熱交換器
【課題】簡素な構成で、３種類の流体間で適切な熱交換を行うことのできる熱交換器を提供する。
【解決手段】冷媒が流れる冷媒用チューブ１６ａと走行用電動モータＭＧの冷却水が流れる冷却媒体用チューブ４３ａとを、互いに交互に積層配置する。さらに、隣り合う冷媒用チューブ１６ａと冷却水用チューブ４３ａとの間に形成されて外気を流通させる外気通路７０ａに、冷媒用チューブ１６ａと冷却媒体用チューブ４３ａとの間の熱移動を可能とするアウターフィン５０を配置する。これにより、冷媒と外気との間の適切な熱交換、冷却水と外気との間の適切な熱交換、さらに、冷媒と冷却水との間の適切な熱交換が実現できる。
【解決手段】冷媒が流れる冷媒用チューブ１６ａと走行用電動モータＭＧの冷却水が流れる冷却媒体用チューブ４３ａとを、互いに交互に積層配置する。さらに、隣り合う冷媒用チューブ１６ａと冷却水用チューブ４３ａとの間に形成されて外気を流通させる外気通路７０ａに、冷媒用チューブ１６ａと冷却媒体用チューブ４３ａとの間の熱移動を可能とするアウターフィン５０を配置する。これにより、冷媒と外気との間の適切な熱交換、冷却水と外気との間の適切な熱交換、さらに、冷媒と冷却水との間の適切な熱交換が実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３種類の流体間で熱交換可能に構成された複合型の熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、３種類の流体間で熱交換可能に構成された複合型の熱交換器が知られている。例えば、特許文献１に開示された熱交換器では、冷凍サイクル装置の冷媒と室外空気（外気）との間での熱交換、および冷媒とエンジンを冷却する冷却水との間での熱交換が可能に構成された複合型の熱交換器が開示されている。
【０００３】
具体的には、この特許文献１の熱交換器は、両端部が冷媒の集合および分配を行う冷媒タンクに接続された複数本の冷媒チューブを積層配置し、積層配置された冷媒チューブの間に、一端部が冷却水の流通する冷却水タンクに接続されたヒートパイプを配置し、冷媒チューブとヒートパイプとの間に形成された空気通路に熱交換促進用のフィンを配置した構成になっている。
【０００４】
そして、冷凍サイクル装置の運転時には、冷媒に外気の有する熱量および冷却水の有する熱量（すなわち、エンジンの廃熱）を吸熱させることによって、冷媒を蒸発させるとともに、ヒートパイプから伝達されるエンジンの廃熱を熱源として、熱交換器の着霜の抑制を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１５７３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、急速に普及している環境保護や燃費向上を狙った、いわゆるエコラン車両では、通常のガソリンエンジン車両等と比較して、エンジンの廃熱が少なくなっている。
【０００７】
例えば、車両走行用の駆動源としてエンジンと電動モータとを有する、いわゆるハイブリッド車両では、エンジンを停止させて電動モータから出力される駆動力のみで走行する走行モード時には、エンジンの廃熱を得ることができず冷却水の温度を充分に上昇させることができないことがある。
【０００８】
このようにエンジンの廃熱によって冷却水の温度を充分に上昇させることができなくなってしまうと、特許文献１の熱交換器のようにヒートパイプを採用する構成では、ヒートパイプを適切に作動させることができなくなってしまい、冷媒にエンジンの廃熱を吸熱させること、および、熱交換器の着霜を抑制することができなくなってしまう。
【０００９】
さらに、特許文献１の熱交換器では、積層配置された冷媒チューブの間にヒートパイプを配置するために、ヒートパイプを外気の流れ方向に湾曲させて冷却水タンクに接続している（引用文献１の図１１、図１２等参照）。このため、熱交換器の構成が複雑化、大型化してしまうという問題もある。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑み、簡素な構成で、３種類の流体間で適切な熱交換を行うことのできる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１６ａ）および複数本の第１チューブ（１６ａ）の積層方向に延びて第１チューブ（１６ａ）を流通する第１流体の集合あるいは分配を行う第１タンク部（１６ｃ）を有し、第１流体と第１チューブ（１６ａ）の周囲を流れる第３流体とを熱交換させる第１熱交換部（１６）と、第２流体が流通する複数本の第２チューブ（４３ａ）および複数本の第２チューブ（４３ａ）の積層方向に延びて第２チューブ（４３ａ）を流通する第２流体の集合あるいは分配を行う第２タンク部（４３ｃ）を有し、第２流体と第２チューブ（４３ａ）の周囲を流れる第３流体とを熱交換させる第２熱交換部（４３）とを備え、
複数の第１チューブ（１６ａ）のうち少なくとも１つは、複数の第２チューブ（４３ａ）の間に配置され、複数の第２チューブ（４３ａ）のうち少なくとも１つは、複数の第１チューブ（１６ａ）の間に配置され、第１チューブ（１６ａ）と第２チューブ（４３ａ）との間に形成される空間は、第３流体が流通する第３流体用通路（７０ａ）を形成しており、
第３流体用通路（７０ａ）には、双方の熱交換部（１６、４３）における熱交換を促進するとともに、第１チューブ（１６ａ）を流通する第１流体と第２チューブ（４３ａ）を流通する第２流体との間の熱移動を可能とするアウターフィン（５０）が配置され、第１タンク部（１６ｃ）には、第１チューブ（１６ａ）と第２チューブ（４３ａ）の双方が固定され、第２タンク部（４３ｃ）には、第１チューブ（１６ａ）と第２チューブ（４３ａ）の双方が固定されている熱交換器を特徴とする。
【００１２】
これによれば、第１流体および第３流体については、第１チューブ（１６ａ）およびアウターフィン（５０）を介して、適切に熱交換させることができる。第２流体および第３流体とについては、第２チューブ（４３ａ）およびアウターフィン（５０）を介して、適切に熱交換させることができる。さらに、第１流体および第２流体については、アウターフィン（５０）を介して、適切に熱交換させることができる。
【００１３】
従って、３種類の流体間で適切な熱交換を行うことができる。さらに、第１〜３流体の流量調整可能なシステム等に適用することで、３種類の流体間で必要に応じた熱交換量を実現でき、３種類の流体間でより一層適切な熱交換を行うことができる。
【００１４】
しかも、第１タンク部（１６ｃ）に、第１チューブ（１６ａ）と第２チューブ（４３ａ）の双方を固定し、第２タンク部に、第１チューブ（１６ａ）と第２チューブ（４３ａ）の双方を固定する構成を採用しているので、熱交換器の構成を複雑化、大型化させてしまうことを抑制できる。
【００１５】
つまり、第１チューブ（１６ａ）を流通する第１流体の集合あるいは分配を行うために必須の構成である第１タンク部（１６ｃ）および第２チューブ（４３ａ）を流通する第２流体の集合あるいは分配を行うために必須の構成である第２タンク部（４３ｃ）に、双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）を固定するので、双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）の形状を同等の形状とすることができる。
【００１６】
従って、従来技術のように、第１チューブ（１６ａ）および第２チューブ（４３ａ）のうち、一方のチューブ（１６ａ、４３ａ、）を湾曲させる構成を採用する必要がなく、熱交換器全体としての構成が複雑化、大型化してしまうことを抑制できる。その結果、簡素な構成で、３種類の流体間で適切な熱交換を行うことのできる熱交換器を提供できる。
【００１７】
なお、本請求項における「固定」という用語は、双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）と第１タンク部（１６ｃ）、あるいは、双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）と第２タンク部（４３ｃ）が、相対的に移動しない状態になっていることを意味するものであって、双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）と第１タンク部（１６ｃ）、あるいは、双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）と第２タンク部（４３ｃ）が接合されていることに限定されない。
【００１８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の熱交換器において、第１タンク部（１６ｃ）は、第１チューブ（１６ａ）および第２チューブ（４３ａ）が固定される第１固定用プレート部材（１６１）、第１固定用プレート部材（１６１）に固定される第１中間プレート部材（１６２）、並びに、第１固定用プレート部材（１６１）あるいは第１中間プレート部材（１６２）に固定されて内部に第１流体の集合あるいは分配を行う空間が形成される第１タンク形成部材（１６３）を有し、第２タンク部（４３ｃ）は、第１チューブ（１６ａ）および第２チューブ（４３ａ）が固定される第２固定用プレート部材（４３１）、第２固定用プレート部材（４３１）に固定される第２中間プレート部材（４３２）、並びに、第２固定用プレート部材（４３１）あるいは第２中間プレート部材（４３２）に固定されて内部に第２流体の集合あるいは分配を行う空間が形成される第２タンク形成部材（４３３）を有し、
第１中間プレート部材（１６２）には、第１チューブ（１６ａ）を第１タンク形成部材（１６３）の内部に形成される空間に連通させる第１連通穴（１６２ａ）が形成されており、第２中間プレート部材（４３２）には、第２チューブ（４３ａ）を第２タンク形成部材（４３３）の内部に形成される空間に連通させる第２連通穴（４３２ａ）が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、第１、第２タンク部（４３ｃ）に双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）が固定されていても、第１タンク部（１６ｃ）が第１チューブ（１６ａ）を流通する第１流体の集合あるいは分配を行う機能を果たし、第２タンク部（４３ｃ）が第２チューブ（４３ａ）を流通する第２流体の集合あるいは分配を行う機能を果たす構成を容易かつ確実に実現できる。
【００２０】
さらに、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の熱交換器において、第１チューブ（１６ａ）は、第１連通穴（１６２ａ）を貫通して、第１タンク形成部材（１６３）の内部に形成される空間に突出し、第２チューブ（４３ａ）は、第２連通穴（４３２ａ）を貫通して、第２タンク形成部材（４３３）の内部に形成される空間に突出していることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、第１チューブ（１６ａ）を第１タンク形成部材（１６３）の内部に形成される空間に確実に連通させることができ、第２チューブ（４３ａ）を第２タンク形成部材（４３３）の内部に形成される空間に確実に連通させることができる。さらに、第１チューブ（１６ａ）の外周部と第１連通穴（１６２ａ）の内周縁部が接合等によって固定され、第２チューブ（４３ａ）の外周部と第２連通穴（４３２ａ）の内周縁部が接合等によって固定されていてもよい。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載の熱交換器において、第１チューブ（１６ａ）および第２チューブ（４３ａ）は、第３流体用通路（７０ａ）を流通する第３流体の流れ方向に複数列配置されており、第１固定用プレート部材（１６１）と第１中間プレート部材（１６２）との間には、第３流体の流れ方向に配列された第２チューブ（４３ａ）同士を連通させる第１連通空間が形成され、第２固定用プレート部材（４３１）と第２中間プレート部材（４３２）との間には、第３流体の流れ方向に配列された前記第１チューブ（１６ａ）同士を連通させる第２連通空間が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
これによれば、第１タンク部（１６ｃ）に固定された第２チューブ（４３ａ）から流出した第２流体を流通させる流路としての第１連通空間を第１タンク部（１６ｃ）の内部に形成でき、第２タンク部（４３ｃ）に固定された第１チューブ（１６ａ）から流出した第１流体を流通させる流路としての第２連通空間を第２タンク部（４３ｃ）の内部に形成できるので、第１チューブ（１６ａ）および第２チューブ（４３ａ）を第３流体の流れ方向に複数列配置する熱交換器であっても熱交換器全体としての大型化を抑制できる。
【００２４】
請求項５に記載の発明のように、請求項２ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器において、第１、第２チューブ（１６ａ、４３ａ）は、第１、第２固定用プレート部材（１６１、４３１）にろう付け接合されることによって、固定されていてもよい。これにより、第１、第２チューブ（１６ａ、４３ａ）を第１、第２固定用プレート部材（１６１、４３１）に容易に固定することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明のように、請求項２ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器において、第１固定用プレート部材（１６１）と第１タンク形成部材（１６３）、および、第２固定用プレート部材（４３１）と第２タンク形成部材（４３３）は、それぞれかしめによって固定されていてもよい。これにより、第１固定用プレート部材（１６１）と第１タンク形成部材（１６３）、および、第２固定用プレート部材（４３１）と第２タンク形成部材（４３３）とを容易に固定することができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明では、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて冷媒を蒸発させる蒸発器として用いられる請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器であって、第１流体は、冷凍サイクルの冷媒であり、第２流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、第３流体は、空気であることを特徴とする。
【００２７】
これによれば、第１流体である冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させた際に蒸発器（熱交換器）に着霜が生じても、第２流体である熱媒体の有する熱量によって、除霜を行うことができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明では、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて圧縮機吐出冷媒を放熱させる放熱器として用いられる請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器であって、第１流体は、冷凍サイクルの冷媒であり、第２流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、第３流体は、空気であることを特徴とする。
【００２９】
これによれば、冷凍サイクルを作動させて圧縮機吐出冷媒の有する熱量によって空気を加熱することができるとともに、熱媒体の有する熱量によって空気を加熱することもできる。
【００３０】
請求項９に記載の発明では、車両用冷却システムに適用される請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器であって、第１流体は、作動時に発熱を伴う第１車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、第２流体は、作動時に発熱を伴う第２車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、第３流体は、空気であることを特徴とする。
【００３１】
ここで、車両には作動時に発熱を伴う様々な車載機器が搭載されており、これらの車載機器の発熱量は、車両の走行状態（走行負荷）に応じてそれぞれ変化する。従って、本請求項に記載の発明によれば、発熱量の大きい車載機器の熱量を、空気のみならず、発熱量の小さい車載機器へ放熱させることも可能となる。なお、作動時に発熱を伴う車載機器としては、エンジン（内燃機関）、走行用電動モータ、インバータ、電気機器等がある。
【００３２】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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】
【００３３】
【図１】第１実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転時の冷媒流路等を示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態のヒートポンプサイクルの除霜運転時の冷媒流路等を示す全体構成図である。
【図３】第１実施形態のヒートポンプサイクルの廃熱回収運転時の冷媒流路等を示す全体構成図である。
【図４】第１実施形態のヒートポンプサイクルの冷房運転時の冷媒流路等を示す全体構成図である。
【図５】第１実施形態の熱交換器の外観斜視図である。
【図６】第１実施形態の熱交換器の分解斜視図である。
【図７】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図８】第１実施形態の熱交換器における冷媒および冷却水の流れを説明する模式的な斜視図である。
【図９】第２実施形態の熱交換器の外観斜視図である。
【図１０】第２実施形態の熱交換器の分解斜視図である。
【図１１】（ａ）は、第３実施形態の熱交換器の図６のＢ部に対応する分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に対応する部位の外観斜視図を一部断面図としたものであり、（ｃ）は、（ｂ）のＣ−Ｃ断面図であり、（ｄ）は、（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である
【図１２】（ａ）は、第４実施形態の熱交換器の図６のＢ部に対応する分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に対応する部位の外観斜視図を一部断面図としたものであり、（ｃ）は、（ｂ）のＣ−Ｃ断面図であり、（ｄ）は、（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である
【図１３】第３実施形態のヒートポンプサイクルの廃熱回収運転時の冷媒流路等を示す全体構成図である。
【図１４】（ａ）は、他の実施形態の熱交換器における図５のＡ−Ａ断面図に対応する図面であり、（ｂ）は、他の実施形態の別の熱交換器における図５のＡ−Ａ断面図に対応する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（第１実施形態）
図１〜８により、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本発明の熱交換器７０を、車両用空調装置１において車室内送風空気の温調を行うヒートポンプサイクル１０に適用している。図１〜４は、本実施形態の車両用空調装置１の全体構成図である。この車両用空調装置１は、内燃機関（エンジン）および走行用電動モータＭＧから車両走行用の駆動力を得る、いわゆるハイブリッド車両に適用されている。
【００３５】
ハイブリッド車両は、車両の走行負荷等に応じてエンジンを作動あるいは停止させて、エンジンおよび走行用電動モータＭＧの双方から駆動力を得て走行する走行状態や、エンジンを停止させて走行用電動モータＭＧのみから駆動力を得て走行する走行状態等を切り替えることができる。これにより、ハイブリッド車両では、車両走行用の駆動力をエンジンのみから得る通常の車両に対して車両燃費を向上させることができる。
【００３６】
ヒートポンプサイクル１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される車室内送風空気を加熱あるいは冷却する機能を果たす蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。従って、このヒートポンプサイクル１０は、冷媒流路を切り替えて、熱交換対象流体である車室内送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房運転（加熱運転）、車室内送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房運転（冷却運転）を実行できる。
【００３７】
さらに、このヒートポンプサイクル１０では、暖房運転時に冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する後述する複合型の熱交換器７０の室外熱交換部１６に着いた霜を融解させて取り除く除霜運転、暖房運転時に外部熱源として走行用電動モータＭＧの有する熱量を冷媒に吸熱させる廃熱回収運転を実行することもできる。なお、図１〜４のヒートポンプサイクル１０に示す全体構成図では、各運転時における冷媒の流れを実線矢印で示している。
【００３８】
また、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。この冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
【００３９】
まず、圧縮機１１は、エンジンルーム内に配置されて、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機１１ａを電動モータ１１ｂにて駆動する電動圧縮機である。固定容量型圧縮機１１ａとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。
【００４０】
電動モータ１１ｂは、後述する空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１１の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータ１１ｂが圧縮機１１の吐出能力変更手段を構成する。
【００４１】
圧縮機１１の冷媒吐出口には、利用側熱交換器としての室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、車両用空調装置１の室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されて、その内部を流通する高温高圧冷媒と後述する室内蒸発器２０通過後の車室内送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器である。なお、室内空調ユニット３０の詳細構成については後述する。
【００４２】
室内凝縮器１２の冷媒出口側には、暖房運転時に室内凝縮器１２から流出した冷媒を減圧膨張させる暖房運転用の減圧手段としての暖房用固定絞り１３が接続されている。この暖房用固定絞り１３としては、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用できる。暖房用固定絞り１３の出口側には、複合型の熱交換器７０の室外熱交換部１６の冷媒入口側が接続されている。
【００４３】
さらに、室内凝縮器１２の冷媒出口側には、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、暖房用固定絞り１３を迂回させて室外熱交換部１６側へ導く固定絞り迂回用通路１４が接続されている。この固定絞り迂回用通路１４には、固定絞り迂回用通路１４を開閉する開閉弁１５ａが配置されている。開閉弁１５ａは、空調制御装置から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。
【００４４】
また、冷媒が開閉弁１５ａを通過する際に生じる圧力損失は、固定絞り１３を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、開閉弁１５ａが開いている場合には固定絞り迂回用通路１４側を介して室外熱交換部１６へ流入し、開閉弁１５ａが閉じている場合には暖房用固定絞り１３を介して室外熱交換部１６へ流入する。
【００４５】
これにより、開閉弁１５ａは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒流路を切り替えることができる。従って、本実施形態の開閉弁１５ａは、冷媒流路切替手段としての機能を果たす。なお、このような冷媒流路切替手段としては、室内凝縮器１２出口側と暖房用固定絞り１３入口側とを接続する冷媒回路および室内凝縮器１２出口側と固定絞り迂回用通路１４入口側とを接続する冷媒回路を切り替える電気式の三方弁等を採用してもよい。
【００４６】
室外熱交換部１６は、熱交換器７０において内部を流通する低圧冷媒と送風ファン１７から送風された外気とを熱交換させる熱交換部である。この室外熱交換部１６は、エンジンルーム内に配置されて、暖房運転時には、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発用熱交換部として機能し、冷房運転時には、高圧冷媒を放熱させる放熱用熱交換部として機能する。
【００４７】
また、送風ファン１７は、空調制御装置から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。さらに、本実施形態の熱交換器７０では、上述の室外熱交換部１６および走行用電動モータＭＧを冷却する冷却水と送風ファン１７から送風された外気とを熱交換させる後述するラジエータ部４３と一体的に構成している。
【００４８】
このため、本実施形態の送風ファン１７は、室外熱交換部１６およびラジエータ部４３の双方に向けて外気を送風する室外送風手段を構成している。なお、室外熱交換部１６およびラジエータ部４３とを一体的に構成した複合型の熱交換器７０の詳細構成については後述する。
【００４９】
室外熱交換部１６の出口側には、電気式の三方弁１５ｂが接続されている。この三方弁１５ｂは、空調制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御されるもので、上述した開閉弁１５ａとともに、冷媒流路切替手段を構成している。
【００５０】
より具体的には、三方弁１５ｂは、暖房運転時には、室外熱交換部１６の出口側と後述するアキュムレータ１８の入口側とを接続する冷媒流路に切り替え、冷房運転時には、室外熱交換部１６の出口側と冷房用固定絞り１９の入口側とを接続する冷媒流路に切り替える。
【００５１】
冷房用固定絞り１９は、冷房運転時に室外熱交換部１６から流出した冷媒を減圧膨張させる冷房運転用の減圧手段であり、その基本的構成は、暖房用固定絞り１３と同様である。冷房用固定絞り１９の出口側には、室内蒸発器２０の冷媒入口側が接続されている。
【００５２】
室内蒸発器２０は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内のうち、室内凝縮器１２よりも空気流れの上流側に配置されて、その内部を流通する冷媒と車室内送風空気とを熱交換させ、車室内送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。室内蒸発器２０の冷媒出口側には、アキュムレータ１８の入口側が接続されている。
【００５３】
アキュムレータ１８は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える低圧側冷媒用の気液分離器である。アキュムレータ１８の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入側が接続されている。従って、このアキュムレータ１８は、圧縮機１１に液相冷媒が吸入されてしまうことを抑制して、圧縮機１１の液圧縮を防止する機能を果たす。
【００５４】
次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、前述の室内凝縮器１２、室内蒸発器２０等を収容したものである。
【００５５】
ケーシング３１は、車室内に送風される車室内送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。ケーシング３１内の車室内送風空気流れ最上流側には、車室内空気（内気）と外気とを切替導入する内外気切替装置３３が配置されている。
【００５６】
内外気切替装置３３には、ケーシング３１内に内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口が形成されている。さらに、内外気切替装置３３の内部には、内気導入口および外気導入口の開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドアが配置されている。
【００５７】
内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入された空気を車室内へ向けて送風する送風機３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。
【００５８】
送風機３２の空気流れ下流側には、室内蒸発器２０および室内凝縮器１２が、車室内送風空気の流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２０は、室内凝縮器１２に対して、車室内送風空気の流れ方向上流側に配置されている。
【００５９】
さらに、室内蒸発器２０の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２の空気流れ上流側には、室内蒸発器２０通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１２を通過させる風量割合を調整するエアミックスドア３４が配置されている。また、室内凝縮器１２の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて冷媒と熱交換して加熱された送風空気と室内凝縮器１２を迂回して加熱されていない送風空気とを混合させる混合空間３５が設けられている。
【００６０】
ケーシング３１の空気流れ最下流部には、混合空間３５にて混合された空調風を、冷却対象空間である車室内へ吹き出す吹出口が配置されている。具体的には、この吹出口としては、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口、および、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）が設けられている。
【００６１】
従って、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２を通過させる風量の割合を調整することによって、混合空間３５にて混合された空調風の温度が調整され、各吹出口から吹き出される空調風の温度が調整される。つまり、エアミックスドア３４は、車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整手段を構成している。
【００６２】
換言すると、エアミックスドア３４は、利用側熱交換器を構成する室内凝縮器１２において、圧縮機１１吐出冷媒と車室内送風空気との熱交換量を調整する熱交換量調整手段としての機能を果たす。なお、エアミックスドア３４は、空調制御装置から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
【００６３】
さらに、フェイス吹出口、フット吹出口、およびデフロスタ吹出口の空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス吹出口の開口面積を調整するフェイスドア、フット吹出口の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ吹出口の開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。
【００６４】
これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、空調制御装置から出力される制御信号によってその作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
【００６５】
次に、冷却水循環回路４０について説明する。この冷却水循環回路４０は、作動時に発熱を伴う車載機器の一つである前述の走行用電動モータＭＧの内部に形成された冷却水通路に、冷却媒体（熱媒体）としての冷却水（例えば、エチレングリコール水溶液）を循環させて、走行用電動モータＭＧを冷却する冷却媒体循環回路である。
【００６６】
この冷却水循環回路４０には、冷却水ポンプ４１、電気式の三方弁４２、複合型の熱交換器７０のラジエータ部４３、このラジエータ部４３を迂回させて冷却水を流すバイパス通路４４等が配置されている。
【００６７】
冷却水ポンプ４１は、冷却水循環回路４０において冷却水を走行用電動モータＭＧの内部に形成された冷却水通路へ圧送する電動式のポンプであり、空調制御装置から出力される制御信号によって回転数（流量）が制御される。従って、冷却水ポンプ４１は、走行用電動モータＭＧを冷却する冷却水の流量を変化させて冷却能力を調整する冷却能力調整手段としての機能を果たす。
【００６８】
三方弁４２は、冷却水ポンプ４１の入口側とラジエータ部４３の出口側とを接続して冷却水をラジエータ部４３へ流入させる冷却媒体回路、および、冷却水ポンプ４１の入口側とバイパス通路４４の出口側とを接続して冷却水をラジエータ部４３を迂回させて流す冷却媒体回路を切り替える。この三方弁４２は、空調制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御されるもので、冷却媒体回路の回路切替手段を構成している。
【００６９】
つまり、本実施形態の冷却水循環回路４０では、図１等の破線矢印に示すように、冷却水ポンプ４１→走行用電動モータＭＧ→ラジエータ部４３→冷却水ポンプ４１の順に冷却水を循環させる冷却媒体回路と、冷却水ポンプ４１→走行用電動モータＭＧ→バイパス通路４４→冷却水ポンプ４１の順に冷却水を循環させる冷却媒体回路とを切り替えることができる。
【００７０】
従って、走行用電動モータＭＧの作動中に、三方弁４２が、冷却水をラジエータ部４３を迂回させて流す冷却媒体回路に切り替えると、冷却水はラジエータ部４３にて放熱することなく、その温度を上昇させる。つまり、三方弁４２が、冷却水をラジエータ部４３を迂回させて流す冷却媒体回路に切り替えた際には、走行用電動モータＭＧの有する熱量（発熱量）が冷却水に蓄熱されることになる。
【００７１】
室外熱交換部１６は、エンジンルーム内に配置されて、冷却水と送風ファン１７から送風された外気とを熱交換させる放熱用熱交換部として機能する。前述の如く、ラジエータ部４３は、室外熱交換部１６とともに複合型の熱交換器７０を構成している。
【００７２】
ここで、図５〜８を用いて、本実施形態の複合型の熱交換器７０の詳細構成について説明する。図５は、本実施形態の熱交換器７０の外観斜視図であり、図６は、熱交換器７０の分解斜視図であり、図７は、図５のＡ−Ａ断面図であり、図８は、熱交換器７０における冷媒流れおよび冷却水流れを説明するための模式的な斜視図である。
【００７３】
まず、図５、６に示すように、室外熱交換部１６およびラジエータ部４３は、それぞれ冷媒または冷却水を流通させる複数本のチューブ、この複数本のチューブの両端側に配置されてそれぞれのチューブを流通する冷媒または冷却水の集合あるいは分配を行う一対の集合分配用タンク等を有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器構造に構成されている。
【００７４】
より具体的には、室外熱交換部１６は、第１流体としての冷媒が流通する複数本の冷媒用チューブ１６ａ、および、複数本の冷媒用チューブ１６ａの積層方向に延びて冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒の集合あるいは分配を行う冷媒側タンク部１６ｃを有し、冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒と冷媒用チューブ１６ａの周囲を流れる第３流体としての空気（送風ファン１７から送風された外気）とを熱交換させる熱交換部である。
【００７５】
一方、ラジエータ部４３は、第２流体としての冷却水が流通する複数本の冷却媒体用チューブ４３ａ、および、冷却媒体用チューブ４３ａの積層方向に延びて冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水の集合あるいは分配を行う冷却媒体側タンク部４３ｃを有し、冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水と冷却媒体用チューブ４３ａの周囲を流れる空気（送風ファン１７から送風された外気）とを熱交換させる熱交換部である。
【００７６】
まず、冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａとしては、長手方向垂直断面の形状が扁平形状の扁平チューブが採用されている。そして、図６の分解斜視図に示すように、室外熱交換部１６の冷媒用チューブ１６ａおよびラジエータ部４３の冷却媒体用チューブ４３ａが、それぞれ送風ファン１７によって送風された外気の流れ方向Ｘに沿って２列配置されている。
【００７７】
さらに、外気の流れ方向風上側に配列された冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａは、その外表面のうち平坦面同士が互いに平行に、かつ、対向するように所定の間隔を開けて交互に積層配置されている。同様に、外気の流れ方向風下側に配列された冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａについても、所定の間隔を開けて交互に積層配置されている。
【００７８】
換言すると、本実施形態の冷媒用チューブ１６ａは、冷却媒体用チューブ４３ａの間に配置され、冷却媒体用チューブ４３ａは、冷媒用チューブ１６ａの間に配置されている。さらに、冷媒用チューブ１６ａと冷却媒体用チューブ４３ａとの間に形成される空間は、送風ファン１７によって送風された外気が流通する外気通路７０ａ（第３流体用通路）を形成している。
【００７９】
そして、この外気通路７０ａには、室外熱交換部１６における冷媒と外気との熱交換およびラジエータ部４３における冷却水と外気との熱交換を促進するとともに、冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒と冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水との間の熱移動を可能とするアウターフィン５０が配置されている。
【００８０】
このアウターフィン５０としては、伝熱性に優れる金属の薄板を波状に曲げ成形したコルゲートフィンが採用されており、本実施形態では、このアウターフィン５０が、冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａの双方に接合されていることによって、冷媒用チューブ１６ａと冷却媒体用チューブ４３ａとの間の熱移動を可能としている。
【００８１】
次に、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃについて説明する。これらのタンク部１６ｃ、４３ｃの基本的構成は同様である。冷媒側タンク部１６ｃは、２列に配置された冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａの双方が固定される冷媒側固定用プレート部材１６１、冷媒側固定用プレート部材１６１に固定される冷媒側中間プレート部材１６２、並びに、冷媒側タンク形成部材１６３を有している。
【００８２】
冷媒側中間プレート部材１６２には、図７の断面図に示すように、冷媒側固定用プレート部材１６１に固定されることによって、冷媒側固定用プレート部材１６１との間に冷却媒体用チューブ４３ａに連通する複数の空間を形成する複数の凹み部１６２ｂが形成されている。この空間は、外気の流れ方向Ｘに２列に並んだ冷却媒体用チューブ４３ａ同士を互いに連通させる冷却媒体用連通空間としての機能を果たす。
【００８３】
なお、図７では、図示の明確化のため、冷却媒体側中間プレート部材４３２に設けられた凹み部４３２ｂ周辺の断面を図示しているが、前述の如く、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃの基本的構成は同様なので、冷媒側接続用プレート部材１６１および凹み部１６２ｂ等についてはカッコを付して符合を記載している。
【００８４】
また、冷媒側中間プレート部材１６２のうち冷媒用チューブ１６ａに対応する部位にはその表裏を貫通する第１連通穴１６２ａが設けられ、この第１連通穴１６２ａには冷媒用チューブ１６ａが貫通している。これにより、冷媒用チューブ１６ａが冷媒側タンク形成部材１６３内に形成される空間に連通している。
【００８５】
さらに、冷媒側タンク部１６ｃ側の端部では、冷媒用チューブ１６ａが冷却媒体用チューブ４３ａよりも、冷媒側タンク部１６ｃ側へ突出している。つまり、冷媒用チューブ１６ａの冷媒側タンク部１６ｃ側の端部と冷却媒体用チューブ４３ａの冷媒側タンク部１６ｃ側の端部は、不揃いに配置されている。
【００８６】
冷媒側タンク形成部材１６３は、冷媒側固定用プレート部材１６１および冷媒側中間プレート部材１６２に固定されることによって、その内部に冷媒の集合を行う集合空間１６３ａおよび冷媒の分配を行う分配空間１６３ｂを形成するものである。具体的には、冷媒側タンク形成部材１６３は、平板金属にプレス加工を施すことにより、その長手方向から見たときに、二山状（Ｗ字状）に形成されている。
【００８７】
そして、冷媒側タンク形成部材１６３の二山状の中央部１６３ｃが冷媒側中間プレート部材１６２に接合されることによって、集合空間１６３ａおよび分配空間１６３ｂが区画されている。なお、本実施形態では、外気の流れ方向Ｘの風上側に集合空間１６３ａが配置され、さらに、外気の流れ方向Ｘの風下側に分配空間１６３ｂが配置されている。
【００８８】
この中央部１６３ｃは、冷媒側中間プレート部材１６２に形成された凹み部１６２ｂに適合する形状に形成されており、集合空間１６３ａと分配空間１６３ｂは、冷媒側固定用プレート部材１６１および冷媒側中間プレート部材１６２の接合部位から内部の冷媒が漏れないように区画されている。
【００８９】
さらに、前述の如く、冷媒用チューブ１６ａは、冷媒側中間プレート部材１６２の第１連通穴１６２ａを貫通して、冷媒側タンク形成部材１６３の内部に形成される集合空間１６３ａあるいは分配空間１６３ｂへ突出していることにより、外気の流れ方向Ｘの風上側に配列された冷媒用チューブ１６ａは集合空間１６３ａに連通し、外気の流れ方向Ｘの風下側に配列された冷媒用チューブ１６ａは分配空間１６３ｂに連通している。
【００９０】
また、冷媒側タンク形成部材１６３の長手方向一端側には、分配空間１６３ｂへ冷媒を流入させる冷媒流入配管１６４が接続されるとともに、集合空間１６３ａから冷媒を流出させる冷媒流出配管１６５が接続されている。さらに、冷媒側タンク形成部材１６３の長手方向他端側は、閉塞部材によって閉塞されている。
【００９１】
一方、冷却媒体側タンク部４３ｃについても、図６に示すように、同様の構成の冷却媒体側固定用プレート部材４３１、冷却媒体側固定用プレート部材４３１に固定される冷却媒体側中間プレート部材４３２、並びに、冷却媒体側タンク形成部材４３３を有している。
【００９２】
さらに、冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側中間プレート部材４３２との間には、冷却媒体側中間プレート部材４３２に設けられた凹み部４３２ｂによって、外気の流れ方向Ｘに２列に並んだ冷媒用チューブ１６ａ同士を互いに連通させる冷媒用連通空間が形成されている。
【００９３】
また、冷却媒体側中間プレート部材４３２のうち冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位にはその表裏を貫通する第２連通穴４３２ａが設けられ、この第２連通穴４３２ａには冷却媒体用チューブ４３ａが貫通している。これにより、冷却媒体用チューブ４３ａが冷却媒体媒側タンク形成部材４３３内に形成される空間に連通している。
【００９４】
従って、冷却媒体側タンク部４３ｃ側の端部では、冷却媒体用チューブ４３ａが冷媒用チューブ１６ａよりも、冷却媒体側タンク部４３ｃ側へ突出している。つまり、冷媒用チューブ１６ａの冷却媒体側タンク部４３ｃ側の端部と冷却媒体用チューブ４３ａの冷却媒体側タンク部４３ｃ側の端部は、不揃いに配置されている。
【００９５】
さらに、冷却媒体側タンク形成部材４３３は、冷却媒体側固定用プレート部材４３１および冷却媒体側中間プレート部材４３２に固定されることによって、内部に冷却媒体側タンク形成部材４３３の中央部４３３ｃによって区画された冷却媒体の集合空間４３３ａおよび冷却媒体の分配空間４３３ｂを形成している。なお、本実施形態では、外気の流れ方向Ｘの風上側に分配空間４３３ｂが配置され、外気の流れ方向Ｘ風下側に集合空間４３３ａが配置されている。
【００９６】
また、冷却媒体側タンク形成部材４３３の長手方向一端側には、分配空間４３３ｂへ冷却媒体を流入させる冷却媒体流入配管４３４が接続されるとともに、集合空間４３３ａから冷却媒体を流出させる冷却媒体流出配管４３５が接続されている。さらに、冷却媒体側タンク部４３ｃの長手方向他端側は、閉塞部材によって閉塞されている。
【００９７】
従って、本実施形態の熱交換器７０では、図８の模式的な斜視図に示すように、冷媒流入配管１６４を介して冷媒側タンク部１６ｃの分配空間１６３ｂへ流入した冷媒が、２列に並んだ冷媒用チューブ１６ａのうち、外気の流れ方向Ｘの風下側に配列された各冷媒用チューブ１６ａへ流入する。
【００９８】
そして、風下側に配列された各冷媒用チューブ１６ａから流出した冷媒が、冷却媒体側タンク部４３ｃの冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側中間プレート部材４３２との間に形成された冷媒用連通空間を介して、外気の流れ方向Ｘの風上側に配列された各冷媒用チューブ１６ａへ流入する。
【００９９】
さらに、風上側に配列された各冷媒用チューブ１６ａから流出した冷媒は、図１０の実線矢印で示すように、冷媒側タンク部１６ｃの集合空間１６３ａにて集合して、冷媒流出配管１６５から流出していく。つまり、本実施形態の熱交換器７０では、冷媒が、風下側の冷媒用チューブ１６ａ→冷却媒体側タンク部４３ｃの冷媒用連通空間→風上側の冷媒用チューブ１６ａの順にＵターンしながら流れることになる。
【０１００】
同様に、冷却水については、風上側の冷却媒体用チューブ４３ａ→冷媒側タンク部１６ｃの冷却媒体用連通空間→風下側の冷却媒体用チューブ４３ａの順にＵターンしながら流れることになる。従って、隣り合う冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒と冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水とは、その流れ方向が互いに対向する方向となる。
【０１０１】
また、上述した室外熱交換部１６の冷媒用チューブ１６ａ、ラジエータ部４３の冷却媒体用チューブ４３ａ、冷媒側タンク部１６ｃの各構成部品、冷却媒体側タンク部４３ｃの各構成部品およびアウターフィン５０は、いずれも同一の金属材料（本実施形態では、アルミニウム合金）で形成されている。
【０１０２】
そして、冷媒側中間プレート部材１６２を挟み込んだ状態で冷媒側固定用プレート部材１６１と冷媒側タンク形成部材１６３がかしめによって固定され、また、冷却媒体側中間プレート部材４３２を挟み込んだ状態で冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側タンク形成部材４３３が、かしめによって固定されている。
【０１０３】
さらに、かしめ固定された状態の熱交換器７０全体を加熱炉内へ投入して加熱し、各構成部品表面に予めクラッドされたろう材を融解させ、さらに、再びろう材が凝固するまで冷却することで、各構成部品が一体にろう付けされる。これにより、室外熱交換部１６とラジエータ部４３とが一体化されている。
【０１０４】
なお、上記の説明から明らかなように、本実施形態の冷媒は、特許請求の範囲に記載された第１流体に対応し、冷却水は第２流体に対応し、空気（外気）は第３流体に対応し、室外熱交換部１６は、第１熱交換部に対応し、ラジエータ部４３は、第２熱交換部に対応し、冷媒用チューブ１６ａは第１チューブに対応し、冷媒側タンク部１６ｃは第１タンク部に対応し、冷却媒体用チューブ４３ａは第２チューブに対応し、冷却媒体側タンク部４３ｃは第２タンク部に対応している。
【０１０５】
また、冷媒側固定用プレート部材１６１、冷媒側中間プレート部材１６２、冷媒側タンク形成部材１６３および冷却媒体用連通空間が、それぞれ特許請求の範囲に記載された第１固定用プレート部材、第１中間プレート部材、第１タンク形成部材および第１連通空間に対応し、冷却媒体側固定用プレート部材４３１、冷却媒体側中間プレート部材４３２、冷却媒体側タンク形成部材４３３および冷媒用連通空間が、それぞれ第２固定用プレート部材、第２中間プレート部材、第２タンク形成部材および第２連通空間に対応している。
【０１０６】
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種空調制御機器１１、１５ａ、１５ｂ、１７、４１、４２等の作動を制御する。
【０１０７】
また、空調制御装置の入力側には、車室内温度を検出する内気センサ、外気温を検出する外気センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、室内蒸発器２０の吹出空気温度（蒸発器温度）を検出する蒸発器温度センサ、圧縮機１１吐出冷媒温度を検出する吐出冷媒温度センサ、室外熱交換部１６出口側冷媒温度Ｔｅを検出する出口冷媒温度センサ５１、走行用電動モータＭＧへ流入する冷却水温度Ｔｗを検出する冷却水温度検出手段としての冷却水温度センサ５２等の種々の空調制御用のセンサ群が接続されている。
【０１０８】
なお、本実施形態では、冷却水温度センサ５２によって、冷却水ポンプ４１から圧送された冷却水温度Ｔｗを検出しているが、もちろん冷却水ポンプ４１に吸入される冷却水温度Ｔｗを検出してもよい。
【０１０９】
さらに、空調制御装置の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、車両用空調装置の作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、運転モードの選択スイッチ等が設けられている。
【０１１０】
なお、空調制御装置は、圧縮機１１の電動モータ１１ｂ、開閉弁１５ａ等を制御する制御手段が一体に構成され、これらの作動を制御するものであるが、本実施形態では、空調制御装置のうち、圧縮機１１の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が冷媒吐出能力制御手段を構成し、冷媒流路切替手段を構成する各種機器１５ａ、１５ｂの作動を制御する構成が冷媒流路制御手段を構成し、冷却水の回路切替手段を構成する三方弁４２の作動を制御する構成が冷却媒体回路制御手段を構成している。
【０１１１】
さらに、本実施形態の空調制御装置は、上述した空調制御用のセンサ群の検出信号に基づいて、室外熱交換部１６に着霜が生じているか否かを判定する構成（着霜判定手段）を有している。具体的には、本実施形態の着霜判定手段では、車両の車速が予め定めた基準車速（本実施形態では、２０ｋｍ／ｈ）以下であって、かつ、室外熱交換部１６出口側冷媒温度Ｔｅが０℃以下のときに、室外熱交換部１６に着霜が生じていると判定する。
【０１１２】
次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。本実施形態の車両用空調装置１では、車室内を暖房する暖房運転、車室内を冷房する冷房運転を実行することができるとともに、暖房運転時に、除霜運転、廃熱回収運転を実行することができる。以下に各運転における作動を説明する。
【０１１３】
（ａ）暖房運転
暖房運転は、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって暖房運転モードが選択されると開始される。そして、暖房運転時に、着霜判定手段によって室外熱交換部１６の着霜が生じていると判定された際には除霜運転が実行され、冷却水温度センサ５２によって検出された冷却水温度Ｔｗが予め定めた基準温度（本実施形態では、６０℃）度以上になった際には廃熱回収運転が実行される。
【０１１４】
まず、通常の暖房運転時には、空調制御装置が、開閉弁１５ａを閉じるとともに、三方弁１５ｂを室外熱交換部１６の出口側とアキュムレータ１８の入口側とを接続する冷媒流路に切り替え、さらに、冷却水ポンプ４１を予め定めた所定流量の冷却水を圧送するように作動させるとともに、冷却水循環回路４０の三方弁４２を冷却水がラジエータ部４３を迂回して流れる冷却媒体回路に切り替える。
【０１１５】
これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図１の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられ、冷却水循環回路４０は、図１の破線矢印に示すように冷媒が流れる冷却媒体回路に切り替えられる。
【０１１６】
この冷媒流路および冷却媒体回路の構成で、空調制御装置が上述の空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込む。そして、検出信号および操作信号の値に基づいて車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。さらに、算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、空調制御装置の出力側に接続された各種空調制御機器の作動状態を決定する。
【０１１７】
例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２０の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。
【０１１８】
そして、この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯと蒸発器温度センサによって検出された室内蒸発器２０からの吹出空気温度との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて室内蒸発器２０からの吹出空気温度が目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。
【０１１９】
また、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、目標吹出温度ＴＡＯ、室内蒸発器２０からの吹出空気温度および吐出冷媒温度センサによって検出された圧縮機１１吐出冷媒温度等を用いて、車室内へ吹き出される空気の温度が車室内温度設定スイッチによって設定された乗員の所望の温度となるように決定される。
【０１２０】
なお、通常の暖房運転時、除霜運転時、および廃熱回収運転時には、送風機３２から送風された車室内送風空気の全風量が、室内凝縮器１２を通過するようにエアミックスドア３４の開度を制御してもよい。
【０１２１】
そして、上記の如く決定された制御信号等を各種空調制御機器へ出力する。その後、操作パネルによって車両用空調装置の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各種空調制御機器の作動状態決定→制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。なお、このような制御ルーチンの繰り返しは、他の運転時にも基本的に同様に行われる。
【０１２２】
通常の暖房運転時のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、送風機３２から送風されて室内蒸発器２０を通過した車室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、車室内送風空気が加熱される。
【０１２３】
室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、開閉弁１５ａが閉じているので、暖房用固定絞り１３へ流入して減圧膨張される。そして、暖房用固定絞り１３にて減圧膨張された低圧冷媒は、室外熱交換部１６へ流入する。室外熱交換部１６へ流入した低圧冷媒は、送風ファン１７によって送風された外気から吸熱して蒸発する。
【０１２４】
この際、冷却水循環回路４０では、冷却水がラジエータ部４３を迂回して流れる冷却媒体回路に切り替えられているので、冷却水が室外熱交換部１６を流通する冷媒に放熱することや、冷却水が室外熱交換部１６を流通する冷媒から吸熱することはない。つまり、冷却水が室外熱交換部１６を流通する冷媒に対して熱的な影響を及ぼすことはない。
【０１２５】
室外熱交換部１６から流出した冷媒は、三方弁１５ｂが、室外熱交換部１６の出口側とアキュムレータ１８の入口側とを接続する冷媒流路に切り替えられているので、アキュムレータ１８へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ１８にて分離された気相冷媒が、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。
【０１２６】
以上の如く、通常の暖房運転時には、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された冷媒の有する熱量によって車室内送風空気が加熱されて、車室内の暖房を行うことができる。
【０１２７】
（ｂ）除霜運転
次に、除霜運転について説明する。ここで、本実施形態のヒートポンプサイクル１０のように、室外熱交換部１６にて冷媒と外気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる冷凍サイクル装置では、室外熱交換部１６における冷媒蒸発温度が着霜温度（具体的には、０℃）以下になってしまうと室外熱交換部１６に着霜が生じるおそれがある。
【０１２８】
このような着霜が生じると、熱交換器７０の外気通路７０ａが霜によって閉塞されてしまうので、室外熱交換部１６の熱交換能力が著しく低下してしまう。そこで、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、暖房運転時に、着霜判定手段によって室外熱交換部１６の着霜が生じていると判定された際に除霜運転を実行する。
【０１２９】
この除霜運転では、空調制御装置が圧縮機１１の作動を停止させるとともに、送風ファン１７の作動を停止させる。従って、除霜運転時には、通常の暖房運転時に対して、室外熱交換部１６へ流入する冷媒流量が減少し、外気通路７０ａへ流入する外気の風量が減少することになる。
【０１３０】
さらに、空調制御装置が冷却水循環回路４０の三方弁４２を、図２の破線矢印に示すように、冷却水をラジエータ部４３へ流入させる冷却媒体回路に切り替える。これにより、ヒートポンプサイクル１０に冷媒は循環することはなく、冷却水循環回路４０は、図２の破線矢印に示すように冷媒が流れる冷却媒体回路に切り替えられる。
【０１３１】
従って、ラジエータ部４３の冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水の有する熱量がアウターフィン５０を介して、室外熱交換部１６に伝熱されて、室外熱交換部１６の除霜がなされる。つまり、走行用電動モータＭＧの廃熱を有効に利用した除霜が実現される。
【０１３２】
（ｃ）廃熱回収運転
次に、廃熱回収運転について説明する。ここで、走行用電動モータＭＧのオーバーヒートを抑制するためには、冷却水の温度は所定の上限温度以下に維持されるとともに、走行用電動モータＭＧの内部に封入された潤滑用オイルの粘度増加によるフリクションロスを低減するためには、冷却水の温度は所定の下限温度以上に維持されることが望ましい。
【０１３３】
そこで、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、暖房運転時に、冷却水温度Ｔｗが予め定めた基準温度（本実施形態では、６０℃）度以上になった際に廃熱回収運転が実行される。この除霜運転では、ヒートポンプサイクル１０の三方弁１５ｂについては、通常の暖房運転時と同様に作動させ、冷却水循環回路４０の三方弁４２については、除霜運転時と同様に、冷却水を図３の破線矢印に示すようにラジエータ部４３へ流入させる冷却媒体回路に切り替える。
【０１３４】
従って、図３の実線矢印に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧高温冷媒は、通常の暖房運転時と同様に、室内凝縮器１２にて車室内送風空気を加熱し、暖房用固定絞り１３にて減圧膨張されて１６へ流入する。
【０１３５】
室外熱交換部１６へ流入した低圧冷媒は、三方弁４２が冷却水をラジエータ部４３へ流入させる冷却媒体回路に切り替えているので、送風ファン１７によって送風された外気の有する熱量とアウターフィン５０を介して伝熱される冷却水の有する熱量との双方を吸熱して吸熱して蒸発する。その他の作動は、通常の暖房運転時と同様である。
【０１３６】
以上の如く、廃熱回収運転時には、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された冷媒の有する熱量によって車室内送風空気が加熱されて、車室内の暖房を行うことができる。この際、冷媒が外気の有する熱量のみならず、アウターフィン５０を介して伝熱される冷却水の有する熱量を吸熱するので、走行用電動モータＭＧの廃熱を有効に利用した車室内の暖房を実現できる。
【０１３７】
（ｄ）冷房運転
冷房運転は、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって冷房運転モードが選択されると開始される。この冷房運転時には、空調制御装置が、開閉弁１５ａを開くとともに、三方弁１５ｂを室外熱交換部１６の出口側と冷房用固定絞り１９の入口側とを接続する冷媒流路に切り替える。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図４の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。
【０１３８】
この際、冷却水循環回路４０の三方弁４２については、冷却水温度Ｔｗが基準温度以上になった際には、冷却水をラジエータ部４３へ流入させる冷却媒体回路に切り替え、冷却水温度Ｔｗが予め定めた基準温度未満になった際には、冷却水がラジエータ部４３を迂回して流れる冷却媒体回路に切り替えられる。なお、図４では、冷却水温度Ｔｗが基準温度以上になった際の冷却水の流れを破線矢印で示している。
【０１３９】
冷房運転時のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入して、送風機３２から送風されて室内蒸発器２０を通過した車室内送風空気と熱交換して放熱する。室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、開閉弁１５ａが開いているので、固定絞り迂回用通路１４を介して室外熱交換部１６へ流入する。室外熱交換部１６へ流入した低圧冷媒は、送風ファン１７によって送風された外気にさらに放熱する。
【０１４０】
室外熱交換部１６から流出した冷媒は、三方弁１５ｂが、室外熱交換部１６の出口側と冷房用固定絞り１９の入口側とを接続する冷媒流路に切り替えられているので、冷房用固定絞り１９にて減圧膨張される。冷房用固定絞り１９から流出した冷媒は、室内蒸発器２０へ流入して、送風機３２によって送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内送風空気が冷却される。
【０１４１】
室内蒸発器２０から流出した冷媒は、アキュムレータ１８へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ１８にて分離された気相冷媒が、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。以上の如く、冷房運転時には、室内蒸発器２０にて低圧冷媒が車室内送風空気から吸熱して蒸発することによって、車室内送風空気が冷却されて車室内の冷房を行うことができる。
【０１４２】
本実施形態の車両用空調装置１では、上記の如く、ヒートポンプサイクル１０の冷媒流路および冷却水循環回路４０の冷却媒体回路を切り替えることによって、種々の運転を実行することができる。さらに、本実施形態では、上述した特徴的な熱交換器７０を採用しているので、それぞれ運転時に冷媒、冷却水、外気の３種類の流体間で適切な熱交換を行うことができる。
【０１４３】
より詳細には、本実施形態の熱交換器７０では、室外熱交換部１６の冷媒用チューブ１６ａとラジエータ部４３の冷却媒体用チューブ４３ａとの間に形成される外気通路７０ａにアウターフィン５０を配置している。そして、このアウターフィン５０により、冷媒用チューブ１６ａと冷却媒体用チューブ４３ａとの間の熱移動を可能としている。
【０１４４】
これにより、除霜運転時に、アウターフィン５０を介して冷却水の有する熱量を室外熱交換部１６に伝熱することができるので、走行用電動モータＭＧの廃熱を室外熱交換部１６の除霜のために、有効に利用することができる。
【０１４５】
さらに、本実施形態では、除霜運転時に、圧縮機１１の作動を停止させて室外熱交換部１６へ流入する冷媒流量を減少させているので、アウターフィン５０および冷媒用チューブ１６ａを介して室外熱交換部１６に伝熱される熱量が冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒に吸熱されてしまうことを抑制できる。すなわち、冷却水と冷媒との不必要な熱交換を抑制することができる。
【０１４６】
さらに、除霜運転時に、送風ファン１７の作動を停止させて外気通路７０ａへ流入する外気の風量を減少させているので、アウターフィン５０を介して室外熱交換部１６に伝熱される熱量が外気通路７０ａを流通する外気に吸熱されてしまうことを抑制できる。すなわち、冷却水と外気との不必要な熱交換を抑制することができる。
【０１４７】
また、廃熱回収運転時には、冷媒用チューブ１６ａ、冷却媒体用チューブ４３ａおよびアウターフィン５０を介して、冷却水と冷媒と熱交換させて、走行用電動モータＭＧの廃熱を冷媒に吸熱させることができるとともに、冷却媒体用チューブ４３ａおよびアウターフィン５０を介して、冷却水と外気とを熱交換させて、走行用電動モータＭＧの不要な廃熱を外気に放熱することができる。
【０１４８】
また、通常の暖房運転時には、冷媒用チューブ１６ａおよびアウターフィン５０を介して、冷媒と外気とを熱交換させて、外気の有する熱量を冷媒に吸熱させることができる。さらに、通常の暖房運転時には、冷却水循環回路４０の三方弁４２を、冷却水がラジエータ部４３を迂回して流れる冷却媒体回路に切り替えているので、不要な冷却水と外気との熱交換を抑制して、冷却水に走行用電動モータＭＧの廃熱を蓄熱できるとともに、走行用電動モータＭＧの暖機を促進できる。
【０１４９】
さらに、本実施形態の熱交換器７０では、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃの双方のタンクに、冷媒用チューブ１６ａと冷却媒体用チューブ４３ａの双方を固定する構成を採用しているので、熱交換器の構成を複雑化、大型化させてしまうことを抑制できる。
【０１５０】
つまり、冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒の集合あるいは分配を行うために必須の構成である冷媒側タンク部１６ｃ、および、冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水の集合あるいは分配を行うために必須の構成である冷却媒体側タンク部４３ｃに、双方のチューブ１６ａ、４３ａを固定するので、双方のチューブ１６ａ、４３ａの形状を略同等の形状とすることができる。
【０１５１】
従って、従来技術のように、冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａのうち、一方のチューブ１６ａ、４３ａを湾曲させる構成を採用する必要がなく、熱交換器７０全体としての構成が複雑化、大型化してしまうことを抑制できる。
【０１５２】
さらに、本実施形態の熱交換器７０では、冷媒側中間プレート部材１６２に、冷媒用チューブ１６ａを冷媒側タンク形成部材１６３の内部空間に連通させる第１連通穴１６２ａが形成され、冷却媒体側中間プレート部材４３２に、冷却媒体用チューブ４３ａを冷却媒体側タンク形成部材４３３の内部空間に連通させる第２連通穴４３２ａが形成されている。
【０１５３】
これにより、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃに、双方のチューブ１６ａ、４３ａが固定されていても、冷媒側タンク部１６ｃが冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒の集合あるいは分配を行う機能を果たし、冷却媒体側タンク部４３ｃが冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水の集合あるいは分配を行う機能を果たす構成を容易かつ確実に実現できる。
【０１５４】
さらに、本実施形態の熱交換器７０では、冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａが、外気通路７０ａを流通する外気の流れ方向Ｘに複数列配置されており、冷媒側固定用プレート部材１６１と冷媒側中間プレート部材１６２との間に、外気の流れ方向Ｘに配置された冷却媒体用チューブ４３ａ同士を連通させる冷却媒体用連通空間を形成している。
【０１５５】
加えて、冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側中間プレート部材４３２との間に、外気の流れ方向Ｘに配置された冷媒用チューブ１６ａ同士を連通させる冷媒用連通空間を形成している。
【０１５６】
これにより、冷媒側タンク部１６ｃに固定された冷却媒体用チューブ４３ａから流出した冷却水を流通させる流路としての冷却媒体用連通空間を冷媒側タンク部１６ｃの内部に形成でき、冷却媒体側タンク部４３ｃに固定された冷媒用チューブ１６ａから流出した冷媒を流通させる流路としての冷媒用連通空間を冷却媒体側タンク部４３ｃの内部に形成できるので、冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａを外気の流れ方向Ｘに複数列配置する熱交換器であっても熱交換器全体としての大型化を抑制できる。
【０１５７】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、熱交換器７０の構成を変更した例を説明する。本実施形態の熱交換器７０の詳細構成については、図９、１０を用いて説明する。図９は、熱交換器７０の外観斜視図であり、第１実施形態の図５に対応する図面である。また、図１０は、熱交換器７０の分解斜視図であり、第１実施形態の図６に対応する図面である。なお、図９、１０では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面においても同様である。
【０１５８】
まず、図９、１０に示すように、本実施形態の熱交換器７０の室外熱交換部１６およびラジエータ部４３も、それぞれ第１実施形態と同様に、冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａを有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器構造に構成されている。
【０１５９】
本実施形態においても、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃの基本的構成は互いに同様である。まず、本実施形態の冷媒側タンク部１６ｃは、冷媒側固定用プレート部材１６１、冷媒側中間プレート部材１６２を有するとともに、冷媒側タンク形成部材１６３としての冷媒側集合用タンク形成部材１６３ｃおよび冷媒側分配用タンク形成部材１６３ｄを有している。
【０１６０】
さらに、冷媒側集合用タンク形成部材１６３ｃおよび冷媒側分配用タンク形成部材１６３ｄは、それぞれ管状部材にて形成されて、その内部に互いに独立した集合空間１６３ａおよび分配空間１６３ｂを形成している。
【０１６１】
冷媒側分配用タンク形成部材１６３ｄの長手方向一端側の端部には、内部に形成された分配空間１６３ｂへ冷媒を流入させる冷媒流入口１６３ｅが設けられ、他端側の端部は閉塞されている。また、冷媒側集合用タンク形成部材１６３ｃの長手方向一端側の端部には、内部に形成された集合空間１６３ａから冷媒を流出させる冷媒流出口１６３ｆが設けられ、他端側は閉塞されている。
【０１６２】
また、本実施形態の冷媒側中間プレート部材１６２にも、その表裏を貫通する第１連通穴１６２ａが設けられている。そして、第１連通穴１６２ａを介して、外気の流れ方向Ｘの風上側に配列された冷媒用チューブ１６ａが集合空間１６３ａに連通し、外気の流れ方向Ｘの風下側に配列された冷媒用チューブ１６ａが分配空間１６３ｂに連通している。
【０１６３】
さらに、本実施形態の冷媒側中間プレート部材１６２および冷媒側固定用プレート部材１６１には、それぞれ冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に第１実施形態と同様の凹み部が設けられている。
【０１６４】
より詳細には、冷媒側中間プレート部材１６２には、冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に形成された凹み部１６２ｂおよび冷媒用チューブ１６ａに対応する部位に形成された凹み部１６２ｃが設けられ、冷媒側固定用プレート部材１６１には、冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に形成された凹み部１６１ｂおよび冷媒用チューブ１６ａに対応する部位に形成された凹み部１６１ａが設けられている。
【０１６５】
従って、冷媒側中間プレート部材１６２と冷媒側固定用プレート部材１６１が固定されることによって、冷媒用チューブ１６ａに対応する部位に形成された凹み部１６２ｃ、１６１ａ同士の間に空間が形成され、冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に形成された凹み部１６２ｂ、１６１ｂ同士の間に空間が形成されている。
【０１６６】
さらに、冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に形成された凹み部１６２ｂ、１６１ｂは、外気の流れ方向Ｘに２列に並んだ冷却媒体用チューブ４３ａの双方と連通する範囲に延びている。これにより、冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に形成された凹み部１６２ｂ、１６１ｂ同士の間に形成される空間は、外気の流れ方向Ｘに２列に並んだ冷却媒体用チューブ４３ａ同士を互いに連通させる冷却媒体用連通空間としての機能を果たしている。
【０１６７】
一方、冷却媒体側タンク部４３ｃについても、図７に示すように、冷媒側タンク部１６ｃと同様の構成の冷却媒体側固定用プレート部材４３１、冷却媒体側中間プレート部材４３２を有するとともに、冷却媒体側タンク形成部材４３３としての冷却媒体側集合用タンク形成部材４３３ｅおよび冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３ｆを有している。
【０１６８】
冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３ｆの長手方向一端側の端部には、内部に形成された分配空間４３３ｂへ冷媒を流入させる冷媒流入口４３３ｅが設けられ、他端側の端部は閉塞されている。また、冷却媒体側集合用タンク形成部材４３３ｅの長手方向一端側の端部には、内部に形成された集合空間４３３ａから冷媒を流出させる冷媒流出口４３３ｆが設けられ、他端側は閉塞されている。
【０１６９】
さらに、本実施形態の冷却媒体側中間プレート部材４３２にも、その表裏を貫通する第２連通穴４３２ａが設けられている。そして、第２連通穴４３２ａを介して、外気の流れ方向Ｘの風下側に配列された冷却媒体用チューブ４３ａが分配空間４３３ｂに連通し、外気の流れ方向Ｘの風上側に配列された冷媒用チューブ１６ａが集合空間４３３ａに連通している。
【０１７０】
また、冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側中間プレート部材４３２との間には、冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に形成された凹み部４３２ｃ、４３１ｂ同士の間に空間が形成され、冷媒用チューブ１６ａに対応する部位に形成された凹み部４３２ｂ、４３１ａ同士の間に冷媒用連通空間が形成されている。
【０１７１】
これにより、本実施形態の熱交換器７０においても、第１実施形態の図８と全く同様に、冷媒および冷却水を流すことができる。その他のヒートポンプサイクル１０（車両用空調装置１）の構成および作動は第１実施形態と全く同様である。従って、本実施形態の車両用空調装置１を作動させても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１７２】
さらに、本実施形態の熱交換器７０では、冷媒側タンク形成部材１６３として、管状部材にて形成された冷媒側集合用タンク形成部材１６３ｃおよび冷媒側分配用タンク形成部材１６３ｄを採用し、冷却媒体側タンク形成部材４３３として、管状部材にて形成された冷却媒体側集合用タンク形成部材４３３ｅおよび冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３ｆを採用している。これにより、冷媒側タンク形成部材１６３および冷却媒体側タンク形成部材４３４を低コストで容易に形成することができる。
【０１７３】
さらに、本実施形態の熱交換器７０では、冷媒側固定用プレート部材１６１と冷媒側中間プレート部材１６２との間に各チューブ１６ａ、４３ａに連通する空間を形成し、冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側中間プレート部材４３２との間に各チューブ１６ａ、４３ａに連通する空間を形成する構成を採用している。
【０１７４】
これにより、冷媒用チューブ１６ａを冷却媒体用チューブ４３ａよりも冷媒側タンク部１６ｃ側へ突出させる構成や、冷却媒体用チューブ４３ａを冷媒用チューブ１６ａよりも冷却媒体側タンク部４３ｃ側へ突出させる構成を採用する必要がない。従って、各チューブ１６ａ、４３ａの各タンク部１６ｃ、４３ｃに対する位置合わせ作業が容易となり、各チューブ１６ａ、４３ａを（具体的には、各固定用プレート部材１６１、４３１）へ容易に固定することができる。
【０１７５】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、熱交換器７０の構成を変更した例を説明する。本実施形態の熱交換器７０の詳細構成については、図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、本実施形態の熱交換器７０の分解斜視図であり、第１実施形態の図６のＢ部に対応する部位を拡大して示している。また、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に対応する部位の外観斜視図を一部断面図としたものである。さらに、図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）のＣ−Ｃ断面図であり、図１１（ｄ）は、図１１（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。
【０１７６】
より具体的には、本実施形態の熱交換器７０では、第１実施形態に対して、冷媒側タンク部１６ｃの冷媒側固定用プレート部材１６１および冷媒側中間プレート部材１６２、並びに、冷却媒体側タンク部４３ｃの冷却媒体側固定用プレート部材４３１および冷却媒体側中間プレート部材４３２の構成を変更している。
【０１７７】
なお、第１実施形態と同様に、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃの基本的構成は互いに同様なので、以下の説明では、冷却媒体側タンク４３ｃについて説明する。
【０１７８】
まず、図１１（ａ）に示すように、本実施形態の冷却媒体側固定用プレート部材４３１には、冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３に向かって凹んだ凹み部４３１ａが形成されている。そして、冷却媒体側固定用プレート部材４３１のうち、凹み部４３１ａに冷却媒体用チューブ４３ａが固定され、凹み部４３１ａが形成されていない部位に、冷媒用チューブ１６ａが固定される。
【０１７９】
従って、第１実施形態と同様に、冷却媒体側タンク４３ｃ側の端部では、冷却媒体用チューブ４３ａが冷媒用チューブ１６ａよりも、冷媒側タンク部１６ｃ側へ突出している。つまり、冷媒用チューブ１６ａの冷却媒体側タンク４３ｃ側の端部と冷却媒体用チューブ４３ａの冷却媒体側タンク４３ｃ側の端部は、不揃いに配置されている。
【０１８０】
また、冷却媒体側中間プレート部材４３２には、第１実施形態とは逆に、冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３の反対側に向かって凹んだ凹み部４３２ｂが形成されている。この凹み部４３２ｂは、冷却媒体側固定用プレート部材４３１の凹み部４３１ａに対応する位置に形成され、さらに、凹み部４３２ｂには、冷却媒体用チューブ４３ａが貫通する第２連通穴４３２ａが形成されている。
【０１８１】
このため、図１１（ｂ）に示すように、冷却媒体側固定用プレート部材４３１および冷却媒体側中間プレート部材４３２を固定すると、冷却媒体側固定用プレート部材４３１の凹み部４３１ａと冷却媒体側中間プレート部材４３２の凹み部４３２ｂが当接する。
【０１８２】
そして、冷却媒体用チューブ４３ａが、図１１（ｃ）に示すように、第２連通穴４３２ａを貫通して、冷却媒体媒側タンク形成部材４３３内に形成される集合空間４３３ａあるいは分配空間４３３ｂに連通している。
【０１８３】
一方、冷却媒体側固定用プレート部材４３１の凹み部４３１ａと冷却媒体側中間プレート部材４３２の凹み部４３２ｂが当接しない部位には、図１１（ｄ）に示すように、外気の流れ方向Ｘに２列に並んだ冷媒用チューブ１６ａ同士を互いに連通させる冷媒用連通空間が形成されている。
【０１８４】
その他の熱交換器７０の構成は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の熱交換器７０においても、第１実施形態の図８と同様に、冷媒および冷却水を流すことができる。その結果、本実施形態の車両用空調装置１を作動させても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１８５】
さらに、本実施形態の熱交換器７０の冷却媒体側タンク４３ｃでは、冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側中間プレート部材４３２との双方に凹み部４３１ａ、４３２ｂを形成しているので、冷却媒体用チューブ４３ａを冷却媒体媒側タンク形成部材４３３内に形成される空間に容易に連通させることができるとともに、冷媒用連通空間を容易に形成することができる。
【０１８６】
さらに、本実施形態の熱交換器７０では、冷却媒体側中間プレート部材４３２の凹み部４３２ｂを冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３の反対側に向けて凹ませているので、集合空間４３３ａおよび分配空間４３３ｂを区画する冷却媒体側タンク形成部材４３３の中央部４３３ｃを平坦な形状とすることができる。
【０１８７】
その結果、冷却媒体側タンク形成部材４３３の中央部４３３ｃと冷却媒体側中間プレート部材４３２とをろう付け接合する際の接合不良を抑制して、集合空間４３３ａおよび分配空間４３３ｂとの間のシール不良を抑制できる。
【０１８８】
さらに、本実施形態の如く、双方のプレート部材４３１、４３２にそれぞれ凹み部４３１ａ、４３２ｂを形成した場合は、双方の凹み部４３１ａ、４３２ｂの凹み方向あるいは凹み量を調整することで、冷媒用チューブ１６ａの冷却媒体側タンク４３ｃ側の端部を冷却媒体用チューブ４３ａの冷却媒体側タンク４３ｃ側の端部よりも突出させることなく、これらの端部の位置を揃えることもできる。
【０１８９】
なお、上述の説明では、冷媒側タンク部１６ｃについての詳細説明は省略しているが、本実施形態では、冷媒側タンク部１６ｃの冷媒側固定用プレート部材１６１および冷媒側中間プレート部材１６２の双方に冷却媒体側タンク４３ｃ側と同様の凹み部が形成されている。
【０１９０】
（第４実施形態）
本実施形態では、第２実施形態に対して、熱交換器７０の構成を変更した例を説明する。本実施形態の熱交換器７０の詳細構成については、図１２を用いて説明する。図１２（ａ）は、本実施形態の熱交換器７０の分解斜視図であり、図６のＢ部に対応する部位を拡大して示している。また、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に対応する部位の外観斜視図を一部断面図としたものである。さらに、図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）のＣ−Ｃ断面図であり、図１２（ｄ）は、図１２（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。
【０１９１】
なお、第３実施形態と同様に、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃの基本的構成は互いに同様なので、以下の説明では、冷却媒体側タンク４３ｃについて説明し、冷媒側タンク部１６ｃについての詳細説明は省略する。
【０１９２】
より具体的には、第２実施形態では、冷却媒体側タンク形成部材４３３として、管状部材にて形成された冷却媒体側集合用タンク形成部材４３３ｅおよび冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３ｆを採用したが、本実施形態では、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、平板金属にプレス加工を施すことにより形成された上側タンク形成部材４３３ｇおよび下側タンク形成部材４３３ｈを採用している。
【０１９３】
上側タンク形成部材４３３ｇおよび下側タンク形成部材４３３ｈは、いずれもその長手方向から見たときに、二山状（Ｗ字状）に形成されており、これらを最中合わせ状に接合することによって、冷却媒体の集合空間４３３ａおよび冷却媒体の分配空間４３３ｂが形成されている。
【０１９４】
また、図１２（ｃ）に示すように、下側タンク形成部材４３３ｈには、冷却媒体側中間プレート部材４３２の凹み部４３２ｃに形成された第２連通穴４３２ａと連通する連通穴が形成されており、これらの連通穴を介して、冷却媒体用チューブ４３ａが集合空間１６３ａおよび分配空間４３３ｂに連通している。
【０１９５】
さらに、図１２（ｄ）に示すように、冷媒用チューブ１６ａに対応する部位に形成された冷却媒体側中間プレート部材４３２の凹み部４３２ｂ、冷却媒体側固定用プレート部材４３１の４３１ａ同士の間に冷媒用連通空間が形成されている。従って、本実施形態の熱交換器７０においても、第１実施形態の図８と同様に、冷媒および冷却水を流すことができ、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１９６】
なお、本実施形態では、冷却媒体側タンク形成部材４３３（冷媒側タンク部１６ｃ）をプレス成形で形成された２つの部材４３３ｈ、４３３ｇで形成した例を説明したが、本実施形態のような冷却媒体側タンク形成部材４３３（冷媒側タンク部１６ｃ）は、押し出し加工または引き抜き加工等によって形成しても低コストで容易に形成することができる。
【０１９７】
（第５実施形態）
本実施形態では、図１３の全体構成図に示すように、第１実施形態に対して、ヒートポンプサイクル１０の構成を変更した例を説明する。なお、図１３は、本実施形態における廃熱回収運転時の冷媒流路等を示す全体構成図であり、ヒートポンプサイクル１０における冷媒の流れを実線で示し、冷却水循環回路４０における冷却水の流れを破線矢印で示している。
【０１９８】
具体的には、本実施形態では、第１実施形態の室内凝縮器１２が廃止されており、室内空調ユニット３０のケーシング３１内に第１実施形態の複合型の熱交換器７０を配置している。そして、この熱交換器７０のうち、第１実施形態の室外熱交換部１６を室内凝縮器１２として機能させている。以下、熱交換器７０のうち室内凝縮器１２として機能する部位を室内凝縮部と表記する
一方、室外熱交換部１６については、内部を流通する冷媒と送風ファン１７から送風された外気とを熱交換させる単一の熱交換器として構成されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。また、本実施形態では、除霜運転は実行されないものの、その他の作動は、第１実施形態と同様である。
【０１９９】
従って、本実施形態の廃熱回収運転時には、車室内送風空気を、熱交換器７０の室内蒸発部にて圧縮機１１吐出冷媒と熱交換させて加熱し、さらに、室内凝縮部にて加熱された車室内送風空気を熱交換器７０のラジエータ部４３にて冷却水と熱交換させて加熱することができる。
【０２００】
さらに、本実施形態のヒートポンプサイクル１０の構成によれば、冷却水と車室内送風空気とを熱交換させることができるので、ヒートポンプサイクル１０（具体的には、圧縮機１１）の作動を停止させたときであっても車室内の暖房を実現することができる。また、圧縮機１１吐出冷媒の温度が低く、ヒートポンプサイクル１０の加熱能力が低いときであっても車室内の暖房を実現することができる。
【０２０１】
もちろん、本実施形態のヒートポンプサイクル１０に、第２〜４実施形態に記載した熱交換器７０を適用してもよい。
【０２０２】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【０２０３】
（１）上述の第１実施形態では、図７に示すように、冷媒側タンク部１６ｃ内に冷却媒体用連通空間を形成し、冷却媒体側タンク部４３ｃ内に冷媒用連通空間を形成した例を説明したが、このような連通空間では、冷却水あるいは冷媒に圧力損失が生じることが懸念される。そのため、連通空間の容積をできるだけ拡大することが望ましい。
【０２０４】
例えば、図１２（ａ）に示すように、中間プレート部材４３２（１６２）の凹み部４３２ｂ（１６２ｂ）の凹み量を、チューブ１６ａ（４３ａ）の配列方向（すなわち、外気の流れ方向Ｘ）の両側から中央部に向かって徐々に増加させる形状を採用してもよい。
【０２０５】
また、図１２（ｂ）に示すように、チューブ１６ａ（４３ａ）として、その長手方向長さがチューブ１６ａ（４３ａ）の配列方向の両側から中央部に向かって徐々に短くなる形状を採用してもよい。もちろん、図１２（ａ）に示す中間プレート部材４３２（１６２）と、図１２（ｂ）に示すチューブ１６ａ（４３ａ）との双方を同時に採用してもよい。
【０２０６】
（２）上述の第１実施形態では、第１流体としてヒートポンプサイクル１０の冷媒を採用し、第２流体として冷却水循環回路４０の冷却水を採用し、さらに、第３流体として送風ファン１７によって送風された外気を採用した例を説明したが、第１〜第３流体はこれに限定されない。例えば、第３実施形態のように、第３流体として車室内送風空気を採用してもよい。
【０２０７】
例えば、第１流体は、ヒートポンプサイクル１０の高圧側冷媒であってもよいし、低圧側冷媒であってもよい。
【０２０８】
例えば、第２流体は、エンジン、走行用電動モータＭＧに電力を供給するインバータ等の電気機器等を冷却する冷却水を採用してもよい。また、第２流体として、冷却用のオイルを採用し、第２熱交換部をオイルクーラとして機能させてもよいし、第２流体として、蓄熱剤、蓄冷剤等を採用してもよい。
【０２０９】
さらに、本発明の熱交換器７０が適用されたヒートポンプサイクル１０を据置型空調装置、冷温保存庫、自動販売機用冷却加熱装置等に適用する場合は、第２流体として、ヒートポンプサイクル１０の圧縮機の駆動減としてのエンジン、電動モータおよびその他の電気機器等を冷却する冷却水を採用してもよい。
【０２１０】
さらに、上述の実施形態では、ヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）に本発明の熱交換器７０を適用した例を説明したが、本発明の熱交換器７０の適用はこれに限定されない。すなわち、３種類の流体間で熱交換を行う装置等に幅広く適用可能である。
【０２１１】
例えば、車両用冷却システムに適用される熱交換器として適用することができる。そして、第１流体は、作動時に発熱を伴う第１車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体とし、第２流体は、作動時に発熱を伴う第２車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体とし、第３流体は、室外空気としてもよい。
【０２１２】
より具体的には、ハイブリッド車両に適用する場合には、第１車載機器をエンジンＥＧとし、第１流体をエンジンＥＧの冷却水とし、第２車載機器を走行用電動モータとし、第２流体を走行用電動モータの冷却水としてもよい。
【０２１３】
これらの車載機器の発熱量は、車両の走行状態（走行負荷）に応じてそれぞれ変化するので、エンジンＥＧの冷却水の温度および走行用電動モータの冷却水の温度も車両の走行状態によって変化する。従って、この例によれば、発熱量の大きい車載機器にて生じた熱量を、空気のみならず、発熱量の小さい車載機器側へ放熱させることが可能となる。
【０２１４】
（３）上述の実施形態では、室外熱交換部１６の冷媒用チューブ１６ａ、ラジエータ部４３の冷却媒体用チューブ４３ａおよびアウターフィン５０をアルミニウム合金（金属）で形成し、ろう付け接合した例を説明したが、もちろん、アウターフィン５０を、他の伝熱性に優れる材質（例えば、カーボンナノチューブ等）で形成して、接着等の接合手段によって接合してもよい。
【０２１５】
（４）上述の実施形態では、冷却水循環回路４０の冷却媒体回路を切り替える回路切替手段として、電気式の三方弁４２を採用した例を説明したが、回路切替手段はこれに限定されない。例えば、サーモスタット弁を採用してもよい。サーモスタット弁は、温度によって体積変化するサーモワックス（感温部材）によって弁体を変位させて冷却媒体通路を開閉する機械的機構で構成される冷却媒体温度応動弁である。従って、サーモスタット弁を採用することで、冷却水温度センサ５２を廃止することもできる。
【０２１６】
（５）上述の実施形態では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を採用してもよい。さらに、ヒートポンプサイクル１０が、圧縮機１１吐出冷媒が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。
【符号の説明】
【０２１７】
１６ 室外熱交換部
１６ａ 冷媒用チューブ
１６ｃ 冷媒側タンク部
１６１ 冷媒側固定用プレート部材
１６２ 冷媒側中間プレート部材
１６２ａ 第１連通穴
１６３ 冷媒側タンク形成部材
４３ ラジエータ部
４３ａ 冷却媒体用チューブ
４３ｃ 冷却媒体側タンク部
４３１ 冷却媒体側固定用プレート部材
４３２ 冷却媒体側中間プレート部材
４３２ａ 第２連通穴
４３３ 冷却媒体側タンク形成部材
５０ アウターフィン
７０ 熱交換器
７０ａ 外気通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３種類の流体間で熱交換可能に構成された複合型の熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、３種類の流体間で熱交換可能に構成された複合型の熱交換器が知られている。例えば、特許文献１に開示された熱交換器では、冷凍サイクル装置の冷媒と室外空気（外気）との間での熱交換、および冷媒とエンジンを冷却する冷却水との間での熱交換が可能に構成された複合型の熱交換器が開示されている。
【０００３】
具体的には、この特許文献１の熱交換器は、両端部が冷媒の集合および分配を行う冷媒タンクに接続された複数本の冷媒チューブを積層配置し、積層配置された冷媒チューブの間に、一端部が冷却水の流通する冷却水タンクに接続されたヒートパイプを配置し、冷媒チューブとヒートパイプとの間に形成された空気通路に熱交換促進用のフィンを配置した構成になっている。
【０００４】
そして、冷凍サイクル装置の運転時には、冷媒に外気の有する熱量および冷却水の有する熱量（すなわち、エンジンの廃熱）を吸熱させることによって、冷媒を蒸発させるとともに、ヒートパイプから伝達されるエンジンの廃熱を熱源として、熱交換器の着霜の抑制を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１５７３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、急速に普及している環境保護や燃費向上を狙った、いわゆるエコラン車両では、通常のガソリンエンジン車両等と比較して、エンジンの廃熱が少なくなっている。
【０００７】
例えば、車両走行用の駆動源としてエンジンと電動モータとを有する、いわゆるハイブリッド車両では、エンジンを停止させて電動モータから出力される駆動力のみで走行する走行モード時には、エンジンの廃熱を得ることができず冷却水の温度を充分に上昇させることができないことがある。
【０００８】
このようにエンジンの廃熱によって冷却水の温度を充分に上昇させることができなくなってしまうと、特許文献１の熱交換器のようにヒートパイプを採用する構成では、ヒートパイプを適切に作動させることができなくなってしまい、冷媒にエンジンの廃熱を吸熱させること、および、熱交換器の着霜を抑制することができなくなってしまう。
【０００９】
さらに、特許文献１の熱交換器では、積層配置された冷媒チューブの間にヒートパイプを配置するために、ヒートパイプを外気の流れ方向に湾曲させて冷却水タンクに接続している（引用文献１の図１１、図１２等参照）。このため、熱交換器の構成が複雑化、大型化してしまうという問題もある。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑み、簡素な構成で、３種類の流体間で適切な熱交換を行うことのできる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１６ａ）および複数本の第１チューブ（１６ａ）の積層方向に延びて第１チューブ（１６ａ）を流通する第１流体の集合あるいは分配を行う第１タンク部（１６ｃ）を有し、第１流体と第１チューブ（１６ａ）の周囲を流れる第３流体とを熱交換させる第１熱交換部（１６）と、第２流体が流通する複数本の第２チューブ（４３ａ）および複数本の第２チューブ（４３ａ）の積層方向に延びて第２チューブ（４３ａ）を流通する第２流体の集合あるいは分配を行う第２タンク部（４３ｃ）を有し、第２流体と第２チューブ（４３ａ）の周囲を流れる第３流体とを熱交換させる第２熱交換部（４３）とを備え、
複数の第１チューブ（１６ａ）のうち少なくとも１つは、複数の第２チューブ（４３ａ）の間に配置され、複数の第２チューブ（４３ａ）のうち少なくとも１つは、複数の第１チューブ（１６ａ）の間に配置され、第１チューブ（１６ａ）と第２チューブ（４３ａ）との間に形成される空間は、第３流体が流通する第３流体用通路（７０ａ）を形成しており、
第３流体用通路（７０ａ）には、双方の熱交換部（１６、４３）における熱交換を促進するとともに、第１チューブ（１６ａ）を流通する第１流体と第２チューブ（４３ａ）を流通する第２流体との間の熱移動を可能とするアウターフィン（５０）が配置され、第１タンク部（１６ｃ）には、第１チューブ（１６ａ）と第２チューブ（４３ａ）の双方が固定され、第２タンク部（４３ｃ）には、第１チューブ（１６ａ）と第２チューブ（４３ａ）の双方が固定されている熱交換器を特徴とする。
【００１２】
これによれば、第１流体および第３流体については、第１チューブ（１６ａ）およびアウターフィン（５０）を介して、適切に熱交換させることができる。第２流体および第３流体とについては、第２チューブ（４３ａ）およびアウターフィン（５０）を介して、適切に熱交換させることができる。さらに、第１流体および第２流体については、アウターフィン（５０）を介して、適切に熱交換させることができる。
【００１３】
従って、３種類の流体間で適切な熱交換を行うことができる。さらに、第１〜３流体の流量調整可能なシステム等に適用することで、３種類の流体間で必要に応じた熱交換量を実現でき、３種類の流体間でより一層適切な熱交換を行うことができる。
【００１４】
しかも、第１タンク部（１６ｃ）に、第１チューブ（１６ａ）と第２チューブ（４３ａ）の双方を固定し、第２タンク部に、第１チューブ（１６ａ）と第２チューブ（４３ａ）の双方を固定する構成を採用しているので、熱交換器の構成を複雑化、大型化させてしまうことを抑制できる。
【００１５】
つまり、第１チューブ（１６ａ）を流通する第１流体の集合あるいは分配を行うために必須の構成である第１タンク部（１６ｃ）および第２チューブ（４３ａ）を流通する第２流体の集合あるいは分配を行うために必須の構成である第２タンク部（４３ｃ）に、双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）を固定するので、双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）の形状を同等の形状とすることができる。
【００１６】
従って、従来技術のように、第１チューブ（１６ａ）および第２チューブ（４３ａ）のうち、一方のチューブ（１６ａ、４３ａ、）を湾曲させる構成を採用する必要がなく、熱交換器全体としての構成が複雑化、大型化してしまうことを抑制できる。その結果、簡素な構成で、３種類の流体間で適切な熱交換を行うことのできる熱交換器を提供できる。
【００１７】
なお、本請求項における「固定」という用語は、双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）と第１タンク部（１６ｃ）、あるいは、双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）と第２タンク部（４３ｃ）が、相対的に移動しない状態になっていることを意味するものであって、双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）と第１タンク部（１６ｃ）、あるいは、双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）と第２タンク部（４３ｃ）が接合されていることに限定されない。
【００１８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の熱交換器において、第１タンク部（１６ｃ）は、第１チューブ（１６ａ）および第２チューブ（４３ａ）が固定される第１固定用プレート部材（１６１）、第１固定用プレート部材（１６１）に固定される第１中間プレート部材（１６２）、並びに、第１固定用プレート部材（１６１）あるいは第１中間プレート部材（１６２）に固定されて内部に第１流体の集合あるいは分配を行う空間が形成される第１タンク形成部材（１６３）を有し、第２タンク部（４３ｃ）は、第１チューブ（１６ａ）および第２チューブ（４３ａ）が固定される第２固定用プレート部材（４３１）、第２固定用プレート部材（４３１）に固定される第２中間プレート部材（４３２）、並びに、第２固定用プレート部材（４３１）あるいは第２中間プレート部材（４３２）に固定されて内部に第２流体の集合あるいは分配を行う空間が形成される第２タンク形成部材（４３３）を有し、
第１中間プレート部材（１６２）には、第１チューブ（１６ａ）を第１タンク形成部材（１６３）の内部に形成される空間に連通させる第１連通穴（１６２ａ）が形成されており、第２中間プレート部材（４３２）には、第２チューブ（４３ａ）を第２タンク形成部材（４３３）の内部に形成される空間に連通させる第２連通穴（４３２ａ）が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、第１、第２タンク部（４３ｃ）に双方のチューブ（１６ａ、４３ａ）が固定されていても、第１タンク部（１６ｃ）が第１チューブ（１６ａ）を流通する第１流体の集合あるいは分配を行う機能を果たし、第２タンク部（４３ｃ）が第２チューブ（４３ａ）を流通する第２流体の集合あるいは分配を行う機能を果たす構成を容易かつ確実に実現できる。
【００２０】
さらに、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の熱交換器において、第１チューブ（１６ａ）は、第１連通穴（１６２ａ）を貫通して、第１タンク形成部材（１６３）の内部に形成される空間に突出し、第２チューブ（４３ａ）は、第２連通穴（４３２ａ）を貫通して、第２タンク形成部材（４３３）の内部に形成される空間に突出していることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、第１チューブ（１６ａ）を第１タンク形成部材（１６３）の内部に形成される空間に確実に連通させることができ、第２チューブ（４３ａ）を第２タンク形成部材（４３３）の内部に形成される空間に確実に連通させることができる。さらに、第１チューブ（１６ａ）の外周部と第１連通穴（１６２ａ）の内周縁部が接合等によって固定され、第２チューブ（４３ａ）の外周部と第２連通穴（４３２ａ）の内周縁部が接合等によって固定されていてもよい。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載の熱交換器において、第１チューブ（１６ａ）および第２チューブ（４３ａ）は、第３流体用通路（７０ａ）を流通する第３流体の流れ方向に複数列配置されており、第１固定用プレート部材（１６１）と第１中間プレート部材（１６２）との間には、第３流体の流れ方向に配列された第２チューブ（４３ａ）同士を連通させる第１連通空間が形成され、第２固定用プレート部材（４３１）と第２中間プレート部材（４３２）との間には、第３流体の流れ方向に配列された前記第１チューブ（１６ａ）同士を連通させる第２連通空間が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
これによれば、第１タンク部（１６ｃ）に固定された第２チューブ（４３ａ）から流出した第２流体を流通させる流路としての第１連通空間を第１タンク部（１６ｃ）の内部に形成でき、第２タンク部（４３ｃ）に固定された第１チューブ（１６ａ）から流出した第１流体を流通させる流路としての第２連通空間を第２タンク部（４３ｃ）の内部に形成できるので、第１チューブ（１６ａ）および第２チューブ（４３ａ）を第３流体の流れ方向に複数列配置する熱交換器であっても熱交換器全体としての大型化を抑制できる。
【００２４】
請求項５に記載の発明のように、請求項２ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器において、第１、第２チューブ（１６ａ、４３ａ）は、第１、第２固定用プレート部材（１６１、４３１）にろう付け接合されることによって、固定されていてもよい。これにより、第１、第２チューブ（１６ａ、４３ａ）を第１、第２固定用プレート部材（１６１、４３１）に容易に固定することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明のように、請求項２ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器において、第１固定用プレート部材（１６１）と第１タンク形成部材（１６３）、および、第２固定用プレート部材（４３１）と第２タンク形成部材（４３３）は、それぞれかしめによって固定されていてもよい。これにより、第１固定用プレート部材（１６１）と第１タンク形成部材（１６３）、および、第２固定用プレート部材（４３１）と第２タンク形成部材（４３３）とを容易に固定することができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明では、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて冷媒を蒸発させる蒸発器として用いられる請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器であって、第１流体は、冷凍サイクルの冷媒であり、第２流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、第３流体は、空気であることを特徴とする。
【００２７】
これによれば、第１流体である冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させた際に蒸発器（熱交換器）に着霜が生じても、第２流体である熱媒体の有する熱量によって、除霜を行うことができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明では、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて圧縮機吐出冷媒を放熱させる放熱器として用いられる請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器であって、第１流体は、冷凍サイクルの冷媒であり、第２流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、第３流体は、空気であることを特徴とする。
【００２９】
これによれば、冷凍サイクルを作動させて圧縮機吐出冷媒の有する熱量によって空気を加熱することができるとともに、熱媒体の有する熱量によって空気を加熱することもできる。
【００３０】
請求項９に記載の発明では、車両用冷却システムに適用される請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器であって、第１流体は、作動時に発熱を伴う第１車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、第２流体は、作動時に発熱を伴う第２車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、第３流体は、空気であることを特徴とする。
【００３１】
ここで、車両には作動時に発熱を伴う様々な車載機器が搭載されており、これらの車載機器の発熱量は、車両の走行状態（走行負荷）に応じてそれぞれ変化する。従って、本請求項に記載の発明によれば、発熱量の大きい車載機器の熱量を、空気のみならず、発熱量の小さい車載機器へ放熱させることも可能となる。なお、作動時に発熱を伴う車載機器としては、エンジン（内燃機関）、走行用電動モータ、インバータ、電気機器等がある。
【００３２】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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】
【００３３】
【図１】第１実施形態のヒートポンプサイクルの暖房運転時の冷媒流路等を示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態のヒートポンプサイクルの除霜運転時の冷媒流路等を示す全体構成図である。
【図３】第１実施形態のヒートポンプサイクルの廃熱回収運転時の冷媒流路等を示す全体構成図である。
【図４】第１実施形態のヒートポンプサイクルの冷房運転時の冷媒流路等を示す全体構成図である。
【図５】第１実施形態の熱交換器の外観斜視図である。
【図６】第１実施形態の熱交換器の分解斜視図である。
【図７】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図８】第１実施形態の熱交換器における冷媒および冷却水の流れを説明する模式的な斜視図である。
【図９】第２実施形態の熱交換器の外観斜視図である。
【図１０】第２実施形態の熱交換器の分解斜視図である。
【図１１】（ａ）は、第３実施形態の熱交換器の図６のＢ部に対応する分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に対応する部位の外観斜視図を一部断面図としたものであり、（ｃ）は、（ｂ）のＣ−Ｃ断面図であり、（ｄ）は、（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である
【図１２】（ａ）は、第４実施形態の熱交換器の図６のＢ部に対応する分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に対応する部位の外観斜視図を一部断面図としたものであり、（ｃ）は、（ｂ）のＣ−Ｃ断面図であり、（ｄ）は、（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である
【図１３】第３実施形態のヒートポンプサイクルの廃熱回収運転時の冷媒流路等を示す全体構成図である。
【図１４】（ａ）は、他の実施形態の熱交換器における図５のＡ−Ａ断面図に対応する図面であり、（ｂ）は、他の実施形態の別の熱交換器における図５のＡ−Ａ断面図に対応する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（第１実施形態）
図１〜８により、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本発明の熱交換器７０を、車両用空調装置１において車室内送風空気の温調を行うヒートポンプサイクル１０に適用している。図１〜４は、本実施形態の車両用空調装置１の全体構成図である。この車両用空調装置１は、内燃機関（エンジン）および走行用電動モータＭＧから車両走行用の駆動力を得る、いわゆるハイブリッド車両に適用されている。
【００３５】
ハイブリッド車両は、車両の走行負荷等に応じてエンジンを作動あるいは停止させて、エンジンおよび走行用電動モータＭＧの双方から駆動力を得て走行する走行状態や、エンジンを停止させて走行用電動モータＭＧのみから駆動力を得て走行する走行状態等を切り替えることができる。これにより、ハイブリッド車両では、車両走行用の駆動力をエンジンのみから得る通常の車両に対して車両燃費を向上させることができる。
【００３６】
ヒートポンプサイクル１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される車室内送風空気を加熱あるいは冷却する機能を果たす蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。従って、このヒートポンプサイクル１０は、冷媒流路を切り替えて、熱交換対象流体である車室内送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房運転（加熱運転）、車室内送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房運転（冷却運転）を実行できる。
【００３７】
さらに、このヒートポンプサイクル１０では、暖房運転時に冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する後述する複合型の熱交換器７０の室外熱交換部１６に着いた霜を融解させて取り除く除霜運転、暖房運転時に外部熱源として走行用電動モータＭＧの有する熱量を冷媒に吸熱させる廃熱回収運転を実行することもできる。なお、図１〜４のヒートポンプサイクル１０に示す全体構成図では、各運転時における冷媒の流れを実線矢印で示している。
【００３８】
また、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。この冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
【００３９】
まず、圧縮機１１は、エンジンルーム内に配置されて、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機１１ａを電動モータ１１ｂにて駆動する電動圧縮機である。固定容量型圧縮機１１ａとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。
【００４０】
電動モータ１１ｂは、後述する空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１１の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータ１１ｂが圧縮機１１の吐出能力変更手段を構成する。
【００４１】
圧縮機１１の冷媒吐出口には、利用側熱交換器としての室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、車両用空調装置１の室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されて、その内部を流通する高温高圧冷媒と後述する室内蒸発器２０通過後の車室内送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器である。なお、室内空調ユニット３０の詳細構成については後述する。
【００４２】
室内凝縮器１２の冷媒出口側には、暖房運転時に室内凝縮器１２から流出した冷媒を減圧膨張させる暖房運転用の減圧手段としての暖房用固定絞り１３が接続されている。この暖房用固定絞り１３としては、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用できる。暖房用固定絞り１３の出口側には、複合型の熱交換器７０の室外熱交換部１６の冷媒入口側が接続されている。
【００４３】
さらに、室内凝縮器１２の冷媒出口側には、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、暖房用固定絞り１３を迂回させて室外熱交換部１６側へ導く固定絞り迂回用通路１４が接続されている。この固定絞り迂回用通路１４には、固定絞り迂回用通路１４を開閉する開閉弁１５ａが配置されている。開閉弁１５ａは、空調制御装置から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。
【００４４】
また、冷媒が開閉弁１５ａを通過する際に生じる圧力損失は、固定絞り１３を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、開閉弁１５ａが開いている場合には固定絞り迂回用通路１４側を介して室外熱交換部１６へ流入し、開閉弁１５ａが閉じている場合には暖房用固定絞り１３を介して室外熱交換部１６へ流入する。
【００４５】
これにより、開閉弁１５ａは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒流路を切り替えることができる。従って、本実施形態の開閉弁１５ａは、冷媒流路切替手段としての機能を果たす。なお、このような冷媒流路切替手段としては、室内凝縮器１２出口側と暖房用固定絞り１３入口側とを接続する冷媒回路および室内凝縮器１２出口側と固定絞り迂回用通路１４入口側とを接続する冷媒回路を切り替える電気式の三方弁等を採用してもよい。
【００４６】
室外熱交換部１６は、熱交換器７０において内部を流通する低圧冷媒と送風ファン１７から送風された外気とを熱交換させる熱交換部である。この室外熱交換部１６は、エンジンルーム内に配置されて、暖房運転時には、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発用熱交換部として機能し、冷房運転時には、高圧冷媒を放熱させる放熱用熱交換部として機能する。
【００４７】
また、送風ファン１７は、空調制御装置から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。さらに、本実施形態の熱交換器７０では、上述の室外熱交換部１６および走行用電動モータＭＧを冷却する冷却水と送風ファン１７から送風された外気とを熱交換させる後述するラジエータ部４３と一体的に構成している。
【００４８】
このため、本実施形態の送風ファン１７は、室外熱交換部１６およびラジエータ部４３の双方に向けて外気を送風する室外送風手段を構成している。なお、室外熱交換部１６およびラジエータ部４３とを一体的に構成した複合型の熱交換器７０の詳細構成については後述する。
【００４９】
室外熱交換部１６の出口側には、電気式の三方弁１５ｂが接続されている。この三方弁１５ｂは、空調制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御されるもので、上述した開閉弁１５ａとともに、冷媒流路切替手段を構成している。
【００５０】
より具体的には、三方弁１５ｂは、暖房運転時には、室外熱交換部１６の出口側と後述するアキュムレータ１８の入口側とを接続する冷媒流路に切り替え、冷房運転時には、室外熱交換部１６の出口側と冷房用固定絞り１９の入口側とを接続する冷媒流路に切り替える。
【００５１】
冷房用固定絞り１９は、冷房運転時に室外熱交換部１６から流出した冷媒を減圧膨張させる冷房運転用の減圧手段であり、その基本的構成は、暖房用固定絞り１３と同様である。冷房用固定絞り１９の出口側には、室内蒸発器２０の冷媒入口側が接続されている。
【００５２】
室内蒸発器２０は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内のうち、室内凝縮器１２よりも空気流れの上流側に配置されて、その内部を流通する冷媒と車室内送風空気とを熱交換させ、車室内送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。室内蒸発器２０の冷媒出口側には、アキュムレータ１８の入口側が接続されている。
【００５３】
アキュムレータ１８は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える低圧側冷媒用の気液分離器である。アキュムレータ１８の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入側が接続されている。従って、このアキュムレータ１８は、圧縮機１１に液相冷媒が吸入されてしまうことを抑制して、圧縮機１１の液圧縮を防止する機能を果たす。
【００５４】
次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、前述の室内凝縮器１２、室内蒸発器２０等を収容したものである。
【００５５】
ケーシング３１は、車室内に送風される車室内送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。ケーシング３１内の車室内送風空気流れ最上流側には、車室内空気（内気）と外気とを切替導入する内外気切替装置３３が配置されている。
【００５６】
内外気切替装置３３には、ケーシング３１内に内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口が形成されている。さらに、内外気切替装置３３の内部には、内気導入口および外気導入口の開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドアが配置されている。
【００５７】
内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入された空気を車室内へ向けて送風する送風機３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。
【００５８】
送風機３２の空気流れ下流側には、室内蒸発器２０および室内凝縮器１２が、車室内送風空気の流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２０は、室内凝縮器１２に対して、車室内送風空気の流れ方向上流側に配置されている。
【００５９】
さらに、室内蒸発器２０の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２の空気流れ上流側には、室内蒸発器２０通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１２を通過させる風量割合を調整するエアミックスドア３４が配置されている。また、室内凝縮器１２の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて冷媒と熱交換して加熱された送風空気と室内凝縮器１２を迂回して加熱されていない送風空気とを混合させる混合空間３５が設けられている。
【００６０】
ケーシング３１の空気流れ最下流部には、混合空間３５にて混合された空調風を、冷却対象空間である車室内へ吹き出す吹出口が配置されている。具体的には、この吹出口としては、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口、および、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）が設けられている。
【００６１】
従って、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２を通過させる風量の割合を調整することによって、混合空間３５にて混合された空調風の温度が調整され、各吹出口から吹き出される空調風の温度が調整される。つまり、エアミックスドア３４は、車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整手段を構成している。
【００６２】
換言すると、エアミックスドア３４は、利用側熱交換器を構成する室内凝縮器１２において、圧縮機１１吐出冷媒と車室内送風空気との熱交換量を調整する熱交換量調整手段としての機能を果たす。なお、エアミックスドア３４は、空調制御装置から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
【００６３】
さらに、フェイス吹出口、フット吹出口、およびデフロスタ吹出口の空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス吹出口の開口面積を調整するフェイスドア、フット吹出口の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ吹出口の開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。
【００６４】
これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、空調制御装置から出力される制御信号によってその作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
【００６５】
次に、冷却水循環回路４０について説明する。この冷却水循環回路４０は、作動時に発熱を伴う車載機器の一つである前述の走行用電動モータＭＧの内部に形成された冷却水通路に、冷却媒体（熱媒体）としての冷却水（例えば、エチレングリコール水溶液）を循環させて、走行用電動モータＭＧを冷却する冷却媒体循環回路である。
【００６６】
この冷却水循環回路４０には、冷却水ポンプ４１、電気式の三方弁４２、複合型の熱交換器７０のラジエータ部４３、このラジエータ部４３を迂回させて冷却水を流すバイパス通路４４等が配置されている。
【００６７】
冷却水ポンプ４１は、冷却水循環回路４０において冷却水を走行用電動モータＭＧの内部に形成された冷却水通路へ圧送する電動式のポンプであり、空調制御装置から出力される制御信号によって回転数（流量）が制御される。従って、冷却水ポンプ４１は、走行用電動モータＭＧを冷却する冷却水の流量を変化させて冷却能力を調整する冷却能力調整手段としての機能を果たす。
【００６８】
三方弁４２は、冷却水ポンプ４１の入口側とラジエータ部４３の出口側とを接続して冷却水をラジエータ部４３へ流入させる冷却媒体回路、および、冷却水ポンプ４１の入口側とバイパス通路４４の出口側とを接続して冷却水をラジエータ部４３を迂回させて流す冷却媒体回路を切り替える。この三方弁４２は、空調制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御されるもので、冷却媒体回路の回路切替手段を構成している。
【００６９】
つまり、本実施形態の冷却水循環回路４０では、図１等の破線矢印に示すように、冷却水ポンプ４１→走行用電動モータＭＧ→ラジエータ部４３→冷却水ポンプ４１の順に冷却水を循環させる冷却媒体回路と、冷却水ポンプ４１→走行用電動モータＭＧ→バイパス通路４４→冷却水ポンプ４１の順に冷却水を循環させる冷却媒体回路とを切り替えることができる。
【００７０】
従って、走行用電動モータＭＧの作動中に、三方弁４２が、冷却水をラジエータ部４３を迂回させて流す冷却媒体回路に切り替えると、冷却水はラジエータ部４３にて放熱することなく、その温度を上昇させる。つまり、三方弁４２が、冷却水をラジエータ部４３を迂回させて流す冷却媒体回路に切り替えた際には、走行用電動モータＭＧの有する熱量（発熱量）が冷却水に蓄熱されることになる。
【００７１】
室外熱交換部１６は、エンジンルーム内に配置されて、冷却水と送風ファン１７から送風された外気とを熱交換させる放熱用熱交換部として機能する。前述の如く、ラジエータ部４３は、室外熱交換部１６とともに複合型の熱交換器７０を構成している。
【００７２】
ここで、図５〜８を用いて、本実施形態の複合型の熱交換器７０の詳細構成について説明する。図５は、本実施形態の熱交換器７０の外観斜視図であり、図６は、熱交換器７０の分解斜視図であり、図７は、図５のＡ−Ａ断面図であり、図８は、熱交換器７０における冷媒流れおよび冷却水流れを説明するための模式的な斜視図である。
【００７３】
まず、図５、６に示すように、室外熱交換部１６およびラジエータ部４３は、それぞれ冷媒または冷却水を流通させる複数本のチューブ、この複数本のチューブの両端側に配置されてそれぞれのチューブを流通する冷媒または冷却水の集合あるいは分配を行う一対の集合分配用タンク等を有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器構造に構成されている。
【００７４】
より具体的には、室外熱交換部１６は、第１流体としての冷媒が流通する複数本の冷媒用チューブ１６ａ、および、複数本の冷媒用チューブ１６ａの積層方向に延びて冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒の集合あるいは分配を行う冷媒側タンク部１６ｃを有し、冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒と冷媒用チューブ１６ａの周囲を流れる第３流体としての空気（送風ファン１７から送風された外気）とを熱交換させる熱交換部である。
【００７５】
一方、ラジエータ部４３は、第２流体としての冷却水が流通する複数本の冷却媒体用チューブ４３ａ、および、冷却媒体用チューブ４３ａの積層方向に延びて冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水の集合あるいは分配を行う冷却媒体側タンク部４３ｃを有し、冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水と冷却媒体用チューブ４３ａの周囲を流れる空気（送風ファン１７から送風された外気）とを熱交換させる熱交換部である。
【００７６】
まず、冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａとしては、長手方向垂直断面の形状が扁平形状の扁平チューブが採用されている。そして、図６の分解斜視図に示すように、室外熱交換部１６の冷媒用チューブ１６ａおよびラジエータ部４３の冷却媒体用チューブ４３ａが、それぞれ送風ファン１７によって送風された外気の流れ方向Ｘに沿って２列配置されている。
【００７７】
さらに、外気の流れ方向風上側に配列された冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａは、その外表面のうち平坦面同士が互いに平行に、かつ、対向するように所定の間隔を開けて交互に積層配置されている。同様に、外気の流れ方向風下側に配列された冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａについても、所定の間隔を開けて交互に積層配置されている。
【００７８】
換言すると、本実施形態の冷媒用チューブ１６ａは、冷却媒体用チューブ４３ａの間に配置され、冷却媒体用チューブ４３ａは、冷媒用チューブ１６ａの間に配置されている。さらに、冷媒用チューブ１６ａと冷却媒体用チューブ４３ａとの間に形成される空間は、送風ファン１７によって送風された外気が流通する外気通路７０ａ（第３流体用通路）を形成している。
【００７９】
そして、この外気通路７０ａには、室外熱交換部１６における冷媒と外気との熱交換およびラジエータ部４３における冷却水と外気との熱交換を促進するとともに、冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒と冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水との間の熱移動を可能とするアウターフィン５０が配置されている。
【００８０】
このアウターフィン５０としては、伝熱性に優れる金属の薄板を波状に曲げ成形したコルゲートフィンが採用されており、本実施形態では、このアウターフィン５０が、冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａの双方に接合されていることによって、冷媒用チューブ１６ａと冷却媒体用チューブ４３ａとの間の熱移動を可能としている。
【００８１】
次に、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃについて説明する。これらのタンク部１６ｃ、４３ｃの基本的構成は同様である。冷媒側タンク部１６ｃは、２列に配置された冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａの双方が固定される冷媒側固定用プレート部材１６１、冷媒側固定用プレート部材１６１に固定される冷媒側中間プレート部材１６２、並びに、冷媒側タンク形成部材１６３を有している。
【００８２】
冷媒側中間プレート部材１６２には、図７の断面図に示すように、冷媒側固定用プレート部材１６１に固定されることによって、冷媒側固定用プレート部材１６１との間に冷却媒体用チューブ４３ａに連通する複数の空間を形成する複数の凹み部１６２ｂが形成されている。この空間は、外気の流れ方向Ｘに２列に並んだ冷却媒体用チューブ４３ａ同士を互いに連通させる冷却媒体用連通空間としての機能を果たす。
【００８３】
なお、図７では、図示の明確化のため、冷却媒体側中間プレート部材４３２に設けられた凹み部４３２ｂ周辺の断面を図示しているが、前述の如く、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃの基本的構成は同様なので、冷媒側接続用プレート部材１６１および凹み部１６２ｂ等についてはカッコを付して符合を記載している。
【００８４】
また、冷媒側中間プレート部材１６２のうち冷媒用チューブ１６ａに対応する部位にはその表裏を貫通する第１連通穴１６２ａが設けられ、この第１連通穴１６２ａには冷媒用チューブ１６ａが貫通している。これにより、冷媒用チューブ１６ａが冷媒側タンク形成部材１６３内に形成される空間に連通している。
【００８５】
さらに、冷媒側タンク部１６ｃ側の端部では、冷媒用チューブ１６ａが冷却媒体用チューブ４３ａよりも、冷媒側タンク部１６ｃ側へ突出している。つまり、冷媒用チューブ１６ａの冷媒側タンク部１６ｃ側の端部と冷却媒体用チューブ４３ａの冷媒側タンク部１６ｃ側の端部は、不揃いに配置されている。
【００８６】
冷媒側タンク形成部材１６３は、冷媒側固定用プレート部材１６１および冷媒側中間プレート部材１６２に固定されることによって、その内部に冷媒の集合を行う集合空間１６３ａおよび冷媒の分配を行う分配空間１６３ｂを形成するものである。具体的には、冷媒側タンク形成部材１６３は、平板金属にプレス加工を施すことにより、その長手方向から見たときに、二山状（Ｗ字状）に形成されている。
【００８７】
そして、冷媒側タンク形成部材１６３の二山状の中央部１６３ｃが冷媒側中間プレート部材１６２に接合されることによって、集合空間１６３ａおよび分配空間１６３ｂが区画されている。なお、本実施形態では、外気の流れ方向Ｘの風上側に集合空間１６３ａが配置され、さらに、外気の流れ方向Ｘの風下側に分配空間１６３ｂが配置されている。
【００８８】
この中央部１６３ｃは、冷媒側中間プレート部材１６２に形成された凹み部１６２ｂに適合する形状に形成されており、集合空間１６３ａと分配空間１６３ｂは、冷媒側固定用プレート部材１６１および冷媒側中間プレート部材１６２の接合部位から内部の冷媒が漏れないように区画されている。
【００８９】
さらに、前述の如く、冷媒用チューブ１６ａは、冷媒側中間プレート部材１６２の第１連通穴１６２ａを貫通して、冷媒側タンク形成部材１６３の内部に形成される集合空間１６３ａあるいは分配空間１６３ｂへ突出していることにより、外気の流れ方向Ｘの風上側に配列された冷媒用チューブ１６ａは集合空間１６３ａに連通し、外気の流れ方向Ｘの風下側に配列された冷媒用チューブ１６ａは分配空間１６３ｂに連通している。
【００９０】
また、冷媒側タンク形成部材１６３の長手方向一端側には、分配空間１６３ｂへ冷媒を流入させる冷媒流入配管１６４が接続されるとともに、集合空間１６３ａから冷媒を流出させる冷媒流出配管１６５が接続されている。さらに、冷媒側タンク形成部材１６３の長手方向他端側は、閉塞部材によって閉塞されている。
【００９１】
一方、冷却媒体側タンク部４３ｃについても、図６に示すように、同様の構成の冷却媒体側固定用プレート部材４３１、冷却媒体側固定用プレート部材４３１に固定される冷却媒体側中間プレート部材４３２、並びに、冷却媒体側タンク形成部材４３３を有している。
【００９２】
さらに、冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側中間プレート部材４３２との間には、冷却媒体側中間プレート部材４３２に設けられた凹み部４３２ｂによって、外気の流れ方向Ｘに２列に並んだ冷媒用チューブ１６ａ同士を互いに連通させる冷媒用連通空間が形成されている。
【００９３】
また、冷却媒体側中間プレート部材４３２のうち冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位にはその表裏を貫通する第２連通穴４３２ａが設けられ、この第２連通穴４３２ａには冷却媒体用チューブ４３ａが貫通している。これにより、冷却媒体用チューブ４３ａが冷却媒体媒側タンク形成部材４３３内に形成される空間に連通している。
【００９４】
従って、冷却媒体側タンク部４３ｃ側の端部では、冷却媒体用チューブ４３ａが冷媒用チューブ１６ａよりも、冷却媒体側タンク部４３ｃ側へ突出している。つまり、冷媒用チューブ１６ａの冷却媒体側タンク部４３ｃ側の端部と冷却媒体用チューブ４３ａの冷却媒体側タンク部４３ｃ側の端部は、不揃いに配置されている。
【００９５】
さらに、冷却媒体側タンク形成部材４３３は、冷却媒体側固定用プレート部材４３１および冷却媒体側中間プレート部材４３２に固定されることによって、内部に冷却媒体側タンク形成部材４３３の中央部４３３ｃによって区画された冷却媒体の集合空間４３３ａおよび冷却媒体の分配空間４３３ｂを形成している。なお、本実施形態では、外気の流れ方向Ｘの風上側に分配空間４３３ｂが配置され、外気の流れ方向Ｘ風下側に集合空間４３３ａが配置されている。
【００９６】
また、冷却媒体側タンク形成部材４３３の長手方向一端側には、分配空間４３３ｂへ冷却媒体を流入させる冷却媒体流入配管４３４が接続されるとともに、集合空間４３３ａから冷却媒体を流出させる冷却媒体流出配管４３５が接続されている。さらに、冷却媒体側タンク部４３ｃの長手方向他端側は、閉塞部材によって閉塞されている。
【００９７】
従って、本実施形態の熱交換器７０では、図８の模式的な斜視図に示すように、冷媒流入配管１６４を介して冷媒側タンク部１６ｃの分配空間１６３ｂへ流入した冷媒が、２列に並んだ冷媒用チューブ１６ａのうち、外気の流れ方向Ｘの風下側に配列された各冷媒用チューブ１６ａへ流入する。
【００９８】
そして、風下側に配列された各冷媒用チューブ１６ａから流出した冷媒が、冷却媒体側タンク部４３ｃの冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側中間プレート部材４３２との間に形成された冷媒用連通空間を介して、外気の流れ方向Ｘの風上側に配列された各冷媒用チューブ１６ａへ流入する。
【００９９】
さらに、風上側に配列された各冷媒用チューブ１６ａから流出した冷媒は、図１０の実線矢印で示すように、冷媒側タンク部１６ｃの集合空間１６３ａにて集合して、冷媒流出配管１６５から流出していく。つまり、本実施形態の熱交換器７０では、冷媒が、風下側の冷媒用チューブ１６ａ→冷却媒体側タンク部４３ｃの冷媒用連通空間→風上側の冷媒用チューブ１６ａの順にＵターンしながら流れることになる。
【０１００】
同様に、冷却水については、風上側の冷却媒体用チューブ４３ａ→冷媒側タンク部１６ｃの冷却媒体用連通空間→風下側の冷却媒体用チューブ４３ａの順にＵターンしながら流れることになる。従って、隣り合う冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒と冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水とは、その流れ方向が互いに対向する方向となる。
【０１０１】
また、上述した室外熱交換部１６の冷媒用チューブ１６ａ、ラジエータ部４３の冷却媒体用チューブ４３ａ、冷媒側タンク部１６ｃの各構成部品、冷却媒体側タンク部４３ｃの各構成部品およびアウターフィン５０は、いずれも同一の金属材料（本実施形態では、アルミニウム合金）で形成されている。
【０１０２】
そして、冷媒側中間プレート部材１６２を挟み込んだ状態で冷媒側固定用プレート部材１６１と冷媒側タンク形成部材１６３がかしめによって固定され、また、冷却媒体側中間プレート部材４３２を挟み込んだ状態で冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側タンク形成部材４３３が、かしめによって固定されている。
【０１０３】
さらに、かしめ固定された状態の熱交換器７０全体を加熱炉内へ投入して加熱し、各構成部品表面に予めクラッドされたろう材を融解させ、さらに、再びろう材が凝固するまで冷却することで、各構成部品が一体にろう付けされる。これにより、室外熱交換部１６とラジエータ部４３とが一体化されている。
【０１０４】
なお、上記の説明から明らかなように、本実施形態の冷媒は、特許請求の範囲に記載された第１流体に対応し、冷却水は第２流体に対応し、空気（外気）は第３流体に対応し、室外熱交換部１６は、第１熱交換部に対応し、ラジエータ部４３は、第２熱交換部に対応し、冷媒用チューブ１６ａは第１チューブに対応し、冷媒側タンク部１６ｃは第１タンク部に対応し、冷却媒体用チューブ４３ａは第２チューブに対応し、冷却媒体側タンク部４３ｃは第２タンク部に対応している。
【０１０５】
また、冷媒側固定用プレート部材１６１、冷媒側中間プレート部材１６２、冷媒側タンク形成部材１６３および冷却媒体用連通空間が、それぞれ特許請求の範囲に記載された第１固定用プレート部材、第１中間プレート部材、第１タンク形成部材および第１連通空間に対応し、冷却媒体側固定用プレート部材４３１、冷却媒体側中間プレート部材４３２、冷却媒体側タンク形成部材４３３および冷媒用連通空間が、それぞれ第２固定用プレート部材、第２中間プレート部材、第２タンク形成部材および第２連通空間に対応している。
【０１０６】
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種空調制御機器１１、１５ａ、１５ｂ、１７、４１、４２等の作動を制御する。
【０１０７】
また、空調制御装置の入力側には、車室内温度を検出する内気センサ、外気温を検出する外気センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、室内蒸発器２０の吹出空気温度（蒸発器温度）を検出する蒸発器温度センサ、圧縮機１１吐出冷媒温度を検出する吐出冷媒温度センサ、室外熱交換部１６出口側冷媒温度Ｔｅを検出する出口冷媒温度センサ５１、走行用電動モータＭＧへ流入する冷却水温度Ｔｗを検出する冷却水温度検出手段としての冷却水温度センサ５２等の種々の空調制御用のセンサ群が接続されている。
【０１０８】
なお、本実施形態では、冷却水温度センサ５２によって、冷却水ポンプ４１から圧送された冷却水温度Ｔｗを検出しているが、もちろん冷却水ポンプ４１に吸入される冷却水温度Ｔｗを検出してもよい。
【０１０９】
さらに、空調制御装置の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、車両用空調装置の作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、運転モードの選択スイッチ等が設けられている。
【０１１０】
なお、空調制御装置は、圧縮機１１の電動モータ１１ｂ、開閉弁１５ａ等を制御する制御手段が一体に構成され、これらの作動を制御するものであるが、本実施形態では、空調制御装置のうち、圧縮機１１の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が冷媒吐出能力制御手段を構成し、冷媒流路切替手段を構成する各種機器１５ａ、１５ｂの作動を制御する構成が冷媒流路制御手段を構成し、冷却水の回路切替手段を構成する三方弁４２の作動を制御する構成が冷却媒体回路制御手段を構成している。
【０１１１】
さらに、本実施形態の空調制御装置は、上述した空調制御用のセンサ群の検出信号に基づいて、室外熱交換部１６に着霜が生じているか否かを判定する構成（着霜判定手段）を有している。具体的には、本実施形態の着霜判定手段では、車両の車速が予め定めた基準車速（本実施形態では、２０ｋｍ／ｈ）以下であって、かつ、室外熱交換部１６出口側冷媒温度Ｔｅが０℃以下のときに、室外熱交換部１６に着霜が生じていると判定する。
【０１１２】
次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。本実施形態の車両用空調装置１では、車室内を暖房する暖房運転、車室内を冷房する冷房運転を実行することができるとともに、暖房運転時に、除霜運転、廃熱回収運転を実行することができる。以下に各運転における作動を説明する。
【０１１３】
（ａ）暖房運転
暖房運転は、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって暖房運転モードが選択されると開始される。そして、暖房運転時に、着霜判定手段によって室外熱交換部１６の着霜が生じていると判定された際には除霜運転が実行され、冷却水温度センサ５２によって検出された冷却水温度Ｔｗが予め定めた基準温度（本実施形態では、６０℃）度以上になった際には廃熱回収運転が実行される。
【０１１４】
まず、通常の暖房運転時には、空調制御装置が、開閉弁１５ａを閉じるとともに、三方弁１５ｂを室外熱交換部１６の出口側とアキュムレータ１８の入口側とを接続する冷媒流路に切り替え、さらに、冷却水ポンプ４１を予め定めた所定流量の冷却水を圧送するように作動させるとともに、冷却水循環回路４０の三方弁４２を冷却水がラジエータ部４３を迂回して流れる冷却媒体回路に切り替える。
【０１１５】
これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図１の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられ、冷却水循環回路４０は、図１の破線矢印に示すように冷媒が流れる冷却媒体回路に切り替えられる。
【０１１６】
この冷媒流路および冷却媒体回路の構成で、空調制御装置が上述の空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込む。そして、検出信号および操作信号の値に基づいて車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。さらに、算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、空調制御装置の出力側に接続された各種空調制御機器の作動状態を決定する。
【０１１７】
例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２０の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。
【０１１８】
そして、この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯと蒸発器温度センサによって検出された室内蒸発器２０からの吹出空気温度との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて室内蒸発器２０からの吹出空気温度が目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。
【０１１９】
また、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、目標吹出温度ＴＡＯ、室内蒸発器２０からの吹出空気温度および吐出冷媒温度センサによって検出された圧縮機１１吐出冷媒温度等を用いて、車室内へ吹き出される空気の温度が車室内温度設定スイッチによって設定された乗員の所望の温度となるように決定される。
【０１２０】
なお、通常の暖房運転時、除霜運転時、および廃熱回収運転時には、送風機３２から送風された車室内送風空気の全風量が、室内凝縮器１２を通過するようにエアミックスドア３４の開度を制御してもよい。
【０１２１】
そして、上記の如く決定された制御信号等を各種空調制御機器へ出力する。その後、操作パネルによって車両用空調装置の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各種空調制御機器の作動状態決定→制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。なお、このような制御ルーチンの繰り返しは、他の運転時にも基本的に同様に行われる。
【０１２２】
通常の暖房運転時のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、送風機３２から送風されて室内蒸発器２０を通過した車室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、車室内送風空気が加熱される。
【０１２３】
室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、開閉弁１５ａが閉じているので、暖房用固定絞り１３へ流入して減圧膨張される。そして、暖房用固定絞り１３にて減圧膨張された低圧冷媒は、室外熱交換部１６へ流入する。室外熱交換部１６へ流入した低圧冷媒は、送風ファン１７によって送風された外気から吸熱して蒸発する。
【０１２４】
この際、冷却水循環回路４０では、冷却水がラジエータ部４３を迂回して流れる冷却媒体回路に切り替えられているので、冷却水が室外熱交換部１６を流通する冷媒に放熱することや、冷却水が室外熱交換部１６を流通する冷媒から吸熱することはない。つまり、冷却水が室外熱交換部１６を流通する冷媒に対して熱的な影響を及ぼすことはない。
【０１２５】
室外熱交換部１６から流出した冷媒は、三方弁１５ｂが、室外熱交換部１６の出口側とアキュムレータ１８の入口側とを接続する冷媒流路に切り替えられているので、アキュムレータ１８へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ１８にて分離された気相冷媒が、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。
【０１２６】
以上の如く、通常の暖房運転時には、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された冷媒の有する熱量によって車室内送風空気が加熱されて、車室内の暖房を行うことができる。
【０１２７】
（ｂ）除霜運転
次に、除霜運転について説明する。ここで、本実施形態のヒートポンプサイクル１０のように、室外熱交換部１６にて冷媒と外気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる冷凍サイクル装置では、室外熱交換部１６における冷媒蒸発温度が着霜温度（具体的には、０℃）以下になってしまうと室外熱交換部１６に着霜が生じるおそれがある。
【０１２８】
このような着霜が生じると、熱交換器７０の外気通路７０ａが霜によって閉塞されてしまうので、室外熱交換部１６の熱交換能力が著しく低下してしまう。そこで、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、暖房運転時に、着霜判定手段によって室外熱交換部１６の着霜が生じていると判定された際に除霜運転を実行する。
【０１２９】
この除霜運転では、空調制御装置が圧縮機１１の作動を停止させるとともに、送風ファン１７の作動を停止させる。従って、除霜運転時には、通常の暖房運転時に対して、室外熱交換部１６へ流入する冷媒流量が減少し、外気通路７０ａへ流入する外気の風量が減少することになる。
【０１３０】
さらに、空調制御装置が冷却水循環回路４０の三方弁４２を、図２の破線矢印に示すように、冷却水をラジエータ部４３へ流入させる冷却媒体回路に切り替える。これにより、ヒートポンプサイクル１０に冷媒は循環することはなく、冷却水循環回路４０は、図２の破線矢印に示すように冷媒が流れる冷却媒体回路に切り替えられる。
【０１３１】
従って、ラジエータ部４３の冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水の有する熱量がアウターフィン５０を介して、室外熱交換部１６に伝熱されて、室外熱交換部１６の除霜がなされる。つまり、走行用電動モータＭＧの廃熱を有効に利用した除霜が実現される。
【０１３２】
（ｃ）廃熱回収運転
次に、廃熱回収運転について説明する。ここで、走行用電動モータＭＧのオーバーヒートを抑制するためには、冷却水の温度は所定の上限温度以下に維持されるとともに、走行用電動モータＭＧの内部に封入された潤滑用オイルの粘度増加によるフリクションロスを低減するためには、冷却水の温度は所定の下限温度以上に維持されることが望ましい。
【０１３３】
そこで、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、暖房運転時に、冷却水温度Ｔｗが予め定めた基準温度（本実施形態では、６０℃）度以上になった際に廃熱回収運転が実行される。この除霜運転では、ヒートポンプサイクル１０の三方弁１５ｂについては、通常の暖房運転時と同様に作動させ、冷却水循環回路４０の三方弁４２については、除霜運転時と同様に、冷却水を図３の破線矢印に示すようにラジエータ部４３へ流入させる冷却媒体回路に切り替える。
【０１３４】
従って、図３の実線矢印に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧高温冷媒は、通常の暖房運転時と同様に、室内凝縮器１２にて車室内送風空気を加熱し、暖房用固定絞り１３にて減圧膨張されて１６へ流入する。
【０１３５】
室外熱交換部１６へ流入した低圧冷媒は、三方弁４２が冷却水をラジエータ部４３へ流入させる冷却媒体回路に切り替えているので、送風ファン１７によって送風された外気の有する熱量とアウターフィン５０を介して伝熱される冷却水の有する熱量との双方を吸熱して吸熱して蒸発する。その他の作動は、通常の暖房運転時と同様である。
【０１３６】
以上の如く、廃熱回収運転時には、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された冷媒の有する熱量によって車室内送風空気が加熱されて、車室内の暖房を行うことができる。この際、冷媒が外気の有する熱量のみならず、アウターフィン５０を介して伝熱される冷却水の有する熱量を吸熱するので、走行用電動モータＭＧの廃熱を有効に利用した車室内の暖房を実現できる。
【０１３７】
（ｄ）冷房運転
冷房運転は、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって冷房運転モードが選択されると開始される。この冷房運転時には、空調制御装置が、開閉弁１５ａを開くとともに、三方弁１５ｂを室外熱交換部１６の出口側と冷房用固定絞り１９の入口側とを接続する冷媒流路に切り替える。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図４の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。
【０１３８】
この際、冷却水循環回路４０の三方弁４２については、冷却水温度Ｔｗが基準温度以上になった際には、冷却水をラジエータ部４３へ流入させる冷却媒体回路に切り替え、冷却水温度Ｔｗが予め定めた基準温度未満になった際には、冷却水がラジエータ部４３を迂回して流れる冷却媒体回路に切り替えられる。なお、図４では、冷却水温度Ｔｗが基準温度以上になった際の冷却水の流れを破線矢印で示している。
【０１３９】
冷房運転時のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入して、送風機３２から送風されて室内蒸発器２０を通過した車室内送風空気と熱交換して放熱する。室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒は、開閉弁１５ａが開いているので、固定絞り迂回用通路１４を介して室外熱交換部１６へ流入する。室外熱交換部１６へ流入した低圧冷媒は、送風ファン１７によって送風された外気にさらに放熱する。
【０１４０】
室外熱交換部１６から流出した冷媒は、三方弁１５ｂが、室外熱交換部１６の出口側と冷房用固定絞り１９の入口側とを接続する冷媒流路に切り替えられているので、冷房用固定絞り１９にて減圧膨張される。冷房用固定絞り１９から流出した冷媒は、室内蒸発器２０へ流入して、送風機３２によって送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内送風空気が冷却される。
【０１４１】
室内蒸発器２０から流出した冷媒は、アキュムレータ１８へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ１８にて分離された気相冷媒が、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。以上の如く、冷房運転時には、室内蒸発器２０にて低圧冷媒が車室内送風空気から吸熱して蒸発することによって、車室内送風空気が冷却されて車室内の冷房を行うことができる。
【０１４２】
本実施形態の車両用空調装置１では、上記の如く、ヒートポンプサイクル１０の冷媒流路および冷却水循環回路４０の冷却媒体回路を切り替えることによって、種々の運転を実行することができる。さらに、本実施形態では、上述した特徴的な熱交換器７０を採用しているので、それぞれ運転時に冷媒、冷却水、外気の３種類の流体間で適切な熱交換を行うことができる。
【０１４３】
より詳細には、本実施形態の熱交換器７０では、室外熱交換部１６の冷媒用チューブ１６ａとラジエータ部４３の冷却媒体用チューブ４３ａとの間に形成される外気通路７０ａにアウターフィン５０を配置している。そして、このアウターフィン５０により、冷媒用チューブ１６ａと冷却媒体用チューブ４３ａとの間の熱移動を可能としている。
【０１４４】
これにより、除霜運転時に、アウターフィン５０を介して冷却水の有する熱量を室外熱交換部１６に伝熱することができるので、走行用電動モータＭＧの廃熱を室外熱交換部１６の除霜のために、有効に利用することができる。
【０１４５】
さらに、本実施形態では、除霜運転時に、圧縮機１１の作動を停止させて室外熱交換部１６へ流入する冷媒流量を減少させているので、アウターフィン５０および冷媒用チューブ１６ａを介して室外熱交換部１６に伝熱される熱量が冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒に吸熱されてしまうことを抑制できる。すなわち、冷却水と冷媒との不必要な熱交換を抑制することができる。
【０１４６】
さらに、除霜運転時に、送風ファン１７の作動を停止させて外気通路７０ａへ流入する外気の風量を減少させているので、アウターフィン５０を介して室外熱交換部１６に伝熱される熱量が外気通路７０ａを流通する外気に吸熱されてしまうことを抑制できる。すなわち、冷却水と外気との不必要な熱交換を抑制することができる。
【０１４７】
また、廃熱回収運転時には、冷媒用チューブ１６ａ、冷却媒体用チューブ４３ａおよびアウターフィン５０を介して、冷却水と冷媒と熱交換させて、走行用電動モータＭＧの廃熱を冷媒に吸熱させることができるとともに、冷却媒体用チューブ４３ａおよびアウターフィン５０を介して、冷却水と外気とを熱交換させて、走行用電動モータＭＧの不要な廃熱を外気に放熱することができる。
【０１４８】
また、通常の暖房運転時には、冷媒用チューブ１６ａおよびアウターフィン５０を介して、冷媒と外気とを熱交換させて、外気の有する熱量を冷媒に吸熱させることができる。さらに、通常の暖房運転時には、冷却水循環回路４０の三方弁４２を、冷却水がラジエータ部４３を迂回して流れる冷却媒体回路に切り替えているので、不要な冷却水と外気との熱交換を抑制して、冷却水に走行用電動モータＭＧの廃熱を蓄熱できるとともに、走行用電動モータＭＧの暖機を促進できる。
【０１４９】
さらに、本実施形態の熱交換器７０では、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃの双方のタンクに、冷媒用チューブ１６ａと冷却媒体用チューブ４３ａの双方を固定する構成を採用しているので、熱交換器の構成を複雑化、大型化させてしまうことを抑制できる。
【０１５０】
つまり、冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒の集合あるいは分配を行うために必須の構成である冷媒側タンク部１６ｃ、および、冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水の集合あるいは分配を行うために必須の構成である冷却媒体側タンク部４３ｃに、双方のチューブ１６ａ、４３ａを固定するので、双方のチューブ１６ａ、４３ａの形状を略同等の形状とすることができる。
【０１５１】
従って、従来技術のように、冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａのうち、一方のチューブ１６ａ、４３ａを湾曲させる構成を採用する必要がなく、熱交換器７０全体としての構成が複雑化、大型化してしまうことを抑制できる。
【０１５２】
さらに、本実施形態の熱交換器７０では、冷媒側中間プレート部材１６２に、冷媒用チューブ１６ａを冷媒側タンク形成部材１６３の内部空間に連通させる第１連通穴１６２ａが形成され、冷却媒体側中間プレート部材４３２に、冷却媒体用チューブ４３ａを冷却媒体側タンク形成部材４３３の内部空間に連通させる第２連通穴４３２ａが形成されている。
【０１５３】
これにより、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃに、双方のチューブ１６ａ、４３ａが固定されていても、冷媒側タンク部１６ｃが冷媒用チューブ１６ａを流通する冷媒の集合あるいは分配を行う機能を果たし、冷却媒体側タンク部４３ｃが冷却媒体用チューブ４３ａを流通する冷却水の集合あるいは分配を行う機能を果たす構成を容易かつ確実に実現できる。
【０１５４】
さらに、本実施形態の熱交換器７０では、冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａが、外気通路７０ａを流通する外気の流れ方向Ｘに複数列配置されており、冷媒側固定用プレート部材１６１と冷媒側中間プレート部材１６２との間に、外気の流れ方向Ｘに配置された冷却媒体用チューブ４３ａ同士を連通させる冷却媒体用連通空間を形成している。
【０１５５】
加えて、冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側中間プレート部材４３２との間に、外気の流れ方向Ｘに配置された冷媒用チューブ１６ａ同士を連通させる冷媒用連通空間を形成している。
【０１５６】
これにより、冷媒側タンク部１６ｃに固定された冷却媒体用チューブ４３ａから流出した冷却水を流通させる流路としての冷却媒体用連通空間を冷媒側タンク部１６ｃの内部に形成でき、冷却媒体側タンク部４３ｃに固定された冷媒用チューブ１６ａから流出した冷媒を流通させる流路としての冷媒用連通空間を冷却媒体側タンク部４３ｃの内部に形成できるので、冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａを外気の流れ方向Ｘに複数列配置する熱交換器であっても熱交換器全体としての大型化を抑制できる。
【０１５７】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、熱交換器７０の構成を変更した例を説明する。本実施形態の熱交換器７０の詳細構成については、図９、１０を用いて説明する。図９は、熱交換器７０の外観斜視図であり、第１実施形態の図５に対応する図面である。また、図１０は、熱交換器７０の分解斜視図であり、第１実施形態の図６に対応する図面である。なお、図９、１０では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面においても同様である。
【０１５８】
まず、図９、１０に示すように、本実施形態の熱交換器７０の室外熱交換部１６およびラジエータ部４３も、それぞれ第１実施形態と同様に、冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａを有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器構造に構成されている。
【０１５９】
本実施形態においても、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃの基本的構成は互いに同様である。まず、本実施形態の冷媒側タンク部１６ｃは、冷媒側固定用プレート部材１６１、冷媒側中間プレート部材１６２を有するとともに、冷媒側タンク形成部材１６３としての冷媒側集合用タンク形成部材１６３ｃおよび冷媒側分配用タンク形成部材１６３ｄを有している。
【０１６０】
さらに、冷媒側集合用タンク形成部材１６３ｃおよび冷媒側分配用タンク形成部材１６３ｄは、それぞれ管状部材にて形成されて、その内部に互いに独立した集合空間１６３ａおよび分配空間１６３ｂを形成している。
【０１６１】
冷媒側分配用タンク形成部材１６３ｄの長手方向一端側の端部には、内部に形成された分配空間１６３ｂへ冷媒を流入させる冷媒流入口１６３ｅが設けられ、他端側の端部は閉塞されている。また、冷媒側集合用タンク形成部材１６３ｃの長手方向一端側の端部には、内部に形成された集合空間１６３ａから冷媒を流出させる冷媒流出口１６３ｆが設けられ、他端側は閉塞されている。
【０１６２】
また、本実施形態の冷媒側中間プレート部材１６２にも、その表裏を貫通する第１連通穴１６２ａが設けられている。そして、第１連通穴１６２ａを介して、外気の流れ方向Ｘの風上側に配列された冷媒用チューブ１６ａが集合空間１６３ａに連通し、外気の流れ方向Ｘの風下側に配列された冷媒用チューブ１６ａが分配空間１６３ｂに連通している。
【０１６３】
さらに、本実施形態の冷媒側中間プレート部材１６２および冷媒側固定用プレート部材１６１には、それぞれ冷媒用チューブ１６ａおよび冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に第１実施形態と同様の凹み部が設けられている。
【０１６４】
より詳細には、冷媒側中間プレート部材１６２には、冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に形成された凹み部１６２ｂおよび冷媒用チューブ１６ａに対応する部位に形成された凹み部１６２ｃが設けられ、冷媒側固定用プレート部材１６１には、冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に形成された凹み部１６１ｂおよび冷媒用チューブ１６ａに対応する部位に形成された凹み部１６１ａが設けられている。
【０１６５】
従って、冷媒側中間プレート部材１６２と冷媒側固定用プレート部材１６１が固定されることによって、冷媒用チューブ１６ａに対応する部位に形成された凹み部１６２ｃ、１６１ａ同士の間に空間が形成され、冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に形成された凹み部１６２ｂ、１６１ｂ同士の間に空間が形成されている。
【０１６６】
さらに、冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に形成された凹み部１６２ｂ、１６１ｂは、外気の流れ方向Ｘに２列に並んだ冷却媒体用チューブ４３ａの双方と連通する範囲に延びている。これにより、冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に形成された凹み部１６２ｂ、１６１ｂ同士の間に形成される空間は、外気の流れ方向Ｘに２列に並んだ冷却媒体用チューブ４３ａ同士を互いに連通させる冷却媒体用連通空間としての機能を果たしている。
【０１６７】
一方、冷却媒体側タンク部４３ｃについても、図７に示すように、冷媒側タンク部１６ｃと同様の構成の冷却媒体側固定用プレート部材４３１、冷却媒体側中間プレート部材４３２を有するとともに、冷却媒体側タンク形成部材４３３としての冷却媒体側集合用タンク形成部材４３３ｅおよび冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３ｆを有している。
【０１６８】
冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３ｆの長手方向一端側の端部には、内部に形成された分配空間４３３ｂへ冷媒を流入させる冷媒流入口４３３ｅが設けられ、他端側の端部は閉塞されている。また、冷却媒体側集合用タンク形成部材４３３ｅの長手方向一端側の端部には、内部に形成された集合空間４３３ａから冷媒を流出させる冷媒流出口４３３ｆが設けられ、他端側は閉塞されている。
【０１６９】
さらに、本実施形態の冷却媒体側中間プレート部材４３２にも、その表裏を貫通する第２連通穴４３２ａが設けられている。そして、第２連通穴４３２ａを介して、外気の流れ方向Ｘの風下側に配列された冷却媒体用チューブ４３ａが分配空間４３３ｂに連通し、外気の流れ方向Ｘの風上側に配列された冷媒用チューブ１６ａが集合空間４３３ａに連通している。
【０１７０】
また、冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側中間プレート部材４３２との間には、冷却媒体用チューブ４３ａに対応する部位に形成された凹み部４３２ｃ、４３１ｂ同士の間に空間が形成され、冷媒用チューブ１６ａに対応する部位に形成された凹み部４３２ｂ、４３１ａ同士の間に冷媒用連通空間が形成されている。
【０１７１】
これにより、本実施形態の熱交換器７０においても、第１実施形態の図８と全く同様に、冷媒および冷却水を流すことができる。その他のヒートポンプサイクル１０（車両用空調装置１）の構成および作動は第１実施形態と全く同様である。従って、本実施形態の車両用空調装置１を作動させても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１７２】
さらに、本実施形態の熱交換器７０では、冷媒側タンク形成部材１６３として、管状部材にて形成された冷媒側集合用タンク形成部材１６３ｃおよび冷媒側分配用タンク形成部材１６３ｄを採用し、冷却媒体側タンク形成部材４３３として、管状部材にて形成された冷却媒体側集合用タンク形成部材４３３ｅおよび冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３ｆを採用している。これにより、冷媒側タンク形成部材１６３および冷却媒体側タンク形成部材４３４を低コストで容易に形成することができる。
【０１７３】
さらに、本実施形態の熱交換器７０では、冷媒側固定用プレート部材１６１と冷媒側中間プレート部材１６２との間に各チューブ１６ａ、４３ａに連通する空間を形成し、冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側中間プレート部材４３２との間に各チューブ１６ａ、４３ａに連通する空間を形成する構成を採用している。
【０１７４】
これにより、冷媒用チューブ１６ａを冷却媒体用チューブ４３ａよりも冷媒側タンク部１６ｃ側へ突出させる構成や、冷却媒体用チューブ４３ａを冷媒用チューブ１６ａよりも冷却媒体側タンク部４３ｃ側へ突出させる構成を採用する必要がない。従って、各チューブ１６ａ、４３ａの各タンク部１６ｃ、４３ｃに対する位置合わせ作業が容易となり、各チューブ１６ａ、４３ａを（具体的には、各固定用プレート部材１６１、４３１）へ容易に固定することができる。
【０１７５】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、熱交換器７０の構成を変更した例を説明する。本実施形態の熱交換器７０の詳細構成については、図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、本実施形態の熱交換器７０の分解斜視図であり、第１実施形態の図６のＢ部に対応する部位を拡大して示している。また、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に対応する部位の外観斜視図を一部断面図としたものである。さらに、図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）のＣ−Ｃ断面図であり、図１１（ｄ）は、図１１（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。
【０１７６】
より具体的には、本実施形態の熱交換器７０では、第１実施形態に対して、冷媒側タンク部１６ｃの冷媒側固定用プレート部材１６１および冷媒側中間プレート部材１６２、並びに、冷却媒体側タンク部４３ｃの冷却媒体側固定用プレート部材４３１および冷却媒体側中間プレート部材４３２の構成を変更している。
【０１７７】
なお、第１実施形態と同様に、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃの基本的構成は互いに同様なので、以下の説明では、冷却媒体側タンク４３ｃについて説明する。
【０１７８】
まず、図１１（ａ）に示すように、本実施形態の冷却媒体側固定用プレート部材４３１には、冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３に向かって凹んだ凹み部４３１ａが形成されている。そして、冷却媒体側固定用プレート部材４３１のうち、凹み部４３１ａに冷却媒体用チューブ４３ａが固定され、凹み部４３１ａが形成されていない部位に、冷媒用チューブ１６ａが固定される。
【０１７９】
従って、第１実施形態と同様に、冷却媒体側タンク４３ｃ側の端部では、冷却媒体用チューブ４３ａが冷媒用チューブ１６ａよりも、冷媒側タンク部１６ｃ側へ突出している。つまり、冷媒用チューブ１６ａの冷却媒体側タンク４３ｃ側の端部と冷却媒体用チューブ４３ａの冷却媒体側タンク４３ｃ側の端部は、不揃いに配置されている。
【０１８０】
また、冷却媒体側中間プレート部材４３２には、第１実施形態とは逆に、冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３の反対側に向かって凹んだ凹み部４３２ｂが形成されている。この凹み部４３２ｂは、冷却媒体側固定用プレート部材４３１の凹み部４３１ａに対応する位置に形成され、さらに、凹み部４３２ｂには、冷却媒体用チューブ４３ａが貫通する第２連通穴４３２ａが形成されている。
【０１８１】
このため、図１１（ｂ）に示すように、冷却媒体側固定用プレート部材４３１および冷却媒体側中間プレート部材４３２を固定すると、冷却媒体側固定用プレート部材４３１の凹み部４３１ａと冷却媒体側中間プレート部材４３２の凹み部４３２ｂが当接する。
【０１８２】
そして、冷却媒体用チューブ４３ａが、図１１（ｃ）に示すように、第２連通穴４３２ａを貫通して、冷却媒体媒側タンク形成部材４３３内に形成される集合空間４３３ａあるいは分配空間４３３ｂに連通している。
【０１８３】
一方、冷却媒体側固定用プレート部材４３１の凹み部４３１ａと冷却媒体側中間プレート部材４３２の凹み部４３２ｂが当接しない部位には、図１１（ｄ）に示すように、外気の流れ方向Ｘに２列に並んだ冷媒用チューブ１６ａ同士を互いに連通させる冷媒用連通空間が形成されている。
【０１８４】
その他の熱交換器７０の構成は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の熱交換器７０においても、第１実施形態の図８と同様に、冷媒および冷却水を流すことができる。その結果、本実施形態の車両用空調装置１を作動させても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１８５】
さらに、本実施形態の熱交換器７０の冷却媒体側タンク４３ｃでは、冷却媒体側固定用プレート部材４３１と冷却媒体側中間プレート部材４３２との双方に凹み部４３１ａ、４３２ｂを形成しているので、冷却媒体用チューブ４３ａを冷却媒体媒側タンク形成部材４３３内に形成される空間に容易に連通させることができるとともに、冷媒用連通空間を容易に形成することができる。
【０１８６】
さらに、本実施形態の熱交換器７０では、冷却媒体側中間プレート部材４３２の凹み部４３２ｂを冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３の反対側に向けて凹ませているので、集合空間４３３ａおよび分配空間４３３ｂを区画する冷却媒体側タンク形成部材４３３の中央部４３３ｃを平坦な形状とすることができる。
【０１８７】
その結果、冷却媒体側タンク形成部材４３３の中央部４３３ｃと冷却媒体側中間プレート部材４３２とをろう付け接合する際の接合不良を抑制して、集合空間４３３ａおよび分配空間４３３ｂとの間のシール不良を抑制できる。
【０１８８】
さらに、本実施形態の如く、双方のプレート部材４３１、４３２にそれぞれ凹み部４３１ａ、４３２ｂを形成した場合は、双方の凹み部４３１ａ、４３２ｂの凹み方向あるいは凹み量を調整することで、冷媒用チューブ１６ａの冷却媒体側タンク４３ｃ側の端部を冷却媒体用チューブ４３ａの冷却媒体側タンク４３ｃ側の端部よりも突出させることなく、これらの端部の位置を揃えることもできる。
【０１８９】
なお、上述の説明では、冷媒側タンク部１６ｃについての詳細説明は省略しているが、本実施形態では、冷媒側タンク部１６ｃの冷媒側固定用プレート部材１６１および冷媒側中間プレート部材１６２の双方に冷却媒体側タンク４３ｃ側と同様の凹み部が形成されている。
【０１９０】
（第４実施形態）
本実施形態では、第２実施形態に対して、熱交換器７０の構成を変更した例を説明する。本実施形態の熱交換器７０の詳細構成については、図１２を用いて説明する。図１２（ａ）は、本実施形態の熱交換器７０の分解斜視図であり、図６のＢ部に対応する部位を拡大して示している。また、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に対応する部位の外観斜視図を一部断面図としたものである。さらに、図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）のＣ−Ｃ断面図であり、図１２（ｄ）は、図１２（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。
【０１９１】
なお、第３実施形態と同様に、冷媒側タンク部１６ｃおよび冷却媒体側タンク部４３ｃの基本的構成は互いに同様なので、以下の説明では、冷却媒体側タンク４３ｃについて説明し、冷媒側タンク部１６ｃについての詳細説明は省略する。
【０１９２】
より具体的には、第２実施形態では、冷却媒体側タンク形成部材４３３として、管状部材にて形成された冷却媒体側集合用タンク形成部材４３３ｅおよび冷却媒体側分配用タンク形成部材４３３ｆを採用したが、本実施形態では、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、平板金属にプレス加工を施すことにより形成された上側タンク形成部材４３３ｇおよび下側タンク形成部材４３３ｈを採用している。
【０１９３】
上側タンク形成部材４３３ｇおよび下側タンク形成部材４３３ｈは、いずれもその長手方向から見たときに、二山状（Ｗ字状）に形成されており、これらを最中合わせ状に接合することによって、冷却媒体の集合空間４３３ａおよび冷却媒体の分配空間４３３ｂが形成されている。
【０１９４】
また、図１２（ｃ）に示すように、下側タンク形成部材４３３ｈには、冷却媒体側中間プレート部材４３２の凹み部４３２ｃに形成された第２連通穴４３２ａと連通する連通穴が形成されており、これらの連通穴を介して、冷却媒体用チューブ４３ａが集合空間１６３ａおよび分配空間４３３ｂに連通している。
【０１９５】
さらに、図１２（ｄ）に示すように、冷媒用チューブ１６ａに対応する部位に形成された冷却媒体側中間プレート部材４３２の凹み部４３２ｂ、冷却媒体側固定用プレート部材４３１の４３１ａ同士の間に冷媒用連通空間が形成されている。従って、本実施形態の熱交換器７０においても、第１実施形態の図８と同様に、冷媒および冷却水を流すことができ、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１９６】
なお、本実施形態では、冷却媒体側タンク形成部材４３３（冷媒側タンク部１６ｃ）をプレス成形で形成された２つの部材４３３ｈ、４３３ｇで形成した例を説明したが、本実施形態のような冷却媒体側タンク形成部材４３３（冷媒側タンク部１６ｃ）は、押し出し加工または引き抜き加工等によって形成しても低コストで容易に形成することができる。
【０１９７】
（第５実施形態）
本実施形態では、図１３の全体構成図に示すように、第１実施形態に対して、ヒートポンプサイクル１０の構成を変更した例を説明する。なお、図１３は、本実施形態における廃熱回収運転時の冷媒流路等を示す全体構成図であり、ヒートポンプサイクル１０における冷媒の流れを実線で示し、冷却水循環回路４０における冷却水の流れを破線矢印で示している。
【０１９８】
具体的には、本実施形態では、第１実施形態の室内凝縮器１２が廃止されており、室内空調ユニット３０のケーシング３１内に第１実施形態の複合型の熱交換器７０を配置している。そして、この熱交換器７０のうち、第１実施形態の室外熱交換部１６を室内凝縮器１２として機能させている。以下、熱交換器７０のうち室内凝縮器１２として機能する部位を室内凝縮部と表記する
一方、室外熱交換部１６については、内部を流通する冷媒と送風ファン１７から送風された外気とを熱交換させる単一の熱交換器として構成されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。また、本実施形態では、除霜運転は実行されないものの、その他の作動は、第１実施形態と同様である。
【０１９９】
従って、本実施形態の廃熱回収運転時には、車室内送風空気を、熱交換器７０の室内蒸発部にて圧縮機１１吐出冷媒と熱交換させて加熱し、さらに、室内凝縮部にて加熱された車室内送風空気を熱交換器７０のラジエータ部４３にて冷却水と熱交換させて加熱することができる。
【０２００】
さらに、本実施形態のヒートポンプサイクル１０の構成によれば、冷却水と車室内送風空気とを熱交換させることができるので、ヒートポンプサイクル１０（具体的には、圧縮機１１）の作動を停止させたときであっても車室内の暖房を実現することができる。また、圧縮機１１吐出冷媒の温度が低く、ヒートポンプサイクル１０の加熱能力が低いときであっても車室内の暖房を実現することができる。
【０２０１】
もちろん、本実施形態のヒートポンプサイクル１０に、第２〜４実施形態に記載した熱交換器７０を適用してもよい。
【０２０２】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【０２０３】
（１）上述の第１実施形態では、図７に示すように、冷媒側タンク部１６ｃ内に冷却媒体用連通空間を形成し、冷却媒体側タンク部４３ｃ内に冷媒用連通空間を形成した例を説明したが、このような連通空間では、冷却水あるいは冷媒に圧力損失が生じることが懸念される。そのため、連通空間の容積をできるだけ拡大することが望ましい。
【０２０４】
例えば、図１２（ａ）に示すように、中間プレート部材４３２（１６２）の凹み部４３２ｂ（１６２ｂ）の凹み量を、チューブ１６ａ（４３ａ）の配列方向（すなわち、外気の流れ方向Ｘ）の両側から中央部に向かって徐々に増加させる形状を採用してもよい。
【０２０５】
また、図１２（ｂ）に示すように、チューブ１６ａ（４３ａ）として、その長手方向長さがチューブ１６ａ（４３ａ）の配列方向の両側から中央部に向かって徐々に短くなる形状を採用してもよい。もちろん、図１２（ａ）に示す中間プレート部材４３２（１６２）と、図１２（ｂ）に示すチューブ１６ａ（４３ａ）との双方を同時に採用してもよい。
【０２０６】
（２）上述の第１実施形態では、第１流体としてヒートポンプサイクル１０の冷媒を採用し、第２流体として冷却水循環回路４０の冷却水を採用し、さらに、第３流体として送風ファン１７によって送風された外気を採用した例を説明したが、第１〜第３流体はこれに限定されない。例えば、第３実施形態のように、第３流体として車室内送風空気を採用してもよい。
【０２０７】
例えば、第１流体は、ヒートポンプサイクル１０の高圧側冷媒であってもよいし、低圧側冷媒であってもよい。
【０２０８】
例えば、第２流体は、エンジン、走行用電動モータＭＧに電力を供給するインバータ等の電気機器等を冷却する冷却水を採用してもよい。また、第２流体として、冷却用のオイルを採用し、第２熱交換部をオイルクーラとして機能させてもよいし、第２流体として、蓄熱剤、蓄冷剤等を採用してもよい。
【０２０９】
さらに、本発明の熱交換器７０が適用されたヒートポンプサイクル１０を据置型空調装置、冷温保存庫、自動販売機用冷却加熱装置等に適用する場合は、第２流体として、ヒートポンプサイクル１０の圧縮機の駆動減としてのエンジン、電動モータおよびその他の電気機器等を冷却する冷却水を採用してもよい。
【０２１０】
さらに、上述の実施形態では、ヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）に本発明の熱交換器７０を適用した例を説明したが、本発明の熱交換器７０の適用はこれに限定されない。すなわち、３種類の流体間で熱交換を行う装置等に幅広く適用可能である。
【０２１１】
例えば、車両用冷却システムに適用される熱交換器として適用することができる。そして、第１流体は、作動時に発熱を伴う第１車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体とし、第２流体は、作動時に発熱を伴う第２車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体とし、第３流体は、室外空気としてもよい。
【０２１２】
より具体的には、ハイブリッド車両に適用する場合には、第１車載機器をエンジンＥＧとし、第１流体をエンジンＥＧの冷却水とし、第２車載機器を走行用電動モータとし、第２流体を走行用電動モータの冷却水としてもよい。
【０２１３】
これらの車載機器の発熱量は、車両の走行状態（走行負荷）に応じてそれぞれ変化するので、エンジンＥＧの冷却水の温度および走行用電動モータの冷却水の温度も車両の走行状態によって変化する。従って、この例によれば、発熱量の大きい車載機器にて生じた熱量を、空気のみならず、発熱量の小さい車載機器側へ放熱させることが可能となる。
【０２１４】
（３）上述の実施形態では、室外熱交換部１６の冷媒用チューブ１６ａ、ラジエータ部４３の冷却媒体用チューブ４３ａおよびアウターフィン５０をアルミニウム合金（金属）で形成し、ろう付け接合した例を説明したが、もちろん、アウターフィン５０を、他の伝熱性に優れる材質（例えば、カーボンナノチューブ等）で形成して、接着等の接合手段によって接合してもよい。
【０２１５】
（４）上述の実施形態では、冷却水循環回路４０の冷却媒体回路を切り替える回路切替手段として、電気式の三方弁４２を採用した例を説明したが、回路切替手段はこれに限定されない。例えば、サーモスタット弁を採用してもよい。サーモスタット弁は、温度によって体積変化するサーモワックス（感温部材）によって弁体を変位させて冷却媒体通路を開閉する機械的機構で構成される冷却媒体温度応動弁である。従って、サーモスタット弁を採用することで、冷却水温度センサ５２を廃止することもできる。
【０２１６】
（５）上述の実施形態では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を採用してもよい。さらに、ヒートポンプサイクル１０が、圧縮機１１吐出冷媒が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。
【符号の説明】
【０２１７】
１６ 室外熱交換部
１６ａ 冷媒用チューブ
１６ｃ 冷媒側タンク部
１６１ 冷媒側固定用プレート部材
１６２ 冷媒側中間プレート部材
１６２ａ 第１連通穴
１６３ 冷媒側タンク形成部材
４３ ラジエータ部
４３ａ 冷却媒体用チューブ
４３ｃ 冷却媒体側タンク部
４３１ 冷却媒体側固定用プレート部材
４３２ 冷却媒体側中間プレート部材
４３２ａ 第２連通穴
４３３ 冷却媒体側タンク形成部材
５０ アウターフィン
７０ 熱交換器
７０ａ 外気通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１６ａ）および前記複数本の第１チューブ（１６ａ）の積層方向に延びて前記第１チューブ（１６ａ）を流通する前記第１流体の集合あるいは分配を行う第１タンク部（１６ｃ）を有し、前記第１流体と前記第１チューブ（１６ａ）の周囲を流れる第３流体とを熱交換させる第１熱交換部（１６）と、
第２流体が流通する複数本の第２チューブ（４３ａ）および前記複数本の第２チューブ（４３ａ）の積層方向に延びて前記第２チューブ（４３ａ）を流通する前記第２流体の集合あるいは分配を行う第２タンク部（４３ｃ）を有し、前記第２流体と前記第２チューブ（４３ａ）の周囲を流れる第３流体とを熱交換させる第２熱交換部（４３）とを備え、
前記複数の第１チューブ（１６ａ）のうち少なくとも１つは、前記複数の第２チューブ（４３ａ）の間に配置され、
前記複数の第２チューブ（４３ａ）のうち少なくとも１つは、前記複数の第１チューブ（１６ａ）の間に配置され、
前記第１チューブ（１６ａ）と前記第２チューブ（４３ａ）との間に形成される空間は、前記第３流体が流通する第３流体用通路（７０ａ）を形成しており、
前記第３流体用通路（７０ａ）には、双方の熱交換部（１６、４３）における熱交換を促進するとともに、前記第１チューブ（１６ａ）を流通する前記第１流体と前記第２チューブ（４３ａ）を流通する前記第２流体との間の熱移動を可能とするアウターフィン（５０）が配置され、
前記第１タンク部（１６ｃ）には、前記第１チューブ（１６ａ）と前記第２チューブ（４３ａ）の双方が固定され、
前記第２タンク部（４３ｃ）には、前記第１チューブ（１６ａ）と前記第２チューブ（４３ａ）の双方が固定されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第１タンク部（１６ｃ）は、前記第１チューブ（１６ａ）および前記第２チューブ（４３ａ）のうち少なくとも一方が固定される第１固定用プレート部材（１６１）、前記第１固定用プレート部材（１６１）に固定される第１中間プレート部材（１６２）、並びに、前記第１固定用プレート部材（１６１）あるいは前記第１中間プレート部材（１６２）に固定されて内部に前記第１流体の集合あるいは分配を行う空間が形成される第１タンク形成部材（１６３）を有し、
前記第２タンク部（４３ｃ）は、前記第１チューブ（１６ａ）および前記第２チューブ（４３ａ）のうち少なくとも一方が固定される第２固定用プレート部材（４３１）、前記第２固定用プレート部材（４３１）に固定される第２中間プレート部材（４３２）、並びに、前記第２固定用プレート部材（４３１）あるいは前記第２中間プレート部材（４３２）に固定されて内部に前記第２流体の集合あるいは分配を行う空間が形成される第２タンク形成部材（４３３）を有し、
前記第１中間プレート部材（１６２）には、前記第１チューブ（１６ａ）を前記第１タンク形成部材（１６３）の内部に形成される空間に連通させる第１連通穴（１６２ａ）が形成されており、
前記第２中間プレート部材（４３２）には、前記第２チューブ（４３ａ）を前記第２タンク形成部材（４３３）の内部に形成される空間に連通させる第２連通穴（４３２ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１チューブ（１６ａ）は、前記第１連通穴（１６２ａ）を貫通して、前記第１タンク形成部材（１６３）の内部に形成される空間に突出し、
前記第２チューブ（４３ａ）は、前記第２連通穴（４３２ａ）を貫通して、前記第２タンク形成部材（４３３）の内部に形成される空間に突出していることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１チューブ（１６ａ）および前記第２チューブ（４３ａ）は、前記第３流体用通路（７０ａ）を流通する第３流体の流れ方向に複数列配置されており、
前記第１固定用プレート部材（１６１）と前記第１中間プレート部材（１６２）との間には、前記第３流体の流れ方向に配列された前記第２チューブ（４３ａ）同士を連通させる第１連通空間が形成され、
前記第２固定用プレート部材（４３１）と前記第２中間プレート部材（４３２）との間には、前記第３流体の流れ方向に配列された前記第１チューブ（１６ａ）同士を連通させる第２連通空間が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第１、第２チューブ（１６ａ、４３ａ）は、前記第１、第２固定用プレート部材（１６１、４３１）にろう付け接合されることによって、固定されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第１固定用プレート部材（１６１）と前記第１タンク形成部材（１６３）、および、前記第２固定用プレート部材（４３１）と前記第２タンク形成部材（４３３）は、それぞれかしめによって固定されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】
蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて冷媒を蒸発させる蒸発器として用いられる熱交換器であって、
前記第１流体は、前記冷凍サイクルの冷媒であり、
前記第２流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第３流体は、空気であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項８】
蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて圧縮機吐出冷媒を放熱させる放熱器として用いられる熱交換器であって、
前記第１流体は、前記冷凍サイクルの冷媒であり、
前記第２流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第３流体は、空気であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項９】
車両用冷却システムに適用される熱交換器であって、
前記第１流体は、作動時に発熱を伴う第１車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第２流体は、作動時に発熱を伴う第２車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第３流体は、空気であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項１】
第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１６ａ）および前記複数本の第１チューブ（１６ａ）の積層方向に延びて前記第１チューブ（１６ａ）を流通する前記第１流体の集合あるいは分配を行う第１タンク部（１６ｃ）を有し、前記第１流体と前記第１チューブ（１６ａ）の周囲を流れる第３流体とを熱交換させる第１熱交換部（１６）と、
第２流体が流通する複数本の第２チューブ（４３ａ）および前記複数本の第２チューブ（４３ａ）の積層方向に延びて前記第２チューブ（４３ａ）を流通する前記第２流体の集合あるいは分配を行う第２タンク部（４３ｃ）を有し、前記第２流体と前記第２チューブ（４３ａ）の周囲を流れる第３流体とを熱交換させる第２熱交換部（４３）とを備え、
前記複数の第１チューブ（１６ａ）のうち少なくとも１つは、前記複数の第２チューブ（４３ａ）の間に配置され、
前記複数の第２チューブ（４３ａ）のうち少なくとも１つは、前記複数の第１チューブ（１６ａ）の間に配置され、
前記第１チューブ（１６ａ）と前記第２チューブ（４３ａ）との間に形成される空間は、前記第３流体が流通する第３流体用通路（７０ａ）を形成しており、
前記第３流体用通路（７０ａ）には、双方の熱交換部（１６、４３）における熱交換を促進するとともに、前記第１チューブ（１６ａ）を流通する前記第１流体と前記第２チューブ（４３ａ）を流通する前記第２流体との間の熱移動を可能とするアウターフィン（５０）が配置され、
前記第１タンク部（１６ｃ）には、前記第１チューブ（１６ａ）と前記第２チューブ（４３ａ）の双方が固定され、
前記第２タンク部（４３ｃ）には、前記第１チューブ（１６ａ）と前記第２チューブ（４３ａ）の双方が固定されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第１タンク部（１６ｃ）は、前記第１チューブ（１６ａ）および前記第２チューブ（４３ａ）のうち少なくとも一方が固定される第１固定用プレート部材（１６１）、前記第１固定用プレート部材（１６１）に固定される第１中間プレート部材（１６２）、並びに、前記第１固定用プレート部材（１６１）あるいは前記第１中間プレート部材（１６２）に固定されて内部に前記第１流体の集合あるいは分配を行う空間が形成される第１タンク形成部材（１６３）を有し、
前記第２タンク部（４３ｃ）は、前記第１チューブ（１６ａ）および前記第２チューブ（４３ａ）のうち少なくとも一方が固定される第２固定用プレート部材（４３１）、前記第２固定用プレート部材（４３１）に固定される第２中間プレート部材（４３２）、並びに、前記第２固定用プレート部材（４３１）あるいは前記第２中間プレート部材（４３２）に固定されて内部に前記第２流体の集合あるいは分配を行う空間が形成される第２タンク形成部材（４３３）を有し、
前記第１中間プレート部材（１６２）には、前記第１チューブ（１６ａ）を前記第１タンク形成部材（１６３）の内部に形成される空間に連通させる第１連通穴（１６２ａ）が形成されており、
前記第２中間プレート部材（４３２）には、前記第２チューブ（４３ａ）を前記第２タンク形成部材（４３３）の内部に形成される空間に連通させる第２連通穴（４３２ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１チューブ（１６ａ）は、前記第１連通穴（１６２ａ）を貫通して、前記第１タンク形成部材（１６３）の内部に形成される空間に突出し、
前記第２チューブ（４３ａ）は、前記第２連通穴（４３２ａ）を貫通して、前記第２タンク形成部材（４３３）の内部に形成される空間に突出していることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１チューブ（１６ａ）および前記第２チューブ（４３ａ）は、前記第３流体用通路（７０ａ）を流通する第３流体の流れ方向に複数列配置されており、
前記第１固定用プレート部材（１６１）と前記第１中間プレート部材（１６２）との間には、前記第３流体の流れ方向に配列された前記第２チューブ（４３ａ）同士を連通させる第１連通空間が形成され、
前記第２固定用プレート部材（４３１）と前記第２中間プレート部材（４３２）との間には、前記第３流体の流れ方向に配列された前記第１チューブ（１６ａ）同士を連通させる第２連通空間が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第１、第２チューブ（１６ａ、４３ａ）は、前記第１、第２固定用プレート部材（１６１、４３１）にろう付け接合されることによって、固定されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第１固定用プレート部材（１６１）と前記第１タンク形成部材（１６３）、および、前記第２固定用プレート部材（４３１）と前記第２タンク形成部材（４３３）は、それぞれかしめによって固定されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】
蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて冷媒を蒸発させる蒸発器として用いられる熱交換器であって、
前記第１流体は、前記冷凍サイクルの冷媒であり、
前記第２流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第３流体は、空気であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項８】
蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて圧縮機吐出冷媒を放熱させる放熱器として用いられる熱交換器であって、
前記第１流体は、前記冷凍サイクルの冷媒であり、
前記第２流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第３流体は、空気であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項９】
車両用冷却システムに適用される熱交換器であって、
前記第１流体は、作動時に発熱を伴う第１車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第２流体は、作動時に発熱を伴う第２車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第３流体は、空気であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−７８２１（Ｐ２０１２−７８２１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４５０１１（Ｐ２０１０−１４５０１１）
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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