JP6325336B2 - 車両用空気圧縮機ユニット - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される車両用空気圧縮機ユニットに関する。

車両に搭載されてその車両において用いられる圧縮空気を生成する装置として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に開示された装置は、複数の空気圧縮機と複数の駆動モータとを備えている。各空気圧縮機は、各駆動モータによって駆動される。そして、各空気圧縮機は、各駆動モータと直列に連結されている。尚、各空気圧縮機は、スクロール空気圧縮機として構成されている。

実用新案登録第３１５００７７号公報

特許文献１に開示された装置においては、各空気圧縮機と各駆動モータとが直列に連結されている。このため、空気圧縮機と駆動モータとを備える空気圧縮機ユニットの寸法が長く延びてしまうことになる。そして、この空気圧縮機ユニットを車両に搭載して設置する際に必要となる設置面積が、長く延びてしまうとともに大きく広がってしまうことになる。

上記のような空気圧縮機ユニットは、例えば、特許文献１にも開示されているように、車両の床の下部に設置される。よって、上記の空気圧縮機ユニットを車両に設置するためには、車両の床の下部において、大きく広がった設置面積が必要となってしまう。また、上記の空気圧縮機ユニットが車両の屋根の上部に設置される場合であっても、車両の屋根の上部において、大きく広がった設置面積が必要となってしまう。従って、上記の空気圧縮機ユニットを車両に設置する場合、車両における設置面積の増大を招いてしまうことになる。また、車両に上記の空気圧縮機ユニットを複数設置する場合、設置面積の更なる増大を招いてしまうことになる。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、車両における設置面積の増大を抑制することができる車両用空気圧縮機ユニットを提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するための本発明のある局面に係る車両用空気圧縮機ユニットは、車両に搭載される車両用空気圧縮機ユニットであって、吸い込んだ空気を圧縮する空気圧縮機と、前記空気圧縮機を駆動する電動モータと、を備え、前記空気圧縮機及び前記電動モータが上下方向に沿って配置されることを特徴とする。

この構成によると、車両用空気圧縮機ユニットは、空気圧縮機及び電動モータが上下方向に沿って配置されるように、車両に搭載されて設置される。このため、車両用空気圧縮機ユニットを車両に搭載して設置する際に必要となる設置面積が長く延びて広がってしまうことが効率よく抑制される。これにより、車両における車両用空気圧縮機ユニットの設置面積の増大が抑制されることになる。また、車両に複数の車両用空気圧縮機ユニットを設置する際の設置面積の増大も抑制されることになる。

従って、上記の構成によると、車両における設置面積の増大を抑制することができる車両用空気圧縮機ユニットを提供することができる。そして、上記の構成によると、車両における設置面積の増大が抑制されるため、車両用空気圧縮機ユニットの車両への艤装の自由度を向上をさせることができる。尚、空気圧縮機及び電動モータが上下方向に沿って配置される構成である上下配置構成については、上下に延びる１つの直線に沿って空気圧縮機及び電動モータが配置される構成に限定されるものではない。上下に延びる１つの直線に対して空気圧縮機及び電動モータがずれた状態において、即ち、空気圧縮機及び電動モータがオフセットした状態において、空気圧縮機及び電動モータが上下方向に沿って配置される構成も、上記の上下配置構成に含まれるものである。

（２）前記車両用空気圧縮機ユニットは、前記空気圧縮機で生成された圧縮空気を冷却するアフタークーラと、前記電動モータの駆動力によって駆動される送風機として構成され、前記アフタークーラの冷却風を発生させるアフタークーラ用冷却ファンと、を更に備えていることが好ましい。

この構成によると、空気圧縮機で生成された圧縮空気を冷却するアフタークーラの冷却風を発生させるアフタークーラ用冷却ファンが、電動モータの駆動力によって駆動される。このため、アフタークーラ用冷却ファンの駆動源を別途設ける必要が無いので、車両用空気圧縮機ユニット全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。

（３）前記車両用空気圧縮機ユニットは、前記アフタークーラ用冷却ファンの空気吸い込み側に隣接して前記空気圧縮機が設けられていることが好ましい。

この構成によると、アフタークーラ用冷却ファンは、周囲の空気を吸い込む際に、アフタークーラ用冷却ファンの空気吸い込み側に隣接した空気圧縮機の周囲において、空気の流れを生じさせることになる。その結果、空気圧縮機が冷却されることになる。このため、空気圧縮機を冷却するための構成をコンパクトな構造で実現することができる。そして、車両用空気圧縮機ユニット全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。

（４）前記車両用空気圧縮機ユニットは、前記アフタークーラ用冷却ファンの回転軸と前記空気圧縮機の回転軸とが同軸に設けられていることが好ましい。

この構成によると、アフタークーラ用冷却ファンの回転軸と空気圧縮機の回転軸とが、同軸に設けられているため、ギヤ等の動力伝達機構が不要となる。このため、車両用空気圧縮機ユニット全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。

（５）前記車両用空気圧縮機ユニットは、前記アフタークーラ用冷却ファンが遠心送風機であることが好ましい。

この構成によると、アフタークーラ用冷却ファンが、多くの風量を容易に発生させることができる遠心送風機として構成されている。このため、遠心送風機としてのアフタークーラ用冷却ファンにより、アフタークーラを効率よく冷却できる。そして、アフタークーラを効率よく冷却できることで、空気圧縮機で生成された圧縮空気を効率よく冷却することができる。

また、遠心送風機としてのアフタークーラ用冷却ファン及び空気圧縮機の回転軸が同軸に設けられる場合、アフタークーラを、アフタークーラ用冷却ファン及び空気圧縮機に対して、側方、上方、又は下方に配置することができる。この場合、アフタークーラ用冷却ファンからの冷却風をアフタークーラまで誘導するためのダクトの長さを短くすることができる。これにより、車両用空気圧縮機ユニット全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。

（６）前記車両用空気圧縮機ユニットは、前記空気圧縮機で生成された圧縮空気を冷却するアフタークーラ、を更に備え、前記アフタークーラは、前記空気圧縮機の横に設けられていることが好ましい。

空気圧縮機で発生した熱により熱せられた空気は上方に移動するため、アフタークーラを横に設けることで、熱せられた空気の影響を最小限に抑えつつ、アフタークーラを、空気圧縮機に隣接して設けることができる。このため、車両用空気圧縮機ユニット全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。

（７）前記車両用空気圧縮機ユニットは、前記空気圧縮機の側方に設けられて前記空気圧縮機を冷却するための空気圧縮機用冷却ファン、を更に備え、前記空気圧縮機用冷却ファンは、軸流ファンとして構成されていることが好ましい。

この構成によると、空気圧縮機用冷却ファンが、空気圧縮機の側方に設けられた軸流ファンとして構成される。軸流ファンは、遠心送風機に比して小型のファンとして構成される。このため、車両用空気圧縮機ユニットにおける空気圧縮機用冷却ファンを設置するための空間が狭い場合であっても、空気圧縮機用冷却ファンを容易に設置することができる。また、空気圧縮機用冷却ファンを備える車両用空気圧縮機ユニットの小型化を図ることもできる。

（８）前記車両用空気圧縮機ユニットは、前記空気圧縮機で生成された圧縮空気を冷却するアフタークーラと、前記電動モータの駆動力によって駆動される遠心送風機として構成され、前記アフタークーラの冷却風を発生させるアフタークーラ用冷却ファンと、を更に備え、前記アフタークーラは、前記空気圧縮機で生成された圧縮空気が流動し、前記空気圧縮機用冷却ファンによって発生した冷却風によって冷却される第１流路を有する第１クーラ部と、前記第１クーラ部で冷却された圧縮空気が流入する第２流路を有し、前記アフタークーラ用冷却ファンによって発生した冷却風によって冷却される第２クーラ部と、を含み、前記第１クーラ部は前記空気圧縮機の側方に配置され、前記第２クーラ部は前記アフタークーラ用冷却ファンの側方に配置されることが好ましい。

この構成によると、空気圧縮機で生成された比較的温度の高い圧縮空気は、軸流ファンである空気圧縮機用冷却ファンからの冷却風であって空気圧縮機を冷却した後の比較的温度の高い冷却風によって冷却された第１クーラ部において、冷却される。次いで、第１クーラ部で冷却された圧縮空気は、遠心送風機であるアフタークーラ用冷却ファンからのより低温の冷却風によって冷却された第２クーラ部において、冷却される。このため、空気圧縮機用冷却ファンからの冷却風による冷却とアフタークーラ用冷却ファンからの冷却風による冷却とが、この順で順番に実施され、圧縮空気が効率よく冷却される。また、上記の構成によると、第１クーラ部が空気圧縮機の側方に配置され、第２クーラ部がアフタークーラ用冷却ファンの側方に配置される。このため、空気圧縮機、アフタークーラ用冷却ファン、及びアフタークーラをコンパクトに配置することができる。更に、上記の構成によると、空気圧縮機の冷却用の軸流ファンからの冷却風をアフタークーラの冷却に用いることができるため、アフタークーラ用冷却ファンの冷却能力を低く設定し、アフタークーラ用冷却ファンの小型化を図ることもできる。これらにより、車両用空気圧縮機ユニット全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。

尚、アフタークーラの流路構成が、空気圧縮機用冷却ファンからの冷却風による冷却とアフタークーラ用冷却ファンからの冷却風による冷却とが交互に繰り返されてしまうような流路構成である場合、一旦冷却された圧縮空気が暖められて、再び冷却されるような状態が発生する虞がある。この場合、圧縮空気を冷却する際の冷却効率の低下を招く虞がある。しかし、前記の構成によると、このような冷却効率の低下を招く虞がないため、圧縮空気を効率よく冷却することができる。

（９）前記車両用空気圧縮機ユニットは、前記第１流路は、当該車両用空気圧縮機ユニットが前記車両に搭載された状態において水平方向に沿って蛇行するように設けられ、前記第２流路は、当該車両用空気圧縮機ユニットが前記車両に搭載された状態において水平方向に沿って蛇行するように設けられることが好ましい。

この構成によると、第１クーラ部における圧縮空気の流路である第１流路は、水平方向に沿って蛇行するように設けられる。同様に、第２クーラ部における圧縮空気の流路である第２流路も、水平方向に沿って蛇行するように設けられる。このため、上記の構成によると、流路内で結露が発生し、流路内に水滴が生じた場合であっても、流路内の水滴が流動し易く、その水滴が下流へと排出され易い。よって、第１クーラ部及び第２クーラ部において、流路内に水滴が残存してしまうことを抑制することができる構成を簡素な構造で容易に実現することができる。

（１０）前記車両用空気圧縮機ユニットは、前記第１流路は、当該車両用空気圧縮機ユニットが前記車両に搭載された状態において上下方向に沿って蛇行するように設けられ、前記第２流路は、当該車両用空気圧縮機ユニットが前記車両に搭載された状態において上下方向に沿って蛇行するように設けられることが好ましい。

この構成によると、第１クーラ部における圧縮空気の流路である第１流路は、上下方向に沿って蛇行するように設けられる。同様に、第２クーラ部における圧縮空気の流路である第２流路も、上下方向に沿って蛇行するように設けられる。このため、上記の構成によると、上下方向に沿って蛇行しながら延びる流路を設けた簡素な構成により、容易に、圧縮空気を第１クーラ部及び第２クーラ部によって効率よく冷却する構成を実現することができる。

（１１）前記車両用空気圧縮機ユニットは、前記電動モータの駆動を制御するコントローラを更に備え、前記コントローラは、前記電動モータの側方に配置されていることが好ましい。

この構成によると、空気圧縮機及び電動モータが上下方向に沿って配置され、電動モータのコントローラが、電動モータの側方に配置される。このため、コントローラを空気圧縮機から離して配置でき、空気圧縮機で発生する熱がコントローラに影響を与えてしまうことを抑制できる。更に、電動モータ及びコントローラを近接配置できる。よって、空気圧縮機とコントローラとを熱的に分離しつつ、電動モータとコントローラとを近接配置して構造のコンパクト化を図ることができる。

本発明によると、車両における設置面積の増大を抑制することができる車両用空気圧縮機ユニットを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る車両用空気圧縮装置及び車両用空気圧縮機ユニットが車両に設置された状態を示す模式図である。 図１に示す空気圧縮装置及び空気圧縮機ユニットの車両における設置位置を模式的に示す平面図である。 図１に示す空気圧縮装置及び空気圧縮機ユニットを示す斜視図である。 図３に示す空気圧縮装置の斜視図であって、空気圧縮機ユニットにおける空気圧縮装置の内側に配置された部分が見えるように空気圧縮装置の一部の要素を除いた状態で空気圧縮装置を示す斜視図である。 図３に示す空気圧縮装置及び空気圧縮機ユニットのシステム構成を示す模式図である。 図４に示す空気圧縮機ユニットの斜視図である。 図６に示す空気圧縮機ユニットについて図６とは異なる方向から見た斜視図であって、空気圧縮機ユニットの周囲に配置される要素を除いた状態で空気圧縮機ユニットを示す斜視図である。 図７に示す空気圧縮機ユニットについて内部構造が見えるように一部の要素を除いた状態で示す斜視図であって、図７とは異なる方向から見た斜視図である。 図６乃至図８に示す空気圧縮機ユニットのクーラの模式図であって、クーラにおける圧縮空気の流路構成を模式的に示す図である。 変形例に係るクーラの模式図であって、クーラにおける圧縮空気の流路構成を模式的に示す図である。 変形例に係る車両用空気圧縮装置及び車両用空気圧縮機ユニットのシステム構成を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本実施形態については、車両に搭載される車両用空気圧縮機ユニット及び車両用空気圧縮装置に関して広く適用することができるものである。

［空気圧縮装置及び空気圧縮機ユニットの設置形態］
図１は、本発明の一実施の形態に係る車両用空気圧縮装置１及び車両用空気圧縮機ユニット２が鉄道車両として構成された車両１００に搭載されて設置された状態を示す模式図である。図２は、車両用空気圧縮装置１及び車両用空気圧縮機ユニット２の車両１００における設置位置を模式的に示す平面図である。

図１及び図２に示すように、車両用空気圧縮装置１は、複数の車両用空気圧縮機ユニット２を備えて構成されている。本実施形態の車両用空気圧縮機ユニット２は、本実施形態の車両用空気圧縮装置１に備えられる空気圧縮機ユニット２としても構成されている。尚、以下の説明においては、車両用空気圧縮装置１については、単に、「空気圧縮装置１」とも称する。また、車両用空気圧縮機ユニット２については、単に、「空気圧縮機ユニット２」とも称する。

本実施形態では、空気圧縮装置１が、２つの空気圧縮機ユニット２を備えて構成された形態を例示している。しかし、この通りでなくてもよい。空気圧縮装置１は、３つ以上の空気圧縮機ユニット２を備えて構成されていてもよい。

空気圧縮装置１及び空気圧縮機ユニット２は、例えば、車両１００の床１００ａの下部に設置される（図１を参照）。空気圧縮装置１及び空気圧縮機ユニット２は、車両１００において用いられる圧縮空気を生成するために、車両１００に搭載されて設置される。即ち、空気圧縮装置１及び空気圧縮機ユニット２にて生成された圧縮空気は、車両１００に搭載された各種空圧機器を作動させるために用いられる。

図２の平面図においては、車両１００の一部を上方から見た状態が図示されている。そして、図２においては、車両１００の床１００ａの下部に設置される空気圧縮装置１及び空気圧縮機ユニット２が二点鎖線で示されている。また、図２においては、車両１００が走行する軌道のレール１０１及び枕木１０２についても、二点鎖線で示されている。

図２に示すように、空気圧縮装置１及び空気圧縮機ユニット２は、車両１００の幅方向において、車両１００の幅方向における中心から一方側に偏った位置に設置されている。尚、車両１００の幅方向については、図２において両端矢印Ａで示されている。車両１００の幅方向は、車両１００の進行方向に対して直交する方向であり、レール１０１が延びる方向と直交する枕木１０２の長手方向に対して平行な方向である。

また、図１及び図２に示すように、複数の（本実施形態では２つの）空気圧縮機ユニット２は、車両１００の進行方向に沿って直列に並んだ状態で、車両１００の床１００ａの下部に設置されている。尚、図１及び図２に示す空気圧縮装置１及び空気圧縮機ユニット２の設置形態は、例示である。

［空気圧縮装置の全体構成］
図３は、空気圧縮装置１及び空気圧縮機ユニット２を示す斜視図である。図４は、空気圧縮装置１の斜視図であって、空気圧縮機ユニット２における空気圧縮装置１の内側に配置された部分が見えるように空気圧縮装置１の一部の要素を除いた状態で空気圧縮装置１を示す斜視図である。図５は、図３に示す空気圧縮装置１及び空気圧縮機ユニット２のシステム構成を示す模式図である。

図３乃至図５に示すように、空気圧縮装置１は、複数（本実施形態では２つ）の空気圧縮機ユニット２、ケースユニット１１、を備えて構成されている。

ケースユニット１１は、複数（本実施形態では２つ）の個別ケース１２を備えている。各個別ケース１２は、各空気圧縮機ユニット２を保持するハウジングとして構成されている。各個別ケース１２は、直方体状に組み立てられたフレーム体１２ａと、フレーム体１２ａに取り付けられた複数のパネル体１２ｂとを備えている。複数のパネル体１２ｂは、空気圧縮機ユニット２の周囲を覆うように、フレーム体１２ａに取り付けられている。尚、図４は、複数の個別ケース１２のうちの一方における１枚のパネル体１２ｂを除いた状態で空気圧縮装置１を示す斜視図である。

それぞれ空気圧縮機ユニット２を保持する複数の個別ケース１２は、直列に並んだ状態で一体に固定され、車両１００に設置される。これにより、ケースユニット１１は、複数の空気圧縮機ユニット２が直列に並んだ状態で複数の空気圧縮機ユニット２を保持し、車両１００に設置されることが可能に構成されている。

［空気圧縮機ユニットの全体構成］
図６は、図４に示す２つの空気圧縮機ユニット２のうちの１つを示す斜視図である。図７は、図６に示す空気圧縮機ユニット２について図６とは異なる方向から見た斜視図である。尚、図７の斜視図では、空気圧縮機ユニット２の周囲に配置される要素である個別ケース１２を除いた状態で空気圧縮機ユニット２を示している。図８は、図７に示す空気圧縮機ユニット２について内部構造が見えるように一部の要素を除いた状態で示す斜視図であって、図７とは異なる方向から見た斜視図である。

図３乃至図８に示すように、複数（本実施形態では２つ）の空気圧縮機ユニット２のそれぞれは、空気圧縮機１３、電動モータ１４、空気圧縮機用冷却ファン１５、ベース部１６、アフタークーラ１７、アフタークーラ用冷却ファン１８、除湿器１９、駆動力伝達部２０、フィルタ部２１、コントローラ２２、等を備えて構成されている。尚、２つの空気圧縮機ユニット２は、同じ構成である。そこで、以下の説明では、２つの空気圧縮機ユニット２のうちの１つの空気圧縮機ユニット２について説明し、もう１つの空気圧縮機ユニット２についての重複する説明を割愛する。

［空気圧縮機］
吸い込んだ空気を圧縮する空気圧縮機１３は、揺動スクロールと固定スクロールとを備えるスクロール式の空気圧縮機として構成されている。更に、空気圧縮機１３は、油を伴わずに空気を圧縮するオイルフリー式の空気圧縮機として構成されている。

空気圧縮機１３において空気が吸い込まれる入口である吸い込み口は、吸い込み配管２４を介して空気吸い込み部２３に接続され、外部と連通している。外部の空気は、空気吸い込み部２３及び吸い込み配管２４を介して、空気圧縮機１３に吸い込まれる。尚、空気吸い込み部２３には、吸い込まれる空気が通過する際に砂塵等の粉塵の通過を抑制する粉塵フィルタが設けられている。

空気圧縮機１３は、電動モータ１４からの駆動力によって駆動され、揺動スクロールが固定スクロールに対して揺動しながら回転する。これにより、揺動スクロールと固定スクロールとの間で空気が圧縮される。空気圧縮機１３において圧縮空気を吐出する出口である吐出口は、吐出配管２５を介してアフタークーラ１７に接続され、アフタークーラ１７に連通している。空気圧縮機１３において生成された圧縮空気は、吐出配管２５を介してアフタークーラ１７に供給される。吐出配管２５としては、テフロン（登録商標）等の弾性体で構成された配管に加え、銅管や鋼管が用いられる。尚、本実施形態では、空気圧縮機１３とアフタークーラ１７とを接続する吐出配管２５として、テフロン等の弾性体で構成された配管ではなく、鋼管が用いられている。

尚、本実施形態では、スクロール式の空気圧縮機である空気圧縮機１３が設けられた空気圧縮機ユニット２の形態を例示したが、この通りでなくてもよい。スクリュー式の空気圧縮機が設けられた空気圧縮機ユニットが構成されてもよい。また、電動モータ１４からの回転駆動力がクランク軸を介して往復駆動力に変換されて伝達されて駆動されるレシプロ式の空気圧縮機が設けられた空気圧縮機ユニットが構成されてもよい。また、油を伴って空気を圧縮するオイル式の空気圧縮機が設けられた空気圧縮機ユニットが構成されてもよい。

［フィルタ部］
フィルタ部２１は、空気吸い込み部２３及び後述する空気圧縮機用冷却ファン１５に吸い込まれる空気が通過するフィルタ要素として設けられている。外部の空気がフィルタ部２１を通過する際に、異物が除去される。フィルタ部２１は、図３及び図４に示すように、個別ケース１２に対して取り付けられる。

フィルタ部２１は、例えば、複数の孔が設けられた金属プレートとして構成される。或いは、フィルタ部２１は、金網として構成される。そして、フィルタ部２１は、金属プレート或いは金網における面状に平坦に広がる部分が空気吸い込み部２３及び空気圧縮機用冷却ファン１５に向かい合う状態で、個別ケース１２に取り付けられる。尚、図６では、個別ケース１２からフィルタ部２１が取り外された状態が図示されている。

［電動モータ、コントローラ］
図５乃至図８に示す電動モータ１４は、空気圧縮機１３を駆動する駆動源として設けられている。電動モータ１４は、後述する駆動力伝達部２０を介して空気圧縮機１３を駆動する。即ち、電動モータ１４で発生する駆動力が駆動力伝達部２０を介して空気圧縮機１３に伝達され、空気圧縮機１３の揺動スクロールが揺動しながら回転駆動される。

図６乃至図８に示すコントローラ２２は、電源（図示省略）からの電流を電動モータ１４に供給し、電動モータ１４の駆動を制御する制御装置として構成されている。電動モータ１４へ供給される電流及び電動モータ１４の回転数（回転速度）は、コントローラ２２によって制御される。

［空気圧縮機用冷却ファン］
図５乃至図８に示す空気圧縮機用冷却ファン１５は、空気圧縮機１３の側方に設けられて空気圧縮機１３を冷却するためのファンとして構成されている。そして、空気圧縮機用冷却ファン１５は、空気圧縮機１３の冷却風を発生させ、その冷却風の流れの下流側に配置された空気圧縮機１３を冷却する。

空気圧縮機用冷却ファン１５は、複数設けられている。本実施形態では、空気圧縮機用冷却ファン１５は、２つ設けられている。２つの空気圧縮機用冷却ファン１５のそれぞれは、軸周りで回転するプロペラを有する軸流ファンとして構成されている。２つの空気圧縮機用冷却ファン１５は、電動モータ１４とは別個に設けられた他の電動モータによって駆動される。２つの空気圧縮機用冷却ファン１５は、軸方向に直列に並ぶように配置されている。即ち、各空気圧縮機用冷却ファン１５の回転軸は、同一直線状に沿って直列に並ぶように配置されている。

また、空気圧縮機用冷却ファン１５におけるプロペラの周囲のカバーは、空気圧縮機１３の本体部分を覆うカバーと結合されている。これにより、空気圧縮機用冷却ファン１５によって発生する空気圧縮機１３の冷却風が効率よく空気圧縮機１３に送風され、空気圧縮機１３が効率よく冷却される。尚、図５では、空気圧縮機１３の冷却風の流れ方向と、後述するアフタークーラ用冷却ファン１８によって発生するアフタークーラ１７の冷却風の流れ方向とが、破線の矢印で示されている。

尚、本実施形態では、空気圧縮機用冷却ファン１５が２つ設けられた空気圧縮機ユニット２の形態を例示したが、この通りでなくてもよい。空気圧縮機用冷却ファン１５が１つのみ設けられた空気圧縮機ユニットが構成されてもよい。また、空気圧縮機用冷却ファン１５が３つ以上設けられた空気圧縮機ユニットが構成されてもよい。

［ベース部］
図６乃至図８に示すベース部１６は、空気圧縮機１３、電動モータ１４、等が取り付けられて固定される部材として設けられ、例えば、鋼製の部材として設けられている。本実施形態では、ベース部１６は、平板状のプレート部として構成されている。

ベース部１６は、平坦に広がるその両面のそれぞれを構成する第１の面１６ａ及び第２の面１６ｂを有している。即ち、第１の面１６ａ及び第２の面１６ｂは、互いに略平行な平坦な面として構成されている。

また、ベース部１６の第１の面１６ａに空気圧縮機１３が取り付けられて固定されている。一方、ベース部１６の第２の面１６ｂに電動モータ１４が取り付けられて固定されている。そして、空気圧縮機ユニット２は、空気圧縮機１３及び電動モータ１４がベース部１６を挟んで上下方向に沿って並んで配置されるように、車両１００に設置される。また、複数の空気圧縮機ユニット２のそれぞれにおける空気圧縮機１３及び電動モータ１４がベース部１６を挟んで上下方向に沿って並んで配置されるように、ケースユニット１１及び複数の空気圧縮機ユニット２が車両１００に設置される。このように、空気圧縮機ユニット２は、空気圧縮機１３及び電動モータ１４が上下方向に沿って配置されるように構成されている。

空気圧縮機ユニット２においては、空気圧縮機１３及び電動モータ１４がベース部１６を挟んで上下に分離されて配置される。そして、空気圧縮機１３の側方に設けられて空気圧縮機１３を冷却する空気圧縮機用冷却ファン１５が、空気圧縮機１３と同じ第１の面１６ａ側に配置される。即ち、空気圧縮機用冷却ファン１５及び電動モータ１４もベース部１６を挟んで上下に分離されて配置される。上記により、空気圧縮機１３及び空気圧縮機用冷却ファン１５と、電動モータ１４とが、ベース部１６により、熱的に分離されることになる。このため、空気圧縮機ユニット２によると、電動モータ１４で発生する熱が、空気圧縮機用冷却ファン１５による空気圧縮機１３の冷却に影響を与えてしまうことを抑制することができる。このため、空気圧縮機用冷却ファン１５による空気圧縮機１３の冷却効率を向上させることができる。

また、空気圧縮機ユニット２においては、コントローラ２２が、電動モータ１４の側方に配置されている。更に具体的には、コントローラ２２は、ベース部１６に対して、空気圧縮機１３が配置される第１の面１６ａ側と反対側であって電動モータ１４が配置される第２の面１６ｂ側に配置されている。本実施形態では、コントローラ２２は、ベース部１６に対して第２の面１６ｂで固定されていない状態で、ベース部１６に対して、第２の面１６ｂ側に配置されている。しかし、この通りでなくてもよい。コントローラ２２は、ベース部１６に対して第２の面１６ｂで固定された状態で、ベース部１６に対して、第２の面１６ｂ側に配置されていてもよい。

尚、本実施形態では、空気圧縮機ユニット２が車両１００に搭載された状態では、空気圧縮機１３及び空気圧縮機用冷却ファン１５がベース部１６の上方に配置され、電動モータ１４及びコントローラ２２がベース部１６の下方に配置される。しかし、この通りでなくてもよい。空気圧縮機ユニット２が車両１００に搭載された状態で、空気圧縮機１３及び空気圧縮機用冷却ファン１５がベース部１６の下方に配置され、電動モータ１４及びコントローラ２２がベース部１６の上方に配置される形態が実施されてもよい。

［アフタークーラ用冷却ファン］
図５、図７及び図８に示すアフタークーラ用冷却ファン１８は、 電動モータ１４の駆動力によって駆動される送風機として構成されている。本実施形態では、アフタークーラ用冷却ファン１８は、遠心送風機として構成され、より具体的には、シロッコファンとして構成されている。そして、アフタークーラ用冷却ファン１８は、後述するアフタークーラ１７の冷却風を発生させ、アフタークーラ１７を外部から冷却する。尚、前述の通り、アフタークーラ１７の冷却風の流れの方向については、図５において破線の矢印で示されている。

空気圧縮機ユニット２においては、アフタークーラ用冷却ファン１８の回転軸２６と空気圧縮機１３の回転軸２７とが、同軸に設けられている（図５を参照）。即ち、回転軸２６及び回転軸２７は、直列に並んで配置され、一体に回転するように設けられている。また、アフタークーラ用冷却ファン１８は、空気圧縮機１３の回転軸２７の近傍に空気吸い込み側が設けられている。このため、空気圧縮機ユニット２においては、アフタークーラ用冷却ファン１８の空気吸い込み側に隣接して空気圧縮機１３が設けられている。

電動モータ１４の駆動力によってアフタークーラ用冷却ファン１８が回転すると、この回転によって発生した負圧により、空気圧縮機１３の回転軸２７の近傍の空気が、アフタークーラ用冷却ファン１８の中心側の吸い込み側から吸い込まれる。アフタークーラ用冷却ファン１８に吸い込まれた空気は、アフタークーラ用冷却ファン１８の回転によって、アフタークーラ用冷却ファン１８の径方向外側に向かって流動する。そして、アフタークーラ用冷却ファン１８によって発生した冷却風は、ダクト２８によって誘導される。ダクト２８によって誘導された冷却風は、後述するアフタークーラ１７に吹き付けられ、アフタークーラ１７を冷却する（図５、図７を参照）。尚、図８では、ダクト２８及びアフタークーラ用冷却ファン１８のカバーの図示が省略されている。

［駆動力伝達部］
図５及び図８に示す駆動力伝達部２０は、電動モータ１４からの駆動力をアフタークーラ用冷却ファン１８及び空気圧縮機１３に伝達し、アフタークーラ用冷却ファン１８及び空気圧縮機１３を駆動する機構として設けられている。駆動力伝達部２０は、駆動プーリ２９、従動プーリ３０、及び駆動ベルト３１を備えて構成されている。

駆動プーリ２９は、電動モータ１４の回転軸３２とともに回転するように構成されている。従動プーリ３０は、アフタークーラ用冷却ファン１８の回転軸２６とともに回転するように構成されている。駆動ベルト３１は、駆動プーリ２９及び従動プーリ３０に対して周回するように巻き掛けられるとともに電動モータ１４の駆動力をアフタークーラ用冷却ファン１８及び空気圧縮機１３に伝達する無端状のベルトとして構成されている。

電動モータ１４の運転が開始されて電動モータ１４の回転軸３２が回転すると、回転軸３２とともに駆動プーリ２９が回転する。そして、駆動プーリ２９の回転とともに駆動ベルト３１が周回動作を行い、従動プーリ３０も回転する。これにより、従動プーリ３０とともにアフタークーラ用冷却ファン１８の回転軸２６が回転し、アフタークーラ用冷却ファン１８が作動する。また、前述のように、アフタークーラ用冷却ファン１８の回転軸２６と空気圧縮機１３の回転軸２７とは、同軸に設けられている。このため、アフタークーラ用冷却ファン１８の回転軸２６とともに空気圧縮機１３の回転軸２７も回転する。即ち、アフタークーラ用冷却ファン１８とともに空気圧縮機１３も作動することになる。

［アフタークーラ］
図５乃至図８に示すアフタークーラ１７は、空気圧縮機１３で生成された圧縮空気を冷却する機構として設けられている。アフタークーラ１７は、前述のように、吐出配管２５を介して空気圧縮機１３に接続されている。そして、アフタークーラ１７は、空気圧縮機１３で生成されて吐出配管２５を介して供給された圧縮空気を冷却する。また、アフタークーラ１７は、図６乃至図８に示すように、ベース部１６に対して、第１の面１６ａにおいて固定されて取り付けられている。

図５、図７及び図８に示すように、アフタークーラ１７は、第１クーラ部３３及び第２クーラ部３４を備えて構成されている。

第１クーラ部３３は、空気圧縮機１３で生成された圧縮空気が流動し、空気圧縮機用冷却ファン１５によって発生した冷却風によって冷却される第１流路３５を有する。また、第１クーラ部３３は、空気圧縮機用冷却ファン１５によって発生して空気圧縮機１３に向かって吹き付ける冷却風の流れの方向における空気圧縮機１３の下流側に配置されている。

上記の構成により、空気圧縮機用冷却ファン１５によって発生して空気圧縮機１３を冷却した後の冷却風が、第１クーラ部３３の第１流路３５を外部から冷却する。そして、冷却された第１流路３５の内部を流動する圧縮空気が第１流路３５によって冷却される。尚、空気圧縮機用冷却ファン１５によって発生して空気圧縮機１３を冷却した後の冷却風の流れの方向における空気圧縮機１３の下流側の領域の周囲には、ダクト３７が設置されている（図５を参照）。ダクト３７は、空気圧縮機用冷却ファン１５によって発生して空気圧縮機１３を冷却した後の冷却風を第１クーラ部３３へと誘導するように設けられている。

第２クーラ部３４は、第１クーラ部３３に接続されている。そして、第２クーラ部３４は、空気圧縮機１３で圧縮されて第１クーラ部３３で冷却された圧縮空気が流入する第２流路３６を有している。即ち、第２流路３６は、第１流路３５の下流側に接続されている。

また、第２クーラ部３４は、アフタークーラ用冷却ファン１８によって発生した冷却風によって冷却される。即ち、アフタークーラ用冷却ファン１８によって発生した冷却風が、第２クーラ部３４の第２流路３６を外部から冷却する。そして、冷却された第２流路３６の内部を流動する圧縮空気が第２流路３６によって冷却される。このため、空気圧縮機１３で生成された圧縮空気は、まず、第１クーラ部３３にて冷却され、次いで、第２クーラ部３４にて冷却される。

また、第１クーラ部３３は空気圧縮機１３の側方に配置され、第２クーラ部３４はアフタークーラ用冷却ファン１８の側方に配置される。尚、本実施形態では、空気圧縮機ユニット２が車両１００に搭載された状態において、第１クーラ部３３と第２クーラ部３４とは、水平方向に沿って並んで配置される。また、ケースユニット１１及び複数の空気圧縮機ユニット２が車両１００に搭載された状態で、複数の空気圧縮機ユニット２のそれぞれにおいて、第１クーラ部３３と第２クーラ部３４とが、水平方向に沿って並んで配置される。

ここで、第１流路３５及び第２流路３６の構成について、更に詳しく説明する。図９は、図６乃至図８に示す空気圧縮機ユニット２のアフタークーラ１７の模式図であって、アフタークーラ１７における圧縮空気の流路構成を模式的に示す図である。

図７及び図９に示すように、第１流路３５は、空気圧縮機ユニット２が車両１００に搭載された状態において水平方向に沿って蛇行するように設けられ、水平方向に沿って延びる複数の第１水平流路３８を含んで構成されている。そして、第２流路３６は、空気圧縮機ユニット２が車両１００に搭載された状態において水平方向に沿って蛇行するように設けられ、水平方向に沿って延びる複数の第２水平流路３９を含んで構成されている。

尚、図９では、空気圧縮機ユニット２が車両１００に搭載された状態における水平方向については、両端矢印Ｂで示している。また、図９では、空気圧縮機ユニット２が車両１００に搭載された状態における上下方向については、両端矢印Ｃで示している。更に、図９では、第１流路３５に流入する圧縮空気の流れの方向を矢印Ｄで示し、第２流路３６から流出する圧縮空気の流れの方向を矢印Ｅで示している。

図９に示すように、複数の第１水平流路３８は、屈曲形成された流路を介して順番に接続されるように構成されている。複数の第２水平流路３９は、屈曲形成された流路を介して順番に接続されるように構成されている。複数の第１水平流路３８は、空気圧縮機ユニット２が車両１００に搭載された状態において、１列の状態で又は複数列の状態で上下方向に沿って並んで配置される。同様に、複数の第２水平流路３９は、空気圧縮機ユニット２が車両１００に搭載された状態において、１列の状態で又は複数列の状態で上下方向に沿って並んで配置される。

尚、本実施形態では、複数の第１水平流路３８は、空気圧縮機ユニット２が車両１００に搭載された状態において、複数列の状態で上下方向に沿って並んで配置される。即ち、上下方向に沿って並んで配置される第１水平流路３８の列が複数あり、複数の列は、水平方向に並んで配置されている。第１流路３５においては、圧縮空気は、列毎に順番に各列の第１水平流路３８で冷却される。

また、本実施形態では、複数の第２水平流路３９は、空気圧縮機ユニット２が車両１００に搭載された状態において、複数列の状態で上下方向に沿って並んで配置される。即ち、上下方向に沿って並んで配置される第２水平流路３９の列が複数あり、複数の列は、水平方向に並んで配置されている。第２流路３６においては、圧縮空気は、列毎に順番に各列の第２水平流路３９で冷却される。

尚、図９の模式図では、上下方向に沿って並んで配置される複数の第１水平流路３８の状態の説明を分かり易くするために、複数の第１水平流路３８が１列の状態で上下方向に沿って並んで配置された状態を模式的に図示している。同様に、図９の模式図では、上下方向に沿って並んで配置される複数の第２水平流路３９の状態の説明を分かり易くするために、複数の第２水平流路３９が１列の状態で上下方向に沿って並んで配置された状態を模式的に図示している。

［除湿器］
図５及び図８に示す除湿器１９は、空気圧縮機１３で生成されてアフタークーラ１７にて冷却された圧縮空気を除湿する機構として設けられている。除湿器１９は、第２クーラ部３４の下流側に接続され、第２クーラ部３４にて冷却された圧縮空気が流入するように構成されている。また、除湿器１９は、空気圧縮機ユニット２にて生成した圧縮空気を外部に送出する圧縮空気送出部４０にも接続されている。尚、圧縮空気送出部４０から送出された圧縮空気は、ケースユニット１１の外部に設置されて圧縮空気を貯留するアキュムレータタンク（図示省略）に対して供給される。

上記の構成により、まず、第２クーラ部３４にて冷却されて除湿器１９に流入した圧縮空気は、除湿器１９で除湿される。次いで、除湿器１９にて除湿された圧縮空気は、圧縮空気送出部４０から送出され、アキュムレータタンクに供給される。

［空気圧縮装置及び空気圧縮機ユニットの作動］
次に、上述した空気圧縮装置１及び空気圧縮機ユニット２の作動について説明する。複数の空気圧縮機ユニット２がそれぞれ作動することで、空気圧縮装置１が作動することになる。尚、空気圧縮装置１及び空気圧縮機ユニット２の作動時における空気の流れについては、図５の模式図において、実線の矢印で示している。

空気圧縮装置１及び空気圧縮機ユニット２の運転が行われている状態では、まず、外気である空気が、空気圧縮機１３の作動によって発生する負圧によって、空気吸い込み部２３から吸い込まれる。空気圧縮機１３は、コントローラ２２の制御によって作動する電動モータ１４の運転が行われることで、作動する。また、空気圧縮機１３は、空気圧縮機用冷却ファン１５によって発生した冷却風によって冷却される。

空気吸い込み部２３から吸い込まれた空気は、空気圧縮機１３内に流入し、空気圧縮機１３にて圧縮される。空気圧縮機１３にて生成された圧縮空気は、アフタークーラ１７に流入し、アフタークーラ１７にて冷却される。このとき、まず、圧縮空気は、空気圧縮機用冷却ファン１５にて発生して空気圧縮機１３を冷却した後の冷却風によって外部から冷却された第１クーラ部３３の第１流路３５を通過する。これにより、圧縮空気は、第１流路３５内で冷却される。次いで、第１クーラ部３５で冷却された圧縮空気は、アフタークーラ用冷却ファン１８にて発生した冷却風によって外部から冷却された第２クーラ部３４の第２流路３６を通過する。これにより、圧縮空気は、第２流路３６内で冷却される。

アフタークーラ１７にて冷却された圧縮空気は、除湿器１９へと流入し、除湿器１９において除湿される。除湿器１９にて除湿された圧縮空気は、圧縮空気送出部４０から送出され、アキュムレータタンクに供給されることになる。

［空気圧縮機ユニットの作用効果］
以上説明したように、本実施形態によると、車両用空気圧縮機ユニット２は、空気圧縮機１３及び電動モータ１４が上下方向に沿って配置されるように、車両１００に搭載されて設置される。このため、車両用空気圧縮機ユニット２を車両１００に搭載して設置する際に必要となる設置面積が長く延びて広がってしまうことが効率よく抑制される。これにより、車両１００における車両用空気圧縮機ユニット２の設置面積の増大が抑制されることになる。また、車両１００に複数の車両用空気圧縮機ユニット２を設置する際の設置面積の増大も抑制されることになる。

従って、本実施形態によると、車両１００における設置面積の増大を抑制することができる車両用空気圧縮機ユニット２を提供することができる。そして、本実施形態によると、車両１００における設置面積の増大が抑制されるため、車両用空気圧縮機ユニット２の車両１００への艤装の自由度を向上をさせることができる。

また、車両用空気圧縮機ユニット２によると、空気圧縮機１３で生成された圧縮空気を冷却するアフタークーラ１７の冷却風を発生させるアフタークーラ用冷却ファン１８が、電動モータ１４の駆動力によって駆動される。このため、電動モータ１４の動力を効率よく活用してアフタークーラ用冷却ファン１８を駆動することができる。更に、アフタークーラ用冷却ファン１８の駆動源を別途設ける必要が無いので、車両用空気圧縮機ユニット２全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。

また、車両用空気圧縮機ユニット２によると、アフタークーラ用冷却ファン１８は、周囲の空気を吸い込む際に、アフタークーラ用冷却ファン１８の空気吸い込み側に隣接した空気圧縮機１３の周囲において、空気の流れを生じさせることになる。その結果、空気圧縮機１３が冷却されることになる。このため、空気圧縮機１３を冷却するための構成をコンパクトな構造で実現することができる。そして、車両用空気圧縮機ユニット２全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。

また、車両用空気圧縮機ユニット２によると、アフタークーラ用冷却ファン１８の回転軸２６と空気圧縮機１３の回転軸２７とが、同軸に設けられているため、ギヤ等の動力伝達機構が不要となる。このため、車両用空気圧縮機ユニット２全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。

また、車両用空気圧縮機ユニット２によると、アフタークーラ用冷却ファン１８が、多くの風量を容易に発生させることができる遠心送風機として構成されている。このため、遠心送風機としてのアフタークーラ用冷却ファン１８により、アフタークーラ１７を効率よく冷却できる。そして、アフタークーラ１７を効率よく冷却できることで、空気圧縮機１３で生成された圧縮空気を効率よく冷却することができる。

尚、車両用空気圧縮機ユニット２によると、空気圧縮機用冷却ファン１５によって空気圧縮機１３を効率よく冷却し、且つ、アフタークーラ用冷却ファン１８によってアフタークーラ１７を効率よく冷却することができる。そして、アフタークーラ１７を効率よく冷却できることで、空気圧縮機１３で生成された圧縮空気を効率よく冷却することができる。この結果、例えば、所定の条件の下で行われた測定結果によると、空気圧縮機１３から吐出される圧縮空気の温度が約２５０度（℃）のときに、車両用空気圧縮機ユニット２によって約４０度（℃）まで冷却することができることが確認された。

また、車両用空気圧縮機ユニット２によると、遠心送風機としてのアフタークーラ用冷却ファン１８及び空気圧縮機１３の回転軸（２６、２７）が同軸に設けられるため、アフタークーラ１７を、アフタークーラ用冷却ファン１８及び空気圧縮機１３に対して、側方、上方、又は下方に配置することができる。尚、本実施形態では、アフタークーラ１７は、アフタークーラ用冷却ファン１８及び空気圧縮機１３の側方に配置される。このため、アフタークーラ用冷却ファン１８からの冷却風をアフタークーラ１７まで誘導するためのダクトの長さを短くすることができる。これにより、車両用空気圧縮機ユニット２全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。

また、車両用空気圧縮機ユニット２によると、遠心送風機として設けられたアフタークーラ用冷却ファン１８の回転軸２６と空気圧縮機１３の回転軸２７とが同軸に設けられている。このため、空気圧縮機１３で発生した熱によって暖められた、空気圧縮機１３の回転軸２７の近傍の空気が、アフタークーラ用冷却ファン１８に吸い込まれ易くなる。これにより、空気圧縮機１３で発生した熱によって、空気圧縮機１３の回転軸２７に取り付けられた軸受等の機器が加熱されてしまうことを、本実施形態によると、抑制することができる。また、空気圧縮機１３として、揺動スクロールと固定スクロールとを備えるスクロール式の空気圧縮機が用いられている。この場合、遠心送風機であるアフタークーラ用冷却ファン１８をスクロール式の空気圧縮機１３に対して揺動スクロール側に配置することができる。そして、アフタークーラ用冷却ファン１８の回転軸２６と空気圧縮機１３の回転軸２７とを同軸に設けることができる。本実施形態のように車両用空気圧縮機ユニット２が構成された場合は、空気圧縮機１３の回転軸２７に取り付けられるとともに揺動スクロール側に設けられた軸受等の機器が加熱されてしまうことを、抑制することができる。

また、車両用空気圧縮機ユニット２によると、空気圧縮機用冷却ファン１５が、空気圧縮機１３の側方に設けられた軸流ファンとして構成される。軸流ファンは、遠心送風機に比して小型のファンとして構成される。このため、車両用空気圧縮機ユニット２における空気圧縮機用冷却ファン１５を設置するための空間が狭い場合であっても、空気圧縮機用冷却ファン１５を容易に設置することができる。また、空気圧縮機用冷却ファン１５を備える車両用空気圧縮機ユニット２の小型化を図ることもできる。尚、空気圧縮機１３を駆動する電動モータ１４の駆動力によって駆動される遠心送風機を設け、この遠心送風機からの送風によって空気圧縮機１３を冷却することも考えられる。しかし、この場合、屈曲したダクトを介して、遠心送風機からの冷却風を空気圧縮機１３まで誘導する必要がある。このため、圧損が生じ、冷却効率が低下する虞がある。しかし、空気圧縮機用冷却ファン１５が、空気圧縮機１３の側方に設けられた軸軸流ファンとして構成される場合、屈曲したダクトは不要となり、効率よく空気圧縮機１３を冷却することができる。また、空気圧縮機用冷却ファン１５が軸流ファンの場合、空気圧縮機用冷却ファン１５は、空気圧縮機１３を駆動する電動モータ１４とは別個に設けられた電動モータによって駆動される。このため、空気圧縮機１３が運転を停止した後であっても、空気圧縮機用冷却ファン１５によって空気圧縮機１３を冷却することができる。

また、車両用空気圧縮機ユニット２によると、空気圧縮機１３で生成された比較的温度の高い圧縮空気は、軸流ファンである空気圧縮機用冷却ファン１５からの冷却風であって空気圧縮機１３を冷却した後の比較的温度の高い冷却風によって冷却された第１クーラ部３３において、冷却される。次いで、第１クーラ部３３で冷却された圧縮空気は、遠心送風機であるアフタークーラ用冷却ファン１８からのより低温の冷却風によって冷却された第２クーラ部３４において、冷却される。このため、空気圧縮機用冷却ファン１５からの冷却風による冷却とアフタークーラ用冷却ファン１８からの冷却風による冷却とが、この順で順番に実施され、圧縮空気が効率よく冷却される。また、本実施形態によると、第１クーラ部３３が空気圧縮機１３の側方に配置され、第２クーラ部３４がアフタークーラ用冷却ファン１８の側方に配置される。このため、空気圧縮機１３、アフタークーラ用冷却ファン１８、及びアフタークーラ１７をコンパクトに配置することができる。更に、本実施形態によると、空気圧縮機１３の冷却用の軸流ファンからの冷却風をアフタークーラ１７の冷却に用いることができるため、アフタークーラ用冷却ファン１８の冷却能力を低く設定し、アフタークーラ用冷却ファン１８の小型化を図ることもできる。これらにより、車両用空気圧縮機ユニット２全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。

尚、アフタークーラ１７の流路構成が、空気圧縮機用冷却ファン１５からの冷却風による冷却とアフタークーラ用冷却ファン１８からの冷却風による冷却とが交互に繰り返されてしまうような流路構成である場合、一旦冷却された圧縮空気が暖められて、再び冷却されるような状態が発生する虞がある。この場合、圧縮空気を冷却する際の冷却効率の低下を招く虞がある。しかし、本実施形態によると、このような冷却効率の低下を招く虞がないため、圧縮空気を効率よく冷却することができる。

また、車両用空気圧縮機ユニット２によると、第１クーラ部３３における圧縮空気の流路である第１流路３５は、水平方向に沿って蛇行するように設けられる。同様に、第２クーラ部３４における圧縮空気の流路である第２流路３６も、水平方向に沿って蛇行するように設けられる。このため、本実施形態によると、流路内で結露が発生し、流路内に水滴が生じた場合であっても、流路内の水滴が流動し易く、その水滴が下流へと排出され易い。よって、第１クーラ部３３及び第２クーラ部３４において、流路内に水滴が残存してしまうことを抑制することができる構成を簡素な構造で容易に実現することができる。

また、車両用空気圧縮機ユニット２によると、空気圧縮機１３及び電動モータ１４が上下方向に沿って配置され、電動モータ１４のコントローラ２２が、電動モータ１４の側方に配置される。このため、コントローラ２２を空気圧縮機１３から離して配置でき、空気圧縮機１３で発生する熱がコントローラ２２に影響を与えてしまうことを抑制できる。更に、電動モータ１４及びコントローラ２２を近接配置できる。よって、空気圧縮機１３とコントローラ２２とを熱的に分離しつつ、電動モータ１４とコントローラ２２とを近接配置して構造のコンパクト化を図ることができる。

また、車両用空気圧縮機ユニット２によると、ベース部１６に対して、振動発生源となる空気圧縮機１３及び電動モータ１４とともに、振動を発生しないアフタークーラ１７も取り付けられる。このため、空気圧縮機１３、電動モータ１４、アフタークーラ１７、及びベース部１６が、一体に固定された状態となる。即ち、空気圧縮機１３、電動モータ１４、アフタークーラ１７、及びベース部１６は、一体化された構造体となる。このため、空気圧縮機１３、電動モータ１４、アフタークーラ１７、及びベース部１６は、ほぼ同一の固有振動数とほぼ同一の振動モードとを有することになる。これにより、圧縮空気流動用の配管であって空気圧縮機１３とアフタークーラ１７とを接続する配管として、テフロン等の弾性体で構成された配管ではなく、低コストで入手できる鋼管を用いることができる。即ち、吐出配管２５として、鋼管を用いることができる。更に、本実施形態によると、空気圧縮機１３と同様に、アフタークーラ１７が、ベース部１６に対して、第１の面１６ａにおいて取り付けられる。このため、空気圧縮機１３とアフタークーラ１７とを短い吐出配管２５で容易に接続することができる。これにより、車両用空気圧縮機ユニット２において、配管構造の簡素化と低コスト化を図ることができる。また、空気圧縮機１３とアフタークーラ１７とを接続する吐出配管２５として鋼管を用いることできるため、その吐出配管２５を半永久的に或いは極めて長期間に亘って、使用することができる。このため、車両用空気圧縮機ユニット２のメンテナンスが容易となる。

［変形例］
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、次のような変形例が実施されてもよい。

（１）前述の実施形態では、スクロール式の空気圧縮機が設けられた車両用空気圧縮機ユニットの形態を例示したが、この通りでなくてもよい。例えば、スクリュー式の空気圧縮機が設けられた車両用空気圧縮機ユニットが実施されてもよい。また、電動モータからの回転駆動力がクランク軸を介して往復駆動力に変換されて伝達されて駆動されるレシプロ式の空気圧縮機が設けられた車両用空気圧縮機ユニットが実施されてもよい。また、油を伴って空気を圧縮するオイル式の空気圧縮機が設けられた車両用空気圧縮機ユニットが実施されてもよい。

（２）前述の実施形態では、車両用空気圧縮機ユニットが車両に搭載された状態で、空気圧縮機が上方に配置され、電動モータが下方に配置された形態を例示したが、この通りでなくてもよい。車両用空気圧縮機ユニットが車両に搭載された状態で、空気圧縮機が下方に配置され、電動モータが上方に配置された形態が実施されてもよい。

（３）前述の実施形態では、空気圧縮機用冷却ファンが２つ設けられた車両用空気圧縮機ユニットの形態を例示したが、この通りでなくてもよい。空気圧縮機用冷却ファンが１つのみ設けられた車両用空気圧縮機ユニットが実施されてもよい。また、空気圧縮機用冷却ファンが３つ以上設けられた車両用空気圧縮機ユニットが実施されてもよい。

（４）前述の実施形態では、車両に搭載される車両用空気圧縮装置及び車両用空気圧縮機ユニットが、車両の床の下部に設置された形態を例示したが、この通りでなくてもよい。車両用空気圧縮装置及び車両用空気圧縮機ユニットは、車両に対して、床の下部以外の場所に設置されてもよい。例えば、車両の屋根の上部に車両用空気圧縮装置及び車両用空気圧縮機ユニットが設置されてもよい。

（５）前述の実施形態では、第１クーラ部の第１流路が複数の第１水平流路を含んで構成され、第２クーラ部の第２流路が複数の第２水平流路を含んで構成された形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。前述の実施形態で説明した流路構成以外の流路構成を備える第１流路及び第２流路が実施されてもよい。

図１０は、変形例に係る車両用空気圧縮機ユニットのアフタークーラ４１の模式図であって、アフタークーラ４１における圧縮空気の流路構成を模式的に示す図である。尚、図１０に示す変形例についての以下の説明においては、変形例に係る車両用空気圧縮機ユニットにおいて前述の実施形態と同様に構成される要素については、前述の実施形態と同一の符号を引用することにより、説明を省略する。

図１０に示すアフタークーラ４１は、空気圧縮機１３で生成された圧縮空気を冷却する機構として設けられている。アフタークーラ４１は、吐出配管２５を介して空気圧縮機１３に接続されている。そして、アフタークーラ４１は、空気圧縮機１３で生成されて吐出配管２５を介して供給された圧縮空気を冷却する。また、アフタークーラ４１は、ベース部１６に対して、第１の面１６ａにおいて固定されて取り付けられている。

図１０に示すように、アフタークーラ４１は、第１クーラ部４２及び第２クーラ部４３を備えて構成されている。

第１クーラ部４２は、空気圧縮機１３で生成された圧縮空気が流動し、空気圧縮機用冷却ファン１５によって発生した冷却風によって冷却される第１流路４４を有する。また、第１クーラ部４２は、空気圧縮機用冷却ファン１５によって発生して空気圧縮機１３に向かって吹き付ける冷却風の流れの方向における空気圧縮機１３の下流側に配置されている。

上記の構成により、空気圧縮機用冷却ファン１５によって発生して空気圧縮機１３を冷却した後の冷却風が、第１クーラ部４２の第１流路４４を外部から冷却する。そして、冷却された第１流路４４の内部を流動する圧縮空気が第１流路４４によって冷却される。

第２クーラ部４３は、第１クーラ部４２に接続されている。そして、第２クーラ部４３は、空気圧縮機１３で圧縮されて第１クーラ部４２で冷却された圧縮空気が流入する第２流路４５を有している。即ち、第２流路４５は、第１流路４４の下流側に接続されている。

また、第２クーラ部４３は、アフタークーラ用冷却ファン１８によって発生した冷却風によって冷却される。即ち、アフタークーラ用冷却ファン１８によって発生した冷却風が、第２クーラ部４３の第２流路４５を外部から冷却する。そして、冷却された第２流路４５の内部を流動する圧縮空気が第２流路４５によって冷却される。このため、空気圧縮機１３で生成された圧縮空気は、まず、第１クーラ部４２にて冷却され、次いで、第２クーラ部４３にて冷却される。

また、第１クーラ部４２は空気圧縮機１３の側方に配置され、第２クーラ部４３はアフタークーラ用冷却ファン１８の側方に配置される。例えば、本変形例に係る空気圧縮機ユニットが車両１００に搭載された状態において、第１クーラ部４２と第２クーラ部４３とは、水平方向に沿って並んで配置される。また、ケースユニット１１及び複数の本変形例に係る空気圧縮機ユニットが車両１００に搭載された状態で、複数の本変形例に係る空気圧縮機ユニットのそれぞれにおいて、第１クーラ部４２と第２クーラ部４３とが、水平方向に沿って並んで配置される。

図１０に示すように、第１流路４４は、本変形例に係る空気圧縮機ユニットが車両１００に搭載された状態において上下方向に沿って蛇行するように設けられ、上下方向に沿って延びる複数の第１上下流路４６を含んで構成されている。そして、第２流路４５は、本変形例に係る空気圧縮機ユニットが車両１００に搭載された状態において上下方向に沿って蛇行するように設けられ、上下方向に沿って延びる複数の第２上下流路４７を含んで構成されている。

尚、図１０では、本変形例に係る空気圧縮機ユニットが車両１００に搭載された状態における水平方向については、両端矢印Ｂで示している。また、図１０では、本変形例に係る空気圧縮機ユニットが車両１００に搭載された状態における上下方向については、両端矢印Ｃで示している。更に、図１０では、第１流路４４に流入する圧縮空気の流れの方向を矢印Ｄで示し、第２流路４５から流出する圧縮空気の流れの方向を矢印Ｅで示している。

図１０に示すように、複数の第１上下流路４６は、屈曲形成された流路を介して順番に接続されるように構成されている。複数の第２上下流路４７は、屈曲形成された流路を介して順番に接続されるように構成されている。複数の第１上下流路４６は、本変形例に係る空気圧縮機ユニットが車両１００に搭載された状態において、１列の状態で又は複数列の状態で水平方向に沿って並んで配置される。同様に、複数の第２上下流路４７は、本変形例に係る空気圧縮機ユニットが車両１００に設置された状態において、１列の状態で又は複数列の状態で水平方向に沿って並んで配置される。

上述した変形例によると、第１クーラ部４２における圧縮空気の流路である第１流路４４は、上下方向に沿って蛇行するように設けられる。同様に、第２クーラ部４３における圧縮空気の流路である第２流路４５も、上下方向に沿って蛇行するように設けられる。このため、本変形例によると、上下方向に沿って蛇行しながら延びる流路を設けた簡素な構成により、容易に、圧縮空気を第１クーラ部４２及び第２クーラ部４３によって効率よく冷却する構成を実現することができる。

（５）図１１は、変形例に係る車両用空気圧縮装置３及び車両用空気圧縮機ユニット４のシステム構成を示す模式図である。図１１に示す車両用空気圧縮装置３（以下、単に「空気圧縮装置３」とも称する）及び車両用空気圧縮機ユニット４（以下、単に「空気圧縮機ユニット４」とも称する）は、車両１００に搭載されて設置される。そして、空気圧縮機ユニット４と、空気圧縮機ユニット４を複数（本変形例では２つ）含む空気圧縮装置３とは、前述の実施形態の空気圧縮機ユニット２及び空気圧縮装置１と同様に構成される。但し、空気圧縮機ユニット４及び空気圧縮装置３は、アフタークーラ用冷却ファン１８が設けられていない点と、アフタークーラ４８の構成と、空気圧縮機１３の運転条件が発熱量が少ない運転条件である点とにおいて、空気圧縮機ユニット２及び空気圧縮装置１とは異なっている。

尚、図１１に示す変形例についての以下の説明においては、同様に構成される２つの空気圧縮機ユニット４のうちの１つについてのみ説明する。更に、以下の説明においては、前述の実施形態と同様に構成される要素については、前述の実施形態と同一の符号を図面において付すことにより又は引用することにより、説明を省略する。

空気圧縮機ユニット４は、空気圧縮機１３での発熱量が少ない運転条件で運転が行われる。このため、空気圧縮機ユニット２に設けられているようなアフタークーラ用冷却ファン１８が設けられていない。そして、空気圧縮機１３の回転軸２７は、従動プーリ３０に連結され、従動プーリ３０とともに回転するように構成されている。電動モータ１４の駆動力は、駆動プーリ２９、駆動ベルト３１及び従動プーリ３０を介して空気圧縮機１３に伝達される。

アフタークーラ４８は、空気圧縮機１３で生成された圧縮空気を冷却する機構として設けられている。アフタークーラ４８は、空気圧縮機１３の吐出配管２５と除湿器１９とに接続されている。そして、アフタークーラ４８は、空気圧縮機１３で生成されて吐出配管２５を介して供給された圧縮空気を冷却する。

アフタークーラ４８は、空気圧縮機用冷却ファン１５によって発生した冷却風の流れ方向における空気圧縮機１３の下流側に配置され、空気圧縮機１３の横に設けられ、空気圧縮機１３に隣接して設けられている。例えば、図１１に例示するように、アフタークーラ４８は、空気圧縮機用冷却ファン１５によって発生して空気圧縮機１３を冷却した冷却風が流動するダクト３７に面するように配置されている。

上述した変形例によると、空気圧縮機１３で発生した熱により熱せられた空気は上方に移動するため、アフタークーラ４８を横に設けることで、熱せられた空気の影響を最小限に抑えつつ、アフタークーラ４８を、空気圧縮機１３に隣接して設けることができる。このため、車両用空気圧縮機ユニット４全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。更に、上述した変形例によると、前述の実施形態のようなアフタークーラ用冷却ファン１８が不要であるため、車両用空気圧縮機ユニット４全体として、構造をコンパクト化でき、設置面積を大幅に小さくすることができる。尚、本変形例のように、空気圧縮機１３での発熱量が少ない場合、前述の実施形態のようなアフタークーラ用冷却ファン１８を積極的に削減することで、部品点数の削減、低騒音化、静音化を図ることができる。

本発明は、車両に搭載される車両用空気圧縮機ユニットに対して広く適用することができる。

２ 車両用空気圧縮機ユニット
１３ 空気圧縮機
１４ 電動モータ
１００ 車両

Claims (10)

1. 車両に搭載される車両用空気圧縮機ユニットであって、
   吸い込んだ空気を圧縮する空気圧縮機と、
   前記空気圧縮機を駆動する電動モータと、
   前記空気圧縮機の側方に設けられて前記空気圧縮機を冷却するための空気圧縮機用冷却ファンと、
   を備え、
   前記空気圧縮機及び前記電動モータが上下方向に沿って配置され、
   前記空気圧縮機用冷却ファンは、軸流ファンとして構成されていることを特徴とする、車両用空気圧縮機ユニット。
2. 請求項１に記載の車両用空気圧縮機ユニットであって、
   前記空気圧縮機で生成された圧縮空気を冷却するアフタークーラと、
   前記電動モータの駆動力によって駆動される送風機として構成され、前記アフタークーラの冷却風を発生させるアフタークーラ用冷却ファンと、
   を更に備えていることを特徴とする、車両用空気圧縮機ユニット。
3. 請求項２に記載の車両用空気圧縮機ユニットであって、
   前記アフタークーラ用冷却ファンの空気吸い込み側に隣接して前記空気圧縮機が設けられていることを特徴とする、車両用空気圧縮機ユニット。
4. 請求項３に記載の車両用空気圧縮機ユニットであって、
   前記アフタークーラ用冷却ファンの回転軸と前記空気圧縮機の回転軸とが同軸に設けられていることを特徴とする車両用空気圧縮機ユニット。
5. 請求項４に記載の車両用空気圧縮機ユニットであって、
   前記アフタークーラ用冷却ファンは遠心送風機であることを特徴とする車両用空気圧縮機ユニット。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車両用空気圧縮機ユニットであって、
   前記空気圧縮機で生成された圧縮空気を冷却するアフタークーラを更に備え、
   前記アフタークーラは、前記空気圧縮機の横に設けられていることを特徴とする、車両用空気圧縮機ユニット。
7. 請求項６に記載の車両用空気圧縮機ユニットであって、
   前記電動モータの駆動力によって駆動される遠心送風機として構成され、前記アフタークーラの冷却風を発生させるアフタークーラ用冷却ファンを更に備え、
   前記アフタークーラは、
   前記空気圧縮機で生成された圧縮空気が流動し、前記空気圧縮機用冷却ファンによって発生した冷却風によって冷却される第１流路を有する第１クーラ部と、
   前記第１クーラ部で冷却された圧縮空気が流入する第２流路を有し、前記アフタークーラ用冷却ファンによって発生した冷却風によって冷却される第２クーラ部と、
   を含み、
   前記第１クーラ部は前記空気圧縮機の側方に配置され、前記第２クーラ部は前記アフタークーラ用冷却ファンの側方に配置されることを特徴とする、車両用空気圧縮機ユニット。
8. 請求項７に記載の車両用空気圧縮機ユニットであって、
   前記第１流路は、当該車両用空気圧縮機ユニットが前記車両に搭載された状態において水平方向に沿って蛇行するように設けられ、
   前記第２流路は、当該車両用空気圧縮機ユニットが前記車両に搭載された状態において水平方向に沿って蛇行するように設けられることを特徴とする、車両用空気圧縮機ユニット。
9. 請求項７に記載の車両用空気圧縮機ユニットであって、
   前記第１流路は、当該車両用空気圧縮機ユニットが前記車両に搭載された状態において上下方向に沿って蛇行するように設けられ、
   前記第２流路は、当該車両用空気圧縮機ユニットが前記車両に搭載された状態において上下方向に沿って蛇行するように設けられることを特徴とする、車両用空気圧縮機ユニット。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の車両用空気圧縮機ユニットであって、
    前記電動モータの駆動を制御するコントローラを更に備え、
    前記コントローラは、前記電動モータの側方に配置されていることを特徴とする、車両用空気圧縮機ユニット。

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