空調装置
【課題】ヒートポンプサイクルにおいて冷媒を貯留するアキュムレータの小型化が図れる空調装置を提供する。
【解決手段】ヒートポンプサイクル２は、複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル２の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、冷媒流通制御手段としての第１電磁弁３１によって第１のバイパス通路３０における冷媒の流通を許可するとともに、第１の冷媒流通阻止手段としての第２膨張弁２６及び第２の冷媒流通阻止手段としての逆止弁２５によって冷媒の流通を阻止する。
【解決手段】ヒートポンプサイクル２は、複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル２の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、冷媒流通制御手段としての第１電磁弁３１によって第１のバイパス通路３０における冷媒の流通を許可するとともに、第１の冷媒流通阻止手段としての第２膨張弁２６及び第２の冷媒流通阻止手段としての逆止弁２５によって冷媒の流通を阻止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプサイクルの運転によって室内の空調を実施する空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として知られている特許文献１に記載の車両用空調装置は、圧縮機、室内放熱器、三方弁、第１の電磁弁、室外熱交換器、第１膨張弁、第２膨張弁、室内蒸発器、第２電磁弁、及びアキュムレータを有し、これらを環状に接続してなるヒートポンプサイクルを備えている。そして、送風機により取り入れた空気を車室内に向けて送るための通風路を有した空調ダクト内には、空気の流れ方向に順に、室内蒸発器、エアミックスドア、室内放熱器が並んで配置されている。当該車両用空調装置は、三方弁、電磁弁の作動を制御することにより、冷媒経路を変更して、暖房モード、除湿暖房モード、冷房モードのそれぞれを実施することができる。
【０００３】
暖房モードでは、三方弁を制御して、蒸発器として作動する室外熱交換器から圧縮機の吸入側への通路を連通させ、第１の電磁弁を制御して室内放熱器から室外熱交換器への通路を連通させる。また、第２の電磁弁を制御して室外熱交換器から圧縮機の吸入側への通路を連通させる。これにより、冷媒経路は、圧縮機→室内放熱器→第１の電磁弁→第２膨張弁→室外熱交換器→三方弁→アキュムレータの順に冷媒が循環するように形成される。
【０００４】
除湿暖房モードでは、三方弁及び第２膨張弁を閉栓するとともに、第１の電磁弁を制御して室内放熱器から室内蒸発器への通路を連通させる。また、第２の電磁弁を制御して室内蒸発器から圧縮機の吸入側への通路を連通させる。これにより、冷媒経路は、圧縮機→室内放熱器→第１の電磁弁→第１膨張弁→室内蒸発器→第２の電磁弁→アキュムレータの順に冷媒が循環するように形成される。
【０００５】
冷房モードでは、三方弁を制御して室内放熱器から室外熱交換器への通路を連通させ、第２の電磁弁を制御して室内蒸発器から圧縮機の吸入側への通路を連通させる。また、第１の電磁弁及び第２膨張弁を閉栓して、室内放熱器からの冷媒を室外熱交換器に流すことにより、冷媒経路は、圧縮機→室内放熱器→三方弁→室外熱交換器→逆止弁→第１膨張弁→室内蒸発器→第２の電磁弁→アキュムレータの順に冷媒が循環するように形成される。
【０００６】
上記いずれの運転モードにおいても、アキュムレータでは、冷媒が気液分離されて気相冷媒は圧縮機の吸入側に出力され、液相冷媒は一時的にアキュムレータに貯留される。アキュムレータに貯留される冷媒量は、サイクルに封入されている封入冷媒量から、サイクルのアキュムレータを除く冷媒通路に存在する冷媒量を除いた量である。そして、運転サイクルによってサイクルのアキュムレータを除く冷媒通路に存在する冷媒量に差があるため、アキュムレータに貯留される液相冷媒の量は運転モードに応じて変化するようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４６３０７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の車両用空調装置では、運転モードに応じてアキュムレータに貯留される液相冷媒の量が異なるため、アキュムレータの液冷媒貯留能力は、最大貯留量の運転モードと最小貯留量の運転モードの両方に対応できるように設定する必要がある。このため、アキュムレータが大型化してしまうという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ヒートポンプサイクルにおいて冷媒を貯留するアキュムレータの小型化が図れる空調装置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】
【００１０】
上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち請求項１は、冷媒を吸入し吐出する圧縮機（２１）と、除湿暖房サイクル運転時と暖房サイクル運転時に圧縮機（２１）から吐出された冷媒が流入することにより室内へ送風される空気を加熱する加熱用室内熱交換器（７）と、暖房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱し、冷房サイクル運転時に放熱する室外熱交換器（２３）と、除湿暖房サイクル運転時と冷房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用によって室内への送風空気を冷却する冷却用室内熱交換器（５）と、冷媒を気液分離して液冷媒を貯留するアキュムレータ（２８）と、を少なくとも備えて構成されるヒートポンプサイクル（２，２Ａ）を用いて、複数の運転モードにより空調される空調風を室内に提供する空調装置に係る発明であって、
ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）は、
加熱用室内熱交換器（７）の出口側冷媒通路と冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とを連絡するバイパス通路（３０）と、
冷媒が加熱用室内熱交換器（７）側から冷却用室内熱交換器（５）側に向かってバイパス通路（３０）を流れることを許可及び阻止する冷媒流通制御手段（３１）と、
冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とバイパス通路（３０）との接続部位よりも冷却用室内熱交換器（５）寄りに設けられて、冷媒が冷却用室内熱交換器（５）に流入することを阻止する第１の冷媒流通阻止手段（２６）と、
冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とバイパス通路（３０）との接続部位よりも室外熱交換器（２３）寄りに設けられて、冷媒が室外熱交換器（２３）側に流れることを阻止する第２の冷媒流通阻止手段（２５）と、を有し、
複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、冷媒流通制御手段（３１）によってバイパス通路（３０）における冷媒の流通を許可するとともに、第１の冷媒流通阻止手段（２６）及び第２の冷媒流通阻止手段（２５）によって冷媒の流通を阻止することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ヒートポンプサイクルの冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、バイパス通路における冷媒の流通を許可し、第１の冷媒流通阻止手段によって冷媒が冷却用室内熱交換器に流入することを阻止し、第２の冷媒流通阻止手段によって冷媒が室外熱交換器側に流れることを阻止することにより、当該流れを阻止した部位において冷媒はそれ以上流れなくなるため、冷媒通路に冷媒の行き止まり部を形成できる。これにより、バイパス通路とバイパス通路から当該行き止まり部に至るまでの通路とによって、当該冷媒量が最も少ない運転モード時に冷媒を貯えておける冷媒貯留用通路を形成できるのである。この冷媒貯留用通路は、当該冷媒量が最も少ない運転モードにおいて冷媒流路として使用していない通路であるから、高圧冷媒を貯留するタンクとしての機能を果たし、貯留される冷媒量の分だけ、アキュムレータに貯留される冷媒量を少なくすることができる。当該冷媒量が最も少ない運転モードでは、他の運転モードに比べてアキュムレータに貯留される冷媒量が多いため、上記のように本発明によりアキュムレータの貯留冷媒量を低減することによって、当該冷媒量が最も少ない運転モードで必要とするアキュムレータの容量を抑制できる。したがって、ヒートポンプサイクルにおけるアキュムレータの小型化が図れる空調装置を提供できる。
【００１２】
請求項２は、請求項１に記載の発明において、ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）は、車両に設けられ、ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）を用いて複数の運転モードにより空調される空調風は車室内に提供されることを特徴とする。この発明によれば、車両用空調装置に適用する発明であることにより、アキュムレータの小型化が図れるため、車両用空調装置を車両に搭載するために必要なスペースを低減することができる。したがって、車両の小型化や軽量化、車室空間の大型化といった要求に対して、有用な車両用空調装置を提供できる。
【００１３】
請求項３は、請求項１または請求項２に記載の発明において、複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードは、暖房サイクル運転であることを特徴とする。暖房サイクル運転では、室内への送風空気を冷却する必要がないため、冷却用室内熱交換器に冷媒を流通させない。したがって、暖房サイクル運転では、他の運転モードに比べて、ヒートポンプサイクルにおいて冷媒が流通する通路容積が小さい場合が多く、アキュムレータに冷媒が多く貯留されやすい。そこで、本発明によれば、暖房サイクル運転時に冷媒貯留用通路を形成するため、アキュムレータの小型化にとって有用である。
【００１４】
請求項４は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、第１の冷媒流通阻止手段（２６）は、除湿暖房サイクル運転時と冷房サイクル運転時に冷却用室内熱交換器（５）に流入する冷媒を減圧する開度調整可能な減圧装置（２６）であることを特徴とする。この発明によれば、減圧装置の開度を全閉状態に調整することにより、冷媒通路を閉鎖することができるため、冷媒が冷却用室内熱交換器に流入することを阻止することができる。したがって、冷房サイクル運転時等に冷却用室内熱交換器に流入させる冷媒を減圧するための減圧装置を第１の冷媒流通阻止手段として使用できるので、新たな部品を追加することなく第１の冷媒流通阻止手段を構築できる。
【００１５】
請求項５は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、第２の冷媒流通阻止手段（２５）は、冷却用室内熱交換器（５）側から室外熱交換器（２３）側への冷媒の流れを阻止する逆止弁（２５）であることを特徴とする。この発明によれば、逆止弁が有する一方向への冷媒流れ作用を活用することにより、冷媒の流れを規制することができるため、冷却用室内熱交換器側から室外熱交換器側への冷媒流れを阻止することができる。したがって、新たな部品を追加することなく第２の冷媒流通阻止手段を構築できる。
【００１６】
請求項６は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、冷媒流通制御手段（３１）は、バイパス通路（３０）を開閉する電磁弁（３１）で構成されることを特徴とする。この発明によれば、電磁弁による通路開閉制御によって、バイパス通路を冷媒貯留用通路として容易に活用することができる。
【００１７】
請求項７は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、加熱用室内熱交換器（７）の出口側冷媒通路と冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とを連絡するバイパス通路（３０）は、第１のバイパス通路であり、
さらに、室外熱交換器（２３）の出口側冷媒通路と冷却用室内熱交換器（５）の出口側冷媒通路とを連絡する第２のバイパス通路（４０）を備え、
第２の冷媒流通阻止手段（２５）には、複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル（２Ａ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、室外熱交換器（２３）を流出した冷媒を、冷却用室内熱交換器（５）に流入させないで第２のバイパス通路（４０）に流入させるように冷媒流路を切り換える切換弁（６０）が含まれることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、例えば冷媒が冷却用室内熱交換器に流入しないように制御する暖房サイクル運転モード等を実施するために設けられる切換弁を活用することにより、冷媒の流れを規制することができるため、冷却用室内熱交換器側から室外熱交換器側への冷媒流れを阻止することができる。したがって、新たに部品を追加することなく第２の冷媒流通阻止手段を構築できる。
【００１９】
請求項８は、冷媒を吸入し吐出する圧縮機（２１）と、除湿暖房サイクル運転時と暖房サイクル運転時に圧縮機（２１）から吐出された冷媒が流入することにより室内へ送風される空気を加熱する加熱用室内熱交換器（７）と、暖房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱し、冷房サイクル運転時に放熱する室外熱交換器（２３）と、除湿暖房サイクル運転時と冷房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用によって室内への送風空気を冷却する冷却用室内熱交換器（５）と、冷媒を気液分離して液冷媒を貯留するアキュムレータ（２８）と、を少なくとも備えて構成されるヒートポンプサイクル（２Ｂ）を用いて、複数の運転モードにより空調される空調風を室内に提供する空調装置に係る発明であって、
ヒートポンプサイクル（２Ｂ）は、
加熱用室内熱交換器（７）の出口側冷媒通路と冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とを連絡する第１の連絡通路（２０Ｂ２）と、
暖房サイクル運転時に、加熱用室内熱交換器（７）を流出した冷媒が冷却用室内熱交換器（５）の出口側冷媒通路に流入するように設けられた第２の連絡通路（２０Ｂ３）と、
冷却用室内熱交換器（５）の出口側冷媒通路であって、暖房サイクル運転時に第２の連絡通路（２０Ｂ３）を通って冷媒が流入する部位よりも冷却用室内熱交換器（５）寄りに設けられて、冷却用室内熱交換器（５）側から圧縮機（２１）の吸入部側に向かう冷媒の流れを流入することを阻止する冷媒流通阻止手段（７３）と、
冷媒が加熱用室内熱交換器（７）側から冷却用室内熱交換器（５）側に向かって冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路を流れることを許可する冷媒流通制御手段（２６Ａ）と、を有し、
複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル（２Ｂ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、冷媒流通制御手段（２６Ａ）によって冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路における冷媒の流通を許可するとともに、冷媒流通阻止手段（７３）によって冷媒の流通を阻止することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、ヒートポンプサイクルの冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、冷媒流通制御手段（２６）によって冷却用室内熱交換器の入口側冷媒通路における冷媒の流通を許可するとともに、冷媒流通阻止手段によって冷媒が冷却用室内熱交換器側から圧縮機の吸入部側に向かうことを阻止することにより、当該流れを阻止した部位において冷媒はそれ以上流れなくなるため、冷媒通路に冷媒の行き止まり部を形成できる。これにより、第１の連絡通路から当該行き止まり部に至るまでの通路によって、当該冷媒量が最も少ない運転モード時に冷媒を貯えておける冷媒貯留用通路を形成できるのである。この冷媒貯留用通路は、当該冷媒量が最も少ない運転モードにおいて冷媒流路として使用していない通路であるから、高圧冷媒を貯留するタンクとしての機能を果たし、貯留される冷媒量の分だけ、アキュムレータに貯留される冷媒量を少なくすることができる。当該冷媒量が最も少ない運転モードでは、他の運転モードに比べてアキュムレータに貯留される冷媒量が多いため、上記のように本発明によりアキュムレータの貯留冷媒量を低減することによって、当該冷媒量が最も少ない運転モードで必要とするアキュムレータの容量を抑制できる。したがって、ヒートポンプサイクルにおけるアキュムレータの小型化が図れる空調装置を提供できる。
【００２１】
なお、上記各技術的手段や特許請求の範囲の括弧内の符号は、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している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用する第１実施形態に係る車両用空調装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明を適用する第２実施形態に係る車両用空調装置の構成を示す概略図である。
【図３】本発明を適用する第３実施形態に係る車両用空調装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。
【００２４】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態である第１実施形態について図１にしたがって説明する。図１は本実施形態に係る車両用空調装置の構成を示した概略図である。図１において、黒塗り太矢印は冷房サイクル運転時の冷媒流れを示し、白抜き太矢印は暖房サイクル運転時の冷媒流れを示し、斜線太矢印は除湿暖房（直列）サイクル運転時の冷媒流れを示し、破線太矢印は除湿暖房（並列）サイクル運転時の冷媒流れを示している。以下に、除湿暖房（直列）サイクル運転及び除湿暖房（並列）サイクル運転は、まとめて除湿暖房サイクル運転と称することがある。
【００２５】
本実施形態の車両用空調装置は、ヒートポンプサイクル２及び空調ユニットケース１を備え、車室内に対して冷房、暖房、及び除湿暖房する空調運転を行う装置であり、例えばガソリン車、ディーゼル車、ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池車等に搭載することができる。
【００２６】
内部に空気の通風路を備える空調ユニットケース１は、車室内前方のインストルメントパネルの裏側に設けられている。空調ユニットケース１には一方側に空気取入口である内気吸入口３ａ及び外気吸入口３ｂが形成され、他方側に車室内に吹き出される空調された空気が通過するフェイス吹出し開口８、フット吹出し開口９、デフロスタ吹出し開口１０が少なくとも形成されている。
【００２７】
フェイス吹出し開口８は車室内の乗員の上半身に向かって吹き出される空調空気が通過する開口であり、フット吹出し開口９は車室内の乗員の足元に吹き出される空調空気が通過する開口であり、デフロスタ吹出し開口９は車両のフロントガラスの内面に吹き出される空調空気が通過する開口である。これらの各開口は、それぞれ吹出しダクト（図示せず）を介して車室内空間に接続されており、それぞれ、フェイス吹出し開閉ドア１１、フット吹出し開閉ドア１２、デフロスタ吹出し開閉ドア１３によって吹出しモードに対応して開閉される。内気吸入口３ａと外気吸入口３ｂは、内外気切替えドア３によって空気取入れモードに対応してその開放、閉鎖が切替え自在に行われる。
【００２８】
空調ユニットケース１は、一方側に、内外気切替えドア３を備える内外気切替箱と、その吸込部が内気吸入口３ａと外気吸入口３ｂに接続されている送風機４とを備えている。例えば、冬季等の暖房時には、外気導入モードを行うことにより外気吸入口３から湿度の低い外気を導入し、通風路を通して空調してフロントガラスの内面に吹き出すことにより防曇効果を高めることができる。また、内気循環モードを行うことにより内気吸入口３ａから温度の高い内気を導入し、通風路を通して空調し乗員の足元に向けて吹き出すことにより暖房負荷を軽減することができる。
【００２９】
送風機４は遠心多翼ファン４ｂ（例えばシロッコファン）とこれを駆動するモータ４ａとからなり、遠心多翼ファン４ｂの周囲はスクロールケーシングで囲まれている。また、空調ユニットケース１は複数のケース部材からなり、その材質は例えばポリプロピレン等の樹脂成形品である。
【００３０】
送風機４の吹出口は、遠心多翼ファン４ｂの遠心方向に延びるように設けられた通風路に接続されている。この通風路は、送風空気の上流側から順に、冷却用室内熱交換器である蒸発器５が横断する通路１ａと、蒸発器５を通過した空調空気が流下する冷風通路１ｂと、加熱用室内熱交換器である凝縮器７に流入する空気が通る温風通路１ｃと、冷風通路１ｂと温風通路１ｃとを流れてきた空気が混合される空気混合部１ｄと、からなっている。送風機４よりも送風空気の下流側における空調ユニットケース１内の通風路には、上流側から下流側に進むにしたがい順に、蒸発器５、エアミックスドア６、凝縮器７が配置されている。
【００３１】
なお、空調ユニットケース１内の通風路には、加熱手段の一例であるヒータコアやＰＴＣヒータが設けられていてもよい。ヒータコアは、例えば暖房サイクル運転時において、内部を流れる車両走行用エンジンの冷却水の熱を放熱することにより周囲の空気を加熱する。ＰＴＣヒータは、暖房サイクル運転や冷房サイクル運転において送風空気を加熱する補助的な加熱手段であり、通電発熱素子部を備え、通電発熱素子部に通電が行われることによって発熱し、周囲の空気を暖めることができる。
【００３２】
蒸発器５は、送風機４直後の通路全体を横断するように配置されており、送風機４から吹き出された空気全部が通過するようになっている。蒸発器５は冷房運転時や除湿運転時において内部を流れる冷媒の吸熱作用によって、冷風通路１ｂに流入する手前の送風空気を除湿したり冷却したりする冷却用熱交換器として機能する。空気が通過する蒸発器５の出口部（蒸発器５の下流側部位）には、蒸発器５によって冷却された空気の温度を検出する蒸発器後温度センサ１４が設けられている。蒸発器後温度センサ１４によって検出された信号は制御装置１００に入力される。
【００３３】
凝縮器７は、少なくともその伝熱部分がフット吹出し開口９寄りのみに位置して配置されており、蒸発器５よりもさらに送風空気の下流側に配置されている。凝縮器７は暖房サイクル運転時、除湿サイクル運転時及び冷房サイクル運転時において内部を流れる冷媒の放熱作用によって送風空気を加熱する加熱用熱交換器として機能する。凝縮器７の直後の通路であって、空気混合部１ｄに流入する手前の通路には凝縮器７を通過する空気の温度を検出する凝縮器後温度センサ１５が設けられている。凝縮器後温度センサ１５によって検出された信号は制御装置１００に入力される。
【００３４】
蒸発器５よりも下流側であって凝縮器７よりも上流側の通風路には、蒸発器５を通過した空気を、凝縮器７を通る空気と凝縮器７を通過しない空気とに分けたり、切り替えたりして、これらの空気の風量比率を調整できるエアミックスドア６が設けられている。
【００３５】
エアミックスドア６は、アクチュエータ等によりそのドア本体位置を変化させることで、冷風通路１ｂの一部または全部を塞ぐことができる。そして、エアミックスドア６による凝縮器７側の温風通路１ｃの開度は、当該通路の横断方向の開口（ホット側の開口）が開放される割合のことであり、０から１００％の範囲で調整可能である。また、エアミックスドア６による凝縮器７に対して反対側の冷風通路１ｂの開度は、当該通路の横断方向の開口（クール側の開口）が開放される割合のことであり、０から１００％の範囲で調整可能である。
【００３６】
ヒートポンプサイクル２は、サイクル２０内を流れる冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ、二酸化炭素等）の状態変化を利用することにより、冷房用の蒸発器５と暖房用の凝縮器７によって車室内に対して冷房、暖房及び除湿といった空調運転を行うことができる。
【００３７】
ヒートポンプサイクル２は、主要部品として、図１に示すように冷媒を吸入して吐出する圧縮機２１、凝縮器７、第１膨張弁２２、室外熱交換器２３、第２膨張弁２６、蒸発器５、及びアキュムレータ２８を冷媒通路によって環状に接続してサイクル２０を構成している。さらにヒートポンプサイクル２は、室外熱交換器２３の出口側通路と蒸発器５の出口側通路とを連結する第２のバイパス通路４０と、第２のバイパス通路４０を開閉する第２電磁弁４１と、凝縮器７の出口側通路と第１膨張弁２２の入口側通路とを連結する第１のバイパス通路３０と、第１のバイパス通路３０を開閉する第１電磁弁３１と、凝縮器７の出口側通路側から第１のバイパス通路３０を流れてきた冷媒が室外熱交換器２３の方に逆流することを防止する逆止弁２５と、を備えている。したがって、逆止弁２５は、蒸発器５の入口側冷媒通路と第１のバイパス通路３０との接続部位よりも室外熱交換器２３寄りに設けられて、冷媒が室外熱交換器２３側に流れることを阻止する第２の冷媒流通阻止手段を構成する。
【００３８】
また、蒸発器５の出口側通路には、蒸発器５でのフロストを防止するために蒸発圧力を一定圧力以上に制御する圧力制御弁２７が設けられている。圧縮機２１の出口には、圧縮機２１によって吐出された高圧側冷媒の圧力を検出する吐出圧センサ２９が設けられている。
【００３９】
凝縮器７は、圧縮機２１から吐出された冷媒と空調ユニットケース１内の通風路を流れる空気とを熱交換させて当該空気を加熱する。第１膨張弁２２は、暖房サイクル運転時及び除湿暖房サイクル運転時に開度制御されて凝縮器７から流入した冷媒を減圧し、冷房サイクル運転時に全開状態に制御される減圧装置であり、制御装置１００によってその作動が全開から全閉の開度まで制御される。室外熱交換器２３は、第１膨張弁２２で減圧された冷媒と送風機２４によって供給された空気（外気）とを熱交換して冷媒の熱を外気に放熱する熱交換器である。室外熱交換器２３は、暖房サイクル運転時及び除湿暖房（並列）サイクル運転時には蒸発器として機能し、冷房サイクル運転時には凝縮器として機能し、除湿暖房（直列）サイクル運転時には蒸発器または凝縮器として機能する。
【００４０】
送風機２４はファンとこれを駆動するモータ２４ａとからなり、その作動は制御装置１００によって制御される。第２膨張弁２６は、冷房サイクル運転時及び除湿暖房サイクル運転時に開度制御されて蒸発器７に流入する冷媒を減圧し、暖房サイクル運転時に全閉状態に制御される開度調整機能を有する減圧装置であり、制御装置１００によってその作動が全開から全閉の開度まで制御される。したがって、第２膨張弁２６は、蒸発器５の入口側冷媒通路と第１のバイパス通路３０との接続部位よりも蒸発器５寄りに設けられて、冷媒が蒸発器５に流入することを阻止する第１の冷媒流通阻止手段を構成する。第１電磁弁３１は、その作動が制御装置１００によって制御される開閉弁であり、冷房サイクル運転時及び除湿暖房（直列）サイクル運転時に閉状態に制御され、暖房サイクル運転時及び除湿暖房（並列）サイクル運転時に開状態に制御される。したがって、第１電磁弁３１は、冷媒が凝縮器７側から蒸発器５側に向かって第１のバイパス通路３０を流れることを許可及び阻止する冷媒流通制御手段を構成する。第２電磁弁４１は、その作動が制御装置１００によって制御される開閉弁であり、冷房サイクル運転時及び除湿暖房（直列）サイクル運転時に閉状態に制御され、暖房サイクル運転時及び除湿暖房（並列）サイクル運転時に開状態に制御される。
【００４１】
各サイクル運転時における、第１膨張弁２２、第２膨張弁２６、第１電磁弁３１、及び第２電磁弁４１の動作状態は、以下の（表１）に示すとおりである。
【表１】
【００４２】
上記構成により、ヒートポンプサイクル２には、図１の黒塗り太矢印で示す冷房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→第２膨張弁２６→蒸発器５→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。冷房サイクル運転では、第１電磁弁３１が閉状態に制御されることにより、凝縮器７を流出した高圧の冷媒が第１のバイパス通路３０を通じて蒸発器５に流れることを防止している。
【００４３】
またヒートポンプサイクル２には、図１の白抜き太矢印で示す暖房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→第２のバイパス通路４０（第２電磁弁４１）→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。この暖房サイクル運転では、第２電磁弁４１を開状態に制御することにより、第２のバイパス通路４０を開放する。さらに、第１電磁弁３１を開状態に制御することにより、第１のバイパス通路３０を開放する。これによって、凝縮器７の出口側通路（凝縮器７の出口部と第１膨張弁２２の入口部とを接続する冷媒通路）と、第２膨張弁２６の入口側通路（室外熱交換器２３の出口部と蒸発器５の入口部とを接続する冷媒通路）とが連通するようになる。
【００４４】
この第１のバイパス通路３０の開放により、凝縮器７を流出した冷媒の一部は、第１のバイパス通路３０を通り、蒸発器５側に流通可能であるように思われるが、第２膨張弁２６が全閉状態であるため、第２膨張弁２６で蒸発器５に向かう通路が遮閉されて蒸発器５には流れない。さらに、反対側の室外熱交換器２３寄りの冷媒通路においては逆止弁２５の存在によって、冷媒の逆流（逆止弁２５から室外熱交換器２３に向かう流れ）が抑止される。この結果、暖房サイクル運転時には、第１のバイパス通路３０と、逆止弁２５と第２膨張弁２６間の通路とを合わせた、行き止まりの通路（以下、冷媒貯留用通路ともいう）に冷媒を貯留しておくことができる。つまり、暖房サイクル運転時には、冷媒が流通する通路として使用されていない冷媒貯留用通路を構成する配管部分に高圧の冷媒を導入して、冷媒を貯留可能なタンクとして活用できるのである。この冷媒通路を活用したタンクの形成により、当該タンクに冷媒を貯留する分、従来のヒートポンプサイクルに比べてアキュムレータに貯留する冷媒量を低減することができる。
【００４５】
またヒートポンプサイクル２には、図１の斜線太矢印で示す除湿暖房（直列）サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→第２膨張弁２６→蒸発器５→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。
【００４６】
またヒートポンプサイクル２には、図１の破線太矢印で示す除湿暖房（並列）サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→第２のバイパス通路４０（第２電磁弁４０）→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路と、凝縮器７→第１のバイパス通路３０（第１電磁弁３１）→第２膨張弁２６→蒸発器５→アキュムレータ２８の冷媒経路とが形成されうる。除湿暖房（並列）サイクル運転では、凝縮器７を流出後、第１のバイパス通路３０に分流した高圧の冷媒が、第２のバイパス通路４０を経由してアキュムレータ２８に流入することがないように、逆止弁２５の逆流抑止機能が効果的に作用しているのである。
【００４７】
圧縮機２１は、回転数制御が可能である圧縮機であり、インバータ５１によって、周波数を調整した交流電圧が印加されて、モータの回転速度が制御される。インバータ５１は、車載のバッテリ５０から直流電源の供給を受け、制御装置１００によって制御される。
【００４８】
制御装置１００は、車室内の空調を制御する装置であり、マイクロコンピュータと、車室内前面に設けられた操作パネル１１０上の各種スイッチや各種センサからの信号が入力される入力回路と、各種アクチュエータに出力信号を送る出力回路と、を備えている。マイクロコンピュータは、ＲＯＭ（読み込み専用記憶装置）、ＲＡＭ（読み込み書き込み可能記憶装置）等のメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）等から構成されており、操作パネル１１０等から送信された運転命令に基づいた演算に使用される各種プログラムを有している。
【００４９】
制御装置１００は、操作パネル１１０等からの情報により、エアコン環境情報、エアコン運転条件情報、および車両環境情報を受信して各種プログラムによる演算を行い、圧縮機２１の回転数、各種弁の開度状態、送風機４および送風機２４による風量、各種ドア３，１１〜１３の開閉状態等を算出する。制御装置１００は、これら各部の運転を算出結果にしたがって制御する。
【００５０】
次に、上記構成に係る車両用空調装置の各運転モードの作動を説明する。操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、制御装置１００は圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべき運転モードを冷房運転と判定すると、第１膨張弁２２を全開状態に、第２膨張弁２６を制御開度に、第１電磁弁３１及び第２電磁弁４１を閉状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、冷房運転であるので、主に温風通路１ｃを閉じるようにエアミックスドア６の開度を制御し、吹出しモードが主にフェイス吹出しとなるようにフェイス吹出し開閉ドア１１を制御する。制御装置１００は、例えば外気吸入口３ｂから外気を取り入れる外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００５１】
冷房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入するが、エアミックスドア６は温風通路１ｃを閉じるように開度を制御されるため、凝縮器７の周囲を通過する送風量はなく熱交換は行われない。そして冷媒は、室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに周囲の空気に熱を奪われて冷却され霧状冷媒となる。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。
【００５２】
その後、霧状冷媒は第２膨張弁２６で減圧されて蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、必要に応じて圧力制御弁２７で圧力制御されてからアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。蒸発器５で吸熱され冷却された冷風はさらに通風路を進んで主にフェイス吹出し開口８から乗員の上半身に向けて吹き出されて車室内を冷房する。
【００５３】
次に、暖房サイクル運転時の冷媒の流れを説明する。制御装置１００は操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを暖房サイクル運転と判定すると、第１膨張弁２２を制御開度に、第２膨張弁２６を全閉状態に、第１電磁弁３１及び第２電磁弁４１を開状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、暖房運転時であるので吹出しモードが設定温度に応じて主にフット吹出しまたはデフ吹出しとなるようにフット吹出し開閉ドア１２またはデフロスタ吹出し開閉ドア１３を制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００５４】
暖房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、第１膨張弁２２に流入し、第１膨張弁２２で減圧される。第１膨張弁２２によって低圧に減圧された冷媒は室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに周囲の空気から吸熱して蒸発する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３で蒸発したガス冷媒は第２のバイパス通路４０及び第２電磁弁４１を経由してアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【００５５】
暖房サイクル運転時には、第１膨張弁３１が開状態に制御され、かつ第２膨張弁２６が全閉状態に制御されることにより、第２のバイパス通路３０の容積と、逆止弁２５と第２膨張弁２６との間を接続する通路の容積とで占める通路容積が、凝縮器７を流出した高圧冷媒の一部を貯えることが可能なタンクとして機能する。ヒートポンプサイクル２では、暖房サイクル運転時は他の運転モード時と比較して冷媒が流通する流路容積が小さいため、サイクル２０のアキュムレータを除く冷媒通路に存在する冷媒量が少なく、その分、冷媒タンクとしてのアキュムレータ２８に貯留される冷媒量が大きくなる。したがって、従来の暖房サイクル運転において、アキュムレータ２８に貯留される冷媒量を減少させることができれば、その減少分はアキュムレータ２８の冷媒貯留能力を低減できるので、アキュムレータ２８の容積を小さくでき、小型化が図れるのである。そこで、本実施形態のヒートポンプサイクル２は、前述のように、サイクル２０内に冷媒の流通に無関係な冷媒を貯留できる通路容積を確保するので、アキュムレータ２８の冷媒貯留量を小さくでき、アキュムレータ２８の容積低減に寄与することができる。
【００５６】
暖房サイクル運転時に空調ユニットケース１内に取り込まれた低温の空気（例えば冬期の外気）は、蒸発器５を通過した後、エアミックスドア６によって主に温風通路１ｃを流れ、凝縮器７によって加熱され温風となる。そして、暖房時にデフ吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器７を通過した後、開放されたデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向けて吹き出される。また、暖房時にフット吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器７を通過した後、開放されたフット吹出し開口９フット吹出し開口１１を通って乗員の足元に向けて吹き出される。
【００５７】
次に、除湿暖房サイクル運転が行われた場合の冷媒の流れを説明する。除湿暖房サイクル運転には、除湿暖房（直列）サイクル運転と除湿暖房（並列）サイクル運転とがある。制御装置１００は、操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを除湿暖房（直列）サイクル運転と判定すると、第１膨張弁２２及び第２膨張弁２６をそれぞれの制御開度に、第１電磁弁３１及び第２電磁弁４１を閉状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、除湿暖房運転時であるので主にデフ吹出しまたはフット吹出しとなるように各吹出し開閉ドアを制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００５８】
除湿暖房（直列）サイクル運転では、蒸発器５の吸熱作用および凝縮器７の放熱作用により、空調ユニットケース１内の送風空気はまず蒸発器５で冷却、除湿され、その後に凝縮器７で加熱されて温風となる。この温風は主にデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向かって吹き出され、防曇効果を発揮するとともに車室内を除湿暖房する。
【００５９】
除湿暖房（直列）サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、第１膨張弁２２で減圧された後、室外熱交換器２３で周囲の空気から吸熱して蒸発、もしくは放熱して凝縮する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３を流出した冷媒は、さらに第２膨張弁２６で減圧されてから蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、必要に応じて圧力制御弁２７で圧力制御されてからアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【００６０】
制御装置１００は、操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを除湿暖房（並列）サイクル運転と判定すると、第１膨張弁２２及び第２膨張弁２６をそれぞれの制御開度に、第１電磁弁３１及び第２電磁弁４１を開状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、除湿暖房運転時であるので主にデフ吹出しまたはフット吹出しとなるように各吹出し開閉ドアを制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００６１】
除湿暖房（並列）サイクル運転では、蒸発器５の吸熱作用および凝縮器７の放熱作用により、空調ユニットケース１内の送風空気はまず蒸発器５で冷却、除湿され、その後に凝縮器７で加熱されて温風となる。この温風は主にデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向かって吹き出され、防曇効果を発揮するとともに車室内を除湿暖房する。
【００６２】
除湿暖房（並列）サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして、凝縮器５を流出した冷媒は、その一部が第１のバイパス通路３０を通って第２膨張弁２６に流入し、第２膨張弁２６で減圧されてから蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、圧力制御弁２７で圧力制御されてからアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。また凝縮器５を流出した冷媒の残余は、第１膨張弁２２に流入して減圧される。第１膨張弁２２によって低圧に減圧された冷媒は室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに、周囲の空気から吸熱して蒸発する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３で蒸発したガス冷媒は、第２のバイパス通路４０を経由してアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【００６３】
以下に、本実施形態に係る空調装置の効果について述べる。本実施形態の空調装置によれば、ヒートポンプサイクル２は、凝縮器７の出口側冷媒通路と蒸発器５の入口側冷媒通路とを連絡する第１のバイパス通路３０と、冷媒が凝縮器７側から蒸発器５側に向かって第１のバイパス通路３０を流れることを許可及び阻止する冷媒流通制御手段と、蒸発器５の入口側冷媒通路と第１のバイパス通路３０との接続部位よりも蒸発器５寄りに設けられて、冷媒が蒸発器５に流入することを阻止する第１の冷媒流通阻止手段と、蒸発器５の入口側冷媒通路と第１のバイパス通路３０との接続部位よりも室外熱交換器２３寄りに設けられて、冷媒が室外熱交換器２３側に流れることを阻止する第２の冷媒流通阻止手段とを有する。そして複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル２の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、冷媒流通制御手段によって第１のバイパス通路３０における冷媒の流通を許可するとともに、第１の冷媒流通阻止手段及び第２の冷媒流通阻止手段によって冷媒の流通を阻止する。
【００６４】
上述のように従来のヒートポンプサイクルにおいては、暖房サイクル運転は、冷房サイクル運転、除湿暖房（直列）サイクル運転、及び除湿暖房（並列）サイクル運転の場合に比べて、ヒートポンプサイクルにおける冷媒が流通しうる通路が短いため、その通路容積は小さい。このため、暖房サイクル運転の場合は、冷媒が流通しうる通路に存在する冷媒量が少ないので、アキュムレータに貯留される冷媒量が多い。したがって、すべての運転に対応できる冷媒貯留量を確保するためには、アキュムレータの冷媒貯留能力を暖房サイクル運転時に適合させる必要があり、アキュムレータの小型化が図れない。
【００６５】
そこで、本実施形態によれば、ヒートポンプサイクル２の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、第１のバイパス通路３０における冷媒の流通を許可し、第１の冷媒流通阻止手段によって冷媒が蒸発器５に流入することを阻止し、第２の冷媒流通阻止手段によって冷媒が室外熱交換器２３側に流れることを阻止する。これにより、第１の冷媒流通阻止手段及び第２の冷媒流通阻止手段によって冷媒流れを阻止した部位において冷媒はそれ以上流れなくなるため、冷媒通路に冷媒の行き止まり部を形成することができる。これにより、第１のバイパス通路３０と、第１のバイパス通路３０から冷媒の行き止まり部に至るまでの通路とによって、当該冷媒量が最も少ない運転モード時に冷媒を貯えておける冷媒貯留用通路を形成できる。
【００６６】
この冷媒貯留用通路は、当該冷媒量が最も少ない運転モードにおいて冷媒流路として使用していない通路であるから、高圧冷媒を貯留するタンクとしての機能を果たす。よって、このタンクで貯留される冷媒量の分だけ、アキュムレータ２８に貯留される冷媒量を少なくすることができる。当該冷媒量が最も少ない運転モードでは、他の運転モードに比べてアキュムレータ２８に貯留される冷媒量が多いため、本実施形態によりアキュムレータ２８の貯留冷媒量を低減することによって、当該冷媒量が最も少ない運転モードで必要とするアキュムレータ２８の容量を抑制できる。したがって、ヒートポンプサイクル２におけるアキュムレータ２８の小型化が図れる。
【００６７】
また、ヒートポンプサイクル２は、車両に設けられ、ヒートポンプサイクル２を用いて複数の運転モードにより空調される空調風は車室内に提供される。これによれば、車両用空調装置に使用するアキュムレータの小型化が図れるため、車両用空調装置を車両に搭載するために必要なスペースを低減することができる。したがって、車両の小型化や軽量化、車室空間の大型化といった要求に対して大きな効果が得られる。
【００６８】
また、暖房サイクル運転では、室外熱交換器２３を冷媒の吸熱作用を利用した蒸発器として機能させるため、蒸発器５に冷媒を流通させない冷媒経路となる。したがって、暖房サイクル運転では、他の運転モードに比べて、ヒートポンプサイクル２において冷媒が流通する通路容積が小さい場合が多く、アキュムレータ２８に冷媒が多く貯留されやすい。そこで、複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル２の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードを暖房サイクル運転とすることにより、暖房サイクル運転時に冷媒貯留用通路を形成するため、アキュムレータ２８の小型化に有用な車両用空調装置を提供できる。
【００６９】
また、第１の冷媒流通阻止手段は、除湿暖房サイクル運転時と冷房サイクル運転時に蒸発器に流入する冷媒を減圧する開度調整可能な第２膨張弁２６である。この構成によれば、第２膨張弁２６の開度を全閉状態に調整することにより、冷媒通路を閉鎖することができるため、冷媒が蒸発器５に流入することを阻止することができる。したがって、冷房サイクル運転時等に蒸発器５に流入させる冷媒を減圧するための第２膨張弁２６を第１の冷媒流通阻止手段として使用できるので、新たな部品を追加することなく、部品点数の増加を抑制できる。
【００７０】
また、第２の冷媒流通阻止手段は、蒸発器５側から室外熱交換器２３側への冷媒の流れを阻止する逆止弁２５である。この構成によれば、逆止弁２５が有する一方向への冷媒流れ作用を活用することにより、冷媒の流れを規制することができるため、蒸発器５側から室外熱交換器２３側への冷媒流れを阻止することができる。したがって、新たな部品を追加することなく、部品点数の増加を抑制できる。
【００７１】
また、冷媒流通制御手段は、第１のバイパス通路３０を開閉する第１電磁弁３１で構成される。この構成によれば、第１電磁弁３１による通路開閉制御によって、第１のバイパス通路３０を冷媒貯留用通路として容易に活用することができる。
【００７２】
（第２実施形態）
第２実施形態に係るヒートポンプサイクル２Ａは、第１実施形態のヒートポンプサイクル２に対して、第２電磁弁４１、及び逆止弁２５の代わりに、三方弁６０を備える形態である。第２実施形態は、以下に特に説明しない実施形態、例えば、構成、各部の作動、各運転モードの作動及び作用、作用効果等については第１実施形態と同様である。図２は、第２実施形態に係るヒートポンプサイクル２Ａを備えた車両用空調装置の構成を示す概略図である。
【００７３】
図２に示すように、ヒートポンプサイクル２Ａが備える三方弁６０は、室外熱交換器２３の出口側通路に、第２のバイパス通路４０を接続するか、または第２膨張弁２６の入口側通路を接続するかを切り換えることができる切換弁である。三方弁６０の動作状態は、制御装置１００によって制御される。
【００７４】
ヒートポンプサイクル２Ａには、図２の黒塗り太矢印で示す冷房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→三方弁６０→第２膨張弁２６→蒸発器５→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。
【００７５】
またヒートポンプサイクル２Ａには、図２の白抜き太矢印で示す暖房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→三方弁６０→第２のバイパス通路４０→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。この暖房サイクル運転では、三方弁６０によって室外熱交換器２３の出口側通路と第２のバイパス通路４０とを接続することにより、室外熱交換器２３を流出した冷媒はアキュムレータ２８を経て圧縮機２１に吸入される。さらに、第１電磁弁３１を開状態に制御することにより、第１のバイパス通路３０を開放する。これによって、凝縮器７の出口側通路（凝縮器７の出口部と第１膨張弁２２の入口部とを接続する冷媒通路）と、第２膨張弁２６の入口側通路（室外熱交換器２３の出口部と蒸発器５の入口部とを接続する冷媒通路）とが連通するようになる。
【００７６】
この第１のバイパス通路３０の開放により、凝縮器７を流出した冷媒の一部は、第１のバイパス通路３０を通り、蒸発器５側に流通可能であるように思われるが、第２膨張弁２６が全閉状態であるため、第２膨張弁２６で蒸発器５に向かう通路が遮閉されて蒸発器５には流れない。さらに、反対側の室外熱交換器２３寄りの冷媒通路においては、三方弁６０の存在によって、冷媒通路が遮断されるため、冷媒の逆流（三方弁６０から室外熱交換器２３に向かう流れ）が抑止される。この結果、暖房サイクル運転時には、第１のバイパス通路３０と、三方弁６０と第２膨張弁２６間の通路と、を合わせた通路に冷媒を貯留しておくことができる。つまり、暖房サイクル運転時には、冷媒が流通する通路として使用されていない配管部分に高圧の冷媒を導入して、冷媒を貯留可能なタンクとして活用できるのである。この冷媒通路を活用したタンクの形成により、当該タンクに冷媒を貯留する分、従来のヒートポンプサイクルに比べてアキュムレータに貯留する冷媒量を低減することができる。
【００７７】
またヒートポンプサイクル２Ａには、図２の斜線太矢印で示す除湿暖房（直列）サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→三方弁６０→第２膨張弁２６→蒸発器５→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。
【００７８】
またヒートポンプサイクル２Ａには、図２の破線太矢印で示す除湿暖房（並列）サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→三方弁６０→第２のバイパス通路４０→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路と、凝縮器７→第１のバイパス通路３０（第１電磁弁３１）→第２膨張弁２６→蒸発器５→アキュムレータ２８の冷媒経路とが形成されうる。除湿暖房（並列）サイクル運転では、凝縮器７を流出後、第１のバイパス通路３０に分流した高圧の冷媒が、第２のバイパス通路４０を経由してアキュムレータ２８に流入することがないように、三方弁６０の冷媒通路切り替え機能が働いているのである。
【００７９】
次に、上記構成に係る車両用空調装置の各運転モードの作動を説明する。操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、制御装置１００は圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべき運転モードを冷房運転と判定すると、第１膨張弁２２を全開状態に、第２膨張弁２６を制御開度に、第１電磁弁３１を閉状態に、三方弁６０を第２膨張弁２６の入口側通路が冷媒流通状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、冷房運転であるので、主に温風通路１ｃを閉じるようにエアミックスドア６の開度を制御し、吹出しモードが主にフェイス吹出しとなるようにフェイス吹出し開閉ドア１１を制御する。制御装置１００は、例えば外気吸入口３ｂから外気を取り入れる外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００８０】
冷房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入するが、エアミックスドア６は温風通路１ｃを閉じるように開度を制御されるため、凝縮器７の周囲を通過する送風量はなく熱交換は行われない。そして冷媒は、室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに送周囲の空気に熱を奪われて冷却され霧状冷媒となる。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。
【００８１】
その後、霧状冷媒は第２膨張弁２６で減圧されて蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、必要に応じて圧力制御弁２７で圧力制御されてからアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。蒸発器５で吸熱され冷却された冷風はさらに通風路を進んで主にフェイス吹出し開口８から乗員の上半身に向けて吹き出されて車室内を冷房する。
【００８２】
次に、暖房サイクル運転時の冷媒の流れを説明する。制御装置１００は操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを暖房サイクル運転と判定すると、第１膨張弁２２を制御開度に、第２膨張弁２６を全閉状態に、第１電磁弁３１を開状態に、三方弁６０を第２のバイパス通路４０が冷媒流通状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、暖房運転時であるので吹出しモードが設定温度に応じて主にフット吹出しまたはデフ吹出しとなるようにフット吹出し開閉ドア１２またはデフロスタ吹出し開閉ドア１３を制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００８３】
暖房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、第１膨張弁２２に流入し、第１膨張弁２２で減圧される。第１膨張弁２２によって低圧に減圧された冷媒は室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに周囲の空気から吸熱して蒸発する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３で蒸発したガス冷媒は第２のバイパス通路４０を経由してアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【００８４】
暖房サイクル運転時には、第１膨張弁３１が開状態に制御され、かつ第２膨張弁２６が全閉状態に制御されることにより、第２のバイパス通路３０の容積と、逆止弁２５と第２膨張弁２６との間を接続する通路の容積とで占める通路容積が、凝縮器７を流出した高圧冷媒の一部を貯えることが可能なタンクとして機能する。ヒートポンプサイクル２では、暖房サイクル運転時は他の運転モード時と比較して冷媒が流通する流路容積が小さいため、サイクル２０のアキュムレータを除く冷媒通路に存在する冷媒量が少なく、その分、冷媒タンクとしてのアキュムレータ２８に貯留される冷媒量が大きくなる。したがって、従来の暖房サイクル運転において、アキュムレータ２８に貯留される冷媒量を減少させることができれば、その減少分はアキュムレータ２８の冷媒貯留能力を低減できるので、アキュムレータ２８の容積を小さくでき、小型化が図れるのである。そこで、本実施形態のヒートポンプサイクル２は、前述のように、サイクル２０内に冷媒の流通に無関係な冷媒を貯留できる通路容積を確保するので、アキュムレータ２８の最大冷媒貯留量を小さくでき、アキュムレータ２８の容積低減に寄与することができる。
【００８５】
暖房サイクル運転時に空調ユニットケース１内に取り込まれた低温の空気（例えば冬期の外気）は、蒸発器５を通過した後、エアミックスドア６によって主に温風通路１ｃを流れ、凝縮器７によって加熱され温風となる。そして、暖房時にデフ吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器７を通過した後、開放されたデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向けて吹き出される。また、暖房時にフット吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器７を通過した後、開放されたフット吹出し開口９フット吹出し開口１１を通って乗員の足元に向けて吹き出される。
【００８６】
次に、除湿暖房サイクル運転が行われた場合の冷媒の流れを説明する。除湿暖房サイクル運転には、除湿暖房（直列）サイクル運転と除湿暖房（並列）サイクル運転とがある。制御装置１００は、操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを除湿暖房（直列）サイクル運転と判定すると、第１膨張弁２２及び第２膨張弁２６をそれぞれの制御開度に、第１電磁弁３１を閉状態に、三方弁６０を第２膨張弁２６の入口側通路が冷媒流通状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、除湿暖房運転時であるので、主にデフ吹出しまたはフット吹出しとなるように各吹出し開閉ドアを制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００８７】
除湿暖房（直列）サイクル運転では、蒸発器５の吸熱作用および凝縮器７の放熱作用により、空調ユニットケース１内の送風空気はまず蒸発器５で冷却、除湿され、その後に凝縮器７で加熱されて温風となる。この温風は主にデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向かって吹き出され、防曇効果を発揮するとともに車室内を除湿暖房する。
【００８８】
除湿暖房（直列）サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、第１膨張弁２２で減圧された後、室外熱交換器２３で周囲の空気から吸熱して蒸発、もしくは放熱して凝縮する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３を流出した冷媒は、さらに第２膨張弁２６で減圧されてから蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、必要に応じて圧力制御弁２７で圧力制御されてからアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【００８９】
制御装置１００は、操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを除湿暖房（並列）サイクル運転と判定すると、第１膨張弁２２及び第２膨張弁２６をそれぞれの制御開度に、第１電磁弁３１及び第２電磁弁４１を開状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、除湿暖房運転時であるので主にデフ吹出しまたはフット吹出しとなるように各吹出し開閉ドアを制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００９０】
除湿暖房（並列）サイクル運転では、蒸発器５の吸熱作用および凝縮器７の放熱作用により、空調ユニットケース１内の送風空気はまず蒸発器５で冷却、除湿され、その後に凝縮器７で加熱されて温風となる。この温風は主にデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向かって吹き出され、防曇効果を発揮するとともに車室内を除湿暖房する。
【００９１】
除湿暖房（並列）サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして、凝縮器５を流出した冷媒は、その一部が第１のバイパス通路３０を通って第２膨張弁２６に流入し、第２膨張弁２６で減圧されてから蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、圧力制御弁２７で圧力制御されてからアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。また凝縮器５を流出した冷媒の残余は、第１膨張弁２２に流入して減圧される。第１膨張弁２２によって低圧に減圧された冷媒は室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに周囲の空気から吸熱して蒸発する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３で蒸発したガス冷媒は、第２のバイパス通路４０を経由してアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【００９２】
本実施形態によれば、第２の冷媒流通阻止手段には、複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル２Ａの冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、室外熱交換器２３を流出した冷媒を、蒸発器５に流入させないで第２のバイパス通路４０に流入させるように冷媒流路を切り換える切換弁としての三方弁６０が含まれる。
【００９３】
この構成によれば、例えば冷媒が蒸発器５に流入しないように制御する暖房サイクル運転モード等を実施するために設けられる三方弁６０を活用することにより、冷媒の流れを規制することができるため、蒸発器５側から室外熱交換器２３側への冷媒流れを阻止することができる。したがって、新たに部品を追加することなく第２の冷媒流通阻止手段を構築できるとともに、部品点数の増加を抑制できる。
【００９４】
（第３実施形態）
本発明の一実施形態である第３実施形態について図３にしたがって説明する。図３は第３実施形態に係る車両用空調装置の構成を示した概略図である。図３において、黒塗り太矢印は冷房サイクル運転時の冷媒流れを示し、白抜き太矢印は暖房サイクル運転時の冷媒流れを示し、斜線太矢印は除湿暖房サイクル運転時の冷媒流れを示している。
【００９５】
第３実施形態の車両用空調装置は、空調ユニットケース１側に関わる各構成部品及び各部品の作動が第１実施形態と同様であり、ヒートポンプサイクル２Ｂの構成が第１実施形態とは異なる。以下、ヒートポンプサイクル２Ｂについて第１実施形態とは異なる形態を説明する。したがって、第３実施形態は、以下に特に説明しない実施形態、作用効果等については第１実施形態と同様である。
【００９６】
図３に示すように、ヒートポンプサイクル２Ｂは、サイクル２０Ｂ１と、サイクル２０Ｂ１における特定の部位間を接続する第３の連絡通路２０Ｂ４と、サイクル２０Ｂ１の特定部位と第３の連絡通路２０Ｂ４の特定部位とを接続する第１の連絡通路２０Ｂ２と、サイクル２０Ｂ１における特定の部位間を接続する第２の連絡通路２０Ｂ３と、を備えて構成される。サイクル２０Ｂ１は、冷媒を吸入して吐出する圧縮機２１、凝縮器７、三方弁７０、室外熱交換器２３、逆止弁７１、第２膨張弁２６Ａ、蒸発器５、第２電磁弁７３、及びアキュムレータ２８を冷媒通路によって環状に接続して構成される回路である。
【００９７】
第３の連絡通路２０Ｂ４は、サイクル２０Ｂ１における、室外熱交換器２３及び逆止弁７１間の通路と、凝縮器７の出口側通路とを接続する通路である。第３の連絡通路２０Ｂ４には、凝縮器７寄りに第１電磁弁７２が設けられ、室外熱交換器２３寄りに第１膨張弁２２Ａが設けられている。したがって、第３の連絡通路２０Ｂ４には、凝縮器７から室外熱交換器２３に向かって、第１電磁弁７２、第１膨張弁２２Ａの順に設けられている。第１の連絡通路２０Ｂ２は、サイクル２０Ｂ１における逆止弁７１及び第２膨張弁２６Ａ間の通路と、第３の連絡通路２０Ｂ４における第１電磁弁７２及び第１膨張弁２２Ａ間の通路とを接続する通路である。第２の連絡通路２０Ｂ３は、サイクル２０Ｂ１における、三方弁７０に接続可能な通路と、第２電磁弁７３及びアキュムレータ２８間の通路とを接続する通路である。
【００９８】
第１電磁弁７２は、凝縮器７の出口側から室外熱交換器２３または第１の連絡通路２０Ｂ２に流れる冷媒の流通を許可及び遮断する開閉弁であり、制御装置１００によってその作動が制御される。第１膨張弁２２Ａは、固定絞り等の固定式膨張弁であり、暖房サイクル運転時に凝縮器７から流入した冷媒を減圧する。逆止弁７１は、サイクル２０Ｂ１において冷媒が第２膨張弁２６Ａ側から室外熱交換器２３側に逆流することを阻止する弁である。したがって、逆止弁７１は、蒸発器５の入口側冷媒通路と第１の連絡通路２０Ｂ２との接続部位よりも室外熱交換器２３寄りに設けられて、冷媒が室外熱交換器２３側に流れることを阻止する第２の冷媒流通阻止手段を構成する。室外熱交換器２３は、第１膨張弁２２Ａで減圧された冷媒と周囲の空気（外気）とを熱交換する熱交換器である。また室外熱交換器２３は、暖房サイクル運転時には蒸発器として機能し、冷房サイクル運転時には凝縮器として機能し、除湿暖房サイクル運転時には冷媒は流れない。
【００９９】
三方弁７０は、室外熱交換器２３側通路に第２の連絡通路２０Ｂ３を接続するか、凝縮器７の出口側通路を接続するか、あるいは室外熱交換器２３側通路、凝縮器７の出口側通路及び第２の連絡通路２０Ｂ３のいずれの通路間も接続しない全閉状態か、を切り換えることができる切換弁である。三方弁７０の動作状態は、制御装置１００によって制御される。第２膨張弁２６Ａは、冷房サイクル運転時及び除湿暖房サイクル運転時に開度制御されて蒸発器７に流入する冷媒を減圧し、暖房サイクル運転時に全開状態に制御される開度調整機能を有する減圧装置であり、制御装置１００によってその作動が全開から全閉の開度まで制御される。第２膨張弁２６Ａは、冷媒が凝縮器７側から蒸発器５側に向かって蒸発器５の入口側冷媒通路を流れることを許可する冷媒流通制御手段を構成する。
【０１００】
第２電磁弁７３は、その作動が制御装置１００によって制御される開閉弁であり、冷房サイクル運転時及び除湿暖房サイクル運転時に開状態に制御され、暖房サイクル運転時に閉状態に制御される。したがって、第２電磁弁７３は、蒸発器５の出口側冷媒通路であって、暖房サイクル運転時に第２の連絡通路２０Ｂ３を通って冷媒が流入する部位よりも蒸発器５寄りに設けられて、蒸発器５側から圧縮機２１の吸入部側に向かう冷媒の流れを流入することを阻止する第１の冷媒流通阻止手段を構成する。
【０１０１】
各サイクル運転時における、三方弁７０、第１膨張弁２２Ａ、第２膨張弁２６Ａ、第１電磁弁７２、及び第２電磁弁７３の動作状態は、以下の（表２）に示すとおりである。
【表２】
【０１０２】
上記構成により、ヒートポンプサイクル２Ｂには、図３の黒塗り太矢印で示す冷房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→三方弁７０→室外熱交換器２３→逆止弁７１→第２膨張弁２６Ａ→蒸発器５→第２電磁弁７３→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。
【０１０３】
またヒートポンプサイクル２Ｂには、図３の白抜き太矢印で示す暖房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第３の連絡通路２０Ｂ４（第１電磁弁７２→第１膨張弁２２Ａ）→室外熱交換器２３→三方弁７０→第２の連絡通路２Ｂ３→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。この暖房サイクル運転では、三方弁７０によって室外熱交換器２３側通路と第２の連絡通路２０Ｂ３とを接続し、第１電磁弁７２を開状態に制御することにより、第３の連絡通路２０Ｂ４を開放して、凝縮器７の出口側通路と、室外熱交換器２３及び逆止弁７１間の通路とを接続する。また、第２電磁弁７３を閉状態に制御することにより、室外熱交換器２３を流出した後の低温のガス冷媒（０℃以下である）が蒸発器５に流入しないようにして、蒸発器５がフロストすることを防止する。さらに逆止弁７１によって、凝縮器７を流出した高圧冷媒が第１膨張弁２２Ａを通過しないで室外熱交換器２３に流入することを防止することができる。
【０１０４】
暖房サイクル運転では、第２電磁弁７３による通路閉鎖と、第２膨張弁２６Ａによる通路開放とによって、第２膨張弁２６Ａから蒸発器５を経由して第２電磁弁７３に至るまでの行き止まりの通路（以下、冷媒貯留用通路ともいう）を形成することができる。そして凝縮器７を流出した冷媒の一部は、第１電磁弁７２と第１膨張弁２２Ａとの間の通路から第１の連絡通路２０Ｂ２に流入するが、逆止弁７１の存在によって、逆止弁７１から室外熱交換器２３に向かう流れが抑止されて、蒸発器５に向かう流れが許容される。
【０１０５】
この結果、暖房サイクル運転時には、冷媒貯留用通路に冷媒を貯留しておくことができる。つまり、暖房サイクル運転時には、冷媒が流通する通路として使用されていない冷媒貯留用通路を構成する配管部分と蒸発器５に高圧の冷媒を導入して、冷媒を貯留可能なタンクとして活用できるのである。この冷媒貯留用通路を活用したタンクの形成により、当該タンクに冷媒を貯留する分、従来のヒートポンプサイクルに比べてアキュムレータに貯留する冷媒量を低減することができる。
【０１０６】
またヒートポンプサイクル２Ｂには、図３の斜線太矢印で示す除湿暖房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１電磁弁７２→第１の連絡通路２０Ｂ２→第２膨張弁２６Ａ→蒸発器５→第２電磁弁７３→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。除湿暖房サイクル運転では、前述する３つのいずれの通路間も接続しない全閉状態に三方弁７０を制御することにより、凝縮器７を流出した高圧の冷媒は第２膨張弁２６Ａで減圧されてから蒸発器５に流入するようになる。また、除湿暖房サイクル運転では、凝縮器７を流出後、第１の連絡通路２０Ｂ２に流入した高圧の冷媒が、室外熱交換器第２３に流入することがないように、逆止弁７１の逆流抑止機能が効果的に作用している。
【０１０７】
次に、上記構成に係る車両用空調装置の各運転モードの作動を説明する。操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、制御装置１００は圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべき運転モードを冷房運転と判定すると、三方弁７０を室外熱交換器２３側通路と凝縮器７の出口側通路とを接続する状態に、第２膨張弁２６Ａを制御開度に、第１電磁弁７２を閉状態に、第２電磁弁７３を開状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、冷房運転であるので、温風通路１ｃを閉じるようにエアミックスドア６の開度を制御し、主に吹出しモードがフェイス吹出しとなるようにフェイス吹出し開閉ドア１１を制御する。制御装置１００は、例えば外気吸入口３ｂから外気を取り入れる外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【０１０８】
冷房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入するが、エアミックスドア６は温風通路１ｃを閉じるように開度を制御されるため、凝縮器７の周囲を通過する送風量はなく熱交換は行われない。そして凝縮器７を流出した冷媒は、室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに周囲の空気に熱を奪われて冷却され霧状冷媒となる。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。
【０１０９】
その後、霧状冷媒は第２膨張弁２６Ａで減圧されて蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、アキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。蒸発器５で吸熱され冷却された冷風はさらに通風路を進んで主にフェイス吹出し開口８から乗員の上半身に向けて吹き出されて車室内を冷房する。
【０１１０】
次に、暖房サイクル運転時の冷媒の流れを説明する。制御装置１００は操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを暖房サイクル運転と判定すると、三方弁７０を室外熱交換器２３側通路と第３の連絡通路２０Ｂ４とを接続する状態に、第２膨張弁２６Ａを全開状態に、第２電磁弁７３を閉状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、暖房運転時であるので吹出しモードが設定温度に応じてフット吹出しまたはデフ吹出しとなるようにフット吹出し開閉ドア１２またはデフロスタ吹出し開閉ドア１３を制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【０１１１】
暖房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、第１膨張弁２２Ａに流入し減圧される。第１膨張弁２２Ａによって低圧に減圧された冷媒は室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに周囲の空気から吸熱して蒸発する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３で蒸発したガス冷媒は第２の連絡通路２０Ｂ３を経由してアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【０１１２】
暖房サイクル運転時には、第２膨張弁２６Ａが開状態に制御され、かつ第２電磁弁７３が全閉状態に制御されることにより、第２膨張弁２６Ａから蒸発器５を経由して第２電磁弁７３に至る通路の容積で占める通路容積が、凝縮器７を流出した高圧冷媒の一部を貯えることが可能なタンクとして機能する。ヒートポンプサイクル２Ｂでは、暖房サイクル運転時は他の運転モード時と比較して冷媒が流通する流路容積が小さいため、ヒートポンプサイクル２Ｂを構成する通路内に存在する冷媒量が少なく、その分、冷媒タンクとしてのアキュムレータ２８に貯留される冷媒量が大きくなる。したがって、従来の暖房サイクル運転において、アキュムレータ２８に貯留される冷媒量を減少させることができれば、その減少分はアキュムレータ２８の冷媒貯留能力を低減することができるので、アキュムレータ２８の容積を小さくでき、その小型化が図れるのである。そこで、本実施形態のヒートポンプサイクル２Ｂは、前述のように、サイクル内に冷媒の流通に無関係な冷媒を貯留できる通路容積を確保するので、アキュムレータ２８の冷媒貯留量を小さくでき、アキュムレータ２８の容積低減に寄与することができる。
【０１１３】
暖房サイクル運転時に空調ユニットケース１内に取り込まれた低温の空気（例えば冬期の外気）は、蒸発器５を通過した後、エアミックスドア６によって主に温風通路１ｃを流れ、凝縮器７によって加熱され温風となる。そして、暖房時にデフ吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器７を通過した後、開放されたデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向けて吹き出される。また、暖房時にフット吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器７を通過した後、開放されたフット吹出し開口９フット吹出し開口１１を通って乗員の足元に向けて吹き出される。
【０１１４】
次に、除湿暖房サイクル運転が行われた場合の冷媒の流れを説明する。制御装置１００は、操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを除湿暖房サイクル運転と判定すると、三方弁７０を全閉状態に、第２膨張弁２６Ａを制御開度に、第１電磁弁７２及び第２電磁弁７３を開状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、除湿暖房運転時であるので主にデフ吹出しまたはフット吹出しとなるように各吹出し開閉ドアを制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【０１１５】
除湿暖房サイクル運転では、蒸発器５の吸熱作用および凝縮器７の放熱作用により、空調ユニットケース１内の送風空気はまず蒸発器５で冷却、除湿され、その後に凝縮器７で加熱されて温風となる。この温風は主にデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向かって吹き出され、防曇効果を発揮するとともに車室内を除湿暖房する。
【０１１６】
除湿暖房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、第２膨張弁２６Ａで減圧されてから蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、開状態の第２電磁弁７３を通過した後、アキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【０１１７】
以下に、本実施形態に係る空調装置の効果について述べる。本実施形態の空調装置によれば、ヒートポンプサイクル２Ｂは、凝縮器７の出口側冷媒通路と蒸発器５の入口側冷媒通路とを連絡する第１の連絡通路２０Ｂ２と、暖房サイクル運転時に、凝縮器７を流出した冷媒が蒸発器５の出口側冷媒通路に流入するように設けられた第２の連絡通路２０Ｂ３と、蒸発器５の出口側冷媒通路であって、暖房サイクル運転時に第２の連絡通路２０Ｂ３を通って冷媒が流入する部位よりも蒸発器５寄りに設けられて、蒸発器５側から圧縮機２１の吸入部側に向かう冷媒の流れを流入することを阻止する冷媒流通阻止手段と、冷媒が凝縮器７側から蒸発器５側に向かって蒸発器５の入口側冷媒通路を流れることを許可する冷媒流通制御手段と、を有する。そして、複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル２Ｂの冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、冷媒流通制御手段によって蒸発器５の入口側冷媒通路における冷媒の流通を許可するとともに、冷媒流通阻止手段によって冷媒の流通を阻止する。
【０１１８】
上述のように従来のヒートポンプサイクルにおいては、暖房サイクル運転は、冷房サイクル運転、及び除湿暖房サイクル運転の場合に比べて、ヒートポンプサイクルにおける冷媒が流通しうる通路が長いため、その通路容積は大きい。このため、暖房サイクル運転の場合は、冷媒が流通しうる通路に存在する冷媒量が少ないので、アキュムレータに貯留される冷媒量が大きい。したがって、すべての運転に対応できる冷媒貯留量を確保するためには、アキュムレータの小型化が図れない。
【０１１９】
そこで、本実施形態によれば、ヒートポンプサイクル２Ｂの冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、蒸発器５の入口冷媒通路の冷媒の流通を許可するとともに、冷媒流通阻止手段によって冷媒が蒸発器５側から圧縮機２１の吸入部側に向かうことを阻止する。これにより、当該流れを阻止した部位において冷媒はそれ以上流れなくなるため、冷媒通路に冷媒の行き止まり部を形成することができる。これにより、第２膨張弁２６Ａから当該行き止まり部に至るまでの通路によって、当該冷媒量が最も少ない運転モード時に冷媒を貯えておける冷媒貯留用通路を形成できる。この冷媒貯留用通路は、当該冷媒量が最も少ない運転モードにおいて冷媒流路として使用していない通路であるから、高圧冷媒を貯留するタンクとしての機能を果たすことができ、貯留される冷媒量の分だけ、アキュムレータ２８に貯留される冷媒量を少なくすることができる。当該冷媒量が最も少ない運転モードでは、他の運転モードに比べてアキュムレータ２８に貯留される冷媒量が多いため、このようにアキュムレータ２８に貯留される冷媒量を低減することによって、当該冷媒量が最も少ない運転モードにおいて必要とされるアキュムレータ２８の容量を抑制できる。したがって、ヒートポンプサイクル２Ｂにおけるアキュムレータ２８の小型化を提供できる。
【０１２０】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【０１２１】
第１実施形態および第２実施形態のヒートポンプサイクルでは、冷媒が凝縮器７側から蒸発器５側に向かって第１のバイパス通路３０を流れることを許可及び阻止する冷媒流通制御手段として、第１電磁弁３１を備えるが、代わりに三方弁によって冷媒流通制御手段を構成してもよい。この場合、三方弁は、第２膨張弁２６の入口側通路に第１のバイパス通路３０を接続するか、または室外熱交換器２３の出口側通路（逆止弁２５が設けられる通路）を接続するかを切り換えることができる切換弁である。
【０１２２】
上記実施形態の空調ユニットケース１には、他方側にフェイス吹出し開口８、フット吹出し開口９、及びデフロスタ吹出し開口１０が形成されているが、この他、リアフット吹出し開口等が形成されてもよい。リアフット吹出し開口は車室内の後席乗員の足元に吹き出される空調空気が通過する。空調ユニットケース１に形成されたこれらの各開口は、それぞれ吹出しダクトを介して車室内空間に接続されており、また吹出しモードに対応して吹出し開閉ドアによって開閉されるようになっている。
【０１２３】
第１または第２実施形態における第１膨張弁２２は、固定絞り等の固定式膨張弁であるが、膨張弁に流入する前の冷媒圧力によって膨張弁を流出した後の冷媒圧力が定まる機構を備えていればよく、第１膨張弁２２は、例えば、前後で一定の差圧が生じる差圧式膨張弁であってもよい。
【０１２４】
第３実施形態における第２膨張弁２６Ａは、制御装置１００によってその作動が全開から全閉の開度まで制御される開度可変式の減圧装置であるが、開度が一定に保たれる固定絞り等の固定式膨張弁であってもよく、この場合であっても、冷媒が凝縮器７側から蒸発器５側に向かって蒸発器５の入口側冷媒通路を流れることを許可する冷媒流通制御手段として機能する。
【０１２５】
第３実施形態における第１膨張弁２２Ａは、固定絞り等の固定式膨張弁であるが、膨張弁に流入する前の冷媒圧力によって膨張弁を流出した後の冷媒圧力が定まる機構を備えていればよく、第１膨張弁２２Ａは、例えば、前後で一定の差圧が生じる差圧式膨張弁であってもよい。
【０１２６】
第１実施形態では、第１のバイパス通路３０に流入した冷媒は、暖房サイクル運転時に逆止弁２５によって、室外熱交換器２３側またはアキュムレータ２８側には逆流しないようになっている。この逆止弁２５は、通路を開閉可能な開閉弁に置き換えてもよく、置き換えた場合でも同様の逆流抑止効果が得られる。
【０１２７】
第３実施形態では、逆止弁７１によって、凝縮器７を流出した高圧の冷媒が第１膨張弁２２Ａを通過しないで室外熱交換器２３に流入することを防止するが、逆止弁７１を通路を開閉可能な開閉弁に置き換えてもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１…空調ユニットケース
２，２Ａ，２Ｂ…ヒートポンプサイクル
５…蒸発器（冷却用室内熱交換器）
７…凝縮器（加熱用室内熱交換器）
２０Ｂ２…第１の連絡通路
２０Ｂ３…第２の連絡通路
２１…圧縮機
２３…室外熱交換器
２５…逆止弁（第２の冷媒流通阻止手段）
２６…第２膨張弁（第１の冷媒流通阻止手段）
２６Ａ…第２膨張弁（冷媒流通制御手段）
２８…アキュムレータ
３０…第１のバイパス通路（バイパス通路）
３１…第１電磁弁（冷媒流通制御手段）
４０…第２のバイパス通路
６０…三方弁（切換弁）
７３…第２電磁弁（冷媒流通阻止手段）
１００…制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプサイクルの運転によって室内の空調を実施する空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として知られている特許文献１に記載の車両用空調装置は、圧縮機、室内放熱器、三方弁、第１の電磁弁、室外熱交換器、第１膨張弁、第２膨張弁、室内蒸発器、第２電磁弁、及びアキュムレータを有し、これらを環状に接続してなるヒートポンプサイクルを備えている。そして、送風機により取り入れた空気を車室内に向けて送るための通風路を有した空調ダクト内には、空気の流れ方向に順に、室内蒸発器、エアミックスドア、室内放熱器が並んで配置されている。当該車両用空調装置は、三方弁、電磁弁の作動を制御することにより、冷媒経路を変更して、暖房モード、除湿暖房モード、冷房モードのそれぞれを実施することができる。
【０００３】
暖房モードでは、三方弁を制御して、蒸発器として作動する室外熱交換器から圧縮機の吸入側への通路を連通させ、第１の電磁弁を制御して室内放熱器から室外熱交換器への通路を連通させる。また、第２の電磁弁を制御して室外熱交換器から圧縮機の吸入側への通路を連通させる。これにより、冷媒経路は、圧縮機→室内放熱器→第１の電磁弁→第２膨張弁→室外熱交換器→三方弁→アキュムレータの順に冷媒が循環するように形成される。
【０００４】
除湿暖房モードでは、三方弁及び第２膨張弁を閉栓するとともに、第１の電磁弁を制御して室内放熱器から室内蒸発器への通路を連通させる。また、第２の電磁弁を制御して室内蒸発器から圧縮機の吸入側への通路を連通させる。これにより、冷媒経路は、圧縮機→室内放熱器→第１の電磁弁→第１膨張弁→室内蒸発器→第２の電磁弁→アキュムレータの順に冷媒が循環するように形成される。
【０００５】
冷房モードでは、三方弁を制御して室内放熱器から室外熱交換器への通路を連通させ、第２の電磁弁を制御して室内蒸発器から圧縮機の吸入側への通路を連通させる。また、第１の電磁弁及び第２膨張弁を閉栓して、室内放熱器からの冷媒を室外熱交換器に流すことにより、冷媒経路は、圧縮機→室内放熱器→三方弁→室外熱交換器→逆止弁→第１膨張弁→室内蒸発器→第２の電磁弁→アキュムレータの順に冷媒が循環するように形成される。
【０００６】
上記いずれの運転モードにおいても、アキュムレータでは、冷媒が気液分離されて気相冷媒は圧縮機の吸入側に出力され、液相冷媒は一時的にアキュムレータに貯留される。アキュムレータに貯留される冷媒量は、サイクルに封入されている封入冷媒量から、サイクルのアキュムレータを除く冷媒通路に存在する冷媒量を除いた量である。そして、運転サイクルによってサイクルのアキュムレータを除く冷媒通路に存在する冷媒量に差があるため、アキュムレータに貯留される液相冷媒の量は運転モードに応じて変化するようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４６３０７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の車両用空調装置では、運転モードに応じてアキュムレータに貯留される液相冷媒の量が異なるため、アキュムレータの液冷媒貯留能力は、最大貯留量の運転モードと最小貯留量の運転モードの両方に対応できるように設定する必要がある。このため、アキュムレータが大型化してしまうという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ヒートポンプサイクルにおいて冷媒を貯留するアキュムレータの小型化が図れる空調装置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】
【００１０】
上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち請求項１は、冷媒を吸入し吐出する圧縮機（２１）と、除湿暖房サイクル運転時と暖房サイクル運転時に圧縮機（２１）から吐出された冷媒が流入することにより室内へ送風される空気を加熱する加熱用室内熱交換器（７）と、暖房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱し、冷房サイクル運転時に放熱する室外熱交換器（２３）と、除湿暖房サイクル運転時と冷房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用によって室内への送風空気を冷却する冷却用室内熱交換器（５）と、冷媒を気液分離して液冷媒を貯留するアキュムレータ（２８）と、を少なくとも備えて構成されるヒートポンプサイクル（２，２Ａ）を用いて、複数の運転モードにより空調される空調風を室内に提供する空調装置に係る発明であって、
ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）は、
加熱用室内熱交換器（７）の出口側冷媒通路と冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とを連絡するバイパス通路（３０）と、
冷媒が加熱用室内熱交換器（７）側から冷却用室内熱交換器（５）側に向かってバイパス通路（３０）を流れることを許可及び阻止する冷媒流通制御手段（３１）と、
冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とバイパス通路（３０）との接続部位よりも冷却用室内熱交換器（５）寄りに設けられて、冷媒が冷却用室内熱交換器（５）に流入することを阻止する第１の冷媒流通阻止手段（２６）と、
冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とバイパス通路（３０）との接続部位よりも室外熱交換器（２３）寄りに設けられて、冷媒が室外熱交換器（２３）側に流れることを阻止する第２の冷媒流通阻止手段（２５）と、を有し、
複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、冷媒流通制御手段（３１）によってバイパス通路（３０）における冷媒の流通を許可するとともに、第１の冷媒流通阻止手段（２６）及び第２の冷媒流通阻止手段（２５）によって冷媒の流通を阻止することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ヒートポンプサイクルの冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、バイパス通路における冷媒の流通を許可し、第１の冷媒流通阻止手段によって冷媒が冷却用室内熱交換器に流入することを阻止し、第２の冷媒流通阻止手段によって冷媒が室外熱交換器側に流れることを阻止することにより、当該流れを阻止した部位において冷媒はそれ以上流れなくなるため、冷媒通路に冷媒の行き止まり部を形成できる。これにより、バイパス通路とバイパス通路から当該行き止まり部に至るまでの通路とによって、当該冷媒量が最も少ない運転モード時に冷媒を貯えておける冷媒貯留用通路を形成できるのである。この冷媒貯留用通路は、当該冷媒量が最も少ない運転モードにおいて冷媒流路として使用していない通路であるから、高圧冷媒を貯留するタンクとしての機能を果たし、貯留される冷媒量の分だけ、アキュムレータに貯留される冷媒量を少なくすることができる。当該冷媒量が最も少ない運転モードでは、他の運転モードに比べてアキュムレータに貯留される冷媒量が多いため、上記のように本発明によりアキュムレータの貯留冷媒量を低減することによって、当該冷媒量が最も少ない運転モードで必要とするアキュムレータの容量を抑制できる。したがって、ヒートポンプサイクルにおけるアキュムレータの小型化が図れる空調装置を提供できる。
【００１２】
請求項２は、請求項１に記載の発明において、ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）は、車両に設けられ、ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）を用いて複数の運転モードにより空調される空調風は車室内に提供されることを特徴とする。この発明によれば、車両用空調装置に適用する発明であることにより、アキュムレータの小型化が図れるため、車両用空調装置を車両に搭載するために必要なスペースを低減することができる。したがって、車両の小型化や軽量化、車室空間の大型化といった要求に対して、有用な車両用空調装置を提供できる。
【００１３】
請求項３は、請求項１または請求項２に記載の発明において、複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードは、暖房サイクル運転であることを特徴とする。暖房サイクル運転では、室内への送風空気を冷却する必要がないため、冷却用室内熱交換器に冷媒を流通させない。したがって、暖房サイクル運転では、他の運転モードに比べて、ヒートポンプサイクルにおいて冷媒が流通する通路容積が小さい場合が多く、アキュムレータに冷媒が多く貯留されやすい。そこで、本発明によれば、暖房サイクル運転時に冷媒貯留用通路を形成するため、アキュムレータの小型化にとって有用である。
【００１４】
請求項４は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、第１の冷媒流通阻止手段（２６）は、除湿暖房サイクル運転時と冷房サイクル運転時に冷却用室内熱交換器（５）に流入する冷媒を減圧する開度調整可能な減圧装置（２６）であることを特徴とする。この発明によれば、減圧装置の開度を全閉状態に調整することにより、冷媒通路を閉鎖することができるため、冷媒が冷却用室内熱交換器に流入することを阻止することができる。したがって、冷房サイクル運転時等に冷却用室内熱交換器に流入させる冷媒を減圧するための減圧装置を第１の冷媒流通阻止手段として使用できるので、新たな部品を追加することなく第１の冷媒流通阻止手段を構築できる。
【００１５】
請求項５は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、第２の冷媒流通阻止手段（２５）は、冷却用室内熱交換器（５）側から室外熱交換器（２３）側への冷媒の流れを阻止する逆止弁（２５）であることを特徴とする。この発明によれば、逆止弁が有する一方向への冷媒流れ作用を活用することにより、冷媒の流れを規制することができるため、冷却用室内熱交換器側から室外熱交換器側への冷媒流れを阻止することができる。したがって、新たな部品を追加することなく第２の冷媒流通阻止手段を構築できる。
【００１６】
請求項６は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、冷媒流通制御手段（３１）は、バイパス通路（３０）を開閉する電磁弁（３１）で構成されることを特徴とする。この発明によれば、電磁弁による通路開閉制御によって、バイパス通路を冷媒貯留用通路として容易に活用することができる。
【００１７】
請求項７は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、加熱用室内熱交換器（７）の出口側冷媒通路と冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とを連絡するバイパス通路（３０）は、第１のバイパス通路であり、
さらに、室外熱交換器（２３）の出口側冷媒通路と冷却用室内熱交換器（５）の出口側冷媒通路とを連絡する第２のバイパス通路（４０）を備え、
第２の冷媒流通阻止手段（２５）には、複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル（２Ａ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、室外熱交換器（２３）を流出した冷媒を、冷却用室内熱交換器（５）に流入させないで第２のバイパス通路（４０）に流入させるように冷媒流路を切り換える切換弁（６０）が含まれることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、例えば冷媒が冷却用室内熱交換器に流入しないように制御する暖房サイクル運転モード等を実施するために設けられる切換弁を活用することにより、冷媒の流れを規制することができるため、冷却用室内熱交換器側から室外熱交換器側への冷媒流れを阻止することができる。したがって、新たに部品を追加することなく第２の冷媒流通阻止手段を構築できる。
【００１９】
請求項８は、冷媒を吸入し吐出する圧縮機（２１）と、除湿暖房サイクル運転時と暖房サイクル運転時に圧縮機（２１）から吐出された冷媒が流入することにより室内へ送風される空気を加熱する加熱用室内熱交換器（７）と、暖房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱し、冷房サイクル運転時に放熱する室外熱交換器（２３）と、除湿暖房サイクル運転時と冷房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用によって室内への送風空気を冷却する冷却用室内熱交換器（５）と、冷媒を気液分離して液冷媒を貯留するアキュムレータ（２８）と、を少なくとも備えて構成されるヒートポンプサイクル（２Ｂ）を用いて、複数の運転モードにより空調される空調風を室内に提供する空調装置に係る発明であって、
ヒートポンプサイクル（２Ｂ）は、
加熱用室内熱交換器（７）の出口側冷媒通路と冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とを連絡する第１の連絡通路（２０Ｂ２）と、
暖房サイクル運転時に、加熱用室内熱交換器（７）を流出した冷媒が冷却用室内熱交換器（５）の出口側冷媒通路に流入するように設けられた第２の連絡通路（２０Ｂ３）と、
冷却用室内熱交換器（５）の出口側冷媒通路であって、暖房サイクル運転時に第２の連絡通路（２０Ｂ３）を通って冷媒が流入する部位よりも冷却用室内熱交換器（５）寄りに設けられて、冷却用室内熱交換器（５）側から圧縮機（２１）の吸入部側に向かう冷媒の流れを流入することを阻止する冷媒流通阻止手段（７３）と、
冷媒が加熱用室内熱交換器（７）側から冷却用室内熱交換器（５）側に向かって冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路を流れることを許可する冷媒流通制御手段（２６Ａ）と、を有し、
複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル（２Ｂ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、冷媒流通制御手段（２６Ａ）によって冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路における冷媒の流通を許可するとともに、冷媒流通阻止手段（７３）によって冷媒の流通を阻止することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、ヒートポンプサイクルの冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、冷媒流通制御手段（２６）によって冷却用室内熱交換器の入口側冷媒通路における冷媒の流通を許可するとともに、冷媒流通阻止手段によって冷媒が冷却用室内熱交換器側から圧縮機の吸入部側に向かうことを阻止することにより、当該流れを阻止した部位において冷媒はそれ以上流れなくなるため、冷媒通路に冷媒の行き止まり部を形成できる。これにより、第１の連絡通路から当該行き止まり部に至るまでの通路によって、当該冷媒量が最も少ない運転モード時に冷媒を貯えておける冷媒貯留用通路を形成できるのである。この冷媒貯留用通路は、当該冷媒量が最も少ない運転モードにおいて冷媒流路として使用していない通路であるから、高圧冷媒を貯留するタンクとしての機能を果たし、貯留される冷媒量の分だけ、アキュムレータに貯留される冷媒量を少なくすることができる。当該冷媒量が最も少ない運転モードでは、他の運転モードに比べてアキュムレータに貯留される冷媒量が多いため、上記のように本発明によりアキュムレータの貯留冷媒量を低減することによって、当該冷媒量が最も少ない運転モードで必要とするアキュムレータの容量を抑制できる。したがって、ヒートポンプサイクルにおけるアキュムレータの小型化が図れる空調装置を提供できる。
【００２１】
なお、上記各技術的手段や特許請求の範囲の括弧内の符号は、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している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用する第１実施形態に係る車両用空調装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明を適用する第２実施形態に係る車両用空調装置の構成を示す概略図である。
【図３】本発明を適用する第３実施形態に係る車両用空調装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。
【００２４】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態である第１実施形態について図１にしたがって説明する。図１は本実施形態に係る車両用空調装置の構成を示した概略図である。図１において、黒塗り太矢印は冷房サイクル運転時の冷媒流れを示し、白抜き太矢印は暖房サイクル運転時の冷媒流れを示し、斜線太矢印は除湿暖房（直列）サイクル運転時の冷媒流れを示し、破線太矢印は除湿暖房（並列）サイクル運転時の冷媒流れを示している。以下に、除湿暖房（直列）サイクル運転及び除湿暖房（並列）サイクル運転は、まとめて除湿暖房サイクル運転と称することがある。
【００２５】
本実施形態の車両用空調装置は、ヒートポンプサイクル２及び空調ユニットケース１を備え、車室内に対して冷房、暖房、及び除湿暖房する空調運転を行う装置であり、例えばガソリン車、ディーゼル車、ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池車等に搭載することができる。
【００２６】
内部に空気の通風路を備える空調ユニットケース１は、車室内前方のインストルメントパネルの裏側に設けられている。空調ユニットケース１には一方側に空気取入口である内気吸入口３ａ及び外気吸入口３ｂが形成され、他方側に車室内に吹き出される空調された空気が通過するフェイス吹出し開口８、フット吹出し開口９、デフロスタ吹出し開口１０が少なくとも形成されている。
【００２７】
フェイス吹出し開口８は車室内の乗員の上半身に向かって吹き出される空調空気が通過する開口であり、フット吹出し開口９は車室内の乗員の足元に吹き出される空調空気が通過する開口であり、デフロスタ吹出し開口９は車両のフロントガラスの内面に吹き出される空調空気が通過する開口である。これらの各開口は、それぞれ吹出しダクト（図示せず）を介して車室内空間に接続されており、それぞれ、フェイス吹出し開閉ドア１１、フット吹出し開閉ドア１２、デフロスタ吹出し開閉ドア１３によって吹出しモードに対応して開閉される。内気吸入口３ａと外気吸入口３ｂは、内外気切替えドア３によって空気取入れモードに対応してその開放、閉鎖が切替え自在に行われる。
【００２８】
空調ユニットケース１は、一方側に、内外気切替えドア３を備える内外気切替箱と、その吸込部が内気吸入口３ａと外気吸入口３ｂに接続されている送風機４とを備えている。例えば、冬季等の暖房時には、外気導入モードを行うことにより外気吸入口３から湿度の低い外気を導入し、通風路を通して空調してフロントガラスの内面に吹き出すことにより防曇効果を高めることができる。また、内気循環モードを行うことにより内気吸入口３ａから温度の高い内気を導入し、通風路を通して空調し乗員の足元に向けて吹き出すことにより暖房負荷を軽減することができる。
【００２９】
送風機４は遠心多翼ファン４ｂ（例えばシロッコファン）とこれを駆動するモータ４ａとからなり、遠心多翼ファン４ｂの周囲はスクロールケーシングで囲まれている。また、空調ユニットケース１は複数のケース部材からなり、その材質は例えばポリプロピレン等の樹脂成形品である。
【００３０】
送風機４の吹出口は、遠心多翼ファン４ｂの遠心方向に延びるように設けられた通風路に接続されている。この通風路は、送風空気の上流側から順に、冷却用室内熱交換器である蒸発器５が横断する通路１ａと、蒸発器５を通過した空調空気が流下する冷風通路１ｂと、加熱用室内熱交換器である凝縮器７に流入する空気が通る温風通路１ｃと、冷風通路１ｂと温風通路１ｃとを流れてきた空気が混合される空気混合部１ｄと、からなっている。送風機４よりも送風空気の下流側における空調ユニットケース１内の通風路には、上流側から下流側に進むにしたがい順に、蒸発器５、エアミックスドア６、凝縮器７が配置されている。
【００３１】
なお、空調ユニットケース１内の通風路には、加熱手段の一例であるヒータコアやＰＴＣヒータが設けられていてもよい。ヒータコアは、例えば暖房サイクル運転時において、内部を流れる車両走行用エンジンの冷却水の熱を放熱することにより周囲の空気を加熱する。ＰＴＣヒータは、暖房サイクル運転や冷房サイクル運転において送風空気を加熱する補助的な加熱手段であり、通電発熱素子部を備え、通電発熱素子部に通電が行われることによって発熱し、周囲の空気を暖めることができる。
【００３２】
蒸発器５は、送風機４直後の通路全体を横断するように配置されており、送風機４から吹き出された空気全部が通過するようになっている。蒸発器５は冷房運転時や除湿運転時において内部を流れる冷媒の吸熱作用によって、冷風通路１ｂに流入する手前の送風空気を除湿したり冷却したりする冷却用熱交換器として機能する。空気が通過する蒸発器５の出口部（蒸発器５の下流側部位）には、蒸発器５によって冷却された空気の温度を検出する蒸発器後温度センサ１４が設けられている。蒸発器後温度センサ１４によって検出された信号は制御装置１００に入力される。
【００３３】
凝縮器７は、少なくともその伝熱部分がフット吹出し開口９寄りのみに位置して配置されており、蒸発器５よりもさらに送風空気の下流側に配置されている。凝縮器７は暖房サイクル運転時、除湿サイクル運転時及び冷房サイクル運転時において内部を流れる冷媒の放熱作用によって送風空気を加熱する加熱用熱交換器として機能する。凝縮器７の直後の通路であって、空気混合部１ｄに流入する手前の通路には凝縮器７を通過する空気の温度を検出する凝縮器後温度センサ１５が設けられている。凝縮器後温度センサ１５によって検出された信号は制御装置１００に入力される。
【００３４】
蒸発器５よりも下流側であって凝縮器７よりも上流側の通風路には、蒸発器５を通過した空気を、凝縮器７を通る空気と凝縮器７を通過しない空気とに分けたり、切り替えたりして、これらの空気の風量比率を調整できるエアミックスドア６が設けられている。
【００３５】
エアミックスドア６は、アクチュエータ等によりそのドア本体位置を変化させることで、冷風通路１ｂの一部または全部を塞ぐことができる。そして、エアミックスドア６による凝縮器７側の温風通路１ｃの開度は、当該通路の横断方向の開口（ホット側の開口）が開放される割合のことであり、０から１００％の範囲で調整可能である。また、エアミックスドア６による凝縮器７に対して反対側の冷風通路１ｂの開度は、当該通路の横断方向の開口（クール側の開口）が開放される割合のことであり、０から１００％の範囲で調整可能である。
【００３６】
ヒートポンプサイクル２は、サイクル２０内を流れる冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ、二酸化炭素等）の状態変化を利用することにより、冷房用の蒸発器５と暖房用の凝縮器７によって車室内に対して冷房、暖房及び除湿といった空調運転を行うことができる。
【００３７】
ヒートポンプサイクル２は、主要部品として、図１に示すように冷媒を吸入して吐出する圧縮機２１、凝縮器７、第１膨張弁２２、室外熱交換器２３、第２膨張弁２６、蒸発器５、及びアキュムレータ２８を冷媒通路によって環状に接続してサイクル２０を構成している。さらにヒートポンプサイクル２は、室外熱交換器２３の出口側通路と蒸発器５の出口側通路とを連結する第２のバイパス通路４０と、第２のバイパス通路４０を開閉する第２電磁弁４１と、凝縮器７の出口側通路と第１膨張弁２２の入口側通路とを連結する第１のバイパス通路３０と、第１のバイパス通路３０を開閉する第１電磁弁３１と、凝縮器７の出口側通路側から第１のバイパス通路３０を流れてきた冷媒が室外熱交換器２３の方に逆流することを防止する逆止弁２５と、を備えている。したがって、逆止弁２５は、蒸発器５の入口側冷媒通路と第１のバイパス通路３０との接続部位よりも室外熱交換器２３寄りに設けられて、冷媒が室外熱交換器２３側に流れることを阻止する第２の冷媒流通阻止手段を構成する。
【００３８】
また、蒸発器５の出口側通路には、蒸発器５でのフロストを防止するために蒸発圧力を一定圧力以上に制御する圧力制御弁２７が設けられている。圧縮機２１の出口には、圧縮機２１によって吐出された高圧側冷媒の圧力を検出する吐出圧センサ２９が設けられている。
【００３９】
凝縮器７は、圧縮機２１から吐出された冷媒と空調ユニットケース１内の通風路を流れる空気とを熱交換させて当該空気を加熱する。第１膨張弁２２は、暖房サイクル運転時及び除湿暖房サイクル運転時に開度制御されて凝縮器７から流入した冷媒を減圧し、冷房サイクル運転時に全開状態に制御される減圧装置であり、制御装置１００によってその作動が全開から全閉の開度まで制御される。室外熱交換器２３は、第１膨張弁２２で減圧された冷媒と送風機２４によって供給された空気（外気）とを熱交換して冷媒の熱を外気に放熱する熱交換器である。室外熱交換器２３は、暖房サイクル運転時及び除湿暖房（並列）サイクル運転時には蒸発器として機能し、冷房サイクル運転時には凝縮器として機能し、除湿暖房（直列）サイクル運転時には蒸発器または凝縮器として機能する。
【００４０】
送風機２４はファンとこれを駆動するモータ２４ａとからなり、その作動は制御装置１００によって制御される。第２膨張弁２６は、冷房サイクル運転時及び除湿暖房サイクル運転時に開度制御されて蒸発器７に流入する冷媒を減圧し、暖房サイクル運転時に全閉状態に制御される開度調整機能を有する減圧装置であり、制御装置１００によってその作動が全開から全閉の開度まで制御される。したがって、第２膨張弁２６は、蒸発器５の入口側冷媒通路と第１のバイパス通路３０との接続部位よりも蒸発器５寄りに設けられて、冷媒が蒸発器５に流入することを阻止する第１の冷媒流通阻止手段を構成する。第１電磁弁３１は、その作動が制御装置１００によって制御される開閉弁であり、冷房サイクル運転時及び除湿暖房（直列）サイクル運転時に閉状態に制御され、暖房サイクル運転時及び除湿暖房（並列）サイクル運転時に開状態に制御される。したがって、第１電磁弁３１は、冷媒が凝縮器７側から蒸発器５側に向かって第１のバイパス通路３０を流れることを許可及び阻止する冷媒流通制御手段を構成する。第２電磁弁４１は、その作動が制御装置１００によって制御される開閉弁であり、冷房サイクル運転時及び除湿暖房（直列）サイクル運転時に閉状態に制御され、暖房サイクル運転時及び除湿暖房（並列）サイクル運転時に開状態に制御される。
【００４１】
各サイクル運転時における、第１膨張弁２２、第２膨張弁２６、第１電磁弁３１、及び第２電磁弁４１の動作状態は、以下の（表１）に示すとおりである。
【表１】
【００４２】
上記構成により、ヒートポンプサイクル２には、図１の黒塗り太矢印で示す冷房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→第２膨張弁２６→蒸発器５→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。冷房サイクル運転では、第１電磁弁３１が閉状態に制御されることにより、凝縮器７を流出した高圧の冷媒が第１のバイパス通路３０を通じて蒸発器５に流れることを防止している。
【００４３】
またヒートポンプサイクル２には、図１の白抜き太矢印で示す暖房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→第２のバイパス通路４０（第２電磁弁４１）→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。この暖房サイクル運転では、第２電磁弁４１を開状態に制御することにより、第２のバイパス通路４０を開放する。さらに、第１電磁弁３１を開状態に制御することにより、第１のバイパス通路３０を開放する。これによって、凝縮器７の出口側通路（凝縮器７の出口部と第１膨張弁２２の入口部とを接続する冷媒通路）と、第２膨張弁２６の入口側通路（室外熱交換器２３の出口部と蒸発器５の入口部とを接続する冷媒通路）とが連通するようになる。
【００４４】
この第１のバイパス通路３０の開放により、凝縮器７を流出した冷媒の一部は、第１のバイパス通路３０を通り、蒸発器５側に流通可能であるように思われるが、第２膨張弁２６が全閉状態であるため、第２膨張弁２６で蒸発器５に向かう通路が遮閉されて蒸発器５には流れない。さらに、反対側の室外熱交換器２３寄りの冷媒通路においては逆止弁２５の存在によって、冷媒の逆流（逆止弁２５から室外熱交換器２３に向かう流れ）が抑止される。この結果、暖房サイクル運転時には、第１のバイパス通路３０と、逆止弁２５と第２膨張弁２６間の通路とを合わせた、行き止まりの通路（以下、冷媒貯留用通路ともいう）に冷媒を貯留しておくことができる。つまり、暖房サイクル運転時には、冷媒が流通する通路として使用されていない冷媒貯留用通路を構成する配管部分に高圧の冷媒を導入して、冷媒を貯留可能なタンクとして活用できるのである。この冷媒通路を活用したタンクの形成により、当該タンクに冷媒を貯留する分、従来のヒートポンプサイクルに比べてアキュムレータに貯留する冷媒量を低減することができる。
【００４５】
またヒートポンプサイクル２には、図１の斜線太矢印で示す除湿暖房（直列）サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→第２膨張弁２６→蒸発器５→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。
【００４６】
またヒートポンプサイクル２には、図１の破線太矢印で示す除湿暖房（並列）サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→第２のバイパス通路４０（第２電磁弁４０）→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路と、凝縮器７→第１のバイパス通路３０（第１電磁弁３１）→第２膨張弁２６→蒸発器５→アキュムレータ２８の冷媒経路とが形成されうる。除湿暖房（並列）サイクル運転では、凝縮器７を流出後、第１のバイパス通路３０に分流した高圧の冷媒が、第２のバイパス通路４０を経由してアキュムレータ２８に流入することがないように、逆止弁２５の逆流抑止機能が効果的に作用しているのである。
【００４７】
圧縮機２１は、回転数制御が可能である圧縮機であり、インバータ５１によって、周波数を調整した交流電圧が印加されて、モータの回転速度が制御される。インバータ５１は、車載のバッテリ５０から直流電源の供給を受け、制御装置１００によって制御される。
【００４８】
制御装置１００は、車室内の空調を制御する装置であり、マイクロコンピュータと、車室内前面に設けられた操作パネル１１０上の各種スイッチや各種センサからの信号が入力される入力回路と、各種アクチュエータに出力信号を送る出力回路と、を備えている。マイクロコンピュータは、ＲＯＭ（読み込み専用記憶装置）、ＲＡＭ（読み込み書き込み可能記憶装置）等のメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）等から構成されており、操作パネル１１０等から送信された運転命令に基づいた演算に使用される各種プログラムを有している。
【００４９】
制御装置１００は、操作パネル１１０等からの情報により、エアコン環境情報、エアコン運転条件情報、および車両環境情報を受信して各種プログラムによる演算を行い、圧縮機２１の回転数、各種弁の開度状態、送風機４および送風機２４による風量、各種ドア３，１１〜１３の開閉状態等を算出する。制御装置１００は、これら各部の運転を算出結果にしたがって制御する。
【００５０】
次に、上記構成に係る車両用空調装置の各運転モードの作動を説明する。操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、制御装置１００は圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべき運転モードを冷房運転と判定すると、第１膨張弁２２を全開状態に、第２膨張弁２６を制御開度に、第１電磁弁３１及び第２電磁弁４１を閉状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、冷房運転であるので、主に温風通路１ｃを閉じるようにエアミックスドア６の開度を制御し、吹出しモードが主にフェイス吹出しとなるようにフェイス吹出し開閉ドア１１を制御する。制御装置１００は、例えば外気吸入口３ｂから外気を取り入れる外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００５１】
冷房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入するが、エアミックスドア６は温風通路１ｃを閉じるように開度を制御されるため、凝縮器７の周囲を通過する送風量はなく熱交換は行われない。そして冷媒は、室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに周囲の空気に熱を奪われて冷却され霧状冷媒となる。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。
【００５２】
その後、霧状冷媒は第２膨張弁２６で減圧されて蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、必要に応じて圧力制御弁２７で圧力制御されてからアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。蒸発器５で吸熱され冷却された冷風はさらに通風路を進んで主にフェイス吹出し開口８から乗員の上半身に向けて吹き出されて車室内を冷房する。
【００５３】
次に、暖房サイクル運転時の冷媒の流れを説明する。制御装置１００は操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを暖房サイクル運転と判定すると、第１膨張弁２２を制御開度に、第２膨張弁２６を全閉状態に、第１電磁弁３１及び第２電磁弁４１を開状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、暖房運転時であるので吹出しモードが設定温度に応じて主にフット吹出しまたはデフ吹出しとなるようにフット吹出し開閉ドア１２またはデフロスタ吹出し開閉ドア１３を制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００５４】
暖房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、第１膨張弁２２に流入し、第１膨張弁２２で減圧される。第１膨張弁２２によって低圧に減圧された冷媒は室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに周囲の空気から吸熱して蒸発する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３で蒸発したガス冷媒は第２のバイパス通路４０及び第２電磁弁４１を経由してアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【００５５】
暖房サイクル運転時には、第１膨張弁３１が開状態に制御され、かつ第２膨張弁２６が全閉状態に制御されることにより、第２のバイパス通路３０の容積と、逆止弁２５と第２膨張弁２６との間を接続する通路の容積とで占める通路容積が、凝縮器７を流出した高圧冷媒の一部を貯えることが可能なタンクとして機能する。ヒートポンプサイクル２では、暖房サイクル運転時は他の運転モード時と比較して冷媒が流通する流路容積が小さいため、サイクル２０のアキュムレータを除く冷媒通路に存在する冷媒量が少なく、その分、冷媒タンクとしてのアキュムレータ２８に貯留される冷媒量が大きくなる。したがって、従来の暖房サイクル運転において、アキュムレータ２８に貯留される冷媒量を減少させることができれば、その減少分はアキュムレータ２８の冷媒貯留能力を低減できるので、アキュムレータ２８の容積を小さくでき、小型化が図れるのである。そこで、本実施形態のヒートポンプサイクル２は、前述のように、サイクル２０内に冷媒の流通に無関係な冷媒を貯留できる通路容積を確保するので、アキュムレータ２８の冷媒貯留量を小さくでき、アキュムレータ２８の容積低減に寄与することができる。
【００５６】
暖房サイクル運転時に空調ユニットケース１内に取り込まれた低温の空気（例えば冬期の外気）は、蒸発器５を通過した後、エアミックスドア６によって主に温風通路１ｃを流れ、凝縮器７によって加熱され温風となる。そして、暖房時にデフ吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器７を通過した後、開放されたデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向けて吹き出される。また、暖房時にフット吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器７を通過した後、開放されたフット吹出し開口９フット吹出し開口１１を通って乗員の足元に向けて吹き出される。
【００５７】
次に、除湿暖房サイクル運転が行われた場合の冷媒の流れを説明する。除湿暖房サイクル運転には、除湿暖房（直列）サイクル運転と除湿暖房（並列）サイクル運転とがある。制御装置１００は、操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを除湿暖房（直列）サイクル運転と判定すると、第１膨張弁２２及び第２膨張弁２６をそれぞれの制御開度に、第１電磁弁３１及び第２電磁弁４１を閉状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、除湿暖房運転時であるので主にデフ吹出しまたはフット吹出しとなるように各吹出し開閉ドアを制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００５８】
除湿暖房（直列）サイクル運転では、蒸発器５の吸熱作用および凝縮器７の放熱作用により、空調ユニットケース１内の送風空気はまず蒸発器５で冷却、除湿され、その後に凝縮器７で加熱されて温風となる。この温風は主にデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向かって吹き出され、防曇効果を発揮するとともに車室内を除湿暖房する。
【００５９】
除湿暖房（直列）サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、第１膨張弁２２で減圧された後、室外熱交換器２３で周囲の空気から吸熱して蒸発、もしくは放熱して凝縮する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３を流出した冷媒は、さらに第２膨張弁２６で減圧されてから蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、必要に応じて圧力制御弁２７で圧力制御されてからアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【００６０】
制御装置１００は、操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを除湿暖房（並列）サイクル運転と判定すると、第１膨張弁２２及び第２膨張弁２６をそれぞれの制御開度に、第１電磁弁３１及び第２電磁弁４１を開状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、除湿暖房運転時であるので主にデフ吹出しまたはフット吹出しとなるように各吹出し開閉ドアを制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００６１】
除湿暖房（並列）サイクル運転では、蒸発器５の吸熱作用および凝縮器７の放熱作用により、空調ユニットケース１内の送風空気はまず蒸発器５で冷却、除湿され、その後に凝縮器７で加熱されて温風となる。この温風は主にデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向かって吹き出され、防曇効果を発揮するとともに車室内を除湿暖房する。
【００６２】
除湿暖房（並列）サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして、凝縮器５を流出した冷媒は、その一部が第１のバイパス通路３０を通って第２膨張弁２６に流入し、第２膨張弁２６で減圧されてから蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、圧力制御弁２７で圧力制御されてからアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。また凝縮器５を流出した冷媒の残余は、第１膨張弁２２に流入して減圧される。第１膨張弁２２によって低圧に減圧された冷媒は室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに、周囲の空気から吸熱して蒸発する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３で蒸発したガス冷媒は、第２のバイパス通路４０を経由してアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【００６３】
以下に、本実施形態に係る空調装置の効果について述べる。本実施形態の空調装置によれば、ヒートポンプサイクル２は、凝縮器７の出口側冷媒通路と蒸発器５の入口側冷媒通路とを連絡する第１のバイパス通路３０と、冷媒が凝縮器７側から蒸発器５側に向かって第１のバイパス通路３０を流れることを許可及び阻止する冷媒流通制御手段と、蒸発器５の入口側冷媒通路と第１のバイパス通路３０との接続部位よりも蒸発器５寄りに設けられて、冷媒が蒸発器５に流入することを阻止する第１の冷媒流通阻止手段と、蒸発器５の入口側冷媒通路と第１のバイパス通路３０との接続部位よりも室外熱交換器２３寄りに設けられて、冷媒が室外熱交換器２３側に流れることを阻止する第２の冷媒流通阻止手段とを有する。そして複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル２の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、冷媒流通制御手段によって第１のバイパス通路３０における冷媒の流通を許可するとともに、第１の冷媒流通阻止手段及び第２の冷媒流通阻止手段によって冷媒の流通を阻止する。
【００６４】
上述のように従来のヒートポンプサイクルにおいては、暖房サイクル運転は、冷房サイクル運転、除湿暖房（直列）サイクル運転、及び除湿暖房（並列）サイクル運転の場合に比べて、ヒートポンプサイクルにおける冷媒が流通しうる通路が短いため、その通路容積は小さい。このため、暖房サイクル運転の場合は、冷媒が流通しうる通路に存在する冷媒量が少ないので、アキュムレータに貯留される冷媒量が多い。したがって、すべての運転に対応できる冷媒貯留量を確保するためには、アキュムレータの冷媒貯留能力を暖房サイクル運転時に適合させる必要があり、アキュムレータの小型化が図れない。
【００６５】
そこで、本実施形態によれば、ヒートポンプサイクル２の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、第１のバイパス通路３０における冷媒の流通を許可し、第１の冷媒流通阻止手段によって冷媒が蒸発器５に流入することを阻止し、第２の冷媒流通阻止手段によって冷媒が室外熱交換器２３側に流れることを阻止する。これにより、第１の冷媒流通阻止手段及び第２の冷媒流通阻止手段によって冷媒流れを阻止した部位において冷媒はそれ以上流れなくなるため、冷媒通路に冷媒の行き止まり部を形成することができる。これにより、第１のバイパス通路３０と、第１のバイパス通路３０から冷媒の行き止まり部に至るまでの通路とによって、当該冷媒量が最も少ない運転モード時に冷媒を貯えておける冷媒貯留用通路を形成できる。
【００６６】
この冷媒貯留用通路は、当該冷媒量が最も少ない運転モードにおいて冷媒流路として使用していない通路であるから、高圧冷媒を貯留するタンクとしての機能を果たす。よって、このタンクで貯留される冷媒量の分だけ、アキュムレータ２８に貯留される冷媒量を少なくすることができる。当該冷媒量が最も少ない運転モードでは、他の運転モードに比べてアキュムレータ２８に貯留される冷媒量が多いため、本実施形態によりアキュムレータ２８の貯留冷媒量を低減することによって、当該冷媒量が最も少ない運転モードで必要とするアキュムレータ２８の容量を抑制できる。したがって、ヒートポンプサイクル２におけるアキュムレータ２８の小型化が図れる。
【００６７】
また、ヒートポンプサイクル２は、車両に設けられ、ヒートポンプサイクル２を用いて複数の運転モードにより空調される空調風は車室内に提供される。これによれば、車両用空調装置に使用するアキュムレータの小型化が図れるため、車両用空調装置を車両に搭載するために必要なスペースを低減することができる。したがって、車両の小型化や軽量化、車室空間の大型化といった要求に対して大きな効果が得られる。
【００６８】
また、暖房サイクル運転では、室外熱交換器２３を冷媒の吸熱作用を利用した蒸発器として機能させるため、蒸発器５に冷媒を流通させない冷媒経路となる。したがって、暖房サイクル運転では、他の運転モードに比べて、ヒートポンプサイクル２において冷媒が流通する通路容積が小さい場合が多く、アキュムレータ２８に冷媒が多く貯留されやすい。そこで、複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル２の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードを暖房サイクル運転とすることにより、暖房サイクル運転時に冷媒貯留用通路を形成するため、アキュムレータ２８の小型化に有用な車両用空調装置を提供できる。
【００６９】
また、第１の冷媒流通阻止手段は、除湿暖房サイクル運転時と冷房サイクル運転時に蒸発器に流入する冷媒を減圧する開度調整可能な第２膨張弁２６である。この構成によれば、第２膨張弁２６の開度を全閉状態に調整することにより、冷媒通路を閉鎖することができるため、冷媒が蒸発器５に流入することを阻止することができる。したがって、冷房サイクル運転時等に蒸発器５に流入させる冷媒を減圧するための第２膨張弁２６を第１の冷媒流通阻止手段として使用できるので、新たな部品を追加することなく、部品点数の増加を抑制できる。
【００７０】
また、第２の冷媒流通阻止手段は、蒸発器５側から室外熱交換器２３側への冷媒の流れを阻止する逆止弁２５である。この構成によれば、逆止弁２５が有する一方向への冷媒流れ作用を活用することにより、冷媒の流れを規制することができるため、蒸発器５側から室外熱交換器２３側への冷媒流れを阻止することができる。したがって、新たな部品を追加することなく、部品点数の増加を抑制できる。
【００７１】
また、冷媒流通制御手段は、第１のバイパス通路３０を開閉する第１電磁弁３１で構成される。この構成によれば、第１電磁弁３１による通路開閉制御によって、第１のバイパス通路３０を冷媒貯留用通路として容易に活用することができる。
【００７２】
（第２実施形態）
第２実施形態に係るヒートポンプサイクル２Ａは、第１実施形態のヒートポンプサイクル２に対して、第２電磁弁４１、及び逆止弁２５の代わりに、三方弁６０を備える形態である。第２実施形態は、以下に特に説明しない実施形態、例えば、構成、各部の作動、各運転モードの作動及び作用、作用効果等については第１実施形態と同様である。図２は、第２実施形態に係るヒートポンプサイクル２Ａを備えた車両用空調装置の構成を示す概略図である。
【００７３】
図２に示すように、ヒートポンプサイクル２Ａが備える三方弁６０は、室外熱交換器２３の出口側通路に、第２のバイパス通路４０を接続するか、または第２膨張弁２６の入口側通路を接続するかを切り換えることができる切換弁である。三方弁６０の動作状態は、制御装置１００によって制御される。
【００７４】
ヒートポンプサイクル２Ａには、図２の黒塗り太矢印で示す冷房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→三方弁６０→第２膨張弁２６→蒸発器５→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。
【００７５】
またヒートポンプサイクル２Ａには、図２の白抜き太矢印で示す暖房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→三方弁６０→第２のバイパス通路４０→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。この暖房サイクル運転では、三方弁６０によって室外熱交換器２３の出口側通路と第２のバイパス通路４０とを接続することにより、室外熱交換器２３を流出した冷媒はアキュムレータ２８を経て圧縮機２１に吸入される。さらに、第１電磁弁３１を開状態に制御することにより、第１のバイパス通路３０を開放する。これによって、凝縮器７の出口側通路（凝縮器７の出口部と第１膨張弁２２の入口部とを接続する冷媒通路）と、第２膨張弁２６の入口側通路（室外熱交換器２３の出口部と蒸発器５の入口部とを接続する冷媒通路）とが連通するようになる。
【００７６】
この第１のバイパス通路３０の開放により、凝縮器７を流出した冷媒の一部は、第１のバイパス通路３０を通り、蒸発器５側に流通可能であるように思われるが、第２膨張弁２６が全閉状態であるため、第２膨張弁２６で蒸発器５に向かう通路が遮閉されて蒸発器５には流れない。さらに、反対側の室外熱交換器２３寄りの冷媒通路においては、三方弁６０の存在によって、冷媒通路が遮断されるため、冷媒の逆流（三方弁６０から室外熱交換器２３に向かう流れ）が抑止される。この結果、暖房サイクル運転時には、第１のバイパス通路３０と、三方弁６０と第２膨張弁２６間の通路と、を合わせた通路に冷媒を貯留しておくことができる。つまり、暖房サイクル運転時には、冷媒が流通する通路として使用されていない配管部分に高圧の冷媒を導入して、冷媒を貯留可能なタンクとして活用できるのである。この冷媒通路を活用したタンクの形成により、当該タンクに冷媒を貯留する分、従来のヒートポンプサイクルに比べてアキュムレータに貯留する冷媒量を低減することができる。
【００７７】
またヒートポンプサイクル２Ａには、図２の斜線太矢印で示す除湿暖房（直列）サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→三方弁６０→第２膨張弁２６→蒸発器５→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。
【００７８】
またヒートポンプサイクル２Ａには、図２の破線太矢印で示す除湿暖房（並列）サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１膨張弁２２→室外熱交換器２３→三方弁６０→第２のバイパス通路４０→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路と、凝縮器７→第１のバイパス通路３０（第１電磁弁３１）→第２膨張弁２６→蒸発器５→アキュムレータ２８の冷媒経路とが形成されうる。除湿暖房（並列）サイクル運転では、凝縮器７を流出後、第１のバイパス通路３０に分流した高圧の冷媒が、第２のバイパス通路４０を経由してアキュムレータ２８に流入することがないように、三方弁６０の冷媒通路切り替え機能が働いているのである。
【００７９】
次に、上記構成に係る車両用空調装置の各運転モードの作動を説明する。操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、制御装置１００は圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべき運転モードを冷房運転と判定すると、第１膨張弁２２を全開状態に、第２膨張弁２６を制御開度に、第１電磁弁３１を閉状態に、三方弁６０を第２膨張弁２６の入口側通路が冷媒流通状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、冷房運転であるので、主に温風通路１ｃを閉じるようにエアミックスドア６の開度を制御し、吹出しモードが主にフェイス吹出しとなるようにフェイス吹出し開閉ドア１１を制御する。制御装置１００は、例えば外気吸入口３ｂから外気を取り入れる外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００８０】
冷房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入するが、エアミックスドア６は温風通路１ｃを閉じるように開度を制御されるため、凝縮器７の周囲を通過する送風量はなく熱交換は行われない。そして冷媒は、室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに送周囲の空気に熱を奪われて冷却され霧状冷媒となる。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。
【００８１】
その後、霧状冷媒は第２膨張弁２６で減圧されて蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、必要に応じて圧力制御弁２７で圧力制御されてからアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。蒸発器５で吸熱され冷却された冷風はさらに通風路を進んで主にフェイス吹出し開口８から乗員の上半身に向けて吹き出されて車室内を冷房する。
【００８２】
次に、暖房サイクル運転時の冷媒の流れを説明する。制御装置１００は操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを暖房サイクル運転と判定すると、第１膨張弁２２を制御開度に、第２膨張弁２６を全閉状態に、第１電磁弁３１を開状態に、三方弁６０を第２のバイパス通路４０が冷媒流通状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、暖房運転時であるので吹出しモードが設定温度に応じて主にフット吹出しまたはデフ吹出しとなるようにフット吹出し開閉ドア１２またはデフロスタ吹出し開閉ドア１３を制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００８３】
暖房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、第１膨張弁２２に流入し、第１膨張弁２２で減圧される。第１膨張弁２２によって低圧に減圧された冷媒は室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに周囲の空気から吸熱して蒸発する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３で蒸発したガス冷媒は第２のバイパス通路４０を経由してアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【００８４】
暖房サイクル運転時には、第１膨張弁３１が開状態に制御され、かつ第２膨張弁２６が全閉状態に制御されることにより、第２のバイパス通路３０の容積と、逆止弁２５と第２膨張弁２６との間を接続する通路の容積とで占める通路容積が、凝縮器７を流出した高圧冷媒の一部を貯えることが可能なタンクとして機能する。ヒートポンプサイクル２では、暖房サイクル運転時は他の運転モード時と比較して冷媒が流通する流路容積が小さいため、サイクル２０のアキュムレータを除く冷媒通路に存在する冷媒量が少なく、その分、冷媒タンクとしてのアキュムレータ２８に貯留される冷媒量が大きくなる。したがって、従来の暖房サイクル運転において、アキュムレータ２８に貯留される冷媒量を減少させることができれば、その減少分はアキュムレータ２８の冷媒貯留能力を低減できるので、アキュムレータ２８の容積を小さくでき、小型化が図れるのである。そこで、本実施形態のヒートポンプサイクル２は、前述のように、サイクル２０内に冷媒の流通に無関係な冷媒を貯留できる通路容積を確保するので、アキュムレータ２８の最大冷媒貯留量を小さくでき、アキュムレータ２８の容積低減に寄与することができる。
【００８５】
暖房サイクル運転時に空調ユニットケース１内に取り込まれた低温の空気（例えば冬期の外気）は、蒸発器５を通過した後、エアミックスドア６によって主に温風通路１ｃを流れ、凝縮器７によって加熱され温風となる。そして、暖房時にデフ吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器７を通過した後、開放されたデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向けて吹き出される。また、暖房時にフット吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器７を通過した後、開放されたフット吹出し開口９フット吹出し開口１１を通って乗員の足元に向けて吹き出される。
【００８６】
次に、除湿暖房サイクル運転が行われた場合の冷媒の流れを説明する。除湿暖房サイクル運転には、除湿暖房（直列）サイクル運転と除湿暖房（並列）サイクル運転とがある。制御装置１００は、操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを除湿暖房（直列）サイクル運転と判定すると、第１膨張弁２２及び第２膨張弁２６をそれぞれの制御開度に、第１電磁弁３１を閉状態に、三方弁６０を第２膨張弁２６の入口側通路が冷媒流通状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、除湿暖房運転時であるので、主にデフ吹出しまたはフット吹出しとなるように各吹出し開閉ドアを制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００８７】
除湿暖房（直列）サイクル運転では、蒸発器５の吸熱作用および凝縮器７の放熱作用により、空調ユニットケース１内の送風空気はまず蒸発器５で冷却、除湿され、その後に凝縮器７で加熱されて温風となる。この温風は主にデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向かって吹き出され、防曇効果を発揮するとともに車室内を除湿暖房する。
【００８８】
除湿暖房（直列）サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、第１膨張弁２２で減圧された後、室外熱交換器２３で周囲の空気から吸熱して蒸発、もしくは放熱して凝縮する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３を流出した冷媒は、さらに第２膨張弁２６で減圧されてから蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、必要に応じて圧力制御弁２７で圧力制御されてからアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【００８９】
制御装置１００は、操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを除湿暖房（並列）サイクル運転と判定すると、第１膨張弁２２及び第２膨張弁２６をそれぞれの制御開度に、第１電磁弁３１及び第２電磁弁４１を開状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、除湿暖房運転時であるので主にデフ吹出しまたはフット吹出しとなるように各吹出し開閉ドアを制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【００９０】
除湿暖房（並列）サイクル運転では、蒸発器５の吸熱作用および凝縮器７の放熱作用により、空調ユニットケース１内の送風空気はまず蒸発器５で冷却、除湿され、その後に凝縮器７で加熱されて温風となる。この温風は主にデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向かって吹き出され、防曇効果を発揮するとともに車室内を除湿暖房する。
【００９１】
除湿暖房（並列）サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして、凝縮器５を流出した冷媒は、その一部が第１のバイパス通路３０を通って第２膨張弁２６に流入し、第２膨張弁２６で減圧されてから蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、圧力制御弁２７で圧力制御されてからアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。また凝縮器５を流出した冷媒の残余は、第１膨張弁２２に流入して減圧される。第１膨張弁２２によって低圧に減圧された冷媒は室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに周囲の空気から吸熱して蒸発する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３で蒸発したガス冷媒は、第２のバイパス通路４０を経由してアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【００９２】
本実施形態によれば、第２の冷媒流通阻止手段には、複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル２Ａの冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、室外熱交換器２３を流出した冷媒を、蒸発器５に流入させないで第２のバイパス通路４０に流入させるように冷媒流路を切り換える切換弁としての三方弁６０が含まれる。
【００９３】
この構成によれば、例えば冷媒が蒸発器５に流入しないように制御する暖房サイクル運転モード等を実施するために設けられる三方弁６０を活用することにより、冷媒の流れを規制することができるため、蒸発器５側から室外熱交換器２３側への冷媒流れを阻止することができる。したがって、新たに部品を追加することなく第２の冷媒流通阻止手段を構築できるとともに、部品点数の増加を抑制できる。
【００９４】
（第３実施形態）
本発明の一実施形態である第３実施形態について図３にしたがって説明する。図３は第３実施形態に係る車両用空調装置の構成を示した概略図である。図３において、黒塗り太矢印は冷房サイクル運転時の冷媒流れを示し、白抜き太矢印は暖房サイクル運転時の冷媒流れを示し、斜線太矢印は除湿暖房サイクル運転時の冷媒流れを示している。
【００９５】
第３実施形態の車両用空調装置は、空調ユニットケース１側に関わる各構成部品及び各部品の作動が第１実施形態と同様であり、ヒートポンプサイクル２Ｂの構成が第１実施形態とは異なる。以下、ヒートポンプサイクル２Ｂについて第１実施形態とは異なる形態を説明する。したがって、第３実施形態は、以下に特に説明しない実施形態、作用効果等については第１実施形態と同様である。
【００９６】
図３に示すように、ヒートポンプサイクル２Ｂは、サイクル２０Ｂ１と、サイクル２０Ｂ１における特定の部位間を接続する第３の連絡通路２０Ｂ４と、サイクル２０Ｂ１の特定部位と第３の連絡通路２０Ｂ４の特定部位とを接続する第１の連絡通路２０Ｂ２と、サイクル２０Ｂ１における特定の部位間を接続する第２の連絡通路２０Ｂ３と、を備えて構成される。サイクル２０Ｂ１は、冷媒を吸入して吐出する圧縮機２１、凝縮器７、三方弁７０、室外熱交換器２３、逆止弁７１、第２膨張弁２６Ａ、蒸発器５、第２電磁弁７３、及びアキュムレータ２８を冷媒通路によって環状に接続して構成される回路である。
【００９７】
第３の連絡通路２０Ｂ４は、サイクル２０Ｂ１における、室外熱交換器２３及び逆止弁７１間の通路と、凝縮器７の出口側通路とを接続する通路である。第３の連絡通路２０Ｂ４には、凝縮器７寄りに第１電磁弁７２が設けられ、室外熱交換器２３寄りに第１膨張弁２２Ａが設けられている。したがって、第３の連絡通路２０Ｂ４には、凝縮器７から室外熱交換器２３に向かって、第１電磁弁７２、第１膨張弁２２Ａの順に設けられている。第１の連絡通路２０Ｂ２は、サイクル２０Ｂ１における逆止弁７１及び第２膨張弁２６Ａ間の通路と、第３の連絡通路２０Ｂ４における第１電磁弁７２及び第１膨張弁２２Ａ間の通路とを接続する通路である。第２の連絡通路２０Ｂ３は、サイクル２０Ｂ１における、三方弁７０に接続可能な通路と、第２電磁弁７３及びアキュムレータ２８間の通路とを接続する通路である。
【００９８】
第１電磁弁７２は、凝縮器７の出口側から室外熱交換器２３または第１の連絡通路２０Ｂ２に流れる冷媒の流通を許可及び遮断する開閉弁であり、制御装置１００によってその作動が制御される。第１膨張弁２２Ａは、固定絞り等の固定式膨張弁であり、暖房サイクル運転時に凝縮器７から流入した冷媒を減圧する。逆止弁７１は、サイクル２０Ｂ１において冷媒が第２膨張弁２６Ａ側から室外熱交換器２３側に逆流することを阻止する弁である。したがって、逆止弁７１は、蒸発器５の入口側冷媒通路と第１の連絡通路２０Ｂ２との接続部位よりも室外熱交換器２３寄りに設けられて、冷媒が室外熱交換器２３側に流れることを阻止する第２の冷媒流通阻止手段を構成する。室外熱交換器２３は、第１膨張弁２２Ａで減圧された冷媒と周囲の空気（外気）とを熱交換する熱交換器である。また室外熱交換器２３は、暖房サイクル運転時には蒸発器として機能し、冷房サイクル運転時には凝縮器として機能し、除湿暖房サイクル運転時には冷媒は流れない。
【００９９】
三方弁７０は、室外熱交換器２３側通路に第２の連絡通路２０Ｂ３を接続するか、凝縮器７の出口側通路を接続するか、あるいは室外熱交換器２３側通路、凝縮器７の出口側通路及び第２の連絡通路２０Ｂ３のいずれの通路間も接続しない全閉状態か、を切り換えることができる切換弁である。三方弁７０の動作状態は、制御装置１００によって制御される。第２膨張弁２６Ａは、冷房サイクル運転時及び除湿暖房サイクル運転時に開度制御されて蒸発器７に流入する冷媒を減圧し、暖房サイクル運転時に全開状態に制御される開度調整機能を有する減圧装置であり、制御装置１００によってその作動が全開から全閉の開度まで制御される。第２膨張弁２６Ａは、冷媒が凝縮器７側から蒸発器５側に向かって蒸発器５の入口側冷媒通路を流れることを許可する冷媒流通制御手段を構成する。
【０１００】
第２電磁弁７３は、その作動が制御装置１００によって制御される開閉弁であり、冷房サイクル運転時及び除湿暖房サイクル運転時に開状態に制御され、暖房サイクル運転時に閉状態に制御される。したがって、第２電磁弁７３は、蒸発器５の出口側冷媒通路であって、暖房サイクル運転時に第２の連絡通路２０Ｂ３を通って冷媒が流入する部位よりも蒸発器５寄りに設けられて、蒸発器５側から圧縮機２１の吸入部側に向かう冷媒の流れを流入することを阻止する第１の冷媒流通阻止手段を構成する。
【０１０１】
各サイクル運転時における、三方弁７０、第１膨張弁２２Ａ、第２膨張弁２６Ａ、第１電磁弁７２、及び第２電磁弁７３の動作状態は、以下の（表２）に示すとおりである。
【表２】
【０１０２】
上記構成により、ヒートポンプサイクル２Ｂには、図３の黒塗り太矢印で示す冷房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→三方弁７０→室外熱交換器２３→逆止弁７１→第２膨張弁２６Ａ→蒸発器５→第２電磁弁７３→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。
【０１０３】
またヒートポンプサイクル２Ｂには、図３の白抜き太矢印で示す暖房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第３の連絡通路２０Ｂ４（第１電磁弁７２→第１膨張弁２２Ａ）→室外熱交換器２３→三方弁７０→第２の連絡通路２Ｂ３→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。この暖房サイクル運転では、三方弁７０によって室外熱交換器２３側通路と第２の連絡通路２０Ｂ３とを接続し、第１電磁弁７２を開状態に制御することにより、第３の連絡通路２０Ｂ４を開放して、凝縮器７の出口側通路と、室外熱交換器２３及び逆止弁７１間の通路とを接続する。また、第２電磁弁７３を閉状態に制御することにより、室外熱交換器２３を流出した後の低温のガス冷媒（０℃以下である）が蒸発器５に流入しないようにして、蒸発器５がフロストすることを防止する。さらに逆止弁７１によって、凝縮器７を流出した高圧冷媒が第１膨張弁２２Ａを通過しないで室外熱交換器２３に流入することを防止することができる。
【０１０４】
暖房サイクル運転では、第２電磁弁７３による通路閉鎖と、第２膨張弁２６Ａによる通路開放とによって、第２膨張弁２６Ａから蒸発器５を経由して第２電磁弁７３に至るまでの行き止まりの通路（以下、冷媒貯留用通路ともいう）を形成することができる。そして凝縮器７を流出した冷媒の一部は、第１電磁弁７２と第１膨張弁２２Ａとの間の通路から第１の連絡通路２０Ｂ２に流入するが、逆止弁７１の存在によって、逆止弁７１から室外熱交換器２３に向かう流れが抑止されて、蒸発器５に向かう流れが許容される。
【０１０５】
この結果、暖房サイクル運転時には、冷媒貯留用通路に冷媒を貯留しておくことができる。つまり、暖房サイクル運転時には、冷媒が流通する通路として使用されていない冷媒貯留用通路を構成する配管部分と蒸発器５に高圧の冷媒を導入して、冷媒を貯留可能なタンクとして活用できるのである。この冷媒貯留用通路を活用したタンクの形成により、当該タンクに冷媒を貯留する分、従来のヒートポンプサイクルに比べてアキュムレータに貯留する冷媒量を低減することができる。
【０１０６】
またヒートポンプサイクル２Ｂには、図３の斜線太矢印で示す除湿暖房サイクル運転時に、圧縮機２１→凝縮器７→第１電磁弁７２→第１の連絡通路２０Ｂ２→第２膨張弁２６Ａ→蒸発器５→第２電磁弁７３→アキュムレータ２８→圧縮機２１の冷媒経路が形成されうる。除湿暖房サイクル運転では、前述する３つのいずれの通路間も接続しない全閉状態に三方弁７０を制御することにより、凝縮器７を流出した高圧の冷媒は第２膨張弁２６Ａで減圧されてから蒸発器５に流入するようになる。また、除湿暖房サイクル運転では、凝縮器７を流出後、第１の連絡通路２０Ｂ２に流入した高圧の冷媒が、室外熱交換器第２３に流入することがないように、逆止弁７１の逆流抑止機能が効果的に作用している。
【０１０７】
次に、上記構成に係る車両用空調装置の各運転モードの作動を説明する。操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、制御装置１００は圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべき運転モードを冷房運転と判定すると、三方弁７０を室外熱交換器２３側通路と凝縮器７の出口側通路とを接続する状態に、第２膨張弁２６Ａを制御開度に、第１電磁弁７２を閉状態に、第２電磁弁７３を開状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、冷房運転であるので、温風通路１ｃを閉じるようにエアミックスドア６の開度を制御し、主に吹出しモードがフェイス吹出しとなるようにフェイス吹出し開閉ドア１１を制御する。制御装置１００は、例えば外気吸入口３ｂから外気を取り入れる外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【０１０８】
冷房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入するが、エアミックスドア６は温風通路１ｃを閉じるように開度を制御されるため、凝縮器７の周囲を通過する送風量はなく熱交換は行われない。そして凝縮器７を流出した冷媒は、室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに周囲の空気に熱を奪われて冷却され霧状冷媒となる。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。
【０１０９】
その後、霧状冷媒は第２膨張弁２６Ａで減圧されて蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、アキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。蒸発器５で吸熱され冷却された冷風はさらに通風路を進んで主にフェイス吹出し開口８から乗員の上半身に向けて吹き出されて車室内を冷房する。
【０１１０】
次に、暖房サイクル運転時の冷媒の流れを説明する。制御装置１００は操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを暖房サイクル運転と判定すると、三方弁７０を室外熱交換器２３側通路と第３の連絡通路２０Ｂ４とを接続する状態に、第２膨張弁２６Ａを全開状態に、第２電磁弁７３を閉状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、暖房運転時であるので吹出しモードが設定温度に応じてフット吹出しまたはデフ吹出しとなるようにフット吹出し開閉ドア１２またはデフロスタ吹出し開閉ドア１３を制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【０１１１】
暖房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、第１膨張弁２２Ａに流入し減圧される。第１膨張弁２２Ａによって低圧に減圧された冷媒は室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３内を通るときに周囲の空気から吸熱して蒸発する。この際、必要に応じて送風機２４により室外熱交換器２３に向けて送風することにより、熱交換を促進する。室外熱交換器２３で蒸発したガス冷媒は第２の連絡通路２０Ｂ３を経由してアキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【０１１２】
暖房サイクル運転時には、第２膨張弁２６Ａが開状態に制御され、かつ第２電磁弁７３が全閉状態に制御されることにより、第２膨張弁２６Ａから蒸発器５を経由して第２電磁弁７３に至る通路の容積で占める通路容積が、凝縮器７を流出した高圧冷媒の一部を貯えることが可能なタンクとして機能する。ヒートポンプサイクル２Ｂでは、暖房サイクル運転時は他の運転モード時と比較して冷媒が流通する流路容積が小さいため、ヒートポンプサイクル２Ｂを構成する通路内に存在する冷媒量が少なく、その分、冷媒タンクとしてのアキュムレータ２８に貯留される冷媒量が大きくなる。したがって、従来の暖房サイクル運転において、アキュムレータ２８に貯留される冷媒量を減少させることができれば、その減少分はアキュムレータ２８の冷媒貯留能力を低減することができるので、アキュムレータ２８の容積を小さくでき、その小型化が図れるのである。そこで、本実施形態のヒートポンプサイクル２Ｂは、前述のように、サイクル内に冷媒の流通に無関係な冷媒を貯留できる通路容積を確保するので、アキュムレータ２８の冷媒貯留量を小さくでき、アキュムレータ２８の容積低減に寄与することができる。
【０１１３】
暖房サイクル運転時に空調ユニットケース１内に取り込まれた低温の空気（例えば冬期の外気）は、蒸発器５を通過した後、エアミックスドア６によって主に温風通路１ｃを流れ、凝縮器７によって加熱され温風となる。そして、暖房時にデフ吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器７を通過した後、開放されたデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向けて吹き出される。また、暖房時にフット吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器７を通過した後、開放されたフット吹出し開口９フット吹出し開口１１を通って乗員の足元に向けて吹き出される。
【０１１４】
次に、除湿暖房サイクル運転が行われた場合の冷媒の流れを説明する。制御装置１００は、操作パネル１１０のエアコンスイッチがＯＮ状態のとき、圧縮機２１を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを除湿暖房サイクル運転と判定すると、三方弁７０を全閉状態に、第２膨張弁２６Ａを制御開度に、第１電磁弁７２及び第２電磁弁７３を開状態になるように制御する。さらに制御装置１００は、除湿暖房運転時であるので主にデフ吹出しまたはフット吹出しとなるように各吹出し開閉ドアを制御する。制御装置１００は、例えば外気導入モードを選択するように内外気切替えドア３を制御する。
【０１１５】
除湿暖房サイクル運転では、蒸発器５の吸熱作用および凝縮器７の放熱作用により、空調ユニットケース１内の送風空気はまず蒸発器５で冷却、除湿され、その後に凝縮器７で加熱されて温風となる。この温風は主にデフロスタ吹出し開口１０を通ってフロントウィンドウの内面に向かって吹き出され、防曇効果を発揮するとともに車室内を除湿暖房する。
【０１１６】
除湿暖房サイクル運転時、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は凝縮器７に流入し凝縮器７内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、第２膨張弁２６Ａで減圧されてから蒸発器５に流入し、送風機４によって空調ユニットケース１内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器５内で蒸発する。蒸発器５を流出したガス冷媒は、開状態の第２電磁弁７３を通過した後、アキュムレータ２８で気液分離された後、圧縮機２１に吸入される。
【０１１７】
以下に、本実施形態に係る空調装置の効果について述べる。本実施形態の空調装置によれば、ヒートポンプサイクル２Ｂは、凝縮器７の出口側冷媒通路と蒸発器５の入口側冷媒通路とを連絡する第１の連絡通路２０Ｂ２と、暖房サイクル運転時に、凝縮器７を流出した冷媒が蒸発器５の出口側冷媒通路に流入するように設けられた第２の連絡通路２０Ｂ３と、蒸発器５の出口側冷媒通路であって、暖房サイクル運転時に第２の連絡通路２０Ｂ３を通って冷媒が流入する部位よりも蒸発器５寄りに設けられて、蒸発器５側から圧縮機２１の吸入部側に向かう冷媒の流れを流入することを阻止する冷媒流通阻止手段と、冷媒が凝縮器７側から蒸発器５側に向かって蒸発器５の入口側冷媒通路を流れることを許可する冷媒流通制御手段と、を有する。そして、複数の運転モードのうち、ヒートポンプサイクル２Ｂの冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、冷媒流通制御手段によって蒸発器５の入口側冷媒通路における冷媒の流通を許可するとともに、冷媒流通阻止手段によって冷媒の流通を阻止する。
【０１１８】
上述のように従来のヒートポンプサイクルにおいては、暖房サイクル運転は、冷房サイクル運転、及び除湿暖房サイクル運転の場合に比べて、ヒートポンプサイクルにおける冷媒が流通しうる通路が長いため、その通路容積は大きい。このため、暖房サイクル運転の場合は、冷媒が流通しうる通路に存在する冷媒量が少ないので、アキュムレータに貯留される冷媒量が大きい。したがって、すべての運転に対応できる冷媒貯留量を確保するためには、アキュムレータの小型化が図れない。
【０１１９】
そこで、本実施形態によれば、ヒートポンプサイクル２Ｂの冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、蒸発器５の入口冷媒通路の冷媒の流通を許可するとともに、冷媒流通阻止手段によって冷媒が蒸発器５側から圧縮機２１の吸入部側に向かうことを阻止する。これにより、当該流れを阻止した部位において冷媒はそれ以上流れなくなるため、冷媒通路に冷媒の行き止まり部を形成することができる。これにより、第２膨張弁２６Ａから当該行き止まり部に至るまでの通路によって、当該冷媒量が最も少ない運転モード時に冷媒を貯えておける冷媒貯留用通路を形成できる。この冷媒貯留用通路は、当該冷媒量が最も少ない運転モードにおいて冷媒流路として使用していない通路であるから、高圧冷媒を貯留するタンクとしての機能を果たすことができ、貯留される冷媒量の分だけ、アキュムレータ２８に貯留される冷媒量を少なくすることができる。当該冷媒量が最も少ない運転モードでは、他の運転モードに比べてアキュムレータ２８に貯留される冷媒量が多いため、このようにアキュムレータ２８に貯留される冷媒量を低減することによって、当該冷媒量が最も少ない運転モードにおいて必要とされるアキュムレータ２８の容量を抑制できる。したがって、ヒートポンプサイクル２Ｂにおけるアキュムレータ２８の小型化を提供できる。
【０１２０】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【０１２１】
第１実施形態および第２実施形態のヒートポンプサイクルでは、冷媒が凝縮器７側から蒸発器５側に向かって第１のバイパス通路３０を流れることを許可及び阻止する冷媒流通制御手段として、第１電磁弁３１を備えるが、代わりに三方弁によって冷媒流通制御手段を構成してもよい。この場合、三方弁は、第２膨張弁２６の入口側通路に第１のバイパス通路３０を接続するか、または室外熱交換器２３の出口側通路（逆止弁２５が設けられる通路）を接続するかを切り換えることができる切換弁である。
【０１２２】
上記実施形態の空調ユニットケース１には、他方側にフェイス吹出し開口８、フット吹出し開口９、及びデフロスタ吹出し開口１０が形成されているが、この他、リアフット吹出し開口等が形成されてもよい。リアフット吹出し開口は車室内の後席乗員の足元に吹き出される空調空気が通過する。空調ユニットケース１に形成されたこれらの各開口は、それぞれ吹出しダクトを介して車室内空間に接続されており、また吹出しモードに対応して吹出し開閉ドアによって開閉されるようになっている。
【０１２３】
第１または第２実施形態における第１膨張弁２２は、固定絞り等の固定式膨張弁であるが、膨張弁に流入する前の冷媒圧力によって膨張弁を流出した後の冷媒圧力が定まる機構を備えていればよく、第１膨張弁２２は、例えば、前後で一定の差圧が生じる差圧式膨張弁であってもよい。
【０１２４】
第３実施形態における第２膨張弁２６Ａは、制御装置１００によってその作動が全開から全閉の開度まで制御される開度可変式の減圧装置であるが、開度が一定に保たれる固定絞り等の固定式膨張弁であってもよく、この場合であっても、冷媒が凝縮器７側から蒸発器５側に向かって蒸発器５の入口側冷媒通路を流れることを許可する冷媒流通制御手段として機能する。
【０１２５】
第３実施形態における第１膨張弁２２Ａは、固定絞り等の固定式膨張弁であるが、膨張弁に流入する前の冷媒圧力によって膨張弁を流出した後の冷媒圧力が定まる機構を備えていればよく、第１膨張弁２２Ａは、例えば、前後で一定の差圧が生じる差圧式膨張弁であってもよい。
【０１２６】
第１実施形態では、第１のバイパス通路３０に流入した冷媒は、暖房サイクル運転時に逆止弁２５によって、室外熱交換器２３側またはアキュムレータ２８側には逆流しないようになっている。この逆止弁２５は、通路を開閉可能な開閉弁に置き換えてもよく、置き換えた場合でも同様の逆流抑止効果が得られる。
【０１２７】
第３実施形態では、逆止弁７１によって、凝縮器７を流出した高圧の冷媒が第１膨張弁２２Ａを通過しないで室外熱交換器２３に流入することを防止するが、逆止弁７１を通路を開閉可能な開閉弁に置き換えてもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１…空調ユニットケース
２，２Ａ，２Ｂ…ヒートポンプサイクル
５…蒸発器（冷却用室内熱交換器）
７…凝縮器（加熱用室内熱交換器）
２０Ｂ２…第１の連絡通路
２０Ｂ３…第２の連絡通路
２１…圧縮機
２３…室外熱交換器
２５…逆止弁（第２の冷媒流通阻止手段）
２６…第２膨張弁（第１の冷媒流通阻止手段）
２６Ａ…第２膨張弁（冷媒流通制御手段）
２８…アキュムレータ
３０…第１のバイパス通路（バイパス通路）
３１…第１電磁弁（冷媒流通制御手段）
４０…第２のバイパス通路
６０…三方弁（切換弁）
７３…第２電磁弁（冷媒流通阻止手段）
１００…制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入し吐出する圧縮機（２１）と、除湿暖房サイクル運転時と暖房サイクル運転時に前記圧縮機（２１）から吐出された冷媒が流入することにより室内へ送風される空気を加熱する加熱用室内熱交換器（７）と、前記暖房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱し、冷房サイクル運転時に放熱する室外熱交換器（２３）と、前記除湿暖房サイクル運転時と前記冷房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用によって室内への前記送風空気を冷却する冷却用室内熱交換器（５）と、冷媒を気液分離して液冷媒を貯留するアキュムレータ（２８）と、を少なくとも備えて構成されるヒートポンプサイクル（２，２Ａ）を用いて、複数の運転モードにより空調される空調風を室内に提供する空調装置であって、
前記ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）は、
前記加熱用室内熱交換器（７）の出口側冷媒通路と前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とを連絡するバイパス通路（３０）と、
冷媒が前記加熱用室内熱交換器（７）側から前記冷却用室内熱交換器（５）側に向かって前記バイパス通路（３０）を流れることを許可及び阻止する冷媒流通制御手段（３１）と、
前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路と前記バイパス通路（３０）との接続部位よりも前記冷却用室内熱交換器（５）寄りに設けられて、冷媒が前記冷却用室内熱交換器（５）に流入することを阻止する第１の冷媒流通阻止手段（２６）と、
前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路と前記バイパス通路（３０）との接続部位よりも前記室外熱交換器（２３）寄りに設けられて、冷媒が前記室外熱交換器（２３）側に流れることを阻止する第２の冷媒流通阻止手段（２５）と、を有し、
前記複数の運転モードのうち、前記ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、前記冷媒流通制御手段（３１）によって前記バイパス通路（３０）における冷媒の流通を許可するとともに、前記第１の冷媒流通阻止手段（２６）及び前記第２の冷媒流通阻止手段（２５）によって冷媒の流通を阻止することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）は、車両に設けられ、
前記ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）を用いて複数の運転モードにより空調される空調風は車室内に提供されることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記複数の運転モードのうち、前記ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードは、前記暖房サイクル運転であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記第１の冷媒流通阻止手段（２６）は、前記除湿暖房サイクル運転時と前記冷房サイクル運転時に前記冷却用室内熱交換器（５）に流入する冷媒を減圧する開度調整可能な減圧装置（２６）であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項５】
前記第２の冷媒流通阻止手段（２５）は、前記冷却用室内熱交換器（５）側から前記室外熱交換器（２３）側への冷媒の流れを阻止する逆止弁（２５）であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項６】
前記冷媒流通制御手段（３１）は、前記バイパス通路（３０）を開閉する電磁弁（３１）で構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項７】
前記加熱用室内熱交換器（７）の出口側冷媒通路と前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とを連絡するバイパス通路（３０）は、第１のバイパス通路であり、
さらに、前記室外熱交換器（２３）の出口側冷媒通路と前記冷却用室内熱交換器（５）の出口側冷媒通路とを連絡する第２のバイパス通路（４０）を備え、
前記第２の冷媒流通阻止手段（２５）には、前記複数の運転モードのうち、前記ヒートポンプサイクル（２Ａ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、前記室外熱交換器（２３）を流出した冷媒を、前記冷却用室内熱交換器（５）に流入させないで前記第２のバイパス通路（４０）に流入させるように冷媒流路を切り換える切換弁（６０）が含まれることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項８】
冷媒を吸入し吐出する圧縮機（２１）と、除湿暖房サイクル運転時と暖房サイクル運転時に前記圧縮機（２１）から吐出された冷媒が流入することにより室内へ送風される空気を加熱する加熱用室内熱交換器（７）と、前記暖房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱し、冷房サイクル運転時に放熱する室外熱交換器（２３）と、前記除湿暖房サイクル運転時と前記冷房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用によって室内への前記送風空気を冷却する冷却用室内熱交換器（５）と、冷媒を気液分離して液冷媒を貯留するアキュムレータ（２８）と、を少なくとも備えて構成されるヒートポンプサイクル（２Ｂ）を用いて、複数の運転モードにより空調される空調風を室内に提供する空調装置であって、
前記ヒートポンプサイクル（２Ｂ）は、
前記加熱用室内熱交換器（７）の出口側冷媒通路と前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とを連絡する第１の連絡通路（２０Ｂ２）と、
前記暖房サイクル運転時に、前記加熱用室内熱交換器（７）を流出した冷媒が前記冷却用室内熱交換器（５）の出口側冷媒通路に流入するように設けられた第２の連絡通路（２０Ｂ３）と、
前記冷却用室内熱交換器（５）の出口側冷媒通路であって、前記暖房サイクル運転時に前記第２の連絡通路（２０Ｂ３）を通って冷媒が流入する部位よりも前記冷却用室内熱交換器（５）寄りに設けられて、前記冷却用室内熱交換器（５）側から前記圧縮機（２１）の吸入部側に向かう冷媒の流れを流入することを阻止する冷媒流通阻止手段（７３）と、
冷媒が前記加熱用室内熱交換器（７）側から前記冷却用室内熱交換器（５）側に向かって前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路を流れることを許可する冷媒流通制御手段（２６Ａ）と、を有し、
前記複数の運転モードのうち、前記ヒートポンプサイクル（２Ｂ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、前記冷媒流通制御手段（２６Ａ）によって前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路における冷媒の流通を許可するとともに、前記冷媒流通阻止手段（７３）によって冷媒の流通を阻止することを特徴とする空調装置。
【請求項１】
冷媒を吸入し吐出する圧縮機（２１）と、除湿暖房サイクル運転時と暖房サイクル運転時に前記圧縮機（２１）から吐出された冷媒が流入することにより室内へ送風される空気を加熱する加熱用室内熱交換器（７）と、前記暖房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱し、冷房サイクル運転時に放熱する室外熱交換器（２３）と、前記除湿暖房サイクル運転時と前記冷房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用によって室内への前記送風空気を冷却する冷却用室内熱交換器（５）と、冷媒を気液分離して液冷媒を貯留するアキュムレータ（２８）と、を少なくとも備えて構成されるヒートポンプサイクル（２，２Ａ）を用いて、複数の運転モードにより空調される空調風を室内に提供する空調装置であって、
前記ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）は、
前記加熱用室内熱交換器（７）の出口側冷媒通路と前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とを連絡するバイパス通路（３０）と、
冷媒が前記加熱用室内熱交換器（７）側から前記冷却用室内熱交換器（５）側に向かって前記バイパス通路（３０）を流れることを許可及び阻止する冷媒流通制御手段（３１）と、
前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路と前記バイパス通路（３０）との接続部位よりも前記冷却用室内熱交換器（５）寄りに設けられて、冷媒が前記冷却用室内熱交換器（５）に流入することを阻止する第１の冷媒流通阻止手段（２６）と、
前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路と前記バイパス通路（３０）との接続部位よりも前記室外熱交換器（２３）寄りに設けられて、冷媒が前記室外熱交換器（２３）側に流れることを阻止する第２の冷媒流通阻止手段（２５）と、を有し、
前記複数の運転モードのうち、前記ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、前記冷媒流通制御手段（３１）によって前記バイパス通路（３０）における冷媒の流通を許可するとともに、前記第１の冷媒流通阻止手段（２６）及び前記第２の冷媒流通阻止手段（２５）によって冷媒の流通を阻止することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）は、車両に設けられ、
前記ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）を用いて複数の運転モードにより空調される空調風は車室内に提供されることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記複数の運転モードのうち、前記ヒートポンプサイクル（２，２Ａ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードは、前記暖房サイクル運転であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記第１の冷媒流通阻止手段（２６）は、前記除湿暖房サイクル運転時と前記冷房サイクル運転時に前記冷却用室内熱交換器（５）に流入する冷媒を減圧する開度調整可能な減圧装置（２６）であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項５】
前記第２の冷媒流通阻止手段（２５）は、前記冷却用室内熱交換器（５）側から前記室外熱交換器（２３）側への冷媒の流れを阻止する逆止弁（２５）であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項６】
前記冷媒流通制御手段（３１）は、前記バイパス通路（３０）を開閉する電磁弁（３１）で構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項７】
前記加熱用室内熱交換器（７）の出口側冷媒通路と前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とを連絡するバイパス通路（３０）は、第１のバイパス通路であり、
さらに、前記室外熱交換器（２３）の出口側冷媒通路と前記冷却用室内熱交換器（５）の出口側冷媒通路とを連絡する第２のバイパス通路（４０）を備え、
前記第２の冷媒流通阻止手段（２５）には、前記複数の運転モードのうち、前記ヒートポンプサイクル（２Ａ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、前記室外熱交換器（２３）を流出した冷媒を、前記冷却用室内熱交換器（５）に流入させないで前記第２のバイパス通路（４０）に流入させるように冷媒流路を切り換える切換弁（６０）が含まれることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項８】
冷媒を吸入し吐出する圧縮機（２１）と、除湿暖房サイクル運転時と暖房サイクル運転時に前記圧縮機（２１）から吐出された冷媒が流入することにより室内へ送風される空気を加熱する加熱用室内熱交換器（７）と、前記暖房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱し、冷房サイクル運転時に放熱する室外熱交換器（２３）と、前記除湿暖房サイクル運転時と前記冷房サイクル運転時に減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用によって室内への前記送風空気を冷却する冷却用室内熱交換器（５）と、冷媒を気液分離して液冷媒を貯留するアキュムレータ（２８）と、を少なくとも備えて構成されるヒートポンプサイクル（２Ｂ）を用いて、複数の運転モードにより空調される空調風を室内に提供する空調装置であって、
前記ヒートポンプサイクル（２Ｂ）は、
前記加熱用室内熱交換器（７）の出口側冷媒通路と前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路とを連絡する第１の連絡通路（２０Ｂ２）と、
前記暖房サイクル運転時に、前記加熱用室内熱交換器（７）を流出した冷媒が前記冷却用室内熱交換器（５）の出口側冷媒通路に流入するように設けられた第２の連絡通路（２０Ｂ３）と、
前記冷却用室内熱交換器（５）の出口側冷媒通路であって、前記暖房サイクル運転時に前記第２の連絡通路（２０Ｂ３）を通って冷媒が流入する部位よりも前記冷却用室内熱交換器（５）寄りに設けられて、前記冷却用室内熱交換器（５）側から前記圧縮機（２１）の吸入部側に向かう冷媒の流れを流入することを阻止する冷媒流通阻止手段（７３）と、
冷媒が前記加熱用室内熱交換器（７）側から前記冷却用室内熱交換器（５）側に向かって前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路を流れることを許可する冷媒流通制御手段（２６Ａ）と、を有し、
前記複数の運転モードのうち、前記ヒートポンプサイクル（２Ｂ）の冷媒通路に存在する冷媒量が最も少ない運転モードの運転時に、前記冷媒流通制御手段（２６Ａ）によって前記冷却用室内熱交換器（５）の入口側冷媒通路における冷媒の流通を許可するとともに、前記冷媒流通阻止手段（７３）によって冷媒の流通を阻止することを特徴とする空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２５４６７０（Ｐ２０１２−２５４６７０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７６２３（Ｐ２０１１−１２７６２３）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【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１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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