JP4887763B2 - エンジン駆動式空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明はエンジン駆動式空気調和装置に関する。

特許文献１には、エンジンで駆動されるコンプレッサと、モータで駆動されるコンプレッサとを冷凍サイクルに別々に配置したエンジン駆動式空気調和装置が開示されている。このものでは、空調負荷が小さいときには、モータを駆動し、モータ駆動用のコンプレッサを駆動させる。空調負荷が大きいときには、モータおよびエンジンを駆動し、モータ駆動用のコンプレッサ、エンジン駆動用のコンプレッサの双方を駆動させる。このものでは、空調負荷が小さいときにおける効率が向上する。

特許文献２には、エンジンとモータと別々に配置し、エンジンの出力軸の傘歯車をコンプレッサの歯車に噛み合わせると共に、モータの出力軸の傘歯車をコンプレッサの歯車に噛み合わせたハイブリッド方式冷媒圧縮式熱移動装置が開示されている。このものでは、エンジンの出力軸にはクラッチが設けられていると共に、モータの出力軸にはクラッチが設けられている。このものでは、負荷が小さいときには、モータおよびエンジンを駆動させ、モータによりコンプレッサを駆動させ、そして、エンジンと発電機との間のクラッチを接続し、エンジンでコンプレッサを駆動させず、発電機のみを駆動させる。これに対して負荷が大きいときには、エンジンおよびモータでコンプレッサを駆動させるものの、エンジンと発電機との間のクラッチを切断し、発電機を駆動させない。

特許文献３には、エンジンおよびモータでコンプレッサを挟むように、エンジンおよびモータを設け、コンプレッサの運転速度に応じて、コンプレッサの駆動力源をエンジンまたはモータを選択するガスヒートポンプ式空気調和装置が開示されている。

特許文献４には、エンジン、モータ、圧縮機の順に配置すると共に、エンジンとモータとの間にクラッチを配置、モータと圧縮機との間に別のクラッチを配置した冷凍装置が開示されている。低負荷のときにはモータのみでコンプレッサを駆動させる。高負荷のときには、エンジンおよびモータの双方でコンプレッサを駆動させる。
特開平８−２１９５８０号公報 特開平１１−１３２５９４号公報 特開２００２−２２８２９５号公報 特開２００２−３０３４６６号公報

産業界では、小型化および省スペース化の要請が益々強くなっている。上記した特許文献によれば、小型化および省スペース化には限界がある。本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、エンジンの出力軸に取り付ける取付体の小型化および省スペース化に有利なエンジン駆動式空気調和装置を提供することを課題とする。

（１）様相１に係るエンジン駆動式空気調和装置は、駆動により回転される出力軸をもつエンジンと、エンジンの出力軸に同軸的に取り付けられる取付体と、取付体の外側に配置され複数のコンプレッサと、取付体とコンプレッサとを接続し出力軸の駆動力を前記取付体を介してコンプレッサに伝達して前記コンプレッサを駆動させる伝達部材と、コンプレッサにより冷媒の圧縮および吸い込みを行い冷媒を循環させて冷却および／または加熱を行う冷媒循環路とを具備しており、
取付体は、
エンジンの出力軸に嵌合する嵌合孔と伝達部材が係合する係合部とをもつ回転体と、
回転体に設けられた永久磁石と、
エンジンの出力軸の外周面と回転体の嵌合孔の内周面との間に介装され、エンジンの出力軸の駆動力を回転体に伝達すると共に、回転体の駆動力をエンジンの出力軸に伝達することを抑えるワンウェイクラッチと、
回転体の永久磁石の外周側に隙間を介して配置され、出力軸の軸芯の回りを回転する回転磁界を発生させてモータとして機能すると共に、発電出力を生成させるコイル部とを具備しており、
エンジンおよびコンプレッサを制御する制御部が設けられており、
制御部は、空調負荷が高くなるにつれて、コンプレッサの駆動台数を増加させ、且つ、
制御部は、コンプレッサの駆動台数を増加させるとき、コンプレッサの駆動台数を増加させる前よりもエンジンの回転数を一旦低下させ、空調負荷の増加につれてエンジンの回転数を増加させ、
空調負荷が小さいときから大きくなるにつれて、制御部は、（ｉ）（ｉｉ）（ｉｉｉ）の順に制御することを特徴とする。
（ｉ）コイル部および永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが停止する。
（ｉｉ）コイル部および永久磁石がモータとして機能すると共にエンジンが駆動する。
（ｉｉｉ）コイル部および永久磁石が発電機として機能し、モータとして機能せず、エンジンが駆動する。

様相１によれば、エンジンの出力軸に取付体が同軸的に設けられている。エンジンが駆動すると、エンジンの出力軸の駆動力は、取付体のワンウェイクラッチを介して取付体の回転体に伝達され、回転体が回転する。この結果、伝達部材を介してコンプレッサが駆動する。これによりコンプレッサが冷媒の圧縮および吸い込みを行い、冷媒循環路において冷媒を循環させて冷却および／または加熱を行う。このようにエンジンの回転より取付体の回転体が回転すると、取付体の回転体に設けられている永久磁石が回転してコイル部に発電出力が生成する。これによりコイル部および永久磁石は発電機として機能することができる。

エンジンが停止しているときには、出力軸の軸芯の回りを回転する回転磁界をコイル部に発生させる。これにより永久磁石をもつ回転体は、出力軸の軸芯の回りを回転する。この場合、コイル部および永久磁石はモータとして機能することができる。

エンジンの駆動が充分でなくエンジン回転数が充分に安定しないおそれがあるとき、出力軸の軸芯の回りを回転する回転磁界をコイル部に発生させる。これによりコイル部および永久磁石はモータとして機能することができる。この場合、コンプレッサの駆動がアシストされる。

様相１に係るエンジン駆動式空気調和装置によれば、コンプレッサは複数個配置されており、エンジンおよびコンプレッサを制御する制御部が設けられており、制御部は、空調負荷が高くなるにつれて、コンプレッサの駆動台数を増加させる、且つ、制御部は、コンプレッサの駆動台数を増加させるとき、コンプレッサの駆動台数を増加させる前よりもエンジンの回転数を一旦低下させ、空調負荷の増加につれてエンジンの回転数を増加させることを特徴とする。
コンプレッサの駆動台数が増加するとき、エンジンの回転数がそのままであると、空調機能が不連続的に急激に増加し易い。この場合、空調機能の連続性に違和感が生じ易い。このため、コンプレッサの駆動台数を増加させるとき、コンプレッサの駆動台数を増加させる前のエンジン回転数よりも、エンジン回転数を一旦低下させる。これにより空調の違和感が軽減または回避される。

様相１に係るエンジン駆動式空気調和装置によれば、空調負荷が小さいときから大きくなるにつれて、制御部は、（ｉ）（ｉｉ）（ｉｉｉ）の順に制御することを特徴とする。
（ｉ）コイル部および永久磁石がモータとして機能し、エンジンが停止する。
（ｉｉ）コイル部および永久磁石がモータとして機能すると共にエンジンが駆動する。
（ｉｉｉ）コイル部が発電機として機能し、モータとして機能せず、エンジンが駆動する。
この場合、（ｉ）に示すように空調負荷が小さいときには、エンジンが停止しているため、エンジンを駆動させる燃料費が軽減される。（ｉｉ）に示すように、エンジンが駆動しているもののエンジン回転数が低いとき、エンジンおよびモータが併用されて駆動するため、エンジンの負荷が低減される。この場合、エンジン回転数の安定性が充分でないときに有効であり、エンジンストールが防止される。（ｉｉｉ）に示すときのように、エンジンが高い回転数で駆動すると、モータによるアシストが不要となるため、コイル部が発電機として機能し、発電出力が良好に取り出される。

（２）様相２に係るエンジン駆動式空気調和装置は、駆動により回転される出力軸をもつエンジンと、エンジンの出力軸に同軸的に取り付けられる取付体と、取付体の外側に配置された複数のコンプレッサと、取付体とコンプレッサとを接続し出力軸の駆動力を前記取付体を介してコンプレッサに伝達してコンプレッサを駆動させる伝達部材と、コンプレッサにより冷媒の圧縮および吸い込みを行い冷媒を循環させて冷却および／または加熱を行う冷媒循環路とを具備しており、
取付体は、
エンジンの出力軸に嵌合する嵌合孔と伝達部材が係合する係合部とをもつ回転体と、
回転体に設けられた永久磁石と、
エンジンの出力軸の外周面と回転体の嵌合孔の内周面との間に介装され、エンジンの出力軸の駆動力を回転体に伝達すると共に、回転体の駆動力をエンジンの出力軸に伝達することを抑えるワンウェイクラッチと、
回転体の永久磁石の外周側に隙間を介して配置され、出力軸の軸芯の回りを回転する回転磁界を発生させてモータとして機能すると共に、発電出力を生成させるコイル部とを具備しており、
コンプレッサは複数個配置されており、エンジンおよびコンプレッサを制御する制御部が設けられており、コンプレッサを１台駆動させるとき、制御部は（ａ１）（ｂ１）の制御を行い、コンプレッサを２台駆動させるとき、制御部は（ａ２）（ｂ２）の制御を行なうことを特徴とする。

（ａ１）空調負荷が第１所定値よりも小さいとき、コイル部および永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが停止する。
（ｂ１）空調負荷が第１所定値以上で且つ第２所定値（第２所定値＞第１所定値）よりも小さいとき、コイル部および永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが駆動する。
（ａ２）空調負荷が第２所定値以上で且つ第３所定値（第３所定値＞第２所定値＞第１所定値）よりも小さいときには、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能し、エンジンが駆動する。
（ｂ２）空調負荷が第３所定値以上のとき、コイル部および永久磁石がモータとして機能せず、前記エンジンが駆動する。

様相２に係るエンジン駆動式空気調和装置によれば、コンプレッサを１台駆動させるとき、制御部は（ａ１）（ｂ１）の制御を行い、コンプレッサを２台駆動させるとき、制御部は（ａ２）（ｂ２）の制御を行なうことを特徴とする。
（ａ１）空調負荷が第１所定値よりも小さいとき、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが停止する。
（ｂ１）空調負荷が第１所定値（Ｗ１）以上で且つ第２所定値（Ｗ２，第２所定値＞第１所定値）よりも小さいとき、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが駆動する。
（ａ２）空調負荷が第２所定値（Ｗ２）以上で且つ第３所定値（Ｗ３，第３所定値＞第２所定値＞第１所定値）よりも小さいときには、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが駆動する。
（ｂ２）空調負荷が第３所定値（Ｗ３）以上のとき、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能せず、前記エンジンが駆動する。

空調負荷が第１所定値（Ｗ１）よりも相対的に小さいときには、エンジン回転数の安定性が充分でないため、更にエンジンの燃料が空調能力のわりに割高となるため、エンジンを非駆動とし、コンプレッサを１台駆動させ、（ａ１）の制御を行う。このように（ａ１）の制御では、コイル部および永久磁石がモータとして機能するものの、エンジンが停止している。

これに対してコンプレッサを１台駆動させるときであっても、空調負荷が第１所定値（Ｗ１）以上になると、（ｂ１）の制御を行う。（ｂ１）の制御では、コイル部をモータとして機能させつつも、モータだけではコンプレッサの駆動力が不足するため、エンジンを駆動させる。この場合、コンプレッサの駆動力がモータによりアシストされる。

コンプレッサを２台駆動させるとき、空調負荷が第２所定値（Ｗ２）以上で第３所定値（Ｗ３）よりも相対的に小さい場合には、（ａ２）の制御を行う。（ａ２）の制御では、エンジンを駆動させるが、エンジン回転数がかなり低く、エンジンの駆動の安定性は必ずしも充分ではない。このためコイル部をモータとして機能させる。この場合、コンプレッサはモータおよびエンジンにより駆動される。これに対してコンプレッサを２台駆動させるときであっても、空調負荷が第３所定値（Ｗ３）よりも大きいときには、（ｂ２）の制御を行う。（ｂ２）の制御では、コイル部をモータとして機能させず、エンジンを駆動させる。エンジンにより駆動プーリの永久磁石が回転するため、コイル部は発電機として機能することができる。

本様相によれば、前述したように、コンプレッサを２台駆動させるとき、空調負荷が第３所定値（Ｗ３）よりも相対的に小さいときには、（ａ２）の制御を行ない、モータおよびエンジンを併用する。これに対して、（ａ２）の制御の直前の段階である（ｂ１）の制御においても、モータおよびエンジンを併用する。このようにコンプレッサの駆動台数を１台から２台に切り替えるとき、（ｂ１）の制御→（ａ２）の制御に移行するが、（ｂ１）の制御、（ａ２）の制御の双方において、モータおよびエンジンが併用されているため、移行がスムースに行われ易く、空調作用の違和感の発生が抑制される。

（３）様相３に係るエンジン駆動式空気調和装置によれば、出力軸がこれの軸芯回りで回転するとき、コイル部の回転を抑えるコイル部回転抑止手段が設けられており、コイル部回転抑止手段は、コイル部と出力軸との間に設けられコイル部に対して出力軸を空転させる軸受と、コイル部を回転しないように拘束する拘束部とを有する。

コイル部が回転しないように、拘束部がコイル部を拘束するため、コイル部と外部機器との電気的接続が良好に行なわれる。外部機器としては、コイル部が発電機として使用されるときには、コイル部で発生した電力を取り出す電力取出部であり、コイル部および永久磁石がモータとして機能するときには、コイル部に励磁電流を給電する給電部である。

（４）様相４に係るエンジン駆動式空気調和装置によれば、回転体は、第１回転部と、第１回転部に同軸的に設けられた第２回転部とを備えており、永久磁石は第２回転部の外周部に配置されており、コイル部の内周部、回転体の第２回転部を外周側から同軸的に包囲するようにコイル部が配置されており、コイル部の外径をＤ１とし、第１回転部の外径をＤ２とするとき、Ｄ１≦Ｄ２、または、Ｄ１≧Ｄ２に設定されていることを特徴とする。この場合、Ｄ１≦Ｄ２のとき、エンジンの出力軸の軸直角方向における小型化に有利である。コイル部の外径Ｄ１は第１回転部の外径Ｄ２と同径である形態が例示される。コイル部の外径Ｄ１は第１回転部の外径Ｄ２よりも大きい形態が例示される。Ｄ１≧Ｄ２であれば、コイル部の外径が大きいため、発電出力の確保に有利である。

（５）様相５に係るエンジン駆動式空気調和装置によれば、制御部は、前記コイル部の発電出力に基づいて前記エンジンの現在の駆動状態を推定し、要請される発電量が得られるように、前記エンジンの燃料供給量に関する物理量を求め、求めた燃料供給量に関する物理量の指令をエンジンの燃料供給部に出力することを特徴とする。コイル部の発電出力を利用できるため、エンジンの現在の駆動状態を検知するセンサを特に必要としない。

本発明によれば、モータおよび発電機兼用のコイル部がエンジンの出力軸に同軸的に且つ直接的に装備されている構造となる。このためエンジンの出力軸に取り付ける取付体の小型化および省スペース化を図るのに有利となる。

更に、エンジンの出力軸に発電機（取付体）が同軸的に且つ直接的に装備されている構造となるため、エンジンの外側に発電機を設置し、エンジンの駆動力をエンドレスベルトを介して発電機に伝達させる方式に比較し、エンジンから発電機への伝達効率を向上させることができる。

更に本発明によれば、エンジンの出力軸の駆動力を回転体に伝達すると共に、回転体の駆動力をエンジンの出力軸に伝達することを抑えるワンウェイクラッチが用いられている。このため、エンジンが停止しているときにおいても、コイル部および永久磁石で構成されるモータにより、取付体の回転体を直接的に駆動させることができる。このとき、モータの回転力はエンジンの出力軸へは伝達されず、エンジンは駆動しないため、モータの過剰負荷が防止される。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について図１〜図９を参照して説明する。エンジン駆動式空気調和装置は、図１に示すように、燃料（ガス燃料）により駆動されて回転する出力軸をもつエンジン１と、エンジン１の出力軸に同軸的に取り付けられた取付体として働くユニット体２と、ユニット体２の外側に配置された複数個（４個）のコンプレッサ３（３ｆ，３ｓ，３ｔ，３ｈ）と、エンドレスベルトで形成された伝達部材４とを備えている。

伝達部材４は、ユニット体２とコンプレッサ３とを接続しており、出力軸１０の駆動力をユニット体２を介してコンプレッサ３に伝達してコンプレッサ３を駆動させる。伝達部材４は、第１コンプレッサ３ｆおよび第２コンプレッサ３ｓとユニット体２との間に架設されたエンドレスベルト形状の第１伝達部材４ｆと、第３コンプレッサ３ｔおよび第４コンプレッサ３ｈとに架設されたエンドレスベルト形状の第２伝達部材４ｓとで形成されている。

図２はコンプレッサ３を示す。図２に示すように、コンプレッサ３は、コンプレッサ本体３０と、コンプレッサ本体３０に回転可能に保持されたコンプレッサ軸３３と、コンプレッサ軸３３の外周部に同軸的に遊転可能に嵌合する従動プーリ３４（従動回転体）と、従動プーリ３４に保持された電磁コイル３５と、コンプレッサ軸３３に同軸的に取り付けられたクラッチ部材３６とをもつ。コンプレッサ本体３０は、冷媒を吸入する冷媒吸入口３１と、冷媒を吐出する冷媒吐出口３２とをもつ。エンジン１のエンジン回転数の変動により、コンプレッサ３の回転数は変化できる。

コンプレッサ３の従動プーリ３４には、第１伝達部材４ｆまたは第２伝達部材４ｓが架設されている。第１伝達部材４ｆまたは第２伝達部材４ｓが循環駆動すると、従動プーリ３４がコンプレッサ軸３３の軸芯Ｐ２回りで回転する。電磁コイル３５に給電されると、磁力が発生し、クラッチ部材３６が従動プーリ３４の吸着面３７に吸着され、従動プーリ３４とコンプレッサ軸３３とが接続される。従って伝達部材４により従動プーリ３４がコンプレッサ軸３３の軸芯Ｐ２回りで回転されると、従動プーリ３４の駆動力がクラッチ部材３６を介してコンプレッサ軸３３に伝達され、コンプレッサ軸３３がこれの軸芯Ｐ２回りで回転する。これによりコンプレッサ本体３０の圧縮室において冷媒の圧縮が行われ、吸込室において冷媒の吸入が行われる。

これに対してコンプレッサ３の電磁コイル３５が断電されていると、磁力が発生せず、図略のバネ部材によりクラッチ部材３６が従動プーリ３４の吸着面３７から離れ、従動プーリ３４とコンプレッサ軸３３とが非接続される。従って伝達部材４により従動プーリ３４がコンプレッサ軸３３の軸芯Ｐ２回りで回転されたとしても、従動プーリ３４の駆動力がコンプレッサ軸３３に伝達されず、コンプレッサ軸３３は停止している。

図３はユニット体２の内部構造を示す。図３に示すように、ユニット体２は、駆動プーリ２０（回転体）と、永久磁石２４と、ワンウェイクラッチ２５と、コイル部２６とを備えている。駆動プーリ２０は、エンジン１の出力軸１０に嵌合する嵌合孔２０ａと、第１伝達部材４ｆおよび第２伝達部材４ｓが係合する係合部２０ｃとをもつ。具体的には、駆動プーリ２０は、第１回転部２１と、第１回転部２１に同軸的に設けられた第２回転部２２とを備えている。第１回転部２１の外径は第２回転部２２の外径よりも大きくされている。換言すると、第１回転部２１の外径よりも、第２回転部２２の外径は小さくされている。このように外径が小さくされた空間部分に、リング状のコイル部２６が第２回転部２２に同軸的にまたはほぼ同軸的に配置されており、径サイズの小型化が図られている。

永久磁石２４は駆動プーリ２０の外周部に保持されている。具体的には、永久磁石２４は、第２回転部２２の外周部にこれの周方向に沿って交互に磁極を異ならせて複数個配置されている。永久磁石２４が駆動プーリ２０のうち小径側の第２回転部２２の外周部に設けられているため、駆動プーリ２０の回転速度が速いときであっても、永久磁石２４に過剰な遠心力が作用することが抑制され、遠心力に対する永久磁石２４の耐久性が確保される。従って永久磁石２４の材料を選択する自由度を拡大するのに有利である。但し、これに限らず、永久磁石２４を駆動プーリ２０のうち大径側の第１回転部２１の外周部に設けることにしても良い。

また、駆動プーリ２０が回転すると、駆動プーリ２０に搭載されている永久磁石２４も回転し、永久磁石２４の空冷効果を期待できる。この場合、永久磁石２４がエンジン１に近いときであっても、永久磁石２４の性能確保に有利である。更にリング状のコイル部２６が永久磁石２４を外周側から覆っているため、永久磁石２４の保護性が確保される。図３に示すように、ワンウェイクラッチ２５は、エンジン１の出力軸１０の外周面と駆動プーリ２０の嵌合孔２０ａの内周面との間に介装されている。エンジン１の出力軸１０が回転するとき、ワンウェイクラッチ２５は、出力軸１０の駆動力を駆動プーリ２０に伝達する。駆動プーリ２０が回転し、エンジン１の出力軸１０が非回転のとき、ワンウェイクラッチ２５は、駆動プーリ２０の駆動力をエンジン１の出力軸１０に伝達することを抑えて遮断する。

コイル部２６はモータおよび発電機として共用されるものである。コイル部２６は、駆動プーリ２０の永久磁石２４の外周側にリング状の隙間２４ｘ、２４ｙを介して配置されている。隙間２４ｘは、永久磁石２４の外周部とコイル部２６の内周部との間に形成されている。コイル部２６に給電されると、出力軸１０の軸芯Ｐ１の回りを回転する回転磁界が発生する。従って、商用電源７９（図４参照）から電力変換部７３を介してコイル部２６に給電すれば、コイル部２６および永久磁石２４はモータ（同期モータ）として機能し、駆動プーリ２０を軸芯Ｐ１の回りで回転させることができる。また、永久磁石２４が出力軸１０の軸芯Ｐ１の回りで回転すれば、コイル部２６に交流の発電出力を生成させることができる。

図３に示すように、コイル部２６は、リング形状のベース２６ａと、ベース２６ａに保持された巻線部２６ｂと、ベース部２６ａの中央域をエンジン１の出力軸１０の軸端部に取り付ける取付具２６ｃとをもつ。隙間２４ｙは、ベース２６ａのリング状端部２６ｆと駆動プーリ２０の第１回転部２１の軸端面２１ａとの間に形成されている。ベース２６ａは、周方向に延設された外周壁２６ｅと、外周壁２６ｅの一方の軸端に連接されたリング状端部２６ｆと、外周壁２６ｅの他方の軸端に連接された端円盤部２６ｈとを備えている。端円盤部２６ｈは永久磁石２４を側方から覆っている。

図３に示すように、ベース２６ａのリング状端部２６ｆは、駆動プーリ２０の第１回転部２１の軸端面２１ａにリング状の隙間２４ｙを介して対面する。取付具２６ｃは、出力軸１０の軸端部１０ａに形成されている軸孔１０ｂに遊転可能に嵌合されている。コイル部２６の外径Ｄ１は、駆動プーリ２０の主体となる第１回転部２１の外径Ｄ２よりも小さく設定されているため（Ｄ１＜Ｄ２）、コイル部２６の径方向の小型化に貢献できる。但し、Ｄ１＜Ｄ２に限定されるものではなく、Ｄ１＞Ｄ２、Ｄ１＝Ｄ２、Ｄ１≒Ｄ２でも良い。図３に示すように、コイル部２６の巻線部２６ｂの内周部が駆動プーリ２０の第２回転部２２の永久磁石２４を外周側から同軸的に包囲するように、コイル部２６が配置されている。この場合、エンジン１の出力軸１０の軸芯Ｐ１に沿った方向（矢印Ｘ方向）において、駆動プーリ２０の第２回転部２２とコイル部２６とが重合している。故に、矢印Ｘ方向におけるユニット体２の小型化に有利である。

本実施形態によれば、エンジン１が駆動してエンジン１の出力軸１０がこれの軸芯Ｐ１回りで回転すると、エンジン１の出力軸１０の駆動力は、ワンウェイクラッチ２５を介してユニット体２の駆動プーリ２０に伝達され、駆動プーリ２０が軸芯Ｐ１回りで回転する。この結果、第１伝達部材４ｆを介して従動プーリ３４が回転駆動し、第１コンプレッサ３ｆおよび第２コンプレッサ３ｓが回転駆動する。

また、第２伝達部材４ｓを介して従動プーリ３４が回転駆動し、第３コンプレッサ３ｔおよび第４コンプレッサ３ｈが駆動する。このように駆動プーリ２０が回転すると、４台のコンプレッサ３を駆動させることができる。しかし、コンプレッサ３（３ｆ，３ｓ，３ｔ，３ｈ）のクラッチ部材３６による駆動伝達を切断すれば、第１伝達部材４ｆ、第２伝達部材４ｓ、従動プーリ３４は回転するものの、コンプレッサ軸３３が回転しないため、コンプレッサ３（３ｆ，３ｓ，３ｔ，３ｈ）による冷媒の圧縮、吸い込みが行なわれない。

上記したようにエンジン１の回転より駆動プーリ２０が軸芯Ｐ１回りで回転すると、駆動プーリ２０の第２回転部２２に設けられている永久磁石２４が回転し、コイル部２６に交流の発電出力が生成する。これによりコイル部２６および永久磁石２４は発電機として機能することができる。

また、コイル部２６に給電し、出力軸１０の軸芯Ｐ１の回りを回転する回転磁界をコイル部２６に発生させると、永久磁石２４をもつ駆動プーリ２０は、出力軸１０の軸芯Ｐ１の回りを回転する。これによりコイル部２６および永久磁石２４はモータとして機能することができる。従って、エンジン１が駆動していなくても、モータにより、駆動プーリ２０を出力軸１０の軸芯Ｐ１回りで回転させることができる。また、エンジン１が駆動しているとき、モータとして機能すれば、モータは、コンプレッサ３の駆動力をアシストすることができる。従って、エンジン回転数が低くてエンジン１の回転数の安定性が充分でないときに有利である。

本実施形態によれば、図３に示すように、出力軸１０がこれの軸芯Ｐ１回りで回転するとき、コイル部２６の回転を抑えるコイル部回転抑止手段６が設けられている。コイル部回転抑止手段６は、軸受６０と、拘束部６１とを有する。軸受６０は、コイル部２６と出力軸１０との間に設けられており、コイル部２６に対して出力軸１０を空転させる。従って、軸受６０は、出力軸１０が軸芯Ｐ１回りで回転したとしても、コイル部２６を軸芯Ｐ１回りで回転させない。拘束部６１は、コイル部２６を回転しないように拘束する。

拘束部６１は、コイル部２６のベース２６ａに固定された中間部材６１ａと、中間部材６１ａを固定部６１ｃ（例えばエンジン１を搭載するマウント）に固定する固定具６１ｄ（螺子部材）とをもつ。第２回転部２２の外径は第１回転部２１の外径よりも小さくされているため、コイル部２６の取付スペースの確保に有利である。従って、ベース２６ａに固定された中間部材６１ａは、駆動プーリ２０の第１回転部２１の側面部に対面している。この場合、コイル部２６が回転しないように拘束部６１によりコイル部２６が拘束されているため、コイル部２６と外部機器との電気的接続が良好に行われる。外部機器としては、コイル部２６が発電機として使用されるときには、コイル部２６で発生した電力を取り出す電力取出部であり、コイル部２６および永久磁石２４がモータとして機能するときには、コイル部２６に励磁電流を給電する給電部である。

図４は、冷却および／または加熱、つまり、冷房および／または暖房を行う空気調和装置のブロック図を示す。エンジン１は、燃料供給路１ｕおよび燃料弁１７を介して燃料源１ｋに繋がる。エンジン１の駆動力は、燃料弁１７を開閉させるアクチェエータ１８を制御することにより実行される。図４に示すように、冷媒循環路８は、配管８ｘを介してコンプレッサ３（３ｆ，３ｓ，３ｔ，３ｈ）に接続されている。冷媒循環路８は、冷却および／または加熱を行う室内機８０をもつ。コンプレッサ３が駆動すると、コンプレッサ３の内部で冷媒の圧縮および吸い込みが行われ、冷媒循環路８を介して冷媒が循環し、室内機８０が冷房および／または暖房を行う。

発電機で生成された交流の発電出力は、電力取出部７０から取り出され、電力変換部７３を介して、電圧および周波数が変換され、その後、本空気調和装置の補機７８（例えばファン、ポンプ、流路切替バルブなど）に給電される。補機７８としては室内機および室外機に吐用されているものが例示される。発電電力が余剰であれば、蓄電要素７４（例えばバッテリまたはキャパシタ）に蓄電される。補機７８の電力が不足するときには、商用電源７９から供給される電力により、補機７８は駆動される。

エンジン１およびコンプレッサ３等を制御する制御部７５が設けられている。制御部７５は、図５に示す制御形態に従って制御を行う。図５〜図７において、Ｃ／Ｐ（１）は、コンプレッサ３を１台駆動させる１台モードを示す。Ｃ／Ｐ（２）は、コンプレッサ３を２台駆動させる２台モードを示す。Ｃ／Ｐ（３）はコンプレッサ３を３台駆動させる３台モードを示す。Ｃ／Ｐ（４）は、コンプレッサ３を４台駆動させる４台モードを示す。図５に示すように、空調負荷がＷ２よりも小さいときには、コンプレッサ３の駆動台数を１台とする。空調負荷が大きくなるにつれて、コンプレッサ３の駆動台数を１台→２台→３台→４台と順に増加させる。このとき制御部７５は、次の（ｉ）〜（ｉｖ）の制御を行う。

（ｉ）コンプレッサ３の駆動台数が１台である１台運転モードについて説明する。図５に示すように、空調負荷がＷ１（第１所定値）よりも相対的に小さく、Ｗ０〜Ｗ１のときには、（ａ１）の制御を行う。この場合、コイル部２６および永久磁石２４がモータとして機能するものの、エンジン１が停止している。このように空調負荷がかなり小さいときには、エンジン１を駆動させると、エンジン１の燃料費が割高となり、更に、エンジン回転数が不安定となり易いため、エンジン１を停止させる。この場合、エンジン１を駆動させる燃料費が軽減される。このようにＷ０〜Ｗ１のときには、エンジン１が非駆動であるため、発電機としての出力はない。

これに対して１台運転モードのときであっても、空調負荷がＷ１（第１所定値）よりも相対的に大きくなると、（ｂ１）の制御を行う。この場合、コイル部２６をモータとして機能させつつも、モータだけではコンプレッサ３の駆動力が不足するため、エンジン１を駆動させる。従って、コンプレッサ３の駆動がモータによりアシストされる。即ち、エンジン１が駆動で且つモータアシスト領域となる。なお、Ｗ１〜Ｗ２のときにはエンジン１が駆動しており、発電出力はエンジン回転数が増加するにつれて高くなる。

また、次の２台運転モードにおいて空調負荷がＷ３（第３所定値）よりも相対的に小さいときには（ａ２）の制御を行う。（ａ２）の場合には、モータおよびエンジン１を併用する。（ａ２）の制御の直前の段階である（ｂ１）の制御において、モータおよびエンジン１を併用してコンプレッサ３を駆動させておけば、（ｂ１）から（ａ２）への移行がスムースに行われ易い。

（ｉｉ）コンプレッサ３の駆動台数が２台である２台運転モードについて説明する。このモードでは、空調負荷がＷ３（第３所定値）よりも相対的に小さくてＷ２〜Ｗ３の場合には、（ａ２）の制御を行う。この場合、エンジン１を駆動させるが、エンジン回転数がかなり低く、エンジン１の駆動の安定性は必ずしも充分ではないため、コイル部２６をモータとして機能させる。この場合、コンプレッサ３はモータおよびエンジン１により駆動される。即ち、エンジン１が駆動で且つモータアシスト領域となる。これに対して２台運転モードのときであっても、空調負荷がＷ４よりも小さくてＷ３〜Ｗ４のときには、（ｂ２）の制御を行う。この場合、コイル部２６をモータとして機能させないが、エンジン回転数を増加させつつエンジン１を駆動させる。この場合、即ち、エンジン１が駆動で且つモータオフ領域となる。この場合、エンジン１により駆動プーリ２０の永久磁石２４が回転するため、コイル部２６は発電機として機能することができる。なお、Ｗ２〜Ｗ３のときにはエンジン１が駆動しており、発電出力はエンジン回転数が増加するにつれて高くなる。

（ｉｉｉ）コンプレッサ３の駆動台数が３台である３台運転モードについて説明する。このモードでは、空調負荷がＷ４〜Ｗ５のときには、コイル部２６をモータとして機能させないが、エンジン１が駆動する。この場合、エンジン１により駆動プーリ２０の永久磁石２４が回転するため、コイル部２６は発電機として機能することができる。この場合、エンジン１が駆動で且つモータオフ領域となる。なお、Ｗ４〜Ｗ５のときにはエンジン１が駆動しており、発電出力はエンジン回転数が増加するにつれて高くなる。

（ｉｖ）コンプレッサ３の駆動台数が４台である４台運転モードについて説明する。このモードでは、空調負荷がＷ５〜Ｗ６のときには、コイル部２６をモータとして機能させず、エンジン１が駆動する。この場合、エンジン１により駆動プーリ２０の永久磁石２４が回転するため、コイル部２６は発電機として機能することができる。この場合、エンジン１が駆動で且つモータオフ領域となる。なお、Ｗ５〜Ｗ６のときにはエンジン１が駆動しており、発電出力はエンジン回転数が増加するにつれて高くなる。

図６は、上記した制御形態のタイミングチャートを示す。図６に示すように、１台モードのとき、空調負荷がＷ１（第１所定値）よりも小さい場合には、エンジン１は非駆動である。しかし空調負荷がＷ１を超えてＷ１〜Ｗ２のときには、制御部７５はエンジン１を駆動させる。空調負荷が大きくなるにつれて、エンジン回転数をＮ１からＮ２へと次第に増加させ、コンプレッサ３の回転数を次第に増加させる。

また図６に示すように、１台モードから２台モードに移行するときには、制御部７５はエンジン回転数をＮ２からＮ３（Ｎ２＞Ｎ３）へと一旦低下させる。２台モードにおいて、空調負荷が大きくなるにつれて、エンジン回転数をＮ３からＮ４（Ｎ４＞Ｎ３）へと次第に増加させ、コンプレッサ３の回転数を次第に増加させる。また、２台モードから３台モードに移行すると、制御部７５は、エンジン回転数をＮ４からＮ５（Ｎ４＞Ｎ５）へと一旦低下させる。また、３台モードにおいて空調負荷が大きくなるにつれて、エンジン回転数をＮ５からＮ６（Ｎ６＞Ｎ５）へと次第に増加させ、コンプレッサ３の回転数を次第に増加させる。また、３台モードから４台モードに移行すると、制御部７５はエンジン回転数をＮ６からＮ７（Ｎ６＞Ｎ７）へと一旦低下させる。４台モードにおいて空調負荷が大きくなるにつれて、エンジン回転数をＮ７からＮ８（Ｎ８＞Ｎ７）へと次第に増加させ、コンプレッサ３の回転数を次第に増加させる。図７は、空調負荷とコンプレッサ３の駆動台数とエンジン回転数との関係を示す。図７に示すように、Ｎ２＞Ｎ１の関係、Ｎ２＞Ｎ３の関係、Ｎ４＞Ｎ３の関係、Ｎ４＞Ｎ５の関係、Ｎ６＞Ｎ５の関係、Ｎ６＞Ｎ７の関係、Ｎ８＞Ｎ７の関係とされている。

このように制御部７５は、コンプレッサ３の駆動台数を増加させるとき、コンプレッサ３の駆動台数を増加させる前よりも、エンジン回転数を一旦低下させる。そして、そのモードにおいて、制御部７５は、空調負荷の増加につれて、エンジン回転数を増加させ、コンプレッサ３の回転数を次第に増加させる。その理由としては、コンプレッサ３の駆動台数を増加させる切替時に、エンジン１の回転数がそのままであると、空調機能が不連続的に急激に増加し易い。この場合、空調機能の連続性に違和感が生じ易い。このため、コンプレッサ３の駆動台数を増加させる切替時に、コンプレッサ３の駆動台数を増加させる前のエンジン回転数よりも、エンジン回転数を一旦低下させる。これにより空調の違和感が軽減または回避される。

図８は、上記した制御形態のフローチャートを示す。図８に示すように、コンプレッサ３が１台運転モードであるか否か判定する（ステップＳ１）。ＹＥＳであれば、モータで空調するモータ空調モードを実行する（ステップＳ１０）。即ち、エンジン１を停止させると共にモータを所定の回転数で回転させる指令を出力してモータを駆動させる。更に４台のコンプレッサ３のうち、いずれか１台のコンプレッサ３を回転させるように設定する。なお、４台のコンプレッサ３のうち、駆動合計時間が平均化するように、コンプレッサ３を選択する。

更に、空調負荷がＷ１（第１所定値）よりも高いか否か判定する（ステップＳ１２）。ＮＯであれば、リターンする。ＹＥＳであれば、モータアシストモードに移行し（ステップＳ１４）、前記した（ｂ１）の制御を行う。即ち、エンジン１を駆動させると共にモータを駆動させる。発電出力を取り出せれば、発電出力を取り出す処理を行い、リターンする。

コンプレッサ３が１台運転モードでなければ、２台運転モードであるか否か判定する（ステップＳ２）。ＹＥＳであれば、エンジン空調モードを実行する（ステップＳ２０）。即ち、エンジン１を駆動させると共に２台のコンプレッサ３を駆動させるように設定する。更に、空調負荷がＷ３よりも高いか否か判定する（ステップＳ２２）。ＹＥＳであればリターンする。ＮＯであれば、モータアシストモードに移行し、（ａ２）の制御を実行する（ステップＳ２４）。即ち、エンジン１を駆動させると共にモータを駆動させる。この場合、エンジン回転数を検知し、エンジン回転数の安定性が充分でなければ、モータの回転数を増加させるように指令する。発電出力を取り出せれば、発電出力を取り出す処理を行い、リターンする。

コンプレッサ３が２台運転モードでなければ、３台運転モードであるか否か判定する（ステップＳ３）。ＹＥＳであれば、エンジン空調モードを実行する（ステップＳ３０）。即ち、エンジン１を駆動させると共に３台のコンプレッサ３を回転させるように設定する。更に、コイル部２６から発電出力を取り出す処理を行い、リターンする。

コンプレッサ３が３台運転モードでなければ、４台運転モードであるか否か判定する（ステップＳ４）。ＹＥＳであれば、エンジン空調モードを実行し（ステップＳ３０）、エンジン１を駆動させると共に４台のコンプレッサ３を駆動するように設定する。更に、コイル部２６から発電出力を取り出す処理を行い、リターンする。

コンプレッサ３が４台運転モードでなければ、空調機能を停止させつつ発電出力を取り出す発電モードか否か判定する（ステップＳ５）。ＹＥＳであれば、エンジン１を駆動させつつ、各コンプレッサ３のクラッチ部材３６を切断駆動させ、４台のコンプレッサ３を非駆動として、空調機能をオフとする。さらにコイル部２６から発電出力を取り出し、リターンする。発電モードでなければ、停止モード移行し（ステップＳ６）、エンジン１およびモータの双方を停止させる。

以上説明したように本実施形態によれば、モータおよび発電機兼用のコイル部２６がエンジン１の出力軸１０に同軸的に且つ直接的に装備されている構造となる。このためユニット体２の小型化および省スペース化を図るのに有利となる。更に、エンジン１の出力軸１０に発電機（ユニット体２）が直接的に取り付けられているため、エンジン１の駆動力を伝達部材を介して発電機に伝達させる方式に比較して、エンジン１から発電機への伝達効率が向上する。

更に本実施形態によれば、エンジン１の出力軸１０の駆動力を駆動プーリ２０に伝達すると共に、駆動プーリ２０の駆動力をエンジン１の出力軸１０に伝達することを抑えるワンウェイクラッチ２５が用いられている。このため、エンジン１が停止しているときにおいても、コイル部２６および永久磁石２４で構成されるモータにより、ユニット体２の駆動プーリ２０を直接的に駆動させることができる。このとき、ワンウェイクラッチ２５は、駆動プーリ２０→エンジン１の出力軸１０への駆動伝達を遮断させる。このためユニット体２の駆動プーリ２０が出力軸１０の軸芯Ｐ１回りで回転するものの、エンジン１の出力軸１０が非回転となり、モータの駆動力をコンプレッサ３へ伝達する伝達効率が確保される。

また本実施形態によれば、ワンウェイクラッチ２５は、図３に示すように、エンジン１の出力軸１０の外周面と駆動プーリ２０の嵌合孔２０ａの内周面との間に同軸的または実質的に同軸的に介装されている。このため小型化に有利である。また図３に示すように、ワンウェイクラッチ２５の軸長は駆動プーリ２０の嵌合孔２０ａの内周面の軸長にほぼ対応している。故に、ワンウェイクラッチ２５は駆動プーリ２０の嵌合孔２０ａの内周面にこれの軸長方向において嵌合しており、駆動プーリ２０の軸長方向の小型化に有利である。

また本実施形態によれば、図３に示すように、コイル部２６の外径Ｄ１は、駆動プーリ２０の第１回転部２１の外径Ｄ２よりも小さく設定されている。このため、コイル部２６の外周部が第１回転部２１の外周部よりも突出することが抑制される。このため、エンジン１の出力軸１０の軸直角方向（Ｙ方向）において、ユニット体２の小型化を図るのに有利である。また図３に示すように、エンジン１の出力軸１０の軸芯Ｐ１に沿った方向（矢印Ｘ方向）において、駆動プーリ２０の第２回転部２２とコイル部２６とが重合しており、矢印Ｘ方向におけるユニット体２の小型化に有利である。

更に本実施形態によれば、図３に示すように、エンジン１の出力軸１０の軸方向（矢印Ｘ方向）において、コイル部２６とエンジン１との間に駆動プーリ２０が介在している。このためエンジン１冷却系の低下等により、エンジン１の温度が高温となる場合であっても、エンジン１の熱がコイル部２６に伝達されることが駆動プーリ２０により抑制される。

更に、エンジン１の出力軸１０の軸方向（矢印Ｘ方向）において、エンジン１、フライホイール１５、駆動プーリ２０、コイル部２６の順に配置されている。このため駆動プーリ２０とエンジン１との間にフライホイール１５が介在している。従って、エンジン１の温度が高温となる場合であっても、エンジン１の熱がコイル部２６に伝達されることがフライホイール１５により抑制される。しかも、フライホイール１５の外径は、駆動プーリ２０の第１回転部２１の外径Ｄ２およびコイル部２６の外径Ｄ１よりも大きく設定されている。このため、エンジン１の熱が駆動プーリ２０およびコイル部２６に伝達されることがフライホイール１５により効果的に抑制される。このように駆動プーリ２０およびコイル部２６の昇温を抑制する構造が採用されているため、万一、エンジン１の冷却系の機能低下等により、エンジン１の温度が高温となる場合であっても、コイル部２６の熱損傷、コイル部２６の電気抵抗の増加が抑制される。故に、モータとして使用するときの駆動力確保、発電機として使用するときの発電出力の確保に貢献できる。

本実施形態によれば、モータおよび発電機として機能するユニット体２は、ユニット化されて一体となっている。このため、既存の空気調和装置で使用されているエンジンの出力軸の径がエンジン１の出力軸１０と同径であれば、既存の空気調和装置のエンジンの出力軸にユニット体２を搭載することもできる。

本実施形態によれば、図４に示すように、制御部７５には、エンジン実回転数の信号Ｎｅ、モータの実回転数の信号Ｎｍ、発電機の出力信号Ｇ１、燃料弁１７の開度（燃料供給量）の検出信号Ｓ１、エンジン回転数の指令信号Ｄ１、補機７８などの消費電力の指令信号Ｄ２、空調負荷の信号Ｄ３が制御部７５に入力される。コイル部２６および永久磁石２４によりコイル部２６に発電出力が生成されるため、制御部７５は、発電出力（発電機の出力信号Ｇ１）に基づいてエンジン１の現在の駆動状態（出力軸１０の軸トルク）を推定する。

即ち、図９に示すように、上記した各信号Ｎｅ、Ｎｍ、Ｇ１、Ｓ１、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が制御部７５に読み込まれる（ステップＳ１００）。制御部７５は、これらの入力信号に基づいて、エンジン１の出力軸１０の軸トルクを求める（ステップＳ１１０）。この場合、演算で求めても良いし、マップで求めても良い。次に、消費電力の指令値Ｄ２により要請される最適な発電量ＷＡ、その発電量ＷＡを発生させるのに最適な燃料弁１７の開度ＳＡ（エンジン１の燃料供給量に関する物理量に相当）を求める（ステップＳ１２０）。燃料弁１７の最適な開度ＳＡは、指令値として、燃料弁１７のアクチェエータ１８（燃料供給部）に出力される（ステップＳ１３０）。

このようにコイル部２６に生成する発電出力に応じて、エンジン１の現在の状態（出力軸１０の軸トルク）を推定する。そして、エンジン１の駆動力（軸トルク）が充分な状態でなければ、エンジン１の駆動力（軸トルク）を充分な値とするように、燃料弁１７の最適な開度ＳＡを求め、最適な開度ＳＡをアクチェエータ１８に出力する。このため、エンジン１の駆動状態が補正され、出力軸１０の軸トルクが良好な値となり、エンジン回転数が安定する。これによりエンジンストールなどが防止され、空調および発電を良好に行うことができる。このようにコイル部２６に生成する発電出力をセンサとして用い、エンジン１の現在の状態（出力軸１０の軸トルク）を求めるため、エンジン１の出力軸１０のトルクを検知するトルクセンサ等の他のセンサが不要とされ、設備費の低減に貢献できる。

（実施形態２）
図１０は実施形態２を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図１０に示すように、駆動プーリ２０の側面部２０ｓには、ファン２０ｍがコイル部２６の側面部に対面するように設けられている。エンジン１またはモータにより駆動プーリ２０が回転すると、ファン２０ｍが駆動プーリ２０と共に回転するため、コイル部２６が冷却される。従って、コイル部２６がジュール熱で発熱するときであっても、コイル部２６の過熱が防止される。ファン２０ｍが駆動プーリ２０の側面部２０ｓに設けられているため、駆動プーリ２０の外径サイズの増加が抑えられ、径サイズの小型化に有利である。ファン２０ｍは、駆動プーリ２０のうち小径側の第２回転部２２ではなく、大径側の第１回転部２１に設けられているため、ファン２０ｍのサイズの確保に有利となり、送風量の増加に貢献できる。但し、ファン２０ｍを駆動プーリ２０の小径側の第２回転部２２に設けても良い。

（実施形態３）
図１１は実施形態３を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図１１に示すように、コイル部２６の外径Ｄ１は、駆動プーリ２０の第１回転部２１の外径Ｄ２と同程度とされている。この場合、永久磁石２４の厚みおよび体積を確保し、永久磁石２４の磁力を増加させ、モータ出力および発電出力を増加させるのに有利である。

（その他）
上記した実施形態によれば、回転体として駆動プーリ２０が設けられているが、スプロケットでも良い。この場合には、伝達部材はベルトでなく、チェーンとなる。上記した実施形態によれば、冷房および／または暖房を行う空気調和装置に適用しているが、食品等の対象物に対して冷却および／または加熱を行う空気調和装置に適用しても良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。上記した記載から次の技術的思想も把握される。

（付記項１）駆動により回転する出力軸をもつエンジンと、前記エンジンの出力軸に同軸的に取り付けられた回転体と、前記回転体の外周側に配置された永久磁石と、モータ用および発電用のコイル部と、複数のコンプレッサと、前記回転体と前記コンプレッサとを接続し出力軸の駆動力を前記回転体を介して前記コンプレッサに伝達して前記コンプレッサを駆動させる伝達部材と、前記コンプレッサにより冷媒の圧縮および吸い込みを行い冷媒を循環させて冷却および／または加熱を行う冷媒循環路とを具備しており、
前記エンジンおよび前記コンプレッサを制御する制御部が設けられており、
制御部は、前記コンプレッサを１台駆動させるとき、（ａ１）（ｂ１）の制御を行い、前記コンプレッサを２台駆動させるとき、制御部は（ａ２）（ｂ２）の制御を行なうことを特徴とする。
（ａ１）空調負荷が第１所定値よりも小さいとき、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが停止する。
（ｂ１）空調負荷が第１所定値以上で且つ第２所定値（第２所定値＞第１所定値）よりも小さいとき、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが駆動する。
（ａ２）空調負荷が第２所定値以上で且つ第３所定値（第３所定値＞第２所定値＞第１所定値）よりも小さいときには、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが駆動する。
（ｂ２）空調負荷が第３所定値以上のとき、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能せず、前記エンジンが駆動する。
（付記項２）
駆動により回転される出力軸をもつエンジンと、前記エンジンの前記出力軸に同軸的に取り付けられる取付体と、前記取付体の外側に配置され単数または複数のコンプレッサと、前記取付体と前記コンプレッサとを接続し前記出力軸の駆動力を前記取付体を介して前記コンプレッサに伝達して前記コンプレッサを駆動させる伝達部材と、前記コンプレッサにより冷媒の圧縮および吸い込みを行い冷媒を循環させて冷却および／または加熱を行う冷媒循環路とを具備しており、
前記取付体は、前記エンジンの前記出力軸に嵌合する嵌合孔と前記伝達部材が係合する係合部とをもつ回転体と、前記回転体に設けられた永久磁石と、前記エンジンの前記出力軸の外周面と前記回転体の前記嵌合孔の内周面との間に介装され、前記エンジンの出力軸の駆動力を前記回転体に伝達すると共に、前記回転体の駆動力を前記エンジンの前記出力軸に伝達することを抑えるワンウェイクラッチと、前記回転体の前記永久磁石の外周側に隙間を介して配置され、前記出力軸の軸芯の回りを回転する回転磁界を発生させてモータとして機能すると共に、発電出力を生成させるコイル部とを具備することを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置。エンジンの出力軸に取り付ける取付体の小型化および省スペース化に有利となる。

本発明はエンジン駆動式空気調和装置に利用することができる。

実施形態１に係り、エンジンおよびコンプレッサの位置関係を模式的に示す構成図である。 コンプレッサの内部構造を示す構成図である。 ユニット体がエンジンの出力軸に取り付けられている状態を示す構成図である。 空気調和装置のブロック図である。 空調負荷の大きさとコンプレッサの駆動台数とエンジン回転数とモータ回転数と発電出力との関係との関係を示す構成図である。 空調負荷の大きさとコンプレッサの駆動台数とエンジン回転数とモータ回転数と発電出力との関係との関係を示すタイミングチャートである。 空調負荷の大きさとコンプレッサの駆動台数とエンジン回転数との関係を示すグラフである。 制御部が実行するフローチャートである。 制御部が実行するフローチャートである。 実施形態２に係り、ユニット体がエンジンの出力軸に取り付けられている状態を示す構成図である。 実施形態３に係り、ユニット体がエンジンの出力軸に取り付けられている状態を示す構成図である。

１はエンジン、１０は出力軸、２１は第１回転部、２２は第２回転部、２はユニット体（取付体）、３はコンプレッサ、３０はコンプレッサ本体、３３はコンプレッサ軸、３６はクラッチ部材、４は伝達部材、２０は駆動プーリ、２４は永久磁石、２５はワンウェイクラッチ、２６はコイル部、６はコイル部回転抑止手段、６０は軸受、６１は拘束部を示す。

Claims (5)

1. 駆動により回転される出力軸をもつエンジンと、前記エンジンの前記出力軸に同軸的に取り付けられる取付体と、前記取付体の外側に配置され複数のコンプレッサと、前記取付体と前記コンプレッサとを接続し前記出力軸の駆動力を前記取付体を介して前記コンプレッサに伝達して前記コンプレッサを駆動させる伝達部材と、前記コンプレッサにより冷媒の圧縮および吸い込みを行い冷媒を循環させて冷却および／または加熱を行う冷媒循環路とを具備しており、
   前記取付体は、
   前記エンジンの前記出力軸に嵌合する嵌合孔と前記伝達部材が係合する係合部とをもつ回転体と、
   前記回転体に設けられた永久磁石と、
   前記エンジンの前記出力軸の外周面と前記回転体の前記嵌合孔の内周面との間に介装され、前記エンジンの出力軸の駆動力を前記回転体に伝達すると共に、前記回転体の駆動力を前記エンジンの前記出力軸に伝達することを抑えるワンウェイクラッチと、
   前記回転体の前記永久磁石の外周側に隙間を介して配置され、前記出力軸の軸芯の回りを回転する回転磁界を発生させてモータとして機能すると共に、発電出力を生成させるコイル部とを具備しており、
   前記エンジンおよび各前記コンプレッサを制御する制御部が設けられており、
   前記制御部は、空調負荷が高くなるにつれて、前記コンプレッサの駆動台数を増加させ、且つ、
   前記制御部は、前記コンプレッサの駆動台数を増加させるとき、前記コンプレッサの駆動台数を増加させる前よりも前記エンジンの回転数を一旦低下させ、空調負荷の増加につれて前記エンジンの回転数を増加させ、
   空調負荷が小さいときから大きくなるにつれて、前記制御部は、（ｉ）（ｉｉ）（ｉｉｉ）の順に制御することを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置。
   （ｉ）前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが停止する。
   （ｉｉ）前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能すると共に前記エンジンが駆動する。
   （ｉｉｉ）前記コイル部および前記永久磁石が発電機として機能し、モータとして機能せず、前記エンジンが駆動する。
2. 駆動により回転される出力軸をもつエンジンと、前記エンジンの前記出力軸に同軸的に取り付けられる取付体と、前記取付体の外側に配置された複数のコンプレッサと、前記取付体と前記コンプレッサとを接続し前記出力軸の駆動力を前記取付体を介して前記コンプレッサに伝達して前記コンプレッサを駆動させる伝達部材と、前記コンプレッサにより冷媒の圧縮および吸い込みを行い冷媒を循環させて冷却および／または加熱を行う冷媒循環路とを具備しており、
   前記取付体は、
   前記エンジンの前記出力軸に嵌合する嵌合孔と前記伝達部材が係合する係合部とをもつ回転体と、
   前記回転体に設けられた永久磁石と、
   前記エンジンの前記出力軸の外周面と前記回転体の前記嵌合孔の内周面との間に介装され、前記エンジンの出力軸の駆動力を前記回転体に伝達すると共に、前記回転体の駆動力を前記エンジンの前記出力軸に伝達することを抑えるワンウェイクラッチと、
   前記回転体の前記永久磁石の外周側に隙間を介して配置され、前記出力軸の軸芯の回りを回転する回転磁界を発生させてモータとして機能すると共に、発電出力を生成させるコイル部とを具備しており、
   前記エンジンおよび前記コンプレッサを制御する制御部が設けられており、
   前記コンプレッサを１台駆動させるとき、前記制御部は（ａ１）（ｂ１）の制御を行い、前記コンプレッサを２台駆動させるとき、制御部は（ａ２）（ｂ２）の制御を行なうことを特徴とする。
   （ａ１）空調負荷が第１所定値よりも小さいとき、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが停止する。
   （ｂ１）空調負荷が第１所定値以上で且つ第２所定値（第２所定値＞第１所定値）よりも小さいとき、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが駆動する。
   （ａ２）空調負荷が第２所定値以上で且つ第３所定値（第３所定値＞第２所定値＞第１所定値）よりも小さいときには、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能し、前記エンジンが駆動する。
   （ｂ２）空調負荷が第３所定値以上のとき、前記コイル部および前記永久磁石がモータとして機能せず、前記エンジンが駆動する。
3. 請求項１または２において、前記出力軸がこれの軸芯回りで回転するとき、前記コイル部の回転を抑えるコイル部回転抑止手段が設けられており、前記コイル部回転抑止手段は、前記コイル部と前記出力軸との間に設けられ前記コイル部に対して前記出力軸を空転させる軸受と、前記コイル部を回転しないように拘束する拘束部とを有することを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置。
4. 請求項１〜３のうちの一項において、前記回転体は、第１回転部と、前記第１回転部に同軸的に設けられた第２回転部とを備えており、前記永久磁石は前記第２回転部の外周部に配置されており、前記コイル部の内周部が前記回転体の前記第２回転部を外周側から前記隙間を介して同軸的に包囲するように前記コイル部は配置されており、前記コイル部の外径をＤ１とし、前記第１回転部の外径をＤ２とするとき、Ｄ１≦Ｄ２、または、Ｄ１≧Ｄ２に設定されていることを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置。
5. 請求項１〜４のうちの一項において、前記制御部は、前記コイル部の発電出力に基づいて前記エンジンの現在の駆動状態を推定し、要請される発電量が得られるように、前記エンジンの燃料供給量に関する物理量を求め、求めた燃料供給量に関する物理量の指令をエンジンの燃料供給部に出力することを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置。

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