JP2023092815A - 複合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用空気調和装置等の小型化や消費電力の抑制に資することができる複合装置を提供することができる複合装置を提供する。【解決手段】複合装置１は、圧縮機構３及び電動モータ４を収容すると共に、圧縮機構３で圧縮される冷媒を内部に流入させる冷媒流入口１０と圧縮機構３で圧縮された冷媒を外部に流出させる冷媒流出口１１とを有する第１ハウジング２Ａ、電気ヒータ５を収容すると共に、電気ヒータ５で加熱される熱媒体を内部に流入させる熱媒体流入口１２と電気ヒータ５で加熱された熱媒体を外部に流出させる熱媒体流出口１３とを有する第２ハウジング２Ｂと、モータ駆動回路６及びヒータ制御回路７を収容する第３ハウジング２Ｃを有している。第１ハウジング２Ａの圧縮機構収容部２Ｇとこれに対向する第２ハウジング２Ｂの対向部位２Ｈとが熱交換部材１４を介して間接的に接触している。【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒圧縮機能及び熱媒体加熱機能を有する複合装置に関する。

特許文献１には、ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に適用可能な車両空気調和装置が記載されている。特許文献１に記載された車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する電動圧縮機と、電動圧縮機から吐出された冷媒を放熱させて車室内に供給される空気を加熱する放熱器と、放熱された冷媒を減圧膨張させる膨張弁と、減圧膨張された冷媒と外気との間で熱交換を行わせる蒸発器に相当する熱交換器を含む冷媒回路を有している。また、特許文献１に記載された車両用空気調和装置は、放熱器による車室内の暖房を補助するため、熱媒体を加熱する熱媒体加熱電気ヒータと、加熱された熱媒体で車室内に供給される空気を加熱する熱媒体－空気熱交換器とを有している。

特開２０１４－２１３７６５号公報

特許文献１に記載された車両用空気調和装置は、放熱器による暖房能力の不足を補完することが可能である。しかし、特許文献１に記載された車両用空気調和装置では、電動圧縮機や熱媒体加熱電気ヒータなどが個別に設けられている。このため、装置全体が大型化し、設置スペースなどの面で改良の余地があった。

そこで、本発明は、車両用空気調和装置等の小型化や消費電力の抑制に資することができる複合装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動する電動モータと、熱媒体を加熱する電気ヒータと、前記電動モータを制御するモータ駆動回路と、前記電気ヒータを制御するヒータ制御回路とを含み、冷媒圧縮機能及び熱媒体加熱機能を有する複合装置が提供される。この複合装置は、前記圧縮機構及び前記電動モータを収容すると共に、前記圧縮機構で圧縮される冷媒を内部に流入させる冷媒流入口と前記圧縮機構で圧縮された冷媒を外部に流出させる冷媒流出口とを有する圧縮機ハウジングと、前記電気ヒータを収容すると共に、前記電気ヒータで加熱される熱媒体を内部に流入させる熱媒体流入口と前記電気ヒータで加熱された熱媒体を外部に流出させる熱媒体流出口とを有するヒータハウジングと、前記モータ駆動回路及び前記ヒータ制御回路を収容する回路ハウジングを有し、前記圧縮機ハウジングの圧縮機構収容部とこれに対向する前記ヒータハウジングの対向部位とが熱的に接触するように構成されている。

本発明によれば、車両用空気調和装置等の小型化や消費電力の抑制に資することができる複合装置を提供することができる。

実施形態に係る複合装置の正面図である。 実施形態に係る複合装置の右側面図である。 実施形態に係る複合装置の上面図である。 図１のＡ－Ａ断面概略図である。 実施形態に係る複合装置のモータ駆動回路の要部構成例を示す図である。 実施形態に係る複合装置のヒータ制御回路の要部構成例を示す図である。 図３のＢ－Ｂ断面概略拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１～図３は、本発明の実施形態に係る複合装置１の概略構成を示している。図１は、実施形態に係る複合装置１の正面図であり、図２は、実施形態に係る複合装置１の右側面図であり、図３は、実施形態に係る複合装置１の上面図である。

複合装置１は、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機能と熱媒体を加熱する熱媒体加熱機能とを有している。つまり、複合装置１は、圧縮機と熱媒体加熱装置とが一体化された構成を有している。複合装置１は、例えば、上述したような車両用空気調和装置に適用され得る。

複合装置１が車両用空気調和装置に適用された場合、複合装置１の冷媒圧縮機能部は、車両空気調和装置における冷媒回路に組み込まれ、膨張弁と、蒸発器に相当する熱交換器とを通過した冷媒を圧縮すると共に、圧縮された冷媒を、車室内に供給される空気を加熱する放熱器（冷媒－空気熱交換器）に供給するように構成され得る。また、複合装置１の熱媒体加熱機能部は、ポンプなどにより熱媒体が循環する熱媒体回路に組み込まれ、熱媒体を加熱すると共に、加熱された熱媒体を、車室内に供給される空気を加熱する熱媒体－空気熱交換器に供給するように構成され得る。なお、冷媒及び熱媒体は任意に選択され得るが、熱媒体としては、通常、水（不凍液などが混入されたものを含む）が用いられる。

図１～図３を参照すると、本実施形態において、複合装置１は、ハウジング２と、冷媒を圧縮する圧縮機構３と、圧縮機構３を駆動する電動モータ４と、熱媒体を加熱する電気ヒータ５と、電動モータ４への通電を制御するモータ駆動回路６及び電気ヒータ５への通電を制御するヒータ制御回路７とを含む。

ハウジング２は、第１ハウジング２Ａと、第２ハウジング２Ｂと、第３ハウジング２Ｃと、第１カバー２Ｄと、第２カバー２Ｅと、第３カバー２Ｆとを含み、これらが図示省略のボルトなどの締結部材によって一体的に締結されて構成されている。

第１ハウジング２Ａは、略円筒状に形成されている。第１ハウジング２Ａ内には、圧縮機構３及び電動モータ４が収容されている。圧縮機構３及び電動モータ４は、軸方向に直列に配置されている。特に限定されないが、圧縮機構３は、固定スクロールと可動（旋回）スクロールとを含むスクロール圧縮機構であり得る。また、電動モータ４の出力軸４ａは、圧縮機構３（例えば、前記可動（旋回）スクロール）に連結される。

第１ハウジング２Ａの一方（図１、図２における下側）の開口端、すなわち、第１ハウジング２Ａの圧縮機構３側の開口端は、第１カバー２Ｄによって閉塞されている。なお、第１ハウジング２Ａは、圧縮機ハウジングとも称される。

第２ハウジング２Ｂは、第１ハウジング２Ａの側方に配置されている。第２ハウジング２Ｂは、略矩形筒状に形成されている。第２ハウジング２Ｂ内には、電気ヒータ５が収容されている。特に限定されないが、本実施形態において、電気ヒータ５は、それぞれが軸方向に延びる一対の棒状ヒータ５Ａ、ヒータ５Ｂで構成されている。一対の棒状ヒータ５Ａ、５Ｂ（以下、単に「一対のヒータ５Ａ、５Ｂ」という）は、第２ハウジング２Ｂの軸線に略平行に並列して配設され、且つ電気的に並列に接続されている。

第２ハウジング２Ｂの一方（図１、図２における下側）の開口端、すなわち、一対のヒータ５Ａ、５Ｂの軸方向（長手方向）の一方の端部側に位置する開口端は、第２カバー２Ｅによって閉塞されている。なお、第２ハウジング２Ｂは、ヒータハウジングとも称される。

第３ハウジング２Ｃは、上面が開放された箱型に形成されている。第３ハウジング２Ｃ内には、モータ駆動回路６及びヒータ制御回路７が収容されている。より具体的には、モータ駆動回路６及びヒータ制御回路７が実装された回路基板８が第３ハウジング２Ｃ内に収容されている。

第３ハウジング２Ｃの底壁９は、第１ハウジング２Ａの他方（図１、図２における上側）の開口端、すなわち、第１ハウジング２Ａの電動モータ４側の開口端を閉塞し、及び第２ハウジング２Ｂの他方（図１、図２における上側）の開口端、すなわち、一対のヒータ５Ａ、５Ｂの軸方向（長手方向）の他方の端部側に位置する開口端を閉塞している。つまり、第３ハウジング２Ｃは、第１ハウジング２Ａ及び第２ハウジング２Ｂに対して電動モータ４の軸方向に配置されている。

そして、第３ハウジング２Ｃの底壁９によって第１ハウジング２Ａの前記他方の開口端及び第２ハウジング２Ｂの前記他方の開口端が閉塞されることにより、第１ハウジング２Ａの内部空間と第３ハウジング２Ｃの内部空間とが仕切られ、及び第２ハウジング２Ｂの内部空間と第３ハウジング２Ｃの内部空間とが仕切られている。つまり、第３ハウジング２Ｃ（の底壁９）は、第１ハウジング２Ａの内部空間と第３ハウジング２Ｃの内部空間とを仕切る第１仕切部９１と、第２ハウジング２Ｂの内部空間と第３ハウジング２Ｃの内部空間とを仕切る第２仕切部９２を有している。

第３ハウジング２Ｃの上面（開口端）は、第３カバー２Ｆによって閉塞されている。なお、第３ハウジング２Ｃは、回路ハウジングとも称される。

第１ハウジング２Ａには、外部からの冷媒を第１ハウジング２Ａの内部に流入させる冷媒流入口１０が形成されている。外部からの冷媒は、例えば、上述の車両用空気調和装置の冷媒回路における膨張弁と、蒸発器に相当する熱交換器とを通過した冷媒、すなわち、低温低圧の冷媒である。本実施形態において、冷媒流入口１０は、第１ハウジング２Ａの第３ハウジング２Ｃ側の部位、具体的には、第１ハウジング２Ａの内部空間と第３ハウジング２Ｃの内部空間とを仕切る第１仕切部９１の近傍に設けられている。好ましくは、冷媒流入口１０は、外部からの冷媒の少なくとも一部が第１仕切部９１に沿って流れるように、外部からの冷媒を第１ハウジング２Ａの内部に流入させるように構成されている。

冷媒流入口１０から第１ハウジング２Ａの内部に流入した冷媒は、第１ハウジング２Ａの内部空間を流れ、その後、圧縮機構３に吸入される。第１仕切部９１は、第１ハウジング２Ａの内部空間に流入する冷媒によって冷却される。また、主に電動モータ４が第１ハウジング２Ａの内部空間を流れる冷媒によって冷却される。

圧縮機構３に吸入された冷媒は、圧縮機構３によって圧縮され、高温高圧の冷媒となって圧縮機構３から吐出される。圧縮機構３から吐出された（高温高圧の）冷媒は、第１ハウジング２Ａに形成された冷媒流出口１１から外部に流出し、例えば、上述の車両用空気調和装置の冷媒回路における、車室内に供給される空気を加熱する放熱器（冷媒－空気熱交換器）に供給される。本実施形態において、冷媒流出口１１は、第１ハウジング２Ａの第１カバー２Ｄ側の部位に設けられている。

他方、第２ハウジング２Ｂには、外部からの熱媒体を第２ハウジング２Ｂの内部に流入させるための熱媒体流入口１２が形成されている。外部からの熱媒体は、例えば、上述の車両用空気調和装置の熱媒体回路における、車室内に供給される空気を加熱するための熱媒体－空気熱交換器を通過した熱媒体、すなわち、熱媒体－空気熱交換器で放熱した後の低温の熱媒体である。換言すれば、外部からの熱媒体は、電気ヒータ５によって加熱される必要のある熱媒体である。本実施形態において、熱媒体流入口１２は、第２ハウジング２Ｂの第２カバー２Ｅ側の部位、換言すれば、一対のヒータ５Ａ、５Ｂの軸方向（長手方向）の前記一方の端部の近傍に設けられている。

熱媒体流入口１２から第２ハウジング２Ｂの内部に流入した熱媒体は、第２ハウジング２Ｂの内部空間を流れ、その際に、電気ヒータ５（ヒータ５Ａ、ヒータ５Ｂ）によって加熱される。

電気ヒータ５（ヒータ５Ａ、ヒータ５Ｂ）によって加熱されて高温になって熱媒体は、第２ハウジング２Ｂに形成された熱媒体流出口１３から外部に流出し、例えば、上述の車両用空気調和装置における、車室内に供給される空気を加熱するための熱媒体－空気熱交換器に供給される。本実施形態において、熱媒体流出口１３は、第２ハウジング２Ｂの第３ハウジング２Ｃ側の部位、具体的には、第２ハウジング２Ｂの内部空間と第３ハウジング２Ｃの内部空間とを仕切る第２仕切部９２の近傍であって、且つ一対のヒータ５Ａ、５Ｂの軸方向（長手方向）の前記他方の端部の近傍に設けられている。

本実施形態において、第１ハウジング２Ａにおける圧縮機構３を収容している部分（以下「圧縮機構収容部」という）と、これに対向する第２ハウジング２Ｂの対向部位とは熱的に接触するように構成されている。ここで、「ＸとＹとが熱的に接触する」とは、ＸとＹとの間で熱交換が可能な状態にあることをいい、ＸとＹとが直接接触することはもちろん、ＸとＹとが十分に近接していることやＸとＹとが熱交換部材を介して間接的に接触することなどが含まれる。

具体的には、本実施形態において、図１及び図１のＡ－Ａ断面の概略図である図４に示されるように、第２ハウジング２Ｂの熱媒体流入口１２の近傍の部位が第１ハウジング２Ａの圧縮機構収容部２Ｇに対向する対向部位２Ｈとなっている。そして、第１ハウジング２Ａの圧縮機構収容部２Ｇと第２ハウジング２Ｂの対向部位２Ｈとが熱交換部材１４を介して間接的に接触している。すなわち、第１ハウジング２Ａの圧縮機構収容部２Ｇと第２ハウジング２Ｂの対向部位２Ｈとの間に熱交換部材１４が介在している。熱交換部材１４は、第１ハウジング２Ａ及び第２ハウジング２Ｂの材質と比較して同等以上の熱伝導率を有する材質で形成されている。特に限定されないが、熱交換部材１４は、例えばアルミニウムで形成され得る。

なお、図には示されていないが、モータ駆動回路６から電動モータ４への給電線及びヒータ制御回路７から電気ヒータ５への給電線は、それぞれ気密及び液密な状態で第３ハウジング２Ｃの底壁９を貫通して延びている。

次に、電動モータ４を制御するモータ駆動回路６及び電気ヒータ５を制御するヒータ制御回路７について説明する。

図５は、モータ駆動回路６の要部構成例を示す図である。本実施形態において、モータ駆動回路６は、外部電源からの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動モータ４に供給するように構成されている。モータ駆動回路６は、コンデンサ２１と、第１パワーモジュール２２と、第１パワーモジュール制御回路２３とを有する。

コンデンサ２１は、外部電源の電源ラインと接地ラインとの間に接続されており、外部電源からの直流電圧を平滑化する。

第１パワーモジュール２２は、電動モータ４への通電を制御する６つのパワースイッチング素子（以下、「第１パワースイッチング素子」という）Ｑ１～Ｑ６と、６つのダイオードＤ１～Ｄ６とを含む。特に限定されないが、第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）であり得る。第１パワーモジュール２２は、第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６が制御（ＰＭＷ制御）されることにより、コンデンサ２１によって平滑化された外部電源からの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動モータ４に供給する。

具体的には、第１パワーモジュール２２は、外部電源の電源ラインと接地ラインとの間に、互いに並列に設けられたＵ相アーム、Ｖ相アーム及びＷ相アームを有する。

Ｕ相アームには、２つの第１パワースイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が直列に接続され、各第１パワースイッチング素子Ｑ１、Ｑ２にはダイオードＤ１、Ｄ２がそれぞれ逆並列に接続されている。

Ｖ相アームには、２つの第１パワースイッチング素子Ｑ３、Ｑ４が直列に接続され、各第１パワースイッチング素子Ｑ３、Ｑ４にはダイオードＤ３、Ｄ４がそれぞれ逆並列に接続されている。

Ｗ相アームには、２つの第１パワースイッチング素子Ｑ５、Ｑ６が直列に接続され、各第１パワースイッチング素子Ｑ５、Ｑ６にはダイオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列に接続されている。

また、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相アームの中間点は、それぞれの一端においてスター結線された電動モータ４のＵ、Ｖ、Ｗ各相コイルの他端に接続されている。つまり、Ｕ相アームの第１パワースイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の中間点がＵ相コイルに接続され、Ｖ相アームの第１パワースイッチング素子Ｑ３、Ｑ４の中間点がＶ相コイルに接続され、及び、Ｗ相アームの第１パワースイッチング素子Ｑ５、Ｑ６の中間点がＷ相コイルに接続されている。

したがって、各相アームの電源ライン側の第１パワースイッチング素子のＯＮ期間と接地ライン側の第１パワースイッチング素子のＯＮ期間との比率が制御されることにより、第１パワーモジュール２２は、コンデンサ２１によって平滑化された外部電源からの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動モータ４に供給することができ、これによって、電動モータ４を駆動することができる。

第１パワーモジュール制御回路２３は、外部の制御装置（例えば、上述の車両用空調装置の制御装置）からの制御信号に基づき、電動モータ４、ひいては圧縮機構３を駆動するため、第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を制御（ＰＷＭ制御）する。

図６は、ヒータ制御回路７の要部構成例を示す図である。本実施形態において、ヒータ制御回路７は、高電圧電源の電圧を電気ヒータ５（ヒータ５Ａ、ヒータ５Ｂ）に印加するように構成されている。ヒータ制御回路７は、第２パワーモジュール３１と、第２パワーモジュール制御回路３２とを有する。

第２パワーモジュール３１は、電気ヒータ５への通電を制御する２つのパワースイッチング素子（以下、「第２パワースイッチング素子」という）Ｑ７、Ｑ８を含む。特に限定されないが、第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８は、モータ駆動回路６の第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と同様に、ＩＧＢＴであり得る。本実施形態において、２つの第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８のうちの一方の第２パワースイッチング素子Ｑ７は、電気ヒータ５よりも高電圧電源の出力側（電圧側）に設けられ、他方の第２パワースイッチング素子Ｑは、電気ヒータ５よりも高電圧電源の接地側に設けられている。第２パワーモジュール３１は、第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８が制御（ＰＭＷ制御）されることにより、電気ヒータ５への通電をＯＮ／ＯＦＦし、これによって、電気ヒータ５の温度、さらには、電気ヒータ５によって加熱される熱媒体の温度を制御することができる。

第２パワーモジュール制御回路３２は、外部の制御装置（例えば、上述の車両用空調装置の制御装置）からの制御信号に基づき第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８を制御（ＰＷＭ制御）する。

なお、図６には示されていないが、ヒータ制御回路７には、過熱保護などのために、第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８の温度を検知する第１温度検知部、電気ヒータ５の温度（電気ヒータ５によって加熱された熱媒体の温度を含む）を検知する第２温度検知部、電気ヒータ５に印加される電圧を検知する電圧検知部、第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８及び電気ヒータ５に流れる電流を検知する電流検知部などが設けられている。これら検知部の検知結果は、例えば外部の制御装置に入力され、第２パワーモジュール制御回路３２への制御信号を決定するために利用され得る。

例えば、外部の制御装置は、第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８の温度が所定値を超えたとき、電気ヒータ５の温度が所定値を超えたとき、電気ヒータ５に印加される電圧が所定値を超えたとき、又は、第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８及び電気ヒータ５に流れる電流が所定値を超えたときに、第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８を強制的にＯＦＦにするための制御信号を第２パワーモジュール制御回路３２に出力する。

次に、図７を参照して実施形態に係る複合装置１における、モータ駆動回路６の第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６及びヒータ制御回路７の第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８の配置構造について説明する。図７は、図３のＢ－Ｂ断面の概略拡大図である。

上述のように、第３ハウジング２Ｃ内には、モータ駆動回路６及びヒータ制御回路７が実装された回路基板８が収容されている。本実施形態において、回路基板８は、図７に示されるように、第３ハウジング２Ｃ内に設けられた複数の基板取付部１５に取り付けられている。複数の基板取付部１５のそれぞれは、第３ハウジング２Ｃの底壁９から上側に（第１ハウジング２Ａ及び第２ハウジング２Ｂから離れる方向に）突出するボス状に形成されており、回路基板８は、複数の基板取付部１５の上面にねじ１６によって取り付けられている（固定されている）。

モータ駆動回路６の第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６及びヒータ制御回路７の第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８は、第３ハウジング２Ｃ内に収容された回路基板８の下面（第３ハウジング２Ｃの底壁９側の面）であって、且つ、第１ハウジング２Ａの内部空間と第３ハウジング２Ｃの内部空間とを仕切る第１仕切部９１に対向する部位に実装されている。

また、本実施形態において、第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６及び第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８は、例えば、それぞれのリードの長さが適宜調整され、及び／又は、第３ハウジング２Ｃの底壁９が部分的に回路基板８側に突出するように形成されることにより、第１仕切部９１に熱的に接触するように配置されている。ここで、「第１仕切部９１に熱的に接触する」とは、第１仕切部９１との間で熱交換が可能な状態のことをいい、第１仕切部９１に直接接触することはもちろん、第１仕切部９１に十分に近接していることや熱伝導率が高い熱交換部材などを介して第１仕切部９１に間接的に接触することなどが含まれる。

実施形態に係る複合装置１によれば以下の効果が得られる。

複合装置１は、冷媒を圧縮する圧縮機構３、圧縮機構３を駆動する電動モータ４、熱媒体を加熱する電気ヒータ５、電動モータ４を制御するモータ駆動回路６、及び電気ヒータ５を制御するヒータ制御回路７と含み、冷媒圧縮機能及び熱媒体加熱機能を有している。

このような複合装置１は、冷媒を圧縮しながら、熱媒体を加熱することができる。このため、上述したような車両用空気調和装置に適用することが可能である。そして、複合装置１が車両用空気調和装置に適用されることにより、電動圧縮機及び熱媒体加熱装置を別々に有する従来の構成に比べて、車両用空気調和装置の小型化を図ることができる。

また、複合装置１は、圧縮機構３及び電動モータ４を収容すると共に、圧縮機構３で圧縮される冷媒を内部に流入させる冷媒流入口１０と圧縮機構３で圧縮された冷媒を外部に流出させる冷媒流出口とを有する第１ハウジング２Ａと、電気ヒータ５を収容すると共に、電気ヒータ５で加熱される熱媒体を内部に流入させる熱媒体流入口と電気ヒータ５で加熱された熱媒体を外部に流出させる熱媒体流出口とを有する第２ハウジング２Ｂと、モータ駆動回路６及びヒータ制御回路７を収容する第３ハウジング２Ｃとを含む。ここで、上述のように、第１ハウジング２Ａ、第２ハウジング２Ｂ、及び第３ハウジング２Ｃは、圧縮機ハウジング、ヒータハウジング、及び回路ハウジングとも称される。そして、第１ハウジング２Ａ（圧縮機ハウジング）の圧縮機構収容部２Ｇと、これに対向する第２ハウジング２Ｂ（ヒータハウジング）の対向部位２Ｈとが熱的に接触している。

第１ハウジング２Ａの圧縮機構収容部２Ｇは、圧縮機構３で圧縮された高温高圧の冷媒によって加熱される。このため、第２ハウジング２Ｂの対向部位２Ｈが第１ハウジング２Ａの圧縮機構収容部２Ｇに熱的に接触していることにより、第２ハウジング２Ｂ、ひいては第２ハウジング２Ｂの内部空間を流れる熱媒体も加熱される。つまり、電気ヒータ５による熱媒体の加熱が補助される。したがって、熱媒体の加熱時間が短縮され得ると共に、電気ヒータ５の消費電力も抑制され得る。

特に、本実施形態においては、第１ハウジング２Ａの圧縮機構収容部２Ｇと第２ハウジング２Ｂの対向部位２Ｈとが熱交換部材１４を介して間接的に接触している。すなわち、第１ハウジング２Ａの圧縮機構収容部２Ｇと第２ハウジング２Ｂの対向部位２Ｈとの間に熱交換部材１４が介在している。このため、第１ハウジング２Ａ及び第２ハウジング２Ｂの形状の複雑化等を招くことなく、比較的大きな熱交換領域を確保することができ、加熱された第１ハウジング２Ａに圧縮機構収容部２Ｇを利用した、第２ハウジング２Ｂの内部空間を流れる熱媒体の加熱が有効に行われ得る。

また、本実施形態において、第３ハウジング２Ｃは、第１ハウジング２Ａ及び第２ハウジング２Ｂに対して電動モータ４の軸方向に配置されている。このため、電動モータ４の軸方向の直交する方向のハウジング２の寸法が増加すること、すなわち、ハウジング２の胴部が増大することが抑制され得る。これにより、複合装置１の設置性等の低下も抑制され得る。

また、本実施形態においては、第２ハウジング２Ｂの熱媒体流入口１２の近傍の部位が第１ハウジング２Ａの圧縮機構収容部２Ｇに対向する対向部位２Ｈとなっている。このため、加熱された第１ハウジング２Ａの圧縮機構収容部２Ｇにより、第２ハウジング２Ｂ内に流入する熱媒体及び／第２ハウジング２Ｂ内に流入した直後の熱媒体が加熱される。したがって、電気ヒータ５は、事前に加熱された熱媒体を加熱することになり、電気ヒータ５の消費電力が効果的に抑制され得る。

さらに、本実施形態において、第１ハウジング２Ａにおいて冷媒流入口１０は、第１ハウジング２Ａの内部空間と第３ハウジング２Ｃの内部空間とを仕切る第１仕切部９１の近傍に設けられ、モータ駆動回路６の第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６及びヒータ制御回路７の第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８は、第１仕切部９１に熱的に接触するように配置されている。

第１仕切部９１は、冷媒流入口１０から流入する低温低圧の冷媒によって冷却される。このため、モータ駆動回路６の第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６及びヒータ制御回路７の第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８が第１仕切部９１に熱的に接触していることにより、モータ駆動回路６の第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６及びヒータ制御回路７の第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８の冷却が効果的に行われ、パワースイッチング素子の冷却（放熱）性能が向上する。

なお、上述の実施形態においては、モータ駆動回路６及びヒータ制御回路７が１つの回路基板８に実装されている。しかし、これに限られるものではない。モータ駆動回路６の第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６及びヒータ制御回路７の第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８が、第１仕切部９１に熱的に接するように配置されていればよく、モータ駆動回路６とヒータ制御回路７とが個別の回路基板に実装されてもよい。あるいは、モータ駆動回路６及び／又はヒータ制御回路７が複数の回路基板に分割して実装され、そのうちの１つの回路基板に第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６及び第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８が実装されてもよい。

また、上述の実施形態においては、モータ駆動回路６の第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６及びヒータ制御回路７の第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８が、第１仕切部９１に熱的に接するように配置されている。しかし、これに限られるものではない。第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に加えて又は代えて、モータ駆動回路６の他の発熱部品が第１仕切部９１に熱的に接するように配置されてもよい。同様に、第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８に加えて又は代えて、ヒータ制御回路７の他の発熱部品が第１仕切部９１に熱的に接するように配置されてもよい。なお、前記発熱部品とは、第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６や第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８と同様、使用時に比較的高温になる電子部品のことをいい、パワースイッチング素子はもちろん、抵抗器なども含む。

また、上述の実施形態においては、第３ハウジング２Ｃが第１ハウジング２Ａ及び第２ハウジング２Ｂの上側に位置している。しかし、複合装置１が設置される際の複合装置１の向きは、任意に設定可能であり、例えば、複合装置１は、第３ハウジング２Ｃが第１ハウジング２Ａ及び第２ハウジング２Ｂの側方に位置する状態で設置され得る。

また、上記では、複合装置１が主に車両用空気調和装置に適用される場合について説明されている。しかし、これに限られるものではない。複合装置１は、冷媒を圧縮する電動圧縮機及び熱媒体を加熱する熱媒体加熱装置を利用する種々の装置やシステムに適用することが可能である。

以上、本発明の実施形態及びいくつかの変形例について説明したが、本発明は、上述の実施形態や変形例に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらなる変形及び変更が可能であることはもちろんである。

１…複合装置、２…ハウジング、２Ａ…第１ハウジング（圧縮機ハウジング）、２Ｂ…第２ハウジング（ヒータハウジング）、２Ｃ…第３ハウジング（回路ハウジング）、２Ｄ…第１カバー、２Ｅ…第２カバー、２Ｆ…第３カバー、３…圧縮機構、４…電動モータ、５…電気ヒータ、６…モータ駆動回路、７…ヒータ制御回路、８…回路基板、１０…冷媒流入口、１１…冷媒流出口、１２…熱媒体流入口、１３…熱媒体流出口、１４…熱交換部材、９１…第１仕切部、９２…第２仕切部、Ｑ１～Ｑ６…第１パワースイッチング素子（発熱部品）、Ｑ７，Ｑ８…第２パワースイッチング素子（発熱部品）

Claims (6)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動する電動モータと、熱媒体を加熱する電気ヒータと、前記電動モータを制御するモータ駆動回路と、前記電気ヒータを制御するヒータ制御回路とを含み、冷媒圧縮機能及び熱媒体加熱機能を有する複合装置であって、
   前記圧縮機構及び前記電動モータを収容すると共に、前記圧縮機構で圧縮される冷媒を内部に流入させる冷媒流入口と前記圧縮機構で圧縮された冷媒を外部に流出させる冷媒流出口とを有する圧縮機ハウジングと、
   前記電気ヒータを収容すると共に、前記電気ヒータで加熱される熱媒体を内部に流入させる熱媒体流入口と前記電気ヒータで加熱された熱媒体を外部に流出させる熱媒体流出口とを有するヒータハウジングと、
   前記モータ駆動回路及び前記ヒータ制御回路を収容する回路ハウジングと、
   を有し、
   前記圧縮機ハウジングの圧縮機構収容部とこれに対向する前記ヒータハウジングの対向部位とが熱的に接触するように構成されている、複合装置。
2. 前記圧縮機ハウジングの前記圧縮機構収容部と前記ヒータハウジングの前記対向部位とは熱伝達部材を介して間接的に接触している、請求項１に記載の複合装置。
3. 前記ヒータハウジングの前記対向部位は、前記熱媒体流入口の近傍の部位である、請求項１又は２に記載の複合装置。
4. 前記回路ハウジングの内部は、第１仕切部によって前記圧縮機ハウジングに内部と仕切られていると共に、第２仕切部によって前記ヒータハウジングの内部と仕切られており、
   前記圧縮機ハウジングにおいて前記冷媒流入口は前記第１仕切部の近傍に設けられ、
   前記回路ハウジングにおいて前記モータ駆動回路の発熱部品及び前記ヒータ制御回路の発熱部品が前記第１仕切部に熱的に接触するように配置されている、
   請求項１～３のいずれか一つに記載の複合装置。
5. 前記モータ駆動回路の前記発熱部品は、前記電動モータへの通電を制御する第１パワースイッチング素子を含み、
   前記ヒータ制御回路の前記発熱部品は、前記電気ヒータへの通電を制御する第２パワースイッチング素子を含む、
   請求項４に記載の複合装置。
6. 前記ヒータハウジングにおいて前記熱媒体流出口は前記第２仕切部の近傍に設けられている、請求項４又は５に記載の複合装置。

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