(57)【要約】【課題】電動圧縮機の駆動回路を十分に冷却でき、且つ、冷媒の配管の短縮およびインバータから装置の外部へ漏れる輻射ノイズの低減を図ることの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、車両用ヒートポンプ装置の外部から導入された第１冷却液を低温低圧冷媒で冷却する低温側水冷媒熱交換器と、低温側水冷媒熱交換器を通過した冷媒から液相の冷媒と気相の冷媒とを分離するアキュムレータと、電動モータを有しアキュムレータで分離された気相の冷媒を圧縮する電動圧縮機と、電源から給電される直流電力を交流電力に変換して電動モータへ供給する駆動回路と、を具備し、駆動回路はアキュムレータへ放熱可能に近接配置され、低温側水冷媒熱交換器、アキュムレータ、および、電動圧縮機が、この順に直線状に並んで配置されている、構成を採る。【選択図】図２
2014066372.tif 000002
【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、
前記車両用ヒートポンプ装置の外部から導入された第１冷却液を低温低圧冷媒で冷却する低温側水冷媒熱交換器と、
前記低温側水冷媒熱交換器を通過した冷媒から液相の冷媒と気相の冷媒とを分離するアキュムレータと、
電動モータを有し前記アキュムレータで分離された前記気相の冷媒を圧縮する電動圧縮機と、
電源から給電される直流電力を交流電力に変換して前記電動モータへ供給する駆動回路と、
を具備し、
前記駆動回路は前記アキュムレータへ放熱可能に近接配置され、
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、この順に直線状に並んで配置されている、
車両用ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記電動圧縮機は、前記電動モータにより駆動され前記冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構、前記電動モータ、および、前記駆動回路を収容する筐体と、を有し、
前記アキュムレータは前記筐体にさらに収容されている、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記アキュムレータは、前記筐体を構成する壁体間に形成された空間で構成されている、
請求項２記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記アキュムレータは、前記筐体を構成する壁体に鋳造により形成されている、
請求項３記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記アキュムレータと前記圧縮機構との間の冷媒の通路が、前記筐体を構成する壁体の孔により形成されている、
請求項３記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記アキュムレータと前記圧縮機構との間の冷媒の通路が、前記筐体を構成する壁体に鋳造により形成されている、
請求項５記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項７】
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冷却液と前記電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒との間で熱交換を行う高温側水冷媒熱交換器、
をさらに具備し、
前記高温側水冷媒熱交換器は、前記電動圧縮機の周囲を囲んで前記電動圧縮機と熱交換可能に接触している、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項８】
前記電動圧縮機は、前記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、前記圧縮機構、前記電動モータ、および、前記駆動回路を収容する筐体と、を有し、
前記アキュムレータおよび前記高温側水冷媒熱交換器は、前記筐体を構成する壁体に設けられている、
請求項７記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項９】
前記駆動回路は、前記電動モータの電源から給電される直流電力を交流電力に変換して前記電動モータへ供給する電力用半導体である、
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、一般的なヒートポンプ装置においては、冷媒の気液分離を行うアキュムレータが圧縮機の上流に設置されている。そして、圧縮機へは、アキュムレータにより分離された気相の冷媒のみが送られる。
【０００４】
また、圧縮機として電動圧縮機が採用されたヒートポンプ装置では、圧縮機の電動モータに駆動電流を出力する駆動回路（例えばインバータ）が設けられる。駆動回路は発熱するため、適宜冷却する必要がある。特許文献１，２には、駆動回路を電動モータから分離してアキュムレータと結合させ冷却する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５５２５２号公報
【特許文献２】特開２００５−２６５３８１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
上記従来の車両用ヒートポンプ装置においては、コンデンサ、アキュムレータおよび圧縮機の間を湾曲した配管で接続することになるため、冷媒の配管が長くなって、冷媒の総量の増大、および、冷媒の圧力損失が増大するという課題があった。
【０００８】
また、上記従来のインバータをアキュムレータに接触させて冷却する構成を非特許文献１に単純に適用した場合では、インバータの冷却は十分に行うことができる一方、インバータを分離するため、インバータから電動圧縮機へ駆動電流を流す配線が長くなり、装置の外部へ放出される輻射ノイズが多くなるという課題があった。
【０００９】
本発明の目的は、電動圧縮機の駆動回路を十分に冷却でき、且つ、冷媒の配管の短縮およびインバータから装置の外部へ漏れる輻射ノイズの低減を図ることの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】
【００１０】
本発明の一態様に係る車両用ヒートポンプ装置は、前記車両用ヒートポンプ装置の外部から導入された第１冷却液を低温低圧冷媒で冷却する低温側水冷媒熱交換器と、前記低温側水冷媒熱交換器を通過した冷媒から液相の冷媒と気相の冷媒とを分離するアキュムレータと、電動モータを有し前記アキュムレータで分離された前記気相の冷媒を圧縮する電動圧縮機と、電源から給電される直流電力を交流電力に変換して前記電動モータへ供給する駆動回路と、を具備し、前記駆動回路は前記アキュムレータへ放熱可能に近接配置され、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、この順に直線状に並んで配置されている、構成を採る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動回路を十分に冷却でき、且つ、冷媒の配管の短縮を図ることができる。さらに、インバータと電動圧縮機との配線を短くして車両用ヒートポンプ装置の外部へ漏れる輻射ノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態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４】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の高温側水冷媒熱交換器の構成を示す一部破断の斜視図
【図７】車両用ヒートポンプ装置の高温側水冷媒熱交換器の構成を示す断面図
【図８】図７のＤ−Ｄ線断面図
【図９】車両用ヒートポンプ装置のアキュムレータの周辺を示す一部破断の正面図
【図１０】実施の形態の変形例の車両用ヒートポンプ装置のアキュムレータの周辺を示す一部破断の上面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
＜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。
【００１５】
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、冷媒を圧縮する電動圧縮機１１２とを備える。コンプレッサ筐体１０９は、電動圧縮機１１２のシェルおよび高温側水冷媒熱交換器１１１を兼ねた構成である。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。
【００１６】
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１冷却液に相当）および高温側の冷却液（第２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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
高温側の冷却液は、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。低温側水冷媒熱交換器１１０は低温側ウォータポンプ１０２と配管等を介して連結され、低温側水冷媒熱交換器１１０で冷却された冷却液はこの配管等を介して低温側ウォータポンプ１０２へ送られる。
【００２３】
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１０９により構成される。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（駆動回路に相当）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（例えばＩＧＢＴ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）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。電力用半導体は、パワー半導体、パワーデバイスとも呼ばれる。
【００２４】
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。
【００２５】
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高圧の冷媒を低圧にすることで、冷媒を低温にして低温側水冷媒熱交換器１１０へ送る。
【００２６】
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。
【００２７】
低温側水冷媒熱交換器１１０は、高圧の冷媒を封入するために高い強度で枠体１１０ａ（図１）に保持されている。枠体１１０ａの代わりに、筐体が低温側水冷媒熱交換器１１０の全体を収容する構成を採用してもよい。枠体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。
【００２８】
＜車両用ヒートポンプ装置の動作＞
次に、図３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。
【００２９】
始めに、冷媒の流れを説明する。図３の矢印Ｃは冷媒の流れる方向を示している。冷媒は、アキュムレータ１０８、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、この順で循環して流れる。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。
【００３０】
電動圧縮機１１２で圧縮された高温高圧の冷媒は、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。続いて、冷媒はアキュムレータ１０８にて気液分離される。このとき、冷媒はインバータ１１３を冷却する。アキュムレータ１０８で分離された気相の冷媒は、電動圧縮機１１２にて再度、圧縮される。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
このように、実施の形態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、低温側の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、高温側の冷却液を介して車両用ヒートポンプ装置１から離れた箇所へ熱を放出することができる。
【００３４】
＜車両温度調整システム＞
次に、図４および図５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４は車両温度調整システムの暖房運転時の説明図、図５は車両温度調整システムの冷房運転時の説明図である。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
車両温度調整システムでは、図４と図５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。
【００４６】
＜高温側水冷媒熱交換器の詳細＞
次に、実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１における高温側水冷媒熱交換器１１１の構成を詳細に説明する。
【００４７】
図６は、車両用ヒートポンプ装置の高温側水冷媒熱交換器の構成を示す一部破断の斜視図である。図７は、車両用ヒートポンプ装置の高温側水冷媒熱交換器の構成を示す断面図である。図８は、図７のＤ−Ｄ線断面図である。
【００４８】
高温側水冷媒熱交換器１１１および電動圧縮機１１２は、コンプレッサ筐体１０９に収められて一体化されている。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と電動圧縮機１１２とを内部に閉じ込める。
【００４９】
高温側水冷媒熱交換器１１１は、図６〜図８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。
【００５０】
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６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とがそれぞれ設けられている。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。
【００５１】
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８に示すように、複数の通路１１１ａは、電動圧縮機１１２の周方向（図６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７に示すように、電動圧縮機１１２の冷媒導出口につながる冷媒室（ヘッダー）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（ヘッダー）に通じている。冷媒室１１１ｃ、１１１ｄ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。
【００５２】
高温側水冷媒熱交換器１１１は、図７および図８に示すように、電動圧縮機１１２（電動モータ１１２ａおよび圧縮機構１１２ｂ）の周囲を囲うように配置され、電動圧縮機１１２と高温側水冷媒熱交換器１１１とは熱的に結合している。
【００５３】
冷媒は、導入口１４２（図７を参照）を介して、低温側水冷媒熱交換器１１０から電動圧縮機１１２へ導入される。また、冷媒は、導出口１４１（図７を参照）を介して、高温側水冷媒熱交換器１１１から膨張弁１１４へ導出される。
【００５４】
＜インバータの冷却構造＞
図９は、車両用ヒートポンプ装置のアキュムレータの周辺を示す一部破断の正面図である。
【００５５】
本実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１は、図９に示すように、インバータ１１３とアキュムレータ１０８が収容される収容室１２０を備えている。
【００５６】
収容室１２０は、コンプレッサ筐体１０９に設けられた密閉された空間である。収容室１２０は、コンプレッサ筐体１０９と一体成型された構成としてもよいし、別の金属成型部品をコンプレッサ筐体１０９に溶接またはボルト等により締結して形成された構成としてもよい。
【００５７】
収容室１２０は、低温側水冷媒熱交換器１１０と電動圧縮機１１２との間に配置されている。
【００５８】
アキュムレータ１０８は、収容室１２０に収容され、冷媒の導入口が、配管１６１，１６２を介して低温側水冷媒熱交換器１１０の冷媒の戻し通路１１０ｈに連結している。また、アキュムレータ１０８は、冷媒の導出口が、配管１６３を介して電動圧縮機１１２の導入口１４２（図７参照）に連結している。
【００５９】
インバータ１１３は、収容室１２０において、アキュムレータ１０８に熱的に接触して固定されている。具体的には、インバータ１１３に含まれる電力用半導体が、アキュムレータ１０８に直接に接触して固定されている。インバータ１１３の電力用半導体は、熱伝導の高い放熱体を介してアキュムレータ１０８に接触して固定されていてもよい。
【００６０】
インバータ１１３と電動モータ１１２ａとは、配線（ケーブルハーネスまたはバスバーなど）を介して電気的に接続されている。インバータ１１３と電動モータ１１２ａとを結ぶ配線の全ては、コンプレッサ筐体１０９の内側に収容される。配線は、収容室１２０の機密性を確保した状態で電動モータ１１２ａの収容空間へ通される。
【００６１】
＜要素部材の配置の詳細＞
次に、実施の形態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。
【００６２】
アキュムレータ１０８およびインバータ１１３は、低温側水冷媒熱交換器１１０と電動圧縮機１１２との間に配置される。ここで、「間に配置」とは、低温側水冷媒熱交換器１１０を電動圧縮機１１２の側へ投影した際の、投影面で構成された空間内に配置されることをいう。投影面で構成された空間内にアキュムレータ１０８およびインバータ１１３があれば十分であり、アキュムレータ１０８およびインバータ１１３の一部分がこの空間の外にある場合でも「間に配置」に該当する。
【００６３】
低温側水冷媒熱交換器１１０、アキュムレータ１０８、および、電動圧縮機１１２は、この順で直線状に並んで配置される。また、インバータ１１３はアキュムレータ１０８に近接配置されている。よって、低温側水冷媒熱交換器１１０、インバータ１１３、および、電動圧縮機１１２も、この順で直線状に並んで配置されている。
【００６４】
＜実施の形態の効果＞
以上のように、本実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１によれば、インバータ１１３とアキュムレータ１０８とが近接配置されている。さらに、低温側水冷媒熱交換器１１０、アキュムレータ１０８、および、電動圧縮機１１２が、この順で直線状に並んで配置されている。このような構成により、インバータ１１３を適宜冷却できるとともに、低温側水冷媒熱交換器１１０から電動圧縮機１１２までの冷媒の通路を、短く、且つ、より直線に近い経路にすることができる。よって、冷媒の総量の削減、冷媒の流れの圧力損失の低減、および、冷媒の配管からの熱損出の低減を図ることができる。
【００６５】
また、本実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１によれば、インバータ１１３から電動モータ１１２ａへ駆動電流を導く配線を短くできる。従って、配線から放出される輻射ノイズの低減、および、配線抵抗に起因する電力損出の低減を図ることができる。
【００６６】
また、本実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１によれば、アキュムレータ１０８およびインバータ１１３がコンプレッサ筐体１０９に収容されている。よって、インバータ１１３と電動モータ１１２ａとを結ぶ配線の全てを、金属のコンプレッサ筐体１０９により収容することができる。よって、配線から車両用ヒートポンプ装置１の外部へ漏れるインバータ１１３の輻射ノイズを非常に小さくできる。また、インバータ１１３から生じる高周波音の漏洩も小さくできる。
【００６７】
＜変形例＞
図１０は、実施の形態の変形例の車両用ヒートポンプ装置のアキュムレータの周辺を示す一部破断の上面図である。この図において、導出管１０７Ａと導入管１０７Ｂは、低温側水冷媒熱交換器１１０から低温側ウォータポンプ１０２へ冷却液を送る管である。また、図１０においては、インバータ１１３の周辺の筐体の破断部をハッチングで表している。
【００６８】
本変形例の車両用ヒートポンプ装置は、アキュムレータ１０８、冷媒の通路１６５、回路収容室１２０Ａの構成のみが、上述した実施の形態と異なる。上述の実施の形態と同様の構成については説明を省略する。
【００６９】
本変形例の車両用ヒートポンプ装置は、コンプレッサ筐体１０９を構成する壁体に、インバータ１１３を収容する回路収容室１２０Ａと、アキュムレータ１０８と、冷媒の通路１６５が設けられている。
【００７０】
回路収容室１２０Ａは、壁１２１を挟んでアキュムレータ１０８と隣接している。インバータ１１３は壁１２１に熱的に接触して固定されている。回路収容室１２０Ａは、低温側水冷媒熱交換器１１０と電動圧縮機１１２との間に配置されている。
【００７１】
アキュムレータ１０８は、鋳造等により、コンプレッサ筐体１０９の壁体に一体成型されている。すなわち、アキュムレータ１０８は、コンプレッサ筐体１０９を構成する壁体間に形成された空間により構成されている。アキュムレータ１０８は、低温側水冷媒熱交換器１１０と電動圧縮機１１２との間に配置されている。
【００７２】
冷媒の通路１６５は、鋳造等により、コンプレッサ筐体１０９の壁体に一体成型されている。すなわち、アキュムレータ１０８と圧縮機構１１２ｂとの間の冷媒の通路が、コンプレッサ筐体１０９の壁体に孔として形成されている。壁体に一体成型された通路１６５には、高温側水冷媒熱交換器１１１の冷媒の導出口１４１から膨張弁１１４を介して低温側水冷媒熱交換器１１０へ冷媒を導く通路の全部又は一部が含まれる。また、壁体に一体成型された通路１６５には、アキュムレータ１０８から電動圧縮機１１２における冷媒の導入口１４２まで冷媒を導く通路の全部又は一部が含まれる。
【００７３】
回路収容室１２０Ａ、アキュムレータ１０８および通路１６５が成型された壁体は、コンプレッサ筐体１０９と一体的に成型した構成としてもよいし、別の金属成型部品をコンプレッサ筐体１０９に溶接またはボルト等により締結した構成としてもよい。
【００７４】
＜変形例の効果＞
本変形例の車両用ヒートポンプ装置によれば、上述の実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、この車両用ヒートポンプ装置によれば、低温側水冷媒熱交換器１１０と電動圧縮機１１２との間の冷媒の通路、並びに、低温側水冷媒熱交換器１１０と高温側水冷媒熱交換器１１１との間の冷媒の通路を、容易に高い強度に製造できる。また、これらの通路の製造工程から、配管接合などの煩雑な工程を少なくすることができる。
【００７５】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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】
【００７９】
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】
【００８０】
１  車両用ヒートポンプ装置
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
１２０  収容室
１２０Ａ  回路収容室
１２１  壁
１６１、１６２、１６３  冷媒の配管
１６５  冷媒の通路
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２】
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