(57)【要約】【課題】要素部材の熱を有効利用できる車両用ヒートポンプ装置を提供すること。【解決手段】この車両用ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮して吐出する電動圧縮機と、前記電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒から、前記車両用ヒートポンプ装置の外部より導入された第１の冷却液へ、放熱させる高温側水冷媒熱交換器と、を具備し、前記高温側水冷媒熱交換器は、前記電動圧縮機を囲って前記電動圧縮機と熱交換可能に接触している、構成を採る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用ヒートポンプ装置であって、
冷媒を圧縮して吐出する電動圧縮機と、
前記電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒から、前記車両用ヒートポンプ装置の外部より導入された第１の冷却液へ、放熱させる高温側水冷媒熱交換器と、
を具備し、
前記高温側水冷媒熱交換器は、前記電動圧縮機を囲って前記電動圧縮機と熱交換可能に接触している、
車両用ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記第１の冷却液の通路、および、前記電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒の通路が、前記電動圧縮機の筐体である第１筐体の壁体に形成され、前記高温側水冷媒熱交換器を構成する、請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記第１の冷却液の通路の中に、前記電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒の通路が配置された、
請求項２記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記車両用ヒートポンプ装置の外部から導入された第２の冷却液を低温低圧冷媒で冷やす低温側水冷媒熱交換器と、
気相冷媒と液相冷媒とを分離するアキュムレータと、
をさらに具備し、
前記低温側水冷媒熱交換器、前記アキュムレータおよび前記電動圧縮機が、この順で隣接して配置され、
前記電動圧縮機の筐体である第１筐体と、前記低温側水冷媒熱交換器を保持する第２筐体とが締結された、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記車両用ヒートポンプ装置の外部から導入された第２の冷却液を低温低圧冷媒で冷やす低温側水冷媒熱交換器と、
前記高温側水冷媒熱交換器の下流側の冷媒を膨張させる膨張弁と、
をさらに備え、
前記電動圧縮機、前記膨張弁および前記低温側水冷媒熱交換器が、この順で隣接して配置され、
前記電動圧縮機の筐体である第１筐体と、前記低温側水冷媒熱交換器を保持する第２筐体とが締結された、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記車両用ヒートポンプ装置の外部から導入された第２の冷却液を低温低圧冷媒で冷やす低温側水冷媒熱交換器と、
をさらに備え、
前記電動圧縮機、前記低温側水冷媒熱交換器および前記高温側水冷媒熱交換器が、１つの筐体に納められて一体化されている、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項７】
前記電動圧縮機は、高圧シェル型の圧縮機である、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項８】
前記冷媒は二酸化炭素である、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項９】
前記第２の冷却液又は前記第１の冷却液は、エチレングリコール水溶液、又は、プロピレングリコール水溶液である、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項１０】
前記電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒の温度を測定する温度測定部と、
前記電動圧縮機が備える電動モータの回転数を制御する制御部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記温度測定部が測定した冷媒の温度が所定の温度以上である場合、前記電動圧縮機が備える電動モータの回転数を低下させる、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、ヒートポンプを備え冷媒と冷却液との間で熱交換をおこなう車両用ヒートポンプ装置が知られている。非特許文献１には、車両用ヒートポンプ装置（ＨＰＡＣ：Heat Pump Air Conditioner）を備え、車両用ヒートポンプ装置が導出した冷却液を用いて車室内の冷暖房を行う車両の温度調整システムが開示されている。この車両用ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒から冷却液へ放熱を行うコンデンサと、冷却液を冷媒で冷やす冷却器と、コンデンサへ冷却液を送出するコンデンサポンプと、冷却器へ冷却液を送出する冷却器ポンプとを備えている。
【０００３】
また、本願発明に関連する技術として、特許文献１には、冷媒水熱交換器のチューブが、圧縮機と間隔を開けて、圧縮機の周囲に配置された冷凍機器（特許文献１の図２２および図２４を参照）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３４７７８６８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Kowsky et al., "Unitary HPAC System", SAE International J. Passeng. Cars - Mech. Syst., 2012, doi:10.4271/2012-01-1050.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に記載された従来の車両用ヒートポンプ装置は、電動圧縮機、コンデンサ、冷却器、コンデンサポンプ、および、冷却器ポンプのそれぞれの要素部材が、筐体に収められることなく配置されている。このため、従来の車両用ヒートポンプ装置では、要素部材から放出される熱は単に拡散するのみであった。
【０００７】
また、非特許文献１の車両用ヒートポンプ装置は、それぞれの要素部材が、空間を隔てて配置されている。このため、従来の車両用ヒートポンプ装置では、それぞれの要素部材間を接続するための配管を短くすることができない。したがって、従来の車両用ヒートポンプ装置においては、配管からの熱が多く放出され、熱の有効利用が困難であった。
【０００８】
また、非特許文献１の車両用ヒートポンプ装置では、それぞれの要素部材が空間を隔てて配置されている。そのため、要素部材間が熱的に離れており、電動圧縮機から放出される熱など各要素部材から放出される熱が単に廃棄されるのみで、熱の有効利用が困難であった。
【０００９】
また、特許文献１の冷凍機器は、冷媒水熱交換器のチューブと圧縮機とが空間を開けて配置されているため、圧縮機の熱は冷媒水熱交換器に余り伝わらない。また、特許文献１の冷媒水熱交換器のチューブにおいては、冷却液が中心を流れ、冷媒が外側を流れる。よって、圧縮機から冷媒水熱交換器の冷却液に放熱が行われることが余りない。
【００１０】
本発明の目的は、要素部材の熱を有効利用できる車両用ヒートポンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の車両用ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮して吐出する電動圧縮機と、前記電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒から、前記車両用ヒートポンプ装置の外部より導入された第１の冷却液へ、放熱させる高温側水冷媒熱交換器と、を具備し、前記高温側水冷媒熱交換器は、前記電動圧縮機を囲って前記電動圧縮機と熱交換可能に接触している、構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、高温側水冷媒熱交換器が、電動圧縮機を囲って電動圧縮機と熱交換可能に接触していることで、要素部材の熱が有効利用できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車両用ヒートポンプ装置を示す斜視図
【図２】実施の形態１の車両用ヒートポンプ装置を示す一部破断図
【図３】実施の形態１の車両用ヒートポンプ装置の制御構成を示すブロック図
【図４】実施の形態１の車両用ヒートポンプ装置の冷媒および冷却液の流れについて説明する図
【図５】車両用ヒートポンプ装置を用いた車両温度調整システムについて説明する図
【図６】車両用ヒートポンプ装置を用いた車両温度調整システムについて説明する図
【図７】実施の形態１のコンプレッサ筐体側の構成を示す一部破断の斜視図
【図８】実施の形態１のコンプレッサ筐体側の構成を示す一部破断の斜視図
【図９】実施の形態１のコンプレッサ筐体側の構成を示す断面図
【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図
【図１１】アキュムレータの配置の変形例を示す斜視図
【図１２】本発明の実施の形態２に係る車両用ヒートポンプ装置を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
【００１５】
（実施の形態１）
＜車両用ヒートポンプ装置の構成＞
まず、本発明の実施の形態１における各構成について、図１および図２を用いて説明する。図１および図２は、本実施の形態に係る車両用ヒートポンプ装置の構成を示す図である。
【００１６】
車両用ヒートポンプ装置１は、車両に搭載される装置であり、低温側水冷媒熱交換器１１０と、高温側水冷媒熱交換器１１１と、冷媒を圧縮して吐出する電動圧縮機１１２とを備える。ここで、車両とは、例えば、電気自動車である。電気自動車とは、例えば、ＥＶ（Electric Vehicle）、ＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、またはＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）等、車両に搭載されている蓄電池を用いて走行する車両である。
【００１７】
車両用ヒートポンプ装置１は、その内部にヒートポンプを有し、ヒートポンプの冷媒と低温側の冷却液（第２の冷却液に相当）および高温側の冷却液（第１の冷却液に相当）との間で熱交換を行う。低温側の冷却液と高温側の冷却液とは、車両用ヒートポンプ装置１の外部から導入される。
【００１８】
冷媒は、例えば、二酸化炭素（ＣＯ２）など、電気自動車に要求される極低温の環境下でもヒートポンプサイクルの効率を向上できる一方、作動圧力が高くなるものが採用される。
【００１９】
冷却液は、例えば、エチレングリコール水溶液などの液体である。冷却液は、不凍液であれば良く、エチレングリコール水溶液以外にプロピレングリコール水溶液を用いることも可能である。
【００２０】
高温側の冷却液は、高温側導入管１０４を介して車両用ヒートポンプ装置１の外部から導入される（図１の矢印Ｂ）。この導入された冷却液は、高温側水冷媒熱交換器１１１にて加熱され、高温側導出管１０５から導出される（図１の矢印Ｂ）。冷却液は、高温側ウォータポンプ１０１が備える電力モータの駆動力にて輸送される。
【００２１】
高温側水冷媒熱交換器１１１は、冷媒が流れる通路と高温側の冷却液が流れる通路とを備え、これら通路の間で熱を移動させるように構成されている。
【００２２】
低温側の冷却液は、低温側導入管１０６を介して車両用ヒートポンプ装置１の外部から導入される（図１の矢印Ａ）。導入された冷却液は、低温側水冷媒熱交換器１１０にて冷却され、低温側導出管１０７から導出される（図１の矢印Ａ）。冷却液は、低温側ウォータポンプ１０２が備える電力モータの駆動力にて輸送される。
【００２３】
低温側水冷媒熱交換器１１０は、冷媒が流れる通路と低温側の冷却液が流れる通路とを備え、これらの通路の間で熱を移動させるように構成されている。
【００２４】
電動圧縮機１１２は、電動モータ１１２ａ、圧縮機構１１２ｂ、および、コンプレッサ筐体（第１筐体に相当）１０９等から構成される。圧縮機構１１２ｂは電動モータ１１２ａが発生する駆動力により冷媒を圧縮する機構である。圧縮機構１１２ｂは、例えば、スクロール型を用いることができる。電動モータ１１２ａは、インバータ１１３により電気的に駆動される。インバータ１１３は電力用半導体を有しており、３相交流電力を発生し、電動モータ１１２ａへ供給する。
【００２５】
コンプレッサ筐体１０９は、電動圧縮機１１２で処理される冷媒が外部に漏洩しないように封入するものであり、コンプレッサ筐体１０９の内側には電動圧縮機１１２を通過する冷媒が流れる。
【００２６】
電動圧縮機１１２は、高圧シェル型の圧縮機を構成する。高圧シェル型の圧縮機とは、電動モータ１１２ａとコンプレッサ筐体１０９との間に、圧縮機構１１２ｂで圧縮された高圧の冷媒が流れ、コンプレッサ筐体１０９が高圧の冷媒に耐えうる構造を有するタイプの圧縮機を言う。低圧シェル型の圧縮機では、圧縮前の低温低圧の冷媒が電動モータの周囲を流れて加熱されるため、圧縮機構に導入される冷媒が膨張して薄くなってしまう。この場合、圧縮機構１１２ｂに吸入される冷媒密度が低くなるため、空調能力が低下してしまう。一方、本実施の形態のように、高圧シェル型の圧縮機を採用することで、圧縮前の冷媒が不用意に加熱されず、空調能力を向上できる。
【００２７】
また、車両用ヒートポンプ装置１は、電動圧縮機１１２の冷媒の入口の上流にアキュムレータ１０８を備える。アキュムレータ１０８は、冷媒を気体と液体に分離させることで、電動圧縮機１１２へ気体の冷媒のみを供給する役割をなす。電動圧縮機１１２の破壊を防止するためである。
【００２８】
また、車両用ヒートポンプ装置１は、低温側水冷媒熱交換器１１０の冷媒の入口の上流に膨張弁１１４を備える。膨張弁１１４は、熱量を変化させずに前記高温側水冷媒熱交換器の下流側の高圧冷媒を膨張させて低温低圧にする。膨張弁１１４を通過した低温低圧冷媒は低温側水冷媒熱交換器１１０へ送られる。
【００２９】
また、車両用ヒートポンプ装置１は、車両用ヒートポンプ装置１の外部から電源供給を受けるための給電部１０３を備える。給電部１０３は、コンプレッサ筐体１０９の外壁に備える。給電部１０３へ供給された電気エネルギーは、電動圧縮機１１２、高温側ウォータポンプ１０１、および、低温側ウォータポンプ１０２のそれぞれが備える電動モータの駆動に用いられる。
【００３０】
＜車両用ヒートポンプ装置の制御構成＞
図３は、実施の形態１の車両用ヒートポンプ装置の制御構成を示すブロック図である。
【００３１】
車両用ヒートポンプ装置１は、制御部１２１と、温度センサ１２２とを、さらに備えている。
【００３２】
温度センサ１２２は、電動圧縮機１１２の冷媒の吐出温度に関わる温度を検出して（図４を参照）、検出信号を制御部１２１へ出力する。
【００３３】
制御部１２１は、電動圧縮機１１２の電動モータ１１２ａの回転制御を行う。制御部１２１は、温度センサ１２２の出力に基づいて、冷媒の吐出温度が所定温度を超える場合に、電動モータ１１２ａの回転数を低下させる制御を行う。制御部１２１は、例えば、コンプレッサ筐体１０９の外壁に固定された回路筐体内に搭載される。
【００３４】
＜車両用ヒートポンプ装置の動作＞
次に、図４を用いて車両用ヒートポンプ装置１の冷媒と冷却液の流れについて説明する。
【００３５】
始めに、冷媒の流れを説明する。図４の矢印Ｃは冷媒の流れる方向を示している。冷媒は、電動圧縮機１１２、高温側水冷媒熱交換器１１１、膨張弁１１４、低温側水冷媒熱交換器１１０を、この順で流れる。この冷媒の流れにより、ヒートポンプサイクルが構成される。
【００３６】
電動圧縮機１１２で圧縮されて電動圧縮機１１２から吐出された高温高圧冷媒は、高温側水冷媒熱交換器１１１にて熱を放出して液体となる。液体となった冷媒は、膨張弁１１４にて急激に膨張され、低温低圧の冷媒となる。この低温低圧の冷媒は、低温側水冷媒熱交換器１１０にて熱を吸収して蒸発する。蒸発した冷媒はアキュムレータ１０８を通過して電動圧縮機１１２にて再度、圧縮される。
【００３７】
続いて、冷却液の流れを説明する。高温側導入管１０４を介してコンプレッサ筐体１０９の外部から導入された冷却液は、高温側水冷媒熱交換器１１１にて高温の冷媒と熱交換を行って加熱される。加熱された冷却液は、高温側導出管１０５から導出される。
【００３８】
低温側導入管１０６を介して車両用ヒートポンプ装置１の外部から導入された冷却液は、低温側水冷媒熱交換器１１０にて低温の冷媒と熱交換を行って冷却され、低温側導出管１０７から導出される。
【００３９】
このように、実施の形態１の車両用ヒートポンプ装置１では、装置内だけで冷媒を循環させてヒートポンプサイクルを実現している。さらに、高温側水冷媒熱交換器１１１および低温側水冷媒熱交換器１１０は、空気ではなく液体（冷却液）と冷媒との間で熱交換を行う。この構成により、車両用ヒートポンプ装置１は、冷却液を介して車両用ヒートポンプ装置１から離れた箇所から熱を吸収し、車両用ヒートポンプ装置１から離れた箇所へ熱を放出することができる。
【００４０】
＜車両温度調整システム＞
次に、図５および図６を用いて、車両用ヒートポンプ装置１を用いた車両温度調整システムについて説明する。図５は車両温度調整システムの暖房運転時の説明図、図６は車両温度調整システムの冷房運転時の説明図である。
【００４１】
高温側導出管１０５から導出した加熱された冷却液、および、低温側導出管１０７から導出した冷却された冷却液は車両用空調装置２へ導入され、冷房もしくは暖房に用いられる。車両用空調装置２は、ファイアウォール７の車室側に配置され、車室内の空調を行う装置である。車両用ヒートポンプ装置１は、ファイアウォール７の車室外の側に配置される。
【００４２】
車両用空調装置２は、冷房用空気冷媒熱交換器２００、暖房用空気冷媒熱交換器２０１、ブロワファン２０２、および、切換ドア２０３を備える。
【００４３】
冷房用空気冷媒熱交換器２００は、ブロワファン２０２により送風された空気と、低温側導出管１０７から導出した冷却された冷却液との間で熱交換を行い、空気を冷却するものである。冷却された空気は車室内へ導かれ、車室内の冷房に用いられる。
【００４４】
冷房用空気冷媒熱交換器２００にて加熱された冷却液は、低温側導入管１０６を介して、再度、車両用ヒートポンプ装置１へ導入される。
【００４５】
暖房用空気冷媒熱交換器２０１は、ブロワファン２０２により送風された空気と、高温側導出管１０５から導出した加熱された冷却液との間で熱交換を行い、空気を加熱するものである。加熱された空気は車室内へ導かれ、車室内の暖房に用いられる。
【００４６】
暖房用空気冷媒熱交換器２０１にて冷却された冷却液は、高温側導入管１０４を介して、再度、車両用ヒートポンプ装置１へ導入される。なお、第１のラジエータ５は、冷房時の冷却液の放熱に用いられる。
【００４７】
車両用ヒートポンプ装置１が導出する冷却液は、発熱体３の冷却に用いることも可能である。ここで、発熱体３とは、例えば、電気自動車に用いられる走行用モータ、走行用モータを駆動するためのインバータ、走行用モータへ電気エネルギーを供給するための蓄電池、車両外部から蓄電池を充電するための充電器、蓄電池の電圧変換を行うためのＤＣ−ＤＣ変換器などの、発熱部材である。これら発熱部材は電気自動車の走行中等に冷却を必要とする。
【００４８】
発熱体３から放出される熱は、冷却液に吸熱させる。すなわち、冷却液は加熱される。この加熱された冷却液は、低温側導入管１０６へ導かれ、車両用ヒートポンプ装置１にて冷却される。この加熱された冷却液は、第２のラジエータ６で放熱させることで、冷却することもできる。
【００４９】
車両用空調装置２を車室内の暖房に用いる場合は、発熱体３から放出された熱を、冷却液に吸熱させる。すなわち、冷却液は加熱される。この加熱された冷却液は、低温側導入管１０６へ導かれ、低温側水冷媒熱交換器１１０にて冷却される。
【００５０】
この際、冷媒に回収（吸熱）された熱を、高温側水冷媒熱交換器１１１にて高温側の冷却液に回収（吸熱）させ、この冷却液を高温側導出管１０５から導出させ、暖房用空気冷媒熱交換器２０１に導くことで、車室内の空気の加熱に利用する事も可能である。
【００５１】
車両温度調整システムでは、図５と図６とに示すように、複数の三方弁Ｔによる冷却液の経路の切り替え、ならびに、切換ドア２０３による車室内へ向かう空気の経路の切り替えにより、車室内の暖房および冷房等の切り替えを行うことができる。
【００５２】
＜高温側水冷媒熱交換器の詳細＞
次に、実施の形態１の車両用ヒートポンプ装置１におけるコンプレッサ筐体１０９側の構成を詳細に説明する。
【００５３】
図７および図８は、実施の形態１のコンプレッサ筐体側の構成を示す一部破断の斜視図である。図９は、実施の形態１のコンプレッサ筐体側の構成を示す断面図である。図１０は、図９のＤ−Ｄ線断面図である。
【００５４】
高温側水冷媒熱交換器１１１は、コンプレッサ筐体１０９の壁体の中に設けられている。
【００５５】
高温側水冷媒熱交換器１１１は、図８〜図１０に示すように、冷媒が流れる通路１１１ａと、冷却液が流れる通路１１１ｂとを備えている。
【００５６】
冷却液の通路１１１ｂは、例えば、電動圧縮機１１２の周囲に沿って二次元方向（図８のＸ−Ｒ方向）に広がる空間により構成され、通路１１１ｂの一端および他端に冷却液の導入口１１１ｂｉｎと導出口１１１ｂｏｕｔとが設けられている。導出口１１１ｂｏｕｔは、高温側ウォータポンプ１０１に通じている。また、通路１１１ｂの一部は、コンプレッサ筐体１０９の壁体により構成されている。
【００５７】
冷媒の通路１１１ａは、例えば、複数の直線状且つ筒状の配管により構成され、冷却液の通路１１１ｂを横切るように通路１１１ｂを囲う空間内に配置されている。図１０に示すように、複数の通路１１１ａは、電動圧縮機１１２の周方向（図８のＲ方向）に分散して配置されている。各通路１１１ａの一端は、図９に示すように、電動圧縮機１１２の冷媒吐出口につながる冷媒室１１１ｃに通じ、各通路１１１ａの他端は、膨張弁１１４につながる冷媒室１１１ｄに通じている。冷媒室１１１ｃ、１１１ｄは、コンプレッサ筐体１０９の壁体により構成されている。
【００５８】
このような構成により、電動圧縮機１１２において圧縮された高温高圧冷媒は、電動圧縮機１１２から冷媒室１１１ｃへ吐出され、高温側水冷媒熱交換器１１１の複数の通路１１１ａへ進む。その後、この高温高圧冷媒は、高温側水冷媒熱交換器１１１の中で冷却液へ放熱することで凝縮されて冷媒室１１１ｄを介して膨張弁１１４へ送られる。
【００５９】
図７〜図１０に示すように、高温側水冷媒熱交換器１１１と電動圧縮機１１２とは、各々の筐体が１つのコンプレッサ筐体１０９に共通化されることで、一体的な構成となっている。
【００６０】
コンプレッサ筐体１０９は、密閉性を有し、冷却液および冷媒の各導入口および各導出口を除いて、高温側水冷媒熱交換器１１１を壁体内に閉じ込め、電動モータ１１２ａおよび圧縮機構１１２ｂを内部の収容空間に閉じ込める。
【００６１】
コンプレッサ筐体１０９は、コンプレッサ筐体１０９の壁体を外周側と内周側との２つに区分することで、外周側を高温側水冷媒熱交換器１１１の筐体、内周側を電動圧縮機１１２の筐体とみなすこともできる。この場合、図７〜図１０に示すように、高温側水冷媒熱交換器１１１は、電動圧縮機１１２の周囲を囲って電動圧縮機１１２と熱交換可能に接触しているとみなすことができる。
【００６２】
なお、実際に、高温側水冷媒熱交換器１１１の筐体と、電動圧縮機１１２の筐体とを別体に構成し、高温側水冷媒熱交換器１１１が電動圧縮機１１２の周囲を囲って、互いに熱交換可能に接触した構成を採用してもよい。
【００６３】
＜実施の形態１の効果＞
実施の形態１の車両用ヒートポンプ装置１によれば、電動圧縮機１１２で発生した熱が、高温側水冷媒熱交換器１１１に放出されて、主に、冷却液を加熱する。よって、電動圧縮機１１２の排熱を有効利用することができる。また、電動圧縮機１１２を適宜冷却することができる。
【００６４】
また、実施の形態１の車両用ヒートポンプ装置１によれば、コンプレッサ筐体１０９の中に、電動モータ１１２ａ、圧縮機構１１２ｂおよび高温側水冷媒熱交換器１１１の通路１１１ａ，１１１ｂが密閉されて収められている。よって、高圧の冷媒が外部に漏洩しないように封入する高強度の筐体として、電動圧縮機１１２の筐体と、高温側水冷媒熱交換器１１１の筐体とを共通化することができる。よって、車両用ヒートポンプ装置１の部品点数の削減、および、構成のコンパクト化が図れる。
【００６５】
＜要素部材の配置の詳細＞
次に、実施の形態１の車両用ヒートポンプ装置１の各要素部材の配置について説明する。
【００６６】
低温側水冷媒熱交換器１１０、アキュムレータ１０８、および、高温側水冷媒熱交換器１１１は、この順で隣接して配置される。また、低温側水冷媒熱交換器１１０、膨張弁１１４、および、高温側水冷媒熱交換器１１１は、この順で隣接して配置される。ここで、「順に隣接して配置」とは、低温側水冷媒熱交換器１１０を高温側水冷媒熱交換器１１１の側へ投影した際の、投影面で構成された空間内にアキュムレータ１０８、または、膨張弁１１４があることをいう。投影面で構成された空間内にアキュムレータ１０８、または、膨張弁１１４があれば十分であり、アキュムレータ１０８、または、膨張弁１１４の一部分がこの空間の外にある場合でも「順に隣接して配置」に該当する。
【００６７】
図１１は、アキュムレータ１０８の配置の変形例を示す斜視図である。図１１のように、低温側水冷媒熱交換器１１０と高温側水冷媒熱交換器１１１との間に、小型のアキュムレータ１０８を配置してもよい。
【００６８】
低温側水冷媒熱交換器１１０、アキュムレータ１０８、および、高温側水冷媒熱交換器１１１は、この順に直線状に配置される。また、低温側水冷媒熱交換器１１０、膨張弁１１４、および、高温側水冷媒熱交換器１１１は、この順に直線状に配置される。
【００６９】
このように配置することにより、実施の形態１の車両用ヒートポンプ装置１では、冷媒の通路を短く構成することが可能となる。さらに、冷媒の経路長が短くなることで、冷媒の量を減らすことができ、冷媒の流れの圧力損失を小さくでき、且つ、冷媒の配管からの熱損失を減らすことができる。
【００７０】
＜コンプレッサ筐体と低温側水冷媒熱交換器との締結構造＞
低温側水冷媒熱交換器１１０は、圧力の高い冷媒を封入するために高い強度で筐体（第２筐体に相当）１１０ａに保持されている（図１、図２を参照）。なお、筐体１１０ａの代わりに、枠体が低温側水冷媒熱交換器１１０を保持する構成を採用してもよい。筐体１１０ａは、締結部１１０ｂを介してコンプレッサ筐体１０９に締結されている。
【００７１】
このような構成とすることで、低温側水冷媒熱交換器１１０、高温側水冷媒熱交換器１１１、および、電動圧縮機１１２の３つの要素部材を、高い剛性を有する一体的な構成とすることができる。この構成により、低温側水冷媒熱交換器１１０とコンプレッサ筐体１０９側との間の冷媒の配管強度も高めることができる。よって、実施の形態１の車両用ヒートポンプ装置１によれば、作動圧力の高い冷媒に対応する高強度な構成を容易に且つ低コストに実現することができる。
【００７２】
＜実施の形態２＞
図１２は、実施の形態２に係る車両用ヒートポンプ装置を示す斜視図である。
【００７３】
実施の形態２の車両用ヒートポンプ装置１は、筐体１００に、低温側水冷媒熱交換器１１０、高温側水冷媒熱交換器１１１および電動圧縮機１１２を一体的に収めたものである。
【００７４】
筐体１００は密閉性を有している。低温側水冷媒熱交換器１１０、高温側水冷媒熱交換器１１１、および、電動圧縮機１１２は、実施の形態１と同様の配置で、筐体１００の内部に配置されている。
【００７５】
アキュムレータ１０８は、筐体１００内で、低温側水冷媒熱交換器１１０と高温側水冷媒熱交換器１１１との間に配置されている。
【００７６】
なお、実施の形態２の車両用ヒートポンプ装置１においても、筐体１００の壁体内に高温側水冷媒熱交換器１１１が設けられていてもよい。また、筐体１００が電動圧縮機１１２の筐体（冷媒を封入するシェル）を兼ねた構成としてもよい。
【００７７】
＜実施の形態２の効果＞
実施の形態２の車両用ヒートポンプ装置１によれば、密閉性を有する筐体１００に各要素部材を収めることで、各要素部材が放出する熱を拡散させることなく有効利用できるという効果を奏する。また、各要素部材を近接に配置することで、要素部材間を接続する通路を短くできため、通路からの熱の放出が低減し、要素部材の熱が有効利用できるという効果を奏する。
【００７８】
さらに、実施の形態２の車両用ヒートポンプ装置１によれば、各要素部材を近接に配置することで要素部材間を接続する冷媒の通路が短くなり、冷媒の通路同士を接続する接続部の数を減ずることができる。これにより、接続部からの冷媒の漏洩を低減できるとともに、組立の工数を削減できるという効果を奏する。また、接続部の数を減ずることで、二酸化炭素冷媒など高圧の冷媒の使用が容易となるという効果を奏する。
【００７９】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【００８０】
なお、上記実施の形態では、冷媒として二酸化炭素を用いた構成を例にとって説明したが、その他の様々な冷媒を用いてもよい。また、高温側水冷媒熱交換器および低温側水冷媒熱交換器は、図示された具体的な構成に制限されるものではない。
【００８１】
また、上記実施の形態では、冷温側の冷却液と高温側の冷却液とは、車両用ヒートポンプ装置１の外でも交わらない構成を例にとって説明した。しかしながら、システム構成によっては、冷温側の冷却液の通路と高温側の冷却液の通路とが車両用ヒートポンプ装置１の外で１本につながる構成としてもよい。
【００８２】
また、上記実施の形態では、冷却液のポンプが車両用ヒートポンプ装置に備わる構成を例にとって説明したが、冷却液のポンプは車両温度調整システムに設けて、車両用ヒートポンプ装置から省いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明にかかる車両用ヒートポンプ装置は、車両内の各部の温度を調整するシステム等に用いるのに好適である。
【符号の説明】
【００８４】
１  車両用ヒートポンプ装置
１００  筐体
１０１  高温側ウォータポンプ
１０２  低温側ウォータポンプ
１０３  給電部
１０４  高温側導入管
１０５  高温側導出管
１０６  低温側導入管
１０７  低温側導出管
１０８  アキュムレータ
１０９  コンプレッサ筐体
１１０  低温側水冷媒熱交換器
１１１  高温側水冷媒熱交換器
１１１ａ  冷媒の通路
１１１ｂ  冷却液の通路
１１２  電動圧縮機
１１２ａ  電動モータ
１１２ｂ  圧縮機構
１１３  インバータ
１１４  膨張弁
２  車両用空調装置
２００  冷房用空気冷媒熱交換器
２０１  暖房用空気冷媒熱交換器
２０２  ブロワファン
３  発熱体
５  第１のラジエータ
６  第２のラジエータ
７  ファイアウォール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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