JP6672011B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空調装置に関するものである。

電気自動車等、車両駆動源としてエンジンを具備していない車両においては、暖房時にエンジンの冷却水を利用することができないことから、ヒートポンプサイクルを利用した車両用空調装置が採用されている。この種の車両用空調装置では、コンプレッサから吐出される冷媒の流れを切り替えることで、冷房運転と暖房運転とを切り替えている。

具体的に、暖房運転では、コンプレッサから吐出される冷媒が、室内熱交換器において放熱され、その後暖房用膨張弁で膨張させられた後、室外熱交換器において吸熱して、再びコンプレッサに吸入される。そして、空調空気は、室内熱交換器を通過することで加熱され、暖房として車室内に供給される。
一方、冷房運転では、コンプレッサで吐出される冷媒が、室外熱交換器において放熱され、その後冷房用膨張弁で膨張させられた後、室内熱交換器において吸熱して、再びコンプレッサに吸入される。そして、空調空気は、室内熱交換器を通過することで冷却され、冷房として車室内に供給される。

ところで、上述した車両用空調装置では、暖房運転において、冷媒が室外熱交換器で室外雰囲気から吸熱するため、室外熱交換器に霜が付着するおそれがある。室外熱交換器に霜が付着すると、熱伝達率が低下して吸熱不足になるので、車室内の暖房が不十分になることがある。

そこで、室外熱交換器に霜が付着している場合に、室外熱交換器で冷媒を放熱させる除霜運転を行う構成が知られている。例えば、下記特許文献１では、除霜運転の際、コンプレッサの上流側に設けられたアキュムレータ内の冷媒をヒータによって加熱することで、室外熱交換器内での冷媒の圧力を上昇させる構成が開示されている。

特開平２−２５８４６７号公報

しかしながら、アキュムレータ内に収容された液相の冷媒量は、ヒートポンプサイクルの運転負荷によって異なる。この場合、上述した特許文献１の構成では、アキュムレータの空焚き等を抑制するために、冷媒量に応じてヒータに供給する電力を制御する必要があると考える。その結果、アキュムレータ内の状態を広範囲に亘って監視する必要があり、ヒータの制御が複雑になるおそれがある。

そこで、本発明は、上述した事情に考慮してなされたもので、簡単、かつ効果的に除霜運転を行うことができる車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ（例えば、実施形態におけるコンプレッサ４１）と、前記コンプレッサから吐出される冷媒により放熱する室内熱交換器（例えば、実施形態における室内熱交換器２６）と、前記室内熱交換器から吐出される冷媒と室外雰囲気との間で熱交換を行う室外熱交換器（例えば、実施形態における室外熱交換器４３）と、冷媒の流通方向における前記コンプレッサの上流側に配置され、冷媒の気液を分離するとともに、気相の冷媒を前記コンプレッサに向けて流通させるアキュムレータ（例えば、実施形態におけるアキュムレータ４７）と、前記アキュムレータに設けられたＰＴＣサーミスタ（例えば、実施形態におけるＰＴＣサーミスタ６２）と、を備え、前記アキュムレータは、冷媒を収容するケース（例えば、実施形態におけるケース６１）と、前記ケースに設けられ、前記ＰＴＣサーミスタを収容するサーミスタ収容部（例えば、実施形態におけるサーミスタ収容部９２）と、を備え、前記ＰＴＣサーミスタは、発熱素子（例えば、実施形態における発熱素子９５）と、前記発熱素子を挟持する一対の電極板（例えば、実施形態における電極板９６，９７）と、を備え、前記ＰＴＣサーミスタは、向きを反転して設けられた一対の楔部材（例えば、実施形態における楔部材１１０，１１１）に挟持されるとともに、前記一対の楔部材が前記サーミスタ収容部の内面に面した状態で、前記サーミスタ収容部内に収容され、前記一対の楔部材は、前記ＰＴＣサーミスタ及び前記一対の楔部材の積層方向に沿う断面視で三角形状に形成され、前記一対の楔部材のうち、第１楔部材は、前記サーミスタ収容部の内面を向く面が前記サーミスタ収容部の内面形状に倣って形成される一方、前記ＰＴＣサーミスタを向く面が前記サーミスタ収容部の開口部に向かうに従い前記第１楔部材の厚さが薄くなる傾斜面とされ、前記一対の楔部材のうち、第２楔部材は、前記サーミスタ収容部の内面を向く面が前記サーミスタ収容部の内面形状に倣って形成される一方、前記ＰＴＣサーミスタを向く面が前記サーミスタ収容部の開口部に向かうに従い前記第２楔部材の厚さが厚くなる傾斜面とされ、前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転時において、前記コンプレッサから吐出される冷媒を、前記室外熱交換器で放熱するとともに、前記アキュムレータ内の冷媒を前記ＰＴＣサーミスタにより加熱する。

請求項２に記載した発明では、前記サーミスタ収容部は、前記ＰＴＣサーミスタを前記発熱素子及び前記電極板の積層方向に挟持するカシメ部（例えば、実施形態における側壁部２１３ａ）を備えていてもよい。

請求項３に記載した発明では、前記アキュムレータは、冷媒を収容する有底筒状の前記ケース（例えば、実施形態におけるケース６１）と、前記ケースの筒部（例えば、実施形態における筒部６４ｂ）に形成され、前記筒部の径方向の内側に窪むとともに、前記ＰＴＣサーミスタを収容する前記サーミスタ収容部（例えば、実施形態におけるサーミスタ収容部９２）と、を備えていてもよい。

請求項４に記載した発明では、前記アキュムレータは、冷媒を収容する有底筒状の前記ケース（例えば、実施形態におけるケース３０１）を備え、前記ＰＴＣサーミスタは、前記ケースの底壁部（例えば、実施形態における底壁部３０３）に固定されていてもよい。

請求項１に記載した構成によれば、除霜運転時において、アキュムレータに設けられたＰＴＣサーミスタを作動させる。すると、ＰＴＣサーミスタで発生した熱により、アキュムレータ内に貯留された液相の冷媒が加熱される。これにより、液相の冷媒が蒸発して気相の冷媒となる。気相となった冷媒は、アキュムレータ内から流出した後、コンプレッサに吸入され、上述した除湿運転に供される。このように、除霜運転時において、ＰＴＣサーミスタを作動させることで、室外熱交換器４３内を流通する気相の冷媒の流量を増加させることができる。これにより、室外熱交換器での放熱量を増加させ、除霜運転を効果的に行うことができる。
特に、アキュムレータ内の冷媒を加熱する手段としてＰＴＣサーミスタを用いる構成とした。この構成によれば、例えばアキュムレータ内の液相の冷媒が少なくなる等して、発熱素子が所定の温度（キュリー温度）まで過熱した場合に、抵抗値が急増してＰＴＣサーミスタへの電流の供給が自動的に制限される（ＯＦＦ状態）。そのため、従来のように電力の複雑な制御を行うことなく、アキュムレータの空焚き等を抑制できる。その結果、簡単、かつ効果的に除霜運転を行うことができる。

また、サーミスタ収容部の内面と、ＰＴＣサーミスタの電極板と、の間に楔部材が介在しているため、ＰＴＣサーミスタの発熱素子と各電極板を強固に密接させることができる。これにより、発熱素子から各電極板が離間するのを抑制し、長期に亘って安定した動作信頼性を確保できる。
また、サーミスタ収容部の内面と、ＰＴＣサーミスタの電極板と、の間に、楔部材が隙間なく配置されるので、ＰＴＣサーミスタで発生した熱をアキュムレータ内の冷媒に効果的に伝えることができる。

請求項２に記載した構成によれば、ＰＴＣサーミスタがサーミスタ収容部内において、カシメ部によって積層方向で挟持されることで、ＰＴＣサーミスタの発熱素子と各電極板を強固に密接させることができる。これにより、発熱素子から各電極板が離間するのを抑制し、長期に亘って安定した動作信頼性を確保できる。
また、サーミスタ収容部におけるカシメ部の内面と、ＰＴＣサーミスタの電極板と、を接触させることで、ＰＴＣサーミスタで発生した熱をアキュムレータ内の冷媒に効果的に伝えることができる。

請求項３に記載した構成によれば、ケースの筒部に、径方向の内側に窪むサーミスタ収容部を形成することで、ケース内に収容される冷媒を効果的に加熱することができる。

請求項４に記載した構成によれば、ケースの底壁部にＰＴＣサーミスタを取り付けることで、ＰＴＣサーミスタを簡単にケースに取り付けることができる。

車両用空調装置の構成図である。 第１実施形態に係るアキュムレータの径方向に沿う横断面図である。 第１実施形態に係るアキュムレータの軸方向に沿う縦断面図である。 図２のＩＶ部拡大図である。 車両用空調装置の暖房運転を説明するための説明図である。 車両用空調装置の冷房運転を説明するための説明図である。 車両用空調装置の除湿運転を説明するための説明図である。 車両用空調装置の除霜運転を説明するための説明図であって、（Ａ）はホットガス運転、（Ｂ）は逆転除霜運転を示している。 第２実施形態に係るアキュムレータの軸方向に沿う縦断面図である。 第２実施形態の変形例に係るアキュムレータの軸方向に沿う縦断面図である。 第３実施形態に係るアキュムレータの部分断面図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
［車両用空調装置］
図１は車両用空調装置１０の構成図である。
図１に示すように、本実施形態の車両用空調装置１０は、例えば車両駆動源としてのエンジン（内燃機関）を具備していない車両（例えば、電気自動車等）に搭載されている。具体的に、車両用空調装置１０は、空調ユニット１１と、冷媒が循環可能なヒートポンプサイクル１２と、を主に備えている。

空調ユニット１１は、空調空気が流通するダクト２１と、このダクト２１内に収容された内外気ドア２２、ブロワ２３、エバポレータ２４、エアミックスドア２５及び室内熱交換器２６と、を備えている。
ダクト２１は、空調空気の流通方向のうち、上流側に形成された内気取込口３１及び外気取込口３２と、下流側に形成された吹き出し口３３と、を有している。上述した内外気ドア２２、ブロワ２３、エバポレータ２４、エアミックスドア２５及び室内熱交換器２６は、ダクト２１内において流通方向の上流側から下流側にこの順で配置されている。

内外気ドア２２は、内気取込口３１を開放する内気取込位置と、外気取込口３２を開放する外気取込位置と、の間を回動する。これにより、ダクト２１内に流入する空調空気のうち、内気と外気の流量割合が調整される。
ブロワ２３は、取込口３１，３２を通してダクト２１内に取り込まれた空調空気（内気及び外気の少なくとも一方）を、下流側に送出する。

エバポレータ２４は、内部に流入した低圧の冷媒と車室内雰囲気（ダクト２１内）との間で熱交換を行ない、例えば冷媒が蒸発する際の吸熱によって、エバポレータ２４を通過する空調空気を冷却する。

室内熱交換器２６は、内部に流入した高温かつ高圧の冷媒と車室内雰囲気（ダクト２１内）との間で熱交換を行い、例えば室内熱交換器２６を通過する空調空気を加熱する。

エアミックスドア２５は、ダクト２１内のうち、室内熱交換器２６を通過して吹き出し口３３に向かう通風経路（加熱経路）を開放する加熱位置（図５参照）と、室内熱交換器２６を迂回して吹き出し口３３に向かう通風経路（冷却経路）を開放する冷却位置（図６参照）と、の間で回動する。これにより、エバポレータ２４を通過した空調空気のうち、加熱経路を通過する流量と、冷却経路を通過する流量と、の流量割合が調整される。

ヒートポンプサイクル１２は、例えば、上述したエバポレータ２４及び室内熱交換器２６と、コンプレッサ４１、暖房用膨張弁４２、室外熱交換器４３、暖房弁４４、逆止弁４５、冷房用膨張弁４６、アキュムレータ４７及び除湿弁４８と、を備えている。ヒートポンプサイクル１２の上述した各構成品は、冷媒流路４９を介して接続されている。

コンプレッサ４１は、アキュムレータ４７と室内熱交換器２６との間に接続されている。コンプレッサ４１は、アキュムレータ４７から気相の冷媒を吸入するとともに、この冷媒を圧縮した後、高温かつ高圧の冷媒として上述した室内熱交換器２６に吐出する。

暖房用膨張弁４２は、室内熱交換器２６から吐出された冷媒を、膨張させた後、低温かつ低圧で気液２相（液相リッチ）の噴霧状の冷媒として室外熱交換器４３に吐出する。

冷媒流路４９には、暖房用膨張弁４２を迂回するバイパス流路５１が接続されている。バイパス流路５１には、バイパス流路５１内を流れる冷媒の流量を調整するバイパス弁５２が設けられている。バイパス弁５２は、暖房運転の実行時には閉状態とされ、冷房運転の実行時には開状態とされる。
これにより、例えば、暖房運転の実行時には、室内熱交換器２６から排出された冷媒は暖房用膨張弁４２を通過して低温かつ低圧の状態で室外熱交換器４３に流入する。
一方、冷房運転の実行時には、室内熱交換器２６から排出された冷媒はバイパス弁５２を通過して高温の状態で室外熱交換器４３に流入する。

室外熱交換器４３は、内部に流入した冷媒と室外雰囲気との間で熱交換を行なう。具体的に、室外熱交換器４３は、暖房運転の実行時において、内部に流入する低温かつ低圧の冷媒を室外雰囲気からの吸熱によって昇温する。一方、室外熱交換器４３は、冷房運転の実行時において、内部に流入する高温の冷媒を室外雰囲気へと放熱によって冷却する。なお、室外熱交換器４３は、室内熱交換器２６に比べて冷媒の容量が大きくなっている。

室外熱交換器４３と対向する位置には、室外熱交換器４３に向けて送風可能なファン５０が配設されている。また、上述した冷媒流路４９は、室外熱交換器４３の下流側において、冷房流路５５、暖房流路５６及び除湿流路５７に分岐している。

逆止弁４５は、冷媒流路４９のうち、上述した冷房流路５５上に設置されている。逆止弁４５は、冷房運転の実行時において、室外熱交換器４３を通過した冷媒を下流側に向けて流通させる。一方、逆止弁４５は、除湿運転の実行時において、除湿流路５７から冷房流路５５内に流入した冷媒の、逆止弁４５よりも上流側（室外熱交換器４３側）への逆流を防止する。
冷房用膨張弁４６は、冷房流路５５のうち、逆止弁４５とエバポレータ２４との間に接続されている。冷房用膨張弁４６は、逆止弁４５を通過した冷媒を、膨張させた後、低温かつ低圧で気液２相（気相リッチ）の噴霧状の冷媒としてエバポレータ２４に吐出する。

暖房弁４４は、冷媒流路４９のうち、上述した暖房流路５６上に設置されている。暖房弁４４は、暖房運転の実行時に開状態となり、冷房運転の実行時は閉状態となる。なお、暖房流路５６は、暖房弁４４の下流側で、冷房流路５５におけるエバポレータ２４の下流側に合流している。

アキュムレータ４７は、冷媒流路４９のうち、冷房流路５５の下流端及び暖房流路５６の下流端の間を接続する合流部５９と、上述したコンプレッサ４１と、の間に接続されている。アキュムレータ４７は、合流部５９から流入した冷媒の気液を分離し、気相の冷媒をコンプレッサ４１に吸入させる。なお、アキュムレータ４７の詳細な構成は、後述する。

除湿弁４８は、上述した冷媒流路４９のうち、除湿流路５７上に設置される。除湿弁４８は、除湿運転の実行時に開状態とされ、それ以外の運転（冷房運転及び暖房運転等）の実行時には閉状態とされる。なお、除湿流路５７は、冷媒流路４９のうち、冷房流路５５における逆止弁４５よりも下流側に位置する部分と、冷媒流路４９のうち室内熱交換器２６と暖房用膨張弁４２との間に位置する部分と、を接続している。

＜アキュムレータ＞
図２は、アキュムレータ４７の径方向に沿う横断面図である。図３は、アキュムレータ４７の軸方向に沿う縦断面図である。
図２、図３に示すように、アキュムレータ４７は、冷媒を収容するケース６１と、ケース６１内の冷媒を加熱するＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ６２と、を備えている。

ケース６１は、有底筒状のケース本体６４と、ケース本体６４の開口部を閉塞する蓋体６５と、を備えている。なお、以下の説明では、ケース本体６４の軸線に沿う方向を単に軸方向といい、軸線に直交する方向を径方向といい、軸線周りの方向を周方向という場合がある。また、本実施形態では、軸方向のうち、ケース本体６４の底壁部６４ａ側を下方とし、蓋体６５側を上方として説明する。

図３に示すように、蓋体６５には、蓋体６５を軸方向に貫通する冷媒入口７１及び冷媒出口７２が形成されている。図１、図３に示すように、冷媒入口７１には、上述した冷媒流路４９のうち、合流部５９の下流端が接続されている。冷媒出口７２には、上述した冷媒流路４９のうち、アキュムレータ４７とコンプレッサ４１とを接続する接続流路７５の上流端が接続されている。

図３に示すように、ケース６１内には、ケース６１内と冷媒出口７２との間を連通させる連通配管８１が設けられている。連通配管８１は、内筒８２と、内筒８２の周囲を取り囲む外筒８３と、を有している。
内筒８２は、軸方向に沿って延在している。内筒８２の上端部は、冷媒出口７２に接続されている。

外筒８３は、内筒８２と同軸上に配置された有底筒状に形成されている。外筒８３は、内筒８２の上部を露出させた状態で、内筒８２を径方向の外側及び下方から取り囲んでいる。なお、外筒８３は、図示しないリブ等によって内筒８２に連結されている。
内筒８２と外筒８３との間の隙間は、内筒８２の下端開口部と、外筒８３の外側と、を接続する迂回流路８８を構成している。迂回流路８８は、ケース６１内の冷媒のうち、液相の冷媒が内筒８２内に流入するのを抑制する。一方、気相の冷媒は、外筒８３の上方から迂回流路８８内に流入する。
また、外筒８３の底壁部には、底壁部を軸方向に貫通するオイル戻り孔８９が形成されている。オイル戻り孔８９は、ケース６１内に収容された液相の冷媒中に含まれるオイル（潤滑油）を内筒８２内に導くためのものである。

内筒８２の上部（外筒８３の上端縁よりも上方に位置する部分）には、バッフル９０が設けられている。バッフル９０は、軸方向から見た平面視において、ケース本体６４の内径よりも小さい円形状に形成されている。バッフル９０は、上述した冷媒入口７１及び冷媒出口７２に対して軸方向で間隔をあけた状態で対向している。なお、本実施形態では、バッフル９０の外周縁と、ケース本体６４における筒部６４ｂの内周面と、の間を冷媒が通過可能となっている。但し、バッフル９０自体に冷媒が通過可能な通過孔を設けても構わない。この場合、バッフル９０は、ケース本体６４の筒部６４ｂに固定しても構わない。

図２、図３に示すように、ケース本体６４における筒部６４ｂの下部には、サーミスタ収容部９２が形成されている。サーミスタ収容部９２は、筒部６４ｂの外周面に対して径方向の内側に窪んでいる。また、サーミスタ収容部９２は、径方向のうち、第１方向から見て連通配管８１と重ならない位置に形成されている。また、サーミスタ収容部９２における径方向の内側端部は、径方向のうち、第１方向に直交する第２方向から見て連通配管８１と重なる位置まで延在している。

図４は、図２のＩＶ部拡大図である。
図４に示すように、ＰＴＣサーミスタ６２は、発熱素子９５と、発熱素子９５を挟持する一対の電極板（第１電極板９６及び第２電極板９７）と、を備えている。
発熱素子９５は、板状に形成されている。発熱素子９５は、温度が上昇するにつれて電気抵抗が増大する素子である。発熱素子９５としては、セラミック系材料や、樹脂とカーボンの混合材料等の材料が好適に用いられている。
電極板９６，９７は、発熱素子９５のうち、対向する両面に各別に積層されている。電極板９６，９７には、電極板９６，９７に電力を供給するための図示しないリード線がそれぞれ接続されている。なお、以下の説明では、ＰＴＣサーミスタ６２のうち、発熱素子９５及び各電極板９６，９７の積層方向を単に積層方向という場合がある。

ＰＴＣサーミスタ６２における積層方向の両面には、伝熱シート１００がそれぞれ積層されている。伝熱シート１００は、絶縁性を有し、かつ熱伝導性に優れた材料（例えば、シリコーン樹脂等）により構成されている。伝熱シート１００は、ＰＴＣサーミスタ６２の各電極板９６，９７に各別に密着している。なお、伝熱シート１００は、積層方向から見た平面視でＰＴＣサーミスタ６２よりも大きくなっている。但し、伝熱シート１００の平面視外形は、適宜変更が可能である。

ＰＴＣサーミスタ６２の積層方向において、伝熱シート１００を間に挟んでＰＴＣサーミスタ６２の反対側には、絶縁シート１０１がそれぞれ積層されている。絶縁シート１０１は、例えばアルミナ等により形成されている。絶縁シート１０１は、ＰＴＣサーミスタ６２とケース６１との間の絶縁を図っている。なお、絶縁シート１０１の平面視形状は、伝熱シート１００と同等の大きさになっている。

ここで、上述したＰＴＣサーミスタ６２は、上述した伝熱シート１００及び絶縁シート１０１とともに一対の楔部材（第１楔部材１１０及び第２楔部材１１１）によって積層方向に挟持された状態で、上述したサーミスタ収容部９２内に嵌合されている。本実施形態において、ＰＴＣサーミスタ６２は、積層方向に直交する面内方向のうち、第１延在方向をサーミスタ収容部９２の開口方向に沿わせた状態で、サーミスタ収容部９２内に嵌合されている。なお、各楔部材１１０，１１１は、アルミニウム合金等の熱伝導性に優れた材料により形成されていることが好ましい。

第１楔部材１１０は、積層方向に沿う断面視で三角形状に形成されている。具体的に、第１楔部材１１０の外面のうち、サーミスタ収容部９２の内面に面する部分は、サーミスタ収容部９２の内面形状に倣って形成されている。一方、第１楔部材１１０の外面のうち、絶縁シート１０１に面する部分（以下、第１接触面１１０ａという。）は、サーミスタ収容部９２の開口部に向かうに従い第１楔部材１１０の厚さが薄くなる傾斜面とされている。この場合、ＰＴＣサーミスタ６２は、第１電極板９６側に位置する絶縁シート１０１及び伝熱シート１００を介して第１楔部材１１０の第１接触面１１０ａに接している。すなわち、ＰＴＣサーミスタ６２は、第１延在方向がサーミスタ収容部９２の開口方向に対して傾いた状態でサーミスタ収容部９２内に配置されている。

第２楔部材１１１は、積層方向に沿う断面視で三角形状に形成されている。具体的に、第２楔部材１１１の外面のうち、サーミスタ収容部９２の内面に面する部分は、サーミスタ収容部９２の内面形状に倣って形成されている。一方、第２楔部材１１１の外面のうち、絶縁シート１０１に面する部分（以下、第２接触面１１１ａという。）は、サーミスタ収容部９２の開口部に向かうに従い第２楔部材１１１の厚さが厚くなる傾斜面とされている。この場合、ＰＴＣサーミスタ６２は、第２電極板９７側に位置する絶縁シート１０１及び伝熱シート１００を介して第２楔部材１１１の第２接触面１１１ａに接している。これにより、ＰＴＣサーミスタ６２は、第１延在方向がサーミスタ収容部９２の開口方向に対して傾き、かつ楔部材１１０，１１１に積層方向で挟持された状態でサーミスタ収容部９２内に嵌合されている。

なお、上述したＰＴＣサーミスタ６２、各伝熱シート１００、各絶縁シート１０１及び第２楔部材１１１は、保治具１１５によって積層方向で束ねられた状態で、サーミスタ収容部９２内に挿入されている。すなわち、本実施形態のＰＴＣサーミスタ６２をサーミスタ収容部９２内に嵌合する場合には、まずサーミスタ収容部９２内に第１楔部材１１０を挿入する。その後、ＰＴＣサーミスタ６２、各伝熱シート１００、各絶縁シート１０１及び第２楔部材１１１を保治具１１５で束ねた状態で、サーミスタ収容部９２内に挿入する。すると、ＰＴＣサーミスタ６２等（各伝熱シート１００や各絶縁シート１０１、第２楔部材１１１等）は、第１楔部材１１０の第１接触面１１０ａに沿ってサーミスタ収容部９２内に案内される。

このとき、第１楔部材１１０の第１接触面１１０ａと、サーミスタ収容部９２の内面のうち積層方向で第１接触面１１０ａと対向する部分と、の間の隙間は、サーミスタ収容部９２の開口部から離間するに従い狭くなっている。そのため、ＰＴＣサーミスタ６２等がサーミスタ収容部９２内に進入するに従い、第２楔部材１１１がサーミスタ収容部９２内に圧入されていく。これにより、ＰＴＣサーミスタ６２が楔部材１１０，１１１に積層方向で挟持された状態でサーミスタ収容部９２内に嵌合される。なお、楔部材は、少なくとも第２楔部材１１１を有していれば構わない。すなわち、ＰＴＣサーミスタ６２のうち、第１電極板９６側の面は、サーミスタ収容部９２の内面に密接する構成であっても構わない。

第１延在方向におけるＰＴＣサーミスタ６２の発熱素子９５と保治具１１５との間には、ＰＴＣサーミスタ６２と保治具１１５やサーミスタ収容部９２との絶縁を図るスペーサ１１６が配置されている。また、図２に示すように、サーミスタ収容部９２の開口部には、キャップ材１１７が設けられている。キャップ材１１７は、ＰＴＣサーミスタ６２の抜け止めを行うとともに、上述した図示しないリード線等が保持される。

［車両用空調装置の動作方法］
次に、上述した車両用空調装置１０の動作について説明する。図５は、車両用空調装置１０の暖房運転を説明するための説明図である。なお、以下の各説明図において、冷媒流路４９のうち、鎖線部分は高圧の冷媒が流通する部分を示し、実線部分は低圧の冷媒が流通する部分を示し、破線部分は冷媒が流通しない部分を示している。
（暖房運転）
始めに、車両用空調装置１０の暖房運転について説明する。
図５に示すように、暖房運転時において、エアミックスドア２５は加熱位置とされ、暖房弁４４は開状態とされる。なお、暖房運転時において、バイパス弁５２及び除湿弁４８は閉状態とされる。

この場合、コンプレッサ４１から吐出された高温かつ高圧の冷媒は、室内熱交換器２６における放熱によってダクト２１内の空調空気を加熱する。
そして、冷媒は、暖房用膨張弁４２によって膨張させられて気液２相（液相リッチ）の噴霧状とされる。その後、冷媒は、室外熱交換器４３において室外雰囲気から吸熱して気液２相（気相リッチ）の噴霧状となる。室外熱交換器４３を通過した冷媒は、暖房流路５６において暖房弁４４を通過した後、合流部５９を通してアキュムレータ４７に流入する。
そして、冷媒は、アキュムレータ４７において気液分離され、気相の冷媒がコンプレッサ４１に吸入される。

次に、暖房運転における空調空気の流れを説明する。なお、暖房運転において、ダクト２１内に取り入れる空調空気は、内気であっても外気であっても構わない。
ブロワ２３を駆動させると、取込口３１，３２を通してダクト２１内に空調空気が流入する。ダクト２１内に流入した空調空気は、エバポレータ２４を通過した後、加熱経路内で室内熱交換器２６を通過する。そして、空調空気は、加熱経路内において、室内熱交換器２６を通過する際に加熱された後、吹き出し口３３を通って車室内に暖房として供給される。

（冷房運転）
次に、車両用空調装置１０の冷房運転について説明する。図６は、車両用空調装置１０の冷房運転を説明するための説明図である。
図６に示すように、冷房運転時において、エアミックスドア２５は冷却位置とされるとともに、バイパス弁５２は開状態とされる。なお、暖房弁４４及び除湿弁４８は閉状態とされる。

この場合、コンプレッサ４１から吐出された高温かつ高圧の冷媒は、室内熱交換器２６とバイパス弁５２とを通過する。その後、冷媒は、室外熱交換器４３において室外雰囲気へと放熱された後、冷房流路５５内に流入する。そして、冷媒は、冷房用膨張弁４６によって膨張させられて気液２相（液相リッチ）の噴霧状とされる。その後、冷媒は、エバポレータ２４における吸熱によってダクト２１内の空調空気を冷却する。
そして、エバポレータ２４を通過した気液２相（気相リッチ）の冷媒は、冷房用膨張弁４６を通過した気液２相（液相リッチ）の冷媒との間で熱交換された後、アキュムレータ４７内に流入する。その後、冷媒は、アキュムレータ４７において気液分離された後、気相の冷媒がコンプレッサ４１に吸入される。

次に、上述した冷房運転時における空調空気の流れを説明する。なお、冷房運転において、ダクト２１内に取り入れる空調空気は、内気であっても外気であっても構わない。
ダクト２１内に流通した空調空気は、エバポレータ２４を通過する際に冷却される。その後、空調空気は、室内熱交換器２６を迂回した後、吹き出し口３３を通って車室内に冷房として供給される。

（除湿運転）
次に、車両用空調装置１０の除湿運転について説明する。図７は、車両用空調装置１０の除湿運転を説明するための説明図である。
図７に示すように、除湿運転時において、エアミックスドア２５は加熱位置とされ、暖房弁４４、除湿弁４８は開状態とされる。なお、除湿運転時において、バイパス弁５２は閉状態とされる。

この場合、コンプレッサ４１から吐出された高温かつ高圧の冷媒は、室内熱交換器２６における放熱によってダクト２１内の空調空気を加熱する。
そして、室内熱交換器２６を通過した冷媒のうち、一方の冷媒は室外熱交換器４３に向けて流通し、他方の冷媒は除湿流路５７内に流入する。

具体的に、一方の冷媒は、上述した暖房運転と同様に、暖房用膨張弁４２によって膨張させられた後、室外熱交換器４３において室外雰囲気から吸熱する。
また、他方の冷媒は、除湿流路５７を通して冷房流路５５内に流入した後、上述した冷房運転と同様に、冷房用膨張弁４６によって膨張させられた後、エバポレータ２４において吸熱する。
その後、一方の冷媒及び他方の冷媒は、合流部５９において合流した後、アキュムレータ４７内に流入し、気相の冷媒のみがコンプレッサ４１に吸入される。

次に、上述した除湿運転時における空調空気の流れを説明する。
ダクト２１内に流通した空調空気は、エバポレータ２４を通過する際に冷却される。このとき、エバポレータ２４を通過する空調空気は、露点以下まで冷却されることで、除湿される。その後、除湿された空調空気は、加熱経路を通過した後、吹き出し口３３を通って車室内に除湿暖房として供給される。

（除霜運転）
次に、除霜運転について説明する。図８は、車両用空調装置１０の除霜運転を説明するための説明図であって、（Ａ）はホットガス運転、（Ｂ）は逆転除霜運転を示している。
本実施形態の除霜運転では、いわゆるホットガス運転と、逆転除霜運転と、の少なくとも一方を行うことができる。

（ホットガス運転）
図８（Ａ）に示すホットガス運転では、暖房用膨張弁４２を大口径で開弁して、コンプレッサ４１で圧縮された冷媒（ホットガス）をそのまま室外熱交換器４３に流入させる点で、上述した暖房運転と異なっている。

具体的に、コンプレッサ４１で圧縮された高温かつ高圧の冷媒は、室内熱交換器２６における放熱によってダクト２１内の空調空気を加熱する。室内熱交換器２６から流出した冷媒は、暖房用膨張弁４２を通過して室外熱交換器４３に流入する。このとき、暖房用膨張弁４２は大口径で開弁しているので、冷媒は暖房用膨張弁４２で膨張せず、高圧かつ高温のまま室外熱交換器４３に流入する。これにより、冷媒は室外熱交換器４３で放熱されるため、室外熱交換器４３の除霜を行うことができる。なお、室外熱交換器４３を通過した冷媒は、上述した暖房運転と同様の流通経路を経てコンプレッサ４１に戻る。

次に、上述したホットガス運転において、空調空気は、上述した暖房運転時と同様に、加熱経路内で室内熱交換器２６によって加熱された後、車室内に供給される。なお、ホットガス運転において、ダクト２１内に取り入れられる空調空気は、外気であることが好ましい。

（逆転除霜運転）
図８（Ｂ）に示す逆転除霜運転では、エアミックスドア２５を加熱位置にする点で、上述した冷房運転と異なっている。
具体的に、コンプレッサ４１から吐出された高温かつ高圧の冷媒は、室内熱交換器２６とバイパス弁５２とを通過して、室外熱交換器４３において室外雰囲気へと放熱される。そして、冷媒が室外熱交換器４３で放熱される際に、室外熱交換器４３の除霜が行われる。その後、冷媒は、冷房用膨張弁４６によって膨張させられた後、エバポレータ２４における吸熱によってダクト２１内の空調空気を冷却する。なお、エバポレータ２４を通過した冷媒は、上述した冷房運転と同様の流通経路を経てコンプレッサ４１に戻る。

上述した逆転除霜運転における空調空気の流れは、上述したホットガス運転における空調空気の流れと同様である。すなわち、ダクト２１内を流通する空調空気は、加熱経路内で室内熱交換器２６によって加熱された後、車室内に供給される。

ここで、図２、図３に示すように、本実施形態では、上述した除霜運転時において、アキュムレータ４７に取り付けられたＰＴＣサーミスタ６２を作動させる。すると、ＰＴＣサーミスタ６２で発生した熱により、アキュムレータ４７内に貯留された液相の冷媒が加熱される。これにより、液相の冷媒が蒸発して気相の冷媒となる。気相となった冷媒は、アキュムレータ４７内において外筒８３の上方から迂回流路８８内に流入する。迂回流路８８内に流入した冷媒は、迂回流路８８内を下方に向けて流通した後、内筒８２内に流入する。内筒８２内に流入した気相の冷媒は、冷媒出口７２を通して冷媒流路４９上に流出する。その後、冷媒は、コンプレッサ４１に吸入された後、上述した除湿運転に供される。

このように、本実施形態では、除霜運転時において、ＰＴＣサーミスタ６２を作動させることで、ヒートポンプサイクル１２内を流通する気相の冷媒の流量を増加させることができる。これにより、室外熱交換器４３での放熱量を増加させ、除霜運転を効果的に行うことができる。
特に、本実施形態では、アキュムレータ４７内の冷媒を加熱する手段としてＰＴＣサーミスタ６２を用いる構成とした。この構成によれば、例えばアキュムレータ４７内の液相の冷媒が少なくなる等して、発熱素子９５が所定の温度（キュリー温度）まで過熱した場合に、抵抗値が急増してＰＴＣサーミスタ６２への電流の供給が自動的に制限される（ＯＦＦ状態）。そのため、従来のように電力の複雑な制御を行うことなく、アキュムレータ４７の空焚き等を抑制できる。その結果、簡単、かつ効果的に除霜運転を行うことができる。

本実施形態では、サーミスタ収容部９２の内面と、ＰＴＣサーミスタ６２の電極板９６と、の間に楔部材１１０，１１１が介在しているため、ＰＴＣサーミスタ６２の発熱素子９５と各電極板９６，９７を強固に密接させることができる。これにより、発熱素子９５から各電極板９６，９７が離間するのを抑制し、長期に亘って安定した動作信頼性を確保できる。
また、サーミスタ収容部９２の内面と、ＰＴＣサーミスタ６２の電極板９６，９７と、の間に、楔部材１１０，１１１が隙間なく配置されるので、ＰＴＣサーミスタ６２で発生した熱をアキュムレータ４７内の冷媒に効果的に伝えることができる。

本実施形態では、ケース本体６４の筒部６４ｂに、径方向の内側に窪むサーミスタ収容部９２を形成することで、ケース６１内に収容される冷媒を効果的に加熱することができる。

（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９は、第２実施形態に係るアキュムレータ２００の縦断面図である。本実施形態では、ＰＴＣサーミスタ６２をサーミスタ収容部２１３にカシメ固定する点で上述した第１実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図９に示すアキュムレータ２００のケース２１０において、ケース本体２１５は、筒部２１１と、筒部２１１の下端開口部を閉塞する底部材２１２と、を有している。

底部材２１２には、上方に向けて窪むサーミスタ収容部２１３が設けられている。サーミスタ収容部２１３は、軸方向から見て上述した連通配管８１と重ならない位置に形成されている。サーミスタ収容部２１３は、底部材２１２の下面上で開口している

ＰＴＣサーミスタ６２は、サーミスタ収容部２１３内に下方から挿入されている。ＰＴＣサーミスタ６２は、サーミスタ収容部２１３における積層方向で対向する側壁部（カシメ部）２１３ａによってカシメ固定されている。これにより、ＰＴＣサーミスタ６２は、サーミスタ収容部２１３内で保持されている。

本実施形態によれば、ＰＴＣサーミスタ６２がサーミスタ収容部２１３内において、積層方向でカシメ固定されているため、ＰＴＣサーミスタ６２の発熱素子９５と各電極板９６，９７を強固に密接させることができる。これにより、発熱素子９５から各電極板９６，９７が離間するのを抑制し、長期に亘って安定した動作信頼性を確保できる。
また、サーミスタ収容部２１３における側壁部２１３ａの内面と、ＰＴＣサーミスタ６２の電極板９６，９７と、を接触させることで、ＰＴＣサーミスタ６２で発生した熱をアキュムレータ２００内の冷媒に効果的に伝えることができる。
さらに、本実施形態では、サーミスタ収容部２１３の側壁部２１３ａをカシメ部として用いることで、楔部材１１０，１１１を別途用いる場合に比べて部品点数の削減を図ることができる。

なお、図１０に示すアキュムレータ２５０のように、蓋部材２５１にサーミスタ収容部２５２を設けても構わない。この場合においても、サーミスタ収容部２５２のうち、ＰＴＣサーミスタ６２に対して積層方向で対向する側壁部２５２ａによってＰＴＣサーミスタ６２をカシメ固定することで、上述した第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（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１１は、第３実施形態に係るアキュムレータ３００の断面図である。本実施形態では、ＰＴＣサーミスタ６２をケース３０１に下方から固定する点で上述した実施形態と相違している。
図１１に示すアキュムレータ３００のケース３０１において、ケース本体３０２の底壁部３０３には、ＰＴＣサーミスタ６２を底壁部３０３に固定するための固定部材３１０が設けられている。

固定部材３１０は、軸方向から見た平面視において、底壁部３０３と同等の外径を有する円板状に形成されている。固定部材３１０には、下方に窪むサーミスタ収容部３１１が形成されている。サーミスタ収容部３１１内には、ＰＴＣサーミスタ６２が積層方向を軸方向に向けた状態で収容されている。固定部材３１０は、底壁部３０３を下方から覆うとともに、底壁部３０３との間でＰＴＣサーミスタ６２を軸方向で挟持した状態で、底壁部３０３に固定されている。

本実施形態によれば、上述した実施形態と同様の作用効果を奏するとともに、ケース本体３０２の外側からＰＴＣサーミスタ６２を取り付けることで、ＰＴＣサーミスタ６２を簡単にケース３０１に取り付けることができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、エンジンを具備していない車両として、電気自動車を例にして説明したが、これに限らず、燃料電池自動車に本発明の車両用空調装置１０を採用しても構わない。また、エンジンを具備する車両に本発明の車両用空調装置１０を採用しても構わない。

上述した実施形態では、ＰＴＣサーミスタ６２が楔部材１１０，１１１やカシメ部、固定部材３１０によって積層方向に挟持されている構成について説明したが、これに限らず、ＰＴＣサーミスタ６２によって冷媒を加熱する構成であれば構わない。
この場合、ＰＴＣサーミスタ６２は、積層方向に限らず、積層方向に直交する面内方向で保持されていても構わない。
上述した実施形態では、ＰＴＣサーミスタ６２を１つ設けた場合について説明したが、これに限らず、ＰＴＣサーミスタ６２を複数設ける構成であっても構わない。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせてもよい。

１０…車両用空調装置
２６…室内熱交換器
４１…コンプレッサ
４３…室外熱交換器
４７，２００，２５０，３００…アキュムレータ
６１，２１０，３０１…ケース
６２…ＰＴＣサーミスタ
６４ｂ…筒部
９２，２１３，２５２，３１１…サーミスタ収容部
９５…発熱素子
９６…第１電極板（電極板）
９７…第２電極板（電極板）
１１０…第１楔部材（楔部材）
１１１…第２楔部材（楔部材）
２１３ａ，２５２ａ…側壁部（カシメ部）
３０３…底壁部

Claims (4)

1. 冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサと、
   前記コンプレッサから吐出される冷媒により放熱する室内熱交換器と、
   前記室内熱交換器から吐出される冷媒と室外雰囲気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、
   冷媒の流通方向における前記コンプレッサの上流側に配置され、冷媒の気液を分離するとともに、気相の冷媒を前記コンプレッサに向けて流通させるアキュムレータと、
   前記アキュムレータに設けられたＰＴＣサーミスタと、を備え、
   前記アキュムレータは、
   冷媒を収容するケースと、
   前記ケースに設けられ、前記ＰＴＣサーミスタを収容するサーミスタ収容部と、を備え、
   前記ＰＴＣサーミスタは、
   発熱素子と、
   前記発熱素子を挟持する一対の電極板と、を備え、
   前記ＰＴＣサーミスタは、向きを反転して設けられた一対の楔部材に挟持されるとともに、前記一対の楔部材が前記サーミスタ収容部の内面に面した状態で、前記サーミスタ収容部内に収容され、
   前記一対の楔部材は、前記ＰＴＣサーミスタ及び前記一対の楔部材の積層方向に沿う断面視で三角形状に形成され、
   前記一対の楔部材のうち、第１楔部材は、前記サーミスタ収容部の内面を向く面が前記サーミスタ収容部の内面形状に倣って形成される一方、前記ＰＴＣサーミスタを向く面が前記サーミスタ収容部の開口部に向かうに従い前記第１楔部材の厚さが薄くなる傾斜面とされ、
   前記一対の楔部材のうち、第２楔部材は、前記サーミスタ収容部の内面を向く面が前記サーミスタ収容部の内面形状に倣って形成される一方、前記ＰＴＣサーミスタを向く面が前記サーミスタ収容部の開口部に向かうに従い前記第２楔部材の厚さが厚くなる傾斜面とされ、
   前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転時において、前記コンプレッサから吐出される冷媒を、前記室外熱交換器で放熱するとともに、前記アキュムレータ内の冷媒を前記ＰＴＣサーミスタにより加熱することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記サーミスタ収容部は、前記ＰＴＣサーミスタを前記発熱素子及び前記電極板の積層方向に挟持するカシメ部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記アキュムレータは、
   冷媒を収容する有底筒状の前記ケースと、
   前記ケースの筒部に形成され、前記筒部の径方向の内側に窪むとともに、前記ＰＴＣサーミスタを収容する前記サーミスタ収容部と、を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記アキュムレータは、冷媒を収容する有底筒状の前記ケースを備え、
   前記ＰＴＣサーミスタは、前記ケースの底壁部に固定されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両用空調装置。

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