(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度調整された温調空気を供給することによって車両の温調対象（９）を温度調節する温調装置（１）であって、
前記温調対象に対して前記温調空気を送風する温調用送風装置（２，３）と、
前記温調空気が流通する空気経路を運転モードに応じて変更する空気経路切換装置（４，５）と、
前記温調対象を加熱する加熱運転モードにおいて、冷凍サイクル（１００，１００Ａ）中を流れる冷媒の放熱作用により前記温調対象へ送風される空気を加熱する加熱用熱交換器（１１）と、
前記温調対象を冷却する冷却運転モードにおいて、前記冷凍サイクル中を流れる冷媒の吸熱作用により前記温調対象へ送風される空気を冷却する冷却用熱交換器（１３）と、
前記運転モードに応じて変更される前記空気経路を内部に有し、前記温調用送風装置、前記空気経路切換装置、前記加熱用熱交換器及び前記冷却用熱交換器を収容するケース（８）と、
を備え、
前記冷却用熱交換器及び前記加熱用熱交換器は、一方が他方よりも上方に位置する上方の熱交換器として、他方が一方よりも下方に位置する下方の熱交換器として、それぞれ前記ケースの高さ方向（Ｚ）に対して傾斜した姿勢で前記ケース内部に設けられることを特徴とする温調装置。
【請求項２】
前記冷却用熱交換器及び前記加熱用熱交換器は、前記ケース内部において、前記上方の熱交換器の上部と前記下方の熱交換器の下部とが車両前方に偏って位置するように、それぞれ前記傾斜した姿勢で設けられることを特徴とする請求項１に記載の温調装置。
【請求項３】
前記ケースには、車室外の空気が導入される外気導入口（８１，８２）が開口しており、
前記上方の熱交換器の上部と前記下方の熱交換器の下部とは、前記外気導入口側に偏って位置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の温調装置。
【請求項４】
前記ケース内部には、前記温調対象側と通じ、前記温調対象側からの空気が導入される連通路（８３）が設けられ、
前記連通路は、前記上方の熱交換器の上部と前記下方の熱交換器の下部とで挟まれる範囲に位置することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の温調装置。
【請求項５】
前記空気経路切換装置は、前記上方の熱交換器及び前記下方の熱交換器のそれぞれに通過させる空気として、車室外から導入する空気か、前記温調対象側から取り入れる空気のいずれかを選択するように前記空気経路を切り換える第１の切換ドア（４）を含み、
前記第１の切換ドアは、前記ケース内部において、その高さ方向（Ｚ）の大きさが前記上方の熱交換器の上部と前記下方の熱交換器の下部との間に収まるように設けられることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載の温調装置。
【請求項６】
前記第１の切換ドアは、複数の開口部（４３，４４）を有するシート状のドア板部が平行移動して前記空気経路を切り換える第１のフィルムドア（４）によって構成され、
前記第１のフィルムドアは、前記ケース内部において、前記ドア板部が前記上方の熱交換器及び前記下方の熱交換器と同じ向きに傾斜した姿勢で設けられることを特徴とする請求項５に記載の温調装置。
【請求項７】
前記温調用送風装置は、２個の軸流式送風機（２，３）によって構成され、
前記軸流式送風機のそれぞれは、前記ケース内部において、前記加熱用熱交換器及び前記冷却用熱交換器のそれぞれに対して、同じ向きに傾斜した姿勢で重なるように設けられることを特徴とする請求項６に記載の温調装置。
【請求項８】
前記第１の切換ドア（４）とともに、前記上方の熱交換器が配置される空間と前記下方の熱交換器が配置される空間とに前記ケース内部を区画する仕切り部（８０）を備え、
前記上方の熱交換器が配置される空間から空気を、前記車両の外部へ向けて流出させる第１排出口（８４）か、前記温調対象へ向けて流出させる第１連通口（８６）のいずれかを開放し、かつ前記下方の熱交換器が配置される空間から空気を、前記車両の外部へ向けて流出させる第２排出口（８５）か、前記温調対象へ向けて流出させる第２連通口（８７）のいずれかを開放することにより、前記空気経路を切り換える第２の切換ドア（５）を備えることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか一項に記載の温調装置。
【請求項９】
前記第２の切換ドアは、複数の開口部（５４，５５，５６）を有するシート状のドア板部が平行移動して前記空気経路を切り換える第２のフィルムドア（５）によって構成され、
前記第２のフィルムドアは、前記ケース内部において、前記ケースの内面に沿うように、断面コの字状を呈して設けられることを特徴とする請求項８に記載の温調装置。
【請求項１０】
前記ケースに形成されて、車室外の空気が導入される外気導入口（８１，８２）は、前記温調空気が前記ケースの内部から流出する流出口（８４，８５，８６，８７）よりも、開口面積が大きいことを特徴とする請求項２ないし請求項９のいずれか一項に記載の温調装置。
【請求項１１】
車室外の空気が導入される外気導入口（８１，８２）は、前記ケースの車両前方側に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の温調装置。
【請求項１２】
前記上方の熱交換器及び前記下方の熱交換器のそれぞれによって温調された前記温調空気が前記車両の外部へ向けて流出する第１排出口（８４）、第２排出口（８５）は、それぞれ前記ケースの上面、下面に形成されることを特徴とする請求項２ないし請求項１１のいずれか一項に記載の温調装置。
【請求項１３】
前記ケース内部と前記温調対象側とを連通する連通開口（８３）は、前記ケースの側面に向けて開口することを特徴とする請求項２ないし請求項１２のいずれか一項に記載の温調装置。
【請求項１４】
前記空気経路切換装置は、複数の開口部を有するシート状のドア板部が平行移動して前記空気経路を切り換えるシート状のドア（４，５）によって構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の温調装置。
【請求項１５】
前記シート状のドア板部が有する複数の開口部（５４，５５，５６）は、前記シート状のドア板部が平行移動する方向に延びる長さが同じ長さに設定されることを特徴とする請求項１４に記載の温調装置。
【請求項１６】
前記シート状のドア板部が有する複数の開口部（５４，５５，５６）のうち少なくとも一つは、前記シート状のドア板部が平行移動する方向に対して直交する方向に延びる長さが、他の開口部とは異なる長さに設定されることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の温調装置。
【請求項１７】
前記温調対象は、車両走行のための電力を蓄電する二次電池（９０）であることを特徴とする請求項１ないし請求項１６のいずれか一項に記載の温調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の温調対象に対して空気を送風することによって温度調節する温調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、温度調整を必要とする温調対象として、電気自動車、ハイブリッド自動車等の走行用の電力を蓄電する二次電池、使用中に発熱する電気機器、車室内の空調等がある。これらの温調対象は、その機能を発揮するために適切な温度範囲、快適性を維持するための適切な温度範囲があり、必要に応じて適切な温度範囲に温調できる温調装置が必要である。
【０００３】
このような温調装置として、特許文献１に記載の装置が知られている。特許文献１には、車室内の加熱と冷却の両方を実施可能な空調用冷凍サイクルを備えた温調装置が記載されている。特許文献１の温調装置は、複数のドアの開閉位置を制御することにより空気流れを切り替え、暖房時には高圧側熱交換器で加熱された空気を車室内に取り込み、冷房時には低圧側熱交換器で冷却された空気を車室内に取り込むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４４８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の技術は、車室内空調に使用される装置であるが、複雑な空気通路の構成を有し、また空気経路を切り替えるために必要な複数のドアの占有スペースが大きい。このため、温調装置の占有スペースが大きくなり、温調装置の搭載性上、問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、温調対象を加熱及び冷却できる温調装置の小型化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、温調装置に係る発明は、温調対象（９）に対して温度調整された温調空気を送風する温調用送風装置（２，３）と、温調空気が流通する空気経路を運転モードに応じて変更する空気経路切換装置（４，５）と、温調対象を加熱する加熱運転モードにおいて、冷凍サイクル（１００，１００Ａ）中を流れる冷媒の放熱作用により温調対象へ送風される空気を加熱する加熱用熱交換器（１１）と、温調対象を冷却する冷却運転モードにおいて、冷凍サイクル中を流れる冷媒の吸熱作用により温調対象へ送風される空気を冷却する冷却用熱交換器（１３）と、運転モードに応じて変更される空気経路を内部に有し、温調用送風装置、空気経路切換装置、加熱用熱交換器及び冷却用熱交換器を収容するケース（８）と、を備え、
冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器は、一方が他方よりも上方に位置する上方の熱交換器として、他方が一方よりも下方に位置する下方の熱交換器として、それぞれケースの高さ方向（Ｚ）に対して傾斜した姿勢でケース内部に設けられることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、ケース内部において冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器が占有するスペースを高さ方向に抑制することができる。また、冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器の傾斜姿勢によって、各熱交換器を通過する空気通風方向をケース内部において斜めに延びるように形成することができる。これにより、ケース内部に斜めに延びる空気経路を形成できるとともに、このように形成される空気経路に伴い、ケース内部の空きスペースを有効活用できるように温調用送風装置、空気経路切換装置等を配置することができる。したがって、本発明は、温調対象を加熱及び冷却できる温調装置の体格を小型化することに貢献できるのである。
【０００９】
上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用した第１実施形態の温調装置の内部構成を示す透視図である。
【図２】第１実施形態の温調装置の内部構成を示した平面図である。
【図３】第１実施形態の温調装置において、高能力冷却モード時及び低能力冷却モード時の空気経路を説明するための正面図である。
【図４】第１実施形態の温調装置に関して、制御構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態の第１の空気経路切換ドアに形成された複数の通気口の大きさを示す図である。
【図６】第１実施形態の温調装置において、高能力冷却モード時の冷凍サイクルの作動を説明するための概要図である。
【図７】第１実施形態の温調装置において、低能力冷却モード時の冷凍サイクルの作動を説明するための概要図である。
【図８】第１実施形態の温調装置において、加熱モード時の温調装置の作動を説明するための概要図である。
【図９】加熱モード時の冷凍サイクルの作動を説明するための概要図である。
【図１０】第１実施形態の温調装置において、第１導入口及び第１流出口の位置と加熱用熱交換器の傾きとの関係を説明するための概要図である。
【図１１】第１実施形態の温調装置において、第２導入口及び第２流出口の位置と冷却用熱交換器の傾きとの関係を説明するための概要図である。
【図１２】本発明を適用した第２実施形態の温調装置において、低能力冷却モード時の冷凍サイクルの作動を説明するための概要図である。
【図１３】本発明を適用した第３実施形態の温調装置の内部構成を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明に係る温調装置は、例えば、内燃機関を走行用駆動源とする自動車、内燃機関と二次電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。また、温調される温調対象９は、車両に設けられ、温度調節された温調空気が送風可能な空間、機器等である。
【００１３】
本発明の一実施形態である第１実施形態について図１〜図１１を用いて説明する。なお、図２には、温度調節を要する温調対象を加熱する加熱モードを実施したときの空気の流れを矢印により示している。図面において、Ｘ方向は車両前方向に相当し、Ｙ方向は車両左右方向（車両幅方向）に相当し、Ｚ方向は車両上方向に相当する。第１実施形態では、温調対象の一例である組電池９０を温度調整するために用いられる温調流体として空気を採用している。組電池９０は、通電可能に接続された複数個の単電池からなる。
【００１４】
組電池９０を構成する二次電池は、充放電可能で、車両走行用のモータ等に電力を供給する用途に用いられる。当該電力は、組電池９０を構成する各単電池に蓄えられ、各単電池は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池である。組電池９０は、電池パックとして、例えば、筐体内に収納された状態で自動車の座席下、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間等に配置される。
【００１５】
温調装置１は、複数個の単電池に対して温度調整された空気（以下、「温調空気」ともいう）を送風する第１の送風機２及び第２の送風機３と、空気を温度調整する放熱器１１及び蒸発器１３と、温調空気が流通する空気通路を運転モードに応じて切り替え変更する第１のフィルムドア４及び第２のフィルムドア５と、各部の作動を制御する制御装置７と、を備える。
【００１６】
温調装置１は、例えば、図１及び図２に示すように、ケース８が温調対象９である組電池９０を含む電池パックに一体に取り付けられることによって、一つのユニットを形成する。この構成により、空気通路が短く設定できるため、外気との熱的接触が抑制でき、熱損失を抑制することができ、省電力効果が期待できる。当該ユニットは、例えば、樹脂ケース、金属製のケースによって外郭を構成する。組電池９０が収容される空間とケース８の内部とは、ケース８内部から流出した温調空気が組電池９０に向かって流れる温調対象流入通路９１と、組電池９０の周囲を通過した空気がケース８内部に向かって流れる温調対象流出通路９２と、によって接続される。
【００１７】
温調対象流入通路９１及び温調対象流出通路９２は、組電池９０を収容するケースの側面にＸ方向に延びるように設けられ、図２に示すように、温調対象流入通路９１は、組電池９０のＸ方向長さ全体にわたって、組電池９０の側方に配置され、温調対象流出通路９２は、組電池９０及びケース８のＸ方向長さ全体にわたって、組電池９０の側面よりもＹ方向に突出する通路を形成する。なお、温調装置１を形成するケース８と組電池９０を収容するケースとを２本のダクトによって接続することにより、温調装置１と温調対象９とを離した場所に配置するようにしてもよい。
【００１８】
温調装置１は、図１〜図３に示すように、ケース８の内部に各構成部品を収容した温調ユニットである。ケース８は、運転モードに応じて変更される空気経路を内部に有し、第１のフィルムドア４、第２のフィルムドア５、第１の送風機２、第２の送風機３、放熱器１１、蒸発器１３等を収容する筐体である。温調装置１は、例えば、自動車の座席下の車外空間、トランクルーム、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の床下に形成された車外空間等に設置される。
【００１９】
組電池９０は、車両に搭載される温度調整される温調対象、電気機器の一例でもある。組電池９０には、空気が各単電池の外表面または電極端子に接触するように流れる電池通路が形成され、温調空気がこの電池通路を流れることで、組電池９０を温度調整することができる。第１の送風機２及び第２の送風機３は、複数個の単電池に対して温調空気を送風する温調用送風装置である。
【００２０】
組電池９０は、複数個の単電池の充電、放電、温度調節に用いられる電子部品（図示せず）によって制御され、周囲を流通する空気によって各単電池が温度調節される。この電子部品は、リレー、充電器のインバータ等を制御する電子部品、電池監視装置、電池保護回路、各種の制御装置等である。各単電池は、例えば扁平な直方体状の外装ケースを有し、外装ケースから電極端子が突出する。電極端子は、厚さ方向に平行な狭い面積の端面から外部へ突出し、各単電池において所定の間隔をあけて配置された正極端子及び負極端子からなる。例えば、組電池９０を構成するすべての単電池は、その積層方向の一方端部側に位置する単電池における負極端子から始まって、隣接する単電池の電極端子間を接続するバスバーによって、積層方向の他方端部側に位置する単電池の正極端子に至るまで通電可能に直列接続される。
【００２１】
組電池９０には、単電池の温度を検出する電池温度センサ６が設けられている。この電池温度センサ６は、温調対象の温度を検出する機器温度検出手段の一例である。また、電池温度センサ６は、所定の単電池の表面温度、電極端子の温度、またはバスバーの温度を検出するように構成することができる。
【００２２】
冷凍サイクル１００は、少なくとも圧縮機１０、放熱器１１、減圧器１２、及び蒸発器１３を環状に接続して構成される冷媒回路である。冷凍サイクル１００は、圧縮機１０を迂回可能に蒸発器１３と放熱器１１を連絡するバイパス通路１５と、バイパス通路１５における冷媒の流通を許可及び禁止する弁装置の一例である電磁弁１４とを有する。電磁弁１４は、制御装置７によって、運転モードに応じて開状態、閉状態に制御されて、バイパス通路１５における冷媒の流通を許可したり、阻止したりできる。
【００２３】
放熱器１１は、冷凍サイクル１００に含まれる構成部品であり、組電池９０へ送風する空気を加熱して温調空気を生成する加熱用熱交換器の一例である。放熱器１１は、加熱モード時に、冷凍サイクル１００において圧縮機１０で圧縮された冷媒が熱交換部１１ａで通過する空気に対して放熱する作用により、当該通過空気を加熱する熱交換器である。
【００２４】
熱交換部１１ａは、交互に配されたチューブとアウターフィンとを備え、これらを積層して一体にして形成される。上下方向に延びるチューブ内には、冷媒が流通し、チューブ間に存在するアウターフィンには、加熱される空気が冷媒流れ方向に対して直交する方向に通過する。複数のチューブの一方側端部は、上部タンク１１ｂに接続され、他方側端部は下部タンク１１ｃに接続される。上部タンク１１ｂと下部タンク１１ｃは、複数のチューブの内部を介して連通する。つまり、下部タンク１１ｃ内に流入した冷媒は、チューブ内部を介して上部タンク１１ｂの内部に流通しうる。
【００２５】
なお、圧縮機１０の吐出部と接続される放熱器１１の部分は、下部タンク１１ｃに限定するものではなく、その高さ位置を任意に設定してもよい。例えば、放熱器１１の当該部分は、上部タンク１１ｂに設けてもよい。
【００２６】
蒸発器１３は、冷凍サイクル１００に含まれる構成部品であり、組電池９０へ送風する空気を冷却して温調空気を生成する冷却用熱交換器の一例である。蒸発器１３は、冷却モード時に、冷凍サイクル１００において放熱器１１を流出後、減圧器１２によって減圧された冷媒が熱交換部１３ａで通過する空気から吸熱する作用により、当該通過空気を冷却する熱交換器である。
【００２７】
熱交換部１３ａは、交互に配されたチューブとアウターフィンとを備え、これらを積層して一体にして形成される。上下方向に延びるチューブ内には、冷媒が流通し、チューブ間に存在するアウターフィンには、冷却される空気が冷媒流れ方向に対して直交する方向に通過する。複数のチューブの一方側端部は、上部タンク１３ｂに接続され、他方側端部は下部タンク１３ｃに接続される。上部タンク１３ｂと下部タンク１３ｃは、複数のチューブの内部を介して連通する。つまり、下部タンク１３ｃ内に流入した冷媒は、チューブ内部を介して上部タンク１３ｂの内部に流通しうる。
【００２８】
なお、圧縮機１０の吸入部と接続される蒸発器１３の部分は、上部タンク１３ｂに限定するものではなく、その高さ位置を任意に設定してもよい。例えば、蒸発器１３の当該部分は、下部タンク１３ｃに設けてもよい。また、減圧器１２の出口部と接続される蒸発器１３の部分は、上部タンク１３ｂに限定するものではなく、その高さ位置を任意に設定してもよい。例えば、蒸発器１３の当該部分は、下部タンク１３ｃに設けてもよい。また、放熱器１１と蒸発器１３には、同じ構成の熱交換器、つまり、全く同じ部品を用いることが可能である。これにより、放熱器１１及び蒸発器１３として使用する熱交換器を一つの部品で管理できるので、部品の管理工数低減の効果により製品コスト低減に貢献できる。
【００２９】
蒸発器１３は放熱器１１よりも低い位置に配置されている。つまり、車両に設置された状態において、放熱器１１は、上方に位置する熱交換器であり、蒸発器１３は放熱器１１よりも下方に位置する熱交換器である。
【００３０】
放熱器１１は、ケース８の高さ方向Ｚに対して傾斜した姿勢でケース８内部に設けられる。蒸発器１３は、ケース８の高さ方向Ｚに対して傾斜した姿勢でケース８内部に設けられる。放熱器１１は、ケース８内部において、蒸発器１３よりも上方に位置する。上方の放熱器１１の上部（例えば、上部タンク１１ｂ）と下方の蒸発器１３の下部（例えば、下部タンク１３ｃ）とは、ケース８内部において、同じ側に偏って位置する（図３のＸ方向に偏って位置する）。換言すれば、上方の放熱器１１の上部と下方の蒸発器１３の下部とは、ケース８に開口されて車室外の空気が導入される外気導入口８１及び外気導入口８２側に偏って位置する。
【００３１】
放熱器１１の下部（例えば、下部タンク１１ｃ）と下方の蒸発器１３の上部（例えば、上部タンク１３ｂ）とは、放熱器１１の上部及び蒸発器１３の下部が位置する側とは反対側に位置する。さらに放熱器１１の下部と蒸発器１３の上部は隣接して位置するため、両方の熱交換器を接続する冷媒配管の長さを短くすることができる。つまり、放熱器１１と蒸発器１３は、ケース８内部を側面視すると、「く」の字状または逆「く」の字状になるように傾斜した姿勢で設置されている。
【００３２】
さらに冷媒が蒸発器１３に向けて流出する放熱器１１の出口部は、下部タンク１１ｃに設けられ、冷媒配管を介して減圧器１２に接続されている。放熱器１１と蒸発器１３がヒートパイプ機能を発揮するためには、放熱器１１の出口部は放熱器１１において下部に配置されることが好ましい。また減圧器１２は、冷媒配管を介して蒸発器１３の上部タンク１３ｂに接続されている。
【００３３】
温調装置１は、ケース８の内部に、車室外に通じる外気導入通路８ａ，８ｂと、循環気導入通路８ｃと、熱交換器下流側通路８ｄ，８ｅと、を空気通路として備える。外気導入通路８ａは、ケース８の車両前方上側に開口されて車室外の空気が導入される外気導入口８１の下流側（外気導入口８１よりも車両後方）に設けられた通路である。図２及び図３に示すように、ケース８の側面には、冷凍サイクル１００の構成部品の一部が収められている収容カバー８９が取り付けられている。収容カバー８９の内部には、圧縮機１０、電磁弁１４、減圧器１２、バイパス通路１５を形成する冷媒配管及びその他の冷媒配管が内蔵されている。これらの部品をメンテンナンスするときには、収容カバー８９を取り外して作業を行うことができる。
【００３４】
外気導入通路８ａは、ケース８内部において、区画壁８８、第１のフィルムドア４、及びケース８の車両前方上部の壁部分によって囲まれた空間をなす。外気導入通路８ａは、第１のフィルムドア４に形成された第２開口部４４が外気導入通路８ａに臨む位置に制御されることによって、下流側に位置する放熱器１１の熱交換部１１ａと連通するようになる。
【００３５】
外気導入通路８ｂは、ケース８の車両前方下側に開口されて車室外の空気が導入される外気導入口８２の下流側（外気導入口８２よりも車両後方）に設けられた通路である。外気導入通路８ｂは、ケース８内部において、区画壁８８、第１のフィルムドア４、及びケース８の車両前方下部の壁部分によって囲まれた空間をなす。外気導入通路８ｂは、第１のフィルムドア４に形成された第１開口部４３が外気導入通路８ｂに臨む位置に制御されることによって、下流側に位置する蒸発器１３の熱交換部１３ａと連通するようになる。
【００３６】
循環気導入通路８ｃは、ケース８の車両前方の中ほどに設けられ、温調対象流出通路９２に通じ、温調対象９側の空気が導入される連通開口８３が臨む通路である。循環気導入通路８ｃは、ケース８内部において、区画壁８８、第１のフィルムドア４、及びケース８の車両前方中央部の壁部分によって囲まれた空間をなす。循環気導入通路８ｃは、第１のフィルムドア４の第１開口部４３が循環気導入通路８ｃに臨む位置に制御されることによって、下流側に位置する蒸発器１３の熱交換部１３ａと連通し、第１のフィルムドア４の第２開口部４４が循環気導入通路８ｃに臨む位置に制御されることによって、下流側に位置する放熱器１１の熱交換部１１ａと連通するようになる。
【００３７】
また、連通開口８３は、温調対象９に通じる連通路でもあり、図２及び図３に示すように、ケース８内部の車両前方の中ほどに設けられ、ケース８の側面に向けて開口している。また、連通開口８３は、図３の二点鎖線で示すように、上方の放熱器１１の上部と下方の蒸発器１３の下部とで挟まれる範囲に位置するように設けられる。
【００３８】
熱交換器下流側通路８ｄは、第１のフィルムドア４よりも空気流れの下流に位置する通路であり、放熱器１１及び第１の送風機２が設けられる通路である。熱交換器下流側通路８ｄと熱交換器下流側通路８ｅは、板状の仕切り部８０と第１のフィルムドア４とによって、ケース８の内部の外気導入通路８ａ、８ｂ及び循環気導入通路８ｃを除く空間を、上下に二分されて形成された通路である。また、仕切り部８０は、放熱器１１の下部と蒸発器１３の上部とを支持する構造を有する。
【００３９】
ケース８には、熱交換器下流側通路８ｄに臨む第１排出口８４及び第１連通口８６が設けられている。ケース８の上面に形成される第１排出口８４は、第２のフィルムドア５の第３開口部５６が第１排出口８４と重なる位置に制御されることによって、熱交換器下流側通路８ｄとケース８の外部とを連通させ、この状態で放熱器１１によって温調された温調空気は第１排出口８４から車両の外部へ向けて流出する。外気導入口８１は、温調空気がケース８の内部から流出する第１排出口８４や第１連通口８６よりも、開口面積が大きくなるように形成されている。また、第１の送風機２は、軸流式送風機であり、ケース８内部の熱交換器下流側通路８ｄにおいて、放熱器１１に対して、同じ向きに傾斜した姿勢で重なるように設けられる。第１の送風機２は、軸流式のファン、例えばいわゆるボックスファンを採用することにより、軸方向の厚さ寸法を抑えることができる。
【００４０】
熱交換器下流側通路８ｅは、第１のフィルムドア４よりも空気流れの下流に位置する通路であり、蒸発器１３及び第２の送風機３が設けられる通路である。ケース８には、熱交換器下流側通路８ｅに臨む第２排出口８５及び第２連通口８７が設けられている。ケース８の下面に形成される第２排出口８５は、第２のフィルムドア５の第１開口部５４が第２排出口８５と重なる位置に制御されることによって、熱交換器下流側通路８ｅとケース８の外部とを連通させ、この状態で蒸発器１３によって温調された温調空気は第２排出口８５から車両の外部へ向けて流出する。外気導入口８２は、温調空気がケース８の内部から流出する第２排出口８５や第２連通口８７よりも、開口面積が大きくなるように形成されている。また、第２の送風機３は、軸流式送風機であり、ケース８内部の熱交換器下流側通路８ｅにおいて、蒸発器１３に対して、同じ向きに傾斜した姿勢で重なるように設けられる。第２の送風機３は、軸流式のファン、例えばいわゆるボックスファンを採用することにより、軸方向の厚さ寸法を抑えることができる。
【００４１】
前述した温調装置１の構成によれば、加熱された空気がケース８内部及び温調対象９を循環する場合には、循環気導入通路８ｃ、熱交換器下流側通路８ｄ及び放熱器１１、第１連通口８６、温調対象流入通路９１、組電池９０、温調対象流出通路９２、連通開口８３、循環気導入通路８ｃを順に温調空気が流通する。冷却された空気がケース８内部及び温調対象９を循環する場合には、循環気導入通路８ｃ、熱交換器下流側通路８ｅ及び蒸発器１３、第２連通口８７、温調対象流入通路９１、組電池９０、温調対象流出通路９２、連通開口８３、循環気導入通路８ｃを順に温調空気が流通する。
【００４２】
第１のフィルムドア４は、運転モードに応じて温調空気が流通する空気経路を切り替える第１の切換ドアである。第１のフィルムドア４は、第１開口部４３、第２開口部４４を有するシート状のドア板部が平行移動して空気経路を切り換えるドアである。第１のフィルムドア４は、ドア板部を平行移動させて第１開口部４３、第２開口部４４の位置を制御することにより、放熱器１１及び蒸発器１３のそれぞれに通過させる空気として、車室外から導入する空気か、温調対象側から取り入れる空気のいずれかを選択するように空気経路を切り換える。
【００４３】
第１のフィルムドア４は、上部に設けたサーボモータ４０の回転角度を制御して、シート状のドア板部を巻き取る量を制御することにより、第１開口部４３、第２開口部４４の位置を設定することができる。第１のフィルムドア４は、上部のサーボモータ４０による回転軸部と、下部の回転軸部４１と、中ほどの「く」の字状の曲がり部分でドア板部を滑るように支持する滑動支持部４２と、を備えている。また、区画壁８８の車両後方側の端部は、第１のフィルムドア４のドア板部が平行移動可能な状態で当該ドア板部に当接している。
【００４４】
第１のフィルムドア４は、ケース８内部において、その高さ方向Ｚの大きさが上方の放熱器１１の上部と下方の蒸発器１３の下部との間に収まるように設けられている。第１のフィルムドア４は、ケース８内部において、ドア板部が上方の放熱器１１及び下方の蒸発器１３と同じ向きに傾斜した姿勢となるように設けられている。すなわち、第１のフィルムドア４も、ケース８内部を側面視すると、ドア板部が「く」の字状または逆「く」の字状になるように傾斜した姿勢で設置されている。
【００４５】
第２のフィルムドア５は、運転モードに応じて温調空気が流通する空気経路を切り替える第２の切換ドアである。第２のフィルムドア５は、上方の熱交換器下流側通路８ｄから空気を、車両の外部へ向けて流出させる第１排出口８４か、温調対象９へ向けて流出させる第１連通口８６のいずれかを開放する。さらに第２のフィルムドア５は、下方の熱交換器下流側通路８ｅから空気を、車両の外部へ向けて流出させる第２排出口８５か、温調対象９へ向けて流出させる第２連通口８７のいずれかを開放する。これにより、第２のフィルムドア５は、空気経路を切り換えることができる。
【００４６】
第２のフィルムドア５は、第１開口部５４、第２開口部５５及び第３開口部５６を有するシート状のドア板部が平行移動して空気経路を切り換えるドアである。第２のフィルムドア５は、ドア板部を平行移動させて第１開口部５４、第２開口部５５、第３開口部５６の位置を制御することにより、放熱器１１及び蒸発器１３のそれぞれに通過させる空気を、第１排出口８４、第２排出口８５から車室外へ排出するか、第１連通口８６、第２連通口８７から温調対象９側へ供給するかのいずれかに選択するように空気経路を切り換えることができる。
【００４７】
第２のフィルムドア５は、ケース８内部において、ケース８の内面に沿うように断面コの字状を呈するような姿勢で設置されている。図５に示すように、第２のフィルムドア５は、シート状のドア板部が有する複数の第１開口部５４、第２開口部５５、第３開口部５６が、ドア板部が平行移動する方向（例えばＺ方向）に延びる長さが同じ長さとなるように構成される。また、シート状のドア板部が有する複数の複数の第１開口部５４、第２開口部５５、第３開口部５６のうち少なくとも一つ、上記平行移動方向に直交する方向に延びる長さが、他の開口部とは異なる長さに設定される。例えば、図５では第２開口部５５は、幅方向（Ｙ方向）の長さ寸法がＬｓであり、他の開口部における幅方向（Ｙ方向）の長さ寸法Ｌよりも短く設定されている。
【００４８】
第２のフィルムドア５は、上部に設けたサーボモータ５０の回転角度を制御して、シート状のドア板部を巻き取る量を制御することにより、第１開口部４３、第２開口部４４の位置を設定することができる。第２のフィルムドア５は、上部のサーボモータ５０による回転軸部と、上部に設けた直角曲がり部分でドア板部を滑るように支持する滑動支持部５３と、下部の回転軸部５１と、下部に設けた直角曲がり部分でドア板部を滑るように支持する滑動支持部５２と、を備える。
【００４９】
第２のフィルムドア５は、ケース８内部において、その高さ方向Ｚの大きさが上方の放熱器１１の上端部と下方の蒸発器１３の下端部との間の高さ寸法と同等となるように、またはこの高さ寸法の範囲に収まるように設けられている。これにより、第２のフィルムドア５の高さ方向Ｚの寸法と、「く」の字状に配した放熱器１１及び蒸発器１３で占める高さ方向Ｚの寸法とを抑制することができるため、温調装置１の高さが抑制され、車室内の床下等に搭載する場合の占有スペースを低減することができる。
【００５０】
図４に示すように、制御装置７は、電池温度センサ６の検出信号が入力され、演算部、記憶装置等に予め記憶された演算プログラムを用いた演算結果にしたがい、圧縮機１０の回転数、電磁弁１４の開閉、各フィルムドア４，５の開口部の位置、第１の送風機２の回転数、第２の送風機３の回転数等の作動を制御する。なお、減圧器１２は、開度が固定式の減圧器であるが、開度可変式の電子制御式膨張弁を用いて、制御装置７によって減圧量を制御するようにしてもよい。
【００５１】
制御装置７は、電池の温調制御において、温風の提供によって組電池９０を温める加熱運転の実施条件が成立する場合、組電池９０に与える空気を冷却する冷却運転の実施条件が成立する場合のそれぞれにおいて、各フィルムドア４，５、各送風機２，３、圧縮機１０及び電磁弁１４を制御して、加熱モードの運転、冷却モードの運転を実施する。この電池の温調制御は、車両のスタートスイッチ（例えば、イグニッションスイッチ）がＯＮ状態である場合に継続して実施される。また、冷却運転には、高能力冷却モードと低能力冷却モードの２段階の運転モードがある。
【００５２】
高能力冷却モードは、検出された電池温度が第１の所定温度Ｔ１を超える場合に実施される大きな冷却能力を発揮するモードである。第１の所定温度Ｔ１としては、例えば３５℃を採用することができる。すなわち、制御装置７は、検出された電池温度が３５℃を超えると判定すると、電池は即時に冷却を必要とする状態であると判断し、高能力冷却モードを実行する。この高能力冷却モードは、検出される電池温度がＴ１以下になるまで継続実施され、当該電池温度がＴ１以下であると判定すると、高能力冷却モードは終了する。なお、図６に示す矢印は、高能力冷却モードにおける冷媒に流れを示している。
【００５３】
制御装置７は、高能力冷却モードでは、図６及び図３に示すように、電磁弁１４を閉状態に制御し圧縮機１０を駆動するとともに、外気導入通路８ａと熱交換器下流側通路８ｄとが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなし、第１排出口８４を開放するとともに、循環気導入通路８ｃと熱交換器下流側通路８ｅとが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなし、第２連通口８７を開放するように、第１のフィルムドア４及び第２のフィルムドア５の平行移動位置を制御する。さらに制御装置７は、第１の送風機２及び第２の送風機３を駆動する。
【００５４】
これにより、圧縮機１０から吐出された高圧の冷媒は、外気導入通路８ａから熱交換器下流側通路８ｄへ流通する外気に対して放熱器１１で放熱して外気を加熱する。加熱された外気は、再び車室外に排出される。このとき、車両走行風によって外気を外気導入通路８ａから熱交換器下流側通路８ｄへ向けて流通させることができる場合には、第１の送風機２を駆動せず停止状態に制御してもよい。したがって、駐車時等、車両走行風が得られない場合は、第１の送風機２を駆動する必要がある。
【００５５】
また、放熱器１１を流出した冷媒は、減圧器１２で減圧された後、蒸発器１３で気化して通過空気から吸熱することにより通過空気を冷却した後、圧縮機１０に吸入される。蒸発器１３で冷却された通過空気は、蒸発器１３の熱交換部１３ａを通過する空気通路と組電池９０の電池通路とを循環し続け、蒸発器１３で冷却され続ける。このように冷却され続ける温調空気は、組電池９０の電池通路を流通するときに、単電池の表面や電極端子に接触することで単電池から吸熱し、組電池９０の温度を低下させることができる。つまり、高能力冷却モードでは、蒸発器１３で冷却される空気を温調空気として組電池９０に対して提供し、放熱器１１で放熱した冷媒熱を車室外に排出する。
【００５６】
次に低能力冷却モードは、検出された電池温度が第２の所定温度Ｔ２以上で第１の所定温度Ｔ１以下に含まれる所定の温度範囲に該当する場合に実施される比較的小さな冷却能力を発揮するモードである。当該所定の温度範囲は、例えば、２０℃以上３５℃以下に設定することができる。すなわち、制御装置７は、検出された電池温度が２０℃以上３５℃以下の範囲に含まれると判定すると、電池は冷却を必要とする状態であるが、急激に温度低下を要する状態でないと判断し、低能力冷却モードを実行する。この低能力冷却モードは、検出される電池温度が２０℃未満になるまで、または３５℃を超えるまで継続実施される。なお、図７の矢印は、低能力冷却モードにおける冷媒に流れを示している。
【００５７】
制御装置７は、低能力冷却モードでは、図３及び図７に示すように、圧縮機１０を停止状態、電磁弁１４を開状態に制御し、外気導入通路８ａと熱交換器下流側通路８ｄとが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなし、第１排出口８４を開放するとともに、循環気導入通路８ｃと熱交換器下流側通路８ｅとが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなし、第２連通口８７を開放するように、第１のフィルムドア４及び第２のフィルムドア５の平行移動位置を制御する。さらに制御装置７は、第１の送風機２及び第２の送風機３を駆動する。
【００５８】
これにより、冷凍サイクル１００内の冷媒の一部は、放熱器１１よりも下方に配置されている蒸発器１３に液体冷媒として留まるようになる。ここで組電池９０から蒸発器１３の熱交換部１３ａに送られる温風が熱交換部１３ａを通過するときに、液体冷媒が蒸発することにより、温風から吸熱する。これにより、温風は冷却されて再び組電池９０の電池通路に供給され、電池を冷却する。蒸発器１３で蒸発した冷媒は、バイパス通路１５を通って、放熱器１１に流入し、放熱器１１の熱交換部１１ａで通過空気によって冷却されて凝縮する。そして、凝縮した冷媒は、自重によって放熱器の下部タンク１１ｃを経由して再び蒸発器１３に流入し、上記の冷媒の蒸発、凝縮の作用が繰り返し行われる。
【００５９】
したがって、蒸発器１３、放熱器１１及びこれらを連通させる冷媒配管は、ヒートパイプとして機能する。また、減圧器１２に開度可変式の電子制御式膨張弁を用いた場合には、その開度を制御することにより、蒸発器１３における冷却能力を調整することが可能である。
【００６０】
この低能力冷却モードでは、放熱器１１で加熱された外気は、再び車室外に排出される。このとき、車両走行風によって外気を外気導入通路８ａから熱交換器下流側通路８ｄへ向けて流通させることができる場合には、第１の送風機２を駆動せず停止状態に制御してもよい。したがって、駐車時等、車両走行風が得られない場合は、第１の送風機２を駆動する必要がある。
【００６１】
次に加熱モードは、検出された電池温度が第２の所定温度Ｔ２未満である場合に実施される大きな加熱能力を発揮するモードである。第２の所定温度Ｔ２は、第１の所定温度Ｔ１よりも低い温度に設定され、電池温度がそれ未満になると本来の充放電能力を発揮しがたい低温に設定される。第２の所定温度Ｔ２としては、例えば１０℃を採用することができる。
【００６２】
すなわち、制御装置７は、検出された電池温度が１０℃未満であると判定すると、電池は即時に暖機を必要とする状態であると判断し、加熱モードを実行する。この加熱モードは、検出される電池温度がＴ２以上になるまで継続実施され、当該電池温度がＴ２以上であると判定すると、加熱モードは終了する。なお、図９に示す矢印は、加熱モードにおける冷媒に流れを示している。
【００６３】
制御装置７は、加熱モードでは、図８及び図９に示すように、電磁弁１４を閉状態に制御し圧縮機１０を駆動するとともに、外気導入通路８ｂと熱交換器下流側通路８ｅとが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなし、第２排出口８５を開放するとともに、循環気導入通路８ｃと熱交換器下流側通路８ｄとが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなし、第１連通口８６を開放するように、第１のフィルムドア４及び第２のフィルムドア５の平行移動位置を制御する。さらに制御装置７は、第１の送風機２及び第２の送風機３を駆動する。
【００６４】
これにより、圧縮機１０から吐出された高圧の冷媒は、放熱器１１で放熱して通過空気を加熱する。加熱された空気は、放熱器１１の熱交換部１１ａを通過する空気通路と組電池９０の電池通路とを循環し続け、放熱器１１で加熱され続ける。このように加熱され続ける温調空気は、組電池９０の電池通路を流通するときに、単電池の表面や電極端子に接触することで単電池を加熱し、組電池９０の温度を上昇させて暖機することができる。
【００６５】
また、放熱器１１を流出した冷媒は、減圧器１２で減圧された後、蒸発器１３で気化して通過空気から吸熱することにより通過空気を冷却した後、圧縮機１０に吸入される。蒸発器１３で冷却された通過空気は、外気導入通路８ｂから熱交換器下流側通路８ｅへ向けて流通する外気であり、再び車室外に排出される。このとき、車両走行風によって外気を外気導入通路８ｂから熱交換器下流側通路８ｅへ向けて流通させることができる場合には、第２の送風機３を駆動せず停止状態に制御してもよい。したがって、駐車時等、車両走行風が得られない場合は、第２の送風機３を駆動する必要がある。このように、加熱運転では、蒸発器１３で吸熱した外気の熱を放熱器１１で放熱して空気を加熱し、温調空気として組電池９０に対して提供する。
【００６６】
さらに、温調装置１には、図１０及び図１１に図示する内部構成上の特徴がある。図１０に示すように、放熱器１１は、外気導入口８１の中心と第１排出口８４の中心とを結んだ仮想線ＣＬ１（二点鎖線）に対して、直交する状態に近づく方向に傾斜する姿勢で設けられるという特徴がある。換言すれば、図１０に二点鎖線で図示する放熱器１１の軸線Ｓ１は、Ｚ方向（図１０における鉛直方向）に軸線を向けた状態から、放熱器１１の上部を第１排出口８４寄りに傾けるのではなく、外気導入口８１寄りに傾けるように倒した状態に設定されることが望ましいのである。すなわち、放熱器１１の軸線を鉛直方向に向けた状態で当該軸線と仮想線ＣＬ１とがなす角度よりも、放熱器１１の軸線を図１０に示す方向に傾けた状態で軸線Ｓ１と仮想線ＣＬ１とがなす角度の方が９０度に近い状態であればよいのである。
【００６７】
このような両者の関係となるように放熱器１１を傾斜させた姿勢で設置することにより、第１の送風機２の運転によって外気導入口８１からケース８の内部に導入された外気の主流方向を、放熱器１１の熱交換部１１ａに対して垂直に近い状態で通過させることが可能なる。この作用により、熱交換部１１ａを通過する際の空気分布の偏りが小さくなり、放熱器１１の有する放熱性能を発揮することができ、冷凍サイクル１００の効率向上にも貢献できる。したがって、温調対象９側に供給される冷却空気に関しても、蒸発器１３がその吸熱性能を十分に発揮することができ、温調対象９に与える冷却性能の向上に寄与することができる。
【００６８】
また、図１１に示すように、蒸発器１３は、外気導入口８２の中心と第２排出口８５の中心とを結んだ仮想線ＣＬ２（二点鎖線）に対して、直交する状態に近づく方向に傾斜する姿勢で設けられるという特徴がある。換言すれば、図１１に二点鎖線で図示する蒸発器１３の軸線Ｓ２は、Ｚ方向（図１１における鉛直方向）に軸線を向けた状態から、蒸発器１３の上部を第２排出口８５寄りに傾けるのではなく、外気導入口８２寄りに傾けるように倒した状態に設定されることが望ましいのである。すなわち、蒸発器１３の軸線を鉛直方向に向けた状態で当該軸線と仮想線ＣＬ２とがなす角度よりも、蒸発器１３の軸線を図１１に示す方向に傾けた状態で軸線Ｓ２と仮想線ＣＬ２とがなす角度の方が９０度に近い状態であればよいのである。
【００６９】
このような両者の関係となるように蒸発器１３を傾斜させた姿勢で設置することにより、第２の送風機３の運転によって外気導入口８２からケース８の内部に導入された外気の主流方向を、蒸発器１３の熱交換部１３ａに対して垂直に近い状態で通過させることが可能なる。この作用により、熱交換部１３ａを通過する際の空気分布の偏りが小さくなり、蒸発器１３の有する吸熱性能を発揮することができ、冷凍サイクル１００の効率向上にも貢献できる。したがって、温調対象９側に供給される加熱空気に関しても、放熱器１１がその放熱性能を十分に発揮することができ、温調対象９に与える加熱性能の向上に寄与することができる。
【００７０】
以下に、本実施形態の温調装置１がもたらす作用効果について説明する。温調装置１は、温調対象９へ温調空気を送風する第１の送風機２及び第２の送風機３と、温調空気の空気経路を運転モードに応じて変更する第１のフィルムドア４及び第２のフィルムドア５と、加熱運転モードにおいて、冷凍サイクル１００中を流れる冷媒の放熱作用により温調対象へ送風される空気を加熱する放熱器１１と、冷却運転モードにおいて、冷媒の吸熱作用により温調対象９へ送風される空気を冷却する蒸発器１３と、運転モードに応じて変更される空気経路を内部に有し、第１の送風機２、第２の送風機３、第１のフィルムドア４、第２のフィルムドア５、放熱器１１及び蒸発器１３を収容するケース８と、を備える。蒸発器１３及び放熱器１１は、それぞれケースの高さ方向Ｚに対して傾斜した姿勢でケース内部に設けられる。
【００７１】
これによれば、ケース８の内部において、蒸発器１３及び放熱器１１が占有するスペースを高さ方向Ｚに抑制することができる。このような蒸発器１３及び放熱器１１の傾斜姿勢を採用することによって、各熱交換器を通過する空気通風方向をケース８の内部において斜めに延びるように形成することができる。これにより、ケース８の内部に斜めに延びる空気経路を形成でき、かつ当該空気経路に伴い、ケース８の内部に形成される空きスペースを有効活用できる第１の送風機２、第２の送風機３、第１のフィルムドア４、第２のフィルムドア５等の配置構成を実現できる。したがって、温調装置１によれば、温調対象９を加熱及び冷却できる装置の体格を小型化することができる。
【００７２】
また、蒸発器１３及び放熱器１１は、ケース８内部において、一方が他方よりも上方に位置するとともに、上方の熱交換器の上部と下方の熱交換器の下部とが同じ側に位置するように、それぞれ傾斜した姿勢で設けられている。これによれば、蒸発器１３と放熱器１１は、上方の熱交換器の下部と下方の熱交換器の上部とが近接するように配置される。これにより、蒸発器１３と放熱器１１間を接続する冷媒配管の長さを短く設定することができる。したがって、配管接続部の簡素化、冷凍サイクル１００の搭載性の向上及びサイクルに充填する冷媒量の抑制が図れる。また、蒸発器１３と放熱器１１とを合わせた高さ方向の寸法を抑制できるため、温調装置１と電池パックとを一体化する構成を採用する場合に、両者の高さを合わせることができ、車両への搭載上、有利である。
【００７３】
また、ケース８内部において、放熱器１１は蒸発器１３よりも上方に設置されている。この構成によれば、圧縮機１０を駆動しない場合、すなわち強制的な冷媒の吐出を実施しない場合でも、放熱器１１及び蒸発器１３について、蒸発、凝縮を繰り返し起こさせるヒートパイプを構成できる。これにより、圧縮機を駆動する場合ほど高い冷却能力を必要としない状況、例えば、駐車中、市街地、住宅地の低速運転中等の温調制御において、動力不要の冷却モードが実施できるとともに、周辺への騒音低減が図れる。
【００７４】
また、上方の放熱器１１の上部と下方の蒸発器１３の下部は、外気導入口８１，８２側に偏って位置する。すなわち、放熱器１１は、その熱交換部１１ａが外気の取り入れ口（外気導入口８１）に近くなるように傾いた姿勢で設置され、蒸発器１３は、その熱交換部１３ａが外気の取り入れ口（外気導入口８２）に近くなるように傾いた姿勢で設置されることになる。これによれば、ケース８の内部に取り込まれた外気はスムーズに各熱交換部に流入するようになり、ケース８内部の空気流れの抵抗を抑制することができ、熱交換性能の向上に寄与する。
【００７５】
さらに、ケース８内部には、温調対象９側と通じ、温調対象９側からの空気が導入される連通路（連通開口８３）が設けられる。連通路（連通開口８３）は、上方の放熱器１１の上部と下方の蒸発器１３の下部と挟まれる範囲に位置する。このような連通口の配置構成によれば、ケース８の寸法を放熱器１１の上部及び蒸発器１３の下部が傾く方向に、すなわちＸ方向に短くすることができる。したがって、温調装置１の体格の抑制に寄与する。
【００７６】
また、空気経路切換装置は、上方の放熱器１１及び下方の蒸発器１３のそれぞれに通過させる空気として、車室外から導入する空気か、温調対象９側から取り入れる空気のいずれかを選択するように空気経路を切り換える第１の切換ドアを含む。この第１の切換ドアは、ケース８内部において、その高さ方向Ｚの大きさが上方の放熱器１１の上部と下方の蒸発器１３の下部との間に収まるように設けられる。
【００７７】
このような範囲に第１の切換ドアを配置することによれば、ケース８の寸法を放熱器１１の上部及び蒸発器１３の下部が傾く方向（Ｘ方向）に短くすることができる。したがって、温調装置１の体格の抑制に寄与する。
【００７８】
また、第１の切換ドアは、複数の開口部（第１開口部４３、第２開口部４４）を有するシート状のドア板部が平行移動して空気経路を切り換える第１のフィルムドア４によって構成される。この第１のフィルムドア４は、ケース８内部において、ドア板部が上方の放熱器１１及び下方の蒸発器１３と同じ向きに傾斜した姿勢で設けられる。
【００７９】
この構成によれば、空気の通風方向について、占有するスペースが小さくできるフィルムドアを、放熱器１１及び蒸発器１３と同じ向きに傾斜させるように、すなわち放熱器１１及び蒸発器１３の傾きに沿うように配置する。これにより、ケース８の寸法を放熱器１１の上部及び蒸発器１３の下部が傾く方向（Ｘ方向）にさらに一層短くすることができる。したがって、温調装置１の体格の抑制に大きく貢献できる。
【００８０】
また、温調用送風装置は、２個の軸流式の第１の送風機２及び第２の送風機３によって構成される。この軸流式の送風機のそれぞれは、ケース８内部において、放熱器１１及び蒸発器１３のそれぞれに対して、同じ向きに傾斜した姿勢で重なるように設けられる。この構成によれば、空気の通風方向について、占有するスペースが小さくできる軸流式の送風機を、放熱器１１及び蒸発器１３と同じ向きに傾斜させるように、すなわち放熱器１１及び蒸発器１３の傾きに沿うように配置する。これにより、ケース８の寸法を放熱器１１の上部及び蒸発器１３の下部が傾く方向（Ｘ方向）にさらに一層短くすることができる。したがって、温調装置１の体格の抑制に大きく貢献できる。
【００８１】
また、温調装置１は、第１の切換ドア（第１のフィルムドア４）とともに、上方の放熱器１１が配置される空間と下方の蒸発器１３が配置される空間とにケース８内部を区画する仕切り部８０を備える。上方の放熱器１１が配置される空間から空気を、車両の外部へ向けて流出させる第１排出口８４か、温調対象９へ向けて流出させる第１連通口８６のいずれかを開放し、かつ下方の放熱器１１が配置される空間から空気を、車両の外部へ向けて流出させる第２排出口８５か、温調対象９へ向けて流出させる第２連通口８７のいずれかを開放することにより、空気経路を切り換える第２の切換ドア（第２のフィルムドア５）を備える。
【００８２】
これによれば、放熱器１１による加熱空気を車外に排出する機構及び温調対象９へ供給する機構と、蒸発器１３による冷却空気を車外に排出する機構及び温調対象９へ供給する機構と、をケース８内部においてコンパクトな空間に配置することができる。特に、放熱器１１及び蒸発器１３の傾き姿勢を活用することにより、このような配置空間を直方体形状または立方体形状の体格内に設定することができる。したがって、温調装置１の体格を車両への搭載上、有利な形状に形成することに貢献できる。
【００８３】
また、第２の切換ドアは、複数の開口部（第１開口部５４、第２開口部５５、第３開口部５６）を有するシート状のドア板部が平行移動して空気経路を切り換える第２のフィルムドア５によって構成される。この第２のフィルムドア５は、ケース８の内部において、ケース８の内面に沿うように、断面コの字状を呈して設けられる。
【００８４】
これによれば、シート状部分が平行移動して複数の開口部を開閉する構成であるため、特に高さ方向及び横方向について通路切換のために占有する容積を小さくできる。また、ケース８の内面に沿う断面コの字状のドア板部を構成するため、第１排出口８４と第２排出口８５をケースの上面、下面に配置しやすく、外気がケース８内を流通する際の空気抵抗を抑制することができる。このため、車両走行によるラム圧を活用した外気導入を実施する場合には、ケース８の内部にスムーズに外気を導入することができ、風量確保とともに騒音抑制が図れる。
【００８５】
さらに、第２のフィルムドア５は、第１排出口８４、第２排出口８５、第１連通口８６、第２連通口８７といった、外部に空気を排出するための開口部と温調対象９へ空気を供給するための開口部とについて、開閉状態を制御する。これによれば、同一のドアで複数の機能を有する開口部の開閉状態を制御できるため、空気経路切換えのための機構について部品数の軽減、機構の簡素化が図れる。
【００８６】
また、車室外の空気が導入される外気導入口８１，８２は、温調空気がケース８の内部から流出する流出口（第１排出口８４、第２排出口８５、第１連通口８６、第２連通口８７）よりも、開口面積が大きくなるように設定されている。これによれば、車外から導入する外気の風量を大きくすることができるため、風量確保とともに騒音抑制の効果が図れ、また、車両走行によるラム圧を活用した外気導入を促進できる。
【００８７】
また、車室外の空気が導入される外気導入口８１，８２は、ケース８の車両前方側に形成されている。これによれば、車両走行によるラム圧を活用することにより、空気抵抗が減少できるので、ケース８の内部にスムーズに外気を導入することができ、騒音抑制が図れ、また大風量も得やすいという効果がある。
【００８８】
また、上方の放熱器１１によって温調された温調空気が車両の外部へ流出する第１排出口８４は、ケース８の上面に形成され、下方の蒸発器１３によって温調された温調空気が車両の外部へ流出する第２排出口８５は、ケース８の下面に形成されている。
【００８９】
これによれば、ケース８の内部に導入された外気は、ケース８の上面に位置する第１排出口８４やケース８の下面に位置する第２排出口８５から外部に抜けるため、ケース８内を流通する際の空気抵抗を抑制することができる。このため、車両走行によるラム圧を活用した外気導入を実施する場合に、ケース８の内部にスムーズに外気を導入することができ、風量確保とともに騒音抑制が図れる。
【００９０】
また、ケース内部と前記温調対象側とを連通する連通開口８３は、ケースの側面に向けて開口する。この構成によれば、温調対象９とケース８の内部とを連絡する連絡するダクト等の部品の取り回しが行い易く、また、ダクト等の部品による凹凸が装置形状に現れることを抑制でき、製品の体型をコンパクトに形成することに貢献できる。
【００９１】
また、空気経路切換装置は、複数の開口部を有するシート状のドア板部が平行移動して空気経路を切り換えるシート状のドア（第１のフィルムドア４、第２のフィルムドア５）によって構成される。これによれば、シート状部分が平行移動する構成であるため、また、ケース８に設けた複数の開口部を一つのドアで開閉できるため、通路切換のために占有する容積を小さくできる。したがって、ケース８の体格の小型化に貢献できる。
【００９２】
また、第２のフィルムドア５が有する複数の開口部（第１開口部５４、第２開口部５５、第３開口部５６）は、シート状のドア板部が平行移動する方向に延びる長さが同じ長さに設定されている。これによれば、一つの第２のフィルムドア５によって、ケース８に設けられた同じ大きさの複数の開口部を適切に開閉できるため、ドア機構に係る部品点数を低減することができる。
【００９３】
また、第２のフィルムドア５が有する複数の開口部（第１開口部５４、第２開口部５５、第３開口部５６）のうち少なくとも一つは、シート状のドア板部が平行移動する方向に対して直交する方向に延びる長さが、他の開口部とは異なる長さに設定されている。これによれば、複数の開口部（第１開口部５４、第２開口部５５、第３開口部５６）のうち、開口面積の異なる開口部（第２開口部５５）がある場合でも、一つの第２のフィルムドア５によって、ケース８に設けられた複数の開口部を適切に開閉できるため、ドア機構に係る部品点数を低減することができる。
【００９４】
また、温調装置１によれば、加熱用熱交換器として冷凍サイクル１００に含まれる放熱器１１を採用し、冷却用交換器として冷凍サイクル１００に含まれる蒸発器１３を採用するため、簡単な構成の冷凍サイクルを活用することによって、低能力冷却モード、高能力冷却モード、及び加熱モードを実行できる装置を提供できる。したがって、冷媒の配管構成も簡単であるので、装置の小型化が図れ、装置の搭載性にも優れている。
【００９５】
また、冷凍サイクル１００を車室内空調用の冷凍サイクルとは独立したサイクルとして使用する場合には、車室内空調の制御と適合させる必要がなく、温調対象にとって必要とされる温調能力に応じた温調制御が実施できる。
【００９６】
また、温調装置１によれば、温調対象９に供給する温調空気は循環する形態であるため、外部からの湿気、埃等の流入を抑制できるとともに、温調空気の熱損失を低減できるため、省電力の装置を提供できる。
【００９７】
また、温調装置１の冷凍サイクル１００は、圧縮機１０を迂回して蒸発器１３と放熱器１１を連絡するバイパス通路１５と、バイパス通路１５における冷媒の流通を許可及び禁止する電磁弁１４とを有する。これによれば、圧縮機の停止、運転の切り替えと、電磁弁１４の開状態、閉状態を切り替えとを実施する制御により、加熱モード、低能力冷却モード、高能力冷却モードの切り替えを、簡単なサイクル構成及び簡単な制御仕様によって実現する温調装置１を提供できる。
【００９８】
また、蒸発器１３に連通する放熱器１１の出口部（例えば下部タンク１１ｃ）は、放熱器１１の下部に配置される。これによれば、蒸発器１３で気化した冷媒が放熱器１１で凝縮して液体になった冷媒を、自重により放熱器１１の下部に集め、蒸発器１３に確実に送ることができる。したがって、確実かつ効果的なヒートパイプ機能の発揮を実現できる。
【００９９】
また、温調対象９は、車両走行のための電力を蓄電する二次電池であるため、電池等の主要機能（充電、放電等）を発揮できる温度範囲が決まっている機器に関して、省電力かつ低騒音の効果的な温調制御を実施できる。
【０１００】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である冷凍サイクル１００Ａについて図１２を参照して説明する。図１２において第１実施形態で参照した図面と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。以下、第１実施形態と異なる形態、処理手順、作用等について説明する。
【０１０１】
冷凍サイクル１００Ａは、第１実施形態の冷凍サイクル１００に対して、バイパス通路１５及び電磁弁１４を備えない点と、減圧器１２Ａが開度可変式の電子制御式膨張弁である点とが相違する。第２実施形態の減圧器１２Ａは、制御装置７によってその開度が制御される。
【０１０２】
つまり、前述の低能力冷却モードの際には、減圧器１２Ａの開度を開き、圧縮機１０を停止した状態にし、蒸発器１３で蒸発した冷媒は、減圧器１２Ａが設けられ蒸発器１３と放熱器１１をつなぐ通路を通って、放熱器１１に流入し、放熱器１１の熱交換部１１ａで凝縮し、凝縮した冷媒は、自重によって、同じ通路を通って、放熱器１１の下部タンク１１ｃを経由して再び蒸発器１３に戻る。したがって、気体冷媒と液体冷媒が、当該同じ通路を逆向きに流れることで、蒸発器１３、放熱器１１、及び減圧器１２Ａが設けられる冷媒配管は、ヒートパイプとして機能する。
【０１０３】
第２実施形態によれば、圧縮機１０を迂回するバイパス通路、バイパス通路における冷媒流通の許可及び禁止を行える電磁弁等を必要としない冷凍サイクルを構成できる。したがって、構成部品数の低減が図れ、車両搭載性が向上する。
【０１０４】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である温調装置１Ａについて図１３を参照して説明する。図１３において第１実施形態で参照した図面と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。以下、第１実施形態と異なる形態、処理手順、作用等について説明する。なお、図１３は、加熱モード時の各部の作動状態及び空気の流れを示している。
【０１０５】
温調装置１Ａは、第１実施形態の温調装置１に対して、温調対象が組電池９０ではなく、温調対象空間である点、具体的には車両の乗員が存在する車室内である点で相違する。さらに温調装置１Ａは、車室内の空気を温調対象流出通路９２Ａを介してケース８内部に取り入れ、蒸発器１３または放熱器１１で温調し、温調対象流入通路９１Ａを介して温調対象空間である車室内に供給した後、再び循環させたり（内気循環モード）、あるいは車室外に排出したりする。
【０１０６】
温調対象流入通路９１Ａは、ケース８内部の熱交換器下流側通路８ｄ，８ｅと温調対象空間の入口部とを連絡する通路であり、ダクトで形成されている。温調対象流出通路９２Ａは、温調対象空間の出口部とケース８内部の熱交換器下流側通路８ｄ，８ｅとを連絡する通路であり、ダクトで形成されている。なお、温調装置１Ａは、車室外の外気を取り入れ、蒸発器１３または放熱器１１で温調してから車室内に供給するようにしてもよい。
【０１０７】
従来の車両空調装置では、春、秋等の冷房負荷が低い時期に、冷凍サイクルの圧縮機を駆動させるか、圧縮機を停止して車室内への送風のみを実施する制御が行われていた。そこで、第３実施形態によれば、温調装置１Ａは、前述のヒートパイプ機能を発揮させることにより、圧縮機を駆動しなくても車室内の冷房能力が得られるため、乗員の快適性の確保を省電力運転によって実現することができる。
【０１０８】
また、温調装置１Ａは、温調対象を車室内とするため、低能力冷却モードの実行により、車室内空調運転における弱冷房機能を発揮させることができる。
【０１０９】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【０１１０】
本発明の温調装置が適用される温調対象としては、車室内、組電池９０の他、インバータ、モータ等の電気機器、過給気を温調するインタークーラ、エンジン、ＡＴＦ等のオイルを温調する熱交換器等を採用することができる。
【０１１１】
上記の実施形態において、ケース８内部において、上方に放熱器１１、下方に蒸発器１３を配する構成としたが、本発明はこの位置関係に限定するものではない。
【０１１２】
上記の実施形態において、単電池の温度を電池温度センサ６によって検出しているが、温調対象である電池の温度の代わりに、電池を収容している筐体の温度、電池近傍の他の部材の温度、電池の雰囲気温度等を検出し、電池の温度状態を判断する指標としてもよい。
【０１１３】
上記の実施形態において、第１の送風機２及び第２の送風機３は、制御装置７によって回転数の制御が可能に構成されているが、運転及び停止のみが可能で回転数制御が不可能な機器であってもよい。
【０１１４】
上記の実施形態において、第１のフィルムドア４、第２のフィルムドア５は、シート状のドア本体部を有する空気経路切替手段であるが、本発明はこの形態に限定するものではない。例えば、第１の切換ドア及び第２の切換ドアとして、ラックとピニオンの噛み合せによって平行移動可能なドア、回転軸を中心に回動するドア板部を有する各種のドアを採用してもよい。
【０１１５】
上記の実施形態において、組電池９０を構成する単電池の形状は、扁平な直方体状、円筒状等であり、特に限定されない。
【符号の説明】
【０１１６】
１…温調装置
２…第１の送風機（温調用送風装置、軸流式の送風機）
３…第２の送風機（温調用送風装置、軸流式の送風機）
４…第１のフィルムドア（空気経路切換装置）
５…第２のフィルムドア（空気経路切換装置）
９…温調対象
１１…放熱器（加熱用熱交換器）
１３…蒸発器（冷却用熱交換器）
１００，１００Ａ…冷凍サイクル
【図１】
0005796532.tif 000002
【図２】
0005796532.tif 000003
【図３】
0005796532.tif 000004
【図４】
0005796532.tif 000005
【図５】
0005796532.tif 000006
【図６】
0005796532.tif 000007
【図７】
0005796532.tif 000008
【図８】
0005796532.tif 000009
【図９】
0005796532.tif 000010
【図１０】
0005796532.tif 000011
【図１１】
0005796532.tif 000012
【図１２】
0005796532.tif 000013
【図１３】
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