車両用空調装置
【課題】冷房運転、暖房運転のいずれにおいてもヒートシンク１４４からの放熱効果を高める。
【解決手段】冷房運転時には、室外熱交換器１２２からヒートシンク１４４へと通風させ、暖房運転時には、ヒートシンク１４４から室外熱交換器１２２へと通風させる通風方向切替手段１２２ａ、１３０を備える。
これにより、冷房運転時には、冷却風として外気を室外熱交換器１２２に供給でき、その室外熱交換器１２２を通過した冷却風がヒートシンク１４４に供給され、ヒートシンク１４４周りに強制対流を起こすことより、放熱効果を高めることができる。また、暖房運転時には、ヒートシンク１４４周りを強制対流してヒートシンク１４４を冷却するとともに、そのヒートシンク１４４から吸熱した空気が次に室外熱交換器１２２に流通することより、発熱部１４３の排熱を利用して暖房運転時の熱交換量を増大させ、暖房能力を向上させることができる。
【解決手段】冷房運転時には、室外熱交換器１２２からヒートシンク１４４へと通風させ、暖房運転時には、ヒートシンク１４４から室外熱交換器１２２へと通風させる通風方向切替手段１２２ａ、１３０を備える。
これにより、冷房運転時には、冷却風として外気を室外熱交換器１２２に供給でき、その室外熱交換器１２２を通過した冷却風がヒートシンク１４４に供給され、ヒートシンク１４４周りに強制対流を起こすことより、放熱効果を高めることができる。また、暖房運転時には、ヒートシンク１４４周りを強制対流してヒートシンク１４４を冷却するとともに、そのヒートシンク１４４から吸熱した空気が次に室外熱交換器１２２に流通することより、発熱部１４３の排熱を利用して暖房運転時の熱交換量を増大させ、暖房能力を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトラック車両の運転室の屋根上に設置されて、停車時に補助的に使用されるパッケージエアコンに用いて好適な車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、下記の特許文献１には、室外ユニット内に、作動時に発熱するパワーモジュールと、このパワーモジュールに熱結合したヒートシンクとを備え、室外熱交換器と膨張弁との間に、補助室外熱交換器と第１開閉弁とを直列接続し、室外熱交換器と補助室外熱交換器との間と、第１開閉弁と膨張弁との間に、第２開閉弁を介してバイパス路を接続する一方、ヒートシンクを補助室外熱交換器と熱結合させ、暖房運転時に、第１開閉弁を開き、第２開閉弁を閉じように制御する空気調和機が開示されている。
【０００３】
そして、この空気調和機は、室外熱交換器と直列に設けた補助室外熱交換器を、熱結合させたヒートシンクから加熱することにより、パワーモジュールの排熱を利用して暖房運転時の熱交換量を増大させて暖房能力を向上させている。
【特許文献１】特開２００２−１５６１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術では、暖房運転時に暖房性能の向上とパワーモジュールの放熱促進とが同時に行われるが、冷房運転時にはパワーモジュールの放熱促進を行うことができないという問題点がある。
【０００５】
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、冷房運転、暖房運転のいずれにおいてもヒートシンクからの放熱効果を高めることのできる車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、ヒートポンプサイクル（１２０）は、ヒートポンプサイクル（１２０）内の冷媒を圧縮する圧縮機（１２１）と、圧縮機（１２１）を駆動する電動機（１２１ａ）と、ヒートポンプサイクル（１２０）の冷房運転時には高圧側熱交換器として作用し、ヒートポンプサイクル（１２０）の暖房運転時には低圧側熱交換器として作用する室外熱交換器（１２２）と、室外熱交換器（１２２）に通風させる電動式の送風機（１２２ａ）と、外部の商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電源制御部（１４０）と、エンジンの駆動により発電される電気または商用電源から供給される電気を蓄電する蓄電手段とを有し、電動機（１２１ａ）および送風機（１２２ａ）は、電源制御部（１４０）または前記蓄電手段から制御電圧を供給されるとともに、電源制御部（１４０）は、電圧の変換によって発熱する発熱部（１４３）と、発熱部（１４３）を冷却する放熱部材（１４４）とを有し、放熱部材（１４４）は、送風機（１２２ａ）が流通させる空気の流通領域内に配設されるとともに、
冷房運転時には、送風機（１２２ａ）により生成される冷却風を、室外熱交換器（１２２）から放熱部材（１４４）へと通風させ、暖房運転時には、冷却風を放熱部材（１４４）から室外熱交換器（１２２）へと通風させる通風方向切替手段（１２２ａ、１３０）を備えることを特徴としている。
【０００７】
この請求項１に記載の発明によれば、冷房運転時には、冷却風として装置外空気を室外熱交換器（１２２）に供給できるとともに、その室外熱交換器（１２２）を通過した冷却風が放熱部材（１４４）に供給され、放熱部材（１４４）周りに強制対流を起こすことより、放熱効果を高めることができる。
【０００８】
また、暖房運転時には、放熱部材（１４４）周りを強制対流して放熱部材（１４４）を冷却するとともに、その放熱部材（１４４）から吸熱した空気が次に室外熱交換器（１２２）に流通することより、発熱部（１４３）の排熱を利用して暖房運転時の熱交換量を増大させ、暖房能力を向上させることができる。これらにより、冷房運転、暖房運転のいずれにおいても、放熱部材（１４４）周りに強制対流を起こして放熱部材（１４４）からの放熱効果を高めることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、通風方向切替手段として送風機（１２２ａ）を用い、送風機（１２２ａ）の回転方向を切り替えて通風方向を反転させることを特徴としている。この請求項２に記載の発明によれば、機械的な構成を増やすことなく、電気的な切り替えだけで通風方向を反転させることができる。つまり、従来構成を大きく変更することなく、容易に実現することができ、装置が大型化することもない。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、室外熱交換器（１２２）と放熱部材（１４４）との間の距離を可変する距離可変手段（１５０）を備えることを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、冷房運転時の放熱効果と、暖房運転時の排熱回収効果とが最大となるよう、それぞれ最適な距離に調節することができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の車両用空調装置において、暖房運転時には、室外熱交換器（１２２）と放熱部材（１４４）とを接触させることを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、空気を介した熱伝達だけではなく、室外熱交換器（１２２）と放熱部材（１４４）とを直接接触させて、熱伝導で排熱を回収させることができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、通風方向切替手段（１３０）として、一端に送風機（１２２ａ）、他端の略中央部に室外熱交換器（１２２）、他端の外縁部に放熱部材（１４４）を配置した空気通路（１３１）を設け、空気通路（１３１）の他端は、室外熱交換器（１２２）を境として略二分されて放熱部材（１４４）との間の第１空間（１３１ａ）と、他方の第２空間（１３１ｂ）とが形成され、送風機（１２２ａ）の下流側に配設されて、第１空間（１３１ａ）への流入と第２空間（１３１ｂ）への流入とを切り替える流入側ドア手段（１３２、１３４）と、室外熱交換器（１２２）および放熱部材（１４４）の下流側に配設されて、第１空間（１３１ａ）からの流出と第２空間（１３１ｂ）からの流出とを切り替える流出側ドア手段（１３３、１３５）とを設け、両ドア手段（１３２〜１３５）の切り替えによって通風方向を反転させることを特徴としている。
【００１３】
この請求項５に記載の発明によれば、送風機（１２２ａ）の回転方向を反転させることなく、室外熱交換器（１２２）と放熱部材（１４４）との通風順を反転させることができる。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の車両用空調装置において、両ドア手段（１３２〜１３５）のいずれかに、面スライドドア（１３４、１３５）を用いていることを特徴としている。この請求項６に記載の発明によれば、ドア手段（１３２〜１３５）として軸回動ドアを用いるのと比べ、通風方向切替手段（１３０）を小型に構成することができる。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、図１〜図３を用いて第１実施形態における車両用空調装置１００について詳細に説明する。図１は、車両用空調装置１００のヒートポンプサイクル１２０の概略構成を示す模式図である。本実施形態の車両用空調装置（以下、空調装置）１００は、トラック車両の運転室１の屋根上に設置されている。そして、車両のエンジンによって駆動される本来の第１の冷凍サイクルとは別に、第２の冷凍サイクルとしてヒートポンプサイクル１２０を形成しており、エンジンの停止時に補助的に作動する空調装置（パッケージエアコン）となっている。
【００１６】
ヒートポンプサイクル１２０は、図１に示すように、冷房運転（実線矢印）と暖房運転（破線矢印）とで冷媒の流れ方向を切り替えるようになっており、電動圧縮機（圧縮機）１２１、四方弁１２６、室外熱交換器１２２、膨張弁１２３、室内熱交換器１２４、およびアキュムレータ１２７を環状に接続して構成したものである。
【００１７】
図２は、車両用空調装置１００の具体的な構成を示す（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、図３は、第１実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０とを示す正面図である。図２に示すように、空調装置１００は、取付け台１１０の上側に搭載されたヒートポンプサイクル１２０、ヒューズボックス１６０、および電源制御部１４０から構成されている。
【００１８】
取付け台１１０は、２本の細長のフレーム１１１ａ、１１１ｂが平行配置され、この両フレーム１１１ａ、１１１ｂに直交する方向に複数の板状のクロスメンバ１１２ａ〜１１２ｃが接続されて、梯子状に形成されている。ヒートポンプサイクル１２０は、電動圧縮機１２１、四方弁１２６、室外熱交換器１２２、膨張弁１２３、室内熱交換器１２４、アキュムレータ１２７が、冷媒配管１２５によって環状に接続されている。なお、図２において四方弁１２６およびアキュムレータ１２７は図示を省略したが、図１の構成模式図を参照のこと。
【００１９】
電動圧縮機１２１は、直流式のモータ部（電動機）１２１ａに圧縮機部１２１ｂが接続された電動機器であり、取付け台１１０（フレーム１１１ａ、１１１ｂ）の長手方向の一端側（図２の右側）となるクロスメンバ１１２ａの上に固定されている。圧縮機部１２１ｂは、モータ部１２１ａによって回転駆動され、ヒートポンプサイクル１２０内の冷媒（蒸気冷媒）を高温高圧に圧縮する。
【００２０】
モータ部１２１ａには後述する電源制御部１４０または蓄電手段から電力（直流電圧）が印加されるようになっており、印加される電圧の大小によって回転数が調整されるようになっている。圧縮機部１２１ｂは、モータ部１２１ａの回転数に応じて冷媒吐出量を調整しつつ室外熱交換器１２２側に冷媒を吐出する。
【００２１】
四方弁１２６は、電動圧縮機１２１で圧縮された高圧冷媒を、冷房運転時には室外熱交換器１２２へ、暖房運転時には室内熱交換器１２４へ流入させるように切り替えるとともに、冷房運転時には室内熱交換器１２４、暖房運転時には室外熱交換器１２２で蒸発した低圧冷媒が電動圧縮機１２１の吸入側に流入するように接続されている。
【００２２】
室外熱交換器１２２は、電動ファン（送風機、通風方向切替手段）１２２ａによって通風される空気と熱交換し、冷房運転時は四方弁１２６から供給される高圧冷媒を凝縮液化し、暖房運転時は膨張弁１２３から供給される低圧冷媒を蒸発気化する熱交換器であり、取付け台１１０の上で電動圧縮機１２１の隣（図２では左側）に配設されている。
【００２３】
電動ファン１２２ａは、直流式のモータによってファンが回転駆動される電動式の送風機であり、室外熱交換器１２２に固定されている。そして、電動ファン１２２ａが固定された室外熱交換器１２２は、取付けステー１２２ｂによって取付け台１１０に固定されている。
【００２４】
室外熱交換器１２２の上側端部は、後述する電源制御部１４０の電源ボックス１４１の上側部に近接し、且つ、室外熱交換器１２２の下側端部は、取付け台１１０のほぼ上側面に位置し、電動圧縮機１２１の下側部に近接するようにして、室外熱交換器１２２は垂直方向に対して上側端部が電源制御部１４０側へ傾斜した姿勢で固定されている。電動ファン１２２ａは、このように傾斜する室外熱交換器１２２の上側に固定されている。
【００２５】
電動ファン１２２ａには、後述する電源制御部１４０または蓄電手段から電力（直流電圧）が印加されるようになっており、電動ファン１２２ａは印加される電圧の大小によって回転数が調整され、通風量が調整されるようになっている。なお、本実施形態の電動ファン１２２ａは、回転方向を切り替えて通風方向を反転させるようになっており、図３に示すように、冷房運転時には、室外熱交換器１２２から後述のヒートシンク（放熱部材）１４４へと通風（実線矢印）させ、暖房運転時には、ヒートシンク１４４から室外熱交換器１２２へと通風（破線矢印）させるようになっている。
【００２６】
膨張弁１２３は、室外熱交換器１２２、もしくは室内熱交換器１２４から流出する液化冷媒を減圧膨張させる減圧器であり、室内熱交換器１２４用の空調ケース１２４ａ内に配設されている。膨張弁１２３は、蒸発器となっている室外熱交換器１２２、もしくは室内熱交換器１２４からの流出冷媒の温度に応じて、弁開度を調整する温度式の膨張弁とすることができる。
【００２７】
室内熱交換器１２４は、膨張弁１２３で減圧膨張された冷媒を、送風機１２４ｄによって送風される空気と熱交換し、冷房運転時は膨張弁１２３から供給される低圧冷媒を蒸発気化し、暖房運転時は四方弁１２６から供給される高圧冷媒を凝縮液化する熱交換器であり、膨張弁１２３および送風機１２４ｄとともに、空調ケース１２４ａ内に収容されている。
【００２８】
アキュムレータ１２７は、室外熱交換器１２２、もしくは室内熱交換器１２４で蒸発した冷媒が流入し、気液分離されたガス冷媒を電動圧縮機１２１に吸入させる容器であり、四方弁１２６と電動圧縮機１２１の吸入側との間に設けられている。空調ケース１２４ａは、室外熱交換器１２２とによって電源制御部１４０を挟むような位置で、取付け台１１０のクロスメンバ１１２ｂ、１１２ｃの上に固定されている。
【００２９】
送風機１２４ｄには、後述する電源制御部１４０または蓄電手段から電力（直流電圧）が印加されるようになっており、送風機１２４ｄは印加される電圧の大小によって回転数が調整され、送風量が調整されるようになっている。空調ケース１２４ａの側壁の一方側（図２の左側）には吸入口１２４ｂが開口され、他方側（図２の右側）には吹出口１２４ｃが開口されている。
【００３０】
空調ケース１２４ａ内では、室内熱交換器１２４は吸入口１２４ｂに近接して配置され、送風機１２４ｄは吹出口１２４ｃに近接して配置されている。そして、吸入口１２４ｂ、および吹出口１２４ｃは、図示しないダクトによってそれぞれ運転室１内に接続されている。つまり、送風機１２４ｄによって送風される送風空気は、運転室内から吸入口１２４ｂを通り、室内熱交換器１２４で冷却もしくは加熱され、送風機１２４ｄを経て、吹出口１２４ｃから再び運転室１内に戻るように流れる。
【００３１】
ヒューズボックス１６０は、空調ケース１２４ａに隣接して、取付け台１１０（フレーム１１１ａ、１１１ｂ）の長手方向の他端側に固定されている。ヒューズボックス１６０は、本空調装置１００を使用する際に、商用電源と接続される電源接続部を成すものであり、内部には過大電流に対して電気回路を保護するヒューズが組み込まれている。
【００３２】
そして、ヒューズボックス１６０は、電源制御部１４０に接続されている。なお、ここで言う商用電源とは、全国の高速道路網などの所定箇所に設置された電源供給施設（スタンド）であり、所定のカードなどの使用によって料金の支払いが成され、車両乗員に電力（交流１００Ｖまたは２００Ｖ電源）の供給を可能とするものである。
【００３３】
そして、電源制御部１４０は、電源ボックス１４１の内部にトランス１４２およびダイオード（発熱部）１４３などが設けられたものであり、室外熱交換器１２２と空調ケース１２４ａとの間に配設されて、取付け台１１０の上に固定されている。トランス１４２は、電源ボックス１４１内の略中央に配置され、また、ダイオード１４３は、電源ボックス１４１内の室外熱交換器１２２側となる側壁に配置されている。
【００３４】
ダイオード１４３は、電動圧縮機１２１のモータ部１２１ａ用のものと、電動ファン１２２ａおよび送風機１２４ｄ用のものとで、本実施形態では２個仕様となっている。トランス１４２は、商用電源から供給される電源の電圧を調整する変圧器である。また、ダイオード１４３は、商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する整流器である。
【００３５】
ここで、ダイオード１４３は、作動時において発熱する特性がある（電源制御部１４０においての発熱部となる）ため、耐久性の確保のために、ヒートシンク（放熱部材）１４４によってダイオード１４３を冷却するようになっている。ヒートシンク１４４は、例えば、平板状の放熱板部と、この放熱板部から細長の板状を成して突出する複数のフィンとを備えた放熱部材である。
【００３６】
放熱板部の反フィン側の面には、２つのダイオード１４３が直接接触するように接合されている。さらに、細長の板状を成すフィンの長手方向が上下方向を向いて、左右方向に複数並ぶようにしている。そして、ヒートシンク１４４は、室外熱交換器１２２の電動ファン１２２ａによって形成される通風領域内に入るように配設されている。本実施形態でヒートシンク１４４は、電源ボックス１４１の室外熱交換器１２２側の側壁の上下方向の略中央部に配設されている。
【００３７】
以上のように構成される空調装置１００には、図２に対して、各機器を一体的に覆う図示しないカバーが被せられて、トラック車両の運転室１の屋根１０（図３参照）の上に搭載されている。運転室１の屋根１０には、図示しないルーフリフレクターが取り付けられており、空調装置１００は、このルーフリフレクター内に収容されるようになっている。
【００３８】
次に、上記構成に基づく空調装置１００の作動および作用効果について説明する。空調装置１００を搭載するトラック車両においては、通常、エンジンの作動によって走行している場合は、エンジンの駆動力によって図示しない本来の冷凍サイクルが作動されて、車室内の空調が行われる。
【００３９】
しかしながら、エンジンを停止して乗員が休憩や仮眠を取る場合などには、本来の冷凍サイクルを作動させることができないため、商用電源を備えるパーキングにて、商用電源から電力を供給して本空調装置１００（ヒートポンプサイクル１２０）を作動させて空調を継続する。
【００４０】
即ち、休憩や仮眠などを取る場合は乗員により商用電源とヒューズボックス１６０とが電気配線によって接続され、空調装置１００がＯＮされる。すると電源制御部１４０は、交流電流を直流電流に変換するとともに、必要とされる電圧値に制御して、電動圧縮機１２１のモータ部１２１ａ、電動ファン１２２ａ、送風機１２４ｄに電力を供給する。
【００４１】
この電力供給によって、電動圧縮機１２１は駆動され、冷媒を圧縮吐出して、ヒートポンプサイクル１２０内に冷媒を循環させる。冷房運転では、電動ファン１２２ａが作動され、冷却風が室外熱交換器１２２に供給されて冷媒が凝縮液化（放熱）される。空調ケース１２４ａ内では、送風機１２４ｄが作動されて、運転室１内と空調ケース１２４ａ内との間で空気を循環させて、室内熱交換器１２４で循環空気を冷却して、運転室１内の冷房を行う。
【００４２】
ここで、電源制御部１４０の作動に伴って、内部のダイオード１４３は発熱を生じるが、このダイオード１４３と接合されたヒートシンク１４４のフィンには、電動ファン１２２ａの作動により室外熱交換器１２２を通過した風を流通させることができるので、ヒートシンク１４４においては、この冷却風による強制冷却が行われ、大型化を伴うことなくダイオード１４３（電源制御部１４０）に対する冷却性能を向上せることができる。
【００４３】
この冷房運転時の放熱効果については、自然対流のみによって放熱を行う場合は熱抵抗が大きく放熱効果が小さいのに対して、本実施形態では強制対流によって放熱を行うので、熱抵抗が小さく放熱効果が大きくなり、自然対流のみの放熱に対して２．２倍程度の向上が見込まれる。
【００４４】
また、暖房運転では、電動ファン１２２ａが冷房運転時とは逆回転で作動され、ヒートシンク１４４を通過した風が室外熱交換器１２２に供給されて冷媒が蒸発気化（吸熱）される。空調ケース１２４ａ内では、送風機１２４ｄが作動されて、運転室１内と空調ケース１２４ａ内との間で空気を循環させて、室内熱交換器１２４で循環空気を加熱して、運転室１内の暖房を行う。
【００４５】
ここで、電源制御部１４０の作動に伴って、内部のダイオード１４３は発熱を生じるが、このダイオード１４３と接合されたヒートシンク１４４のフィンには、電動ファン１２２ａの作動によりヒートシンク１４４を通過した風を流通させることができるので、ヒートシンク１４４においては、この冷却風による強制冷却が行われ、大型化を伴うことなくダイオード１４３（電源制御部１４０）に対する冷却性能を向上せることができる。
【００４６】
そのうえ、ヒートシンク１４４から吸熱した空気が次に室外熱交換器１２２に流通することより、ダイオード１４３の排熱を利用して暖房運転時の熱交換量を増大させ、暖房能力を向上させることができる。
【００４７】
また、通風方向切替手段として電動ファン１２２ａを用い、電動ファン１２２ａの回転方向を切り替えて通風方向を反転させるようにしている。これによれば、機械的な構成を増やすことなく、電気的な切り替えだけで通風方向を反転させることができる。つまり、従来構成を大きく変更することなく、容易に実現することができ、装置が大型化することもない。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０とを示す正面図である。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。本実施形態では、室外熱交換器１２２とヒートシンク１４４との間の距離を可変する距離可変機構（距離可変手段）１５０を備えている。
【００４９】
なお、図４中のグラフは、室外熱交換器１２２とヒートシンク１４４との距離に対する室外熱交換器１２２の前面温度Ｔａと、ダイオード１４３の温度Ｔｂとを表している。ダイオード１４３の温度Ｔｂは、その作動を保障する限界温度以下に冷却して作動させる必要がある。
【００５０】
距離可変機構１５０は、運転の状況に応じて、放熱効果と冷暖房能力とが最大となる距離に制御される。例えば、冷房運転時で放熱性能に余裕がある場合には、ヒートシンク１４４からの放熱が室外熱交換器１２２に熱影響を与えない距離まで離すことで冷房能力は最大となる。
【００５１】
また、同じく冷房運転時で、ヒートシンク１４４から室外熱交換器１２２までの距離が充分に大きく、冷房能力が最大である場合には、冷房能力が低下しない範囲内でヒートシンク１４４と室外熱交換器１２２との距離を小さくし、ヒートシンク１４４周りの風速を大きくして放熱効果を大きくすることができる。
【００５２】
これらのことより、冷房運転時の放熱効果と、暖房運転時の排熱回収効果とが最大となるよう、それぞれ最適な距離に調節することができる。また、暖房運転時には、室外熱交換器１２２とヒートシンク１４４とを接触させることも可能となる。これによれば、空気を介した熱伝達だけではなく、室外熱交換器１２２とヒートシンク１４４とを直接接触させて、熱伝導で排熱を回収させることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図５は、第３実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０との（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、冷房状態を示し、図６は、同じく暖房状態を示す。上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態は、通風方向切替部（通風方向切替手段）１３０として、一端側に電動ファン１２２ａ、他端側に室外熱交換器１２２とヒートシンク１４４とを配置したダクト（空気通路）１３１を形成している。
【００５４】
つまり、室外熱交換器１２２と電動ファン１２２ａとは別体で構成している。そして、室外熱交換器１２２は、ダクト通風路の略中央部に配置され、ヒートシンク１４４は、ダクト通風路の外縁部に配置されている。これにより、ダクト１３１の他端側は、室外熱交換器１２２を境として略二分されて、ヒートシンク１４４との間の第１空間１３１ａと、他方の第２空間１３１ｂとを形成している。
【００５５】
また、電動ファン１２２ａの下流側に配設されて、第１空間１３１ａへの流入と第２空間１３１ｂへの流入とを切り替える流入側板ドア（流入側ドア手段）１３２と、室外熱交換器１２２およびヒートシンク１４４の下流側に配設されて、第１空間１３１ａからの流出と第２空間１３１ｂからの流出とを切り替える流出側板ドア（流出側ドア手段）１３３とを設けている。
【００５６】
なお、本実施形態では、各ドアを回動軸中心に回動する板ドア（軸回動ドア）で構成しており、流出側板ドア１３３は両側二枚で構成している。そして、これらの流入側板ドア１３２と流出側板ドア１３３との切り替えにより通風方向を反転させるものである。具体的に、図５の冷房運転時は、流入側板ドア１３２を第１空間１３１ａ側として第２空間１３１ｂ側へ送風が流入するようにし、流出側板ドア１３３は第２空間１３１ｂ側として第１空間１３１ａ側から送風が流出するようにしている。これにより、室外熱交換器１２２を流通してからヒートシンク１４４へ流れる通風方向が実現される。
【００５７】
また、図６の暖房運転時は、流入側板ドア１３２を第２空間１３１ｂ側として第１空間１３１ａ側へ送風が流入するようにし、流出側板ドア１３３は第１空間１３１ａ側として第２空間１３１ｂ側から送風が流出するようにしている。これにより、ヒートシンク１４４を流通してから室外熱交換器１２２へ流れる通風方向が実現される。つまりこれにより、電動ファン１２２ａの回転方向を反転させることなく、室外熱交換器１２２とヒートシンク１４４との通風順を反転させることができる。
【００５８】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図７は、第４実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０との（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、冷房状態を示し、図８は、同じく暖房状態を示す。上述した第３実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態では、流入、流出の両ドア手段に、流入側スライドドア（流入側ドア手段、面スライドドア）１３４と、流出側スライドドア（流出側ドア手段、面スライドドア）１３５とを用いている。
【００５９】
これによれば、ドアの可動範囲が必要最小限となるため、軸回動ドアを用いた場合と比べてダクト１３１の高さを低くできるとともに、ダクト１３１の側面に回動スペースを確保する必要もなく、通風方向切替部１３０を小型に構成することができる。
【００６０】
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の実施形態では、電源制御部１４０（ダイオード１４３）を放熱させる放熱部材としてヒートシンク１４４を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、ヒートパイプやラジエータなど、他の放熱手段を用いるものであっても良い。
【００６１】
また、上述の第２実施形態では、距離可変機構１５０で室外熱交換器１２２側を稼働させているが、電源ボックス１４１側を可動させて距離を可変するものであっても良い。また、上述の第３実施形態では、軸回動ドアとして片持ちの板ドアを用いているが、板ドア部の中央近傍に回動軸を配置したバタフライドアの他に、回動軸に対する円弧面をドア面としたロータリードアなどであっても良い。
【００６２】
また、上述の第４実施形態に用いる面スライドドアとして、剛性のある板ドア部をスライドさせるスライドドアの他に、膜状部材をスライドさせるフィルムドアや、フィルムよりもう少し腰のある薄板部材などをスライドさせるフレキシブルドアや、剛性のある枠体にフィルムなどを組み合わせてスライドさせるスライドドアなどでも良い。また、搭載される車両は、トラック車両に限らず、普通車両などであっても良い。さらに、空調装置１００の搭載位置は、運転室１屋根１０の上に限らず、他の部位であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】車両用空調装置１００のヒートポンプサイクル１２０の概略構成を示す模式図である。
【図２】車両用空調装置１００の具体的な構成を示す（ａ）平面図と（ｂ）正面図である。
【図３】第１実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０とを示す正面図である。
【図４】第２実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０とを示す正面図である。
【図５】第３実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０との（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、冷房状態を示す。
【図６】第３実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０との（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、暖房状態を示す。
【図７】第４実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０との（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、冷房状態を示す。
【図８】第４実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０との（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、暖房状態を示す。
【符号の説明】
【００６４】
１００…車両用空調装置
１２０…ヒートポンプサイクル
１２１…電動圧縮機（圧縮機）
１２１ａ…モータ部（電動機）
１２２…室外熱交換器
１２２ａ…電動ファン（送風機、通風方向切替手段）
１３０…通風方向切替部（通風方向切替手段）
１３１…ダクト（空気通路）
１３１ａ…第１空間
１３１ｂ…第２空間
１３２…流入側板ドア（流入側ドア手段）
１３３…流出側板ドア（流出側ドア手段）
１３４…流入側スライドドア（流入側ドア手段、面スライドドア）
１３５…流出側スライドドア（流出側ドア手段、面スライドドア）
１４０…電源制御部
１４３…ダイオード（発熱部）
１４４…ヒートシンク（放熱部材）
１５０…距離可変機構（距離可変手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトラック車両の運転室の屋根上に設置されて、停車時に補助的に使用されるパッケージエアコンに用いて好適な車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、下記の特許文献１には、室外ユニット内に、作動時に発熱するパワーモジュールと、このパワーモジュールに熱結合したヒートシンクとを備え、室外熱交換器と膨張弁との間に、補助室外熱交換器と第１開閉弁とを直列接続し、室外熱交換器と補助室外熱交換器との間と、第１開閉弁と膨張弁との間に、第２開閉弁を介してバイパス路を接続する一方、ヒートシンクを補助室外熱交換器と熱結合させ、暖房運転時に、第１開閉弁を開き、第２開閉弁を閉じように制御する空気調和機が開示されている。
【０００３】
そして、この空気調和機は、室外熱交換器と直列に設けた補助室外熱交換器を、熱結合させたヒートシンクから加熱することにより、パワーモジュールの排熱を利用して暖房運転時の熱交換量を増大させて暖房能力を向上させている。
【特許文献１】特開２００２−１５６１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術では、暖房運転時に暖房性能の向上とパワーモジュールの放熱促進とが同時に行われるが、冷房運転時にはパワーモジュールの放熱促進を行うことができないという問題点がある。
【０００５】
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、冷房運転、暖房運転のいずれにおいてもヒートシンクからの放熱効果を高めることのできる車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、ヒートポンプサイクル（１２０）は、ヒートポンプサイクル（１２０）内の冷媒を圧縮する圧縮機（１２１）と、圧縮機（１２１）を駆動する電動機（１２１ａ）と、ヒートポンプサイクル（１２０）の冷房運転時には高圧側熱交換器として作用し、ヒートポンプサイクル（１２０）の暖房運転時には低圧側熱交換器として作用する室外熱交換器（１２２）と、室外熱交換器（１２２）に通風させる電動式の送風機（１２２ａ）と、外部の商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電源制御部（１４０）と、エンジンの駆動により発電される電気または商用電源から供給される電気を蓄電する蓄電手段とを有し、電動機（１２１ａ）および送風機（１２２ａ）は、電源制御部（１４０）または前記蓄電手段から制御電圧を供給されるとともに、電源制御部（１４０）は、電圧の変換によって発熱する発熱部（１４３）と、発熱部（１４３）を冷却する放熱部材（１４４）とを有し、放熱部材（１４４）は、送風機（１２２ａ）が流通させる空気の流通領域内に配設されるとともに、
冷房運転時には、送風機（１２２ａ）により生成される冷却風を、室外熱交換器（１２２）から放熱部材（１４４）へと通風させ、暖房運転時には、冷却風を放熱部材（１４４）から室外熱交換器（１２２）へと通風させる通風方向切替手段（１２２ａ、１３０）を備えることを特徴としている。
【０００７】
この請求項１に記載の発明によれば、冷房運転時には、冷却風として装置外空気を室外熱交換器（１２２）に供給できるとともに、その室外熱交換器（１２２）を通過した冷却風が放熱部材（１４４）に供給され、放熱部材（１４４）周りに強制対流を起こすことより、放熱効果を高めることができる。
【０００８】
また、暖房運転時には、放熱部材（１４４）周りを強制対流して放熱部材（１４４）を冷却するとともに、その放熱部材（１４４）から吸熱した空気が次に室外熱交換器（１２２）に流通することより、発熱部（１４３）の排熱を利用して暖房運転時の熱交換量を増大させ、暖房能力を向上させることができる。これらにより、冷房運転、暖房運転のいずれにおいても、放熱部材（１４４）周りに強制対流を起こして放熱部材（１４４）からの放熱効果を高めることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、通風方向切替手段として送風機（１２２ａ）を用い、送風機（１２２ａ）の回転方向を切り替えて通風方向を反転させることを特徴としている。この請求項２に記載の発明によれば、機械的な構成を増やすことなく、電気的な切り替えだけで通風方向を反転させることができる。つまり、従来構成を大きく変更することなく、容易に実現することができ、装置が大型化することもない。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、室外熱交換器（１２２）と放熱部材（１４４）との間の距離を可変する距離可変手段（１５０）を備えることを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、冷房運転時の放熱効果と、暖房運転時の排熱回収効果とが最大となるよう、それぞれ最適な距離に調節することができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の車両用空調装置において、暖房運転時には、室外熱交換器（１２２）と放熱部材（１４４）とを接触させることを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、空気を介した熱伝達だけではなく、室外熱交換器（１２２）と放熱部材（１４４）とを直接接触させて、熱伝導で排熱を回収させることができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、通風方向切替手段（１３０）として、一端に送風機（１２２ａ）、他端の略中央部に室外熱交換器（１２２）、他端の外縁部に放熱部材（１４４）を配置した空気通路（１３１）を設け、空気通路（１３１）の他端は、室外熱交換器（１２２）を境として略二分されて放熱部材（１４４）との間の第１空間（１３１ａ）と、他方の第２空間（１３１ｂ）とが形成され、送風機（１２２ａ）の下流側に配設されて、第１空間（１３１ａ）への流入と第２空間（１３１ｂ）への流入とを切り替える流入側ドア手段（１３２、１３４）と、室外熱交換器（１２２）および放熱部材（１４４）の下流側に配設されて、第１空間（１３１ａ）からの流出と第２空間（１３１ｂ）からの流出とを切り替える流出側ドア手段（１３３、１３５）とを設け、両ドア手段（１３２〜１３５）の切り替えによって通風方向を反転させることを特徴としている。
【００１３】
この請求項５に記載の発明によれば、送風機（１２２ａ）の回転方向を反転させることなく、室外熱交換器（１２２）と放熱部材（１４４）との通風順を反転させることができる。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の車両用空調装置において、両ドア手段（１３２〜１３５）のいずれかに、面スライドドア（１３４、１３５）を用いていることを特徴としている。この請求項６に記載の発明によれば、ドア手段（１３２〜１３５）として軸回動ドアを用いるのと比べ、通風方向切替手段（１３０）を小型に構成することができる。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、図１〜図３を用いて第１実施形態における車両用空調装置１００について詳細に説明する。図１は、車両用空調装置１００のヒートポンプサイクル１２０の概略構成を示す模式図である。本実施形態の車両用空調装置（以下、空調装置）１００は、トラック車両の運転室１の屋根上に設置されている。そして、車両のエンジンによって駆動される本来の第１の冷凍サイクルとは別に、第２の冷凍サイクルとしてヒートポンプサイクル１２０を形成しており、エンジンの停止時に補助的に作動する空調装置（パッケージエアコン）となっている。
【００１６】
ヒートポンプサイクル１２０は、図１に示すように、冷房運転（実線矢印）と暖房運転（破線矢印）とで冷媒の流れ方向を切り替えるようになっており、電動圧縮機（圧縮機）１２１、四方弁１２６、室外熱交換器１２２、膨張弁１２３、室内熱交換器１２４、およびアキュムレータ１２７を環状に接続して構成したものである。
【００１７】
図２は、車両用空調装置１００の具体的な構成を示す（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、図３は、第１実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０とを示す正面図である。図２に示すように、空調装置１００は、取付け台１１０の上側に搭載されたヒートポンプサイクル１２０、ヒューズボックス１６０、および電源制御部１４０から構成されている。
【００１８】
取付け台１１０は、２本の細長のフレーム１１１ａ、１１１ｂが平行配置され、この両フレーム１１１ａ、１１１ｂに直交する方向に複数の板状のクロスメンバ１１２ａ〜１１２ｃが接続されて、梯子状に形成されている。ヒートポンプサイクル１２０は、電動圧縮機１２１、四方弁１２６、室外熱交換器１２２、膨張弁１２３、室内熱交換器１２４、アキュムレータ１２７が、冷媒配管１２５によって環状に接続されている。なお、図２において四方弁１２６およびアキュムレータ１２７は図示を省略したが、図１の構成模式図を参照のこと。
【００１９】
電動圧縮機１２１は、直流式のモータ部（電動機）１２１ａに圧縮機部１２１ｂが接続された電動機器であり、取付け台１１０（フレーム１１１ａ、１１１ｂ）の長手方向の一端側（図２の右側）となるクロスメンバ１１２ａの上に固定されている。圧縮機部１２１ｂは、モータ部１２１ａによって回転駆動され、ヒートポンプサイクル１２０内の冷媒（蒸気冷媒）を高温高圧に圧縮する。
【００２０】
モータ部１２１ａには後述する電源制御部１４０または蓄電手段から電力（直流電圧）が印加されるようになっており、印加される電圧の大小によって回転数が調整されるようになっている。圧縮機部１２１ｂは、モータ部１２１ａの回転数に応じて冷媒吐出量を調整しつつ室外熱交換器１２２側に冷媒を吐出する。
【００２１】
四方弁１２６は、電動圧縮機１２１で圧縮された高圧冷媒を、冷房運転時には室外熱交換器１２２へ、暖房運転時には室内熱交換器１２４へ流入させるように切り替えるとともに、冷房運転時には室内熱交換器１２４、暖房運転時には室外熱交換器１２２で蒸発した低圧冷媒が電動圧縮機１２１の吸入側に流入するように接続されている。
【００２２】
室外熱交換器１２２は、電動ファン（送風機、通風方向切替手段）１２２ａによって通風される空気と熱交換し、冷房運転時は四方弁１２６から供給される高圧冷媒を凝縮液化し、暖房運転時は膨張弁１２３から供給される低圧冷媒を蒸発気化する熱交換器であり、取付け台１１０の上で電動圧縮機１２１の隣（図２では左側）に配設されている。
【００２３】
電動ファン１２２ａは、直流式のモータによってファンが回転駆動される電動式の送風機であり、室外熱交換器１２２に固定されている。そして、電動ファン１２２ａが固定された室外熱交換器１２２は、取付けステー１２２ｂによって取付け台１１０に固定されている。
【００２４】
室外熱交換器１２２の上側端部は、後述する電源制御部１４０の電源ボックス１４１の上側部に近接し、且つ、室外熱交換器１２２の下側端部は、取付け台１１０のほぼ上側面に位置し、電動圧縮機１２１の下側部に近接するようにして、室外熱交換器１２２は垂直方向に対して上側端部が電源制御部１４０側へ傾斜した姿勢で固定されている。電動ファン１２２ａは、このように傾斜する室外熱交換器１２２の上側に固定されている。
【００２５】
電動ファン１２２ａには、後述する電源制御部１４０または蓄電手段から電力（直流電圧）が印加されるようになっており、電動ファン１２２ａは印加される電圧の大小によって回転数が調整され、通風量が調整されるようになっている。なお、本実施形態の電動ファン１２２ａは、回転方向を切り替えて通風方向を反転させるようになっており、図３に示すように、冷房運転時には、室外熱交換器１２２から後述のヒートシンク（放熱部材）１４４へと通風（実線矢印）させ、暖房運転時には、ヒートシンク１４４から室外熱交換器１２２へと通風（破線矢印）させるようになっている。
【００２６】
膨張弁１２３は、室外熱交換器１２２、もしくは室内熱交換器１２４から流出する液化冷媒を減圧膨張させる減圧器であり、室内熱交換器１２４用の空調ケース１２４ａ内に配設されている。膨張弁１２３は、蒸発器となっている室外熱交換器１２２、もしくは室内熱交換器１２４からの流出冷媒の温度に応じて、弁開度を調整する温度式の膨張弁とすることができる。
【００２７】
室内熱交換器１２４は、膨張弁１２３で減圧膨張された冷媒を、送風機１２４ｄによって送風される空気と熱交換し、冷房運転時は膨張弁１２３から供給される低圧冷媒を蒸発気化し、暖房運転時は四方弁１２６から供給される高圧冷媒を凝縮液化する熱交換器であり、膨張弁１２３および送風機１２４ｄとともに、空調ケース１２４ａ内に収容されている。
【００２８】
アキュムレータ１２７は、室外熱交換器１２２、もしくは室内熱交換器１２４で蒸発した冷媒が流入し、気液分離されたガス冷媒を電動圧縮機１２１に吸入させる容器であり、四方弁１２６と電動圧縮機１２１の吸入側との間に設けられている。空調ケース１２４ａは、室外熱交換器１２２とによって電源制御部１４０を挟むような位置で、取付け台１１０のクロスメンバ１１２ｂ、１１２ｃの上に固定されている。
【００２９】
送風機１２４ｄには、後述する電源制御部１４０または蓄電手段から電力（直流電圧）が印加されるようになっており、送風機１２４ｄは印加される電圧の大小によって回転数が調整され、送風量が調整されるようになっている。空調ケース１２４ａの側壁の一方側（図２の左側）には吸入口１２４ｂが開口され、他方側（図２の右側）には吹出口１２４ｃが開口されている。
【００３０】
空調ケース１２４ａ内では、室内熱交換器１２４は吸入口１２４ｂに近接して配置され、送風機１２４ｄは吹出口１２４ｃに近接して配置されている。そして、吸入口１２４ｂ、および吹出口１２４ｃは、図示しないダクトによってそれぞれ運転室１内に接続されている。つまり、送風機１２４ｄによって送風される送風空気は、運転室内から吸入口１２４ｂを通り、室内熱交換器１２４で冷却もしくは加熱され、送風機１２４ｄを経て、吹出口１２４ｃから再び運転室１内に戻るように流れる。
【００３１】
ヒューズボックス１６０は、空調ケース１２４ａに隣接して、取付け台１１０（フレーム１１１ａ、１１１ｂ）の長手方向の他端側に固定されている。ヒューズボックス１６０は、本空調装置１００を使用する際に、商用電源と接続される電源接続部を成すものであり、内部には過大電流に対して電気回路を保護するヒューズが組み込まれている。
【００３２】
そして、ヒューズボックス１６０は、電源制御部１４０に接続されている。なお、ここで言う商用電源とは、全国の高速道路網などの所定箇所に設置された電源供給施設（スタンド）であり、所定のカードなどの使用によって料金の支払いが成され、車両乗員に電力（交流１００Ｖまたは２００Ｖ電源）の供給を可能とするものである。
【００３３】
そして、電源制御部１４０は、電源ボックス１４１の内部にトランス１４２およびダイオード（発熱部）１４３などが設けられたものであり、室外熱交換器１２２と空調ケース１２４ａとの間に配設されて、取付け台１１０の上に固定されている。トランス１４２は、電源ボックス１４１内の略中央に配置され、また、ダイオード１４３は、電源ボックス１４１内の室外熱交換器１２２側となる側壁に配置されている。
【００３４】
ダイオード１４３は、電動圧縮機１２１のモータ部１２１ａ用のものと、電動ファン１２２ａおよび送風機１２４ｄ用のものとで、本実施形態では２個仕様となっている。トランス１４２は、商用電源から供給される電源の電圧を調整する変圧器である。また、ダイオード１４３は、商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する整流器である。
【００３５】
ここで、ダイオード１４３は、作動時において発熱する特性がある（電源制御部１４０においての発熱部となる）ため、耐久性の確保のために、ヒートシンク（放熱部材）１４４によってダイオード１４３を冷却するようになっている。ヒートシンク１４４は、例えば、平板状の放熱板部と、この放熱板部から細長の板状を成して突出する複数のフィンとを備えた放熱部材である。
【００３６】
放熱板部の反フィン側の面には、２つのダイオード１４３が直接接触するように接合されている。さらに、細長の板状を成すフィンの長手方向が上下方向を向いて、左右方向に複数並ぶようにしている。そして、ヒートシンク１４４は、室外熱交換器１２２の電動ファン１２２ａによって形成される通風領域内に入るように配設されている。本実施形態でヒートシンク１４４は、電源ボックス１４１の室外熱交換器１２２側の側壁の上下方向の略中央部に配設されている。
【００３７】
以上のように構成される空調装置１００には、図２に対して、各機器を一体的に覆う図示しないカバーが被せられて、トラック車両の運転室１の屋根１０（図３参照）の上に搭載されている。運転室１の屋根１０には、図示しないルーフリフレクターが取り付けられており、空調装置１００は、このルーフリフレクター内に収容されるようになっている。
【００３８】
次に、上記構成に基づく空調装置１００の作動および作用効果について説明する。空調装置１００を搭載するトラック車両においては、通常、エンジンの作動によって走行している場合は、エンジンの駆動力によって図示しない本来の冷凍サイクルが作動されて、車室内の空調が行われる。
【００３９】
しかしながら、エンジンを停止して乗員が休憩や仮眠を取る場合などには、本来の冷凍サイクルを作動させることができないため、商用電源を備えるパーキングにて、商用電源から電力を供給して本空調装置１００（ヒートポンプサイクル１２０）を作動させて空調を継続する。
【００４０】
即ち、休憩や仮眠などを取る場合は乗員により商用電源とヒューズボックス１６０とが電気配線によって接続され、空調装置１００がＯＮされる。すると電源制御部１４０は、交流電流を直流電流に変換するとともに、必要とされる電圧値に制御して、電動圧縮機１２１のモータ部１２１ａ、電動ファン１２２ａ、送風機１２４ｄに電力を供給する。
【００４１】
この電力供給によって、電動圧縮機１２１は駆動され、冷媒を圧縮吐出して、ヒートポンプサイクル１２０内に冷媒を循環させる。冷房運転では、電動ファン１２２ａが作動され、冷却風が室外熱交換器１２２に供給されて冷媒が凝縮液化（放熱）される。空調ケース１２４ａ内では、送風機１２４ｄが作動されて、運転室１内と空調ケース１２４ａ内との間で空気を循環させて、室内熱交換器１２４で循環空気を冷却して、運転室１内の冷房を行う。
【００４２】
ここで、電源制御部１４０の作動に伴って、内部のダイオード１４３は発熱を生じるが、このダイオード１４３と接合されたヒートシンク１４４のフィンには、電動ファン１２２ａの作動により室外熱交換器１２２を通過した風を流通させることができるので、ヒートシンク１４４においては、この冷却風による強制冷却が行われ、大型化を伴うことなくダイオード１４３（電源制御部１４０）に対する冷却性能を向上せることができる。
【００４３】
この冷房運転時の放熱効果については、自然対流のみによって放熱を行う場合は熱抵抗が大きく放熱効果が小さいのに対して、本実施形態では強制対流によって放熱を行うので、熱抵抗が小さく放熱効果が大きくなり、自然対流のみの放熱に対して２．２倍程度の向上が見込まれる。
【００４４】
また、暖房運転では、電動ファン１２２ａが冷房運転時とは逆回転で作動され、ヒートシンク１４４を通過した風が室外熱交換器１２２に供給されて冷媒が蒸発気化（吸熱）される。空調ケース１２４ａ内では、送風機１２４ｄが作動されて、運転室１内と空調ケース１２４ａ内との間で空気を循環させて、室内熱交換器１２４で循環空気を加熱して、運転室１内の暖房を行う。
【００４５】
ここで、電源制御部１４０の作動に伴って、内部のダイオード１４３は発熱を生じるが、このダイオード１４３と接合されたヒートシンク１４４のフィンには、電動ファン１２２ａの作動によりヒートシンク１４４を通過した風を流通させることができるので、ヒートシンク１４４においては、この冷却風による強制冷却が行われ、大型化を伴うことなくダイオード１４３（電源制御部１４０）に対する冷却性能を向上せることができる。
【００４６】
そのうえ、ヒートシンク１４４から吸熱した空気が次に室外熱交換器１２２に流通することより、ダイオード１４３の排熱を利用して暖房運転時の熱交換量を増大させ、暖房能力を向上させることができる。
【００４７】
また、通風方向切替手段として電動ファン１２２ａを用い、電動ファン１２２ａの回転方向を切り替えて通風方向を反転させるようにしている。これによれば、機械的な構成を増やすことなく、電気的な切り替えだけで通風方向を反転させることができる。つまり、従来構成を大きく変更することなく、容易に実現することができ、装置が大型化することもない。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０とを示す正面図である。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。本実施形態では、室外熱交換器１２２とヒートシンク１４４との間の距離を可変する距離可変機構（距離可変手段）１５０を備えている。
【００４９】
なお、図４中のグラフは、室外熱交換器１２２とヒートシンク１４４との距離に対する室外熱交換器１２２の前面温度Ｔａと、ダイオード１４３の温度Ｔｂとを表している。ダイオード１４３の温度Ｔｂは、その作動を保障する限界温度以下に冷却して作動させる必要がある。
【００５０】
距離可変機構１５０は、運転の状況に応じて、放熱効果と冷暖房能力とが最大となる距離に制御される。例えば、冷房運転時で放熱性能に余裕がある場合には、ヒートシンク１４４からの放熱が室外熱交換器１２２に熱影響を与えない距離まで離すことで冷房能力は最大となる。
【００５１】
また、同じく冷房運転時で、ヒートシンク１４４から室外熱交換器１２２までの距離が充分に大きく、冷房能力が最大である場合には、冷房能力が低下しない範囲内でヒートシンク１４４と室外熱交換器１２２との距離を小さくし、ヒートシンク１４４周りの風速を大きくして放熱効果を大きくすることができる。
【００５２】
これらのことより、冷房運転時の放熱効果と、暖房運転時の排熱回収効果とが最大となるよう、それぞれ最適な距離に調節することができる。また、暖房運転時には、室外熱交換器１２２とヒートシンク１４４とを接触させることも可能となる。これによれば、空気を介した熱伝達だけではなく、室外熱交換器１２２とヒートシンク１４４とを直接接触させて、熱伝導で排熱を回収させることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図５は、第３実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０との（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、冷房状態を示し、図６は、同じく暖房状態を示す。上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態は、通風方向切替部（通風方向切替手段）１３０として、一端側に電動ファン１２２ａ、他端側に室外熱交換器１２２とヒートシンク１４４とを配置したダクト（空気通路）１３１を形成している。
【００５４】
つまり、室外熱交換器１２２と電動ファン１２２ａとは別体で構成している。そして、室外熱交換器１２２は、ダクト通風路の略中央部に配置され、ヒートシンク１４４は、ダクト通風路の外縁部に配置されている。これにより、ダクト１３１の他端側は、室外熱交換器１２２を境として略二分されて、ヒートシンク１４４との間の第１空間１３１ａと、他方の第２空間１３１ｂとを形成している。
【００５５】
また、電動ファン１２２ａの下流側に配設されて、第１空間１３１ａへの流入と第２空間１３１ｂへの流入とを切り替える流入側板ドア（流入側ドア手段）１３２と、室外熱交換器１２２およびヒートシンク１４４の下流側に配設されて、第１空間１３１ａからの流出と第２空間１３１ｂからの流出とを切り替える流出側板ドア（流出側ドア手段）１３３とを設けている。
【００５６】
なお、本実施形態では、各ドアを回動軸中心に回動する板ドア（軸回動ドア）で構成しており、流出側板ドア１３３は両側二枚で構成している。そして、これらの流入側板ドア１３２と流出側板ドア１３３との切り替えにより通風方向を反転させるものである。具体的に、図５の冷房運転時は、流入側板ドア１３２を第１空間１３１ａ側として第２空間１３１ｂ側へ送風が流入するようにし、流出側板ドア１３３は第２空間１３１ｂ側として第１空間１３１ａ側から送風が流出するようにしている。これにより、室外熱交換器１２２を流通してからヒートシンク１４４へ流れる通風方向が実現される。
【００５７】
また、図６の暖房運転時は、流入側板ドア１３２を第２空間１３１ｂ側として第１空間１３１ａ側へ送風が流入するようにし、流出側板ドア１３３は第１空間１３１ａ側として第２空間１３１ｂ側から送風が流出するようにしている。これにより、ヒートシンク１４４を流通してから室外熱交換器１２２へ流れる通風方向が実現される。つまりこれにより、電動ファン１２２ａの回転方向を反転させることなく、室外熱交換器１２２とヒートシンク１４４との通風順を反転させることができる。
【００５８】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図７は、第４実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０との（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、冷房状態を示し、図８は、同じく暖房状態を示す。上述した第３実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態では、流入、流出の両ドア手段に、流入側スライドドア（流入側ドア手段、面スライドドア）１３４と、流出側スライドドア（流出側ドア手段、面スライドドア）１３５とを用いている。
【００５９】
これによれば、ドアの可動範囲が必要最小限となるため、軸回動ドアを用いた場合と比べてダクト１３１の高さを低くできるとともに、ダクト１３１の側面に回動スペースを確保する必要もなく、通風方向切替部１３０を小型に構成することができる。
【００６０】
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の実施形態では、電源制御部１４０（ダイオード１４３）を放熱させる放熱部材としてヒートシンク１４４を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、ヒートパイプやラジエータなど、他の放熱手段を用いるものであっても良い。
【００６１】
また、上述の第２実施形態では、距離可変機構１５０で室外熱交換器１２２側を稼働させているが、電源ボックス１４１側を可動させて距離を可変するものであっても良い。また、上述の第３実施形態では、軸回動ドアとして片持ちの板ドアを用いているが、板ドア部の中央近傍に回動軸を配置したバタフライドアの他に、回動軸に対する円弧面をドア面としたロータリードアなどであっても良い。
【００６２】
また、上述の第４実施形態に用いる面スライドドアとして、剛性のある板ドア部をスライドさせるスライドドアの他に、膜状部材をスライドさせるフィルムドアや、フィルムよりもう少し腰のある薄板部材などをスライドさせるフレキシブルドアや、剛性のある枠体にフィルムなどを組み合わせてスライドさせるスライドドアなどでも良い。また、搭載される車両は、トラック車両に限らず、普通車両などであっても良い。さらに、空調装置１００の搭載位置は、運転室１屋根１０の上に限らず、他の部位であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】車両用空調装置１００のヒートポンプサイクル１２０の概略構成を示す模式図である。
【図２】車両用空調装置１００の具体的な構成を示す（ａ）平面図と（ｂ）正面図である。
【図３】第１実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０とを示す正面図である。
【図４】第２実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０とを示す正面図である。
【図５】第３実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０との（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、冷房状態を示す。
【図６】第３実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０との（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、暖房状態を示す。
【図７】第４実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０との（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、冷房状態を示す。
【図８】第４実施形態における室外熱交換器１２２と電源制御部１４０との（ａ）平面図と（ｂ）正面図であり、暖房状態を示す。
【符号の説明】
【００６４】
１００…車両用空調装置
１２０…ヒートポンプサイクル
１２１…電動圧縮機（圧縮機）
１２１ａ…モータ部（電動機）
１２２…室外熱交換器
１２２ａ…電動ファン（送風機、通風方向切替手段）
１３０…通風方向切替部（通風方向切替手段）
１３１…ダクト（空気通路）
１３１ａ…第１空間
１３１ｂ…第２空間
１３２…流入側板ドア（流入側ドア手段）
１３３…流出側板ドア（流出側ドア手段）
１３４…流入側スライドドア（流入側ドア手段、面スライドドア）
１３５…流出側スライドドア（流出側ドア手段、面スライドドア）
１４０…電源制御部
１４３…ダイオード（発熱部）
１４４…ヒートシンク（放熱部材）
１５０…距離可変機構（距離可変手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンによって駆動される冷凍サイクルと、この冷凍サイクルとは別のヒートポンプサイクル（１２０）とを有し、前記エンジンの停止時に前記ヒートポンプサイクル（１２０）を補助的に作動させる車両用空調装置において、
前記ヒートポンプサイクル（１２０）は、
前記ヒートポンプサイクル（１２０）内の冷媒を圧縮する圧縮機（１２１）と、
前記圧縮機（１２１）を駆動する電動機（１２１ａ）と、
前記ヒートポンプサイクル（１２０）の冷房運転時には高圧側熱交換器として作用し、前記ヒートポンプサイクル（１２０）の暖房運転時には低圧側熱交換器として作用する室外熱交換器（１２２）と、
前記室外熱交換器（１２２）に通風させる電動式の送風機（１２２ａ）と、
外部の商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電源制御部（１４０）と、
前記エンジンの駆動により発電される電気または前記商用電源から供給される電気を蓄電する蓄電手段とを有し、
前記電動機（１２１ａ）および前記送風機（１２２ａ）は、前記電源制御部（１４０）または前記蓄電手段から制御電圧を供給されるとともに、
前記電源制御部（１４０）は、前記電圧の変換によって発熱する発熱部（１４３）と、
前記発熱部（１４３）を冷却する放熱部材（１４４）とを有し、
前記放熱部材（１４４）は、前記送風機（１２２ａ）が流通させる空気の流通領域内に配設されるとともに、
前記冷房運転時には、前記送風機（１２２ａ）により生成される冷却風を、前記室外熱交換器（１２２）から前記放熱部材（１４４）へと通風させ、前記暖房運転時には、前記冷却風を前記放熱部材（１４４）から前記室外熱交換器（１２２）へと通風させる通風方向切替手段（１２２ａ、１３０）を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記通風方向切替手段として前記送風機（１２２ａ）を用い、前記送風機（１２２ａ）の回転方向を切り替えて通風方向を反転させることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記室外熱交換器（１２２）と前記放熱部材（１４４）との間の距離を可変する距離可変手段（１５０）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記暖房運転時には、前記室外熱交換器（１２２）と前記放熱部材（１４４）とを接触させることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記通風方向切替手段（１３０）として、一端に前記送風機（１２２ａ）、他端の略中央部に前記室外熱交換器（１２２）、他端の外縁部に前記放熱部材（１４４）を配置した空気通路（１３１）を設け、
前記空気通路（１３１）の前記他端は、前記室外熱交換器（１２２）を境として略二分されて前記放熱部材（１４４）との間の第１空間（１３１ａ）と、他方の第２空間（１３１ｂ）とが形成され、
前記送風機（１２２ａ）の下流側に配設されて、前記第１空間（１３１ａ）への流入と前記第２空間（１３１ｂ）への流入とを切り替える流入側ドア手段（１３２、１３４）と、
前記室外熱交換器（１２２）および前記放熱部材（１４４）の下流側に配設されて、前記第１空間（１３１ａ）からの流出と前記第２空間（１３１ｂ）からの流出とを切り替える流出側ドア手段（１３３、１３５）とを設け、
前記両ドア手段（１３２〜１３５）の切り替えによって通風方向を反転させることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記両ドア手段（１３２〜１３５）のいずれかに、面スライドドア（１３４、１３５）を用いていることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
【請求項１】
車両のエンジンによって駆動される冷凍サイクルと、この冷凍サイクルとは別のヒートポンプサイクル（１２０）とを有し、前記エンジンの停止時に前記ヒートポンプサイクル（１２０）を補助的に作動させる車両用空調装置において、
前記ヒートポンプサイクル（１２０）は、
前記ヒートポンプサイクル（１２０）内の冷媒を圧縮する圧縮機（１２１）と、
前記圧縮機（１２１）を駆動する電動機（１２１ａ）と、
前記ヒートポンプサイクル（１２０）の冷房運転時には高圧側熱交換器として作用し、前記ヒートポンプサイクル（１２０）の暖房運転時には低圧側熱交換器として作用する室外熱交換器（１２２）と、
前記室外熱交換器（１２２）に通風させる電動式の送風機（１２２ａ）と、
外部の商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電源制御部（１４０）と、
前記エンジンの駆動により発電される電気または前記商用電源から供給される電気を蓄電する蓄電手段とを有し、
前記電動機（１２１ａ）および前記送風機（１２２ａ）は、前記電源制御部（１４０）または前記蓄電手段から制御電圧を供給されるとともに、
前記電源制御部（１４０）は、前記電圧の変換によって発熱する発熱部（１４３）と、
前記発熱部（１４３）を冷却する放熱部材（１４４）とを有し、
前記放熱部材（１４４）は、前記送風機（１２２ａ）が流通させる空気の流通領域内に配設されるとともに、
前記冷房運転時には、前記送風機（１２２ａ）により生成される冷却風を、前記室外熱交換器（１２２）から前記放熱部材（１４４）へと通風させ、前記暖房運転時には、前記冷却風を前記放熱部材（１４４）から前記室外熱交換器（１２２）へと通風させる通風方向切替手段（１２２ａ、１３０）を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記通風方向切替手段として前記送風機（１２２ａ）を用い、前記送風機（１２２ａ）の回転方向を切り替えて通風方向を反転させることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記室外熱交換器（１２２）と前記放熱部材（１４４）との間の距離を可変する距離可変手段（１５０）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記暖房運転時には、前記室外熱交換器（１２２）と前記放熱部材（１４４）とを接触させることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記通風方向切替手段（１３０）として、一端に前記送風機（１２２ａ）、他端の略中央部に前記室外熱交換器（１２２）、他端の外縁部に前記放熱部材（１４４）を配置した空気通路（１３１）を設け、
前記空気通路（１３１）の前記他端は、前記室外熱交換器（１２２）を境として略二分されて前記放熱部材（１４４）との間の第１空間（１３１ａ）と、他方の第２空間（１３１ｂ）とが形成され、
前記送風機（１２２ａ）の下流側に配設されて、前記第１空間（１３１ａ）への流入と前記第２空間（１３１ｂ）への流入とを切り替える流入側ドア手段（１３２、１３４）と、
前記室外熱交換器（１２２）および前記放熱部材（１４４）の下流側に配設されて、前記第１空間（１３１ａ）からの流出と前記第２空間（１３１ｂ）からの流出とを切り替える流出側ドア手段（１３３、１３５）とを設け、
前記両ドア手段（１３２〜１３５）の切り替えによって通風方向を反転させることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記両ドア手段（１３２〜１３５）のいずれかに、面スライドドア（１３４、１３５）を用いていることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１８４４４０（Ｐ２００９−１８４４４０Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４３３０（Ｐ２００８−２４３３０）
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【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２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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