WO2023119493A1 - 複合装置 - Google Patents

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WO2023119493A1
WO2023119493A1 PCT/JP2021/047613 JP2021047613W WO2023119493A1 WO 2023119493 A1 WO2023119493 A1 WO 2023119493A1 JP 2021047613 W JP2021047613 W JP 2021047613W WO 2023119493 A1 WO2023119493 A1 WO 2023119493A1
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housing
accommodation space
heat
power switching
heater
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PCT/JP2021/047613
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English (en)
French (fr)
Inventor
大典 荒木
Original Assignee
サンデン株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices

Definitions

  • the present invention relates to a composite device having a refrigerant compression function and a heat medium heating function.
  • Patent Document 1 describes a vehicle air conditioner that can be applied to vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles.
  • the vehicle air conditioner described in Patent Document 1 includes an electric compressor that compresses a refrigerant, a radiator that heats the air supplied to the vehicle interior by radiating the refrigerant discharged from the electric compressor, It has a refrigerant circuit including an expansion valve for decompressing and expanding the decompressed refrigerant and a heat exchanger corresponding to an evaporator for exchanging heat between the decompressed and expanded refrigerant and the outside air.
  • the vehicle air conditioner described in Patent Document 1 includes an electric heater for heating a heat medium and an electric heater for heating a heat medium, which supplies the heated heat medium to the inside of the passenger compartment in order to assist the heating of the passenger compartment by a radiator. It has a heat medium-air heat exchanger for heating the air to be heated.
  • the vehicle air conditioner described in Patent Document 1 can compensate for the lack of heating capacity of the radiator.
  • an electric compressor, an electric heater for heating a heat medium, and the like are separately provided.
  • the overall size of the apparatus is increased, and there is room for improvement in terms of installation space and the like.
  • an object of the present invention is to provide a composite device that can contribute to miniaturization of a vehicle air conditioner or the like.
  • the present invention can effectively cool (dissipate heat from) electronic components (hereinafter referred to as "heat-generating components") that become relatively hot during use, such as power switching elements used to control and supply electric power. It is an object of the present invention to provide a composite device.
  • a composite device having a refrigerant compression function and a heat medium heating function includes a housing in which a compression mechanism for compressing a refrigerant, an electric motor for driving the compression mechanism, a motor drive circuit for controlling the electric motor, an electric heater for heating a heat medium, and the electric heater. and a heater control circuit for controlling the Further, the housing includes a first accommodation space that accommodates the compression mechanism and the electric motor and through which a refrigerant compressed by the compression mechanism flows, and a second accommodation space that accommodates the electric heater and through which a heat medium flows. , and a third housing space for housing the motor drive circuit and the heater control circuit.
  • first heat-generating component the heat-generating component of the motor drive circuit
  • second heat-generating component the heat-generating component of the heater control circuit
  • FIG. 1 is a front view of a multifunction device according to an embodiment;
  • FIG. 3 is a right side view of the multifunction device according to the embodiment;
  • FIG. 1 is a top view of a multifunction device according to an embodiment;
  • FIG. 3 is a diagram showing an example configuration of a main part of a motor drive circuit of the multifunction apparatus according to the embodiment;
  • FIG. 3 is a diagram showing an example configuration of a main part of a heater control circuit of the multifunction device according to the embodiment;
  • FIG. 1 is a partial schematic cross-sectional view of a composite device according to an embodiment;
  • FIG. 1 to 3 show a schematic configuration of a multifunction device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a front view of the multifunction device 1 according to the embodiment
  • FIG. 2 is a right side view of the multifunction device 1 according to the embodiment
  • FIG. 3 is a top view of the multifunction device 1 according to the embodiment. be.
  • the composite device 1 has a refrigerant compression function for compressing the refrigerant and a heat medium heating function for heating the heat medium. That is, the composite device 1 has a configuration in which the compressor and the heat medium heating device are integrated.
  • the composite device 1 can be applied to, for example, a vehicle air conditioner as described above.
  • the refrigerant compression function unit of the composite device 1 is incorporated in a refrigerant circuit in the vehicle air conditioner, and includes an expansion valve and a heat exchanger corresponding to an evaporator. It can be configured to compress the refrigerant that has passed through it and supply the compressed refrigerant to a radiator (refrigerant-air heat exchanger) that heats the air that is supplied into the passenger compartment.
  • the heat medium heating function part of the composite device 1 is incorporated in a heat medium circuit in which the heat medium is circulated by a pump or the like, heats the heat medium, and heats the heated heat medium to the air supplied to the passenger compartment. It may be configured to feed a heat medium to air heat exchanger for heating.
  • water including antifreeze liquid mixed therein
  • the housing 2 of the composite device 1 includes a first housing 2A, a second housing 2B, a third housing 2C, a first cover 2D and a second cover 2E. , and a third cover 2F, which are integrally fastened by fastening members such as bolts (not shown).
  • the first housing 2A is formed in a substantially cylindrical shape.
  • a compression mechanism 3 that compresses refrigerant and an electric motor 4 that drives the compression mechanism 3 are accommodated in the first housing 2A. They are arranged axially in series.
  • the compression mechanism 3 may be a scroll compression mechanism including a fixed scroll and a movable (orbiting) scroll.
  • An output shaft 4a of the electric motor 4 is connected to the compression mechanism 3 (for example, the movable (orbiting) scroll).
  • the first housing 2A can also be called a compressor housing.
  • the second housing 2B is arranged on the side of the first housing 2A and is formed in a substantially rectangular cylindrical shape.
  • An electric heater 5 for heating the heat medium is accommodated in the second housing 2B.
  • the electric heater 5 is composed of a pair of heaters (heater 5A, heater 5B) arranged in parallel in the second housing 2B and electrically connected in parallel. .
  • the second housing 2B can also be called a heater housing.
  • the third housing 2C is formed in a box shape with an open top.
  • a motor drive circuit 20 for controlling the electric motor 4 and a heater control circuit 30 for controlling the electric heater 5 are accommodated in the third housing 2C.
  • a circuit board (also referred to as a control board) 6 on which the motor drive circuit 20 and the heater control circuit 30 are mounted is accommodated in the third housing 2C.
  • the bottom wall 7 of the third housing 2C includes the other (upper side in FIGS. 1 and 2) opening end of the first housing 2A, that is, the opening end of the first housing 2A on the electric motor 4 side, and the opening end of the second housing 2B.
  • the other (the upper side in FIGS. 1 and 2) open end is closed.
  • the bottom wall 7 of the third housing 2C constitutes the inner wall of the housing 2, and also includes a first partition 71 that partitions the inside of the first housing 2A and the inside of the third housing 2C, and the inside of the second housing 2B and the third housing 2C. 3 has a second partition portion 72 for partitioning the inside of the housing 2C.
  • the upper surface (open end) of the third housing 2C is closed by the third cover 2F.
  • the third housing 2C can also be called a circuit (board) housing.
  • the housing 2 of the multifunction device 1 includes a first accommodation space S1 that is configured by the inner space of the first housing 2A and accommodates the compression mechanism 3 and the electric motor 4, and a second housing 2B.
  • a second housing space S2 configured by an internal space to store the electric heater 5 (heater 5A, heater 5B), and a motor drive circuit 20 and a heater control circuit 30 (specifically, has a third accommodation space S3 for accommodating the circuit board 6) on which these are mounted.
  • the first accommodation space S1 and the second accommodation space S2 are separated from each other. Further, the first accommodation space S1 and the third accommodation space S3 are partitioned by the first partition portion 71 of the bottom wall 7 of the third housing 2C, and the second accommodation space S2 and the third accommodation space S3 are separated by the third housing 2C. is partitioned by the second partition portion 72 of the bottom wall 7 of the . That is, the housing 2 of the multifunction apparatus 1 includes a first accommodation space S1 that accommodates the compression mechanism 3 and the electric motor 4, a second accommodation space S2 that accommodates the electric heater 5, a motor drive circuit 20, and a heater control circuit 30. is partitioned into a third accommodation space S3 that accommodates the .
  • the first accommodation space S1 and the third accommodation space S3 are adjacent to each other with the first partition 71 interposed therebetween, and the second accommodation space S2 and the third accommodation space S3 are adjacent with the second partition 72 interposed therebetween. next to each other.
  • the third housing space S3 is arranged in the axial direction of the electric motor 4 with respect to the first housing space S1 and the second housing space S2.
  • the third accommodation space S3 is the first accommodation space with the bottom wall 7 of the third housing 2C (that is, the first partition 71 and the second partition 72) interposed therebetween. It is arranged on the side opposite to S1 and the second accommodation space S2.
  • a coolant inlet 8 is formed in the first housing 2A for allowing coolant from the outside to flow into the first housing space S1.
  • the refrigerant from outside is, for example, a low-temperature, low-pressure refrigerant that has passed through an expansion valve and a heat exchanger corresponding to an evaporator in the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner described above.
  • the coolant inlet 8 is provided in a portion of the first housing 2A on the third housing 2C side, that is, in the vicinity of the first partition portion 71 that partitions the first accommodation space S1 and the third accommodation space S3. ing.
  • the coolant inlet 8 is configured to allow the coolant from the outside to flow into the first housing space S ⁇ b>1 so that at least part of the coolant from the outside flows along the first partition portion 71 .
  • the refrigerant that has flowed into the first accommodation space S1 flows through the first accommodation space S1 and is then sucked into the compression mechanism 3 .
  • the first partition portion 71 is cooled by the coolant flowing into the first accommodation space S1, and the first accommodation space S1 is cooled by the coolant flowing through the first accommodation space S1.
  • the refrigerant sucked into the compression mechanism 3 is compressed by the compression mechanism 3 . Then, the high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged from the compression mechanism 3 .
  • the discharged (high-temperature and high-pressure) refrigerant flows out from the refrigerant outlet 9 formed in the first housing 2A, for example, in the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner described above, the air supplied to the vehicle interior. is supplied to a radiator (refrigerant-air heat exchanger) that heats the
  • the refrigerant outlet port 9 is provided at a portion of the first housing 2A on the first cover 2D side.
  • the second housing 2B is formed with a heat medium inlet 10 for allowing heat medium from the outside to flow into the second housing space S2.
  • the heat medium from the outside is, for example, the heat medium that has passed through the heat medium-air heat exchanger for heating the air supplied to the vehicle interior in the heat medium circuit of the vehicle air conditioner described above.
  • the heat medium inlet 10 is provided in a portion of the second housing 2B on the third housing 2C side, that is, in the vicinity of the second partition portion 72 that partitions the second accommodation space S2 and the third accommodation space S3. It is Preferably, the heat medium inlet 10 is configured to allow the heat medium from the outside to flow into the second housing space S ⁇ b>2 such that at least part of the heat medium from the outside flows along the second partition 72 . ing.
  • the heat medium that has flowed into the second accommodation space S2 flows through the second accommodation space S2, and is heated by the electric heaters 5 (heater 5A, heater 5B).
  • the heat medium heated by the electric heater 5 flows out from the heat medium outlet 11 formed in the second housing 2B, and is supplied to the interior of the vehicle, for example, in the vehicle air conditioner described above. supplied to a heat medium-air heat exchanger for heating the air to be supplied.
  • the heat medium outlet 11 is provided at a portion of the second housing 2B on the second cover 2E side.
  • the power supply line from the motor drive circuit 20 to the electric motor 4 and the power supply line from the heater control circuit 30 to the electric heater 5 are connected to the third housing 2C in an airtight and liquidtight state, respectively. extends through the bottom wall 7 of the .
  • FIG. 4 is a diagram showing an example configuration of the main part of the motor drive circuit 20.
  • the motor drive circuit 20 is configured to convert a DC voltage from an external power supply into a three-phase AC voltage and supply the electric motor 4 with the three-phase AC voltage.
  • the motor drive circuit 20 has a capacitor 21 , a first power module 22 and a first power module control circuit 23 .
  • the capacitor 21 is connected between the power line of the external power supply and the ground line, and smoothes the DC voltage from the external power supply.
  • the first power module 22 includes six power switching elements (hereinafter referred to as "first power switching elements") Q1 to Q6 that control energization of the electric motor 4, and six diodes D1 to D6.
  • first power switching elements Q1 to Q6 may be IGBTs (insulated gate bipolar transistors).
  • the first power module 22 converts the DC voltage from the external power supply smoothed by the capacitor 21 into a three-phase AC voltage by controlling (PMW control) the first power switching elements Q1 to Q6, and converts the voltage into a three-phase AC voltage for the electric motor. 4.
  • the first power module 22 has a U-phase arm, a V-phase arm, and a W-phase arm provided in parallel between the power supply line and the ground line of the external power supply.
  • first power switching elements Q1 and Q2 are connected in series to the U-phase arm, and diodes D1 and D2 are connected in anti-parallel to each of the first power switching elements Q1 and Q2.
  • Two first power switching elements Q3 and Q4 are connected in series to the V-phase arm, and diodes D3 and D4 are connected in anti-parallel to each of the first power switching elements Q3 and Q4, respectively.
  • Two first power switching elements Q5 and Q6 are connected in series to the W-phase arm, and diodes D5 and D6 are connected in anti-parallel to each of the first power switching elements Q5 and Q6, respectively.
  • the intermediate points of the U-, V-, and W-phase arms are connected to the other ends of the U-, V-, and W-phase coils of the electric motor 4 that are star-connected at one end of each. That is, the midpoint of the first power switching elements Q1 and Q2 of the U-phase arm is connected to the U-phase coil, the midpoint of the first power switching elements Q3 and Q4 of the V-phase arm is connected to the V-phase coil, and An intermediate point of the first power switching elements Q5 and Q6 of the W-phase arm is connected to the W-phase coil.
  • the first power module 22 can The smoothed DC voltage from the external power supply can be converted into a three-phase AC voltage and supplied to the electric motor 4, whereby the electric motor 4 can be driven.
  • the first power module control circuit 23 drives the electric motor 4 and thus the compression mechanism 3 based on a control signal from an external control device (for example, the control device of the vehicle air conditioner described above). It controls (PWM control) the elements Q1 to Q6.
  • an external control device for example, the control device of the vehicle air conditioner described above. It controls (PWM control) the elements Q1 to Q6.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a main part of the heater control circuit 30.
  • the heater control circuit 30 is configured to apply the voltage of the high voltage power supply to the electric heaters 5 (heater 5A, heater 5B).
  • the heater control circuit 30 has a second power module 31 and a second power module control circuit 32 .
  • the second power module 31 includes two power switching elements (hereinafter referred to as "second power switching elements") Q7 and Q8 that control energization of the electric heater 5.
  • the second power switching elements Q7 and Q8 can be IGBTs like the first power switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20.
  • FIG. In this embodiment, one of the two second power switching elements Q7 and Q8 is provided closer to the output side (voltage side) of the high-voltage power supply than the electric heater 5,
  • the 2-power switching element Q is provided closer to the ground side of the high-voltage power supply than the electric heater 5 is.
  • the second power module 31 turns ON/OFF the electricity to the electric heater 5 by controlling the second power switching elements Q7 and Q8 (PMW control). The temperature of the heat medium heated by the electric heater 5 can be controlled.
  • the second power module control circuit 32 controls (PWM control) the second power switching elements Q7 and Q8 based on control signals from an external control device (for example, the control device of the vehicle air conditioner described above).
  • an external control device for example, the control device of the vehicle air conditioner described above.
  • the heater control circuit 30 includes a first temperature detector for detecting the temperature of the second power switching elements Q7 and Q8 and a temperature sensor for the electric heater 5 for overheat protection. (including the temperature of the heat medium heated by the electric heater 5), a voltage detection unit for detecting the voltage applied to the electric heater 5, the second power switching elements Q7 and Q8, and the electric heater A current detection unit or the like for detecting the current flowing through the circuit 5 is provided.
  • the detection results of these detection units can be input to, for example, an external control device and used to determine the control signal to the second power module control circuit 32 .
  • the external control device increases the voltage applied to the electric heater 5 to a predetermined value. or when the current flowing through the second power switching elements Q7, Q8 and the electric heater 5 exceeds a predetermined value, the control signal for forcibly turning off the second power switching elements Q7, Q8 is output to the second power module control circuit 32 .
  • FIG. 6 is a partial schematic cross-sectional view (corresponding to the AA cross-sectional view of FIG. 3) of the composite device 1. As shown in FIG.
  • the motor drive circuit 20 and the heater control circuit 30 are mounted on the circuit board 6 and housed in the third housing space S3.
  • the circuit board 6 is attached to, for example, a plurality of board attachment portions 12 provided in the third housing space S3, as shown in FIG.
  • each of the plurality of board mounting portions 12 is formed in a boss shape that protrudes upward (in a direction away from the first housing 2A and the second housing 2B) from the bottom wall 7 of the third housing 2C.
  • the circuit board 6 is attached by screws 13 to the upper surface of the board attachment portion 12 of the .
  • the first power switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20 and the second power switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30 are arranged in the third housing space S3 at positions corresponding to the first housing space S1. .
  • the first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements Q7, Q8 are mounted on the lower surface of the circuit board 6 housed in the third housing space S3 (bottom of the third housing 3C). It is mounted on a portion facing the wall 7 side) and facing the first partition portion 71 that partitions the first accommodation space S1 and the third accommodation space S3.
  • the first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements Q7, Q8 may have their respective lead lengths appropriately adjusted, and/or the bottom of the third housing 2C, for example.
  • the wall 7 is arranged so as to be in thermal contact with the first partition 71 by forming a portion of the wall 7 to protrude upward.
  • “being in thermal contact with the first partition 71” refers to a state in which heat can be exchanged with the first partition 71, and direct contact with the first partition 71 is impossible. Of course, it includes being sufficiently close to the first partitioning portion 71 and indirectly contacting the first partitioning portion 71 via a heat exchange member or the like having high thermal conductivity.
  • the composite device 1 includes a housing 2 that includes a compression mechanism 3 that compresses a refrigerant, an electric motor 4 that drives the compression mechanism 3, a motor drive circuit 20 that controls the electric motor 4, and an electric heater 5 that heats a heat medium. and a heater control circuit 30 for controlling the electric heater 5 .
  • the housing 2 of the multifunction device 1 accommodates the compression mechanism 3 and the electric motor 4, as well as a first accommodation space S1 in which the (low-temperature, low-pressure) refrigerant compressed by the compression mechanism 3 flows, and an electric heater 5. It is partitioned into a second accommodation space S2 through which a heat medium flows and a third accommodation space S3 that accommodates the motor drive circuit 20 and the heater control circuit 30 .
  • Such a composite device 1 functions as an electric compressor and a heat medium heating device, and can heat the heat medium while compressing the refrigerant. Therefore, the composite device 1 can be applied to a vehicle air conditioner as described above. By applying the composite device 1 to a vehicle air conditioner, it is possible to reduce the size of the vehicle air conditioner as compared with a conventional configuration in which an electric compressor and a heat medium heating device are separately provided. is.
  • the third accommodation space S3 is arranged in the axial direction of the electric motor 4 with respect to the first accommodation space S1 and the second accommodation space S2. Therefore, an increase in the dimension of the housing 2 in the direction orthogonal to the axial direction of the electric motor 4, that is, an increase in the trunk portion of the housing 2 can be suppressed. As a result, deterioration in the installability of the multifunction device 1 can be suppressed.
  • the motor drive circuit 20 includes first power switching elements Q1 to Q6 that control energization of the electric motor 4, and the heater control circuit 30 includes a second power switching element Q7 that controls energization of the electric heater 5. Including Q8.
  • the first power switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20 and the second power switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30 are arranged in the third housing space S3 at positions corresponding to the first housing space S1. .
  • the first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements Q7 and Q8 are arranged between the first housing space S1 and the third housing space S3 in the circuit board 6 housed in the third housing space S3.
  • the (low-temperature, low-pressure) refrigerant compressed by the compression mechanism 3 and the first partition 71 that can be cooled by the refrigerant can be easily used to cool the first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements Q7 and Q8. can be used for
  • the first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements Q7, Q8 are in thermal contact with the first partition portion 71 that partitions the first accommodation space S1 and the third accommodation space S3. are arranged to Therefore, heat exchange between each of the first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements Q7, Q8 and the first partition portion 71 that can be cooled by the refrigerant causes the first power switching elements Q1 to Q6 to And the second power switching elements Q7 and Q8 can be cooled, and the cooling (heat dissipation) performance of the power switching elements is improved.
  • a refrigerant inlet 8 is provided in the vicinity of the first partition portion 71 for allowing the external (low-temperature, low-pressure) refrigerant to be compressed by the compression mechanism 3 to flow into the first housing space S1. ing. Therefore, the first partition 71 is stably cooled and/or maintained at a low temperature by the coolant that flows into the first accommodation space S1 from the outside. Therefore, the first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements Q7 and Q8 can be cooled more effectively using the first partition portion 71, and the cooling (heat dissipation) performance of the power switching elements can be further improved. improves.
  • the motor drive circuit 20 and the heater control circuit 30 are mounted on one circuit board 6 in the above-described embodiment. However, it is not limited to this.
  • the first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements Q7 and Q8 are arranged in the third housing space S3 at positions corresponding to the first housing space S1, and face the first partition portion 71 on the circuit board.
  • the motor drive circuit 20 and the heater control circuit 30 may be mounted on separate circuit boards as long as they are mounted at the same position and/or arranged so as to be in thermal contact with the first partition portion 71 .
  • the motor drive circuit 20 and/or the heater control circuit 30 are divided and mounted on a plurality of circuit boards, one of which has the first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements Q7 and Q8. MAY be implemented.
  • all of the first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements Q7 and Q8 are arranged at positions corresponding to the first housing space S1.
  • Most of the first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements Q7 and Q need only be arranged in positions corresponding to the first housing space S1, and some of the power switching elements are located in the first housing space S1. may be arranged at a position slightly away from the position corresponding to .
  • first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements Q7, Q8 do not have to be arranged strictly at positions corresponding to the first housing space S1, and the first power switching elements Q1 to Q6 and the second power switching elements
  • the 2-power switching elements Q7 and Q8 may be arranged at positions substantially corresponding to the first housing space S1.
  • the first power switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20 and the second power switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30 are arranged in the first accommodation space S1 in the third accommodation space S3. , mounted at a position facing the first partition 71 on the circuit board, and/or arranged so as to be in thermal contact with the first partition 71 .
  • the first power switching elements Q1 to Q6 other heat-generating components (for example, resistors) of the motor drive circuit 20 are arranged in the third accommodation space S3 at positions corresponding to the first accommodation space S1.
  • the heater control circuit 30 may be mounted on the circuit board at a position facing the first partitioning portion 71 and/or may be arranged so as to be in thermal contact with the first partitioning portion 71 .
  • other heat-generating components for example, resistors
  • the heater control circuit 30 correspond to the first housing space S1 within the third housing space S3. position, mounted on the circuit board at a position facing the first partition 71 , and/or arranged so as to be in thermal contact with the first partition 71 .
  • the third housing 2C (third accommodation space S3) is positioned above the first housing 2A (first accommodation space S1) and the second housing 2B (second accommodation space S2).
  • the orientation of the multifunction device 1 when it is installed can be set arbitrarily. 1 accommodation space S1) and the second housing 2B (second accommodation space S2).
  • the composite device 1 is mainly applied to a vehicle air conditioner. However, it is not limited to this.
  • the composite device 1 can be applied to various devices and systems that use an electric compressor that compresses a refrigerant and a heat medium heating device that heats a heat medium.

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Abstract

複合装置は冷媒圧縮機能及び熱媒体加熱機能を有する。複合装置のハウジング２内は、冷媒を圧縮する圧縮機構３及び電動モータ４を収容すると共に圧縮機構３で圧縮される冷媒が流れる第１収容空間Ｓ１と、熱媒体を加熱する電気ヒータ５を収容すると共に熱媒体が流れる第２収容空間Ｓ２と、電動モータ４を制御するモータ駆動回路２０及び電気ヒータ５を制御するヒータ制御回路３０を収容する第３収容空間Ｓ３とに仕切られている。また、モータ駆動回路２０の第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と、ヒータ制御回路３０の第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８とが、第３収容空間Ｓ３内における第１収容空間Ｓ１に対応する位置に配置されている。

Description

複合装置
　本発明は、冷媒圧縮機能と熱媒体加熱機能と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。
　また、本発明は、電力の制御や供給に用いられるパワースイッチング素子などの使用時に比較的高温になる電子部品（以下、「発熱部品」という）の冷却（放熱）を効果的に行う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、冷媒圧縮機能と熱媒体加熱機能とを有する複合装置が提供される。この複合装置は、ハウジング内に、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、前記電動モータを制御するモータ駆動回路と、熱媒体を加熱する電気ヒータと、前記電気ヒータを制御するヒータ制御回路とを有する。また、前記ハウジング内は、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が流れる第１収容空間と、前記電気ヒータを収容すると共に熱媒体が流れる第２収容空間と、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第３収容空間とに仕切られている。
　好ましくは、前記モータ駆動回路の発熱部品（以下、「第１発熱部品」という）及び前記ヒータ制御回路の発熱部品（以下、「第２発熱部品」という）が、前記第３収容空間内における前記第１収容空間に対応する位置に配置されている。
　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。
　また、本発明によれば、発熱部品の冷却（放熱）を効果的に行う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。 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。 実施形態に係る複合装置の部分概略断面図である。
　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のハウジング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、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とが収容されている。これら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いうこともできる。
　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、略矩形筒状に形成されている。第２ハウジング２Ｂ内には、熱媒体を加熱する電気ヒータ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、第２ハウジング２Ｂ内に並列に配置され、且つ電気的に並列に接続された一対のヒータ（ヒータ５Ａ、ヒータ５Ｂ）で構成されている。
　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いうこともできる。
　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、電動モータ４を制御するモータ駆動回路２０及び電気ヒータ５を制御するヒータ制御回路３０が収容されている。具体的には、モータ駆動回路２０及びヒータ制御回路３０が実装された回路基板（制御基板ともいう）６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７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側の開口端と、第２ハウジング２Ｂの他方（図１、図２における上側）の開口端とを閉塞している。これにより、第１ハウジング２Ａ内と第３ハウジング２Ｃ内とが仕切られ、第２ハウジング２Ｂ内と第３ハウジング２Ｃ内とが仕切られている。つまり、第３ハウジング２Ｃの底壁７は、ハウジング２の内部壁を構成すると共に、第１ハウジング２Ａ内と第３ハウジング２Ｃ内とを仕切る第１仕切部７１と、第２ハウジング２Ｂ内と第３ハウジング２Ｃ内とを仕切る第２仕切部７２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（基板）ハウジングということもできる。
　換言すれば、本実施形態において、複合装置１のハウジング２は、第１ハウジング２Ａの内部空間で構成されて圧縮機構３及び電動モータ４を収容する第１収容空間Ｓ１と、第２ハウジング２Ｂの内部空間で構成されて電気ヒータ５（ヒータ５Ａ、ヒータ５Ｂ）を収容する第２収容空間Ｓ２と、第３ハウジング２Ｃの内部空間で構成されてモータ駆動回路２０及びヒータ制御回路３０（具体的には、これらが実装された回路基板６）を収容する第３収容空間Ｓ３とを有している。
　ここで、第１収容空間Ｓ１と第２収容空間Ｓ２とは互いに分離されている。また、第１収容空間Ｓ１と第３収容空間Ｓ３とは第３ハウジング２Ｃの底壁７の第１仕切部７１によって仕切られ、第２収容空間Ｓ２と第３収容空間Ｓ３とは第３ハウジング２Ｃの底壁７の第２仕切部７２によって仕切られている。つまり、複合装置１のハウジング２内は、圧縮機構３及び電動モータ４を収容する第１収容空間Ｓ１と、電気ヒータ５を収容する第２収容空間Ｓ２と、モータ駆動回路２０及びヒータ制御回路３０を収容する第３収容空間Ｓ３とに仕切られている。
　なお、第１収容空間Ｓ１と第３収容空間Ｓ３とは、第１仕切部７１を挟んで隣り合っており、第２収容空間Ｓ２と第３収容空間Ｓ３とは、第２仕切部７２を挟んで隣り合っている。また、第３収容空間Ｓ３は、第１収容空間Ｓ１及び第２収容空間Ｓ２に対して電動モータ４の軸方向に配置されている。具体的には、第３収容空間Ｓ３は、電動モータ４の軸方向において、第３ハウジング２Ｃの底壁７（すなわち、第１仕切部７１及び第２仕切部７２）を挟んで第１収容空間Ｓ１及び第２収容空間Ｓ２とは反対側に配置されている。
　第１ハウジング２Ａには、外部からの冷媒を第１収容空間Ｓ１に流入させるための冷媒流入口８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８は、第１ハウジング２Ａの第３ハウジング２Ｃ側の部位、つまり、第１収容空間Ｓ１と第３収容空間Ｓ３とを仕切る第１仕切部７１の近傍に設けられている。好ましくは、冷媒流入口８は、外部からの冷媒の少なくとも一部が第１仕切部７１に沿って流れるように、外部からの冷媒を第１収容空間Ｓ１に流入させるように構成されている。
　第１収容空間Ｓ１に流入した冷媒は、第１収容空間Ｓ１を流れ、その後、圧縮機構３に吸入される。なお、第１仕切部７１は、第１収容空間Ｓ１に流入する冷媒によって冷却され、第１収容空間Ｓ１は、第１収容空間Ｓ１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によって圧縮される。そして、高温高圧の冷媒となって圧縮機構３から吐出される。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９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。なお、本実施形態において、冷媒流出口９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収容空間Ｓ２に流入させるための熱媒体流入口１０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である。本実施形態において、熱媒体流入口１０は、第２ハウジング２Ｂの第３ハウジング２Ｃ側の部位、つまり、第２収容空間Ｓ２と第３収容空間Ｓ３とを仕切る第２仕切部７２の近傍に設けられている。好ましくは、熱媒体流入口１０は、外部からの熱媒体の少なくとも一部が第２仕切部７２に沿って流れるように、外部からの熱媒体を第２収容空間Ｓ２に流入させるように構成されている。
　第２収容空間Ｓ２に流入した熱媒体は、第２収容空間Ｓ２を流れ、その際、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）によって加熱された熱媒体は、第２ハウジング２Ｂに形成された熱媒体流出口１１から流出し、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１１は、第２ハウジング２Ｂの第２カバー２Ｅ側の部位に設けられている。
　なお、図には示されていないが、モータ駆動回路２０から電動モータ４への給電線及びヒータ制御回路３０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７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２０及び電気ヒータ５を制御するヒータ制御回路３０について説明する。
　図４は、モータ駆動回路２０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２０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２０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５は、ヒータ制御回路３０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３０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３０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２０の第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と同様、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５には示されていないが、ヒータ制御回路３０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６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２０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３０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６は、複合装置１の部分概略断面図（図３のＡ－Ａ断面図に相当する）である。
　上述のように、モータ駆動回路２０及びヒータ制御回路３０は、回路基板６に実装されて第３収容空間Ｓ３に収容されている。回路基板６は、図６に示されるように、例えば、第３収容空間Ｓ３内に設けられた複数の基板取付部１２に取り付けられる。本実施形態において、複数の基板取付部１２のそれぞれは、第３ハウジング２Ｃの底壁７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、複数の基板取付部１２の上面に回路基板６がねじ１３によって取り付けられている。
　モータ駆動回路２０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３０の第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８は、第３収容空間Ｓ３内における第１収容空間Ｓ１に対応する位置に配置されている。具体的には、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、第３収容空間Ｓ３に収容された回路基板６の下面（第３ハウジング３Ｃの底壁７側の面）であって、且つ、第１収容空間Ｓ１と第３収容空間Ｓ３とを仕切る第１仕切部７１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たり、及び／又は、第３ハウジング２Ｃの底壁７の一部が上側に突出するように形成されたりすることにより、第１仕切部７１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７１に熱的に接触する」とは、第１仕切部７１との間で熱交換が可能な状態のことをいい、第１仕切部７１に直接接触することはもちろん、第１仕切部７１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７１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、ハウジング２内に、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、電動モータ４を制御するモータ駆動回路２０と、熱媒体を加熱する電気ヒータ５と、電気ヒータ５を制御するヒータ制御回路３０とを有する。また、複合装置１のハウジング２内は、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（低温低圧）の冷媒が流れる第１収容空間Ｓ１と、電気ヒータ５を収容すると共に熱媒体が流れる第２収容空間Ｓ２と、モータ駆動回路２０及びヒータ制御回路３０を収容する第３収容空間Ｓ３とに仕切られている。
　このような複合装置１は、電動圧縮機及び熱媒体加熱装置として機能し、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、複合装置１は、上述したような車両用空気調和装置に適用され得る。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個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可能である。
　ここで、第３収容空間Ｓ３は、第１収容空間Ｓ１及び第２収容空間Ｓ２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、モータ駆動回路２０は、電動モータ４への通電を制御する第１パワースイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を含み、ヒータ制御回路３０は、電気ヒータ５への通電を制御する第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８を含む。モータ駆動回路２０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３０の第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８は、第３収容空間Ｓ３内における第１収容空間Ｓ１に対応する位置に配置されている。具体的には、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、第３収容空間Ｓ３に収容された回路基板６における、第１収容空間Ｓ１と第３収容空間Ｓ３とを仕切る第１仕切部７１に対向する部位に実装されている。第１収容空間Ｓ１には、圧縮機構３で圧縮される（低温低圧の）冷媒が流入する。このため、圧縮機構３で圧縮される（低温低圧の）冷媒及びこれによって冷却され得る第１仕切部７１を、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の冷却に容易に利用することができる。
　特に、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、第１収容空間Ｓ１と第３収容空間Ｓ３とを仕切る第１仕切部７１に熱的に接触するように配置されている。このため、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のそれぞれと、冷媒によって冷却され得る第１仕切部７１との間の熱交換により、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を冷却することができ、パワースイッチング素子の冷却（放熱）性能が向上する。
　他方、圧縮機構３で圧縮される冷媒が、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の熱によって温められることで乾くので、圧縮機構３の耐久性が向上することにもなる。
　また、本実施形態においては、圧縮機構３で圧縮される外部からの（低温低圧の）冷媒を第１収容空間Ｓ１に流入させるための冷媒流入口８が第１仕切部７１の近傍に設けられている。このため、外部から第１収容空間Ｓ１に流入する冷媒により、第１仕切部７１が安定して冷却され、及び／又は、第１仕切部７１が低温状態に維持される。したがって、第１仕切部７１を利用して第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をより効果的に冷却することができ、パワースイッチング素子の冷却（放熱）性能がさらに向上する。
　なお、上述の実施形態においては、モータ駆動回路２０及びヒータ制御回路３０が１つの回路基板６に実装されている。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及び第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８が、第３収容空間Ｓ３内における第１収容空間Ｓ１に対応する位置に配置され、回路基板における第１仕切部７１に対向する位置に実装され、及び／又は、第１仕切部７１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２０とヒータ制御回路３０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２０及び／又はヒータ制御回路３０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、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のすべてが第１収容空間Ｓ１に対応する位置に配置されている。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及び第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑの大部分が第１収容空間Ｓ１に対応する位置に配置されていればよく、一部のパワースイッチング素子が第１収容空間Ｓ１に対応する位置から僅かに離れた位置に配置されてもよい。つまり、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が厳密に第１収容空間Ｓ１に対応する位置に配置されている必要はなく、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が概ね第１収容空間Ｓ１に対応する位置に配置されていればよい。
　また、上述の実施形態においては、モータ駆動回路２０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３０の第２パワースイッチング素子Ｑ７、Ｑ８が、第３収容空間Ｓ３内における第１収容空間Ｓ１に対応する位置に配置され、回路基板における第１仕切部７１に対向する位置に実装され、及び／又は、第１仕切部７１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２０の他の発熱部品（例えば、抵抗器）が、第３収容空間Ｓ３内における第１収容空間Ｓ１に対応する位置に配置され、回路基板における第１仕切部７１に対向する位置に実装され、及び／又は、第１仕切部７１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３０の他の発熱部品（例えば、抵抗器）が、第３収容空間Ｓ３内における第１収容空間Ｓ１に対応する位置に配置され、回路基板における第１仕切部７１に対向する位置に実装され、及び／又は、第１仕切部７１に熱的に接するように配置されてもよい。
　また、上述の実施形態においては、第３ハウジング２Ｃ（第３収容空間Ｓ３）が第１ハウジング２Ａ（第１収容空間Ｓ１）及び第２ハウジング２Ｂ（第２収容空間Ｓ２）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（第３収容空間Ｓ３）が第１ハウジング２Ａ（第１収容空間Ｓ１）及び第２ハウジング２Ｂ（第２収容空間Ｓ２）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、２Ｂ…第２ハウジング、２Ｃ…第３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…回路基板、７…第３ハウジングの底壁（内部壁）、８…冷媒流入口、９…冷媒流出口、１０…熱媒体流入口、１１…熱媒体流出口、２０…モータ駆動回路、３０…ヒータ制御回路、７１…第１仕切部、７２…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）、Ｓ１…第１収容空間、Ｓ２…第２収容空間、Ｓ３…第３収容空間

Claims (7)

  1. 　冷媒圧縮機能と熱媒体加熱機能とを有する複合装置であって、
    　ハウジング内に、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、前記電動モータを制御するモータ駆動回路と、熱媒体を加熱する電気ヒータと、前記電気ヒータを制御するヒータ制御回路とを有し、
    　前記ハウジング内は、少なくとも、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が流れる第１収容空間と、前記電気ヒータを収容すると共に熱媒体が流れる第２収容空間と、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第３収容空間とに仕切られている、
    　複合装置。
  2. 　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３収容空間内における前記第１収容空間に対応する位置に配置されている、請求項１に記載の複合装置。
  3. 　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２に記載の複合装置。
  4. 　前記モータ駆動回路の前記発熱部品及び前記ヒータ制御回路の前記発熱部品は、前記第３収容空間に収容された回路基板における、前記第１収容空間と前記第３収容空間とを仕切る仕切部に対向する部位に実装されている、請求項２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及び前記ヒータ制御回路の前記発熱部品は、前記第１収容空間と前記第３収容区間とを仕切る仕切部に熱的に接触するように配置されている、請求項２に記載の複合装置。
  6. 　前記ハウジングは、前記圧縮機構で圧縮される冷媒を前記第１収容空間に流入させる冷媒流入口を前記仕切部の近傍に有する、請求項５に記載の複合装置。
  7. 　前記ハウジングは、
    　前記第１収容空間と前記第３収容空間とを仕切る第１仕切部及び前記第２収容空間と前記第３収容空間とを仕切る第２仕切部を有する内部壁と、
    　前記第１仕切部の近傍に設けられ、前記圧縮機構で圧縮される冷媒を前記第１収容空間に流入させる冷媒流入口と、
    　前記第２仕切部の近傍に設けられ、熱媒体を前記第２収容空間に流入させる熱媒体流入口と、を有し、
    　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に記載の複合装置。
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