(57)【要約】【課題】冷房運転時および暖房運転時における大風量を実現すること。【解決手段】圧縮機１１、室外熱交換器１３、膨張弁１４、内部を通過する冷媒と室内へ送風される空気との熱交換を行う第１の室内熱交換器１５、室内へ送風される空気に対して第１の室内熱交換器１５の下流側に位置し、内部を通過する冷媒と第１の室内熱交換器１５を通過した空気との熱交換を行う第２の室内熱交換器１６、および運転モードにあわせて圧縮機１１から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁１２を具備してヒートポンプサイクルを形成する車両用ヒートポンプ式空調装置１０において、第２の室内熱交換器１６の上流側前面に、当該第２の室内熱交換器１６への導入空気量を調節するダンパ１６ｂが設けられているとともに、冷房運転時または暖房運転時には、ダンパ１６ｂが開状態とされるように構成されている。【選択図】  図１
2004155344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
内部を通過する冷媒と外気との熱交換を行う室外熱交換器と、
冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にする膨張弁と、
内部を通過する冷媒と室内へ送風される空気との熱交換を行う第１の室内熱交換器と、
前記室内へ送風される空気に対して前記第１の室内熱交換器の下流側に位置し、内部を通過する冷媒と前記第１の室内熱交換器を通過した空気との熱交換を行う第２の室内熱交換器と、
運転モードにあわせて前記圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁と、を具備してヒートポンプサイクルを形成する車両用ヒートポンプ式空調装置において、
前記第２の室内熱交換器の上流側前面に、当該第２の室内熱交換器への導入空気量を調節するダンパが設けられているとともに、冷房運転時または暖房運転時には、前記ダンパが開状態とされるように構成されていることを特徴とする車両用ヒートポンプ式空調装置。
【請求項２】
前記圧縮機と前記室外熱交換器との間に循環路開閉弁が設けられているとともに、暖房運転時に前記室外熱交換器の着霜が検知された場合、除湿冷暖房運転に切り替えるとともに前記循環路開閉弁が開となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヒートポンプ式空調装置。
【請求項３】
前記ダンパの駆動源としてステッピングモータが使用されているとともに、前記循環路開閉弁として流量調整弁が使用されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ヒートポンプ式空調装置。
【請求項４】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
内部を通過する冷媒と外気との熱交換を行う室外熱交換器と、
冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にする膨張弁と、
内部を通過する冷媒と室内へ送風される空気との熱交換を行う第１の室内熱交換器と、
前記室内へ送風される空気に対して前記第１の室内熱交換器の下流側に位置し、内部を通過する冷媒と前記第１の室内熱交換器を通過した空気との熱交換を行う第２の室内熱交換器と、
運転モードにあわせて前記圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁と、を具備してヒートポンプサイクルを形成する車両用ヒートポンプ式空調装置において、
前記第２の室内熱交換器の上流側前面に、当該第２の室内熱交換器への導入空気量を調節し、かつステッピングモータにより駆動されるダンパが設けられているとともに、前記圧縮機と前記室外熱交換器との間に流量調整弁として循環路開閉弁が設けられていることを特徴とする車両用ヒートポンプ式空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用ヒートポンプ式空調装置に関するものであり、特に除湿機能を備えた車両用ヒートポンプ式空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジン駆動車両では、エンジンを冷却するために用いられるエンジン冷却水により十分な熱量が得られるので、冬期や季節の変わり目における暖房または除湿暖房は容易に行われている。一方、電気自動車やエンジン冷却水を利用できない車両では、ヒートポンプ式空調装置を使って冷凍サイクルを可逆運転させることで、冷房と暖房を切り替えて空調を行っているのが一般的である（たとえば、特許文献１）
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２４６２５０号公報（図１ないし図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されたようなヒートポンプ式の自動車用空調装置にあっては、（最大）冷房運転時および（最大）暖房運転時に第２の車室内空気熱交換器のダンパが完全に閉じられているため、通路断面積が減少して十分な風量を確保するためにはブロア性能を大きくし、ブロア消費電力を大きくしなければならないといった問題点があった。
【０００５】
また、前述したダンパの駆動源にはステッピングモータが使用されているのが一般的である。しかしながらその場合、ダンパの開閉が段階的になってしまうため、ダンパの開度により温調を図ろうとするとミキシング後の空気温度が段階的となって、温度の微調整ができないとともに、フィーリングが良くないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、冷房運転時および暖房運転時における大風量を実現することができる車両用ヒートポンプ式空調装置を提供することを主たる目的としている。
また、他の目的としては、優れた温度調節（温調）特性を有する車両用ヒートポンプ式空調装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用ヒートポンプ式空調装置では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１に記載の車両用ヒートポンプ式空調装置によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、内部を通過する冷媒と外気との熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にする膨張弁と、内部を通過する冷媒と室内へ送風される空気との熱交換を行う第１の室内熱交換器と、前記室内へ送風される空気に対して前記第１の室内熱交換器の下流側に位置し、内部を通過する冷媒と前記第１の室内熱交換器を通過した空気との熱交換を行う第２の室内熱交換器と、運転モードにあわせて前記圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁と、を具備してヒートポンプサイクルを形成する車両用ヒートポンプ式空調装置において、前記第２の室内熱交換器の上流側前面に、当該第２の室内熱交換器への導入空気量を調節するダンパが設けられているとともに、冷房運転時または暖房運転時には、前記ダンパが開状態とされるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
この車両用ヒートポンプ式空調装置においては、（最大）冷房運転時または（最大）暖房運転時に、第２の室内熱交換器の上流側前面に設けられたダンパが開いて、室内に供給される空気の流路断面が増加する。
【０００９】
請求項２に記載の車両用ヒートポンプ式空調装置によれば、前記圧縮機と前記室外熱交換器との間に循環路開閉弁が設けられているとともに、暖房運転時に前記室外熱交換器の着霜が検知された場合、除湿冷暖房運転に切り替えるとともに前記循環路開閉弁を開とするように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
この車両用ヒートポンプ式空調装置においては、室外熱交換器に霜がついた場合に、暖房運転から除湿冷暖房運転に切り替えられ、高温の冷媒が循環路開閉弁を通って室外熱交換器に導かれる。
【００１１】
請求項３に記載の車両用ヒートポンプ式空調装置によれば、前記ダンパの駆動源としてステッピングモータが使用されているとともに、前記循環路開閉弁として流量調整弁が使用されていることを特徴とする。
【００１２】
この車両用ヒートポンプ式空調装置においては、ダンパが一開度位置をとっているときに、循環路開閉弁が開位置から閉位置に、あるいは閉位置から開位置に無段階に開閉させられる。
【００１３】
請求項４に記載の車両用ヒートポンプ式空調装置によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、内部を通過する冷媒と外気との熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にする膨張弁と、内部を通過する冷媒と室内へ送風される空気との熱交換を行う第１の室内熱交換器と、前記室内へ送風される空気に対して前記第１の室内熱交換器の下流側に位置し、内部を通過する冷媒と前記第１の室内熱交換器を通過した空気との熱交換を行う第２の室内熱交換器と、運転モードにあわせて前記圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える四方弁と、を具備してヒートポンプサイクルを形成する車両用ヒートポンプ式空調装置において、前記第２の室内熱交換器の上流側前面に、当該第２の室内熱交換器への導入空気量を調節し、かつステッピングモータにより駆動されるダンパが設けられているとともに、前記圧縮機と前記室外熱交換器との間に流量調整可能な循環路開閉弁が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
この車両用ヒートポンプ式空調装置においては、ダンパが一開度位置をとっているときに、循環路開閉弁が開位置から閉位置に、あるいは閉位置から開位置に無段階に開閉させられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両用ヒートポンプ式空調装置の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態における車両用ヒートポンプ式空調装置１０の構成図であり、（最大）冷房運転時の状態を示す図である。車両用ヒートポンプ式空調装置１０は、圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３、膨張弁１４、第１の室内熱交換器１５、第２の室内熱交換器１６、三方弁１７、逆止弁１８、第１の開閉弁（循環路開閉弁）１９、第２の開閉弁２０、第３の開閉弁２１、および冷媒配管２２を主たる要素として構成されたものである。
【００１６】
圧縮機１１は、低温・低圧のガス状冷媒を圧縮して高温・高圧のガス状冷媒とするものである。
四方弁１２は、圧縮機１１の下流側に設けられるとともに、圧縮機１１から吐出された冷媒の流路を切り替えるものである。たとえば、図１に示す冷房運転時では、圧縮機１１から後述する室外熱交換器１３に向かう流路と、後述する第１の熱交換器１５および第２の熱交換器１６から圧縮機１１に向かう流路とが形成されている。
室外熱交換器１３は、冷房運転時に高温高圧のガス冷媒を凝縮液化させて外気に放熱するコンデンサとして機能し、逆に暖房運転時には低温低圧の液冷媒を蒸発気化させて外気から熱を奪うエバポレータとして機能するものである。
膨張弁１４は、内部を通過する冷媒を減圧・膨張させて低温・低圧の冷媒にするものである。
【００１７】
第１の熱交換器１５は、内部を通過する冷媒と、ケースＫ内を流れて室内へ送風される空気との熱交換を行うものであり、内部を通過する冷媒が図１に示したような一の方向に流れるときにはエバポレータとして、また一の方向と反対の方向である他の方向に流れるときにはコンデンサとして機能するものである。
第２の熱交換器１６は、室内へ送風される空気に対して第１の室内熱交換器１５の下流側に位置し、内部を通過する冷媒と第１の室内熱交換器１５を通過した空気との熱交換を行うものである。この第２の熱交換器１６もまた第１の熱交換器１５と同様、内部を通過する冷媒が図１に示したような一の方向に流れるときにはエバポレータとして、また一の方向と反対の方向である他の方向に流れるときにはコンデンサとして機能するものである。
第２の室内熱交換器１６の上流側（第１の熱交換器１５が位置する側）前面には、たとえばステッピングモータ１６ａを駆動源とするダンパ１６ｂが設けられている。このダンパ１６ｂは、ステッピングモータ１６ａの動力によりダンパ１６ｂの一端部（図において上端部）を支点として回動する。ダンパ１６ｂが閉位置（図において破線で示す）にあるときは、第１の熱交換器１５を通過した空気が第２の熱交換器１６を通過しないようにその流路を閉鎖する。一方、ダンパ１６ｂが開位置（図において実線で示す）、あるいはこの開位置と前述した閉位置との間にあるときは、第１の熱交換器１５を通過した空気の一部が第２の熱交換器１６を通過するようにその流路を開放する。
なお、図においてケースＫ内に冷媒が流通する冷媒配管が設けられているように描かれているが、実際のものはケースＫ内に冷媒配管が露出しないように構成されている。
【００１８】
三方弁１７は、前述した四方弁１２同様、冷媒の流路を切り替えるものである。
逆止弁１８は、冷媒の逆流を防止するため、図示しない弁体が冷媒の背圧によって閉じる機構を持つ弁である。なお、本実施形態では、逆止弁１８は三方弁１７から室外熱交換器１３および／または膨張弁１４への流れを許容するように設けられている。
第１の開閉弁１９、第２の開閉弁２０、および第３の開閉弁２１はそれぞれ、冷媒の流路を開放したり閉鎖したりするもの（たとえば、電磁弁や流量調整弁など）である。詳細は後述するが、開閉弁１９，２０，２１と次に説明する冷媒配管２２ｒは、室内熱交換器１５，１６の熱交換器としての機能を同質にする（双方ともエバポレータ又はコンデンサとして機能する）か異質（一方がエバポレータ、他方がコンデンサとして機能する）にするかを選択できる室内熱交換器機能選択手段として機能する。
冷媒配管２２は上述した構成部品、すなわち圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３、膨張弁１４、第１の熱交換器１５、第２の室内熱交換器１６、三方弁１７、逆止弁１８、第１の開閉弁１９、第２の開閉弁２０、および第３の開閉弁２１の間を冷媒の循環が可能となるように接続する配管である。
【００１９】
冷媒配管２２は、圧縮機１１の吐出口と四方弁１２とを連通する第１の配管２２ａ、第１の開閉弁１９と第２の開閉弁２０とを連通する第２の配管２２ｂ、この第２の配管２２ｂと四方弁１２とを連通する第３の配管２２ｃ、第１の開閉弁１９と室外熱交換器１３とを連通する第４の配管２２ｄ、室外熱交換器１３と膨張弁１４とを連通する第５の配管２２ｅ、膨張弁１４と三方弁１７とを連通する第６の配管２２ｆ、第６の配管２２ｆと第１の室内熱交換器１５とを連通する第７の配管２２ｇ、三方弁１７と第２の室内熱交換器１６とを連通する第８の配管２２ｈ、第２の室内熱交換器１６と第３の開閉弁２１とを連通する第９の配管２２ｊ、第３の開閉弁２１と四方弁１２とを連通する第１０の配管２２ｋ、第１０の配管２２ｋと第１の室内熱交換機１５とを連通する第１１の配管２２ｍ、四方弁１２と圧縮機１１の吸入口とを連通する第１２の配管２２ｎ、三方弁１７と逆止弁１８とを連通する第１３の配管２２ｐ、逆止弁１８と第５の配管２２ｅとを連通する第１４の配管２２ｑ、および第２の開閉弁２０と第９の配管２２ｊとを連通する第１５の配管２２ｒとを具備してなるものである。
【００２０】
つぎに、図１を用いて（最大）冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。（最大）冷房運転時、第１の開閉弁１９は開位置、第２の開閉弁２０は閉位置、第３の開閉弁２１は開位置とされる。
圧縮機１１により高温・高圧のガス状冷媒とされた冷媒は、第１の配管２２ａを通って四方弁１２に導かれる。四方弁１２に導かれた冷媒は、四方弁１２の内部に形成された流路、第３の配管２２ｃ、および第２の配管２２ｂを通って室外熱交換器１３に導かれる。この際、室外熱交換器１３はコンデンサとして機能する。
室外熱交換器１３を通過した冷媒は、第５の配管２２ｅを通って膨張弁１４に導かれる。膨張弁１４では、内部を通過する際に冷媒が減圧・膨張され、低温・低圧の冷媒となる。
低温・低圧とされた冷媒は、第６の配管２２ｆおよび第７の配管２２ｇを通って第１の室内熱交換器１５に導かれるとともに、第６の配管２２ｆ、三方弁１７、第８の配管２２ｈを通って第２の室内熱交換器１６に導かれる。
第１の室内熱交換器１５および第２の室内熱交換器１６はそれぞれ、エバポレータとして機能する。
第２の室内熱交換器１６を通過した冷媒は、第９の配管２２ｊおよび第３の開閉弁２１を通って、また第１の熱交換器１５を通過した冷媒は、第１１の配管２２ｍを通って第１０の配管２２ｋに導かれる。
第１０の配管２２ｋに導かれた冷媒は、四方弁１２に導かれた後、四方弁１２の内部に形成された流路、および第１２の配管２２ｎを通って、圧縮機１１の吸入側に導かれ、再び圧縮機１１で圧縮されることとなる。
【００２１】
すなわち冷媒は、圧縮機１１→第１の配管２２ａ→四方弁１２→第３の配管２２ｃ→第２の配管２２ｂ→第１の開閉弁１９→第４の配管２２ｄ→室外熱交換器１３→第５の配管２２ｅ→膨張弁１４→第６の配管２２ｆ→第７の配管２２ｇ→第１の室内熱交換器１５→第１１の配管２２ｍ→第１０の配管２２ｋ→四方弁１２→第１２の配管２２ｎ→圧縮機１１の順に循環するとともに、圧縮機１１→第１の配管２２ａ→四方弁１２→第３の配管２２ｃ→第２の配管２２ｂ→第１の開閉弁１９→第４の配管２２ｄ→室外熱交換器１３→第５の配管２２ｅ→膨張弁１４→第６の配管２２ｆ→三方弁１７→第８の配管２２ｈ→第２の室内熱交換器１６→第９の配管２２ｊ→第３の開閉弁２１→第１０の配管２２ｋ→四方弁１２→第１２の配管２２ｎ→圧縮機１１の順に循環する。
【００２２】
冷媒が上記のような流れかたをすると、第１の熱交換器１５および第２の熱交換器１６の内部を通過する冷たい冷媒と、ケースＫ内を流れて室内へ送風される空気とが熱交換されて、室内に冷たい空気が供給されることとなる。
この場合、ダンパ１６ｂは図に示すように少し開いた位置をとる。すなわち、ケースＫ内を通過する空気に対して抵抗が最も少なくなる位置をとる。言い換えれば、室内に送風される冷気の量が最大となる位置をとる。
図１の場合、全閉状態（図において破線で示す）の位置を０°として、時計回りにダンパ１６ｂを約７０〜８０°回動させた位置に固定される。この回動角度は、第２の室内熱交換器１６がない場合、９０°とされることで最大風量を得ることができる。しかしながら、実際には第２の室内熱交換器１６があるため、この第２の室内熱交換器１６が抵抗となってしまう。このため、約７０〜８０°の位置が最大風量を得るのには最適な位置となる。
以上説明したように、室内熱交換器１５と室内熱交換器１６を併設し、冷媒回路において並列接続され同質（エバポレータ）の熱交換器として機能する構成とすることにより、ダンパ１６ｂが室内熱交換器１６から離間した状態が、冷房能力最大かつ最大風量となる空調装置１０を提供する。このため、ダンパ１６ｂの離間の程度を調整することにより空調フィーリングを調整できるので、従来よりもより細やかなフィーリング設定が可能となる。
【００２３】
図２を用いて（最大）暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。（最大）暖房運転時、第１の開閉弁１９は開位置、第２の開閉弁２０は閉位置、第３の開閉弁２１は開位置とされる。また、四方弁１２は冷房運転時の時と異なる位置をとる。
圧縮機１１により高温・高圧のガス状冷媒とされた冷媒は、第１の配管２２ａを通って四方弁１２に導かれる。四方弁１２に導かれた冷媒は、四方弁１２の内部に形成された流路、第１０の配管２２ｋ、および第１１の配管２２ｍを通って第１の室内熱交換器１５に導かれるとともに、第１０の配管２２ｋ、第３の開閉弁２１、および第９の配管２２ｊを通って第２の室内熱交換器１６に導かれる。この際、第１の室内熱交換器１５および第２の室内熱交換器１６はコンデンサとして機能する。
第１の熱交換器１５を通過した冷媒は、第７の配管２２ｇおよび第６の配管２２ｆを通って、また、第２の室内熱交換器１６を通過した冷媒は、第８の配管２２ｈ、三方弁１７、および第６の配管２２ｆを通って膨張弁１４に導かれる。膨張弁１４では、内部を通過する際に冷媒が減圧・膨張され、低温・低圧の冷媒となる。
低温・低圧とされた冷媒は、第５の配管２２ｅを通って室外熱交換器１３に導かれる。室外熱交換器１３はエバポレータとして機能する。
室外熱交換器１３を通過した冷媒は、第４の配管２２ｄ、第１の開閉弁１９、第２の配管２２ｂ、および第３の配管２２ｃを通って、四方弁１２に導かれた後、四方弁１２の内部に形成された流路、および第１２の配管２２ｎを通って、圧縮機１１の吸入側に導かれ、再び圧縮機１１で圧縮されることとなる。
【００２４】
すなわち冷媒は、圧縮機１１→第１の配管２２ａ→四方弁１２→第１０の配管２２ｋ→第１１の配管２２ｍ→第１の室内熱交換器１５→第７の配管２２ｇ→第６の配管２２ｆ→膨張弁１４→第５の配管２２ｅ→室外熱交換器１３→第４の配管２２ｄ→第１の開閉弁１９→第２の配管２２ｂ→第３の配管２２ｃ→四方弁１２→第１２の配管２２ｎ→圧縮機１１の順に循環するとともに、圧縮機１１→第１の配管２２ａ→四方弁１２→第１０の配管２２ｋ→第３の開閉弁２１→第９の配管２２ｊ→第２の室内熱交換器１６→第８の配管２２ｈ→三方弁１７→第６の配管２２ｆ→膨張弁１４→第５の配管２２ｅ→室外熱交換器１３→第４の配管２２ｄ→第１の開閉弁１９→第２の配管２２ｂ→第３の配管２２ｃ→四方弁１２→第１２の配管２２ｎ→圧縮機１１の順に循環する。
【００２５】
冷媒が上記のような流れかたをすると、第１の熱交換器１５および第２の熱交換器１６の内部を通過する暖かい冷媒と、ケースＫ内を流れて室内へ送風される空気とが熱交換されて、室内に暖かい空気が供給されることとなる。
この場合も、ダンパ１６ｂは図に示すように冷房運転時と同じ位置をとる。すなわち、ケースＫ内を通過する空気に対して抵抗が最も少なくなる位置をとる。言い換えれば、室内に送風される暖気の量が最大となる位置をとる。
以上説明したように、室内熱交換器１５と室内熱交換器１６を併設し、冷媒回路において並列接続され同質（コンデンサ）の熱交換器として機能する構成とすることにより、ダンパ１６ｂが室内熱交換器１６から離間した状態が、暖房能力最大かつ最大風量となる空調装置１０を提供する。このため、ダンパ１６ｂの離間の程度を調整することにより空調フィーリングを調整できるので、従来よりもより細やかなフィーリング設定が可能となる。
【００２６】
図３を用いて除湿冷暖房運転（温調運転あるいは除霜運転ともいう）時の冷媒の流れについて説明する。除霜暖房運転時、第１の開閉弁１９は閉または開位置、第２の開閉弁２０は開位置、第３の開閉弁２１は閉位置とされる。また、四方弁１２は冷房運転時の時と同じ位置をとるとともに、三方弁１７は冷房運転および暖房運転の時とは異なる位置をとる。なお、開閉弁１９は、要求される空調能力（空調負荷）に応じて、不図示の制御手段により開閉制御される。
圧縮機１１により高温・高圧のガス状冷媒とされた冷媒は、第１の配管２２ａを通って四方弁１２に導かれる。四方弁１２に導かれた冷媒は、四方弁１２の内部に形成された流路、第３の配管２２ｃ、第２の配管２２ｂを通り一部の冷媒は第２の開閉弁２０、第１５の配管２２ｒ、第９の配管２２ｊを通って第２の室内熱交換器１６に導かれる。また、冷媒の一部は、開閉弁１９、配管２２ｄを通り室外熱交換器１３に導かれる。この際、第２の室内熱交換器１６および室外熱交換器１３はコンデンサとして機能する。
第２の室内熱交換器１６を通過した冷媒は、第８の配管２２ｈ、三方弁１７、第１３の配管２２ｐ、逆止弁１８、および第５の配管２２ｅを通る。また、室外熱交換器１３を通過した冷媒は、配管２２ｅを通って室内熱交換器１６を通った冷媒と合流、膨張弁１４へ導かれる。膨張弁１４では、内部を通過する際に冷媒が減圧・膨張され、低温・低圧の冷媒となる。
低温・低圧とされた冷媒は、第６の配管２２ｆおよび第７の配管２２ｇを通って第１の室内熱交換器１５に導かれる。第１の室内熱交換器１５はエバポレータとして機能する。
第１の室内熱交換器１５を通過した冷媒は、第１１の配管２２ｍおよび第１０の配管２２ｋを通って四方弁１２に導かれた後、四方弁１２の内部に形成された流路、および第１２の配管２２ｎを通って、圧縮機１１の吸入側に導かれ、再び圧縮機１１で圧縮されることとなる。
【００２７】
すなわち冷媒は、圧縮機１１→第１の配管２２ａ→四方弁１２→第３の配管２２ｃ→第２の配管２２ｂ→第２の開閉弁２０→第１５の配管２２ｒ→第９の配管２２ｊ→第２の室内熱交換器１６→第８の配管２２ｈ→三方弁１７→第１３の配管２２ｐ→逆止弁１８→第１４の配管２２ｑ→膨張弁１４→第６の配管２２ｆ→第７の配管２２ｇ→第１の室内熱交換器１５→第１１の配管２２ｍ→第１０の配管２２ｋ→四方弁１２→第１２の配管２２ｎ→圧縮機１１の順に循環する。
【００２８】
冷媒が上記のような流れかたをすると、第１の熱交換器１５の内部には冷たい冷媒が流れるとともに、第２の熱交換器１６の内部には暖かい冷媒が流れることとなる。したがって、たとえば、ダンパ１６ｂが全閉状態（図において実線で示す）の位置をとる場合、第１の室内熱交換器１５を通過した冷たい空気のみが室内に供給されることとなる。また、ダンパ１６ｂが全開状態（図において破線で示す）の位置をとる場合、第１の室内熱交換器１５を通過した冷たい空気がすべて第２の室内熱交換器１６を通過するとともに、第２の室内熱交換器１６と熱交換された後、室内に供給されることとなる。この場合、室内には冷房運転時よりも高く、暖房運転時よりも低い温度の空気が供給される。
また、ダンパ１６ｂの開度を変えることにより、冷気と暖気との割合が変化して温度調整が行われるようになっている。
【００２９】
以上説明したように、本発明の車両用ヒートポンプ式空調装置１０によれば、冷房運転時および暖房運転時にダンパ１６ｂが少し開かれた状態とされるので、ケースＫ内を通過する空気の流路断面積を増加させることができて、室内に供給される、いわゆる吹き出し空気量を増加させることができる。
また、ダンパ１６ｂの開度が、流路抵抗の最も少なくなる位置に設定することにより、室内に供給される空気の量を最大にすることができる。
なお、流路抵抗が最も少なくなるダンパ１６ｂの開度は、図示しない制御手段に予め設定されており、不図示の運転条件指示受付部を介して冷房運転あるいは暖房運転が運転モードとして選択された旨の指示を受けた場合に、制御手段からの信号により前述したステッピングモータが作動して、ダンパ１６ｂが受け付けた運転条件に応じた位置にセットされるようになっている。
【００３０】
ところで、ダンパ１６ｂの開度は、たとえば図４に示すような実機の場合、上述したものよりももっと少なくなる。
図４は車両用ヒートポンプ式空調装置１０の一具体例を示す縦断面図である。図４において、符号Ｋはケース、符号１５は第１の室内熱交換器、符号１６は第２の室内熱交換器、符号１６ｂはダンパである。
【００３１】
また、符号Ａは導入口（一端部）であり、図示しないブロアにより車室内または車室外より取り入れられた空気が導入される部分である。また、図において左側が車両の前方側、右側が車両の後方側である。
【００３２】
ケースＫは、導入口Ａと、車両のフロントガラスなどに向けて吹き出させるデフロスタ吹出口２５、乗員の顔、手、胸といった部位に向けて吹き出させるフェース吹出口２６、および乗員の足下に向けて吹き出させるフット吹出口２７とを連通するものである。
【００３３】
デフロスタ吹出口２５はケースＫの上部中央に設けられているとともに、フェース吹出口２６はケースＫの上部後方に設けられており、各吹出口２５，２６はそれぞれ、デフロスタドア２５ａおよびフェースドア２６ａにより開閉される。デフロスタドア２５ａおよびフェースドア２６ａは、それぞれ中央部に回動軸２５ａ’，２６ａ’を有する、いわゆるバタフライ弁である。
【００３４】
フット吹出口２７は第２の室内熱交換器１６の後方、すなわちケースＫの後部中央に設けられているとともに、ケースＫを貫通するようにケースＫの左右（図において紙面を貫通する方向）に沿って延在するダクト２８により構成されたものである。
ダクト２８の前部には、ダクト２８の前部を形成するとともにその開閉によりフット吹出口２７を形成するフットドア２７ａが設けられている。このフットドア２７ａは一端部（図において上側に位置する端部）に回動軸２７ａ’を有するとともに、他端部が折り曲げられた断面Ｌ字形状を有するものである。
このように、他端部が図において下向きにＬ字状に屈曲した屈曲形状とされることにより、第２の室内熱交換器１６を通過した空気および第２の室内熱交換器１６を迂回した空気の一部の動圧を受けやすいように、すなわち、ダクト２８に流入させたい空気を受け取りやすくなるように構成されている。
【００３５】
また、ダクト２８の後側壁部とケースＫの後部内壁面との間には温風バイパス流路２９が設けられている。これにより、第１の風路Ｃ１および第２の室内熱交換器１６を通過した空気の一部は、フット吹出口２７およびフットドア２７ａの側を通過することなく、デフロスタ吹出口２５およびフェース吹出口２６の方にも導かれるようになっている。
【００３６】
図４のように構成された車両用ヒートポンプ式空調装置１０では、ダンパ１６ｂが全閉状態（第２の風路、すなわち第２の室内熱交換１６への流路を閉じた状態：二点鎖線で示す）から全開状態（第１の風路、すなわち第２の室内熱交換１６を迂回する流路を閉じた状態：一点鎖線で示す）まで、角度にして約１１０°回動することとなる。
この場合において、ケースＫ内を通過する空気に対して抵抗が最も少なくなる位置というのは、ダンパ１６ｂが全閉状態から時計方向に約１５〜３０°回動された位置、言い換えればダンパ１６ｂの開度の約１４〜２７％の位置のことである。
図４に示すような一具体例の場合には、ダンパ１６ｂを時計方向に約１５〜３０°回動させた位置に設定することにより、室内に供給される空気の量を最大にすることができる。
【００３７】
また、本発明による車両用ヒートポンプ式空調装置１０を暖房運転（図２参照）すると、室外熱交換器１３に着霜することがある。この場合には、暖房運転から除湿冷暖房運転（図３参照）に運転モードを切り替えるとともに、ダンパ１６ｂを全開状態とし、第１の開閉弁１９を開位置とする。
室外熱交換器１３における着霜の状態は、たとえば室外熱交換器１３の冷媒配管、圧縮機１１の吐出管、あるいは第１の室内熱交換器１５の出口側の冷媒配管の温度を温度センサにより検知することにより検出（あるいは予測）できる。
【００３８】
こうすることにより、高温・高圧の冷媒が室外熱交換器１３に流れるようになり、室外熱交換器１３についた霜を溶かすことができて、室外熱交換器１３の性能を回復させることができる。
また、ダンパ１６ｂが全開状態（図において破線で示す）とされていることにより、比較的暖かい空気を室内に供給することができるて、室内の温度低下を防止することができる。
さらに、第１の開閉弁１９に流量調整弁を使用し、第１の開閉弁１９の開度を微開（わずかに開く）ことにより、第２の開閉弁２０および第２の室内熱交換１６に流れる高温・高圧の冷媒の量を多くすることができるので、より暖かい空気を室内に供給することができる。
なお、除湿冷暖房運転（図３参照）に運転モードが切り替えられた際、圧縮機１１の回転数は最高回転数することが望ましい。
【００３９】
また、第１の開閉弁１９に流量調整弁を使用し、当該弁の開度を調整することにより、冷房運転時（図１参照）に第１の室内熱交換器１５および第２の室内熱交換器１６を通過する冷媒の量を調整することができる。すなわち、冷房負荷が最大となる場合には第１の開閉弁１９の開度を全開として、第１の室内熱交換器１５および第２の室内熱交換器１６を通過する冷媒の量を最大にするとともに、冷房負荷が最小となる場合には第１の開閉弁１９の開度を微開として、第１の室内熱交換器１５および第２の室内熱交換器１６を通過する冷媒の量を最小にするする。
これにより、よりきめ細やかな温度調整が可能となる。
【００４０】
さらに、第１の開閉弁１９に流量調整弁を使用し、当該弁の開度を調整することにより、除湿冷暖房時（図３参照）における吹き出し空気の温度を線形的に変化させることができる。
ダンパ１６ｂの駆動源としてはステッピング１６ａが一般的に使用される。この場合、本願発明の課題のところでも述べたように、ダンパ１６ｂの開度が段階的（階段状）に変化する（図５（ａ）参照）ため、室内に吹き出される空気の温度も段階的なものとなっていた。
しかしながら、本発明ではダンパ１６ｂは従来通り段階的に動かしながらも、第１の開閉弁１９の開度をダンパ１６ｂの動き（すなわち、ステッピングモータ１６ａの動き）にあわせて全開⇔全閉（図５（ｂ）参照）とすることにより、吹き出し温度を線形的に変化させる（図５（ｃ）参照）ことができる。
すなわち、吹き出し温度を図５（ｃ）の左下から右上に向かって（吹き出し温度を低→高に）変化させたい場合には、ダンパ１６ｂの開度を０％で第１の開閉弁１９を全開→全閉にし、つぎにダンパ１６ｂの開度を５％で第１の開閉弁１９を全開→全閉にして、さらにダンパ１６ｂの開度を１０％で第１の開閉弁１９を全開→全閉にしていき、以降これらダンパ１６ｂおよび第１の開閉弁１９を同様に動作させていく。
これにより、よりきめ細やかな温度調整が実現可能となる。
【００４１】
一方、除湿冷暖房運転（図３参照）において、圧縮機１１の吐出管および／または第２の室内熱交換１６の冷媒配管に、各配管の温度を検出する温度センサを設けるとともに、室内に、室内の温度を検出する温度センサが設けられていれば好適である。
これら温度センサから得られたデータを、図示しない制御器で比較することにより、室内に供給される空気の温度を補正することができる。
すなわち、圧縮機１１の吐出管および／または第２の室内熱交換１６の冷媒配管の温度が高く、目標とする室内温度（設定温度）よりも高くなることが予想される場合には、ダンパ１６ｂを閉じる方向に調整し、圧縮機１１の吐出管および／または第２の室内熱交換１６の冷媒配管の温度が低く、目標とする室内温度（設定温度）よりも低くなることが予想される場合には、ダンパ１６ｂを開ける方向に調整する。
これにより、よりきめ細やかな温度調整が可能となる。
【００４２】
また、除湿冷暖房運転から暖房運転に切り替えられる際、すぐに暖房運転に切り替えられるのではなく、所定時間経過後に暖房運転を開始するよう構成されていれば有利である。
すなわち除湿冷暖房運転時、第１の室内熱交換器に霜がついていることがあるので、この霜がとれてから暖房運転が開始されることが望ましい。
このように運転することにより、室内に吹き出される空気中の水分（湿気）を極力低減させることができ、室内のガラス面が曇るのを極力防止することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の車両用ヒートポンプ式空調装置によれば、以下の効果を奏する。
請求項１に記載の車両用ヒートポンプ式空調装置によれば、（最大）冷房運転時または（最大）暖房運転時に、第２の室内熱交換器の上流側前面に設けられたダンパが開いて、室内に供給される空気の流路断面が増加するので、室内に供給される空気の量（風量）を増加させることができるとともに、所望の室内温度を早期に実現することができる。
【００４４】
請求項２に記載の車両用ヒートポンプ式空調装置によれば、室外熱交換器に霜がついた場合に、暖房運転から除湿冷暖房運転に切り替えられ、高温の冷媒が循環路開閉弁を通って室外熱交換器に導かれることとなるので、室外熱交換器の除霜（デフロスト）を行うことができるとともに、室外熱交換器の性能を回復させることができる。
【００４５】
請求項３または４に記載の車両用ヒートポンプ式空調装置によれば、ダンパが一開度位置をとっているときに、循環路開閉弁が開位置から閉位置に、あるいは閉位置から開位置に無段階に開閉させられるので、室内に吹き出される空気の温度を線形的に変化させることができ、よりきめ細やかな温度調整、すなわち優れた温度調節（温調）特性が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における車両用ヒートポンプ式空調装置の構成図であり、（最大）冷房運転時の状態を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態における車両用ヒートポンプ式空調装置の構成図であり、（最大）暖房運転時の状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における車両用ヒートポンプ式空調装置の構成図であり、除湿冷暖房運転時の状態を示す図である。
【図４】本発明による車両用ヒートポンプ式空調装置の一具体例を示す縦断面図である。
【図５】本発明による車両用ヒートポンプ式空調装置の、ダンパの開度、第１の開閉弁（循環路開閉弁）、および室内吹き出し空気温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０    車両用ヒートポンプ式空調装置
１１    圧縮機
１２    四方弁
１３    室外熱交換器
１４    膨張弁
１５    第１の室内熱交換器
１６    第２の室内熱交換器
１６ａ  ステッピングモータ
１６ｂ  ダンパ
１９    第１の開閉弁（循環路開閉弁）
【図１】
2004155344.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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