JPH1128926A - 電気自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気自動車用空調装置において、風上側から
エバポレータ、サブコンデンサ、及びヒータコアの順で
空調ダクト内に配置した場合に、エバポレータとサブコ
ンデンサとでスペースの省略化を図り、エバポレータと
サブコンデンサとの構成部品の共通化を図る。 【解決手段】 電気自動車用空調装置１の冷媒循環サイ
クルを構成するエバポレータ８とヒータコア９とを通風
方向に対し並設して構成したものとすると共に、エバポ
レータ８の上部タンク４０及び下部タンク４１の風下側
面とサブコンデンサ９の上部タンク４３及び下部タンク
４４の風上側面とを接合して一体にすると同時に、エバ
ポレータ８とサブコンデンサ９とのフィン４６を共通の
ものとすることで、エバポレータ８とヒータコア９とを
一体構造のものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電気自動車等に
利用される空調装置であって、特に冷媒循環サイクルを
構成するエバポレータとコンデンサとが空調ダクト内に
配置されると共に、そのエバポレータ及びコンデンサの
下流側にヒータコアが配置された構造のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電気自動車の空調装置として
は、例えば特開昭５９−４９４３９号公報又は実公昭６
２−１８４８４号公報に示されるヒートポンプ式の空調
装置を利用することが考えられるが、近年においては、
空調ダクトのクーリングユニットの下流にサブコンデン
サを設け、メインコンデンサの流入側に設けられた三方
弁の切り換えによって、コンプレッサから流出した冷媒
を、冷房時にはメインコンデンサ、サブコンデンサ、エ
バポレータ、コンプレッサの順で循環させ、暖房時には
メインコンデンサをバイパスさせて、サブコンデンサ、
エバポレータ、コンプレッサの順で循環させるようにし
たシステムが考えれている。

【０００３】しかしながら、上記構成の電気自動車用空
調装置の構成では、暖房運転時において、吸入空気温度
が低いと、エバポレータが空気から熱を吸収し難くなる
ので、エバポレータ内にて冷媒の蒸発が十分に行われ
ず、その分コンデンサにおいても冷媒の凝縮が不十分と
なるために、暖房効率が低下する。

【０００４】この欠点を克服するものとして、例えばエ
バポレータ及びサブコンデンサよりも下流側に補助ヒー
タを配することにより、サブコンデンサにおいて冷媒の
凝縮率が不十分であるために適宜に通過する空気を加熱
することができなくても、補助ヒータによりかかる空気
を加熱し、暖房能力を上げることが考えられるが、空調
ダクト内にエポレータ、サブコンデンサの他に補助ヒー
タを収納しなければならないので、その必要とするスペ
ースが拡大し、また補助ヒータの追加に伴いコストも上
昇するという不具合が新たに生ずる。

【０００５】これに対して、特開平７−２２３４２９号
公報に示される様に、第１の車室内空気熱交換器１０、
第２の車室内空気熱交換器１１、電気ヒータ１３の順で
空調ダクト内に配置すると共に、第２の車室内空気熱交
換器１１と電気ヒータ１３とを一体型にすることで省ス
ペース化を図るものが既に開発されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報では、第２の車室内空気熱交換器１１が冷媒を通す熱
交換器であるのに対し、電気ヒータ１３は外部の電源か
ら電流を流してそのコアを加熱する装置であり、第２の
車室内空気熱交換器１１と電気ヒータ１３との基本構成
は異なるので、空調ダクト内の省スペース化を仮に図る
ことができたとしても、その構成部品同士を共通化する
ことは容易ではない。

【０００７】そこで、この発明は、上流側からエバポレ
ータ、コンデンサ、及びヒータコアの順で空調ダクト内
に配置した場合に、エバポレータとコンデンサとにより
省スペース化を図ると共に、かかるエバポレータとコン
デンサとの構成部品の共通化を図った電気自動車用空調
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明に係
る電気自動車用空調装置は、冷媒循環サイクルの一部を
構成するエバポレータ及びコンデンサと、補助加熱装置
の一部を構成するヒータコアとを空調ダクト内に配し、
前記エバポレータ、コンデンサ、ヒータコアを風上側か
らこの順で配置し、前記コンデンサと前記ヒータコアと
の間に該ヒータコアを通過する空気とバイパスする空気
との割合を調節するエアミックスドアを配置し、前記エ
バポレータと前記コンデンサとを一体構造とするものと
なっている（請求項１）。

【０００９】ここで、前記冷媒循環サイクルとしては、
例えば、空調ダクト内に配されたサブコンデンサと、空
調ダクト内において前記サブコンデンサの風上側に配さ
れたエバポレータと、車室外に配されたコンプレッサ、
切換弁、メンコンデンサと、サブコンデンサとエバポレ
ータとの間に配された第１の膨張弁と、メインコンデン
サとエバポレータとの間に配された第２の膨張弁とを有
し、暖房制御時においては、切換弁の切り換えによって
コンプレッサから吐出した冷媒をサブコンデンサ、第１
の膨張弁、エバポレータの順で循環させ、冷房制御時に
おいては、切換弁の切り換えによってコンプレッサから
吐出した冷媒をメインコンデンサ、第２の膨張弁、エバ
ポレータの順で循環させるものが考えられる。また、前
記補助加熱装置としては、車室外に配された温水器と少
なくとも配管接続し、かかる温水器からヒータコアに温
水を供給するものが考えられる。

【００１０】そして、エバポレータとコンデンサとは、
ともに冷媒が流通する熱交換器であるので、エバポレー
タのフィンとコンデンサのフィンとを共通にすることに
よりエバポレータとコンデンサとを一体構造とすること
が可能である（請求項２）。ここで、フィンとしては、
コルゲート状のものが考えられる。

【００１１】また、エバポレータのタンクとコンデンサ
のタンクとを一体化させることによりエバポレータとコ
ンデンサとを一体構造とすることが可能である（請求項
３）。ここで、タンクとしては、エバポレータ、ヒータ
コアの通風方向に対し上下両側に設けられた両タンク型
と、エバポレータ、ヒータコアの通風方向に対し上下の
一方側に設けられた片タンク型とが考えられる。そし
て、エバポレータのタンクとコンデンサのタンクとの一
体化としては、エバポレータのタンクの風下側とコンデ
ンサのタンクの風上側とを接合するものであっても、一
つのタンクの内部を仕切ることにより、エバポレータの
タンクとコンデンサのタンクとを形成するものであって
も良い。

【００１２】更に、エバポレータのチューブとコンデン
サのチューブとを一体化させることによりエバポレータ
とコンデンサとを一体構造とすることが可能である（請
求項４）。ここで、チューブについては、フィンを介在
しつつ積層する形式のものと、サーペンタインチューブ
式のものが挙げられる。そして、エバポレータのチュー
ブとコンデンサのチューブとの一体化としては、エバポ
レータのチューブの風下側とコンデンサのチューブの風
上側とを接合するものであっても、一つのチューブの内
部を仕切ることにより、エバポレータのチューブとコン
デンサのチューブとを形成するものであっても良い。
尚、チューブとしては、押し出しチューブを用いても、
２枚の成形プレートを重ね合わせて構成するものであっ
ても、一枚のプレートを折り曲げて構成するものであっ
ても良い。

【００１３】しかるに、エバポレータとコンデンサとを
一体構造とすることにより、省スペース化という従来か
らの目的を達成することができると共に、エバポレータ
を構成するフィン、チューブ又はタンクと、コンデンサ
を構成するフィン、チューブ又はタンクとを共通にする
こともできる。

【００１４】また、エバポレータとコンデンサとを一体
構造とすることにより、一度にエバポレータとコンデサ
とを設置することができるので、エバポレータとコンデ
ンサとを別個に設置する場合に比し、その設置作業の簡
略化を図ることができる。

【００１５】更に、エバポレータとコンデンサとが密接
しているため、コンデンサに冷媒を流さない制御時に
は、エバポレータによりコンデンサも冷却され、エバポ
レータを通過する際のみならず、コンデンサを通過する
際も空気が冷却されるので、冷房能力が向上する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面により説明する。

【００１７】図１において示されるこの発明に係る電気
自動車用空調装置１は、空調ダクト２の最上流側にイン
テーク装置３が設けられ、内気入口４と外気入口５との
開閉割合がアクチュエータ１７により駆動されるインテ
ークドア６によって調整されるようになっている。この
インテーク装置３を介してファン７の回転により吸引さ
れた空気は、後に詳述するエバポレータ８及びサブコン
デンサ９に送られ、ここで熱交換されるようになってい
る。

【００１８】また、サブコンデンサ９の下流側には、ヒ
ータコア１０が配置されている。このヒータコア１０
は、この実施形態では、空調ダクト２外に配置された温
水器１１と配管接続することにより、温水器１１で加熱
された温水を利用して吸入された空気を加熱する温水式
のものとしているが、特にこれに限定されず、例えば電
気ヒータ式のものを用いても良い。

【００１９】そして、サブコンデンサ９とヒータコア１
０との間には、エアミックスドア１２が配置されてお
り、これによりヒータコア１０を通過する空気とバイパ
スする空気との割合を、エアミックスドア１２の開度を
アクチュエータ１８で調節することによって可変できる
ようになっている。

【００２０】尚、前記エアミックスドア１１は、全開で
破線で示すα位置にあり、これによりヒータコア１０の
通風量が最小となると共に、全閉で実線で示すβ位置に
あり、これにより、ヒータコア１０の通風量が最大とな
るものである。

【００２１】空調ダクト２の最下流側は、デフロスト吹
出口１３、ベント吹出口１４、及びヒート吹出口１５に
分かれて車室内に開口し、その分かれた部分に吹出モー
ドドア１６ａ，１６ｂ，１６ｃが設けられ、この吹出モ
ードドア１６ａ，１６ｂ，１６ｃをアクチュエータ１９
で操作することにより、吹出モードがベントモード、バ
イレベルモード、ヒートモードに切り換えられる。

【００２２】そして、前記エバポレータ８の流出側が、
車室外に配されたリキッドタンク２０を介してコンプレ
ッサ２１の吸入側に配管接続され、コンプレッサ２１の
吐出側が車室外に配されたメインコンデンサ２３の流入
側に接続されると共に、かかるメインコンデンサ２３の
流出側が、膨張弁２４を介してエバポレータ８の流入側
と配管接続されて、冷媒がサブコンデンサ９を迂回する
第１の経路が構成されている。

【００２３】また、コンプレッサ２２の吐出側とメイン
コンデンサ２３の流入側との間に切換弁２５が配され、
この切換弁２５からメインコンデンサ２３をバイパスす
るバイパス通路２６が分岐し、このバイパス通路２６の
他方側がサブコンデンサ９の流入側と配管接続され、コ
ンデンサ９の流出側が、膨張弁２７を介して前記膨張弁
２４の流出側と配管接続されて、冷媒がサブコンデンサ
に流入する第２の経路が構成されている。

【００２４】これにより、冷房サイクルと暖房サイクル
とを備えた冷媒循環サイクルが構成され、冷房サイクル
と暖房サイクルとの切り換えは、切換弁２５によって行
われる。

【００２５】つまり、冷房制御において、切換弁２５の
切換制御により、コンプレッサ２１から吐出された冷媒
を前記第１の経路を循環させることにより、サブコンデ
ンサ９を非稼働状態とすると共に、エアミックスドア１
０を全閉とする。これによって、エバポレータ８を通過
して冷却された空気は、サブコンデンサ９を通過するも
ののサブコンデンサ９で加熱されないと共にヒータコア
１０を迂回するために、ほぼエバポレータ８で冷却され
たままの温度で車室内に吹き出す。尚、微妙な温度調節
が要求される場合、例えば車室内温度が所定温度に到達
した後の温度調節の場合、エアミックスドア１２の開度
を調節してヒータコア１０に空気を送り込むことによっ
て吹出空気を繊細に調整することもできる。

【００２６】また、暖房制御において、切換弁２５の切
換制御により、コンプレッサ２１から吐出された冷媒を
前記第２の経路を循環させることにより、サブコンデン
サ９を稼働状態とすると共に、エアミックスドア１０を
全開とする。これによって、エバポレータ８によって冷
却された空気は、サブコンデンサ９を通過してサブコン
デンサ９により加熱される。そして、この熱交換に際し
ては、エバポレータ８での吸熱とサブコンデンサ９での
放熱のバランスは、コンプレッサ２２の仕事分放熱が多
いため、総合的に吹出空気温度は上昇する。これによ
り、エバポレータ８で冷却される前の空気よりも温めら
れた温度で車室内に吹き出すことができる。更に、この
サブコンデンサ９による加熱のみでは不十分であると判
断された場合には、エアミックスドア１２の開度を調節
してヒータコア１０に空気を送り込むことにより、かか
る空気を再加熱して、暖房制御の向上を図かることもで
きる。

【００２７】ところで、上記冷暖房サイクルを構成する
エバポレータ８とサブコンデンサ９とは、図２に示され
る様に、通風方向に対し、エバポレータ８が風上側、サ
ブコンデンサ９が風下側となる様に並設されている。こ
のうち、エバポレータ８は、上部タンク２８と下部タン
ク２９とを備えると共に、かかる上側タンク２８と下側
タンク２９とを連通するチューブ３０を有したものとな
っている。サブコンデンサ９も同様に、上部タンク３１
と下部タンク３２とを備えると共に、かかる上側タンク
３１と下側タンク３２とを連通するチューブ３３を有し
たものとなっている。そして、エバポレータ８の上部タ
ンク２８及び下部タンク２９の風下側面と、サブコンデ
ンサ９の上部タンク３１及び下部タンク３２の風上側面
とが接合されることにより、タンクが一体になっている
と共に、前記エバポレータ８のチューブ３０、３０間と
サブコンデンサ９のチューブ３３、３３間とにわたって
フィン３４が延びたものとなっている。

【００２８】これにより、エバポレータ８とヒータコア
９とは一体構造のものとなり、エバポレータ８とヒータ
コア９との間の空間が省略されると共に、フィン３４を
共通化することができるため、別々にエバポレータ８と
ヒータコア９とを設置していた場合よりも、その通風方
向幅を小さくすることがきるので、省スペース化を図る
ことができる。また、少なくともフィン３４を共通化す
ることができるので、部品点数の削減、製造コストの削
減を図ることができる。更に、エバポレータ８とヒータ
コア９とを一の設置作業により同時に空調ダクト２内に
設置することができる。

【００２９】更にまた、前述した様に、冷房運転時にお
いては、サブコンデンサ９は稼働しないので、サブコン
デンサ９を通過する空気が加熱されないのは勿論のこ
と、サブコンデンサ９とエバポレータ８のフィン３４と
が共通のものであるため、エバポレータ８によりサブコ
ンデンサ９が冷却されることとなるので、空気がサブコ
ンデンサ９を通過する際にも冷却される。

【００３０】尚、図２において、エバポレータ８のタン
ク２８、２９とサブコンデンサ９のタンク３１、３２と
が当接して一体構造になると同時にフィン３４を共通の
ものとするとして説明したが、これに限定されるもので
はなく、通風方向に対し上下に設けられた各タンク内に
仕切りを設けることにより、前記エバポレータのタンク
２８、２９とサブコンデンサ９のタンク３１、３２とを
一体とするものであっても良い。

【００３１】また、エバポレータ８のチューブ３０とサ
ブコンデンサ９のチューブ３３とについても、図３に示
される様に、チューブ３０の風下側面とチューブ３３の
風上側面とを接合することにより一体としても、図４に
示される様に、チューブ３５内に仕切り３６を設けるこ
とにより、前記エバポレータのチューブ３０とサブコン
デンサ９のチューブ３３とを一体とするものであっても
良い。

【００３２】

【発明の効果】以上により、請求項１に記載の発明によ
れば、エバポレータとコンデンサとを一体構造とするこ
とにより、エバポレータとコンデンサとを別々に空調ダ
クト内に配するよりも、省スペース化を図ることができ
る。

【００３３】また、請求項１に記載の発明によれば、エ
バポレータとコンデンサとを一体構造とすることによ
り、エバポレータとコンデンサとを一の設置作業で同時
に設置することができるので、作業の簡略化を図ること
ができると共に、エバポレータとコンデンサとを別個に
取付ける場合よりも、取付部品の削減を図ることができ
る。

【００３４】また、請求項２、請求項３及び請求項４に
記載の発明によれば、エバポレータとコンデンサとが、
共に冷媒が流れる熱交換器であるため、フィン、チュー
ブ又はタンクの共通化を図ることができるので、従来の
エバポレータとコンデンサとを別々に製造する場合に比
し、部品点数の削減、製造コストの削減を図ることがで
きる。

【００３５】更に、エバポレータとコンデンサとが密接
しているため、冷媒循環サイクルの構成を冷房制御にお
いてかかるコンデンサに冷媒を流さない構成とした場合
には、エバポレータによりコンデンサも冷却されるた
め、エバポレータを通過する際のみならず、コンデンサ
を通過する際も空気が冷却されるので、空調装置全体の
冷房能力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明が用いられる電気自動車用空
調装置の概略を示す概略説明図である。

【図２】図２は、タンクを一体に接合すると共にフィン
を共通にすることによりエバポレータとサブコンデンサ
とを一体構造とした構成を示す概略説明図である。

【図３】図３は、タンク及びチューブを各々接合すると
共にフィンを共通にすることによりエバポレータとサブ
コンデンサとを一体構造とした構成を示す概略説明図で
ある。

【図４】図４は、一のチューブに仕切りを設けることに
よりエバポレータのチューブとサブコンデンサのチュー
ブと一体とした構成を示す端面図である。

【符号の説明】

１ 電気自動車用空調装置 ２ 空調ダクト ８ エバポレータ ９ サブコンデンサ １０ ヒータコア １２ エアミックスドア ２８ エバポレータの上部タンク ２９ エバポレータの下部タンク ３０ エバポレータのチューブ ３１ サブコンデンサの上部タンク ３２ サブコンデンサの下部タンク ３３ サブコンデンサのチューブ ３４ フィン ３５ チューブ ３６ 仕切り

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒循環サイクルの一部を構成するエバ
   ポレータ及びコンデンサと、補助加熱装置の一部を構成
   するヒータコアとを空調ダクト内に配し、 前記エバポレータ、コンデンサ、ヒータコアを風上側か
   らこの順で配置し、 前記コンデンサと前記ヒータコアとの間に該ヒータコア
   を通過する空気とバイパスする空気との割合を調節する
   エアミックスドアを配置し、前記エバポレータと前記コ
   ンデンサとを一体構造とすることを特徴とする電気自動
   車用空調装置。
2. 【請求項２】 エバポレータのフィンとコンデンサのフ
   ィンとを共通にすることによりエバポレータとコンデン
   サとを一体構造としたことを特徴とする請求項１に記載
   の電気自動車用空調装置。
3. 【請求項３】 エバポレータのタンクとコンデンサのタ
   ンクとを一体化させることによりエバポレータとコンデ
   ンサとを一体構造としたことを特徴とする請求項１に記
   載の電気自動車用空調装置。
4. 【請求項４】 エバポレータのチューブとコンデンサの
   チューブとを一体化させることによりエバポレータとコ
   ンデンサとを一体構造としたことを特徴とする請求項１
   に記載の電気自動車用空調装置。