JP2002106473A - 車両用コンプレッサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両用コンプレッサーへの外部からの配線接続
は、屈曲性に優れた被覆外径の小さい信号用配線のみ
で、該車両用コンプレッサーに付属の電磁クラッチ及び
電磁制御弁を駆動することができる車両用コンプレッサ
ーを提供する。 【解決手段】車両用コンプレッサーのシリンダ部１８の
外側面１８ａには熱発電素子１７が装着されており、こ
の熱発電素子１７によって得られた電気は制御ユニット
１３内の電圧制御部１５を介して小型バッテリ１６に蓄
電される。エアコンＥＣＵ３０から信号用配線３１を介
して制御ユニット１３の駆動回路部１４に伝達された制
御信号に基づいて、電磁制御弁３と電磁クラッチ４は駆
動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用コンプレッ
サーの高温部位に熱発電素子を取付けて、その発電した
電力で車両用コンプレッサーに付属の電気部品を駆動す
るようにした技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用コンプレッサーは、例え
ば、特開平６―２６５６号公報に開示されているような
構造を有しており、回転軸に取付けられた電磁クラッチ
を介して外部から動力を得ている。その回転軸上には斜
板が支持されており、その斜板に係合されたピストンの
往復運動によって冷媒の吸入、圧縮、吐出が行われるよ
うになっている。また、クランク室内の圧力を制御して
前記斜板の傾角を変更するための電磁制御弁が配設され
ている。

【０００３】例えば、自動車用コンプレッサーでは、電
磁クラッチと電磁制御弁とが付属されてエンジンルーム
内に配設されている。このコンプレッサーと、車室内に
取付けられた空調用制御装置とは駆動用配線で接続され
ている。この空調用制御装置から駆動用配線を介して、
車室内に設置されたエアコンスイッチのＯＮにより電磁
クラッチに駆動電流が供給され、車室内に設置された温
度センサ等からの情報に基づいた演算結果に応じて電磁
制御弁に駆動電流が供給される。この駆動電流によって
電磁クラッチと電磁制御弁の動作が制御されることによ
り、前記自動車用コンプレッサーの制御がなされて、車
室内の温度が適切に保たれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記駆動用
配線は、電磁クラッチと電磁制御弁のそれぞれのコイル
駆動電流を通電しなければならず、信号用配線に比較し
て太い径の配線を用いる必要がある。また、該駆動用配
線をエンジンルーム内から離れた車室内に配線する際、
エンジン本体、排気系統の配管等の高熱部位からの熱を
避けるために耐熱被覆等の対策を施さなければならなか
った。このため、結果的に駆動用配線は、比較的太い線
径に耐熱被覆を施すことで配線外径が更に大きくなり、
屈曲性に乏しいものとなっている。従って、その乏しい
屈曲性を考慮した比較的大きな配線経路を確保しなけれ
ばならず、また、該配線経路の確保が不充分な場合は前
記高熱部位との干渉を防止するために配線の固定用クラ
ンプ等を多用しなければならなかった。このため、コン
プレッサーの近くで電磁クラッチ、電磁制御弁等の付属
電気部品の駆動電流を供給させる技術の開発、更には、
コンプレッサーの前記付属電気部品が必要とする電力
を、外部からの供給なしに自給自足できる省エネルギー
技術の開発が望まれている。

【０００５】上記の省エネルギー技術としては特開平８
―２６１０６４号公報において、エンジンの排気エネル
ギを利用して発電された電気を車室内へ導いて冷房した
り、窓ガラスのデフロストに用いたり、更には車両に搭
載されたバッテリーの充電等に用いる技術が開示されて
いる。しかし、この場合にも発電場所であるエンジンの
搭載場所周辺から離れた車室内へ駆動用配線を導かなけ
ればならず、上記と同様の配線経路の確保等の問題が生
じており、前記発電場所と、その発電した電気を使用す
る場所とを近づける技術の開発が望まれている。

【０００６】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたものであって、その目的は、車両用コンプレッサ
ーへの外部からの配線接続は、屈曲性に優れた被覆外径
の小さい信号用配線のみで、該車両用コンプレッサーに
付属の電磁クラッチ及び電磁制御弁を駆動することがで
きる車両用コンプレッサーを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、車両に取付けられて空
気調和を行う車両用コンプレッサーにおいて、前記車両
用コンプレッサーの高温部位に熱発電素子を装着し、該
素子からの電力を貯える蓄電部と、該蓄電部からの電力
によって作動される駆動回路部とをコンプレッサー近傍
に設け、該駆動回路部は外部よりの制御信号により前記
車両用コンプレッサーに付属の電磁制御弁及び電磁クラ
ッチの少なくとも一方を駆動するようにしたことを特徴
としている。

【０００８】従って、請求項１に記載の発明によれば、
車両用コンプレッサーに付属の電磁制御弁及び電磁クラ
ッチが必要とする駆動電流は、該車両用コンプレッサー
本体に装着された熱発電素子から直接得ることができる
ので、外部から電力の供給を受ける必要が無く、しか
も、外部からの配線接続は屈曲性に優れた制御信号用配
線のみであるため、配線経路の確保が容易であることよ
り、該車両用コンプレッサーをモジュールとして扱える
ため取付け場所の自由度が大きい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用コンプレッ
サーに具体化した一実施形態を図１に基づいて説明す
る。図１に示すように、車両用空調装置の冷媒循環回路
（冷房回路）は、車両用コンプレッサーとしての圧縮機
１と外部冷媒回路２とから構成されている。圧縮機１に
は、エンジン５０からの動力を入り切りするための電磁
クラッチ４と、該圧縮機１により圧縮される冷媒ガスを
外部冷媒回路２に吐出する吐出量を調節すべく、クラン
ク室内圧力を制御するための電磁制御弁３とが配設され
ている。

【００１０】外部冷媒回路２は例えば、凝縮器（コンデ
ンサ）５、減圧装置としての膨張弁６、蒸発器（エバポ
レータ）７、蒸発器７の出口と圧縮機１の吸入室８とを
つなぐ冷媒ガスの流通管９及び圧縮機１の吐出室１０を
凝縮器５に連通させるための通路としての流通管１１を
備えている。

【００１１】圧縮機１は、流通管９を介して蒸発器７か
ら吸入室８に導かれた冷媒ガスを吸入及び圧縮し、その
圧縮ガスを吐出室１０に吐出する。吐出室１０の高圧ガ
スは、流通管１１を介して凝縮器５に送られる。膨張弁
６は、蒸発器７の出口付近に設けられた感温筒１２が検
知する冷媒の温度および圧力に基づいて自己の弁開度を
自律的にフィードバック制御し、冷房負荷に見合った冷
媒を凝縮器５から蒸発器７に供給して外部冷媒回路２に
おける冷媒流量を直接調節するようになっている。

【００１２】エアコンＥＣＵ３０は電子制御ユニットで
あり、ＣＰＵ３２と図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／
Ｏを備えている。エアコンＥＣＵ３０のＩ／Ｏ入力端子
には、エアコンスイッチ３３、温度設定器３４及び車室
内の温度センサ３５等が接続されている。エアコンスイ
ッチ３３は車両の乗員によって操作される空調装置のＯ
Ｎ／ＯＦＦ切り替えスイッチであり、温度設定器３４は
車両の乗員によって操作される所望温度の設定器であ
る。また、温度センサ３５によって車室内の温度が検出
される。そして、エアコンＥＣＵ３０は、エアコンスイ
ッチ３３のＯＮにより電磁クラッチ４をＯＮさせる制御
信号と、温度設定器３４と温度センサ３５との比較値に
応じて電磁制御弁３の開度を調節するための制御信号と
を、信号用配線３１に出力する。

【００１３】また、前記圧縮機１の近傍（接する場合も
含む）には、制御ユニット１３が配設されており、該制
御ユニット１３は、駆動回路部１４と、電圧制御部１５
と、蓄電部としての小型バッテリ１６とを内蔵してい
る。前記電圧制御部１５は、圧縮機１の外側面に取付け
られた複数個の熱発電素子１７（１個のみ図示）と、前
記小型バッテリ１６とに電力線２０、２１で接続され、
前記駆動回路部１４は、小型バッテリ１６と、電磁クラ
ッチ４と、電磁制御弁３とに電力線２２、２３、２４で
接続され、前記信号用配線３１を介してエアコンＥＣＵ
３０に接続されている。

【００１４】圧縮機１の動作中は、ピストン２５の往復
動による冷媒の吸入、圧縮、吐出動作によって圧縮機１
のシリンダ部１８と、その外側面１８ａは高温となる。
この高温部位である外側面１８ａには、放熱用フィン１
９が取付けられた熱発電素子１７が複数個（１個のみ図
示）装着されている。該熱発電素子１７は公知の素子
で、前記複数個の熱発電素子１７のそれぞれには高温接
合部と低温接合部とを有しており、高温接合部を高温の
部材に接触させて、低温接合部を低温の部材に接触させ
ると、その温度差によって熱エネルギーが電気エネルギ
ーとして変換され、熱発電素子１７に電気が発生する。
つまり、高温部位である前記外側面１８ａに熱発電素子
１７の高温部を接触させて、熱発電素子１７の低温部に
放熱用フィン１９を取付けて冷却することにより、この
高温部と低温部との温度差により熱発電素子１７に電気
が発生する。また、この複数個の熱発電素子１７の数を
増減させることにより、熱発電される電圧を増減させる
ことができ、所望の電圧の電力を得ることができる。

【００１５】この熱発電された電気は、前記電力線２０
を介して制御ユニット１３の電圧制御部１５に送られて
小型バッテリ１６を充電するのに適した電圧に調節され
た後、該制御ユニット１３に内蔵された小型バッテリ１
６に電力線２１を介して蓄電される。この小型バッテリ
１６に蓄電された電力は、電力線２２を介して前記駆動
回路部１４に供給される。このとき、該駆動回路部１４
は、前記したように、エアコンＥＣＵ３０と信号用配線
３１を介して接続されており、その信号用配線３１によ
って送られてくる制御信号に基づいて、電磁クラッチ４
と電磁制御弁３とに必要な電力に増幅して電力線２３、
２４を介して電磁制御弁３と前記電磁クラッチ４のそれ
ぞれのコイルに駆動電力を供給する。つまり、圧縮機１
は、外部からはエアコンＥＣＵ３０から信号用配線３１
を介して制御信号を受けるだけでよく、電磁クラッチ４
及び電磁制御弁３のそれぞれのコイルを励磁させるため
の駆動電力は熱発電された電力で賄えるようになってい
る。

【００１６】次に、上記の様に構成された本実施の形態
の作用について説明する。

【００１７】本実施の形態の車両用コンプレッサーとし
ての圧縮機１においては、該圧縮機１の近傍に駆動回路
部１４と、電圧制御部１５と、小型バッテリ１６とを内
蔵した制御ユニット１３が配設されている。一方、エア
コンＥＣＵ３０は、エアコンスイッチ３３のＯＮにより
電磁クラッチ４をＯＮさせる制御信号と、温度設定器３
４と温度センサ３５との比較値に応じて電磁制御弁３の
開度を調節するための制御信号とを、信号用配線３１に
出力する。この信号用配線３１は、制御ユニット１３の
前記駆動回路部１４に接続されており、前記制御信号が
該駆動回路部１４に入力されることになる。

【００１８】また、圧縮機１のシリンダ部１８の外側面
１８ａには熱発電素子１７が複数個装着されており、こ
の熱発電素子１７によって発電された電力が電力線２０
を介して電圧制御部１５に送られて、更に電力線２１を
介して小型バッテリ１６を充電している。この小型バッ
テリ１６に蓄電された電力が電力線２２を経由して駆動
回路部１４に供給されている。この駆動回路部１４に
は、前記したように、電磁制御弁３と電磁クラッチ４の
制御信号が信号用配線３１を介して入力されており、こ
の制御信号に基づいて、前記小型バッテリ１６の電力を
電源として、該駆動回路部１４が電磁制御弁３と電磁ク
ラッチ４とに必要な駆動電力に増幅して電力線２３、２
４を介して電磁制御弁３と電磁クラッチ４のそれぞれの
コイルに駆動電流を供給している。これらの電力線２
０、２１、２２については、結線距離が短いため、圧縮
機１周辺のごく限られた範囲内で容易に行われる。

【００１９】従って、圧縮機１は、エアコンＥＣＵ３０
から駆動回路部１４への制御信号を受ける比較的外径の
細い信号用配線３１の接続だけでよく、外部から駆動用
の電気の供給を受けること無く作動させることができ
る。

【００２０】本実施の形態の車両用コンプレッサーによ
れば以下に示す効果がある。

【００２１】（１）車室内のエアコンＥＣＵ３０とエン
ジンルーム内の圧縮機１とを接続する配線は、信号用配
線３１だけなので従来の駆動用配線よりも比較的外径が
細くて屈曲性に富んでいる。従って、エンジンルーム内
の高温部品との干渉を回避するために自由に屈曲させる
ことができるので配線経路の確保が容易であり、配線設
計の自由度が大きい。また、高温部品との干渉を回避し
易いため配線を固定するためのクランプも少なくでき
る。

【００２２】（２）圧縮機１の電磁制御弁３と電磁クラ
ッチ４の消費する電力は、該圧縮機１のシリンダ部１８
の外側面１８ａに装着された複数個の熱発電素子１７に
よって発電された電気と、その電気を蓄電する小型バッ
テリ１６とによって供給されている。つまり、圧縮機１
で必要とする電気は自給自足している。従って、車両に
搭載されている車載バッテリー４０からの供給を受ける
必要が無く、車載バッテリー４０の負荷が軽くなるため
該車載バッテリー４０が小型化でき、更に、該車載バッ
テリー４０を充電するための発電機（オルタネータ）も
小型化できる。

【００２３】（３）圧縮機１の高温となるシリンダ部１
８の外側面１８ａに装着された複数個の熱発電素子１７
によって、熱エネルギーが電気エネルギーとして変換さ
れるので、該外側面１８ａの温度を下げることができ
る。従って、圧縮機１の温度が下がることにより、該圧
縮機１を構成する部品の信頼性が向上する。

【００２４】（４）圧縮機１とエアコンＥＣＵ３０と
は、駆動用配線と比べて比較的に外径の細い信号用配線
３１で接続されているだけなので、外径の太い駆動用配
線の、例えば、圧縮機１との接続部での該駆動用配線の
膨らみ等に影響されて該圧縮機１本体の取付け場所の制
約を受けることが少なく、また、取付け作業も容易とな
る。

【００２５】なお、発明の実施の形態は、上記実施の形
態に限定されるものではなく、下記のように実施しても
よい。 ○複数個の熱発電素子１７は、圧縮機１の高温となるシ
リンダ部１８の外側面１８ａだけに装着する形態に限定
されない。例えば、圧縮機１の吐出チャンバの表面、ベ
アリング座面の裏側、電磁クラッチコイルの表面等の高
温になる部位に該熱発電素子１７を装着しても良い。

【００２６】○駆動回路部１４は、電磁制御弁３と電磁
クラッチ４とを駆動する形態に限定されない。例えば、
駆動回路部１４からエアコンＥＣＵ３０に電力を供給し
てもよい。この場合は、車載バッテリ４０からエアコン
ＥＣＵ３０に電力の供給が不要となり、車載バッテリ４
０を小型化できるとともに、該車載バッテリー４０を充
電するための発電機（オルタネータ）も小型化できる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、電磁制
御弁及び電磁クラッチの駆動電流はコンプレッサー本体
に装着された熱発電素子から得ることができるので、外
部から電力の供給を得る必要が無く、しかも、外部から
の配線接続は屈曲性に優れた信号用配線のみであるた
め、配線経路の自由度が大きく、コンプレッサーの取付
け場所の自由度が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態を説明するための空調システムの構
成図

【符号の説明】

１…車両用コンプレッサーとしての圧縮機、３…電磁制
御弁、４…電磁クラッチ、１４…駆動回路部、１６…蓄
電部としての小型バッテリ、１７…熱発電素子、１８ａ
…高温部位である外側面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に取付けられて空気調和を行う車両
   用コンプレッサーにおいて、 前記車両用コンプレッサーの高温部位に熱発電素子を装
   着し、該素子からの電力を貯える蓄電部と、該蓄電部か
   らの電力によって作動される駆動回路部とをコンプレッ
   サー近傍に設け、該駆動回路部は外部よりの制御信号に
   より前記車両用コンプレッサーに付属の電磁制御弁及び
   電磁クラッチの少なくとも一方を駆動するようにしたこ
   とを特徴とする車両用コンプレッサー。