(57)【要約】【課題】頭寒足熱を実現しつつ、車両幅方向における空気の温度差を抑制することの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１００は、凝縮器により冷却された冷媒を更に冷却して減圧装置に吐出する過冷却用熱交換器４を有している。過冷却用熱交換器４及び蒸発器６が空調ダクト内に配置されている。過冷却用熱交換器４は、空調ダクト内において蒸発器６よりも空気流れ下流側に配置されるコア部４２を有している。蒸発器は、第１コア部６３と、第２コア部７３とを有している。過冷却用熱交換器４のコア部４２には、その下方向側の部分から上方向側の部分に向かって冷媒が流れている。蒸発器６の第１コア部６３には、下方向に向かって一方向に冷媒が流れている。蒸発器６の第２コア部７３には、上方向に向かって一方向に冷媒が流れている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮器（３）により冷却された冷媒を更に冷却して減圧装置（５）に吐出する過冷却用熱交換器（４）を有し、当該過冷却用熱交換器と蒸発器（６）とが空調ダクト（１０）内に配置された車両用空調装置（１００）であって、
前記過冷却用熱交換器は、
前記空調ダクト内において前記蒸発器よりも空気流れ下流側に配置され、前記冷媒と前記空調ダクト内の空気との間で熱交換を行うコア部（４２）を有し、
前記蒸発器は、
前記減圧装置により減圧された前記冷媒が流れ、当該冷媒と前記空調ダクト内の空気との間で熱交換を行う第１コア部（６３）と、
前記第１コア部を通過した前記冷媒が流れ、当該冷媒と前記空調ダクト内の空気との間で熱交換を行う第２コア部（７３）と、を有し、
前記空調ダクトの内部から見てフェイス吹出口（１９）に向かう空気が流れ易い部分が位置している方向を上方向とし、フット吹出口（２０）に向かう空気が流れ易い部分が位置している方向を下方向とするとき、
前記過冷却用熱交換器の前記コア部には、その下方向側の部分から上方向側の部分に向かって前記冷媒が流れ、
前記蒸発器の前記第１コア部には、前記下方向に向かって一方向に前記冷媒が流れ、
前記蒸発器の前記第２コア部には、前記上方向に向かって一方向に前記冷媒が流れていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記過冷却用熱交換器の前記コア部には、前記上方向に向かって一方向に前記冷媒が流れていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記空調ダクト内の空気流れ方向、前記上方向、及び前記下方向の全てに直交する方向を左右方向とするとき、
前記過冷却用熱交換器の下方向側の部分（４７０）には、前記左右方向の一方向に向かって前記冷媒が流れ、
前記過冷却用熱交換器の上方向側の部分（４７１）には、前記左右方向の他方向に向かって前記冷媒が流れていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記過冷却用熱交換器は、前記蒸発器の下方向側の部分にのみ対向するように配置されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記蒸発器と前記過冷却用熱交換器との間には隙間が形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記蒸発器と前記過冷却用熱交換器との間には断熱材（８０，８１）が配置されていることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝縮器により冷却された冷媒を更に冷却する過冷却用熱交換器を有する車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両用空調装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。特許文献１に記載の車両用空調装置は、空調ダクト内において蒸発器よりも空気流れ下流側に配置される過冷却用熱交換器を備えている。過冷却用熱交換器は、その車両下方側の部分から車両上方側の部分に向かって冷媒が流れる。これにより、過冷却用熱交換器の車両上方側の部分を通過する空気の温度よりも、過冷却用熱交換器の車両下方側の部分を通過する空気の温度方が高くなる。これにより、車室内のフェイス吹出口から吹き出される空気の温度よりも、フット吹出口から吹き出される空気の温度の方が高くなるため、乗員の頭部を冷やしつつ足部を暖める、いわゆる頭寒足熱型の車内空調を行い易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−９６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の車両用空調装置では、フット吹出口及びフェイス吹出口からそれぞれ吹き出される空気の温度が、過冷却用熱交換器の温度分布だけでなく、蒸発器の温度分布の影響も受ける。この点、特許文献１に記載の車両用空調装置では、蒸発器の車両左右方向の一方の部位を冷媒が流れた後に、蒸発器の車両左右方向の他方の部位を冷媒が流れる構造の場合、蒸発器の車両左右方向の一方の部位と、蒸発器の車両左右方向の他方の部位とで温度差が生じる。この蒸発器の温度差により、車室内に送風される空気に車両幅方向の温度差が生じる。これが、運転席に送風される空気の温度と、助手席に送風される空気の温度との間に差異を生じさせる要因となっている。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、頭寒足熱を実現しつつ、車両幅方向における空気の温度差を抑制することの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】
【０００６】
上記課題を解決するために、車両用空調装置（１００）は、凝縮器（３）により冷却された冷媒を更に冷却して減圧装置（５）に供給する過冷却用熱交換器（４）を有している。当該過冷却用熱交換器と蒸発器（６）とが空調ダクト（１０）内に配置されている。過冷却用熱交換器は、空調ダクト内において蒸発器よりも空気流れ下流側に配置され、冷媒と空調ダクト内の空気との間で熱交換を行うコア部（４２）を有している。蒸発器は、減圧装置により減圧された冷媒が流れ、当該冷媒と空調ダクト内の空気との間で熱交換を行う第１コア部（６３）と、第１コア部を通過した冷媒が流れ、当該冷媒と空調ダクト内の空気との間で熱交換を行う第２コア部（７３）と、を有している。空調ダクトの内部から見てフェイス吹出口（１９）に向かう空気が流れ易い部分が位置している方向を上方向とし、フット吹出口（２０）に向かう空気が流れ易い部分が位置している方向を下方向とするとき、過冷却用熱交換器のコア部には、その下方向側の部分から上方向側の部分に向かって冷媒が流れている。蒸発器の第１コア部には、下方向に向かって一方向に冷媒が流れている。蒸発器の第２コア部には、上方向に向かって一方向に冷媒が流れている。
【０００７】
この構成によれば、蒸発器は、第１コア部及び第２コア部のそれぞれにおいて冷媒が一方向に流れる、いわゆる全パス型を有しているため、第１コア部及び第２コア部における左右方向の温度差を抑制することができる。これにより、車室内に送風される空気の車両幅方向の温度差を抑制することができる。また、過冷却用熱交換器のコア部では、その上方向側の部分の温度よりも下方向側の部分の温度の方が高くなる。そのため、空調後の空気には、上方向側の部分よりも下方向側の部分の方が温度の高い温度分布が生じる。すなわち、フェイス吹出口から吹き出される空気の温度よりも、フット吹出口から吹き出される空気の温度の方が高くなるため、頭寒足熱を実現することができる。
【０００８】
なお、上記手段に付した括弧内の符号は、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。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、頭寒足熱を実現しつつ、車両幅方向における空気の温度差を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両用空調装置の第１実施形態についてその概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の車両用空調装置についてその蒸発器及び過冷却用熱交換器の概略構成を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の蒸発器についてその第１熱交換部の正面側の概略構成を示す正面図である。
【図４】第１実施形態の蒸発器についてその第２熱交換部の正面側の概略構成を示す正面図である。
【図５】第１実施形態の蒸発器の側面側の概略構成を示す側面図である。
【図６】第１実施形態の過冷却用熱交換器の正面側の概略構成を示す正面図である。
【図７】第１実施形態の車両用空調装置について蒸発器を通過した空気の温度分布を示すグラフである。
【図８】第１実施形態の車両用空調装置について過冷却用熱交換器を通過した空気の温度分布を示すグラフである。
【図９】第１実施形態の車両用空調装置について蒸発器及び過冷却用熱交換器の側面側の概略構成を示す側面図である。
【図１０】第１実施形態の車両用空調装置について蒸発器を通過した空気の温度分布、過冷却用熱交換器を通過した空気の温度分布、及び空調後の空気の温度分布を示すグラフである。
【図１１】第１実施形態の車両用空調装置の第１変形例についてその側面側の概略構成を示す側面図である。
【図１２】第１実施形態の車両用空調装置の第２変形例についてその側面側の概略構成を示す側面図である。
【図１３】車両用空調装置の第２実施形態についてその過冷却用熱交換器の正面側の概略構成を示す正面図である。
【図１４】第２実施形態の車両用空調装置について過冷却用熱交換器を通過した空気の温度分布を示すグラフである。
【図１５】第２実施形態の車両用空調装置について蒸発器及び過冷却用熱交換器の側面側の概略構成を示す側面図である。
【図１６】第２実施形態の車両用空調装置について蒸発器を通過した空気の温度分布、過冷却用熱交換器を通過した空気の温度分布、及び空調後の空気の温度分布を示すグラフである。
【図１７】車両用空調装置の第３実施形態について蒸発器及び過冷却用熱交換器の側面側の概略構成を示す側面図である。
【図１８】第３実施形態の車両用空調装置について蒸発器を通過した空気の温度分布、過冷却用熱交換器を通過した空気の温度分布、及び空調後の空気の温度分布を示すグラフである。
【図１９】第３実施形態の車両用空調装置の第１変形例について蒸発器及び過冷却用熱交換器の側面側の概略構成を示す側面図である。
【図２０】第３実施形態の車両用空調装置の第２変形例について過冷却用熱交換器の正面側の概略構成を示す正面図である。
【図２１】第３実施形態の車両用空調装置の第２変形例について蒸発器及び過冷却用熱交換器の側面側の概略構成を示す側面図である。
【図２２】他の実施形態における車両用空調装置について概略構成の一部を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
以下、車両用空調装置の一実施形態について説明する。
図１に示されるように、本実施形態の車両用空調装置１００は、車室内に送風される空気の温度や風量等を調整する。車両用空調装置１００は、例えば走行用内燃機関であるエンジン３０を備える車両に搭載される。車両用空調装置１００は、冷凍サイクル装置１と、空調ダクト１０とを備えている。
【００１２】
空調ダクト１０は、車室内の前方付近に設けられている。空調ダクト１０の最も上流側の部分には内気吸込口１１及び外気吸込口１２が設けられている。内気吸込口１１は車室内の空気を取り込む部分である。外気吸込口１２は車室外の空気を取り込む部分である。内気吸込口１１及び外気吸込口１２から取り込まれた空気は空調ダクト１０内を通じて車室内に導かれる。
【００１３】
内気吸込口１１及び外気吸込口１２の内側には内外気切替ドア１３が設けられている。内外気切替ドア１３は、図示しないアクチュエータの駆動により回動する。内外気切替ドア１３の回動により吸込口モードを内気循環モード及び外気導入モード等に切り替えることが可能となっている。
【００１４】
空調ダクト１０の最も下流側には、デフロスタ吹出口１８と、フェイス吹出口１９と、フット吹出口２０とが設けられている。デフロスタ吹出口１８は、車両のフロントガラスの内面に向かって空気を吹き出す。フェイス吹出口１９は、運転者又は助手席の乗員の頭部や胸部に向かって空気を吹き出す。フット吹出口２０は、運転者又は助手席の乗員の足元に向かって空気を吹き出す。
【００１５】
以下では、便宜上、空調ダクト１０の内部から見てフェイス吹出口１９に向かう空気が流れ易い部分が位置している方向を上方向とし、フット吹出口２０に向かう空気が流れ易い部分が位置している方向を下方向と定義する。なお、フェイス吹出口１９に向かう空気が流れ易い部分とは、空調ダクト１０の空気流れ方向に直交する断面において、フェイス吹出口１９に向かう空気の流量が最も多い部分、及びその近傍の部分を示す。また、フット吹出口２０に向かう空気が流れ易い部分とは、空調ダクト１０の空気流れ方向に直交する断面において、フット吹出口２０に向かう空気の流量が最も多い部分、及びその近傍の部分を示す。本実施形態では、空調ダクト１０の上方向が車両上方向となっており、空調ダクト１０の下方向が車両下方向となっている。
【００１６】
デフロスタ吹出口１８、フェイス吹出口１９、及びフット吹出口２０には、デフロスタドア２１、フェイスドア２２、及びフットドア２３がそれぞれ設けられている。各ドア２１〜２３は、図示しないアクチュエータの駆動により回動する。デフロスタドア２１、フェイスドア２２、及びフットドア２３のそれぞれの回動により吹出口モードをフェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフロスタモード、及びデフロスタモードのいずれかに切り替えることが可能となっている。
【００１７】
空調ダクト１０における内気吸込口１１及び外気吸込口１２の下流側にはブロワ１４が設けられている。ブロワ１４は空調ダクト１０内に空気流を発生させる。ブロワ１４は、モータ１４ａと、ファン１４ｂとを備えている。モータ１４ａは電圧の印加に基づき回転する。モータ１４ａへの印加電圧が、図示しない電子制御装置により制御されることにより、ブロワ１４の送風量が制御されている。
【００１８】
空調ダクト１０におけるブロワ１４の空気流れ上流側にはフィルタ部材１０ａが配置されている。フィルタ部材１０ａは、内気吸込口１１及び外気吸込口１２から取り込まれる空気に含まれる異物を捕捉する。
【００１９】
空調ダクト１０におけるブロワ１４の空気流れ下流側には、蒸発器６、及び過冷却用熱交換器４が順に配置されている。蒸発器６は空調ダクト１０内を横切るように配置されている。すなわち、蒸発器６には、ブロワ１４から吹き出される空気全体が通過する。過冷却用熱交換器４は、蒸発器６に近接して、且つ蒸発器６に対して平行に配置されている。蒸発器６及び過冷却用熱交換器４は冷凍サイクル装置１の構成要素である。
【００２０】
冷凍サイクル装置１は、圧縮機２と、凝縮器３と、過冷却用熱交換器４と、減圧装置５と、蒸発器６とを備えている。圧縮機２、凝縮器３、過冷却用熱交換器４、減圧装置５、及び蒸発器６は冷媒配管９を介して環状に接続されている。冷凍サイクル装置１はエキパンサイクルとして動作する。
【００２１】
圧縮機２は、例えば車両のエンジンルーム内に設けられている。圧縮機２は、エンジン３０の駆動、もしくは内蔵された電動モータの駆動により動作する。圧縮機２は、吸入した冷媒を圧縮して凝縮器３に吐出する。
【００２２】
凝縮器３は、例えば車両のエンジンルーム前方等の車両走行の際に生じる走行風を受け易い場所に設けられている。凝縮器３は、内部を流れる冷媒と、図示しない車室外ファンにより送風される外気及び走行風との間で熱交換を行う車室外熱交換器である。凝縮器３は、圧縮機２から吐出された冷媒を外気との熱交換により冷媒を冷却して凝縮液化させる。
【００２３】
過冷却用熱交換器４は、凝縮器３により冷却された液相冷媒を更に冷却する。
減圧装置５は、過冷却用熱交換器４により冷却された液相冷媒を減圧膨張させる。
蒸発器６は、減圧装置５により減圧された冷媒を蒸発させて気化させる。蒸発器６は、冷媒の気化熱により空調ダクト１０内を流れる空気を冷却する空気冷却機能、及び当該空気を除湿する除湿機能を有している。
【００２４】
空調ダクト１０内は、蒸発器６の空気流れ下流側において加熱用通路１５と冷風バイパス通路１６とに分岐されている。
【００２５】
加熱用通路１５にはヒータコア３４が配置されている。ヒータコア３４は、加熱用通路１５を横切るように配置されている。ヒータコア３４は、冷却水回路３１を介してエンジン３０に接続されている。冷却水回路３１には、電動のウォータポンプ３２と、流量調整弁３３とが設けられている。冷却水回路３１は、ウォータポンプ３２の駆動に基づき冷却水を循環させる回路である。冷却水は、エンジン３０から受熱することによりエンジンを冷却する。すなわち、ヒータコア３４の内部には、エンジン３０で加熱された冷却水が流れる。ヒータコア３４は、内部を流れる冷却水を暖房用熱源として空調ダクト１０内の空気を加熱する。ウォータポンプ３２及び流量調整弁３３は、冷却水回路３１内を流れる冷却水の流量を調整する。
【００２６】
冷風バイパス通路１６は、ヒータコア３４をバイパスして空気を流通させる通路である。
【００２７】
加熱用通路１５及び冷風バイパス通路１６にはエアミックスドア１７が配置されている。エアミックスドア１７は第１ドア１７ａ及び第２ドア１７ｂにより構成されている。第１ドア１７ａは、加熱用通路１５においてスライド移動可能に設けられている。第１ドア１７ａのスライド移動により加熱用通路１５の開度が調整され、加熱用通路１５を通過する空気の風量が調整される。第２ドア１７ｂは、冷風バイパス通路１６において回動可能に設けられている。第２ドア１７ｂの回動により冷風バイパス通路１６の開度が調整され、冷風バイパス通路１６を通過する空気の風量が調整される。加熱用通路１５及び冷風バイパス通路１６をそれぞれ通過した空気は、それらの下流側で混合されて、デフロスタ吹出口１８、フェイス吹出口１９、及びフット吹出口２０から車室内に吹き出される。エアミックスドア１７は、加熱用通路１５を通過する空気の風量と、冷風バイパス通路１６を通過する空気の風量とを調整することにより、車室内に吹き出される空気の温度を調整する。
【００２８】
次に、蒸発器６の構造について詳しく説明する。以下では、便宜上、空調ダクト１０の上下方向、及び空気の流れ方向の両者に直交する方向を左右方向と定義する。本実施形態では、空調ダクト１０の左右方向が車両幅方向、換言すれば車両左右方向となっている。
【００２９】
図２に示されるように、蒸発器６は、第１熱交換部６０と、第１熱交換部６０よりも空気流れ上流側に配置される第２熱交換部７０とを備えている。
【００３０】
図３に示されるように、第１熱交換部６０は、コア部６３と、コア部６３の上端部に設けられる上側ヘッダタンク６１と、コア部６３の下端部に設けられる下側ヘッダタンク６２とを備えている。以下、第１熱交換部６０のコア部６３を「第１コア部６３」と称する。
【００３１】
第１コア部６３は、複数のチューブと、複数のフィンとが交互に積層された構造を有している。チューブは、内部に冷媒の流路を有する細長い配管である。フィンは、薄く長いアルミ板をつづら折りに加工した形状からなる、いわゆるコルゲートフィンである。第１コア部６３のチューブは、上下方向が長手方向となるように配置されている。すなわち、第１コア部６３では、上下方向に冷媒が流通可能となっている。
【００３２】
上側ヘッダタンク６１の左端部には流入口６４が形成されている。流入口６４には、減圧装置５から吐出される冷媒が流入する。
【００３３】
図４に示されるように、第２熱交換部７０は、コア部７３と、コア部７３の上端部に設けられる上側ヘッダタンク７１と、コア部７３の下端部に設けられる下側ヘッダタンク７２とを備えている。以下、第２熱交換部７０のコア部７３を「第２コア部７３」と称する。
【００３４】
第２コア部７３は、複数のチューブと、複数のフィンとが交互に積層された構造を有している。第２コア部７３のチューブは、上下方向が長手方向となるように配置されている。すなわち、第２コア部７３では、上下方向に冷媒が流通可能となっている。
【００３５】
上側ヘッダタンク７１の左端部には流出口７４が形成されている。流出口７４は、蒸発器６を通過した冷媒を圧縮機２に吐出する。
【００３６】
下側ヘッダタンク７２の内部通路は、第１熱交換部６０の下側ヘッダタンク６２の内部通路に連通されている。
【００３７】
図３に示されるように、蒸発器６では、減圧装置５により減圧された冷媒が第１熱交換部６０の流入口６４から上側ヘッダタンク６１を介して第１コア部６３のチューブに流入する。第１コア部６３のチューブに流入した冷媒は、図中に矢印で示されるように下方に向かって一方向に流れ、チューブの外側を流れる空気との間で熱交換を行う。これにより冷媒の一部が蒸発することにより空気から吸熱し、空気の冷却が行われる。
【００３８】
図５に矢印で示されるように、第１コア部６３を通過した冷媒は、下側ヘッダタンク６２に集められる。下側ヘッダタンク６２に集められた冷媒は第２熱交換部７０の下側ヘッダタンク７２を介して第２コア部７３のチューブに流入する。図４に矢印で示されるように、第２コア部７３のチューブに流入した冷媒は、上方に向かって一方向に流れ、チューブの外側を流れる空気との間で熱交換を行う。これにより、冷媒の一部が蒸発することにより空気から更に吸熱し、空気の冷却が更に行われる。
【００３９】
このように、蒸発器６は、第１コア部６３及び第２コア部７３のそれぞれにおいて冷媒が一方向に流れる、いわゆる全パス型の構造を有している。
【００４０】
次に、過冷却用熱交換器４の構造について詳しく説明する。
図６に示されるように、過冷却用熱交換器４は、コア部４２と、コア部４２の上端部に設けられる上側ヘッダタンク４０と、コア部４２の下端部に設けられる下側ヘッダタンク４１とを備えている。
【００４１】
コア部４２は、複数のチューブと、複数のフィンとが交互に積層された構造を有している。コア部４２のチューブは、上下方向が長手方向となるように配置されている。すなわち、コア部４２では、上下方向に冷媒が流通可能となっている。
【００４２】
下側ヘッダタンク４１の左端部には流入口４３が設けられている。流入口４３は、凝縮器３から吐出される冷媒が流入する。
【００４３】
上側ヘッダタンク４０の左端部には流出口４４が設けられている。流出口４４は、過冷却用熱交換器４を通過した冷媒を減圧装置５に吐出する。図２に示されるように、過冷却用熱交換器４の流出口４４が過冷却用熱交換器４の左方向側に設けられることにより、過冷却用熱交換器４の流出口４４と蒸発器６の流入口６４とを近接させることができるため、それらを接続する流路を短くすることができる。
【００４４】
図６に示されるように、過冷却用熱交換器４では、凝縮器３から吐出される冷媒が流入口４３から下側ヘッダタンク４１を介してコア部４２のチューブに流入する。コア部４２のチューブに流入した冷媒は、図中に矢印で示されるように上方向に向かって一方向に流れ、チューブの外側を流れる空気との間で熱交換を行う。コア部４２の外側を流れる空気は、蒸発器６を通過することにより冷却された空気である。したがって、コア部４２のチューブを流れる冷媒は、蒸発器６により冷却された空気により冷却される。すなわち、凝縮器３から吐出される冷媒が更に冷却される。コア部４２を通過した冷媒は上側ヘッダタンク４０から流出口４４を介して減圧装置５に吐出される。
【００４５】
次に、本実施形態の車両用空調装置１００の作用及び効果について説明する。
蒸発器６の第１コア部６３には、図３に矢印で示されるように下方向に向かって冷媒が流れている。よって、第１コア部６３を流れる冷媒は下方向に向かうほど空気との熱交換が進むため、蒸発できる液冷媒の量が減少していく。
【００４６】
また、図４に矢印で示されるように、蒸発器６の第２コア部７３には、第１コア部６３を通過した冷媒が上方向に向かって流れている。よって、第２コア部７３を流れる冷媒は、第１コア部６３を通過する冷媒よりも蒸発できる液冷媒の量が少なく、上方に向かうほどより多くの冷媒が蒸発する。そのため、第２コア部７３の上方向側の部分は、全ての冷媒が蒸発し更に空気から吸熱した状態になるため、蒸発器６内で最も冷媒の温度が高いスーパーヒート域ＳＨとなる。蒸発器６を通過する空気は、スーパーヒート域ＳＨの影響を強く受ける。結果的に、図７に示されるように、蒸発器６の下方向側の部分を通過する空気の温度よりも、蒸発器６の上方向側の部分を通過する空気の温度の方が高くなる。
【００４７】
このように蒸発器６を通過する空気には上下方向の温度差が生じる。しかしながら、第２コア部７３には同一方向に冷媒が流れているため、スーパーヒート域ＳＨが左右方向全体に分布し、左右方向の温度差が生じにくい。よって、蒸発器６を通過する空気の左右温度差を抑制することができる。
【００４８】
また、蒸発器６は全パス型の構造を有している。これにより、第１コア部６３及び第２コア部７３のそれぞれのチューブの冷媒圧力を均等化することができるため、第１コア部６３及び第２コア部７３には左右方向の温度差が更に生じ難くなる。すなわち、蒸発器６を通過する空気の左右方向の温度差を更に抑制することができる。
【００４９】
一方、過冷却用熱交換器４のコア部４２には、図６に矢印で示されるように上方向に向かって冷媒が流れている。よって、凝縮器３から吐出される比較的暖かい冷媒がコア部４２の下方側で熱交換を行う。そのため、コア部４２は下方側に温度の高い高温領域ＨＡを有している。また、コア部４２を流れる冷媒は上方向に向かうほど空気により冷却されるため、コア部４２の温度は上方に向かうほど低下する。結果的に、図８に示されるように、過冷却用熱交換器４の上方向側の部分を通過する空気の温度よりも、過冷却用熱交換器４の下方向側の部分を通過する空気の温度の方が高くなる。
【００５０】
このように過冷却用熱交換器４を通過する空気には上下方向の温度差が生じる。しかしながら、コア部４２には上下方向に冷媒が流れているため、コア部４２には左右方向の温度差が生じ難い。すなわち、過冷却用熱交換器４を通過する空気には左右方向の温度差が生じ難い。よって、過冷却用熱交換器４を通過する空気の左右方向の温度差を抑制することができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態の車両用空調装置１００では、蒸発器６を通過する空気の左右方向の温度差、及び過冷却用熱交換器４を通過する空気の左右方向の温度差を共に抑制することができる。よって、車室内に吹き出される空気の左右方向の温度差、すなわち車両幅方向の温度差を抑制することができる。したがって、運転席に送風される空気の温度と、助手席に送風される空気の温度とに差異が生じ難くなる。
【００５２】
一方、図９に示されるように、蒸発器６を通過した空気が過冷却用熱交換器４を更に通過する場合、空調後の空気の温度分布は、理想的には、図７に示される蒸発器６を通過する空気の温度分布と、図８に示される過冷却用熱交換器４を通過する空気の温度分布とを足し合わせたものとなる。すなわち、空調後の空気の温度分布は図１０に示されるようになる。図１０から明らかなように、空調後の空気には、上方向側の部分よりも下方向側の部分の方が温度の高い温度分布が生じる。すなわち、フェイス吹出口１９から吹き出される空気の温度よりも、フット吹出口２０から吹き出される空気の温度の方が高くなる。これにより、頭寒足熱を実現することができるため、車両乗員の快適性を向上させることができる。
【００５３】
ところで、蒸発器６を流れる冷媒と、過冷却用熱交換器４を流れる冷媒との間には温度差があるため、蒸発器６と過冷却用熱交換器４との間にも温度差が生じる。そのため、蒸発器６と過冷却用熱交換器４とが接触していると、それらに熱ひずみが生じるおそれがある。
【００５４】
また、蒸発器６及び過冷却用熱交換器４を通して、蒸発器６を流れる低温の冷媒と過冷却用熱交換器４を流れる高温の冷媒とが熱交換し、蒸発器６を流れる冷媒の温度が上昇することで冷房性能が低下するおそれがある。
この点、図９に示されるように、本実施形態の蒸発器６と過冷却用熱交換器４との間には隙間が形成されている。具体的には、蒸発器６の上側ヘッダタンク６１と過冷却用熱交換器４の上側ヘッダタンク４０との間に隙間が形成されている。また、蒸発器６の下側ヘッダタンク６２と過冷却用熱交換器４の下側ヘッダタンク４１との間にも隙間が形成されている。これらの隙間により蒸発器６と過冷却用熱交換器４とを断熱することができるため、蒸発器６及び過冷却用熱交換器４に生じる熱ひずみ及び冷房能力の低下を抑制することができる。
【００５５】
（第１変形例）
次に、第１実施形態の車両用空調装置１００の第１変形例について説明する。
図１１に示されるように、本変形例の車両用空調装置１００では、蒸発器６と過冷却用熱交換器４とが一体化されている。具体的には、蒸発器６の上側ヘッダタンク６１と過冷却用熱交換器４の上側ヘッダタンク４０とが一体化されている。また、蒸発器６の下側ヘッダタンク６２と過冷却用熱交換器４の下側ヘッダタンク４１とが一体化されている。このような構成であっても、第１実施形態の車両用空調装置１００と同様に、頭寒足熱を実現しつつ、車両幅方向における送風空気の温度差を抑制することができる。
【００５６】
この時、蒸発器６は、ヘッダタンク全体が一体化されておらず、ヘッダタンクの一部のみが接続されている形状もしくは別部品で接続されている形状でもよい。
【００５７】
（第２変形例）
次に、第１実施形態の車両用空調装置１００の第２変形例について説明する。
図１２に示されるように、本変形例の車両用空調装置１００では、蒸発器６の上側ヘッダタンク６１と過冷却用熱交換器４の上側ヘッダタンク４０との間に断熱材８０が設けられている。同様に、蒸発器６の下側ヘッダタンク４１と過冷却用熱交換器４の下側ヘッダタンク４１との間にも断熱材８１が設けられている。これにより、蒸発器６及び過冷却用熱交換器４に生じる熱交換を抑制し、熱ひずみの発生及び冷房能力の低下を、より的確に解消することができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
次に、車両用空調装置１００の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５９】
図１３に示されるように、本実施形態の過冷却用熱交換器４は、コア部４７と、コア部４７の右端部に設けられる右側ヘッダタンク４５と、コア部４７の左端部に設けられる左側ヘッダタンク４６とを備えている。
【００６０】
コア部４７のチューブは、左右方向が長手方向となるように配置されている。すなわち、コア部４２では、左右方向に冷媒が流通可能となっている。
【００６１】
左側ヘッダタンク４６の下端部には流入口４８が設けられている。流入口４８には、凝縮器３から吐出される冷媒が流入する。左側ヘッダタンク４６の上端部には流出口４９が設けられている。流出口４９は、過冷却用熱交換器４を通過した冷媒を減圧装置５に吐出する。左側ヘッダタンク４６の内部の上下方向中央部には仕切板５０が設けられている。仕切板５０は、左側ヘッダタンク４６の内部流路を下側内部流路４６０と上側内部流路４６１とに区画している。下側内部流路４６０は流入口４８に連通されている。上側内部流路４６１は流出口４９に連通されている。
【００６２】
過冷却用熱交換器４では、凝縮器３から吐出される冷媒が流入口４８から左側ヘッダタンク４６の下側内部流路４６０を介してコア部４７の下側部分４７０のチューブに流入する。コア部４７の下側部分４７０のチューブに流入した冷媒は、図中に矢印で示されるように右方向に向かって流れ、チューブの外側を流れる空気との間で熱交換を行う。これにより、凝縮器３から吐出された冷媒が冷却される。
【００６３】
コア部４７の下側部分４７０を通過した冷媒は、右側ヘッダタンク４５を介してコア部４７の上側部分４７１のチューブに流入する。コア部４７の上側部分４７１に流入した冷媒は、図中に矢印で示されるように左方向に向かって流れ、チューブの外側を流れる空気との間で熱交換を行う。これにより、凝縮器３から吐出される冷媒が更に冷却される。コア部４７の上側部分４７１を通過した冷媒は左側ヘッダタンク４６の上側内部流路４６１から流出口４９を介して減圧装置５に吐出される。
【００６４】
次に、本実施形態の車両用空調装置１００の作用及び効果について説明する。
本実施形態の過冷却用熱交換器４では、図１３に示されるように凝縮器３から吐出される比較的暖かい冷媒がコア部４７の下側部分４７０で熱交換を行う。そのため、コア部４７は下側部分４７０に温度の高い高温領域ＨＡを有している。また、コア部４７を流れる冷媒は、下側部分４７０から上側部分４７１に向かうほど空気により冷却されるため、上側部分４７１の温度よりも下側部分４７０の温度の方が高くなる。結果的に、図１４に示されるように、過冷却用熱交換器４の上側部分４７１を通過する空気の温度よりも、下側部分４７０を通過する空気の温度の方が高くなる。また、本実施形態の過冷却用熱交換器４では、第１実施形態の過冷却用熱交換器４と比較すると冷媒の流路が長い。そのため、第１実施形態の過冷却用熱交換器４と比較すると、過冷却用熱交換器４を通過する空気の上下方向の温度差がより大きくなる。
【００６５】
図１５に示されるように、蒸発器６を通過した空気が過冷却用熱交換器４を更に通過する場合、空調後の空気の温度分布は、図７に示される蒸発器６を通過する空気の温度分布と、図１４に示される過冷却用熱交換器４を通過する空気の温度分布とを足し合わせたものとなる。すなわち、空調後の空気の温度分布は、図１６に示されるようになる。図１６から明らかなように、空調後の空気には、上方向側の部分よりも下方向側の部分の方が温度の高い温度分布が生じる。また、その温度差は第１実施形態の車両用空調装置１００よりも大きくなる。したがって、より的確に頭寒足熱を実現することができるため、車両乗員の快適性を更に向上させることができる。
【００６６】
＜第３実施形態＞
次に、車両用空調装置１００の第３実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６７】
図１７に示されるように、本実施形態の過冷却用熱交換器４のコア部４２の上下方向の長さは、蒸発器６の第１コア部６３及び第２コア部７３のそれぞれの上下方向の長さの略半分の長さとなっている。過冷却用熱交換器４のコア部４２は、蒸発器６の下方向側の部分にのみ対向するように配置されている。
【００６８】
次に、本実施形態の車両用空調装置１００の作用及び効果について説明する。
過冷却用熱交換器４を蒸発器６の下方向側の部分にのみ対向するように配置した場合、図１８に示されるように、過冷却用熱交換器４を通過する空気の下方向側の部分のみが過冷却用熱交換器４との熱交換により加熱される。これに対し、過冷却用熱交換器４を通過する空気の上方向側の部分は過冷却用熱交換器４と熱交換を行わないため、温度変化がほとんどない。結果的に、空調後の空気の温度分布には、上方向側の部分よりも下方向側の部分の方が温度の高い温度分布が生じる。また、その温度差は第１実施形態の車両用空調装置１００よりも大きくなる。したがって、より的確に頭寒足熱を実現することができるため、車両乗員の快適性を更に向上させることができる。
【００６９】
（第１変形例）
次に、第３実施形態の車両用空調装置１００の第１変形例について説明する。
図１９に示されるように、本変形例の過冷却用熱交換器４では、上側ヘッダタンク４０に流入口４３が設けられている。また、下側ヘッダタンク４１に流出口４４が設けられている。すなわち、過冷却用熱交換器４のコア部４２には下方向に向かって冷媒が流れている。このような構成であっても、第３実施形態の過冷却用熱交換器４と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００７０】
（第２変形例）
次に、第３実施形態の車両用空調装置１００の第２変形例について説明する。
図２０に示されるように、本変形例の過冷却用熱交換器４は、第２実施形態の過冷却用熱交換器４に準じた構造を有している。詳しくは、過冷却用熱交換器４は、コア部４７と、コア部４７の右端部に設けられる右側ヘッダタンク４５と、コア部４７の左端部に設けられる左側ヘッダタンク４６とを備えている。コア部４７のチューブは、左右方向が長手方向となるように配置されている。左側ヘッダタンク４６の下端部には流入口４８が設けられている。右側ヘッダタンク４５の上端部には流出口４９が設けられている。過冷却用熱交換器４では、凝縮器３から吐出される冷媒が流入口４８から左側ヘッダタンク４６を介してコア部４７のチューブに流入する。コア部４７の下側部分４７０のチューブに流入した冷媒は、図中に矢印で示されるように右方向に向かって流れる。コア部４７を通過した冷媒は右側ヘッダタンク４５から流出口４９を介して減圧装置５に吐出される。
【００７１】
図２１に示されるように、この過冷却用熱交換器４のコア部４２の上下方向の長さは、蒸発器６の第１コア部６３及び第２コア部７３のそれぞれの上下方向の長さの略半分の長さとなっている。過冷却用熱交換器４のコア部４２は、蒸発器６の下方向側の部分にのみ対向するように配置されている。
【００７２】
このような構成であっても、第３実施形態の過冷却用熱交換器４と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００７３】
＜他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第２実施形態の過冷却用熱交換器４では、コア部４７の下側部分４７０を左方向に向かって冷媒が流れ、コア部４７の上側部分４７１を右方向に向かって冷媒が流れてもよい。要は、過冷却用熱交換器４の下側部分４７０に左右方向の一方向に向かって冷媒が流れ、過冷却用熱交換器４の上側部分４７１に左右方向の他方向に向かって冷媒が流れていればよい。
【００７４】
・第３実施形態の車両用空調装置１００では、過冷却用熱交換器４のコア部４２の上下方向の長さを適宜変更してもよい。要は、過冷却用熱交換器４のコア部４２の上下方向の長さは、蒸発器６の第１コア部６３及び第２コア部７３のそれぞれの上下方向の長さよりも短ければよい。
【００７５】
・過冷却用熱交換器４は蒸発器６から離間して配置されていてもよい。要は、過冷却用熱交換器４は、空調ダクト１０内において蒸発器６よりも空気流れ下流側に配置されていればよい。
【００７６】
・車両用空調装置１００が搭載される車両は、エンジン３０に加えて走行用の電動モータを備えるハイブリッド車両であってもよい。また、車両は、走行用駆動源として電動モータのみを備える電動車両であってもよい。
【００７７】
・本発明が適用される車両用空調装置１００として、図２２に示すような、ブロワ１４が、蒸発器６、過冷却用熱交換器４、及びヒータコア３４に対して空気流れ下流側に配置された空調装置としてもよい。
【００７８】
・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７９】
３：凝縮器
４：過冷却用熱交換器
４２：コア部
４７０：下側部分
４７１：上側部分
５：減圧装置
６：蒸発器
６３：第１コア部
７３：第２コア部
１０：空調ダクト
１９：フェイス吹出口
２０：フット吹出口
８０，８１：断熱材
１００：車両用空調装置
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2016203659.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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