JPH08108739A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動冷媒圧縮機１８と冷媒水熱交換器１９と
の間を結ぶ接続配管を廃止し、その接続配管からの放熱
ロスを抑えると共に、電動冷媒圧縮機１８の電動モータ
部６２の排熱を暖房用熱源に利用することにより暖房効
率を向上する。 【構成】 電動冷媒圧縮機１８の密閉型ハウジング６０
に形成された凸部７０と冷媒水熱交換器１９の密閉型ハ
ウジング８０に形成された凹部９１とを脱着自在に接続
し、さらに凸部７０内に電動冷媒圧縮機１８の吐出口２
１を形成し、凹部９１に吐出口２１に連通する連通口９
２を形成した。そして、電動冷媒圧縮機１８に電動モー
タ部６２の排熱を冷却水に吸収する冷却水路６６を設
け、冷却水路６６を通過した冷却水を冷媒水熱交換器１
９の冷却水流路８２内に導いて冷媒水熱交換器１９内で
高温の冷媒と熱交換させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばエンジン冷却
水を有しない電気自動車や空冷式ガソリンエンジン搭載
車等の車室内の空調に利用される車両用空気調和装置に
関するものである。

【０００２】

【先行の技術】従来より、例えば電気自動車のようなエ
ンジン冷却水からの排熱を利用して車室内の暖房ができ
ない車両用空気調和装置では、密閉型電動冷媒圧縮機を
利用したヒートポンプサイクルを採用し、冷暖房等を行
っている。また、本出願人は、近年のコスト低減の要求
により、従来のエンジン車用のヒータユニットなどを流
用する目的で、エンジン冷却水系の暖房部品（例えばヒ
ータコア、ヒータホース等）を使用可能なシステム（特
願平６−７５５４１号、従来の技術ではない）を提案し
ている。そして、このようなエンジン冷却水系を利用し
たシステムでは、冷媒と水等を熱交換させるために、溝
付二重管、シェル・アンド・チューブ式熱交換器、ある
いはオイルクーラなどに利用される熱交換器に改造を施
した物などの、種々の冷媒水熱交換器が利用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のエン
ジン冷却水系を利用したシステムにおいては、電動冷媒
圧縮機と冷媒水熱交換器とが独立し別ユニットとして設
置されているため、その間を結ぶホースまたはチューブ
などの冷媒配管が必要であるのに加え、電動冷媒圧縮機
のモータ部の排熱を利用できなかった。また、冷媒配管
からの放熱もあり、コストおよび性能面で不利であっ
た。

【０００４】請求項１に記載の発明の目的は、冷媒圧縮
機と冷媒液体熱交換器との間を結ぶ冷媒配管を廃止し、
その冷媒配管からの放熱ロスを抑えてコストパフォーマ
ンスに優れる車両用空気調和装置を提供することにあ
る。請求項２に記載の発明の目的は、電動冷媒圧縮機の
モータ部の排熱を利用することにより熱効率の良好な車
両用空気調和装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、車室内へ送風するためのダクトと、このダクト内を
流れる空気と内部に循環する液体とを熱交換させる室内
熱交換器を有する液体回路と、端面に高温の冷媒を吐出
する吐出口を有する冷媒圧縮機、およびこの冷媒圧縮機
の端面に脱着可能に取り付けられ、前記冷媒圧縮機の吐
出口より吐出された高温の冷媒と前記室内熱交換器へ向
かう液体とを熱交換させる冷媒液体熱交換器を有する冷
凍サイクルとを備えた技術手段を採用した。

【０００６】請求項２に記載の発明によると、前記冷媒
圧縮機は、通電により作動する電動冷媒圧縮機であっ
て、冷媒を圧縮する冷媒圧縮部、この冷媒圧縮部を回転
駆動するモータ部、およびこのモータ部の作動に伴って
発生する排熱を液体に吸収させる液体通路を有すること
を特徴とする。請求項３に記載の発明によると、前記冷
媒圧縮機は、内部に前記吐出口が形成された嵌合部を有
し、前記冷媒液体熱交換器は、内部に前記吐出口に連通
する連通口が形成され、前記嵌合部に嵌め合わされる被
嵌合部を有し、前記嵌合部と前記被嵌合部との間に冷媒
の漏洩を防ぐシール材を有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、冷媒圧縮機で
圧縮され吐出口より吐出された高温の冷媒は冷媒液体熱
交換器内に流入して、液体回路内を循環する液体と熱交
換する。このとき、液体は冷媒液体熱交換器を通過する
際に高温の冷媒と熱交換することにより加熱された後
に、ダクト内の室内熱交換器へ流入する。室内熱交換器
内に流入した液体はダクト内を流れる空気と熱交換する
ことにより、空気を加熱する。そして、液体に加熱され
た空気が車室内に送り込まれることにより車室内の暖房
がなされる。

【０００８】さらに、冷媒圧縮機と冷媒液体熱交換器と
がそれぞれ脱着可能な構造を有し、一体化可能とするこ
とで、冷媒圧縮機と冷媒液体熱交換器との間を結ぶ冷媒
配管を廃止することが可能となる。請求項２に記載の発
明によれば、電動冷媒圧縮機のモータ部の排熱を液体通
路を通過する際に吸熱した液体を冷媒液体熱交換器内に
流入させ、冷媒液体熱交換器にて電動冷媒圧縮機の冷媒
圧縮部から吐出された高温の冷媒と熱交換させて液体が
加熱され、この加熱された液体が暖房熱源に利用され
る。

【０００９】

【実施例】

〔実施例の構成〕次に、この発明の車両用空気調和装置
を電気自動車用空気調和装置に適用した実施例に基づい
て説明する。図１は電気自動車用空気調和装置を示した
図である。この電気自動車用空気調和装置１は、所謂電
気自動車用マニュアルエアコンまたは電気自動車用オー
トエアコンとして利用されるものである。

【００１０】電気自動車用空気調和装置１は、車室内へ
空気を送るためのダクト２、このダクト２内において空
気流を発生させる送風機３、冷媒が循環する冷凍サイク
ル（ヒートポンプサイクル）４、冷却水が循環する冷却
水サイクル５、および車載電源（バッテリ）６の電力に
より作動し各空調機器をコントロールする図示しない電
子制御装置（以下ＥＣＵと呼ぶ）等から構成されてい
る。

【００１１】ダクト２は、電気自動車の車室内の前方側
に配設されている。そのダクト２の最も風上側は、内外
気切替箱を構成する部分で、内気導入口７および外気導
入口８を有している。さらに、内気導入口７および外気
導入口８の内側には、内外気切替手段としての内外気切
替ダンパ９が回動自在に取り付けられている。

【００１２】また、ダクト２の風下側には、デフ吹出
口、フェイス吹出口およびフット吹出口等の各吹出口
（図示せず）が設けられている。そして、各吹出口の内
側には、吹出口切替手段としてのモード切替ダンパ（図
示せず）が回動自在に取り付けられている。

【００１３】送風機３は、ダクト２の風上側に設置され
ているスクロールケーシング、このスクロールケーシン
グ内において回転自在に支持されたブロワ、およびこの
ブロワを回転させるブロワモータ等から構成されてい
る。この送風機３は、ブロワモータによって回転速度が
制御されるもので、内気導入口７または外気導入口８の
いずれか開かれた導入口から車室内空気（以下内気と略
す）または車室外空気（以下外気と略す）を吸引して車
室内へ送風する送風手段である。

【００１４】冷凍サイクル４は、所謂アキュームレータ
式の冷凍サイクル、アキュームレータ式のヒートポンプ
サイクルであって、熱交換器一体型冷媒圧縮装置１０、
室外熱交換器１１、暖房用減圧手段１２、冷房用減圧手
段１３、冷媒蒸発器１４、アキュームレータ１５、冷媒
流路切替弁１６、１７およびこれらを接続する冷媒配管
等から構成されている。

【００１５】熱交換器一体型冷媒圧縮装置１０は、電動
冷媒圧縮機１８と冷媒水熱交換器１９とを一体化したも
のである。電動冷媒圧縮機１８は、吸入口２０より吸入
したガス冷媒を圧縮して高温、高圧のガス冷媒を吐出口
２１より吐出する電動式のコンプッレッサである。冷媒
水熱交換器１９は、電動冷媒圧縮機１８の吐出口２１よ
り吐出された高温、高圧のガス冷媒と冷却水サイクル５
内を循環する冷却水とを熱交換させて冷却水を加熱し、
冷媒を凝縮させるコンデンサとして働く。

【００１６】室外熱交換器１１は、車室外、例えば電気
自動車の走行風を受け易い場所に設置されている。この
室外熱交換器１１は、暖房モード時に暖房用減圧手段１
２で減圧された低温、低圧の気液二相状態の冷媒と電動
ファン２２により吹き付けられる外気とを熱交換させて
冷媒を蒸発させるエバポレータとして働く。また、室外
熱交換器１１は、冷房モード時に冷媒水熱交換器１９よ
り流入した高圧の冷媒と電動ファン（冷却ファン）２２
により吹き付けられる外気とを熱交換させて冷媒を凝縮
させるコンデンサとして働く。

【００１７】暖房用減圧手段１２は、キャピラリチュー
ブ、オリフィス、膨張弁等よりなり、暖房モード時に内
部を冷媒が流れる。この暖房用減圧手段１２は、内部を
流れる冷媒を減圧して気液二相状態の冷媒にする。冷房
用減圧手段１３は、キャピラリチューブ、オリフィス、
膨張弁等よりなり、冷房モード時に内部を冷媒が流れ
る。この冷房用減圧手段１３は、内部を流れる冷媒を減
圧して気液二相状態の冷媒にする。

【００１８】冷媒蒸発器１４は、ダクト２の通風路を塞
ぐように設置されている。この冷媒蒸発器１４は、冷房
モード時に冷房用減圧手段１３で減圧された低温、低圧
の気液二相状態の冷媒と送風機３の作用により通過する
空気とを熱交換させて空気を冷却すると共に冷媒を蒸発
させるエバポレータ（冷却手段）として働く。

【００１９】アキュームレータ１５は、内部に流入した
冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離してガス冷媒のみ電動
冷媒圧縮機１８に供給する気液分離器として働く。な
お、気液分離器として、レシーバを使用しても良い。こ
のレシーバの設置場所は、冷媒水熱交換器１９と暖房用
減圧手段１２との間に接続し、室外熱交換器１１と冷房
用減圧手段１３との間に接続するようにすると良い。

【００２０】冷媒流路切替弁１６、１７は、冷凍サイク
ル４内の冷媒の流れ方向を切り替える電磁式の冷媒流路
切替手段であって、バイパス管路２３、２４にそれぞれ
設けられている。冷媒流路切替弁１６、１７は、通電さ
れると開弁し、通電が停止されると閉弁する。バイパス
管路２３は、冷房用迂回流路であって、冷房モード時お
よび除湿モード時に暖房用減圧手段１２より冷媒を迂回
させる冷媒流路である。また、バイパス管路２４は、暖
房モード時に冷房用減圧手段１３より冷媒を迂回させる
冷媒流路である。

【００２１】冷却水サイクル５は、本発明の液体回路で
あって、前述の電動冷媒圧縮機１８と一体化された冷媒
水熱交換器１９、排熱回収部３１、ヒータコア３２、ラ
ジエータ３３、ウォータポンプ３４、水流路切替弁３
５、３６およびこれらを接続する水配管等から構成され
た冷却水回路、温水回路である。この実施例では、冷却
水サイクル５内を循環する冷却水として不凍液（例えば
エチレングリコール水溶液）を利用している。なお、暖
房モード時には冷却水を温水と呼んでも良い。車室内の
冷暖房に利用する冷却水として純水や他の水溶液を利用
しても良い。

【００２２】排熱回収部３１は、冷却水サイクル５の回
路中に接続されており、電気自動車の走行用モータ３
７、この走行用モータ３７の回転速度を制御する走行用
インバータ３８や、ＤＣ−ＤＣコンバータ３９等の発熱
を伴う電気部品、電子部品を冷却する。また、排熱回収
部３１は、冷却水に熱量を供給する働き、つまり電気部
品、電子部品の作動に伴う排熱を冷却水に回収する。な
お、排熱回収部３１内の冷却水の水温を検出するための
水温センサを設けて、排熱を回収した冷却水の水温が設
定温度以上に上昇した際にラジエータ３３で冷却水を冷
却するようにしても良い。

【００２３】ヒータコア３２は、本発明の室内熱交換器
であって、ダクト２内において冷媒蒸発器１４より風下
側に設置され、すなわち、ダクト２の吹出口切替箱を構
成するヒータユニットケース内に設置されている。この
ヒータコア３２は、高温に加熱された冷却水とダクト２
内を流れる空気とを熱交換させて空気を加熱する。この
ヒータコア３２の空気の入口部および出口部には、ヒー
タコア３２を通過する空気量とヒータコア３２を迂回す
る空気量とを調節して車室内へ吹き出す吹出空気の温度
を調整する吹出温度調整手段としてのエアミックスダン
パ３２ａが回動自在に取り付けられている。

【００２４】ラジエータ３３は、冷却水を冷却する冷却
手段であって、車室外、例えば電気自動車の走行風を受
け易い場所に設置され、冷却水をヒータコア３２を設け
た放熱流路４０から迂回させる冷却流路４１に接続され
ている。このラジエータ３３は、高温の冷却水と冷却フ
ァン４２により送られている冷却風や走行風とを熱交換
させて冷却水を所定温度（例えば７０℃〜８５℃）以下
となるように冷却する。

【００２５】図２および図３はウォータポンプ３４の一
例を示した図である。ウォータポンプ３４は、冷却水サ
イクル５内に冷却水を循環させる循環流発生手段であっ
て、本例では電動ポンプが使用されている。このウォー
タポンプ３４は、外殻を形成するモータハウジング４
３、このモータハウジング４３内に回転自在に支持され
た回転軸（シャフト）４４、この回転軸４４の先端部に
取り付けられたインペラ（羽根車）４５、回転軸４４を
駆動する電動モータ４６等より構成されている。

【００２６】モータハウジング４３には、冷却水を吸い
込む吸込部４７、および冷却水を吐出する吐出部４８が
一体形成されている。また、モータハウジング４３の内
部には、インペラ４５の回転により冷却水に循環流を発
生させるポンプ部４９が形成されている。電動モータ４
６は、モータケース５０の内周面に固定された界磁極と
してのマグネット５１、およびブラシ５２が摺接するコ
ンミテータ５３を有するアーマチュア５４等から構成さ
れている。なお、モータハウジング４３とモータケース
５０とは、３つのねじ５５により締結することにより連
結している。また、モータハウジング４３と回転軸４４
との間には、冷却水の漏れを防止するシール材５６が装
着されている。

【００２７】水流路切替弁３５、３６は、冷却水サイク
ル５内の冷却水の流れ方向を切り替える電磁式の液体流
路切替手段、温水流路切替手段、冷却水流路切替手段で
あって、放熱流路４０および冷却流路４１にそれぞれ設
けられている。水流路切替弁３５、３６は、通電される
と開弁し、通電が停止されると閉弁する電磁弁である。
なお、放熱流路４０および冷却流路４１は、運転モード
と冷却水の水温により選択される液体流路であって、暖
房モード時には放熱流路４０、冷房モード時には冷却流
路４１、除湿モード時には冷却水の水温と要求吹出温度
とにより片側または両側に選択される。

【００２８】次に、熱交換器一体型冷媒圧縮装置１０の
構造を図４ないし図６に基づいて詳細に説明する。この
熱交換器一体型冷媒圧縮装置１０は、上述したように、
電動冷媒圧縮機１８および冷媒水熱交換器１９により構
成されている。電動冷媒圧縮機１８は、内部と外部とを
気密的に区隔する密閉型ハウジング６０、この密閉型ハ
ウジング６０内に設けられた冷媒圧縮部６１、およびこ
の冷媒圧縮部６１を回転駆動する駆動部としての電動モ
ータ部６２等から構成されている。

【００２９】また、電動冷媒圧縮機１８は、ＥＣＵの出
力信号に基づいて電動モータ部６２の回転速度を制御す
る回転速度制御手段としてのエアコン用インバータ６３
（図１参照）を備えている。そして、電動モータ部６２
は、エアコン用インバータ６３によって車載電源６から
印加される電力が連続的あるいは段階的に可変制御され
る。したがって、電動冷媒圧縮機１８の冷媒圧縮部６１
は、回転磁界の周波数の変化による電動モータ部６２の
回転速度の変化によって、冷媒吐出容量を変化させて冷
凍サイクル４内を循環する冷媒の循環量を調節すること
により、冷媒水熱交換器１９の放熱能力、冷媒蒸発器１
４の冷房能力、室外熱交換器１１の放熱能力または吸熱
能力を制御する。

【００３０】密閉型ハウジング６０は、密閉容器で、金
属または樹脂により円筒状に形成され、円筒部分の筒方
向の両端部が閉塞されている。密閉型ハウジング６０の
円筒部分の外周には、前述した電動冷媒圧縮機１８の吸
入口２０が円筒部分を貫通するように形成されている。
この吸入口２０には、円管状の入口パイプ６４ａ、およ
びこの入口パイプ６４ａの先端に組み付けられたゴムホ
ース６４ｂ等よりなる低圧配管６４が接続されている。
また、低圧配管６４の端部は、ダルマ型ジョイント６５
ａや取付ボルト６５ｂ等の接続具６５により密閉型ハウ
ジング６０の外周に固定されている。

【００３１】そして、密閉型ハウジング６０の円筒部分
の外周には、冷却水路６６へ冷却水を流入させる冷却水
入口６７が形成されている。この冷却水入口６７には、
入口パイプ６８ａが外方へ突出するように一体成形され
ている。この入口パイプ６８ａの先端には、ウォータポ
ンプ３４の吐出部４８と電動冷媒圧縮機１８の冷却水入
口６７とを接続するゴムホース６８ｂが接続されてい
る。なお、入口パイプ６８ａとして、密閉型ハウジング
６０に対して別途設けられたものを用いても良い。

【００３２】冷却水路６６は、本発明の液体通路であっ
て、冷却水を冷媒圧縮部６１の周囲および電動モータ部
６２の周囲を巡るように循環させるための通路である。
この冷却水路６６は、電動冷媒圧縮機１８の作動時に冷
媒圧縮部６１および電動モータ部６２で発生する排熱を
回収することにより、冷媒圧縮部６１および電動モータ
部６２を冷却する。

【００３３】また、密閉型ハウジング６０の冷媒水熱交
換器１９側端部（一端部）には、密閉型ハウジング６０
の内部と外部を区隔する円板状の区隔壁６９が形成され
ている。この密閉型ハウジング６０の区隔壁６９の中心
部分には、前述の電動冷媒圧縮機１８の吐出口２１が区
隔壁６９を貫通するように形成されている。なお、区隔
壁６９の中心部分には、冷媒水熱交換器１９との対向面
（一端面）から冷媒水熱交換器１９側に突出した円柱状
の凸部７０が形成されている。

【００３４】凸部７０は、本発明の嵌合部であって、図
６に示したように、内部に吐出口２１を形成しており、
且つ外周に溝部７０ａを周設している。この外周溝７０
ａには、電動冷媒圧縮機１８と冷媒水熱交換器１９との
間からの冷媒の漏洩を防止するシール材としてのＯリン
グ７１が装着されている。また、吐出口２１の隣には、
冷媒水熱交換器１９を電動冷媒圧縮機１８より取り外し
た場合に高圧配管８８を接続するための取付ボルト８９
ｂ（図７参照）が螺合するボルト穴６９ａが形成されて
いる。

【００３５】また、密閉型ハウジング６０の区隔壁６９
には、冷却水路６６から冷媒水熱交換器１９へ冷却水を
流出させる冷却水出口７２が形成されている。この冷却
水出口７２内には、電動冷媒圧縮機１８と冷媒水熱交換
器１９とを接続する出口パイプ７３ａが差し込まれてい
る。この出口パイプ７３ａは、冷却水出口７２内に溶接
または圧入等により固定されている。なお、出口パイプ
７３ａは区隔壁６９に一体成形されていても良い。

【００３６】区隔壁６９の外周には、電動冷媒圧縮機１
８と冷媒水熱交換器１９とを接合する（一体化させる）
ためのフランジ部７４が外方へ突出するように一体成形
されている。このフランジ部７４は、円環板状に形成さ
れており、図６に示したように取付ボルト７５の複数の
ボルト穴７４ａが適当な間隔で形成されている。取付ボ
ルト７５の軸部の先端部には、ナット７５ａが締め付け
られている。

【００３７】一方、冷媒水熱交換器１９は、内部と外部
とを気密的に区隔する密閉型ハウジング８０、およびこ
の密閉型ハウジング８０内に設けられた冷媒冷却器８１
等から構成されている。密閉型ハウジング８０は、密閉
容器で、金属または樹脂により円筒状に形成され、円筒
部分の筒方向の両端部が閉塞されている。密閉型ハウジ
ング８０の内周と冷媒冷却器８１との間には、内部を冷
却水が流れる冷却水流路８２が形成されている。この冷
却水流路８２は、冷媒冷却器８１の周囲を巡るように形
成されている。

【００３８】冷媒冷却器８１は、熱導電性に優れるアル
ミニウム合金等の金属により形成され、冷媒水熱交換器
１９の熱交換器本体を構成するもので、冷媒が蛇行して
流れるようにチューブおよびタンクを配設している。こ
の冷媒冷却器８１内には、冷却水流路８２内を流れる冷
却水と熱交換させるための冷媒流路８３が形成されてい
る。

【００３９】密閉型ハウジング８０の電動冷媒圧縮機１
８に対して逆側の端部（一端部）には、密閉型ハウジン
グ８０の内部と外部を区隔する円板状の区隔壁８４が形
成されている。この密閉型ハウジング８０の区隔壁８４
の外周寄りには、冷却水流出口８５および冷媒流出口８
６が区隔壁８４を貫通するように形成されている。

【００４０】冷却水流出口８５は、密閉型ハウジング８
０内の冷却水流路８２内の冷却水を排熱回収部３１へ流
出させる開口部分である。この冷却水流出口８５には、
出口パイプ８７ａが外方へ突出するように一体成形され
ている。この出口パイプ８７ａの先端には、冷媒水熱交
換器１９の冷却水流出口８５と排熱回収部３１の入口部
とを接続するゴムホース８７ｂが接続されている。な
お、出口パイプ８７ａとして、密閉型ハウジング８０に
対して別途設けられたものを用いても良い。

【００４１】冷媒流出口８６は、冷媒冷却器８１の冷媒
流路８３内の冷媒を暖房用減圧手段１２またはバイパス
管路２３へ流出させる開口部分である。この冷媒流出口
８６には、円管状の出口パイプ８８ａ、およびこの出口
パイプ８８ａの先端に組み付けられたゴムホース８８ｂ
等よりなる高圧配管８８が接続されている。また、高圧
配管８８の端部は、ダルマ型ジョイント８９ａや取付ボ
ルト８９ｂ等の接続具８９により密閉型ハウジング８０
の区隔壁８４に固定されている。

【００４２】また、密閉型ハウジング８０の電動冷媒圧
縮機１８側の端部（他端部）には、密閉型ハウジング８
０の内部と外部を区隔する円板状の区隔壁９０を有して
いる。この区隔壁９０の対向面（他端面）は、密閉型ハ
ウジング６０の区隔壁６９の対向面（一端面）に気密的
に接続されている。なお、区隔壁９０の中心部分には、
凹部９１が形成されている。

【００４３】凹部９１は、本発明の被嵌合部であって、
密閉型ハウジング６０の凸部７０が嵌め込まれる。この
凹部９１より区隔壁９０の内側部分には、電動冷媒圧縮
機１８の吐出口２１に連通する連通口９２が凹部９１よ
り内径が小さくなるように形成されている。この連通口
９２は、電動冷媒圧縮機１８の吐出口２１と略同一の内
径を有し、その吐出口２１より吐出された高温の冷媒を
冷媒配管を通すことなく直接冷媒冷却器８１の冷媒流路
８３内に流入させるための開口部分である。

【００４４】また、密閉型ハウジング８０の区隔壁９０
には、電動冷媒圧縮機１８の冷却出口７２から冷却水流
路８２内に冷却水を流入させる冷却水入口９３が形成さ
れている。この冷却水入口９３内には、電動冷媒圧縮機
１８と冷媒水熱交換器１９とを接続する入口パイプ９４
ａが差し込まれている。この入口パイプ９４ａは、一端
部が冷却水入口９３内に溶接または圧入等により固定さ
れ、他端部（先端部）が出口パイプ７３ａ内に嵌め合わ
されている。そして、入口パイプ９４ａの先端部外周と
出口パイプ７３ａの先端部内周との間には、電動冷媒圧
縮機１８と冷媒水熱交換器１９との間からの冷却水の漏
洩を防止するシール材としてのＯリング９５が装着され
ている。なお、入口パイプ９４ａは区隔壁９０に一体成
形されていても良い。

【００４５】区隔壁９０の外周には、密閉型ハウジング
６０のフランジ部７４に当接する円環状のフランジ部９
６が外方へ突出するように一体成形されている。このフ
ランジ部９６は、円環板状に形成されており、取付ボル
ト７５の複数のボルト穴９６ａが適当な間隔で形成され
ている。

【００４６】〔実施例の組付方法〕次に、この実施例の
電動冷媒圧縮機１８と冷媒水熱交換器１９との組付方法
を図１ないし図６に基づいて簡単に説明する。

【００４７】電動冷媒圧縮機１８の密閉型ハウジング６
０の区隔壁６９の冷却水出口７２内に出口パイプ７３ａ
を先端部を突出させた状態で固定した後に、凸部７０の
外周に形成された外周溝７０ａ内にＯリング７１を嵌め
合わせる。また、冷媒水熱交換器１９の密閉型ハウジン
グ８０の区隔壁９０の冷却水入口９３内に入口パイプ９
４ａを先端部を突出させた状態で固定した後に、入口パ
イプ９４ａの先端部の外周にＯリング９５を嵌め合わせ
る。

【００４８】そして、密閉型ハウジング６０の区隔壁６
９の凸部７０を密閉型ハウジング８０の区隔壁９０の凹
部９１内に差し込み、区隔壁９０の入口パイプ９４ａを
区隔壁６９の冷却水出口７２内に固定された出口パイプ
７３ａ内に差し込みながら、密閉型ハウジング６０の区
隔壁６９の対向面と密閉型ハウジング８０の区隔壁９０
の対向面とを重ね合わせる。

【００４９】そして、フランジ部７４、９６に適当な間
隔で形成された複数のボルト穴７４ａ、９６ａを貫通す
るように複数の取付ボルト７５をそれぞれボルト穴７４
ａ、９６ａ内に差し込み、ナット７５ａを取付ボルト７
５の先端部に嵌め合わせて、工具により取付ボルト７５
とナット７５ａを締め付けることによって、電動冷媒圧
縮機１８と冷媒水熱交換器１９とが着脱自在に組み付け
られる。

【００５０】〔実施例の作用〕次に、この実施例の電気
自動車用空気調和装置１の作用を図１ないし図６に基づ
いて簡単に説明する。

【００５１】（冷房モード）冷房モード時には冷媒流路
切替弁１６が開弁され、冷媒流路切替弁１７が閉弁さ
れ、冷凍サイクル４内を図１に矢印Ｃで示した方向に冷
媒が流れる。したがって、電動冷媒圧縮機１８の冷媒圧
縮部６１より吐出された高温、高圧のガス冷媒は、密閉
型ハウジング６０の区隔壁６９の中心部分に形成された
吐出口２１→密閉型ハウジング８０の区隔壁９０の中心
部分に形成された連通口９２を通って冷媒配管を通るこ
となく、直接冷媒水熱交換器１９の冷媒冷却器８１内に
形成された冷媒流路８３内に流入することで、放熱ロス
が抑えられる。

【００５２】そして、高温、高圧のガス冷媒は、冷媒冷
却器８１の冷媒流路８３内を通過する際に、ウォータポ
ンプ３４の作用により密閉型ハウジング８０内の冷却水
流路８２に送られてくる冷却水と熱交換して凝縮液化さ
れる。さらに、冷却水流路８２を通過した冷媒は、密閉
型ハウジング８０の区隔壁８４の外周寄りに形成された
冷媒流出口８６→出口パイプ８８ａとゴムホース８８ｂ
からなる高圧配管８８を通って、バイパス管路２３内に
流入する。そして、冷媒は、バイパス管路２３を通過し
た後に室外熱交換器１１に流入して、その内部を通過す
る際に電動ファン２２の作用により送風される冷却風と
熱交換して凝縮液化される。

【００５３】次に、液冷媒は、冷房用減圧手段１３を通
過する際に減圧され低温の霧状の冷媒（気液二相状態の
冷媒）となる。低温の霧状の冷媒は、ダクト２内の冷媒
蒸発器１４内に流入して送風機３の作用により吹き付け
られる空気と熱交換して蒸発気化した後にアキュームレ
ータ１５内に流入する。

【００５４】そして、アキュームレータ１５にて冷媒が
気液分離されガス冷媒のみ、ゴムホース６４ｂと入口パ
イプ６４ａからなる低圧配管６４を通って吸入口２０よ
り電動冷媒圧縮機１８の冷媒圧縮部６１に吸入される。
一方、冷媒蒸発器１４にて冷媒の蒸発熱により冷却され
た空気は、主にセンタフェイス吹出口より車室内へ吹き
出されることにより車室内が冷房される。

【００５５】このとき、電気自動車の走行用モータ３７
や走行用インバータ３８等の電気部品や電子部品を冷却
する必要がある場合は当然のこと、その必要がない時で
も、水流路切替弁３６を開弁し、水流路切替弁３５を閉
弁し、排熱回収部３１で電気部品や電子部品の排熱を回
収した冷却水をウォータポンプ３４の作用によりラジエ
ータ３３へ循環させることにより冷却水を走行風により
冷却する。

【００５６】これにより、冷媒水熱交換器１９に入る冷
却水は排熱回収部３１にて外気温よりやや加熱されてお
り、冷媒水熱交換器１９も冷凍サイクル４のコンデンサ
として働くので冷房性能が向上する。なお、電気自動車
が停止状態あるいは低速走行によりラジエータ３３にて
充分に冷却水を冷却する走行風が得られない場合は、冷
却ファン４２を作動させ強制冷却するようにする。

【００５７】（暖房モード）暖房モード時には冷媒流路
切替弁１６が閉弁され、冷媒流路切替弁１７が開弁さ
れ、冷凍サイクル４内を図１に矢印Ｈで示した方向に冷
媒が流れる。したがって、電動冷媒圧縮機１８より吐出
された高温、高圧のガス冷媒は、吐出口２１→連通口９
２を通って冷媒配管を通ることなく、直接冷媒水熱交換
器１９の冷媒冷却器８１内に形成された冷媒流路８３内
に流入することで、放熱ロスが抑えられる。

【００５８】そして、高温、高圧のガス冷媒は、冷媒冷
却器８１の冷媒流路８３内を通過する際に、冷却水流路
８２内を循環する冷却水と熱交換して凝縮液化して放熱
し、冷却水を加熱する。さらに、冷媒流路８３を通過し
た冷媒は、高圧配管８８を通って暖房用減圧手段１２内
に流入する。

【００５９】次に、液冷媒は、暖房用減圧手段１２を通
過する際に減圧され低温の霧状の冷媒（気液二相状態の
冷媒）となる。低温の霧状の冷媒は、室外熱交換器１１
内に流入して走行風と熱交換して蒸発気化した後に開弁
状態の冷媒流路切替弁１７を通ってアキュームレータ１
５内に流入する。

【００６０】そして、アキュームレータ１５にて冷媒が
気液分離されガス冷媒のみ低圧配管６４を通って吸入口
２０より電動冷媒圧縮機１８の冷媒圧縮部６１に吸入さ
れる。なお、電気自動車が停止状態または定速走行によ
り室外熱交換器１１にて充分に冷媒を蒸発器気化させる
走行風が得られない場合は、電動ファン２２を作動させ
るようにする。

【００６１】一方、冷却水サイクル５では、水流路切替
弁３６が閉弁され、水流路切替弁３５が開弁される。し
たがって、ウォータポンプ３４を運転することにより、
ウォータポンプ３４の吐出部４８より吐出された冷却水
は、ゴムホース６８ｂ→入口パイプ６８ａ→冷却水入口
６７を通って電動冷媒圧縮機１８内の冷却水路６６内に
流入する。

【００６２】そして、冷却水路６６を通過する際に冷媒
圧縮部６１および電動モータ部６２の発熱（排熱）を吸
収することにより加熱された冷却水は、冷却水出口７２
→出口パイプ７３ａ→入口パイプ９４ａ→冷却水入口９
３を通って冷却水配管を通ることなく、すなわち、放熱
ロスすることなく、冷媒水熱交換器１９内の冷却水流路
８２内に直接流入する。さらに、冷媒冷却器８１の冷媒
流路８３内を流れる高温、高圧のガス冷媒と熱交換して
ガス冷媒の高温の保有熱を吸収して加熱される。

【００６３】この加熱された冷却水は、冷却水流出口８
５→出口パイプ８７ａ→ゴムホース８７ｂを通って排熱
回収部３１内に流入して排熱回収部３１を通過する際に
さらに加熱され、ダクト２内のヒータコア３２内に流入
して送風機３の作用により吹き付けられる空気と熱交換
して空気が温風となる。この温風は、主にフット吹出口
より車室内へ吹き出されることにより車室内が暖房され
る。

【００６４】（除湿モード）除湿モード時には、冷房モ
ードと同様にして冷媒流路切替弁１６が開弁され、冷媒
流路切替弁１７が閉弁され、冷凍サイクル４内を図１に
矢印Ｄで示した方向に冷媒が流れる。これにより、送風
機３の作用により冷媒蒸発器１４に吹き付けられた空気
は冷却される。そして、空気中の水分が凝縮され冷媒蒸
発器１４のフィン等に付着することにより空気が除湿さ
れる。この除湿された空気は、ヒータコア３２内の冷却
水と熱交換して加熱され、車室内に低湿度の温風が吹き
出される。

【００６５】〔実施例の効果〕以上のように、電動冷媒
圧縮機１８と冷媒水熱交換器１９が一体化したため、そ
の間を結ぶ接続配管（冷媒配管、高圧配管）が省略さ
れ、高温、高圧となったガス冷媒が直接冷媒水熱交換器
１９内に配管部分で放熱ロスおよび圧力損失がない状態
で流入する。また、電動冷媒圧縮機１８に接する状態で
冷媒水熱交換器１９が設置され、電動冷媒圧縮機１８の
冷媒圧縮部６１や電動モータ部６２の発熱量も冷却水側
へ供給されることなどにより、暖房効率がさらに向上す
る。

【００６６】また、上述のように、電動冷媒圧縮機１８
と冷媒水熱交換器１９との間を結ぶ接続配管（冷媒配
管、高圧配管）が省略され、且つ電動冷媒圧縮機１８と
冷媒水熱交換器１９を一体化したことで、電気自動車な
どに搭載する際にコンパクト化した分だけ簡単に脱着可
能となるのに加え、部品点数が減りコストパフォーマン
スにも優れたものとなる。

【００６７】さらに、搭載対象となる電気自動車等が、
特開平５−３１９０７７号公報などで開示された従来の
技術のヒートポンプサイクルを採用したものだとした場
合のように冷却水サイクルが存在しないものでも、電動
冷媒圧縮機１８の区画壁６９に形成された円柱状の凸部
７０がＯリング７１をシール材に利用したバルジ形状と
されている。このため、図７に示したように、円管状の
出口パイプ８８ａおよびゴムホース８８ｂ等よりなる高
圧配管８８を、吐出口２１を形成した円柱状の凸部７０
に接続することによって、電動冷媒圧縮機１８と冷媒水
熱交換器１９を取り外した状態で単独で使用することが
できる。したがって、電動冷媒圧縮機１８と冷媒水熱交
換器１９を一体化したシステムや、電動冷媒圧縮機１８
を単独で使用するシステムなどのような両システムに対
応した汎用性の高い電動冷媒圧縮機１８を提供すること
ができる。

【００６８】〔変形例〕この実施例では、本発明を電気
自動車用空気調和装置に適用したが、本発明を空冷式ガ
ソリンエンジン、水冷式ガソリンエンジンやディーゼル
エンジンを搭載した車両用空気調和装置に適用しても良
い。なお、冷却水としては純水や、各種金属の防食のた
めの防食添加剤を添加した水溶液、ロングライフクーラ
ント等を利用しても良い。

【００６９】この実施例では、冷媒流路切替手段として
冷媒流路切替弁１６、１７を設けたが、冷媒流路切替手
段として三方弁や四方弁を設けても良い。この実施例で
は、水流路切替手段として水流路切替弁３５、３６を設
けたが、水流路切替手段として三方弁や四方弁を設けて
も良い。

【００７０】この実施例では、暖房用熱源として排熱回
収部３１を利用したが、寒冷地仕様の暖房用熱源として
燃焼式ヒータや、電気ヒータを内蔵した電気温水加熱器
を利用しても良い。また、冷却水の循環量をウォータポ
ンプ３４や流量調整弁等で調整することにより、車室内
へ吹き出す空気の吹出温度を制御しても良い。また、排
熱回収部３１にて排熱を回収する電気部品、電子部品と
して電動冷媒圧縮機１８の電動モータ部６２、電動ファ
ン２２、冷却ファン４２、エアコン用インバータ６３等
を用いても良い。

【００７１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、冷媒圧縮機と
冷媒液体熱交換器との間を結ぶ冷媒配管を廃止すること
により、冷媒配管からの放熱ロスを抑えることができ
る。また、冷媒圧縮機と冷媒液体熱交換器との間を結ぶ
冷媒配管が不要となることにより、部品点数が減少しコ
ストパフォーマンスに優れる。請求項２に記載の発明
は、電動冷媒圧縮機のモータ部の排熱を液体通路を通過
する際に吸熱して暖房熱源とすることにより熱効率を向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示した構成図である。

【図２】この発明の実施例のウォータポンプを示した縦
断面図である。

【図３】この発明の実施例のウォータポンプを示した横
面図である。

【図４】この発明の実施例の冷媒水熱交換器を一体化し
た電動冷媒圧縮機を示した斜視図である。

【図５】図４の冷媒水熱交換器を一体化した電動冷媒圧
縮機を示した断面図である。

【図６】図４の冷媒水熱交換器と電動冷媒圧縮機の接続
部を示した断面図である。

【図７】冷媒水熱交換器を取り外した状態の電動冷媒圧
縮機を示した斜視図である。

【符号の説明】

１ 電気自動車用空気調和装置 ２ ダクト ３ 送風機 ４ 冷凍サイクル ５ 冷却水サイクル（液体回路） １０ 熱交換器一体型冷媒圧縮装置 １８ 電動冷媒圧縮機 １９ 冷媒水熱交換器（冷媒液体熱交換器） ２０ 吸入口 ２１ 吐出口 ３１ 排熱回収部 ３２ ヒータコア（室内熱交換器） ３３ ラジエータ ６０ 密閉型ハウジング ６１ 冷媒圧縮部 ６２ 電動モータ部（モータ部） ６６ 冷却水路（液体通路） ７０ 凸部（嵌合部） ７１ Ｏリング（シール材） ８０ 密閉型ハウジング ８１ 冷媒冷却器 ８２ 冷却水流路 ８３ 冷媒流路 ９１ 凹部（被嵌合部） ９２ 連通口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）車室内へ送風するためのダクトと、 （ｂ）このダクト内を流れる空気と内部に循環する液体
   とを熱交換させる室内熱交換器を有する液体回路と、 （ｃ）端面に高温の冷媒を吐出する吐出口を有する冷媒
   圧縮機、およびこの冷媒圧縮機の端面に脱着可能に取り
   付けられ、前記冷媒圧縮機の吐出口より吐出された高温
   の冷媒と前記室内熱交換器へ向かう液体とを熱交換させ
   る冷媒液体熱交換器を有する冷凍サイクルとを備えた車
   両用空気調和装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の車両用空気調和装置にお
   いて、 前記冷媒圧縮機は、通電により作動する電動冷媒圧縮機
   であって、冷媒を圧縮する冷媒圧縮部、この冷媒圧縮部
   を回転駆動するモータ部、およびこのモータ部の作動に
   伴って発生する排熱を液体に吸収させる液体通路を有す
   ることを特徴とする車両用空気調和装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の車両用空
   気調和装置において、 前記冷媒圧縮機は、内部に前記吐出口が形成された嵌合
   部を有し、 前記冷媒液体熱交換器は、内部に前記吐出口に連通する
   連通口が形成され、前記嵌合部に嵌め合わされる被嵌合
   部を有し、 前記嵌合部と前記被嵌合部との間に冷媒の漏洩を防ぐシ
   ール材を有することを特徴とする車両用空気調和装置。