JP7463119B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

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Description

本開示は、車両用空調装置に関する。
自動車やトラックを含む車両に搭載される車両用空調装置の一例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された装置は、圧縮機、膨張弁、蒸発器（熱媒体冷却器）、及び凝縮器（熱媒体加熱器）を有するとともに冷媒が循環する冷凍サイクルと、蒸発器に低温の熱媒体を供給することで上記冷媒と当該熱媒体とを熱交換させる第１熱媒体回路と、冷却水加熱器に高温の熱媒体を供給することで上記冷媒と当該熱媒体とを熱交換させる第２熱媒体回路と、を備えている。
つまり、各熱媒体回路は冷凍サイクルに対して独立した循環路となっている。これにより、冷凍サイクルを車室外で完結させながら、車両の熱マネジメントを行うことができるとされている。
ところで、上記熱媒体と外気（車室外空気）とを熱交換する車外熱交換器と接続された上記車両用空調装置の運転中には、外気温が氷点以上かつラジエータ内を流れる熱媒体の温度が氷点以下の場合、車外熱交換器の表面で凝縮した空気中の水分が凍結し、霜が付着する（着霜する）ことがある。着霜が進行すると、ラジエータの通気性能が阻害されてしまう虞がある。そこで、特許文献１の装置では、着霜が生じた場合に、ラジエータに高温の冷却水を供給して霜を除去する構成を採っている。
特開２０１４－２３４０９４号公報
しかしながら、ラジエータに高温の熱媒体を供給すると、熱媒体の温度が外気温より高くなるため、外気からの吸熱ができなくなる。これにより、ヒートポンプサイクルによる暖房運転ができなくなってしまう虞がある。
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、除霜と暖房運転とを両立させることが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示に係る車両用空調装置は、冷媒が順次流通する圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を有する冷凍サイクルと、前記凝縮器で前記冷媒と熱交換した高温熱媒体が循環する高温熱媒体回路と、前記蒸発器で前記冷媒と熱交換した低温熱媒体が循環する低温熱媒体回路と、前記高温熱媒体回路と前記低温熱媒体回路とを接続する接続ラインと、該熱媒体を導入可能な複数の車外熱交換器と、複数ある前記車外熱交換器のそれぞれについて、前記高温熱媒体回路と接続する暖房除霜モードと、前記低温熱媒体回路と接続する強暖房モードと、前記高温熱媒体回路と前記低温熱媒体回路のどちらとも接続しないモードとに切り替え可能な切替部と、を備え、前記切替部は、軸線方向に進退するとともに前記軸線回りに回動可能な複数の弁体と、前記複数の弁体を覆うとともに、該弁体によって開閉可能な４つの流路を形成する弁ケーシングと、を有する。
本開示の車両用空調装置によれば、除霜と暖房運転とを両立させることができる。
本開示の実施形態に係る車両用空調装置の構成を示す系統図であって、強暖房モードで運転されている状態を示す図である。 本開示の実施形態に係る車両用空調装置の構成を示す系統図であって、暖房除霜モードで第一車外熱交換器を除霜している状態を示す図である。 本開示の実施形態に係る車両用空調装置の構成を示す系統図であって、暖房除霜モードで第二車外熱交換器を除霜している状態を示す図である。 本開示の実施形態に係る切替部としての弁装置の構成を示す断面図である。 図３のＡ－Ａ線における矢視断面図である。 第一弁体における第一連通路の構成を示す模式図である。 第一弁体の構成を示す斜視図である。 第二弁体における第二連通路の構成を示す模式図である。 第二弁体の構成を示す斜視図である。 第三弁体における第三連通路の構成を示す模式図である。 第三弁体の構成を示す斜視図である。 第四弁体における第四連通路の構成を示す模式図である。 第四弁体の構成を示す斜視図である。
（車両用空調装置の構成）
以下、本開示の実施形態に係る車両用空調装置１００について、図１から図１２を参照して説明する。車両用空調装置１００は、自動車やトラック等の輸送機械（車両）に搭載される。つまり、この車両用空調装置１００によって、車両の内外の温度差が調節される。図１に示すように、車両用空調装置１００は、冷凍サイクル１と、高温熱媒体回路２と、低温熱媒体回路３と、第一接続ライン４１と、第二接続ライン４２と、第三接続ライン４３と、第四接続ライン４４と、切替部５と、を備えている。なお、図１から図３中では、開通状態にある配管を実線で示し、閉止状態にある配管を破線で示している。
冷凍サイクル１は、冷媒を流通させる配管である冷媒ライン１１と、当該冷媒ライン１１上に配置された圧縮機１２と、凝縮器１３と、膨張弁１４と、蒸発器１５と、を有している。これら圧縮機１２、凝縮器１３、膨張弁１４、及び蒸発器１５は、冷媒ライン１１上でこの順に配列されている。また、冷凍サイクル１が運転されている場合には、冷媒もこの順で各装置を通過する。
圧縮機１２は、冷媒ライン１１内の冷媒を圧送する。これにより、圧縮機１２を通過した後の冷媒の圧力、及び温度は、通過前の冷媒に比べて上昇する。凝縮器１３は、当該凝縮器１３に流れ込んだ冷媒と、高温熱媒体回路２を流通する熱媒体（後述）との間で熱交換をさせる。膨張弁１４は、当該膨張弁１４を通過する冷媒の圧力を下げることで、温度を急激に低下させる。蒸発器１５は、当該蒸発器１５に流れ込んだ冷媒と、低温熱媒体回路３を流通する熱媒体（後述）との間で熱交換をさせる。
高温熱媒体回路２は、上記の凝縮器１３に冷却水を導入する高温熱媒体ライン２３と、当該高温熱媒体ライン２３上で互いに並列に配置されているヒータコア２１、及びクーラコア２２と、熱媒体を圧送する高温熱媒体用ポンプ２４と、を有している。つまり、凝縮器１３から流れ出た熱媒体は、ヒータコア２１、及びクーラコア２２のそれぞれに向かって分岐して流入することが可能とされている。ヒータコア２１、及びクーラコア２２は、車両の室内側に配置される熱交換器である。ヒータコア２１、及びクーラコア２２は、室内気および室外気と熱媒体との間で熱交換をさせる。なお、暖房運転時にはまずクーラコア２２によって空気を冷却することで湿分を除去し、その後ヒータコア２１によって当該空気を加温することで、室内の湿度上昇を抑えつつ、室温を上げる運転が可能である。
低温熱媒体回路３は、上記の蒸発器１５に熱媒体を導入する低温熱媒体ライン３３と、当該低温熱媒体ライン３３上で互いに並列に配置されている第一車外熱交換器３１、及び第二車外熱交換器３２と、熱媒体を圧送する低温熱媒体用ポンプ３４と、を有している。つまり、蒸発器１５から流れ出た熱媒体は、第一車外熱交換器３１、及び第二車外熱交換器３２のそれぞれに向かって分岐して流入することが可能とされている。これら第一車外熱交換器３１、及び第二車外熱交換器３２は、車両の室外側に配置される熱交換器である。第一車外熱交換器３１、及び第二車外熱交換器３２は、室外気と熱媒体との間で熱交換をさせる。
第一接続ライン４１、及び第二接続ライン４２は、高温熱媒体回路２と低温熱媒体回路３とを接続する配管である。つまり、これら第一接続ライン４１、及び第二接続ライン４２には熱媒体が流通する。第一接続ライン４１、及び第二接続ライン４２は、互いに並列である。つまり、高温熱媒体回路２と低温熱媒体回路３は、車両用空調装置１００の運転状態（運転モード）に応じて、これら第一接続ライン４１、及び第二接続ライン４２の少なくとも一方によって接続されることが可能である。
第三接続ライン４３、及び第四接続ライン４４も、高温熱媒体回路２と低温熱媒体回路３とを接続する配管である。つまり、これら第三接続ライン４３、及び第四接続ライン４４には熱媒体が流通する。第三接続ライン４３、及び第四接続ライン４４は、互いに並列である。つまり、高温熱媒体回路２と低温熱媒体回路３は、車両用空調装置１００の運転状態（運転モード）に応じて、上述の第一接続ライン４１、及び第二接続ライン４２の少なくとも一方に加えて、これら第三接続ライン４３、及び第四接続ライン４４の少なくとも一方によって接続されることが可能である。また、本実施形態では、第三接続ライン４３上にのみ、車両の補機類である車載機器９０が配置されている。この車載機器９０の一例として、具体的にはバッテリーが挙げられる。
高温熱媒体回路２、低温熱媒体回路３、第一接続ライン４１、第二接続ライン４２、第三接続ライン４３、及び第四接続ライン４４を流通する冷却水の経路は、切替部５によって切り替えることが可能とされている。言い換えれば、冷却水の流通経路を切り替えることによって、車両用空調装置１００の運転状態（運転モード）が切り替えられる。
切替部５は、自身が接続されている複数の流路同士の間で熱媒体の流通状態を切り替えることが可能な弁装置（切替弁）である。図１に示すように、本実施形態では、各流路を接続する複数（８つ）の接続部分にそれぞれ１つずつの切替部５が設けられている。これら８つの切替部５のうち、第一接続ライン４１と第二接続ライン４２の２つの接続部のうち、クーラコア２２に近接する側の接続部に設けられている切替部５は第一弁装置５１とされている。
高温熱媒体回路２におけるヒータコア２１とクーラコア２２との間の２つの分岐点に設けられている切替部５は、それぞれ第二弁装置５２、第三弁装置５３とされている。第三弁装置５３は、クーラコア２２と凝縮器１３との間であって、上記の高温熱媒体用ポンプ２４が設けられている側の分岐点に設けられている。第二弁装置５２は、クーラコア２２と凝縮器１３との間であって、上記の高温熱媒体用ポンプ２４が設けられていない側の分岐点に設けられている。
第三接続ライン４３と第四接続ライン４４の２つの接続部のうち、クーラコア２２に近接する側の接続部に設けられている切替部５は第四弁装置５４とされている。
同様にして、第一接続ライン４１と第二接続ライン４２の２つの接続部のうち、第二車外熱交換器３２に近接する側の接続部に設けられている切替部５は第五弁装置５５とされている。
低温熱媒体回路３における第一車外熱交換器３１及び第二車外熱交換器３２の間の２つの分岐点に設けられている切替部５は、それぞれ第六弁装置５６、第七弁装置５７とされている。第六弁装置５６は、第一車外熱交換器３１と第二車外熱交換器３２との間であって、上記の低温熱媒体用ポンプ３４が設けられている側の分岐点に設けられている。第七弁装置５７は、第一車外熱交換器３１と第二車外熱交換器３２との間であって、上記の低温熱媒体用ポンプ３４が設けられていない側の分岐点に設けられている。
第三接続ライン４３と第四接続ライン４４の２つの接続部のうち、第二車外熱交換器３２に近接する側の接続部に設けられている切替部５は第八弁装置５８とされている。
図１から図３中において、各切替部５の近傍に付されている記号は、各切替部５の開通状態を示すものである。以下、図４から図１３を参照して切替部５の具体的な構成を説明し、各記号の表す開通状態に則して図１から図３を参照して車両用空調装置１００の運転モードの例について説明する。
（切替部の構成）
図４に示すように、切替部５は、複数（４つ）の弁体６と、これら弁体６を収容するとともに複数（４つ）の流路７１、７２、７３、７４を形成する弁ケーシング７と、弁体６を駆動させるアクチュエータ８と、を有している。
各弁体６は、軸線Ｏに沿って延びる円柱状をなしている。弁ケーシング７内では、４つの弁体６が軸線Ｏ方向に配列されている。各弁体６は、アクチュエータ８によって駆動されることで、弁ケーシング７内で当該軸線Ｏに沿って進退可能であるとともに、当該軸線Ｏ回りに回動することが可能とされている。つまり、軸線Ｏ方向に弁体６を進退させることで、形状の異なる４つの弁体６のうちのいずれか１つを選択的に用いることが可能とされている。各弁体６の詳細な構成については後述する。
弁ケーシング７は、４つの弁体６を軸線Ｏに対する外周側から覆う筒状をなしている。また、図５に示すように、弁ケーシング７には、上述の高温熱媒体回路２、及び低温熱媒体回路３の少なくとも一方に連通する４つの流路７１、７２、７３、７４が形成されている。各流路７１、７２、７３、７４は、軸線Ｏを中心として周方向に９０°の間隔をあけて放射状に延びている。各流路７１、７２、７３、７４の軸線Ｏ方向における位置は互いに同一である。
図６と図７に示すように、４つの弁体６のうちの１つ（第一弁体６１）には、軸線Ｏに対する周方向に９０°の間隔をあけて四方向に開口する４つの開口部（第一開口部Ｈ１）が形成されている。また、これら４つの第一開口部Ｈ１のうち、周方向に隣接する一対の第一開口部Ｈ１同士は、当該第一弁体６１の内部に形成された第一連通路Ｃ１によってそれぞれ互いに連通している。図６は、この第一弁体６１の形状を模式的に示したものであり、図１～図３中に記されている符号と対応している。例えば、第一弁装置５１では、第二弁体６２が選択されているとともに、当該第二弁体６２の姿勢により、高温熱媒体回路２と第一接続ライン４１、及び第二接続ライン４２が連通した状態となっている。以降の説明では、このように選択されている弁体６の種類とその姿勢が図１～図３中の記号によって示されている。
図８と図９に示すように、４つの弁体６のうちの１つ（第二弁体６２）には、軸線Ｏに対する周方向に間隔をあけて三方向に開口する３つの開口部（第二開口部Ｈ２）が形成されている。また、これら３つの第二開口部Ｈ２は、当該第二弁体６２の内部に形成された第二連通路Ｃ２によって互いに連通している。なお、各第二開口部Ｈ２同士の間の周方向における間隔は均一ではない。つまり、第二連通路Ｃ２は、軸線Ｏ方向から見てＴ字状をなしている。したがって、４つの流路７１、７２、７３、７４のうち、いずれか３つの流路のみが当該第二弁体６２によって連通した状態となる。図８は、この第二弁体６２の形状を模式的に示したものであり、図１～図３中に記されている符号と対応している。
図１０と図１１に示すように、４つの弁体６のうちの１つ（第三弁体６３）には、軸線Ｏに対する周方向に１８０°の間隔をあけて二方向に開口する２つの開口部（第三開口部Ｈ３）が形成されている。また、これら第三開口部Ｈ３同士は、当該第三弁体６３の内部に形成された第三連通路Ｃ３によって互いに連通している。４つの流路７１、７２、７３、７４のうち、いずれか２つの流路のみが当該第三弁体６３によって連通した状態となる。図１０は、この第三弁体６３の形状を模式的に示したものであり、図１～図３中に記されている符号と対応している。
図１２と図１３に示すように、４つの弁体６のうちの１つ（第四弁体６４）には、軸線Ｏに対する周方向に９０°の間隔をあけて四方向に開口する４つの開口部（第四開口部Ｈ４）が形成されている。また、これら４つの第四開口部Ｈ４のうち、軸線Ｏに対する直径方向の両側に位置する一対の第四開口部Ｈ４同士は、それぞれ当該第四弁体６４の内部に形成された第四連通路Ｃ４によって互いに連通している。２つの第四連通路Ｃ４同士は、第四弁体６４の内部で、軸線Ｏ方向に干渉しないようにそれぞれ湾曲している。なお、図１３中では、図示の煩雑化を避けるため、一方の第四連通路Ｃ４のみを図示し、他方の第四連通路Ｃ４の図示を省略している。４つの流路７１、７２、７３、７４のうち、いずれか２つの流路のみが当該第四弁体６４によって連通した状態となる。図１２は、この第四弁体６４の形状を模式的に示したものであり、図１～図３中に記されている符号と対応している。
（強暖房モード）
次いで、図１を参照して、車両用空調装置１００の運転モードの１つである「強暖房モード」時の動作について説明する。なお、以降で説明する冷媒、及び熱媒体の流通経路は、各切替部５を図１中の記号に示す状態とすることによって実現される。
このモードの場合、高温熱媒体回路２では、高温熱媒体用ポンプ２４からヒータコア２１を経て、凝縮器１３に向かう方向に熱媒体が循環している。冷凍サイクル１では、冷媒ライン１１中の冷媒と、高温熱媒体ライン２３中の熱媒体との間で熱交換が行われる。つまり、熱媒体は、凝縮器１３内で冷媒から吸熱することで加温される。加温された熱媒体の熱は、ヒータコア２１から放熱され、クーラコア２２の近傍に配置された室内ファン（不図示）によって室内に送風として送られる。
また、この時、低温熱媒体回路３では、蒸発器１５で冷媒と熱交換した熱媒体が、２つの車外熱交換器（第一車外熱交換器３１、及び第二車外熱交換器３２）の全てに導入される。つまり、冷媒は、蒸発器１５内で熱媒体から吸熱することで加温される。加温された冷媒の熱は、冷凍サイクル１（冷媒ライン１１）を通じて上述の凝縮器１３で、高温熱媒体回路２中を流通する熱媒体に受け渡される。このように、強暖房モードでは、２つの車外熱交換器（第一車外熱交換器３１、及び第二車外熱交換器３２）の双方に熱媒体を導入することで、熱交換を促進して、暖房性能を向上させることができる。
（暖房除霜モード）
次いで、図２を参照して、車両用空調装置１００の運転モードの１つである「暖房除霜モード」時の動作について説明する。なお、以降で説明する冷媒、及び熱媒体の流通経路は、各切替部５を図２中の記号に示す状態とすることによって実現される。
このモードの場合、高温熱媒体回路２では、強暖房モードと同様に、高温熱媒体用ポンプ２４からヒータコア２１を経て、凝縮器１３に向かう方向に熱媒体が循環している。冷凍サイクル１では、冷媒ライン１１中の冷媒と、高温熱媒体ライン２３中の熱媒体との間で熱交換が行われる。つまり、熱媒体は、凝縮器１３内で冷媒から吸熱することで加温される。加温された冷却水の熱は、ヒータコア２１から放熱され、クーラコア２２の近傍に配置された室内ファン（不図示）によって室内に送風として送られる。
一方で、低温熱媒体回路３では、蒸発器１５で冷媒と熱交換した低温熱媒体が、一方の車外熱交換器（第二車外熱交換器３２）のみに導入される。このとき、上述の暖房モードと同様に、冷媒は蒸発器１５内で低温熱媒体から吸熱することで加温される。加温された冷媒の熱は、冷凍サイクル１（冷媒ライン１１）を通じて上述の凝縮器１３で、高温熱媒体回路中を流通する熱媒体に受け渡される。また、他方の（残りの）車外熱交換器（第一車外熱交換器３１）は、上述の第二接続ライン４２、及び第四接続ライン４４によって、高温熱媒体回路２に接続されている。これにより、第一車外熱交換器３１には、第四接続ライン４４を通じて、高温熱媒体回路２を流通する相対的に高温の熱媒体が流れ込む。第一車外熱交換器３１の表面に霜が付着している場合（着霜している場合）、高温熱媒体によって当該第一車外熱交換器３１が加温され、霜が除去される。その後、高温熱媒体は第二接続ライン４２を通じて高温熱媒体回路２に戻される。
なお、図３に示すような経路を採ることで、上記とは反対に第一車外熱交換器３１で暖房を行い、第二車外熱交換器３２で除霜を行うことも可能である。このように、暖房除霜モードでは、第一車外熱交換器３１、及び第二車外熱交換器３２のうちの一方で除霜を行うと同時に、他方で暖房を行うことができる。
（作用効果）
以上、説明したように、本実施形態によれば、強暖房モードでは、第一及び第二の車外熱交換器３１、３２の全てに熱媒体を導入することで、例えば車外熱交換器を１つのみ備える構成に比べて、暖房性能を向上させることができる。さらに、暖房除霜モードでは、一部のみの車外熱交換器に熱媒体を導入し、残りの車外熱交換器は高温熱媒体回路２と接続された状態となる。ここで、高温熱媒体回路２を流通する熱媒体は、低温熱媒体回路３、及び当該残りの車外熱交換器を流通する熱媒体に比べて相対的に高温、かつ水の凝固点よりも高い温度となっている。したがって、残りの車外熱交換器に着霜が生じている場合には、高温の熱媒体によって除霜することができる。このように、一方の車外熱交換器による暖房運転と、他方の車外熱交換器における除霜とを両立させることができる。
また、上記構成によれば、全ての車外熱交換器に導入される熱媒体の温度が外気温よりも低いことによって、暖房性能をより一層向上させることができる。
さらに、上記構成によれば、残りの車外熱交換器に導入される熱媒体の温度が外気温よりも高く、かつ水の凝固点よりも高いことによって、当該残りの車外熱交換器における除霜をより早急かつ効率的に行うことができる。
加えて、上記構成によれば、複数の弁体６を弁ケーシング７内で軸線Ｏ方向に進退動、又は軸線Ｏ回りに回動させることによって、複数の流路７１、７２、７３、７４の連通状態を切り替えることができる。特に、複数必要とされる弁装置（切替部５）を１つの構成のみに統一することができる。さらに、接続箇所を容易に増加させることができるため、装置の発展性を確保することもできる。また、製造時に複数種類の弁装置から適切な種類を選択して取り付ける工程を省略することができる。その結果、製造コストやメンテナンスコストを低減することができる。
上記構成によれば、第一弁体６１によって、４つの流路７１、７２、７３、７４のうち、互いに隣接する一対の流路を第一連通路Ｃ１によって連通させることができる。さらに、この第一弁体６１を軸線Ｏ回りに回動させることにより、４つの流路７１、７２、７３、７４のうちの２つずつの流路を選択的に連通させることができる。これにより、流路７１、７２、７３、７４の連通状態を高い自由度のもとで切り替えることができる。
上記構成によれば、第二弁体６２によって、４つの流路７１、７２、７３、７４のうち、３つの流路を第二連通路Ｃ２によって互いに連通させることができる。さらに、この第二弁体６２を軸線Ｏ回りに回動させることにより、４つの流路７１、７２、７３、７４のうちの３つの流路を選択的に連通させることができる。これにより、流路７１、７２、７３、７４の連通状態を高い自由度のもとで切り替えることができる。
上記構成によれば、第三弁体６３によって、４つの流路７１、７２、７３、７４のうち、２つの流路を第三連通路Ｃ３によって互いに連通させることができる。さらに、この第三弁体６３を軸線Ｏ回りに回動させることにより、４つの流路７１、７２、７３、７４のうちの２つの流路を選択的に連通させることができる。これにより、流路７１、７２、７３、７４の連通状態を高い自由度のもとで切り替えることができる。
上記構成によれば、第四弁体６４によって、４つの流路７１、７２、７３、７４のうち、直径方向の両側に位置する２つの流路を第四連通路Ｃ４によって互いに連通させることができる。さらに、この第四弁体６４を軸線Ｏ回りに回動させることにより、４つの流路７１、７２、７３、７４のうちの２つずつの流路を選択的に連通させることができる。これにより、流路７１、７２、７３、７４の連通状態を高い自由度のもとで切り替えることができる。
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述した。なお、具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記の車両用空調装置１００では、各切替部５の状態を適宜切り替えることによって、強暖房モード、及び暖房除霜モードだけでなく、冷房モード等を含む他のモードで運転することができる。
＜付記＞
各実施形態に記載の車両用空調装置は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る車両用空調装置１００は、冷媒が順次流通する圧縮機１２、凝縮器１３、膨張弁１４及び蒸発器１５を有する冷凍サイクル１と、前記凝縮器１３で前記冷媒と熱交換した高温熱媒体が循環する高温熱媒体回路と、前記蒸発器１５で前記冷媒と熱交換した低温熱媒体が循環する低温熱媒体回路３と、前記高温熱媒体回路と前記低温熱媒体回路とを接続する接続ライン４１、４２、４３、４４と、該熱媒体を導入可能な複数の車内熱交換器２１、２２と、該熱媒体を導入可能な複数の車外熱交換器３１、３２と、複数ある前記車外熱交換器のそれぞれについて、前記高温熱媒体回路と接続するモードと、前記低温熱媒体回路と接続するモードと、前記高温熱媒体回路と前記低温熱媒体回路のどちらとも接続しないモードとに切り替え可能な切替部５と、を備える。
上記構成によれば、強暖房モードでは、第一及び第二の車外熱交換器３１，３２の全てに冷却水を導入することで、例えば車外熱交換器を１つのみ備える構成に比べて、暖房性能を向上させることができる。さらに、暖房除霜モードでは、一部のみの車外熱交換器３１，３２に低温熱媒体を導入し、残りの車外熱交換器３１，３２は高温熱媒体回路２と接続された状態となる。ここで、高温熱媒体回路２を流通する高温熱媒体は、低温熱媒体回路３、及び当該残りの車外熱交換器３１，３２を流通する低温熱媒体に比べて相対的に高温となっている。したがって、残りの車外熱交換器３１，３２に着霜が生じている場合には、高温熱媒体によって除霜することができる。このように、上記構成によれば、一方の車外熱交換器３１又は３２による暖房運転と、他方の車外熱交換器３２又は３１における除霜とを同時に行うことができる。
（２）第２の態様に係る車両用空調装置１００では、前記冷凍サイクル１は、前記強暖房モードでは、全ての前記車外熱交換器３１，３２で前記冷媒と熱交換する前記熱媒体の温度が外気温よりも低い状態となるように前記冷媒の温度を調節する。
上記構成によれば、全ての車外熱交換器３１，３２に導入される熱媒体の温度が外気温よりも低いことによって、暖房性能をより一層向上させることができる。
（３）第３の態様に係る車両用空調装置１００では、前記冷凍サイクル１は、前記暖房除霜モードでは、前記残りの車外熱交換器３１又は３２で前記冷媒と熱交換する前記熱媒体の温度が水の凝固点よりも高い状態となるように前記冷媒の温度を調節する。
上記構成によれば、残りの車外熱交換器３１又は３２に導入される熱媒体の温度が水の凝固点よりも高いことによって、当該残りの車外熱交換器３１又は３２における除霜をより早急かつ効率的に行うことができる。
（４）第４の態様に係る車両用空調装置１００では、前記切替部５は、前記高温熱媒体回路２、及び前記低温熱媒体回路３の流通状態を変化させることが可能な複数の弁装置であり、軸線Ｏを中心とする円柱状をなすとともに、該軸線Ｏ方向に配列され、該軸線Ｏ回りに回動可能な複数の弁体６と、前記複数の弁体６を覆うとともに、前記高温熱媒体回路２、及び前記低温熱媒体回路３の少なくとも一方に連通する４つの流路７１、７２、７３、７４を形成する弁ケーシング７と、前記複数の弁体６を前記弁ケーシング７内で前記軸線Ｏ方向に進退させるとともに、前記軸線Ｏ回りに回動させるアクチュエータ８と、を有する。
上記構成によれば、複数の弁体６を弁ケーシング７内で軸線Ｏ方向に進退動、又は軸線Ｏ回りに回動させることによって、複数の流路７１、７２、７３、７４の連通状態を切り替えることができる。特に、複数必要とされる弁装置を１つの構成のみに統一することができる。さらに、接続箇所を容易に増加させることができるため、装置の発展性を確保することもできる。また、製造時に複数種類の弁装置から適切な種類を選択して取り付ける工程を省略することができる。その結果、製造コストやメンテナンスコストを低減することができる。
（５）第５の態様に係る車両用空調装置１００では、前記複数の弁体６のうちの１つは、前記軸線Ｏに対する周方向に間隔をあけて四方向に開口する第一開口部Ｈ１が形成されているとともに、前記周方向に隣接する一対の前記第一開口部Ｈ１を前記弁体６の内部で連通させる第一連通路Ｃ１が形成されている第一弁体６１である。
上記構成によれば、４つの流路７１、７２、７３、７４のうち、互いに隣接する一対の流路を第一連通路Ｃ１によって連通させることができる。さらに、この第一弁体６１を軸線Ｏ回りに回動させることにより、４つの流路７１、７２、７３、７４のうちの２つずつの流路を選択的に連通させることができる。これにより、流路７１、７２、７３、７４の連通状態を高い自由度のもとで切り替えることができる。
（６）第６の態様に係る車両用空調装置１００では、前記複数の弁体６のうちの１つは、前記軸線Ｏに対する周方向に間隔をあけて三方向に開口する第二開口部Ｈ２が形成されているとともに、前記３つの第二開口部Ｈ２を前記弁体６の内部で連通させる第二連通路Ｃ２が形成されている第二弁体６２である。
上記構成によれば、４つの流路７１、７２、７３、７４のうち、３つの流路を第二連通路Ｃ２によって互いに連通させることができる。さらに、この第二弁体６２を軸線Ｏ回りに回動させることにより、４つの流路７１、７２，７３、７４のうちの３つの流路を選択的に連通させることができる。これにより、流路７１、７２、７３、７４の連通状態を高い自由度のもとで切り替えることができる。
（７）第７の態様に係る車両用空調装置１００では、前記複数の弁体６のうちの１つは、前記軸線Ｏに対する周方向に間隔をあけて二方向に開口する第三開口部Ｈ３が形成されているとともに、前記２つの第三開口部Ｈ３を前記弁体６の内部で連通させる第三連通路Ｃ３が形成されている第三弁体６３である。
上記構成によれば、４つの流路７１、７２、７３、７４のうち、２つの流路を第三連通路Ｃ３によって互いに連通させることができる。さらに、この第三弁体６３を軸線Ｏ回りに回動させることにより、４つの流路７１、７２、７３、７４のうちの２つの流路を選択的に連通させることができる。これにより、流路７１、７２、７３、７４の連通状態を高い自由度のもとで切り替えることができる。
（８）第８の態様に係る車両用空調装置１００では、前記複数の弁体６のうちの１つは、前記軸線Ｏに対する周方向に間隔をあけて四方向に開口する第四開口部Ｈ４が形成されているとともに、前記軸線Ｏに対する直径方向両側に位置する一対の前記第四開口部Ｈ４を前記弁体の内部で連通させる第四連通路Ｃ４が形成されている第四弁体６４である。
上記構成によれば、４つの流路７１、７２、７３、７４のうち、直径方向の両側に位置する２つの流路を第四連通路Ｃ４によって互いに連通させることができる。さらに、この第四弁体６４を軸線Ｏ回りに回動させることにより、４つの流路７１、７２、７３、７４のうちの２つずつの流路を選択的に連通させることができる。これにより、流路７１、７２、７３、７４の連通状態を高い自由度のもとで切り替えることができる。
１００ 車両用空調装置
１ 冷凍サイクル
２ 高温熱媒体回路
３ 低温熱媒体回路
５ 切替部
６ 弁体
７ 弁ケーシング
８ アクチュエータ
１１ 冷媒ライン
１２ 圧縮機
１３ 凝縮器
１４ 膨張弁
１５ 蒸発器
２１ ヒータコア
２２ クーラコア
２３ 高温熱媒体ライン
２４ 高温熱媒体用ポンプ
３１ 第一車外熱交換器
３２ 第二車外熱交換器
３３ 低温熱媒体ライン
３４ 低温熱媒体用ポンプ
４１ 第一接続ライン
４２ 第二接続ライン
４３ 第三接続ライン
４４ 第四接続ライン
５１ 第一弁装置
５２ 第二弁装置
５３ 第三弁装置
５４ 第四弁装置
５５ 第五弁装置
５６ 第六弁装置
５７ 第七弁装置
５８ 第八弁装置
６１ 第一弁体
６２ 第二弁体
６３ 第三弁体
６４ 第四弁体
７１，７２，７３，７４ 流路
９０ 車載機器
Ｃ１ 第一連通路
Ｃ２ 第二連通路
Ｃ３ 第三連通路
Ｃ４ 第四連通路
Ｈ１ 第一開口部
Ｈ２ 第二開口部
Ｈ３ 第三開口部
Ｈ４ 第四開口部
Ｏ 軸線

Claims (8)

  1. 冷媒が順次流通する圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を有する冷凍サイクルと、
    前記凝縮器で前記冷媒と熱交換した高温熱媒体が循環する高温熱媒体回路と、
    前記蒸発器で前記冷媒と熱交換した低温熱媒体が循環する低温熱媒体回路と、
    前記高温熱媒体回路と前記低温熱媒体回路とを接続する接続ラインと、
    該熱媒体を導入可能な複数の車外熱交換器と、
    複数ある前記車外熱交換器のそれぞれについて、前記高温熱媒体回路と接続する暖房除霜モードと、前記低温熱媒体回路と接続する強暖房モードと、前記高温熱媒体回路と前記低温熱媒体回路のどちらとも接続しないモードとに切り替え可能な切替部と、
    を備え、
    前記切替部は、
    軸線方向に進退するとともに前記軸線回りに回動可能な複数の弁体と、
    前記複数の弁体を覆うとともに、該弁体によって開閉可能な４つの流路を形成する弁ケーシングと、
    を有する車両用空調装置。
  2. 前記冷凍サイクルは、前記強暖房モードでは、全ての前記車外熱交換器で室外気と熱交換する前記熱媒体の温度が外気温よりも低い状態となるように前記冷媒の温度を調節する請求項１に記載の車両用空調装置。
  3. 前記冷凍サイクルは、前記暖房除霜モードでは、前記蒸発器で前記冷媒と熱交換した前記熱媒体が流れ込む前記車外熱交換器とは異なる前記車外熱交換器で室外気と熱交換する前記熱媒体の温度が水の凝固点よりも高い状態となるように前記冷媒の温度を調節する請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
  4. 前記複数の弁体のうちの１つは、前記軸線に対する周方向に間隔をあけて四方向に開口する第一開口部が形成されているとともに、前記周方向に隣接する一対の前記第一開口部を前記弁体の内部で連通させる第一連通路が形成されている第一弁体である請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
  5. 前記複数の弁体のうちの１つは、前記軸線に対する周方向に間隔をあけて三方向に開口する第二開口部が形成されているとともに、前記３つの第二開口部を前記弁体の内部で連通させる第二連通路が形成されている第二弁体である請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
  6. 前記複数の弁体のうちの１つは、前記軸線に対する周方向に間隔をあけて二方向に開口する第三開口部が形成されているとともに、前記２つの第三開口部を前記弁体の内部で連通させる第三連通路が形成されている第三弁体である請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
  7. 前記複数の弁体のうちの１つは、前記軸線に対する周方向に間隔をあけて四方向に開口する第四開口部が形成されているとともに、前記軸線に対する直径方向両側に位置する一対の前記第四開口部を前記弁体の内部で連通させる第四連通路が形成されている第四弁体である請求項１から６のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
  8. 前記切替部は、前記高温熱媒体回路、及び前記低温熱媒体回路の流通状態を変化させることが可能な複数の弁装置であり、
    軸線を中心とする円柱状をなすとともに、該軸線方向に配列され、該軸線回りに回動可能な複数の前記弁体と、
    前記複数の弁体を覆うとともに、前記高温熱媒体回路、及び前記低温熱媒体回路の少なくとも一方に連通する４つの流路を形成する前記弁ケーシングと、
    前記複数の弁体を前記弁ケーシング内で前記軸線方向に進退させるとともに、前記軸線回りに回動させるアクチュエータと、
    を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
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