JP2012158247A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータの冷却性能を向上させながら、冷暖房効率を良好に確保することができる車両用空調装置を得る。
【解決手段】インバータ冷却ダクト部５８の上端側と、空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の下流側とは、連結通路６０によって繋がれて連通されている。連結通路６０には、ブロアファン４０及び経路切り替え用の四方弁７０が配置されている。四方弁７０は、経路を切り替えることによって、連結通路６０でのブロアファン４０による気流の向きを切り替える。
【選択図】図２

Description

本発明は、送風により空調空気を車室内へ送る車両用空調装置に関する。

車両用空調装置においては、その通路内におけるブロワよりも下流側であって且つエバボレータよりも上流側にインバータの冷却フィンを配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。このような装置では、ブロワによるエアの流れ（空調空気流）によりインバータが冷却されるようになっている。

特開２００５−１０１３４９公報

しかしながら、インバータの冷却が外気の送風のみによってなされるため、夏季にはインバータを冷却する性能が十分には得られない。また、インバータの廃熱によって冷房効率が悪化すると共に、冬季にはインバータの廃熱を暖房の補助として利用できないため、これらの点で改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して、インバータの冷却性能を向上させながら、冷暖房効率を良好に確保することができる車両用空調装置を得ることが目的である。

請求項１に記載する本発明の車両用空調装置は、車両に設けられ、内部に熱交換器が配置されると共に送風により空調空気を車室内へ送るための空調用通風ダクト部と、前記空調用通風ダクト部に近接して配置され、内部にインバータの冷却部が配置されるインバータ冷却ダクト部と、前記インバータ冷却ダクト部の一端側に接続される第一接続端部と、前記空調用通風ダクト部における前記熱交換器の下流側に接続される第二接続端部と、を備えると共に、前記インバータ冷却ダクト部の一端側と前記空調用通風ダクト部における前記熱交換器の下流側とを繋いで連通させる連結通路と、前記連結通路に配置され、回転駆動により前記連結通路に気流を生じさせるブロアファンと、前記インバータ冷却ダクト部の他端側に形成されて前記空調用通風ダクト部における前記熱交換器の上流側と連通する第一連通部と、前記インバータ冷却ダクト部の他端側に形成されて車室外と連通する第二連通部と、前記第一連通部を冷房運転時及び暖房運転外気導入時に閉止し、前記第二連通部を暖房運転内気導入時に閉止する閉止手段と、前記連結通路での前記ブロアファンによる気流の向きの切り替え用とされ、冷房運転時に前記気流を前記第二接続端部側から前記第一接続端部側へ向かわせる第一風向状態と、暖房運転時に前記気流を前記第一接続端部側から前記第二接続端部側へ向かわせる第二風向状態と、に切り替える風向切替手段と、を有する。

請求項１に記載する本発明の車両用空調装置によれば、インバータの冷却部が内部に配置されるインバータ冷却ダクト部の一端側に連結通路の第一接続端部が接続され、空調用通風ダクト部における熱交換器の下流側に連結通路の第二接続端部が接続されている。そして、インバータ冷却ダクト部の一端側と空調用通風ダクト部における熱交換器の下流側とは、連結通路によって繋がれて連通されており、連結通路に配置されたブロアファンは、回転駆動により連結通路に気流を生じさせる。ここで、連結通路でのブロアファンによる気流の向きは、風向切替手段によって切り替えられる。

冷房運転時における連結通路内は、風向切替手段により気流を第二接続端部側（空調用通風ダクト部における熱交換器の下流側）から第一接続端部側（インバータ冷却ダクト部の一端側）へ向かわせる第一風向状態となる。また、冷房運転時には、インバータ冷却ダクト部の他端側に形成されて空調用通風ダクト部における熱交換器の上流側と連通する第一連通部は、閉止手段によって閉止され、インバータ冷却ダクト部の他端側に形成されて車室外と連通する第二連通部は、閉止されない。これによって、空調用通風ダクト部内で熱交換器を通過した冷気は、連結通路を経てインバータ冷却ダクト部の一端側へ流れ込み、インバータ冷却ダクト部内を通ってインバータ冷却ダクト部の他端側の第二連通部から車室外へ排出される。このため、インバータの冷却部が空調用通風ダクト部からの冷気によって効果的に冷却される。また、インバータの冷却部を冷却して温まった空気は、熱交換器の上流側へは排出されずに、第二連通部から車室外へ排出されるので、冷房効率への影響が抑えられる。

これに対して、暖房運転時における連結通路内は、風向切替手段により気流を第一接続端部側（インバータ冷却ダクト部の一端側）から第二接続端部側（空調用通風ダクト部における熱交換器の下流側）へ向かわせる第二風向状態となる。そして、暖房運転外気導入時には、インバータ冷却ダクト部の他端側に形成されて空調用通風ダクト部における熱交換器の上流側と連通する第一連通部は、閉止手段によって閉止され、インバータ冷却ダクト部の他端側に形成されて車室外と連通する第二連通部は、閉止されない。これによって、冷たい外気は、インバータ冷却ダクト部の他端側の第二連通部からインバータ冷却ダクト部内を通ってインバータ冷却ダクト部の一端側へ向けて流れ、連結通路を経て空調用通風ダクト部における熱交換器の下流側へ流れる。このため、インバータの冷却部が、流れ込んだ外気によって効果的に冷却される。また、インバータの冷却部を冷却して温まった空気は、連結通路を経て空調用通風ダクト部における熱交換器の下流側へ流れた後、空調空気と共に送風されて車室内へ送られるため、補助暖房として利用される。

一方、暖房運転内気導入時には、インバータ冷却ダクト部の他端側に形成されて空調用通風ダクト部における熱交換器の上流側と連通する第一連通部は、閉止されず、インバータ冷却ダクト部の他端側に形成されて車室外と連通する第二連通部は、閉止手段によって閉止される。これによって、例えば、暖房運転開始直後の内気導入時には、車室内の冷気は、空調用通風ダクト部に流れ込み、空調用通風ダクト部における熱交換器の上流側で第一連通部からインバータ冷却ダクト部内を通ってインバータ冷却ダクト部の一端側へ向けて流れ、連結通路を経て空調用通風ダクト部における熱交換器の下流側へ流れる。このため、インバータの冷却部が、流れ込んだ冷気によって効果的に冷却される。また、インバータの冷却部を冷却して温まった空気は、連結通路を経て空調用通風ダクト部における熱交換器の下流側へ流れた後、空調空気と共に送風されて車室内へ送られるため、補助暖房として利用される。

請求項２に記載する本発明の車両用空調装置は、請求項１記載の構成において、前記連結通路は、前記第一接続端部としての一端部が前記インバータ冷却ダクト部の一端側と接続される第一ダクト部と、前記第二接続端部としての一端部が前記空調用通風ダクト部における前記熱交換器の下流側と接続される第二ダクト部と、一端部が前記ブロアファンと接続されて前記ブロアファンへの導風通路とされる第三ダクト部と、一端部が前記ブロアファンと接続されて前記ブロアファンからの送風通路とされる第四ダクト部と、を備え、前記風向切替手段は、前記第一ダクト部、前記第二ダクト部、前記第三ダクト部、及び前記第四ダクト部の各他端部に接続され、冷房運転時には前記第一ダクト部と前記第四ダクト部とを連通させると共に前記第二ダクト部と前記第三ダクト部とを連通させる第一切替モードに設定され、暖房運転時には、前記第一ダクト部と前記第三ダクト部とを連通させると共に前記第二ダクト部と前記第四ダクト部とを連通させる第二切替モードに設定される四方弁を備えている。

請求項２に記載する本発明の車両用空調装置によれば、第一ダクト部、第二ダクト部、第三ダクト部、及び第四ダクト部の各他端部に四方弁が接続されており、冷房運転時には、四方弁が第一切替モードに設定される。これによって、第一接続端部としての一端部がインバータ冷却ダクト部の一端側と接続された第一ダクト部と、一端部がブロアファンと接続されてブロアファンからの送風通路とされる第四ダクト部とが、連通させられると共に、第二接続端部としての一端部が空調用通風ダクト部における熱交換器の下流側と接続される第二ダクト部と、一端部がブロアファンと接続されてブロアファンへの導風通路とされる第三ダクト部とが、連通させられる。このため、空調用通風ダクト部内における熱交換器の下流側の冷気は、第二ダクト部及び四方弁を介して第三ダクト部によってブロアファンへ導風されると共に、ブロアファンから第四ダクト部に送風されて四方弁及び第一ダクト部を介してインバータ冷却ダクト部の一端側へ流れる。

これに対して、暖房運転時には、四方弁が第二切替モードに設定される。これによって、第一ダクト部と第三ダクト部とが連通させられると共に、第二ダクト部と第四ダクト部とが連通させられる。このため、インバータ冷却ダクト部を通った空気は、第一ダクト部及び四方弁を介して第三ダクト部によってブロアファンへ導風されると共に、ブロアファンから第四ダクト部に送風されて四方弁及び第二ダクト部を介して空調用通風ダクト部における熱交換器の下流側へ流れる。すなわち、ブロアファンの回転方向を変えずに、連結通路でのブロアファンによる気流の向きが変えられる。

請求項３に記載する本発明の車両用空調装置は、請求項２記載の構成において、前記ブロアファンは、前記空調用通風ダクト部に設けられた空調用ブロアと兼用のブロアとされている。

請求項３に記載する本発明の車両用空調装置によれば、ブロアファンは、空調用通風ダクト部に設けられた空調用ブロアと兼用のブロアとなっているので、単一のブロアファンの回転駆動によって、空調空気が送風されると共にインバータの冷却部を冷却させる気流が生じる。

請求項４に記載する本発明の車両用空調装置は、請求項１記載の構成において、前記ブロアファンが、前記空調用通風ダクト部に設けられた空調用ブロアとは別体とされると共に、前記風向切替手段は、前記ブロアファンの回転駆動用とされて冷房運転時と暖房運転時とで前記ブロアファンの回転方向を逆方向とする正逆転可能なモータを備えている。

請求項４に記載する本発明の車両用空調装置によれば、ブロアファンが、空調用通風ダクト部に設けられた空調用ブロアとは別体とされると共に、ブロアファンの回転駆動用とされた正逆転可能なモータが、冷房運転時と暖房運転時とでブロアファンの回転方向を逆方向とする。すなわち、モータの正逆転により、連結通路内は、冷房運転時の第一風向状態と暖房運転時の第二風向状態とに切り替えられる。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の車両用空調装置によれば、インバータの冷却性能を向上させながら、冷暖房効率を良好に確保することができるという優れた効果を有する。

請求項２に記載の車両用空調装置によれば、ブロアファンの回転方向を変えずに、連結通路でのブロアファンによる気流の向きを変えることができるという優れた効果を有する。

請求項３に記載の車両用空調装置によれば、空調空気の気流、及びインバータの冷却部を冷却させる気流を効率的に生成することができるという優れた効果を有する。

請求項４に記載の車両用空調装置によれば、インバータの冷却部を冷却させる気流の制御を空調空気の気流の制御とは別個に行うことができるという優れた効果を有する。

本発明の第１の実施形態に係る車両用空調装置が配置された車両の一部を模式的に示す側断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る車両用空調装置を冷房運転時の状態で示す側断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る車両用空調装置を暖房運転外気導入時の状態で示す側断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る車両用空調装置を暖房運転内気導入時の状態で示す側断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る車両用空調装置の制御系の一部を示す概略構成図である。 本発明の第２の実施形態に係る車両用空調装置を冷房運転時の状態で示す側断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る車両用空調装置の制御系の一部を示す概略構成図である。

［第１実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る車両用空調装置について図１〜図５を用いて説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示している。

図１には、車両用空調装置２０が配置された自動車（車両）１０の前部側が模式的な側断面図にて示されている。この図に示されるように、自動車１０の前部には、パワーユニット室１２が形成されている。なお、パワーユニット室１２は、エンジンと電動モータとを含んで構成されている場合には、所謂エンジンルームとして捉えることもできる。パワーユニット室１２と車室１４とは、ダッシュパネル１６によって隔成されている。

パワーユニット室１２には、ダッシュパネル１６に固定されたインバータ３２が配置されている。インバータ３２は、図示しないバッテリに電気的に接続されており、電動機の駆動制御用とされている。また、インバータ３２は、箱体３２Ａ内に配置された図示しないインバータ回路を備えると共に、前記インバータ回路の実装面の反対面に放熱用の冷却部としての冷却フィン３４が形成されている。冷却フィン３４は、側面視で車両上下方向を長手方向とする矩形状に形成されて車両幅方向に所定の間隔で複数枚配設されており、ダッシュパネル１６に貫通形成された貫通孔１６Ａを通して車室１４内側に配置されている。

図２には、インバータ３２の冷却システムを備えた車両用空調装置２０の一部が側断面図にて示されている。図２に示されるように、車両用空調装置２０は、ＨＶＡＣ（ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｎｇ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）のユニットである空調ユニット２０Ａを備えている。空調ユニット２０Ａは、図示しないインストルメントパネルの内側（車両前方側）に配置される空調ケース（空調ダクト部）３６を備えている。空調ユニット２０Ａの空調ケース３６は、ダッシュパネル１６に対して車室１４内側に配置されてかつダッシュパネル１６に図示しない締結具（ボルト及びナット）により取り付けられている。

空調ユニット２０Ａの空調ケース３６には、車室内外に通じる空調用通風ダクト部３０の本体部３１（室内吹出しダクト部）が形成されている。一方、ダッシュパネル１６の上端部には、カウル１８が接合されており、カウル１８には、空調ユニット２０Ａの外気導入用となる外気取込口部１８Ａが形成されている。空調ケース３６の上部には、空気導入用の空気導入口３６Ａが形成され、空気導入口３６Ａには、空調用通風ダクト部３０の一部を成す空気導入用ダクト部２２の一端部が接続されている。また、空気導入用ダクト部２２の他端部は外気導入口２２Ａとされてカウル１８の外気取込口部１８Ａに接続されている。これらにより、空調用通風ダクト部３０の本体部３１は、車室外２６に通じている。

また、空気導入用ダクト部２２には内気導入用の内気導入口２２Ｂが形成されている。外気導入口２２Ａと内気導入口２２Ｂとは、空気導入用ダクト部２２の内部に設けられた切替ダンパ２４によって開閉を切り替えられるようになっている。

図５に示されるように、切替ダンパ２４の作動用のアクチュエータ２４Ａは、空調運転を制御するエアコンＥＣＵ４４に接続されており、エアコンＥＣＵ４４は、切替ダンパ２４（図２参照）の開閉を制御する。なお、エアコンＥＣＵ４４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等がバスによって接続されたマイクロコンピュータ、各種の入出力インターフェイス及び駆動回路（何れも図示省略）等を含む一般的構成となっている。エアコンＥＣＵ４４の基本的空調制御は、公知の構成を適用することができる。このエアコンＥＣＵ４４は、操作パネル４６に接続されている。操作パネル４６では、乗員操作により、冷房運転や暖房運転の設定、及び外気導入モードや内気導入モードの設定等が可能となっている。

なお、内気導入モードに設定されている図２では、内気導入口２２Ｂから導入される内気の流れを矢印Ｘで示している。また、外気導入モードに設定されている図３では、外気導入口２２Ａから導入される外気の流れを矢印Ｙで示している。

図２に示されるように、空調ケース３６には、複数の空気出口３６Ｂ（図中では１つのみを図示）が形成されている。これらの空気出口３６Ｂはダクト部（図示省略）を介して空気吹出口（図示省略）に通じている。なお、前記空気吹出口は車室１４内へ向けて開口されている。

空調ケース３６内には、空調用通風ダクト部３０の内部に熱交換器としてのエバポレータ５０が配置されている。エバポレータ５０は、蒸発器として機能し、いずれも図示しないコンプレッサ（圧縮機）、コンデンサ（凝縮器）、及びエキスパンションバルブ（膨張弁）が設けられる冷媒循環路に連通しており、前記コンプレッサ、前記コンデンサ、及び前記エキスパンションバルブと共に冷媒を循環させて冷凍サイクルを行なうようになっている。すなわち、エバポレータ５０は、図示しない前記エキスパンションバルブから送られた低温・低圧の液体（霧状）の冷媒と、空調用通風ダクト部３０内を通過する空気との間で熱交換を行って前記空気から熱を奪う（冷却する）と共に、冷媒を低温・低圧の気体にして図示しない前記コンプレッサへ送るようになっている。

また、空調ケース３６内におけるエバポレータ５０と、空調ケース３６における空気導入口３６Ａとの間には、送風用のブロアファン４０が設けられている。ブロアファン４０は、空調用ブロアとして機能し、回転駆動用のブロアモータ４２（図５参照）に接続されており、ブロアモータ４２が作動することで外気導入口２２Ａ又は内気導入口２２Ｂから空調ケース３６内に空気を吸引し、さらにこの空気をエバポレータ５０へ向けて送出する構成となっている。すなわち、空調ユニット２０Ａは、送風して車室１４内へ空気を吹き出すようになっている。

図５に示されるように、ブロアモータ４２は、エアコンＥＣＵ４４に接続されている。エアコンＥＣＵ４４は、乗員の操作パネル４６による設定に基づいて、空調風の風量（ブロア風量）を設定し、設定したブロア風量が得られるようにブロアモータ４２の回転数を制御する。

また、図２に示されるように、空調ケース３６内におけるエバポレータ５０の下流側には、エアミックスダンパ５２及びヒータコア５４が設けられている。エバポレータ５０の下流側の空気は、例えばエアミックスダンパ５２の開度に応じてヒータコア５４へ案内されて加熱され、さらに、ヒータコア５４によって加熱されていない空気と混合された後、空気出口３６Ｂへ向けて送出されるようになっている。

図５に示されるように、エアミックスダンパ５２の作動用のアクチュエータ５２Ａは、エアコンＥＣＵ４４に接続されている。エアコンＥＣＵ４４は、エアミックスダンパ５２（図２参照）の開度を制御する。

以上により、図２に示される空調ケース３６内の空調用通風ダクト部３０は、送風により空調空気を車室１４内へ送るための構成部となっている。なお、図２では、空調用通風ダクト部３０内における気流の方向を矢印Ａ１、矢印Ａ２、及び矢印Ａ３で示している。

また、空調ケース３６内には、空調用通風ダクト部３０に近接して車両前方側にインバータ冷却ダクト部５８が配置されている。インバータ冷却ダクト部５８は、ダッシュパネル１６に対して車室１４内側に隣接すると共に、本実施形態では車両上下方向に延在しており、ダッシュパネル１６の貫通孔１６Ａにほぼ対応して貫通孔５８Ａが貫通形成されている。これによって、インバータ冷却ダクト部５８の内部にインバータ３２の冷却フィン３４が配置されている。

インバータ冷却ダクト部５８の一端側としての上端側と、空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０、エアミックスダンパ５２及びヒータコア５４の下流側（以下、「エバポレータ５０等の下流側」という）とは、連結通路６０によって繋がれて連通されている。この連結通路６０には、前述したブロアファン４０の軸方向一端側（図中手前側）の部位が配置されており、ブロアファン４０は回転駆動により連結通路６０に気流を生じさせるようになっている。すなわち、連結通路６０に設けられたブロアファン４０は、空調用通風ダクト部３０に設けられた送風用の空調用ブロア（ブロアファン４０）と兼用のブロアとされている。

連結通路６０は、第一ダクト部６２、第二ダクト部６４、第三ダクト部６６、及び第四ダクト部６８を備えている。第一ダクト部６２は、その一端部である第一接続端部６２Ａがインバータ冷却ダクト部５８の上端側（一端側）と接続され、他端部６２Ｂが風向切替手段としての四方弁７０の第一ポート７０Ａと接続されている。第二ダクト部６４は、その一端部である第二接続端部６４Ａが空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０等の下流側と接続され、他端部６４Ｂが四方弁７０の第二ポート７０Ｂと接続されている。また、第三ダクト部６６は、その一端部６６Ａがブロアファン４０と接続されてブロアファン４０への導風通路とされると共に、他端部６６Ｂが四方弁７０の第三ポート７０Ｃと接続されている。さらに、第四ダクト部６８は、その一端部６８Ａがブロアファン４０と接続されてブロアファン４０からの送風通路とされると共に、他端部６８Ｂが四方弁７０の第四ポート７０Ｄと接続されている。

四方弁７０は、弁ケース内の弁体７２が回転移動可能とされており、第一ポート７０Ａ、第二ポート７０Ｂ、第三ポート７０Ｃ、及び第四ポート７０Ｄのうちの隣り合う二つずつを選択的に連通させるようになっている（図２及び図３参照）。

図５に示されるように四方弁７０（図２参照）の弁体７２の作動用のアクチュエータ７２Ａは、エアコンＥＣＵ４４に接続されており、エアコンＥＣＵ４４によって回転変位の制御がなされている。具体的には、図２に示される四方弁７０は、冷房運転時には、第一ダクト部６２と第四ダクト部６８とを連通させると共に第二ダクト部６４と第三ダクト部６６とを連通させる第一切替モード（第一の経路用の位置）に設定され、暖房運転時には、図３及び図４に示されるように、第一ダクト部６２と第三ダクト部６６とを連通させると共に第二ダクト部６４と第四ダクト部６８とを連通させる第二切替モード（第二の経路用の位置）に設定される。

換言すれば、四方弁７０は、経路切り替え用とされると共に、連結通路６０でのブロアファン４０による気流の向きの切り替え用とされ、図２に示される冷房運転時に気流を第二接続端部６４Ａ側から第一接続端部６２Ａ側へ向かわせる第一風向状態と、図３及び図４に示される暖房運転時に気流を第一接続端部６２Ａ側から第二接続端部６４Ａ側へ向かわせる第二風向状態と、に切り替える。

また、図２に示されるように、インバータ冷却ダクト部５８の下端側（他端側）には、空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の上流側と連通する第一連通部７４が形成されると共に、車室外２６と連通する第二連通部７６が形成されている。インバータ冷却ダクト部５８の下端側（他端側）には、閉止手段としてのシャッター７８が配置されている。シャッター７８は、回転移動可能とされ、第一連通部７４の開口及び第二連通部７６の開口のいずれか一方を選択的に閉止するための部材とされている。

また、図５に示されるように、シャッター７８の作動用のアクチュエータ７８Ａは、エアコンＥＣＵ４４に接続されており、エアコンＥＣＵ４４によって回転変位の制御がなされている。すなわち、エアコンＥＣＵ４４の制御によって、図２等に示されるシャッター７８は、第一連通部７４を冷房運転時及び暖房運転外気導入時（図３参照）に閉止し、第二連通部７６を図４に示される暖房運転内気導入時に閉止するようになっている。

（作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。

図２に示されるように、内気導入モードの冷房運転時には、四方弁７０（弁体７２）がエアコンＥＣＵ４４（図５参照）による制御で図２に示される第一切替モードに設定される。これによって、第一ダクト部６２と第四ダクト部６８とが連通させられると共に、第二ダクト部６４と第三ダクト部６６とが連通させられる。このため、空調用通風ダクト部３０内におけるエバポレータ５０の下流側の冷気は、第二ダクト部６４及び四方弁７０を介して第三ダクト部６６によってブロアファン４０へ導風されると共に（矢印Ｃ１及び矢印Ｃ２参照）、ブロアファン４０から第四ダクト部６８に送風されて四方弁７０及び第一ダクト部６２を介してインバータ冷却ダクト部５８の上端側へ流れる（矢印Ｃ３及び矢印Ｃ４参照）。すなわち、冷房運転時における連結通路６０内は、四方弁７０により気流を第二接続端部側６４Ａ（空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の下流側）から第一接続端部６２Ａ側（インバータ冷却ダクト部５８の上端側）へ向かわせる第一風向状態となる。

また、冷房運転時には、インバータ冷却ダクト部５８の下端側に形成されて空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の上流側と連通する第一連通部７４は、エアコンＥＣＵ４４（図５参照）による制御でシャッター７８によって閉止され、インバータ冷却ダクト部５８の下端側に形成されて車室外２６と連通する第二連通部７６は、閉止されない。これによって、空調用通風ダクト部３０内でエバポレータ５０を通過した冷気は、連結通路６０を経てインバータ冷却ダクト部５８の上端側へ流れ込み（矢印Ｃ１〜矢印Ｃ４参照）、インバータ冷却ダクト部５８内を通ってインバータ冷却ダクト部５８の下端側の第二連通部７６から車室外２６へ排出される（矢印Ｃ５及び矢印Ｃ６参照）。

このため、インバータ３２の冷却フィン３４が空調用通風ダクト部３０からの冷気によって効果的に冷却される。また、インバータ３２の冷却フィン３４を冷却して温まった空気は、エバポレータ５０の上流側へは排出されずに、第二連通部７６から車室外２６へ排出されるので（矢印Ｃ６参照）、冷房効率への影響が抑えられる。

これに対して、図３及び図４に示されるように、暖房運転時には、四方弁７０（弁体７２）がエアコンＥＣＵ４４（図５参照）による制御で図３及び図４に示される第二切替モードに設定される。これによって、第一ダクト部６２と第三ダクト部６６とが連通させられると共に、第二ダクト部６４と第四ダクト部６８とが連通させられる。このため、インバータ冷却ダクト部５８を通った空気は、第一ダクト部６２及び四方弁７０を介して第三ダクト部６６によってブロアファン４０へ導風されると共に（矢印Ｗ３及び矢印Ｗ４参照）、ブロアファン４０から第四ダクト部６８に送風されて四方弁７０及び第二ダクト部６４を介して空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０等の下流側へ流れる（矢印Ｗ５及び矢印Ｗ６参照）。すなわち、暖房運転時における連結通路６０内は、四方弁７０により気流を第一接続端部６２Ａ側（インバータ冷却ダクト部５８の上端側）から第二接続端部６４Ａ側（空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の下流側）へ向かわせる第二風向状態となる。つまり、ブロアファン４０の回転方向を変えずに、連結通路６０でのブロアファン４０による気流の向き（風流れ）がコントロールされて変更される。

そして、図３に示されるように、暖房運転外気導入時には、インバータ冷却ダクト部５８の下端側に形成されて空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の上流側と連通する第一連通部７４は、エアコンＥＣＵ４４（図５参照）による制御でシャッター７８によって閉止され、インバータ冷却ダクト部５８の下端側に形成されて車室外２６と連通する第二連通部７６は、閉止されない。これによって、冷たい外気は、インバータ冷却ダクト部５８の下端側の第二連通部７６からインバータ冷却ダクト部５８内を通ってインバータ冷却ダクト部５８の上端側へ向けて流れ（矢印Ｗ１及び矢印Ｗ２参照）、連結通路６０を経て空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の下流側へ流れる（矢印Ｗ３〜矢印Ｗ６参照）。このため、インバータ３２の冷却フィン３４が、流れ込んだ外気によって効果的に冷却される。また、インバータ３２の冷却フィン３４を冷却して温まった空気は、連結通路６０を経て空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の下流側へ流れた後（矢印Ｗ３〜矢印Ｗ６参照）、空調空気と共に送風されて車室１４内へ送られるため、補助暖房として利用される。

一方、図４に示されるように、暖房運転内気導入時には、インバータ冷却ダクト部５８の下端側に形成されて車室外２６と連通する第二連通部７６は、エアコンＥＣＵ４４（図５参照）による制御でシャッター７８によって閉止され、インバータ冷却ダクト部５８の下端側に形成されて空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の上流側と連通する第一連通部７４は、閉止されない。これによって、例えば、暖房運転開始直後の内気導入時には、車室１４内の冷気は、内気導入口２２Ｂから空調用通風ダクト部３０に流れ込み（矢印Ｘ参照）、空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の上流側で第一連通部７４からインバータ冷却ダクト部５８内を通ってインバータ冷却ダクト部５８の上端側へ向けて流れ（矢印Ｗ０及び矢印Ｗ２参照）、連結通路６０を経て空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の下流側へ流れる（矢印Ｗ３〜矢印Ｗ６参照）。このため、インバータ３２の冷却フィン３４が、流れ込んだ冷気によって効果的に冷却される。また、インバータ３２の冷却フィン３４を冷却して温まった空気は、連結通路６０を経て空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の下流側へ流れた後（矢印Ｗ３〜矢印Ｗ６参照）、空調空気と共に送風されて車室１４内へ送られるため、補助暖房として利用される。

このように、本実施形態では、暖房時にインバータ３２の廃熱の暖房活用が可能となる。これによって、特に暖房の消費動力が大きい電気自動車（ＥＶ）では、消費電力及びその費用を抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用空調装置２０によれば、インバータ３２の冷却性能を向上させながら、冷暖房効率を良好に確保することができる。

また、本実施形態に係る車両用空調装置２０では、ブロアファン４０は、空調用通風ダクト部３０に設けられた空調用ブロアと兼用のブロアとなっているので、単一のブロアファン４０の回転駆動によって、空調空気が送風されると共にインバータ３２の冷却フィン３４を冷却させる気流が生じる。このため、空調空気の気流、及びインバータ３２の冷却フィン３４を冷却させる気流を効率的に生成することができる。

また、本実施形態では、インバータ３２を空冷できるので、インバータを水冷するための水冷用ラジエータ、ポンプ、及び配管などを不要にすることができる。

なお、冷房ＯＦＦで暖房ＯＦＦの場合（冷房運転も暖房運転もなされていない場合）に、状況に応じて図２〜図４に示されるいずれかの経路が設定されてもよい。例えば、夏季は、温められた空気を車室外２６へ排出することが可能な図２に示される経路が設定されるのが好ましい

［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る車両用空調装置８０について、図６及び図７を用いて説明する。図６には、本発明の第２の実施形態に係る車両用空調装置８０が模式的な縦断面図にて示されており、図７には、車両用空調装置８０の制御系の一部が概略構成図にて示されている。これらの図に示されるように、車両用空調装置８０は、連結通路８２に四方弁７０（図２等参照）が配置されていない点、及び連結通路８２に専用のブロアファン９２が配置されている点で、第１の実施形態に係る車両用空調装置２０（図２等参照）とは異なる。他の構成は、第１の実施形態とほぼ同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。

図６に示されるように、連結通路８２は、インバータ冷却ダクト部５８の上端側（一端側）と空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０等の下流側とを繋いで連通させており、ダクト部８４、８６を備えている。ダクト部８４は、その一端部である第一接続端部８４Ａがインバータ冷却ダクト部５８の上端側（一端側）と接続され、他端部８４Ｂがブロアファン９２と接続されている。また、ダクト部８６は、その一端部である第二接続端部８６Ａが空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０等の下流側と接続され、他端部８６Ｂがブロアファン９２と接続されている。

ブロアファン９２は、空調用通風ダクト部３０に設けられた送風用の空調用ブロア８８とは別体とされ、連結通路８２に配置されており、回転駆動により連結通路８２に気流を生じさせるようになっている。なお、空調用ブロア８８は、図７にブロック化して示されるブロアモータ９０に接続されており、ブロアモータ９０は、エアコンＥＣＵ４４に接続されて第１実施形態におけるブロアモータ４２（図５参照）と同様の制御がなされている。

これに対して、ブロアファン９２（図６参照）は、ブロアモータ９０とは別体の風向切替手段としてのブロアモータ９４に接続されている。ブロアモータ９４は、ブロアファン９２（図６参照）の回転駆動用とされて冷房運転時と暖房運転時とでブロアファン９２の回転方向を逆方向（具体的には冷房運転時には図６の反時計回り方向、暖房運転時はその逆方向）とする正逆転可能なモータとされている。

ブロアモータ９４は、エアコンＥＣＵ４４に接続されており、図６に示される連結通路８２でのブロアファン９２による気流の向きの切り替え用とされ、エアコンＥＣＵ４４（図７参照）によって正逆転等の制御がなされている。具体的には、図７に示されるブロアモータ９４は、エアコンＥＣＵ４４の制御によって、図６に示される冷房運転時に気流を第二接続端部８６Ａ側（空調用通風ダクト部３０におけるエバポレータ５０の下流側）から第一接続端部８４Ａ側（インバータ冷却ダクト部５８の上端側）へ向かわせる第一風向状態と、図示しない暖房運転時に気流を第一接続端部８４Ａ側から第二接続端部８６Ａ側へ向かわせる第二風向状態と、に切り替える。

本実施形態に係る車両用空調装置８０では、ブロアモータ９４（図７参照）の正逆転によって、連結通路８２でのブロアファン９２による気流の向きが切り替えられるので、前述した第１実施形態と同様の作用及び効果が得られる。また、本実施形態では、インバータ３２の冷却フィン３４を冷却させる気流の制御を空調空気の気流の制御とは別個に行うことができる。

［実施形態の補足説明］
なお、上記第１の実施形態では、図２等に示されるように、ブロアファン４０は、空調用通風ダクト部３０に設けられた空調用ブロアと兼用のブロアとされているが、ブロアファンは、空調用通風ダクト部に設けられた空調用ブロアとは別体とされてもよい。

また、上記実施形態では、インバータ３２は、冷却部として冷却フィン３４を備えているが、インバータの冷却部は、冷却フィンを備えないボックス面であってもよい。

また、上記実施形態では、インバータ冷却ダクト部５８は、ダッシュパネル１６に対して車室１４内側（車両後方側）に配置されているが、インバータ冷却ダクト部（５８）は、ダッシュパネル（１６）に対してパワーユニット室（１２）側（車両前方側）に配置されてもよい。また、インバータ冷却ダクト部５８は、空調用通風ダクト部３０と一体に形成されてもよいし、空調用通風ダクト部３０とは別体に形成されて空調用通風ダクト部３０と接合される構成でもよい。

また、上記実施形態では、シャッター７８が第一連通部７４の開口及び第二連通部７６の開口のいずれか一方を選択的に閉止しているが、閉止手段は、例えば、第一連通部７４の開口を開閉するための第一ドアと、第二連通部７６の開口を開閉するための第二ドアと、によって構成された閉止機構等のような他の閉止手段であってもよい。

さらに、連結通路とインバータ冷却ダクト部とは一体に形成されてもよいし別体で形成されてもよい。また、連結通路と空調用通風ダクト部とは一体に形成されてもよいし別体で形成されてもよい。すなわち、請求項１及び請求項２に記載の「接続」には、別部材同士が繋がる場合が含まれる他、一部材の異なる部位同士が繋がる場合も含まれる。

なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

１０ 自動車（車両）
２０ 車両用空調装置
３０ 空調用通風ダクト部
３２ インバータ
３４ 冷却フィン（冷却部）
４０ ブロアファン（空調用ブロア）
５０ エバポレータ（熱交換器）
５８ インバータ冷却ダクト部
６０ 連結通路
６２ 第一ダクト部
６２Ａ 第一接続端部
６４ 第二ダクト部
６４Ａ 第二接続端部
６６ 第三ダクト部
６８ 第四ダクト部
７０ 四方弁（風向切替手段）
７４ 第一連通部
７６ 第二連通部
７８ シャッター（閉止手段）
８０ 車両用空調装置
８４Ａ 第一接続端部
８６Ａ 第二接続端部
８８ 空調用ブロア
９２ ブロアファン
９４ ブロアモータ（風向切替手段）

Claims (4)

1. 車両に設けられ、内部に熱交換器が配置されると共に送風により空調空気を車室内へ送るための空調用通風ダクト部と、
   前記空調用通風ダクト部に近接して配置され、内部にインバータの冷却部が配置されるインバータ冷却ダクト部と、
   前記インバータ冷却ダクト部の一端側に接続される第一接続端部と、前記空調用通風ダクト部における前記熱交換器の下流側に接続される第二接続端部と、を備えると共に、前記インバータ冷却ダクト部の一端側と前記空調用通風ダクト部における前記熱交換器の下流側とを繋いで連通させる連結通路と、
   前記連結通路に配置され、回転駆動により前記連結通路に気流を生じさせるブロアファンと、
   前記インバータ冷却ダクト部の他端側に形成されて前記空調用通風ダクト部における前記熱交換器の上流側と連通する第一連通部と、
   前記インバータ冷却ダクト部の他端側に形成されて車室外と連通する第二連通部と、
   前記第一連通部を冷房運転時及び暖房運転外気導入時に閉止し、前記第二連通部を暖房運転内気導入時に閉止する閉止手段と、
   前記連結通路での前記ブロアファンによる気流の向きの切り替え用とされ、冷房運転時に前記気流を前記第二接続端部側から前記第一接続端部側へ向かわせる第一風向状態と、暖房運転時に前記気流を前記第一接続端部側から前記第二接続端部側へ向かわせる第二風向状態と、に切り替える風向切替手段と、
   を有する車両用空調装置。
2. 前記連結通路は、前記第一接続端部としての一端部が前記インバータ冷却ダクト部の一端側と接続される第一ダクト部と、前記第二接続端部としての一端部が前記空調用通風ダクト部における前記熱交換器の下流側と接続される第二ダクト部と、一端部が前記ブロアファンと接続されて前記ブロアファンへの導風通路とされる第三ダクト部と、一端部が前記ブロアファンと接続されて前記ブロアファンからの送風通路とされる第四ダクト部と、を備え、
   前記風向切替手段は、
   前記第一ダクト部、前記第二ダクト部、前記第三ダクト部、及び前記第四ダクト部の各他端部に接続され、冷房運転時には前記第一ダクト部と前記第四ダクト部とを連通させると共に前記第二ダクト部と前記第三ダクト部とを連通させる第一切替モードに設定され、暖房運転時には、前記第一ダクト部と前記第三ダクト部とを連通させると共に前記第二ダクト部と前記第四ダクト部とを連通させる第二切替モードに設定される四方弁を備えている請求項１記載の車両用空調装置。
3. 前記ブロアファンは、前記空調用通風ダクト部に設けられた空調用ブロアと兼用のブロアとされている請求項２記載の車両用空調装置。
4. 前記ブロアファンが、前記空調用通風ダクト部に設けられた空調用ブロアとは別体とされると共に、
   前記風向切替手段は、前記ブロアファンの回転駆動用とされて冷房運転時と暖房運転時とで前記ブロアファンの回転方向を逆方向とする正逆転可能なモータを備えている請求項１記載の車両用空調装置。