蒸気線を越えて冷媒圧力を上昇させることができない。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、空調サイクルの暖房運転の効率を向上できる、冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る冷却装置は、空調サイクルを循環する冷媒を用いて発熱源を冷却する冷却装置である。空調サイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と外気との間で熱交換する第一室外熱交換器と、冷媒を減圧する減圧器と、冷媒と空調用空気との間で熱交換する室内熱交換器とを有している。冷却装置は、切替弁を介して、空調サイクルに接続されている。切替弁は、第一室外熱交換器の下流側に設けられており、第一室外熱交換器から流出した冷媒の流れを切り替える。冷却装置は、冷媒と外気との間で熱交換する第二室外熱交換器と、発熱源の発熱を冷媒に放熱する冷却部とを備えている。切替弁は、空調サイクルの冷房運転時に冷却部が第二室外熱交換器の上流側に接続され、空調サイクルの暖房運転時に冷却部が第二室外熱交換器の下流側に接続されるように、冷媒の流路を切り替える。
【０００７】
このように構成された冷却装置によれば、空調サイクルの暖房運転時に、発熱源の発熱を効率的に回収して、圧縮機の仕事量を補助できるとともに、圧縮機から吐出される冷媒の温度を高めることができるので、空調サイクルの効率を向上することができる。
【０００８】
上記の冷却装置において、切替弁は、第一室外熱交換器に接続された第一ポートと、減圧器に接続された第二ポートと、第二室外熱交換器に接続された第三ポートと、冷却部に接続された第四ポートとを有している。空調サイクルの冷房運転時に、切替弁の内部で、第一ポートと第四ポートとが連通しているとともに、第二ポートと第三ポートとが連通している。空調サイクルの暖房運転時に、切替弁の内部で、第一ポートと第三ポートとが連通しているとともに、第二ポートと第四ポートとが連通している。このような構成の切替弁を介して空調サイクルと冷却装置とを接続することで、空調サイクルの冷房運転時と暖房運転時との両方において、最適な冷媒の流路を形成することができる。
【０００９】
上記の冷却装置において、切替弁は、切替弁の内部で、第一ポートと第二ポートとを連通するとともに第三ポートと第四ポートとを連通して、冷却装置を空調サイクルから分離する。この場合は、冷却装置を循環する冷媒の流れを形成して発熱源を確実に冷却することができ、圧縮機の消費動力低減および信頼性向上を実現することができる。
【００１０】
上記の冷却装置において、発熱源は、車両に搭載される電気機器である。車両の停車時に、切替弁は、冷却部が第二室外熱交換器の下流側に接続されるように、冷媒の流路を切り替える。このようにすれば、車両の停車後、次回の車両の走行時に、空調サイクルの運転状態にかかわらず、発熱源を確実に冷却することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の冷却装置によると、空調サイクルの暖房運転時の効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】冷却装置が適用される車両の構成を示す概略図である。
【図２】本実施の形態に係る空調サイクルと冷却装置とを示す作動説明図である。
【図３】空調サイクルの冷房運転時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図４】空調サイクルの暖房運転時の冷却装置の作動説明図である。
【図５】空調サイクルの暖房運転時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図６】冷却装置の運転モード毎の切替弁の設定を示す図である。
【図７】エアコン非連動時の冷却装置の作動説明図である。
【図８】エアコン非連動時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図９】切替弁の斜視図である。
【図１０】切替弁の平面図である。
【図１１】切替弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１４】
図１は、冷却装置１００が適用される車両１０００の構成を示す概略図である。本実施の形態に係る車両１０００は、内燃機関であるエンジン２００と、電動機である駆動ユニット３００と、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）７００と、走行用バッテリ４００と、を含んで構成され、エンジン２００と駆動ユニット３００とを動力源とするハイブリッド車両である。なお、本発明の冷却装置１００は、エンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド車両のみならず、電動機のみを動力源とする車両（本明細書では、両者を包含して電気自動車という）にも適用可能である。
【００１５】
エンジン２００は、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。駆動ユニット３００は、エンジン２００とともに車両１０００を駆動する駆動力を発生させる。エンジン２００および駆動ユニット３００は、ともに車両１０００のエンジンルーム内に設けられている。駆動ユニット３００は、ケーブル５００を介してＰＣＵ７００と電気的に接続されている。ＰＣＵ７００は、ケーブル６００を介して走行用バッテリ４００と電気的に接続されている。
【００１６】
図２は、本実施の形態に係る空調サイクル１００ｃと冷却装置１００とを示す作動説明図である。
【００１７】
空調サイクル１００ｃは、蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。空調サイクル１００ｃは、図１に示す車両の車室内の空調を行なうために設けられており、冷房運転および暖房運転の両方を可能としている。空調サイクル１００ｃは、圧縮機６、室内放熱器１１、電磁弁７、電磁弁７に並列に接続された電気式膨張弁１７による暖房絞り、第一室外熱交換器（液冷熱交換器）３、およびアキュムレータ１０を備えている。加えて、空調サイクル１００ｃは、三方弁１３から分岐する分岐流路に設けられた、減圧器の一例としての膨張弁１４による冷房絞り、および室内熱交換器９を備えている。三方弁１３に替えて、周知のように電磁弁を使用してもよい。
【００１８】
冷却装置１００は、空調サイクル１００ｃを循環する空調用冷媒（以下、単に冷媒ともいう）を用いて、図１に示す駆動ユニット３００、走行用バッテリ４００またはＰＣＵ７００などの、車両１０００に搭載されるとともに発熱する電気機器（以下、発熱源と総称する）を冷却するための、冷却回路である。冷却装置１００は、図１に示す車両１０００に搭載されている。冷却装置１００は、第二室外熱交換器５、冷却部３０、および液体ポンプ３４を備えている。冷却装置１００は、第一室外熱交換器３の下流側に設けられた切替弁２を介して、空調サイクル１００ｃに接続されている。
【００１９】
空調サイクル１００ｃおよび冷却装置１００を構成する各機器のうち、室内放熱器１１、および室内熱交換器９は、車室内（インストルメントパネル内）の空調ケース２１内に配設されている。圧縮機６、第一室外熱交換器３、送風機１６、第二室外熱交換器５、および冷却部３０などは、エンジンルーム内に配設されている。
【００２０】
圧縮機６は、図１に示すエンジン２００または駆動ユニット３００によって駆動されて、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する電動式の流体機械であり、作動回転数によって冷媒の吐出量を調節可能としている。
【００２１】
室内放熱器１１は、内部に冷媒流路が形成された放熱用の熱交換器であり、空調ケース２１内の空調用空気流の下流側に配設されている。室内放熱器１１内の冷媒流路には、圧縮機６から吐出された高温高圧の冷媒が流れ、室内放熱器１１は、空調ケース２１内を流れて、室内放熱器１１自身を通過する空調用空気流に放熱して、空調用空気流を加熱するようになっている。
【００２２】
電磁弁７は、全開と全閉との切替が可能な仕様とされている。制御絞りを成す電気式膨張弁１７による暖房絞りは、所定開度の絞りを構成し、室内放熱器１１から流出される冷媒を減圧する減圧手段である。
【００２３】
第一室外熱交換器３の車両後方側には、空気流を供給する送風機１６が設けられている。送風機１６は、ファンの回転数が増減されることで、空気流の送風量が調節されるようになっている。なお、送風機１６は、第一室外熱交換器３の車両前方側に設けられて、空気流を車両の前方側から後方側に供給する押し込み式の空気流供給手段としても良い。第一室外熱交換器３は、送風機１６によって供給される空気流と、冷媒とが流れ、冷媒および空気流の間で熱交換を行なう熱交換器として構成されている。空気流は、車両１０００の走行によって発生する自然の通風によって、第一室外熱交換器３に供給されてもよい。
【００２４】
三方弁１３は、冷媒が膨張弁１４側を流れる場合と、冷媒が主としてバイパス経路１５側に流れる場合とに切替えることができる。バイパス経路１５は、膨張弁１４および室内熱交換器９と並列に接続されており、膨張弁１４および室内熱交換器９を経由せずに空調用冷媒をアキュムレータ１０に流通させる経路である。三方弁１３は、電磁弁７および電気式膨張弁１７と共に、冷暖房切替手段を形成している。
【００２５】
膨張弁１４は、減圧手段であり、所定開度の絞りを構成し、冷媒を減圧するようになっている。膨張弁１４は、温度式膨張弁であってもよく、電気式の膨張弁であってもよい。なお、冷媒液を減圧するための減圧器は、絞り膨張する膨張弁１４に限られず、毛細管であってもよい。
【００２６】
室内熱交換器９は、膨張弁１４の下流側に設けられた熱交換器であり、膨張弁１４で減圧された冷媒と空調ケース２１内を流れる空調用空気流との間で熱交換して、空調用空気流を冷却するようになっている。室内熱交換器９は、空調ケース２１内で流路全体を横断するように設けられている。室内熱交換器９は、空調ケース２１内で室内放熱器１１よりも空調用空気流の上流側に配設されている。
【００２７】
アキュムレータ１０は、気液分離手段であり、バイパス経路１５を経由して流れる空調用冷媒、または膨張弁１４を通って室内熱交換器９から流出された空調用冷媒を受け入れる。アキュムレータ１０は、圧縮機６の吸入側に設置されており、冷媒の気液を分離して底部に液冷媒を溜め、ガス冷媒を圧縮機６へ吸入させるようになっている。
【００２８】
切替弁２は、第一室外熱交換器３の下流側に設けられており、第一室外熱交換器３から流出した冷媒の流れを切替可能に設けられている。本実施の形態の切替弁２は、四方弁である。切替弁２には、４つの接続口が設けられている。図２に示すように、第一室外熱交換器３に接続されている接続口を接続口Ａと称し、三方弁１３を介して膨張弁１４に接続されている接続口を接続口Ｂと称し、第二室外熱交換器５に接続されている接続口を接続口Ｃと称し、冷却部３０に接続されている接続口を接続口Ｄと称する。
【００２９】
第二室外熱交換器５は、第一室外熱交換器３と同様の、冷媒および空気流の間で熱交換を行なう熱交換器として構成されている。
【００３０】
冷却部３０は、発熱源と空調用冷媒との間で熱交換を行なう熱交換器として構成されており、発熱源の発熱を空調用冷媒に放熱するために設けられている。冷却部３０は、発熱源と空調用冷媒との間で熱交換が可能な構造を有するように設けられている。冷却部３０は、たとえば、空調用冷媒の流路の外周面が発熱源に直接接触するように形成されて空調用冷媒と発熱源とが直接熱交換してもよく、空調用冷媒と水や油などの二次媒体とが熱交換してもよい。または冷却部３０は、空調用冷媒の流路と発熱源との間に介在して配置された任意の公知の伝熱装置を備えていてもよい。
【００３１】
室内ユニットは、空調用空気流の温度を、乗員が設定する設定温度に調節して車室内に吹出すユニットであり、空調ケース２１内にブロワ２５、室内熱交換器９、室内放熱器１１、およびエアミックスドア１２などが設けられている。
【００３２】
ブロワ２５は、内外気切替えドア２７の切替えによって車室内または車室外から空調用空気流を空調ケース２１内に取り入れて、最下流側となる各種吹出口から車室内へ吹出す送風手段である。ブロワ２５の空調用空気流の下流側には、上記で説明した室内熱交換器９、および室内放熱器１１が配設されている。また、室内放熱器１１と空調ケース２１との間には、空調用空気流が室内放熱器１１をバイパスして流通可能となるバイパス通路２６が形成されている。
【００３３】
エアミックスドア１２は、室内放熱器１１、およびバイパス通路２６を通過する空調用空気流量を調節する調節手段である。エアミックスドア１２は、室内放熱器１１の空調用空気流通部、またはバイパス通路２６を開閉する回動式のドアである。エアミックスドア１２の開度に応じて、室内放熱器１１を流れる加熱空気流と、室内熱交換器９で冷却されてバイパス通路２６を流れる冷却空気流との流量割合が調節されて、室内放熱器１１の下流側の空調用空気温度が調節されるようになっている。
【００３４】
図２には、空調サイクル１００ｃの冷房運転時における空調用冷媒の流れが図示されている。図２中の矢印にて示す通り、空調用冷媒は、空調サイクル１００ｃおよび冷却装置１００を循環して流れる。なお空調用冷媒としては、たとえば二酸化炭素、プロパンやイソブタンなどの炭化水素、アンモニア、フロン類または水などを用いることができる。
【００３５】
冷房運転時においては、矢印にて示す空調用冷媒は、圧縮機６から室内放熱器１１、電磁弁（開）７、第一室外熱交換器（冷房時は水冷凝縮器として機能する）３、三方弁１３、膨張弁１４、室内熱交換器９、アキュムレータ１０、圧縮機６の順に、空調サイクル１００ｃを循環して流れる。室内放熱器１１には、エアミックスドア１２が閉じられることで、空調用空気流が流れない。
【００３６】
冷房運転時には、電気式膨張弁１７は閉じられて、室内放熱器１１から流出される冷媒は開状態の電磁弁７を経由して、減圧を受けずに第一室外熱交換器３に流入するようになっている。冷房運転時に、冷媒は減圧されずに高温高圧のままであるので、第一室外熱交換器３は冷媒が冷却される液冷放熱器として機能する。
【００３７】
冷房運転時に、切替弁２の内部で、接続口Ａと接続口Ｄとが連通しており、かつ、接続口Ｂと接続口Ｃとが連通している。切替弁２は、第一室外熱交換器３の出口側と冷却部３０の入口側とが切替弁２を介して連通し、かつ、第二室外熱交換器５の出口側と膨張弁１４の入口側とが切替弁２を介して連通するように、設定されている。空調用冷媒は、第一室外熱交換器３から、切替弁２を経由して、冷却装置１００へ流入する。冷却部３０は、第二室外熱交換器５に対し、冷媒の流れの上流側に接続されている。空調用冷媒は、冷却部３０、第二室外熱交換器５の順に、冷却装置１００を循環して流れる。空調用冷媒は、切替弁２を経由して冷却装置１００から流出して、三方弁１３へ流れる。
【００３８】
図３は、空調サイクル１００ｃの冷房運転時の空調用冷媒の状態を示すモリエル線図である。図３中の横軸は、空調用冷媒の比エンタルピーを示し、縦軸は、空調用冷媒の絶対圧力を示す。比エンタルピーの単位はｋＪ／ｋｇであり、絶対圧力の単位はＭＰａである。図中の曲線は、空調用冷媒の飽和蒸気線および飽和液線である。図３中には、空調サイクル１００ｃの冷房運転時に空調サイクル１００ｃおよび冷却装置１００を循環する冷媒の熱力学状態が示されている。
【００３９】
図３に示すように、圧縮機６に吸入された冷媒は、圧縮機６において等比エントロピー線に沿って断熱圧縮される。圧縮するに従って冷媒の圧力と温度とが上昇し、冷媒は、圧縮機６の出口において高温高圧の過熱度の大きい過熱蒸気になる。
【００４０】
圧縮機６において断熱圧縮された高温高圧の過熱蒸気状態の冷媒は、第一室外熱交換器３へと流れ、第一室外熱交換器３において冷却される。圧縮機６から吐出された高圧の気相冷媒は、第一室外熱交換器３において周囲に放熱し冷却されることによって、凝縮（液化）する。第一室外熱交換器３における外気との熱交換によって、冷媒の温度は低下する。冷媒は、第一室外熱交換器３において等圧のまま過熱蒸気から乾き飽和蒸気になり、凝縮潜熱を放出し徐々に液化して気液混合状態の湿り蒸気になる。
【００４１】
第一室外熱交換器３から流出した冷媒は、切替弁２を経由して、冷却部３０へ流れる。冷却部３０を経由して流れる冷媒は、発熱源と冷媒との温度差に応じて、発熱源から熱を奪って、発熱源を冷却する。冷却部３０において、冷媒と発熱源とが熱交換することにより、発熱源は冷却され、冷媒は加熱されてその乾き度が増大する。冷媒は、発熱源から潜熱を受け取って一部気化することにより、冷却部３０の出口において、飽和液と飽和蒸気とが混合した気液二相状態の湿り蒸気となる。
【００４２】
冷却部３０から流出した冷媒は、第二室外熱交換器５に流入する。冷却部３０を通って流れるとき発熱源から伝熱された冷媒は、第二室外熱交換器５で外気へ放熱することにより、再度冷却される。冷媒の湿り蒸気は、第二室外熱交換器５において周囲に放熱し外気と熱交換して冷却されることにより再度凝縮され、冷媒の全部が凝縮すると飽和液になり、さらに顕熱を放出して過冷却された過冷却液になる。冷媒は、第二室外熱交換器５において、飽和温度以下にまで冷却される。第二室外熱交換器５で冷媒を過冷却液にするのは、その後の膨張弁１４での減圧量、冷媒流量および冷房能力の制御を容易にするためである。
【００４３】
第二室外熱交換器５で過冷却液まで冷却された冷媒は、切替弁２を経由して、膨張弁１４に流入する。膨張弁１４において、過冷却液状態の冷媒は絞り膨張され、比エンタルピーは変化せず温度と圧力とが低下して、低温低圧の気液混合状態の湿り蒸気となる。
【００４４】
膨張弁１４から出た湿り蒸気状態の冷媒は、室内熱交換器９へ流入する。室内熱交換器９は、その内部を流れる霧状冷媒が気化することによって、室内熱交換器９に接触するように導入された空調用空気の熱を吸収する。室内熱交換器９は、冷媒の湿り蒸気が蒸発して冷媒ガスとなる際の気化熱を、車両１０００の室内へ流れる空調用空気から吸収する。室内熱交換器９で温度が低下した空調用空気が車両１０００の室内に流れ込むことによって、車室内の冷房が行なわれる。
【００４５】
冷媒は、室内熱交換器９を流れる際に、空調用空気から蒸発潜熱を吸収することによって、等圧のまま蒸発する。全ての冷媒が乾き飽和蒸気になると、さらに顕熱によって冷媒蒸気は温度上昇して、過熱蒸気となる。冷房運転時には、室内熱交換器９において高温の空調用空気と冷媒とが熱交換することにより空調用空気が冷却され、空調用空気の温度が低下し、冷媒は空調用空気からの熱伝達を受けて加熱される。その後冷媒は、再度圧縮機６に吸入される。
【００４６】
冷媒はこのようなサイクルに従って、圧縮、凝縮、絞り膨張、蒸発の状態変化を連続的に繰り返す。なお、上述した蒸気圧縮式冷凍サイクルの説明では、理論冷凍サイクルについて説明しているが、実際の空調サイクル１００ｃでは、圧縮機６における損失、冷媒の圧力損失および熱損失を考慮する必要があるのは勿論である。
【００４７】
空調サイクル１００ｃの冷房運転中に、冷媒は、室内熱交換器９において蒸発する際に気化熱を空調用空気から吸収して、車室内の冷房を行なう。加えて、第一室外熱交換器３から流出した高圧の液冷媒が冷却部３０へ流れ、発熱源と熱交換することで発熱源を冷却する。冷却装置１００は、車両１０００に搭載された発熱源を、車両の室内の空調用の空調サイクル１００ｃを利用して、冷却する。
【００４８】
発熱源の冷却のために、専用の水循環ポンプまたは冷却ファンなどの機器を設ける必要はない。そのため、冷却装置１００に必要な構成を低減でき、装置構成を単純にできるので、冷却装置１００の製造コストを低減することができる。加えて、発熱源の冷却のためにポンプや冷却ファンなどの動力源を運転する必要がなく、動力源を運転するための消費動力を必要としない。したがって、発熱源の冷却のための消費動力を低減することができ、低動力で発熱源を冷却することができる。
【００４９】
冷却部３０で発熱源から熱を受け取り一部気化した冷媒は、第二室外熱交換器５で再度冷却される。冷媒を完全に飽和液にするまで、冷媒は一定の温度で状態変化する。第二室外熱交換器５はさらに、車両の室内の冷房のために必要な程度の過冷却度にまで、冷媒を過冷却する。冷媒の過冷却度を過度に大きくする必要がないので、第一室外熱交換器３および第二室外熱交換器５の容量を低減することができる。したがって、小型化され車載用に有利な、冷却装置１００を得ることができる。
【００５０】
発熱源から熱を受けて加熱された冷媒を第二室外熱交換器５において十分に冷却することにより、膨張弁１４の出口において、冷媒は、車両の室内の冷房のために本来必要とされる温度および圧力を有している。そのため、室内熱交換器９を通過する空調用空気を十分に冷却できる。冷媒を十分に冷却できる第二室外熱交換器５の放熱能力を定めることにより、空調用空気を冷却する能力に影響を与えることなく、発熱源を冷却することができる。したがって、発熱源の冷却能力と、車室用の冷房能力との両方を、確実に確保することができる。
【００５１】
図４は、空調サイクル１００ｃの暖房運転時の冷却装置の作動説明図である。暖房運転時には、エアミックスドア１２が開けられることで、空調用空気流は、室内放熱器１１に接触するように流れる。また暖房運転時には、電磁弁７が閉じられ、電気式膨張弁１７は暖房絞りとして流路を絞り、空調用冷媒が減圧されて第一室外熱交換器３から成る液冷熱交換器に流入するようになっている。暖房運転時に電気式膨張弁１７による暖房絞りから空調用冷媒が流出される場合、冷媒は低温低圧に減圧されているので、第一室外熱交換器は空気流から吸熱する吸熱用熱交換器（吸熱器）として機能する。
【００５２】
暖房運転時においては、矢印にて示す空調用冷媒は、圧縮機６、室内放熱器１１、電気式膨張弁（絞り）１７、第一室外熱交換器（暖房時は吸熱器として機能する）３、三方弁１３、アキュムレータ１０、圧縮機６の順に、空調サイクル１００ｃを循環して流れる。なお、除湿暖房時は、膨張弁（冷房絞り）１４、および室内熱交換器９側にも空調用冷媒が流入するように、三方弁１３の開閉設定が調整される。
【００５３】
暖房運転時に、切替弁２の内部で、接続口Ａと接続口Ｃとが連通しており、かつ、接続口Ｂと接続口Ｄとが連通している。切替弁２は、第一室外熱交換器３の出口側と第二室外熱交換器５の入口側とが切替弁２を介して連通し、かつ、冷却部３０の出口側と膨張弁１４の入口側とが切替弁２を介して連通するように、設定されている。空調用冷媒は、第一室外熱交換器３から、切替弁２を経由して、冷却装置１００へ流入する。冷却部３０は、第二室外熱交換器５に対し、冷媒の流れの下流側に接続されている。空調用冷媒は、第二室外熱交換器５、冷却部３０の順に、冷却装置１００を循環して流れる。空調用冷媒は、切替弁２を経由して冷却装置１００から流出して、三方弁１３へ流れる。
【００５４】
図５は、空調サイクル１００ｃの暖房運転時の空調用冷媒の状態を示すモリエル線図である。図５中の横軸は、冷媒の比エンタルピー（単位：ｋＪ／ｋｇ）を示し、縦軸は、冷媒の絶対圧力（単位：ＭＰａ）を示す。図中の曲線は、冷媒の飽和蒸気線および飽和液線である。図５中には、空調サイクル１００ｃの暖房運転時に空調サイクル１００ｃおよび冷却装置１００を循環する冷媒の熱力学状態が示されている。
【００５５】
図５に示すように、圧縮機６に吸入された冷媒は、圧縮機６において等比エントロピー線に沿って断熱圧縮される。圧縮するに従って冷媒の圧力と温度とが上昇し、冷媒は、圧縮機６の出口において高温高圧の過熱度の大きい過熱蒸気になる。
【００５６】
圧縮機６において断熱圧縮された高温高圧の過熱蒸気状態の冷媒は、室内放熱器１１へ流入する。室内放熱器１１における熱交換により、過熱蒸気状態の冷媒の温度が低下し、等圧のまま過熱蒸気から乾き飽和蒸気になり、凝縮潜熱を放出し徐々に液化して気液混合状態の湿り蒸気になる。室内放熱器１１は、圧縮機６において圧縮された過熱状態冷媒ガスを、空調用空気へ等圧的に放熱させて冷媒液とする。圧縮機６から吐出された気相冷媒は、室内放熱器１１において周囲に放熱し冷却されることによって、凝縮（液化）する。
【００５７】
室内放熱器１１で液化した高圧の液相冷媒は、電気式膨張弁１７に流入する。電気式膨張弁１７において、冷媒は絞り膨張され、冷媒の比エンタルピーは変化せず温度と圧力とが低下して、低温低圧の気液混合状態の湿り蒸気となる。
【００５８】
電気式膨張弁１７において温度が下げられた冷媒は、第一室外熱交換器３へ流入する。冷媒は、第一室外熱交換器３を流れる際に、外気の熱を蒸発潜熱として吸収することによって等圧のまま蒸発する。第一室外熱交換器３における外気との熱交換により、冷媒が加熱され、冷媒の乾き度が増大する。第一室外熱交換器３において潜熱を受け取って一部の冷媒が気化することにより、湿り蒸気状態の冷媒中に含まれる飽和蒸気の割合が増加する。
【００５９】
第一室外熱交換器３から出た湿り蒸気状態の冷媒は、切替弁２を経由して、第二室外熱交換器５へ流れる。第二室外熱交換器５における外気との熱交換により、冷媒が等圧のまま加熱され、冷媒の乾き度がさらに増大して、乾き飽和蒸気の状態になる。
【００６０】
次に冷媒は、冷却部３０へ流れ、発熱源を冷却する。冷却部３０を流れる際に、発熱源の熱を顕熱として受け取ることによって、冷媒は過熱蒸気となり、温度および圧力が上昇する。気化した冷媒は、切替弁２を経由して、圧縮機６に吸入される。冷媒はこのようなサイクルに従って、圧縮、凝縮、絞り膨張、蒸発の状態変化を連続的に繰り返す。
【００６１】
暖房運転時に、室内放熱器１１は、その内部を流れる冷媒蒸気が凝縮することによって、室内放熱器１１に接触するように導入された空調用空気へ熱を伝達する。室内放熱器１１は、圧縮機６で断熱圧縮された高温高圧の冷媒を用いて、冷媒ガスが凝縮して湿り蒸気となる際の凝縮熱を、車両の室内へ流れる空調用空気へ放出して、空調用空気を加熱する。室内放熱器１１で温度が上昇した空調用空気が車両１０００の室内に流れ込むことによって、車室内の暖房が行なわれる。
【００６２】
空調サイクル１００ｃの暖房運転中に、冷媒は、室内放熱器１１において凝縮熱を空調用空気へ放熱して、車室内の暖房を行なう。加えて、冷媒が冷却部３０において発熱源と熱交換することで、発熱源を冷却する。冷却装置１００は、冷房時と同様に暖房時においても、空調サイクル１００ｃを循環する冷媒を利用して、発熱源を冷却する。
【００６３】
切替弁２を使用して、冷房運転時と暖房運転時とで冷却装置１００内の冷媒の流れる方向が切り換えられる。空調サイクル１００ｃの冷房運転時と暖房運転時との両方の場合に、１つの冷却装置１００を用いて発熱源を適切に冷却できるので、冷却装置１００のコスト低減および小型化を達成することができる。
【００６４】
図６は、冷却装置１００の運転モード毎の切替弁２の設定を示す図である。図６に示す運転モードのうち、「エアコン連動／冷房時」のモードでは、図２に示すように、第一室外熱交換器３から、切替弁２を経由して、冷却部３０、第二室外熱交換器５の順に冷媒が流れる。「エアコン連動／暖房時」のモードでは、図４に示すように、第一室外熱交換器３から、切替弁２を経由して、第二室外熱交換器５、冷却部３０の順に冷媒が流れる。「エアコン非連動」のモードでは、後述するように、冷却装置１００を空調サイクル１００ｃから分離する。
【００６５】
「車両停車」のモードでは、車両１０００（図１参照）が停車し、空調サイクル１００ｃもまた停止する。このとき切替弁２は、「エアコン連動／暖房時」と同じ設定にされており、切替弁２の内部で、接続口Ａと接続口Ｃとが連通しており、かつ、接続口Ｂと接続口Ｄとが連通している。切替弁２は、第一室外熱交換器３の出口側と第二室外熱交換器５の入口側とが切替弁２を介して連通し、かつ、冷却部３０の出口側と膨張弁１４の入口側とが切替弁２を介して連通するように、設定されている。冷却部３０は、第二室外熱交換器５に対し、冷媒の流れの下流側に接続されている。
【００６６】
図７は、エアコン非連動時の冷却装置１００の作動説明図である。「エアコン非連動時」のモードのとき、切替弁２の内部では、接続口Ａと接続口Ｂとが連通しており、かつ、接続口Ｃと接続口Ｄとが連通している。切替弁２は、第一室外熱交換器３の出口側と膨張弁１４の入口側とが切替弁２を介して連通し、かつ、第二室外熱交換器５の出口側と冷却部３０の入口側とが切替弁２を介して連通するように、設定されている。空調用冷媒は、第一室外熱交換器３から、切替弁２を経由して、冷却装置１００へ流入することなく、三方弁１３へ流れる。
【００６７】
「エアコン非連動時」のモードのとき、冷却装置１００は、空調サイクル１００ｃと分離しており、冷却装置１００を循環する閉じられた環状の冷媒の経路が形成されている。このとき冷媒は、液体ポンプ３４の設けられたポンプ経路３５を経由して流れている。液体ポンプ３４は、冷媒の駆動力を発生し、冷却装置１００を循環して流れるように冷媒を移送する。液体ポンプ３４により移送される冷媒は、液体ポンプ３４、第二室外熱交換器５、冷却部３０の順に、冷却装置１００を循環して流れる。
【００６８】
図７では、電磁弁７、電気式膨張弁１７および三方弁１３を含んで構成されている冷暖房切替手段は、図２と同様に設定されており、これにより、空調サイクル１００ｃは冷房運転を行なっている。切替弁２を図７に示す「エアコン非連動時」の設定とした状態で、冷暖房切替手段を図４と同様の設定とし、これにより空調サイクル１００ｃに暖房運転を行なわせてもよい。
【００６９】
図８は、エアコン非連動時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。図８中の横軸は、冷媒の比エンタルピー（単位：ｋＪ／ｋｇ）を示し、縦軸は、冷媒の絶対圧力（単位：ＭＰａ）を示す。図中の曲線は、冷媒の飽和蒸気線および飽和液線である。図８中には、「エアコン非連動時」のモードにおいて冷房運転を行なうときに空調サイクル１００ｃを循環する冷媒の熱力学状態が示されている。図８中にはまた、液体ポンプ３４、第二室外熱交換器５および冷却部３０を接続する冷媒の経路によって形成される閉ループ内を循環する冷媒の熱力学状態が示されている。
【００７０】
図８に示すように、冷媒は、圧縮機６において断熱圧縮され、高温高圧の過熱蒸気になる。過熱蒸気状態の冷媒は、第一室外熱交換器３へと流れ、第一室外熱交換器３において過冷却液まで冷却される。冷媒液は、膨張弁１４において絞り膨張され、低温低圧の気液混合状態の湿り蒸気となる。その後冷媒は、室内熱交換器９において空調用空気と熱交換することにより加熱され、再び圧縮機６に吸入される。冷媒はこのサイクルに従って、圧縮、凝縮、絞り膨張、蒸発の状態変化を連続的に繰り返す。
【００７１】
冷媒はまた、第二室外熱交換器５において、車両の走行風または冷却ファンからの通風により、周囲に放熱し冷却されることによって、凝縮（液化）する。第二室外熱交換器５における外気との熱交換によって、冷媒は凝縮潜熱を放出し、等圧のまま徐々に液化する。その後冷媒は、冷却部３０へ流れ、発熱源を冷却する。冷却部３０において、発熱源との熱交換により冷媒が加熱され、等圧のまま徐々に蒸発して、冷媒の乾き度が増大する。発熱源との熱交換により一部気化された冷媒は、冷却部３０から流出して液体ポンプ３４へ戻る。
【００７２】
切替弁２の設定を変更することにより、空調サイクル１００ｃと、発熱源を冷却するための冷却装置１００とが分離されている。第二室外熱交換器５を凝縮器、冷却部３０を蒸発器とするループ式のヒートパイプが作動することによって、発熱源との熱交換によって加熱された冷媒を冷却でき、冷却部３０を流れる冷媒の温度を低く保つことができる。したがって、発熱源の冷却能力の不足を回避でき、発熱源を確実に冷却できる。
【００７３】
発熱源を冷却する冷媒は、液体ポンプ３４の駆動力によって冷却装置１００内を循環する。冷媒の循環のために圧縮機６の動力は必要なく、省動力で発熱源を冷却可能であるので、圧縮機６の消費動力を低減でき、省電費化を達成することができる。冷却部３０を第二室外熱交換器５よりも下方に配置して、ヒートパイプをボトムヒートモードで使用してもよく、この場合、無動力で冷媒を循環させることができるので、消費動力の更なる低減が可能になる。
【００７４】
以下、図６に示す各運転モードの切替を可能にする切替弁２の具体的な構造について説明する。図９は、切替弁２の斜視図である。図１０は、切替弁２の平面図である。図９および図１０に示すように、切替弁２は、三角柱状のバルブ本体２Ｅを有している。バルブ本体２Ｅの一方の端面には、第一ポート２Ａが設けられている。バルブ本体２Ｅの３つの側面の各々には、それぞれ、第二ポート２Ｂ、第三ポート２Ｃ、および第四ポート２Ｄが設けられている。
【００７５】
第一ポート２Ａは、図２を参照して説明した切替弁２の接続口Ａに対応している。第二ポート２Ｂは、図２を参照して説明した切替弁２の接続口Ｂに対応している。第三ポート２Ｃは、図２を参照して説明した切替弁２の接続口Ｃに対応している。第四ポート２Ｄは、図２を参照して説明した切替弁２の接続口Ｄに対応している。
【００７６】
バルブ本体２Ｅの内部において、第一ポート２Ａが、第二ポート２Ｂ、第三ポート２Ｃ、および第四ポート２Ｄのうちのいずれか１つと連通可能なように、切替弁２は設定を切替可能である。第一ポート２Ａが、第二ポート２Ｂ、第三ポート２Ｃ、および第四ポート２Ｄのうちのいずれか１つと連通しているとき、第一ポート２Ａと連通していない他の二つのポート同士が互いに連通している。
【００７７】
より詳細には、第一ポート２Ａが第二ポート２Ｂと連通しているとき、第三ポート２Ｃと第四ポート２Ｄとが互いに連通している。第一ポート２Ａが第三ポート２Ｃと連通しているとき、第二ポート２Ｂと第四ポート２Ｄとが互いに連通している。第一ポート２Ａが、第四ポート２Ｄと連通しているとき、第二ポート２Ｂと第三ポート２Ｃとが互いに連通している。
【００７８】
図１１は、切替弁２の断面図である。図１１には、バルブ本体２Ｅの側面に第二ポート２Ｂ、第三ポート２Ｃおよび第四ポート２Ｄが設けられている高さ位置において、バルブ本体２Ｅの成す三角柱の端面と平行な平面に沿って切替弁２を切断した断面が図示されている。
【００７９】
バルブ本体２Ｅの内部には、円柱状の中空空間が形成されており、当該中空空間の中心には、当該中空空間の軸方向に伸びる中実円筒状の軸部２Ｆが設けられている。軸部２Ｆの周囲には、軸部２Ｆ周りに回転移動可能な弁体２Ｇが設けられている。弁体２Ｇには、中空部２Ｈ，２Ｉが形成されている。中空部２Ｈ，２Ｉは、仕切部２Ｊ，２Ｋによって、軸部２Ｆ周りの周方向に仕切られている。
【００８０】
中空部２Ｈは、第一ポート２Ａの設けられているバルブ本体２Ｅの端面にまで延びて形成されており、第一ポート２Ａに連通している。一方、中空部２Ｉは、第一ポート２Ａに連通していない。
【００８１】
中空部２Ｈは、第二ポート２Ｂ、第三ポート２Ｃ、および第四ポート２Ｄのうちのいずれか１つと連通するように、設けられている。中空部２Ｉは、中空部２Ｈの連通していない他の二つのポート同士を互いに連通するように、設けられている。図１１に示す配置では、中空部２Ｈは第四ポート２Ｄと連通しており、このとき、中空部２Ｈを介して第一ポート２Ａと第四ポート２Ｄとが連通している。中空部２Ｉは、第二ポート２Ｂおよび第三ポート２Ｃと連通しており、これにより、中空部２Ｉを介して第二ポート２Ｂと第三ポート２Ｃとが連通している。図１１に示す切替弁２の設定によって、図６を参照して説明した「エアコン連動／冷房時」のモードへと、冷却装置１００の運転モードが設定される。
【００８２】
図１１に示す状態から、弁体２Ｇを軸部２Ｆの周りに回転させることにより、冷却装置１００の運転モードが切り替えられる。
【００８３】
図１１に示す配置から、弁体２Ｇを軸部２Ｆの周りに反時計回り方向に１２０°（または、時計回り方向に２４０°）回転させると、中空部２Ｈを介して第一ポート２Ａと第三ポート２Ｃとが連通し、中空部２Ｉを介して第二ポート２Ｂと第四ポート２Ｄとが連通する。これにより、図６を参照して説明した「エアコン連動／暖房時」のモードへと、冷却装置１００の運転モードが切り替えられる。
【００８４】
図１１に示す配置から、弁体２Ｇを軸部２Ｆの周りに時計回り方向に１２０°（または、反時計回り方向に２４０°）回転させると、中空部２Ｈを介して第一ポート２Ａと第二ポート２Ｂとが連通し、中空部２Ｉを介して第三ポート２Ｃと第四ポート２Ｄとが連通する。これにより、図６を参照して説明した「エアコン非連動」のモードへと、冷却装置１００の運転モードが切り替えられる。
【００８５】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の冷却装置１００は、図２，４に示すように、冷媒と外気との間で熱交換する第二室外熱交換器５と、発熱源の発熱を冷媒に放熱する冷却部３０とを備えている。冷却装置１００は、切替弁２を介して、空調サイクル１００ｃに接続されている。切替弁２は、第一室外熱交換器３の下流側に設けられており、第一室外熱交換器３から流出した冷媒の流れを切り替え可能に設けられている。切替弁２は、図２に示すように、空調サイクル１００ｃの冷房運転時に、冷却部３０が第二室外熱交換器５の上流側に接続されるように、冷媒の流路を切り替える。切替弁２は、図４に示すように、空調サイクル１００ｃの暖房運転時に、冷却部３０が第二室外熱交換器５の下流側に接続されるように、冷媒の流路を切り替える。
【００８６】
空調サイクル１００ｃの暖房運転時に、冷媒は、室内放熱器１１で空調用空気に熱伝達することにより冷却され、その後電気式膨張弁１７で絞り膨張される。電気式膨張弁１７で減圧された低圧の冷媒は、第一室外熱交換器３、第二室外熱交換器５、冷却部３０の順に流れる。第一室外熱交換器３および第二室外熱交換器５で外気から吸熱した冷媒は、さらに冷却部３０において加熱される。発熱源は、自ら熱を発生する発熱体であるため、冷媒が飽和蒸気線を超えて過熱蒸気の状態になっても、さらに冷媒の温度および圧力を上昇させることが可能である。
【００８７】
図５に示すように、冷却部３０で加熱されることにより、冷媒は、飽和蒸気線を越えて加圧され、飽和蒸気線の外側（図５中の右側）の顕熱領域で使用される。発熱源の発熱を効率的に回収して、圧縮機６の仕事量を補助することができるので、空調サイクル１００ｃの暖房運転時の効率を向上することができる。また、圧縮機６から吐出される冷媒の温度をより高めることができる。
【００８８】
また図９，１０に示すように、切替弁２は、第一ポート２Ａ、第二ポート２Ｂ、第三ポート２Ｃ、および第四ポート２Ｄを有している。第一ポート２Ａは、図２，４に示す接続口Ａに対応しており、第一室外熱交換器３に接続されている。第二ポート２Ｂは、図２，４に示す接続口Ｂに対応しており、三方弁１３を介して膨張弁１４に接続されている。第三ポート２Ｃは、図２，４に示す接続口Ｃに対応しており、第二室外熱交換器５に接続されている。第四ポート２Ｄは、図２，４に示す接続口Ｄに対応しており、冷却部３０に接続されている。
【００８９】
図２，６に示すように、空調サイクル１００ｃの冷房運転時には、切替弁２の内部で、第一ポート２Ａと第四ポート２Ｄとが連通しており、かつ、第二ポート２Ｂと第三ポート２Ｃとが連通している。図４，６に示すように、空調サイクル１００ｃの暖房運転時には、切替弁２の内部で、第一ポート２Ａと第三ポート２Ｃとが連通しており、かつ、第二ポート２Ｂと第四ポート２Ｄとが連通している。このような構成を有している切替弁２を介して空調サイクル１００ｃと冷却装置１００とを接続することで、切替弁２の各ポートの連通を切り替えて、空調サイクル１００ｃの冷房運転時と暖房運転時との両方において、最適な冷媒の流路を形成することができる。
【００９０】
また図６，７に示すように、切替弁２は、切替弁２の内部で、第一ポート２Ａと第二ポート２Ｂとを連通するとともに第三ポート２Ｃと第四ポート２Ｄとを連通するように設定を切り替えることが可能とされている。この場合、図７に示すように、冷却装置１００は空調サイクル１００ｃから分離されている。このとき、第二室外熱交換器５を凝縮器、冷却部３０を蒸発器とするループ式のヒートパイプが作動することによって、発熱源を冷却する冷媒の温度を低く保つことができるので、冷却能力の不足を回避でき、発熱源を確実に冷却できる。発熱源の冷却のために圧縮機６を常時運転する必要がないので、圧縮機６の消費動力を低減して省電費化を達成でき、加えて、圧縮機６を長寿命化できるので圧縮機６の信頼性を向上することができる。
【００９１】
図９，１０に示す、第一ポート２Ａを他のポートよりも上方に配置した切替弁２を適用することにより、第二ポート２Ｂ、第三ポート２Ｃ、および第四ポート２Ｄのうちのいずれか１つに第一ポート２Ａを連通させるとともに、第一ポート２Ａと連通していない他の二つのポート同士を互いに連通させることが、容易に可能になる。したがって、切替弁２を用いて、冷却装置１００の運転モードを容易に切り替えることができる。
【００９２】
また図１に示すように、冷却装置１００によって冷却される発熱源は、車両１０００に搭載されている駆動ユニット３００、走行用バッテリ４００またはＰＣＵ７００などの電気機器である。図６に示すように、車両１０００の停車時に、切替弁２は、冷却部３０が第二室外熱交換器５の下流側に接続されるように、冷媒の流路を切り替える。
【００９３】
車両１０００の停車後、次回の車両１０００の走行時には、車室内の空調が必要なく、したがって空調サイクル１００ｃを運転しない場合がある。このような場合には、図７に示す「エアコン非連動」モードで、発熱源を冷却する必要がある。「エアコン非連動」モードでは、液体ポンプ３４が駆動されることにより、冷却装置１００を循環する冷媒液の流れが形成されて、この液冷媒の流れを用いて発熱源が冷却される。このとき、液体ポンプ３４が空転しないように、冷却装置１００を循環する冷媒液は、空調サイクル１００ｃを運転するときよりも多く必要になる。
【００９４】
空調用冷媒は、発熱源のないところでは、空気中への放熱により液化する。第一室外熱交換器３および第二室外熱交換器５のような放熱性の良い機器では、空調用冷媒が液化しやすく、外気温度が低いほど顕著になる。そこで、車両１０００の停車時には、切替弁２を介して第一室外熱交換器３と第二室外熱交換器５とを連通するように、切替弁２を制御するのが好ましい。このようにすれば、第一室外熱交換器３および第二室外熱交換器５で液化した冷媒が、第二室外熱交換器５内に貯留されて、第二室外熱交換器５が満液状態になる。
【００９５】
第二室外熱交換器５に冷媒液が大量に貯留された状態で、第二室外熱交換器５を凝縮器、冷却部３０を蒸発器とするループ式のヒートパイプを形成して発熱源を冷却するようにすれば、ヒートパイプを循環する冷媒液の量を十分に確保できる。したがって、空調サイクル１００ｃを運転させる必要なく、発熱源を確実に冷却することができる。
【００９６】
なお、これまでの実施の形態においては、車両１０００に搭載された電気機器を冷却する冷却装置１００について説明した。電気機器としては、少なくとも作動によって熱を発生させる電気機器であれば、インバータ、モータジェネレータなどの例示された電気機器に限定されるものではなく、任意の電気機器であってもよい。冷却の対象となる電気機器が複数個ある場合においては、複数の電気機器は、冷却の目標となる温度範囲が共通していることが望ましい。冷却の目標となる温度範囲は、電気機器を作動させる温度環境として適切な温度範囲である。
【００９７】
さらに、本発明の冷却装置１００により冷却される発熱源は、車両１０００に搭載された電気機器に限られず、熱を発生する任意の機器、または任意の機器の発熱する一部分であってもよい。
【００９８】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の冷却装置は、モータジェネレータおよびインバータなどの電気機器を搭載するハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車などの車両における、車内の冷房を行なうための蒸気圧縮式冷凍サイクルを使用した電気機器の冷却に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【０１００】
２  切替弁、２Ａ  第一ポート、２Ｂ  第二ポート、２Ｃ  第三ポート、２Ｄ  第四ポート、２Ｅ  バルブ本体、２Ｆ  軸部、２Ｇ  弁体、２Ｈ，２Ｉ  中空部、２Ｊ，２Ｋ  仕切部、３  第一室外熱交換器、５  第二室外熱交換器、６  圧縮機、７  電磁弁、９  室内熱交換器、１０  アキュムレータ、１１  室内放熱器、１２  エアミックスドア、１３  三方弁、１４  膨張弁、１５  バイパス経路、１６  送風機、１７  電気式膨張弁、２１  空調ケース、２５  ブロワ、２６  バイパス通路、２７  内外気切替えドア、３０  冷却部、３４  液体ポンプ、３５  ポンプ経路、１００  冷却装置、１００ｃ  空調サイクル、２００  エンジン、３００  駆動ユニット、４００  バッテリ、５００，６００  ケーブル、７００  ＰＣＵ、１０００  車両。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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