JP2003146058A - 車両用冷房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搭載性に優れると共に、軸封止装置を不要と
して冷媒や潤滑油の漏れに対する信頼性を確保可能とす
る車両用冷房装置を提供する。 【解決手段】 エンジン１０の駆動力を受けて作動し、
冷媒を圧縮する圧縮機１１１を有する冷房装置１１０
に、圧縮機１１１に並列になるように配設されると共
に、モータ部２１０の駆動によって冷媒を圧縮する圧縮
機部２２０を有する電動圧縮機２００が設けられ、冷房
装置１１０作動時にエンジン１０が停止した場合、電動
圧縮機２００が作動される車両用冷房装置において、電
動圧縮機２００は、回転軸２１３、２２３を含むモータ
部２１０および圧縮機部２２０を、密閉ハウジング２３
０内に一体的に収容する密閉式のものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の走行状態に
応じてエンジンが停止されるいわゆるアイドルストップ
車両やハイブリッド車両における車両用冷房装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、省燃費の観点よりいわゆるアイド
ルストップ車両やハイブリッド車両が市場に投入される
例が有る。これらの車両においては、走行状態（アイド
ルストップ車両では一時停車時、ハイブリッド車両では
一時停車時、発進時、低速走行時等）に応じてエンジン
を停止させるようにしているため、エンジンの駆動力を
受けて作動する冷房装置用の圧縮機も停止することにな
り、エンジン停止中は冷房装置として作動しないことに
なる。

【０００３】この解決策として例えば、特開２０００−
１２７７５３号公報では、エンジンにより作動される圧
縮機（公報中では第１コンプレッサ）とは別に、モータ
の駆動力を受けて作動する第２コンプレッサを設けて、
エンジン停止中においては、この第２コンプレッサによ
って冷房装置を継続して作動させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報の実施形態においては、第２コンプレッサとモータと
は別体のものとして形成され、プーリーおよびベルトを
介して作動されるように設定されているので、搭載スペ
ースを多く必要とする。また、第２コンプレッサおよび
モータはシャフトの一端側が外部に開放される開放型の
ものとなるので、内部の冷媒や潤滑油の漏洩を防止して
信頼性を確保するために、軸封止装置を設ける必要があ
る。

【０００５】本発明の目的は、上記問題に鑑み、搭載性
に優れると共に、軸封止装置を不要として冷媒や潤滑油
の漏れに対する信頼性を確保可能とする車両用冷房装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。

【０００７】請求項１に記載の発明では、走行状態に応
じてエンジン（１０）が停止される車両に適用されるも
のであって、エンジン（１０）の駆動力を受けて作動
し、冷媒を圧縮する圧縮機（１１１）を有する冷房装置
（１１０）に、圧縮機（１１１）に並列になるように配
設されると共に、モータ部（２１０）の駆動によって冷
媒を圧縮する圧縮機部（２２０）を有する電動圧縮機
（２００）が設けられ、冷房装置（１１０）作動時にエ
ンジン（１０）が停止した場合、電動圧縮機（２００）
が作動される車両用冷房装置において、電動圧縮機（２
００）は、回転軸（２１３、２２３）を含むモータ部
（２１０）および圧縮機部（２２０）を、密閉ハウジン
グ（２３０）内に一体的に収容する密閉式のものとした
ことを特徴としている。

【０００８】これにより、モータ部（２１０）および圧
縮機部（２２０）が一体形成され、搭載性に優れた電動
圧縮機（２００）とすることができる。また、密閉ハウ
ジング（２３０）によって、モータ部（２１０）および
圧縮機部（２２０）の回転軸（２１３、２２３）と共に
内部の冷媒や潤滑油を封じ込めるので、軸封止装置を不
要として冷媒や潤滑油の漏れに対する信頼性を確保する
ことができる。

【０００９】ところで、上述した従来技術においては、
第２コンプレッサを圧縮機（第１コンプレッサ）に対し
て並列配置となるように接続しているので、配管取回し
が複雑となり、また、この配管接続部の冷媒や潤滑油の
漏洩についても充分な配慮をはらう必要が有った。

【００１０】これに対して、請求項２に記載の発明で
は、走行状態に応じてエンジン（１０）が停止される車
両に適用されるものであって、エンジン（１０）の駆動
力を受けて作動し、冷媒を圧縮する圧縮機（１１１）、
この圧縮機（１１１）からの冷媒を凝縮する凝縮器（１
１２）が設けられた冷房装置（１１０）と、モータ部
（２１０）の駆動によって冷媒を圧縮する圧縮機部（２
２０）が設けられた電動圧縮機（２００）とを有し、冷
房装置（１１０）作動時にエンジン（１０）が停止した
場合、電動圧縮機（２００）が作動される車両用冷房装
置において、電動圧縮機（２００）は、回転軸（２１
３、２２３）を含むモータ部（２１０）および圧縮機部
（２２０）を、密閉ハウジング（２３０）内に一体的に
収容する密閉式のものであり、圧縮機（１１１）および
凝縮器（１１２）の間に配置され、電動圧縮機（２０
０）には、圧縮機部（２２０）をバイパスするバイパス
流路（２３５）と、バイパス流路（２３５）に配設され
ると共に、圧縮機（１１１）の吐出圧力によりバイパス
流路（２３５）を開く逆止弁（２３６）とが設けられ、
圧縮機（１１１）は、吸入弁（１１１ａ）および吐出弁
（１１１ｂ）を有するピストン型圧縮機としたことを特
徴としている。

【００１１】これにより、請求項１に記載の発明と同様
に、電動圧縮機（２００）の搭載性の向上、軸封止装置
無しで冷媒、潤滑油の漏れに対する信頼性確保が可能で
あり、加えて、電動圧縮機（２００）の配管取回しを簡
素化し、更に漏れに対する信頼性を向上させ、コストダ
ウンが可能となる。

【００１２】即ち、電動圧縮機（２００）のバイパス流
路（２３５）に逆止弁（２３６）を設け、圧縮機（１１
１）をピストン型圧縮機とすることで、圧縮機（１１
１）作動時は、冷媒をバイパス流路（２３５）側に流
し、また圧縮機部（２２０）作動時は、圧縮機（１１
１）の吸入弁（１１１ａ）、吐出弁（１１１ｂ）を通し
て冷媒を吸入でき、両圧縮機（１１１、２００）の使い
分けが可能となり、電動圧縮機（２００）を圧縮機（１
１１）の凝縮器（１１２）側に直列に配置することがで
きる。よって、並列配置時に使用された冷媒配管（１１
５ａ）を不要とすることができ、接続部が減る分、漏れ
に対する心配は減り、また冷媒配管（１１５ａ）分のコ
ストダウンが図れる訳である。

【００１３】そして、請求項３に記載の発明では、圧縮
機（１１１）は、複数のピストン（１１１ｆ）を有する
多気筒ピストン型圧縮機としたことを特徴としている。

【００１４】これにより、圧縮機部（２２０）作動時の
圧縮機（１１１）を流通する流路を増加させることがで
きるので、冷媒の流通抵抗を低減できる。

【００１５】更に、請求項４に記載の発明では、モータ
部（２１０）には、冷媒が流通するようにしたことを特
徴としている。

【００１６】これにより、冷媒によるモータ部（２１
０）への冷却効果が得られ、モータ部（２１０）の寿命
向上あるいは小型化が可能となる。

【００１７】また、請求項５に記載の発明では、圧縮機
部（２２０）の最大能力は、圧縮機（１１１）の最大能
力よりも小さくするようにしたことを特徴としている。

【００１８】これにより、更に電動圧縮機（２００）の
小型化が可能となる。これは、電動圧縮機（２００）と
しては、圧縮機（１１１）とは異なりエンジン（１０）
の停止中における冷房機能を満たすだけの能力設定とす
れば良いからである。

【００１９】尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述す
る実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明の第１実
施形態を図１、図２に示し、まず、具体的な構成につい
て説明する。第１実施形態における車両用冷房装置１０
０は、走行中一時停車した時にエンジン１０が停止され
るいわゆるアイドルストップ車両に適用したものとして
おり、冷房装置１１０、制御装置１２０および電動圧縮
機２００とから成る。

【００２１】冷房装置１１０は、図１に示すように、周
知の冷凍サイクルを形成するものであり、冷凍サイクル
内の冷媒を高温高圧に圧縮する圧縮機１１１、圧縮され
た冷媒を液化凝縮する凝縮器１１２、液化された冷媒を
断熱膨張させる膨張弁１１３、膨張した冷媒を蒸発さ
せ、その蒸発潜熱により自身を通過する空気を冷却する
蒸発器１１４がゴム製あるいは金属製の冷媒配管１１５
によって順次接続されている。圧縮機１１１は、エンジ
ン１０の駆動力をプーリーおよびプーリーベルトを介し
て作動するようにしている。尚、圧縮機１１１、凝縮器
１１２は、エンジンルーム１ａ内に配設され、また膨張
弁１１３、蒸発器１１４は空調ユニット１１０ａの構成
部品として車室のインパネ内に配設されている。

【００２２】また、空調ユニット１１０ａには制御装置
１２０が設けられており、この制御装置１２０は、冷房
装置１１０の各種制御を行なうと共に、後述する電動圧
縮機２００のモータ部２１０の作動を制御する。具体的
には、図示しない各種センサからの信号、即ち、車速、
エンジン回転数、蒸発器後方温度、車室内温度、Ａ／Ｃ
要求信号等に基づいて、モータ部２１０のＯＮ−ＯＦＦ
を行なう。

【００２３】次に、電動圧縮機２００の構成について、
図２を用いて説明する。電動圧縮機２００は、円筒状の
半容器を成す第１ハウジング２３１と蓋状部材を成す第
２ハウジング２３２とから形成される密閉ハウジング２
３０内に、回転軸２１３、偏心シャフト（クレーム中の
回転軸に対応）２２３を含むモータ部２１０および圧縮
機部２２０が一体的に収容される密閉式のものとしてい
る。

【００２４】モータ部２１０は、第１ハウジング２３１
内に回転子２１４、固定子２１５が設けられ、回転子２
１４を貫通する回転軸２１３が軸受け２１６、２１７に
よって支持され、固定子２１５に通電されて回転駆動す
る周知のブラシレスモータである。

【００２５】圧縮機部２２０は、ここではローリングピ
ストン型圧縮機としており、偏心シャフト２２３によっ
て圧縮室２２６内で公転されるロータ２２４が設けられ
ており、圧縮室２２６の下側には圧縮された冷媒が吐出
する吐出室２２７が形成されている。第１ハウジング２
３１の下側には圧縮室２２６内に連通する吸入ポート２
３３が溶接接合されて設けられ、また、第２ハウジング
の上側にはモータ部２１０が収容される空間内に連通す
る吐出ポート２３４が溶接接合されて設けられている。
更に、吐出室２２７からモータ部２１０が収容される空
間内に連通する連通孔２２８が設けられており、吸入ポ
ート２３３から吸入された冷媒は、圧縮室２２６で圧縮
された後に吐出室２２７、連通孔２２８を経て、モータ
部２１０を流通した後に、吐出ポート２３４から吐出す
るようにしている。

【００２６】そして、モータ部２１０の回転軸２１３と
圧縮機部２２０の偏心シャフト２２３の互いに対向する
一端側が結合されており、この回転軸２１３、偏心シャ
フト２２３を含むモータ部２１０および圧縮機部２２０
が密閉ハウジング２３０内に収容された後に、第１、第
２ハウジング２３１、２３２間で溶接接合され密閉式の
電動圧縮機２００として形成されている。ここで、電動
圧縮機２００内の圧縮機部２２０の最大能力（吐出圧
力、吐出容量等）としては、アイドルストップ車両とし
てエンジン１０停止中における冷房機能を満たすだけの
能力設定とすれば良いので、上記した冷房装置１１０内
の圧縮機１１１の最大能力（吐出圧力、吐出容量等）よ
りも小さくなるように設定している。

【００２７】このように形成された電動圧縮機２００
は、図１中のエンジンルーム１ａ内に取付けブラケット
１１６を介して取付けられ、冷房装置１１０内の圧縮機
１１１に並列となるように、即ち、圧縮機１１１の吸入
側および吐出側の間で冷媒配管１１５ａによって接続さ
れている。

【００２８】以上のように構成された車両用冷房装置１
００は、車両走行時、即ち、エンジン１０が作動してい
る場合は、エンジン１０の駆動力を受けて圧縮機１１１
が作動し冷房機能を果たす。即ち、圧縮機１１１で冷媒
を圧縮し、圧縮された冷媒は、以下凝縮器１１２、膨張
弁１１３、蒸発器１１４で順次凝縮液化、断熱膨張、蒸
発され、蒸発器１１４を通過する空気を蒸発潜熱により
冷却する。

【００２９】しかしながら、適用車両がアイドルストッ
プ車両のため、車両が一時停車した時にはエンジン１０
が停止し、エンジン１０を駆動源とする圧縮機１１１が
作動しなくなるので、制御装置１２０によって、電動圧
縮機２００が作動され、冷房機能を継続できるようにし
ている。

【００３０】本実施形態においては、モータ部２１０と
圧縮機部２２０とを一体的に形成しているので、搭載性
に優れた電動圧縮機２００とすることができる。また、
密閉式の電動圧縮機２００として、密閉ハウジング２３
０によって、モータ２１０および圧縮機部２２０の回転
軸２１３、偏心シャフト２２３と共に内部の冷媒や潤滑
油を封じ込めるので、軸封止装置を不要として冷媒や潤
滑油の漏れに対する信頼性を確保することができる。

【００３１】更に、密閉ハウジング２３０内で冷媒がモ
ータ部２１０を流通するようにしているので、冷媒によ
るモータ部２１０への冷却効果が得られ、モータ部２１
０の寿命向上あるいは小型化が可能となる。

【００３２】また、アイドルストップ車両への適用を考
慮して、圧縮機部２２０の最大能力を圧縮機１１１のそ
れよりも小さく設定しているので、更に、電動圧縮機２
００の小型化が可能となる。

【００３３】（第２実施形態）本発明の第２実施形態を
図３〜図５に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態
に対して、電動圧縮機２００の配置レイアウトを変更し
て、接続配管の簡素化を図るようにしたものである。

【００３４】まず、図３に示すように、電動圧縮機２０
０は、圧縮機１１１に対して直列となるように、即ち、
圧縮機１１１と凝縮器１１２との間に配置されるように
している。

【００３５】そして、図４に示すように、電動圧縮機２
００には、圧縮機部２２０をバイパスするバイパス流路
２３５を設けている。具体的には、このバイパス流路２
３５は、圧縮機部２２０の吸入側からモータ部２１０が
収容される空間内に連通する流路としている。

【００３６】更に、このバイパス流路２３５には、ボー
ル状の逆止弁２３６が設けられている。この逆止弁２３
６は、通常はバネ部材２３７によって付勢されてバイパ
ス流路２３５を閉じるようにしており、また、圧縮機１
１１からの冷媒吐出圧力によって押し上げられ、バイパ
ス流路２３５を開くようにしている。

【００３７】一方、圧縮機１１１は、図５に示すよう
に、シリンダ１１１ｅ内で往復動するピストン１１１ｆ
によって、冷媒を吸入室１１１ｃから吸入、圧縮し、吐
出室１１１ｄに吐出するピストン型圧縮機としており、
このピストン１１１ｆが複数設けられた（図示せず）多
気筒のピストン型のものとしている。そして、当然のこ
とながらピストン型圧縮機として、各シリンダ１１１ｅ
には吸入弁１１１ａ、吐出弁１１１ｂが設けられてお
り、また、ピストン１１１ｆが上死点位置の時にシリン
ダ１１１ｅとの間に形成されるシリンダ隙間部（シリン
ダ隙間容積）１１１ｇを有している。

【００３８】次に、上記構成に基づく作動について説明
する。まず、エンジン１０によって圧縮機１１１が作動
される場合、圧縮機１１１は冷媒を圧縮し、電動圧縮機
２００側へ吐出する。この時、冷媒の吐出圧力によって
逆止弁２３６が押し上げられバイパス流路２３５が開か
れ、冷媒はモータ部２１０を流通して吐出ポート２３４
から吐出される（図４中の実線）。即ち、冷媒は非作動
中の電動圧縮機２００内を通過可能となる。

【００３９】一方、エンジン１０が停止し、圧縮機１１
１が停止された場合は、電動圧縮機２００が作動される
（バッテリ１１を電源として制御装置１２０によってモ
ータ部２１０がＯＮされる）。電動圧縮機２００内の逆
止弁２３６は、冷媒の吸入側に位置すること、およびバ
ネ部材２３７の付勢力によりバイパス流路２３５を閉じ
た状態を保持しており、圧縮機部２２０で冷媒は圧縮さ
れ、この冷媒はモータ部２１０を流通して吐出ポート２
３４から吐出される。この時、圧縮機１１１のシリンダ
１１１ｅ内では各ピストン１１１ｆの停止位置によって
異なるものの、少なくともシリンダ隙間部１１１ｇによ
る空間（シリンダ隙間容積）が存在しており、電動圧縮
機２００の作動に応じて冷媒が流通しだすと、吸入弁１
１１ａおよび吐出弁１１１ｂの上流側と下流側との間で
圧力差が生ずるため、両弁１１１ａ、１１１ｂは開弁方
向に作動する。そして、冷媒は、吸入室１１１ｃ、吸入
弁１１１ａ、シリンダ隙間部１１１ｇ、吐出弁１１１
ｂ、吐出室１１１ｄの順に流通して電動圧縮機２００に
吸入される（図４、図５中の破線）。即ち、冷媒は非作
動中の圧縮機１１１内を通過可能となる。

【００４０】これにより、上記第１実施形態と同様に、
電動圧縮機２００の搭載性の向上、軸封止装置無しで冷
媒、潤滑油の漏れに対する信頼性確保が可能であり、加
えて、電動圧縮機２００の配管取回しを簡素化し、更に
漏れに対する信頼性を向上させ、コストダウンが可能と
なる。

【００４１】即ち、電動圧縮機２００のバイパス流路２
３５に逆止弁２３６を設け、圧縮機１１１をピストン型
圧縮機とすることで、圧縮機１１１作動時は、冷媒をバ
イパス流路２３５側に流し、また圧縮機部２２０作動時
は、圧縮機１１１の吸入弁１１１ａ、吐出弁１１１ｂを
通して冷媒を吸入でき、両圧縮機１１１、２００の使い
分けが可能となり、電動圧縮機２００を圧縮機１１１の
凝縮器１１２側に直列に配置することができる。よっ
て、並列配置時に使用された冷媒配管１１５ａを不要と
することができ、接続部が減る分、漏れに対する心配は
減り、また冷媒配管１１５ａ分のコストダウンが図れる
訳である。

【００４２】また、圧縮機１１１は、複数のピストン１
１１ｆを有する多気筒のピストン型圧縮機としているの
で、圧縮機部２２０作動時の圧縮機１１１を流通する流
路を増加させることができ、冷媒の流通抵抗を低減でき
る。

【００４３】尚、圧縮機１１１のピストン１１１ｆの数
は、複数に限定されることは無く単数でも良い。

【００４４】（その他の実施形態）上記実施形態では、
アイドルストップ車両に適用した車両用冷房装置として
説明したが、エンジンおよび車両モータを駆動源として
走行状態に応じてエンジンが停止（車両モータで走行）
されるハイブリッド車両に適用しても良い。

【００４５】また、電動圧縮機２００の圧縮機部２２０
は、ローリングピストン型のものとして説明したが、こ
れに限らず、斜板式可変容量型やスクロール型のもの等
としても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における車両用冷房装置
の全体構成を示す模式図である。

【図２】図１における電動圧縮機全体を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の第２実施形態における車両用冷房装置
の全体構成を示す模式図である。

【図４】図３における圧縮機および電動圧縮機の冷媒の
流れを示す模式図である。

【図５】図４における圧縮機の冷媒の流れを示す模式図
である。

【符号の説明】

１０ エンジン １００ 車両用冷房装置 １１０ 冷房装置 １１１ 圧縮機 １１１ａ 吸入弁 １１１ｂ 吐出弁 １１１ｆ ピストン １１２ 凝縮器 ２００ 電動圧縮機 ２１０ モータ部 ２１３ 回転軸 ２２３ 偏心シャフト（回転軸） ２２０ 圧縮機部 ２３０ 密閉ハウジング ２３５ バイパス流路 ２３６ 逆止弁

フロントページの続き (72)発明者 麻 弘知 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB04 AC03 CC02 CC05 CD01 CD05 3H076 AA03 AA16 AA39 BB10 BB22 BB26 BB38 BB41 CC07 CC12 CC16 CC28 CC41 CC46 CC82 CC97

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行状態に応じてエンジン（１０）が停
   止される車両に適用されるものであって、 前記エンジン（１０）の駆動力を受けて作動し、冷媒を
   圧縮する圧縮機（１１１）を有する冷房装置（１１０）
   に、 前記圧縮機（１１１）に並列になるように配設されると
   共に、モータ部（２１０）の駆動によって前記冷媒を圧
   縮する圧縮機部（２２０）を有する電動圧縮機（２０
   ０）が設けられ、 前記冷房装置（１１０）作動時に前記エンジン（１０）
   が停止した場合、前記電動圧縮機（２００）が作動され
   る車両用冷房装置において、 前記電動圧縮機（２００）は、回転軸（２１３、２２
   ３）を含む前記モータ部（２１０）および前記圧縮機部
   （２２０）を、密閉ハウジング（２３０）内に一体的に
   収容する密閉式のものとしたことを特徴とする車両用冷
   房装置。
2. 【請求項２】 走行状態に応じてエンジン（１０）が停
   止される車両に適用されるものであって、 前記エンジン（１０）の駆動力を受けて作動し、冷媒を
   圧縮する圧縮機（１１１）、この圧縮機（１１１）から
   の前記冷媒を凝縮する凝縮器（１１２）が設けられた冷
   房装置（１１０）と、 モータ部（２１０）の駆動によって前記冷媒を圧縮する
   圧縮機部（２２０）が設けられた電動圧縮機（２００）
   とを有し、 前記冷房装置（１１０）作動時に前記エンジン（１０）
   が停止した場合、前記電動圧縮機（２００）が作動され
   る車両用冷房装置において、 前記電動圧縮機（２００）は、回転軸（２１３、２２
   ３）を含む前記モータ部（２１０）および前記圧縮機部
   （２２０）を、密閉ハウジング（２３０）内に一体的に
   収容する密閉式のものであり、前記圧縮機（１１１）お
   よび前記凝縮器（１１２）の間に配置され、 前記電動圧縮機（２００）には、前記圧縮機部（２２
   ０）をバイパスするバイパス流路（２３５）と、 前記バイパス流路（２３５）に配設されると共に、前記
   圧縮機（１１１）の吐出圧力により前記バイパス流路
   （２３５）を開く逆止弁（２３６）とが設けられ、 前記圧縮機（１１１）は、吸入弁（１１１ａ）および吐
   出弁（１１１ｂ）を有するピストン型圧縮機としたこと
   を特徴とする車両用冷房装置。
3. 【請求項３】 前記圧縮機（１１１）は、複数のピスト
   ン（１１１ｆ）を有する多気筒ピストン型圧縮機とした
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用冷房装置。
4. 【請求項４】 前記モータ部（２１０）には、前記冷媒
   が流通するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求
   項３のいずれかに記載の車両用冷房装置。
5. 【請求項５】 前記圧縮機部（２２０）の最大能力は、
   前記圧縮機（１１１）の最大能力よりも小さくするよう
   にしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか
   に記載の車両用冷房装置。