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【発明の名称】 車両用冷暖房装置
【発明者】 【氏名】岩波 重樹
【住所又は居所】愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会社デンソー内

【氏名】鈴木 康
【住所又は居所】愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会社デンソー内

【氏名】山中 康司
【住所又は居所】愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会社デンソー内

【氏名】小川 幸男
【住所又は居所】愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会社デンソー内

【氏名】多田 世史紀
【住所又は居所】愛知県西尾市下羽角町岩谷１４番地 株式会社日本自動車部品総合研究所内
【要約】 【課題】アイドルストップ車両において、一年を通して冷房、暖房ともに機能し、且つ安価に対応できる車両用冷暖房装置を提供する。

【解決手段】走行中に一時停車した時に、エンジン１０が停止される車両に適用され、エンジン１０の駆動力を受けて作動する圧縮機１１１を有する冷房装置１１０と、エンジン１０の駆動力を受けて作動する機械式ポンプ１１によって冷却水が循環される暖房装置１２０とから成る車両用冷暖房装置において、１つのモータ２１０によって作動される圧縮機部２２０およびポンプ部２３０と、このモータ２１０の作動を制御する制御装置１３０とを設ける。そして、エンジン１０が停止した場合でも、制御装置１３０によって、冷房装置１１０作動時には圧縮機部２２０が作動するようにモータ２１０を駆動させ、暖房装置１２０作動時にはポンプ部２３０が作動するようにモータ２１０を駆動させる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 走行中に一時停車した時に、エンジン（１０）が停止される車両に適用されるものであって、前記エンジン（１０）の駆動力を受けて作動する圧縮機（１１１）によって冷媒を圧縮した後、凝縮、膨張、蒸発させて空気を冷却する冷房装置（１１０）と、前記エンジン（１０）の駆動力を受けて作動する機械式ポンプ（１１）によって循環される冷却水を熱源として空気を加熱する暖房装置（１２０）とを有する車両用冷暖房装置において、１つのモータ（２１０）によってそれぞれ作動されると共に、前記冷媒を圧縮する圧縮機部（２２０）および前記冷却水を循環させるポンプ部（２３０）と、前記モータ（２１０）の作動を制御する制御装置（１３０）とを設け、前記制御装置（１３０）は、前記冷房装置（１１０）作動時に前記エンジン（１０）が停止した場合、前記圧縮機部（２２０）が作動するように前記モータ（２１０）を駆動させ、前記暖房装置（１２０）作動時に前記エンジン（１０）が停止した場合、前記ポンプ部（２３０）が作動するように前記モータ（２１０）を駆動させるようにしたことを特徴とする車両用冷暖房装置。
【請求項２】 前記圧縮機部（２２０）は、前記圧縮機（１１１）に対して並列になるように前記冷房装置（１１０）内に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用冷暖房装置。
【請求項３】 前記ポンプ部（２３０）は、前記機械式ポンプ（１１）に対して直列になるように前記暖房装置（１２０）内に配設されたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の車両用冷暖房装置。
【請求項４】 前記モータ（２１０）の一方向回転時に、前記圧縮機部（２２０）が正常圧縮作動し、前記ポンプ部（２３０）は非作動となり、また、前記モータ（２１０）の逆方向回転時に、前記ポンプ部（２３０）が正常吐出作動し、前記圧縮機部（２２０）は非作動となるようにし、前記制御装置（１３０）は、前記冷房装置（１１０）および前記暖房装置（１２０）の作動状況に応じて、前記モータ（２１０）を一方向あるいは逆方向に回転制御するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用冷暖房装置。
【請求項５】 前記圧縮機部（２２０）および前記ポンプ部（２３０）は、前記モータ（２１０）の回転軸（２１１）の両端側にそれぞれ設けられるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の車両用冷暖房装置。
【請求項６】 前記圧縮機部（２２０）と前記モータ（２１０）間には、冷媒洩れ防止用の軸封装置（２４０）が設けられ、前記ポンプ部（２３０）は、前記モータ（２１０）から磁気カップリング（２５０）を介して回転作動するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の車両用冷暖房装置。
【請求項７】 前記圧縮機部（２２０）と前記モータ（２１０）間には、一方向クラッチ（２６０）が設けられたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれかに記載の車両用冷暖房装置。
【請求項８】 前記圧縮機部（２２０）は、一方向回転時のみ正常圧縮作動する回転型圧縮機部（２２０）としたことを特徴とする請求項４〜項求項６のいずれかに記載の車両用冷暖房装置。
【請求項９】 前記圧縮機部（２２０）は、逆方向回転時に圧縮室（２２１）が開放される開放機構（２２２）を有することを特徴とする請求項８に記載の車両用冷暖房装置。
【請求項１０】 前記圧縮機部（２２０）は、スクロール式圧縮機部（２２０）であり、前記開放機構（２２２）は、半径補償機構（２２２）としたことを特徴とする請求項９に記載の車両用冷暖房装置。
【請求項１１】 前記スクロール式圧縮機部（２２０）の固定側スクロール（２２３）あるいは可動側スクロール（２２４）のいずれか一方を、樹脂製にしたことを特徴とする請求項１０に記載の車両用冷暖房装置。
【請求項１２】 前記ポンプ部（２３０）に設けられて前記冷却水を流入吐出させる羽根車（２３１）およびこの羽根車（２３１）を内部に収容するポンプハウジング（２３２）との隙間は、前記ポンプハウジング（２３２）の前記冷却水の流入口（２３３）から吐出口（２３４）に向けて、前記羽根車（２３１）の半径方向あるいは軸方向の少なくとも一方の方向に順次広くなるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項１１に記載の車両用冷暖房装置。
【請求項１３】 前記圧縮機部（２２０）は、前記モータ（２１０）の一方向回転時に正常圧縮作動し、前記モータ（２１０）の逆方向回転時に非作動となり、また、前記ポンプ部（２３０）は、前記モータ（２１０）の一方向回転時および逆方向回転時共に正常吐出作動となるようにし、前記制御装置（１３０）は、前記冷房装置（１１０）および前記暖房装置（１２０）の作動状況に応じて、前記モータ（２１０）を一方向あるいは逆方向に回転制御するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３、請求項５〜請求項１２のいずれかに記載の車両用冷暖房装置。
【請求項１４】 前記ポンプ部（２３０）は、ラジアル翼で形成される前記羽根車（２３１）と、前記羽根車（２３１）の一方向回転時および逆方向回転時における前記冷却水の吐出流れ方向に沿う２つの吐出口（２３４ａ、２３４ｂ）と、前記２つの吐出口（２３４ａ、２３４ｂ）のうち、一方の吐出口（２３４ａ）に前記冷却水が流れる際に、前記一方の吐出口（２３４ａ）からの前記冷却水の吐出を許容し、且つ、他方の吐出口（２３４ｂ）からの前記冷却水の吐出を阻止する弁機構（２３７、２３８）とを有することを特徴とする請求項１３に記載の車両用冷暖房装置。
【請求項１５】 前記圧縮機部（２２０）と前記モータ（２１０）間には、一方向クラッチ（２６０）が設けられ、冷媒洩れ防止用の軸封装置（２４０）が、前記圧縮機部（２２０）側に設けられたことを特徴とする請求項４または請求項５または請求項１２〜請求項１４のいずれかに記載の車両用冷暖房装置。
【請求項１６】 前記圧縮機部（２２０）の前記冷媒を吐出する冷媒吐出口（２２９）には、前記圧縮機（１１１）から吐出される前記冷媒の流入を阻止する逆止弁（２９０）が設けられたことを特徴とする請求項２〜請求項１５のいずれかに記載の車両用冷暖房装置。
【請求項１７】 前記圧縮機部（２２０）と前記モータ（２１０）間、および前記ポンプ部（２３０）と前記モータ（２１０）間にはそれぞれクラッチ機構が設けられ、前記制御装置（１３０）は、前記冷房装置（１１０）および前記暖房装置（１２０）の作動状況に応じて、前記クラッチ機構を断続制御するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用冷暖房装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行中に一時停車した時にエンジンを停止させる所謂アイドルストップ車両における車両用冷暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、省燃費の観点より所謂アイドルストップ車両が市場に投入される例が有る。この車両においては、走行中一時停車した時にエンジンを停止させるようにしているため、エンジンの駆動力を受けて作動する冷房装置用の圧縮機や、暖房装置用の機械式ポンプも停止することになり、エンジン停止中は冷暖房装置として作動しないことになる。
【０００３】この解決策として例えば、特開２０００−１３０３２３号公報では、圧縮機に電動機部を一体で設けたハイブリッドコンプレッサに関する技術が開示されており、エンジン停止時には電動機部により圧縮機を作動させ冷媒を圧縮し、冷房装置を作動させるようにしている。
【０００４】また、特開平９−２７７８１８号公報では、暖房装置の冷却水回路内に自身を迂回するバイパス流路を併せ持つ電動ポンプを設けた技術が開示されており、エンジン停止時に、電動ポンプを駆動させることで暖房装置を作動させるようにしている。
【０００５】これにより、エンジンが停止した場合でも、冷房装置あるいは暖房装置のいずれかを作動可能としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記両公報の技術では、アイドルストップ車両において、一年を通して冷房、暖房の両者の機能を満たす冷暖房装置として考えた場合には片手落ちとなる。
【０００７】また、両者の技術を併用すれば、冷房、暖房ともに満足できるようになるものの、追加すべき部品点数の増加、システムの複雑化を招き、非常に高価なものとなってしまう。
【０００８】本発明の目的は、上記問題に鑑み、アイドルストップ車両において、一年を通して冷房、暖房ともに機能し、且つ安価に対応できる車両用冷暖房装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【００１０】請求項１に記載の発明では、走行中に一時停車した時に、エンジン（１０）が停止される車両に適用されるものであって、エンジン（１０）の駆動力を受けて作動する圧縮機（１１１）によって冷媒を圧縮した後、凝縮、膨張、蒸発させて空気を冷却する冷房装置（１１０）と、エンジン（１０）の駆動力を受けて作動する機械式ポンプ（１１）によって循環される冷却水を熱源として空気を加熱する暖房装置（１２０）とを有する車両用冷暖房装置において、１つのモータ（２１０）によってそれぞれ作動されると共に、冷媒を圧縮する圧縮機部（２２０）および冷却水を循環させるポンプ部（２３０）と、モータ（２１０）の作動を制御する制御装置（１３０）とを設ける。そして、制御装置（１３０）によって、冷房装置（１１０）作動時にエンジン（１０）が停止した場合、圧縮機部（２２０）が作動するようにモータ（２１０）を駆動させ、暖房装置（１２０）作動時にエンジン（１０）が停止した場合、ポンプ部（２３０）が作動するようにモータ（２１０）を駆動させるようにしたことを特徴としている。
【００１１】これにより、冷房装置（１１０）が作動している時にエンジン（１０）が停止した場合、モータ（２１０）が圧縮機部（２２０）を作動させることで、本来の圧縮機（１１１）に代わってこの圧縮機部（２２０）で冷媒の圧縮ができ、冷房機能を継続できる。
【００１２】また、暖房装置（１２０）が作動している時にエンジン（１０）が停止した場合、モータ（２１０）がポンプ部（２３０）を作動させることで、本来の機械式ポンプ（１１）に代わってこのポンプ部（２３０）で冷却水の循環ができ、暖房機能を継続できる。即ち、エンジン（１０）停止時においても1年を通して冷房および暖房機能の両者を確保することができる。
【００１３】そして、圧縮機部（２２０）とポンプ部（２３０）を1つのモータ（２１０）で冷房時、暖房時の使い分けを可能とし、コンパクトで安価に対応できる。
【００１４】請求項２に記載の発明では、圧縮機部（２２０）は、圧縮機（１１１）に対して並列になるように冷房装置（１１０）内に配設されたことを特徴としている。
【００１５】これにより、圧縮機部（２２０）および圧縮機（１１１）は、互いに他方に対して高圧に圧縮した冷媒を流入させることがないので、圧縮機部（２２０）および圧縮機（１１１）の流入部の耐圧強度をむやみに引上げる必要がなくなり、コスト高になるのを防止できる。
【００１６】請求項３に記載の発明では、ポンプ部（２３０）は、機械式ポンプ（１１）に対して直列になるように暖房装置（１２０）内に配設されたことを特徴としている。
【００１７】これにより、ポンプ部（２３０）を暖房装置（１２０）を形成する冷却水配管（１２３）内に組込むことで、配管の複雑化を防止でき、加熱器（１２１）には常にエンジン（１０）内を流通する冷却水を供給できるので、暖房性能を低下させることがない。
【００１８】請求項４に記載の発明では、モータ（２１０）の一方向回転時に、圧縮機部（２２０）が正常圧縮作動し、ポンプ部（２３０）は非作動となり、また、モータ（２１０）の逆方向回転時に、ポンプ部（２３０）が正常吐出作動し、圧縮機部（２２０）は非作動となるようにし、制御装置（１３０）によって、冷房装置（１１０）および暖房装置（１２０）の作動状況に応じて、モータ（２１０）を一方向あるいは逆方向に回転制御するようにしたことを特徴としている。
【００１９】これにより、圧縮機部（２２０）とポンプ部（２３０）をモータ（２１０）の回転方向を変えることで冷房時、暖房時の使い分けを可能とし、安価に対応できる。
【００２０】請求項５に記載の発明では、圧縮機部（２２０）およびポンプ部（２３０）は、モータ（２１０）の回転軸（２１１）の両端側にそれぞれ設けられるようにしたことを特徴としている。
【００２１】これにより、冷媒および冷却水が回転軸（２１１）を介して洩れるのを防止するための軸封装置（２４０）を最小限の数で設定することができる。即ち、冷媒用の軸封装置（１２３）を圧縮機部（２２０）とモータ（２１０）間に設け、冷却水用の軸封装置（２４１）をポンプ部（２３０）とモータ（２１０）間に設けるのみで対応できる。
【００２２】請求項６に記載の発明では、圧縮機部（２２０）とモータ（２１０）間には、冷媒洩れ防止用の軸封装置（２４０）が設けられ、ポンプ部（２３０）は、モータ（２１０）から磁気カップリング（２５０）を介して回転作動するようにしたことを特徴としている。
【００２３】これにより、ポンプ部（２３０）とモータ（２１０）間の軸封装置（２４１）を廃止することができる。
【００２４】請求項７に記載の発明では、圧縮機部（２２０）とモータ（２１０）間には、一方向クラッチ（２６０）が設けられたことを特徴としている。
【００２５】これにより、モータ（２１０）の一方向あるいは逆方向回転時における圧縮機部（２２０）およびポンプ部（２３０）の正常作動の使い分けが容易にできる。
【００２６】請求項８に記載の発明では、圧縮機部（２２０）は、一方向回転時のみ正常圧縮作動する回転型圧縮機部（２２０）としたことを特徴としている。
【００２７】これにより、圧縮機部（２２０）の一方向および逆方向回転時の正常圧縮作動および非作動の使い分けが、一方向クラッチ（２６０）なしで可能となる。
【００２８】請求項９に記載の発明では、圧縮機部（２２０）は、逆方向回転時に圧縮室（２２１）が開放される開放機構（２２２）を有することを特徴としており、具体的には請求項１０に記載の発明のように、圧縮機部（２２０）をスクロール式圧縮機部（２２０）とし、開放機構（２２２）は、半径補償機構（２２２）とするのが良い。
【００２９】これにより、モータ（２１０）が逆方向に回転した時、固定および可動側スクロール（２２３、２２４）間に歯間隙間（２２０ｅ）を形成するので、モータ（２１０）のロスを低減することができる。
【００３０】請求項１１に記載の発明では、スクロール式圧縮機部（２２０）の固定側スクロール（２２３）あるいは可動側スクロール（２２４）のいずれか一方を、樹脂製にしたことを特徴としている。
【００３１】これにより、逆方向回転時の固定および可動側スクロール（２２３、２２４）間の振動、干渉による異音を防止できる。
【００３２】請求項１２に記載の発明では、ポンプ部（２３０）に設けられて冷却水を流入吐出させる羽根車（２３１）およびこの羽根車（２３１）を内部に収容するポンプハウジング（２３２）との隙間は、ポンプハウジング（２３２）の冷却水の流入口（２３３）から吐出口（２３４）に向けて、羽根車（２３１）の半径方向あるいは軸方向の少なくとも一方の方向に順次広くなるようにしたことを特徴としている。
【００３３】これにより、冷却水の流れをスムースにして、ポンプ部（２３０）の作動効率を向上できる。
【００３４】請求項１３に記載の発明では、圧縮機部（２２０）は、モータ（２１０）の一方向回転時に正常圧縮作動し、モータ（２１０）の逆方向回転時に非作動となり、また、ポンプ部（２３０）は、モータ（２１０）の一方向回転時および逆方向回転時共に正常吐出作動となるようにし、制御装置（１３０）によって、冷房装置（１１０）および暖房装置（１２０）の作動状況に応じて、モータ（２１０）を一方向あるいは逆方向に回転制御するようにしたことを特徴としている。
【００３５】これにより、圧縮機部（２２０）とポンプ部（２３０）をモータ（２１０）の回転方向を変えることで冷房時、暖房時の使い分けを可能とすると共に、冷房装置（１１０）および暖房装置（１２０）の両者が作動している場合には、モータ（２１０）を一方向側に回転させることで、圧縮機部（２２０）とポンプ部（２３０）を共に作動させることができ、除湿暖房の対応が可能となる。
【００３６】尚、請求項１４に記載の発明のように、ポンプ部（２３０）には、ラジアル翼で形成される羽根車（２３１）と、この羽根車（２３１）の一方向回転時および逆方向回転時における冷却水の吐出流れ方向に沿う２つの吐出口（２３４ａ、２３４ｂ）と、この２つの吐出口（２３４ａ、２３４ｂ）のうち、一方の吐出口（２３４ａ）から冷却水が流れる際に、一方の吐出口（２３４ａ）からの冷却水の吐出を許容し、且つ、他方の吐出口（２３４ｂ）からの冷却水の吐出を阻止する弁機構（２３７、２３８）とを有するようにすることで、モータ（２１０）の一方向回転時および逆方向回転時共に正常吐出作動可能となるポンプ部（２３０）とすることができる。
【００３７】請求項１５に記載の発明では、圧縮機部（２２０）とモータ（２１０）間には、一方向クラッチ（２６０）が設けられ、冷媒洩れ防止用の軸封装置（２４０）が、圧縮機部（２２０）側に設けられたことを特徴としている。
【００３８】これにより、一方向クラッチ（２６０）が切られて圧縮機部（２２０）が非作動となり、ポンプ部（２３０）側を作動させる時には、モータ（２１０）は軸封装置（２４０）による摺動抵抗を受けないようにできるので、モータ（２１０）の省動力化を図ることができる。
【００３９】請求項１６に記載の発明では、圧縮機部（２２０）の冷媒を吐出する冷媒吐出口（２２９）には、圧縮機（１１１）から吐出される冷媒の流入を阻止する逆止弁（２９０）が設けられたことを特徴としている。
【００４０】これにより、圧縮機部（２２０）内の吐出弁（２２０ｆ）に圧縮機（１１１）側からの余分な冷媒圧がかからないようにして、吐出弁（２２０ｆ）の本来の開閉機能を保持できるので、吐出弁（２２０ｆ）の損傷を防止することができる。
【００４１】また、逆止弁（２９０）を圧縮機部（２２０）の冷媒吐出口（２２９）に設けるようにしているので、冷媒配管（１１５ａ）途中に設けられるような別体の逆止弁に対して、ジョイント部材等余分な部品を必要とせず、更に冷媒配管（１１５ａ）の変更を伴うことがない。
【００４２】また、請求項１７に記載の発明のように、圧縮機部（２２０）とモータ（２１０）間、およびポンプ部（２３０）とモータ（２１０）間にはそれぞれクラッチ機構を設け、制御装置（１３０）によって、冷房装置（１１０）および暖房装置（１２０）の作動状況に応じて、クラッチ機構を断続制御するようにしても良い。
【００４３】これにより、圧縮機部（２２０）とポンプ部（２３０）の使い分けが確実に対応できる。また、冷房装置（１１０）および暖房装置（１２０）が共に作動している場合に、圧縮機部（２２０）とポンプ部（２３０）を同時に作動させることも容易にでき、除湿暖房対応も可能となる。
【００４４】尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００４５】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明の第１実施形態を図１〜図４に示し、以下その具体的な構成について説明する。車両用冷暖房装置１００は、走行中一時停車した時にエンジン１０が停止される所謂アイドルストップ車両に適用されるものであり、冷房装置１１０、暖房装置１２０、制御装置１３０および電動圧縮機−ポンプ２００とから成る。
【００４６】冷房装置１１０は、周知の冷凍サイクルを形成するものであり、冷凍サイクル内の冷媒を高温高圧に圧縮する圧縮機１１１、圧縮された冷媒を液化凝縮する凝縮器１１２、液化された冷媒を断熱膨張させる膨張弁１１３、膨張した冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により自身を通過する空気を冷却する蒸発器１１４が冷媒配管１１５によって順次接続されたものである。
【００４７】圧縮機１１１は、エンジン１０の駆動力をプーリーおよびプーリーベルトを介して作動するようにしている。
【００４８】暖房装置１２０は、エンジン１０に設けられた機械式ポンプ１１とエンジン１０を冷却する冷却水を熱源として自身を通過する空気を加熱する加熱器１２１とを冷却水配管１２３により接続した周知のものであり、加熱器１２１の冷却水流入側には流量を調節するウォータバルブ１２２が設けられている。
【００４９】機械式ポンプ１１は、エンジン１０の駆動力を受けて作動し、加熱器１２１に冷却水を循環させる。
【００５０】尚、エンジン１０の冷却水は、冷却水配管１２３ａに設けられたラジエータ１２４によって冷却され、温度制御されるようにしている。
【００５１】また、制御装置１３０は、後述する電動圧縮機−ポンプ２００のモータ２１０の作動を制御するものであり、図示しない各種センサからの信号、即ち、車速、エンジン回転数、蒸発器後方温度、車室内温度、Ａ／Ｃ要求信号に基づいて、モータ２１０を作動させ、且つ、回転方向を制御するようにしたものである。
【００５２】具体的には、図２に示すように、トランジスタ１３１を用いて制御装置１３０とモータ２１０を接続する回路としており、実線あるいは破線で示す通電パターンを有し、モータ２１０の一方向あるいは逆方向の回転制御を可能としている。
【００５３】次に、本発明の要部となる電動圧縮機−ポンプ２００の構成について、図３を用いて説明する。
【００５４】電動圧縮機−ポンプ２００は、モータ２１０の回転軸２１１の両端側にそれぞれ圧縮機部２２０、ポンプ部２３０が一体で設けられたものである。
【００５５】モータ２１０は、モータハウジング２１２内に回転子２１３、固定子２１７が設けられ、回転子２１３を貫通する回転軸２１１が軸受け２１４ａ、２１４ｂによって支持され、整流子２１５にブラシ２１６から通電することで回転駆動する周知の直流モータである。
【００５６】次に、圧縮機部２２０は、一方向（以下、正方向と呼ぶ）回転時のみに正常圧縮作動する回転型圧縮機部としており、更に具体的には、本実施形態ではスクロール式圧縮機部としている。
【００５７】この圧縮機部２２０は、フロントハウジング２２６、リヤハウジング２２７内に設けられた固定側スクロール２２３、可動側スクロール２２４、偏心シャフト２２５から成り、偏心シャフト２２５は、上記モータ２１０の回転軸２１１の一端側と一方向クラッチ２６０を介して接続されるようにしている。この一方向クラッチ２６０によりモータ２１０の正方向のトルクが伝達され、可動スクロール２２４を駆動させ、逆方向の回転時にはトルクが伝達されないようにしている。
【００５８】よって、モータ２１０の正方向の回転時に一方向クラッチ２６０、偏心シャフト２２５を介して可動側スクロール２２４は公転し、対向する固定側スクロール２２３との間に形成される圧縮室２２１内に流入口２２８から流入される冷媒を圧縮し（以下、正常圧縮作動と呼ぶ）、吐出口２２９から吐出するようにしている。逆に、モータ２１０の逆方向回転時には、可動側スクロール２２４は公転しないので圧縮仕事を行なわない（以下、非作動と呼ぶ）ようにしている。
【００５９】尚、モータ２１０と圧縮機部２２０間、具体的には、回転軸２１１と偏心シャフト２２５間には、圧縮機部２２０内の冷媒がモータ２１０側に洩れるのを防止するための軸封装置２４０が設けられている。
【００６０】更に、ポンプ部２３０は、冷却水の流入口２３３および吐出口２３４が設けられたポンプハウジング２３２内に遠心式の羽根車２３１を設けたものであり、上記モータ２１０の回転軸２１１の他端側に配設されるようにしている。
【００６１】羽根車２３１の軸２３５およびモータ２１０の回転軸２１１にはそれぞれ磁気カップリング２５０が設けられ、この磁気カップリング２５０によりモータ２１０のトルクが軸２３５に伝達され、羽根車２３１が回転作動するようにしている。
【００６２】ここで、この羽根車２３１は、上記一方向クラッチ２６０が圧縮機部２２０を正常圧縮作動させる正方向とは逆方向の回転時に、冷却水を吐出する（以下、正常吐出作動と呼ぶ）ように翼およびポンプハウジング２３２の形状を設定している。そして、正方向の回転時には羽根車２３１は、その翼およびポンプハウジング２３２の形状により空回り状態（以下、非作動と呼ぶ）となるようにしている。
【００６３】尚、磁気カップリング２５０の間には、分離板２３６が設けられ、ポンプ部２３０内の冷却水がモータ２１０側に洩れないようにしている。
【００６４】以上のモータ２１０、圧縮機部２２０、ポンプ部２３０は、それぞれのハウジング２１２、２２６、２２７、２３２が互い接続されることにより一体の電動圧縮機−ポンプ２００を形成する。
【００６５】この電動圧縮機−ポンプ２００の圧縮機部２２０は、図１に示すように、冷媒配管１１５ａによって圧縮機１１１に対して並列となるように、具体的には、凝縮器１１２の流入側と蒸発器１１４の流出側の間で接続されるように冷房装置１１０内に配設されるようにしている。
【００６６】また、ポンプ部２３０は、機械式ポンプ１１に対して直列となるように、具体的には、機械式ポンプ１１とウォータバルブ１２２の間に位置するように暖房装置１２０内に配設されるようにしている。
【００６７】尚、冷却水配管１２３には、モータ２１０およびポンプ部２３０が非作動時に機械式ポンプ１１からの冷却水がポンプ部２３０を迂回するバイパス流路２７０を設けるようにしている。そして、このバイパス流路２７０には、ポンプ部２３０の正常作動時に吐出口２３４から流入口２３３にショートサーキットしないように逆止弁２８０が設けられている。
【００６８】以上の構成に基づく本実施形態の作動について説明する。
【００６９】車両走行時、即ち、エンジン１０が作動している場合は、冷房装置１１０および暖房装置１２０は従来技術と同様に作動する。即ち、冷房装置１１０においては、エンジン１０の駆動力を受けて圧縮機１１１が作動し冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒は、以下凝縮器１１２、膨張弁１１３、蒸発器１１４で順次液化凝縮、断熱膨張、蒸発され、蒸発器１１４を通過する空気を蒸発潜熱により冷却する。
【００７０】また、暖房装置１２０においては、エンジン１０の駆動力を受けて機械式ポンプ１１が作動し、ウォータバルブ１２２が開かれ、冷却水を加熱器１２１に循環させ、この冷却水を熱源として加熱器１２１を通過する空気を加熱する。
【００７１】しかしながら、適用車両がアイドルストップ車両のため、車両が一時停車した時にはエンジン１０が停止し、エンジン１０を駆動源とする圧縮機１１１および機械式ポンプ１１が作動しなくなる。この時、電動圧縮機−ポンプ２００を作動させるようにしている。
【００７２】この電動圧縮機−ポンプ２００は、制御装置１３０によって制御されるようにしており、その制御の詳細について、図４のフローチャートを用いて以下説明する。
【００７３】まずステップＳ１０で、モータ２１０を停止状態とする。ステップＳ２０で、冷暖房の要求が有るか否かをＡ／Ｃ要求信号より判定し、否であればステップＳ１０に戻り、モータ２１０の停止状態を継続する。冷暖房の要求がある場合は、ステップＳ３０で、更に、冷房の要求か暖房の要求かを判定する。
【００７４】ステップＳ３０で冷房の要求の場合は、ステップＳ４０に進み、車両が停車状態にあるか否かを車速信号より判定し、停車状態であればステップＳ５０でエンジン１０が停止状態か否かをエンジン回転数信号より判定する。エンジン１０が停止状態であると判定されると、ステップＳ６０で、モータ２１０を正方向側（一方向クラッチ２６０が作動する側の回転方向）に回転作動させ、圧縮機部２２０を正常圧縮作動させる。（この時、ポンプ２３０は非作動となる。）その後、エンジン１０が停止している間は、ステップＳ６０が継続され、圧縮機部２２０は作動し続ける。
【００７５】尚、ステップＳ４０で車両が停車状態でない（走行状態）と判定された場合、また、ステップＳ５０でエンジン１０が停止状態でない（エンジン回転状態）と判定された場合は、ステップＳ１０に戻り、モータ２１０は停止され、圧縮機部２２０は停止されることになる。
【００７６】また、ステップＳ３０で、暖房の要求の場合は、上記ステップＳ４０、ステップＳ５０と同様に、ステップＳ７０、ステップＳ８０で、それぞれ車両、エンジン１０の停車、停止状態を判定し、共に停車、停止状態の場合は、ステップＳ９０でモータ２１０を正方向側とは反対の逆方向側（一方向クラッチ２６０が非作動となる回転方向）に作動させ、ポンプ部２３０を正常吐出作動させる。この時、圧縮機部２２０は非作動となる。）その後、エンジン１０が停止している間は、ステップＳ９０が継続され、ポンプ部２３０は作動し続ける。
【００７７】尚、ステップＳ７０、ステップＳ８０で、車両が停車状態でない（走行状態）と判定された場合、また、エンジン１０が停止状態でない（エンジン回転状態）と判定された場合は、ステップＳ１０に戻り、モータ２１０は停止され、ポンプ２３０は停止されることになる。
【００７８】以上の構成および作動説明より、本実施形態における作用効果について説明する。
【００７９】まず、冷房装置１１０が作動している時にエンジン１０が停止した場合、モータ２１０が正方向に回転し、圧縮機部２２０は正常圧縮作動するように回転制御されるので、本来の圧縮機１１１に代わってこの圧縮機部２２０で冷媒の圧縮ができ、冷房機能を継続できる。
【００８０】また、暖房装置１２０が作動している時にエンジン１０が停止した場合、モータ２１０が逆方向に回転し、ポンプ部２３０は正常吐出作動するように回転制御されるので、本来の機械式ポンプ１１に代わってこのポンプ部２３０で冷却水の循環ができ、暖房機能を継続できる。即ち、エンジン１０の停止時においても1年を通して冷房および暖房機能の両者を確保することができる。
【００８１】そして、圧縮機部２２０とポンプ部２３０を1つのモータ２１０で回転方向を変えることで冷房時、暖房時の使い分けを可能とし、コンパクトで安価に対応できる。
【００８２】また、圧縮機部２２０を、圧縮機１１１に対して並列になるように冷房装置１１０内に配設されるようにしているので、圧縮機部２２０および圧縮機１１１は、互いに他方に対して高圧に圧縮した冷媒を流入させることがないので、圧縮機部２２０および圧縮機１１１の流入部の耐圧強度をむやみに引上げる必要がなくなり、コスト高になるのを防止できる。
【００８３】そして、ポンプ部２３０は、機械式ポンプ１１に対して直列になるように暖房装置１２０内に配設されるようにしているので、ポンプ部２３０を暖房装置１２０の冷却水配管１２３内に組込むことで、配管の複雑化を防止でき、加熱器１２１には常にエンジン１０内を流通する冷却水を供給でき、暖房性能を低下させることがない。
【００８４】更に、圧縮機部２２０およびポンプ部２３０をモータ２１０の回転方向を変えることで冷房時、暖房時の使い分けを可能としているので、安価に対応できる。
【００８５】また、圧縮機部２２０およびポンプ部２３０は、モータ２１０の回転軸２１１の両端側にそれぞれ設けられるようにしているので、冷媒および冷却水が回転軸２１１を介して洩れるのを防止するための軸封装置２４０を最小限の数で設定することができる。即ち、冷媒用の軸封装置１２３を圧縮機部２２０とモータ２１０間に設け、冷却水用の軸封装置２４１をポンプ部２３０とモータ２１０間に設けるのみで対応できるようになる。本実施形態においては、更に、ポンプ部２３０は、モータ２１０から磁気カップリング２５０を介して回転作動するようにしているので、ポンプ部２３０とモータ２１０間の軸封装置２４１を廃止することができる。
【００８６】また、圧縮機部２２０とモータ２１０間には、一方向クラッチ２６０を設けるようにしているので、モータ２１０の正方向あるいは逆方向回転時における圧縮機部２２０およびポンプ部２３０の正常作動の使い分けが容易にできる。
【００８７】尚、制御装置１３０とモータ２１０とを接続する回路は、上記図２に対して図５に示すように、トランジスタ１３１に代えてリレー１３２を用いるようにしても良く、図中実線および破線のようにモータ２１０の正逆方向回転の制御が可能である。
【００８８】また、バイパス流路２７０は、ポンプ部２３０の非作動時において、機械式ポンプ１１が受ける負荷（通水抵抗）によっては、省略しても良い。
【００８９】（第２実施形態）本発明の第２実施形態は、圧縮機部２２０を、正方向回転時のみ正常圧縮作動する回転型圧縮機部２２０を用いたもののバリエーションを示しており、一方向クラッチ２６０を廃止するようにしたものである。
【００９０】具体的には、図６に示すように、上記第１実施形態で説明したスクロール式圧縮機部２２０をベースにして一方向クラッチ２６０を廃止し、回転軸２１１、偏心シャフト２２５を介して圧縮機部２２０の可動側スクロール２２４を作動させるようにしている。
【００９１】この実施形態においては、モータ２１０の正方向回転時においては圧縮機部２２０は正常圧縮作動を行ない、ポンプ部２３０は非作動状態となる。また、モータ２１０が逆方向回転時には、ポンプ部２３０は正常吐出作動を行ない、圧縮機部２２０は非作動状態となる。即ち、吸入弁を有しない回転型圧縮機部２２０においては、逆方向回転で作動させても冷媒の圧縮仕事を行なわず、圧縮室２２１内は真空ポンプ作用が働くことになり、モータ２１０の消費動力も非常に小さいものとなるので、圧縮機部２２０の正方向および逆方向回転時の正常圧縮作動および非作動の使い分けが可能であり、一方向クラッチ２６０を廃止できることになる。
【００９２】その他の回転型圧縮機部２２０を用いたバリエーションとして、図７に示すように、公転するロータ２２０ａとベーン２２０ｂとによって冷媒が圧縮されるローリングピストン式圧縮機部２２０としたものや、図８に示すように、ロータ２２０ａに複数のベーン２２０ｂを有するロータリーベーン式圧縮機部２２０としたものも同様に適用することができる。
【００９３】尚、ポンプ部２３０においても、図９に示すように、軸封装置２４１を介在させモータ２１０のシャフト２１１に羽根車２３１を直結するようにしても良い。
【００９４】また、ポンプ部２３０を迂回するバイパス流路２７０は、バイパス弁２８１を設けたバイパス流路２７１として、このポンプ部２３０に一体で形成するようにしても良い。
【００９５】（第３実施形態）本発明の第３実施形態を図１０に示す。第３実施形態は、図６に示した第２実施形態のスクロール式圧縮機部２２０をベースに、モータ２１０の逆方向回転時に圧縮室２２１が開放される開放機構、即ち半径補償機構２２２を設けたものである。
【００９６】この半径補償機構２２２は、偏心シャフト２２５の先端部を二面幅を有する板状にし、ブッシュ２２０ｄを介在させたものであり、モータ２１０が正方向回転する時には、図１０（ｂ）に示すように、冷媒圧縮時の反力Ｆ１により二面幅のａ方向に可動スクロール２２４の公転半径を広げるように作用し、固定側スクロール２２３とのシール性を向上させる。
【００９７】しかしながら、モータ２１０が逆方向回転する時には、図１０（ｃ）に示すように、可動側スクロール２２４の公転時における摩擦力Ｆ２により二面幅のｂ方向に可動スクロール２２４の公転半径を小さくするように作用し、固定側スクロール２２３との間に歯間隙間２２０ｅを形成するようになるので、モータ２１０の逆方向回転時の圧縮機部２２０のロスを更に低減することができる。
【００９８】尚、スクロール式圧縮機部２２０の固定側スクロール２２３あるいは可動側スクロール２２４のいずれか一方を、樹脂製にしてやれば、逆方向回転時の固定および可動側スクロール２２３、２２４間の振動、干渉による異音を防止できる。
【００９９】（第４実施形態）本発明の第４実施形態を図１１〜図１５に示す。第４実施形態は、上記第１実施形態に対して冷房装置１１０および暖房装置１２０が共に作動している場合に、圧縮機部２２０およびポンプ部２３０を共に作動状態となるようにして、除湿暖房機能を持たせるようにし、また、モータ２１０の省動力化のために軸封装置２４０の設定位置を変更したものである。
【０１００】まず、図１１〜図１３に示すように、電動圧縮機−ポンプ２００のポンプ部２３０は、モータ２１０の正方向回転時および逆方向回転時共に正常吐出作動する構成としている。具体的には、冷却水を流入吐出させる羽根車２３１は、翼の出口部分がラジアル方向を向くラジアル翼で形成されるものとしている。
【０１０１】そして、ポンプハウジング２３２には羽根車２３１の一方向回転時および逆方向回転時における冷却水の吐出流れ方向に沿う２つの吐出口２３４ａ、２３４ｂを図１２に示すように、軸２３５方向から見た時に左右対称となるように設けている。
【０１０２】更には、この２つの吐出口２３４ａ、２３４ｂの内部にはそれぞれ、一方の吐出口２３４ａに冷却水が流れる際に、一方の吐出口２３４ａからの冷却水の流出を許容し、且つ、他方の吐出口２３４ｂからの冷却水の流出を阻止する弁機構が設けられている。この弁機構は、冷却水の吐出圧によって開弁し、また冷却水の負圧によって閉弁する逆流防止用のボール２３７と、このボール２３７の冷却水流れ方向の動きを停止させ、冷却水は流通させる孔を有するストッパ２３８から形成されるようにしている。
【０１０３】また、ポンプハウジング２３２においては、羽根車２３１との半径方向の隙間は周方向に均一とし、羽根車２３１との軸方向の隙間を、図１３に示すように、流入口２３３側から吐出口２３４ａ、２３４ｂ側に向けてａ１、ｂ１、ｃ１のように順次広くなるようにしている。
【０１０４】一方、モータ２１０と圧縮機部２２０（ここではローリングピストン式として示している）の間においては、図１１に示すように、上記第１実施形態同様に一方向クラッチ２６０が介在され、モータ２１０の正方向回転時のみ圧縮機部２２０が正常圧縮作動（逆方向回転時は非作動）するようにしている。そして、圧縮機部２２０からの冷媒洩れ防止用の軸封装置２４０を圧縮機部２２０側、具体的にはこの圧縮機部２２０の偏心シャフト２２５に設けるようにしている。
【０１０５】次に、上記構成に基づく作動について図１４、図１５を用いて説明する。まず、ポンプ部２３０においては、図１４（ａ）に示すように、モータ２１０の正方向回転時には、冷却水はその流れ方向に沿って吐出口２３４ａ側に流れる。この時の流れの正圧（吐出圧）を受けて図中右側のボール２３７がストッパ２３８側に押しやられ、また図中左側のボール２３７は破線で示す負圧によって羽根車２３１側に引き寄せられて吐出口２３４ｂを閉塞させ、冷却水は吐出口２３４ａから吐出されることになる。また、モータ２１０の逆方向回転時には、冷却水の流れは上記と左右逆となり、吐出口２３４ｂから吐出されることになり、ポンプ部２３０はモータ２１０の正方向、逆方向どちらの回転においても正常吐出作動が可能となる。
【０１０６】そして、このポンプ部２３０を有する電動圧縮機−ポンプ２００の作動制御にあたっては、図１５に示すフローチャートに基づいて行なうようにしている。基本的には上記第１実施形態で説明した（図４）ものと同一であるが、ステップＳ３０をステップＳ３１に、またステップＳ６０をステップＳ６１に変更したものとしている。即ち、ステップＳ３１で、冷房装置１１０および暖房装置１２０が共に作動している場合の判定条件を追加しており、両者が作動している場合は、ステップＳ６１でモータ２１０を正方向回転側に作動制御して圧縮機部２２０およびポンプ部２３０を共に正常作動するようにしている。
【０１０７】尚、ステップＳ３１で、暖房装置１２０が作動していると判定された時は、ステップＳ７０以降へ進み、モータ２１０を逆方向回転側に作動制御してポンプ部２３０を正常作動させる。この時、モータ２１０の回転軸２１１は、軸封装置２４０の摺動抵抗を受けずに回転する。
【０１０８】これにより、圧縮機部２２０とポンプ部２３０をモータ２１０の回転方向を変えることで冷房時、暖房時の使い分けを可能とすると共に、冷房装置１１０および暖房装置１２０の両者が作動している場合には、モータ２１０を正方向回転させることで、圧縮機部２２０とポンプ部２３０を共に作動させることができ、除湿暖房の対応が可能となる。
【０１０９】尚、ポンプ部２３０の羽根車２３１およびポンプハウジング２３２との隙間を冷却水の流入口２３３から吐出口２３４に向けて、順次広くなるようにしているので、冷却水の流れをスムースにして、ポンプ部２３０の作動効率を向上できる。
【０１１０】また、圧縮機部２２０とモータ２１０間に一方向クラッチ２６０を設けたものにおいて、軸封装置２４０を圧縮機部２２０側（偏心シャフト２２５）に設けるようにしているので、一方向クラッチ２６０が切られて圧縮機部２２０が非作動となり、ポンプ部２３０側を作動させる時には、モータ２１０は軸封装置２４０による摺動抵抗を受けないようにできるので、モータ２１０の省動力化を図ることができる。
【０１１１】尚、ポンプ部２３０の羽根車２３１とポンプハウジング２３２との隙間は、上記実施形態に対して図１６、図１７に示すように、羽根車２３１の半径方向に調整して、ａ２、ｂ２、ｃ２の順に広くなるようにしても良い。更には、軸方向および半径方向の組合せとしたものとしても良い。因みに、隙間を大きくしていく変化割合は、図１８に示すように、直線的にしたり、順次変化割合が大きくあるいは小さくなるようにしても良い。
【０１１２】また、ポンプハウジング２３２の吐出口２３４は、羽根車２３１の中心から半径方向に延びる位置に設けるようにして、ポンプ効率の低下を許容しつつも、ボール２３７、ストッパ２３８を廃止して１つの吐出口２３４として対応するようにしても良い。
【０１１３】（第５実施形態）本発明の第５実施形態を図１９に示す。第５実施形態は、上記第１〜第４実施形態に対して、圧縮機部２２０に逆止弁２９０を設けるようにしたものである。逆止弁２９０は、圧縮機部２２０の吐出口（冷媒吐出口）２２９に設けられ、ボール２９１とバネ２９２とから成る。
【０１１４】そして、逆止弁２９０は、圧縮機１１１が作動しており、圧縮機部２２０が停止している場合には、バネ２９２の付勢力により吐出口２２９を閉塞し、圧縮機１１１が停止し、圧縮機部２２０が作動する場合には、圧縮機部２２０からの吐出圧によってボール２９１を冷媒の吐出方向に押しやって吐出口２２９を開くように作動する。
【０１１５】これにより、圧縮機部２２０内の吐出弁２２０ｆに圧縮機１１１側からの余分な冷媒圧がかからないようにして、吐出弁２２０ｆの本来の開閉機能を保持できるので、吐出弁２２０ｆの損傷を防止することができる。
【０１１６】また、逆止弁２９０を圧縮機部２２０の吐出口２２９に設けるようにしているので、冷媒配管１１５ａ途中に設けられるような別体の逆止弁に対して、ジョイント部材等余分な部品を必要とせず、更に冷媒配管１１５ａの変更を伴うことがない。
【０１１７】（その他の実施形態）上記第１〜第５実施形態では、モータ２１０の正逆方向の回転制御によって、圧縮機部２２０とポンプ部２３０の作動の使い分けを行なうものとして説明したが、圧縮機部２２０とモータ２１０間、およびポンプ部２３０とモータ２１０間にそれぞれクラッチ機構を設けるようにして、制御装置１３０によってクラッチ機構を断続制御することで、圧縮機部２２０およびポンプ部２３０の作動を使い分けるようにしても良い。
【０１１８】これにより、圧縮機部２２０とポンプ部２３０の使い分けが確実に対応できる。また、冷房装置１１０および暖房装置１２０が共に作動している場合に、圧縮機部２２０とポンプ部２３０を同時に作動させることも容易にでき、除湿暖房対応も可能となる。
【０１１９】また、圧縮機部２２０およびポンプ部２３０は、共にモータ２１０の一端側の回転軸２１１に設けるようにしても良い。
【出願人】 【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
【住所又は居所】愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地
【識別番号】０００００４６９５
【氏名又は名称】株式会社日本自動車部品総合研究所
【住所又は居所】愛知県西尾市下羽角町岩谷１４番地
【出願日】 平成１４年４月２５日（２００２．４．２５）
【代理人】
【公開番号】 特開２００３−１９１７４８（Ｐ２００３−１９１７４８Ａ）
【公開日】 平成１５年７月９日（２００３．７．９）
【出願番号】 特願２００２−１２４１４２（Ｐ２００２−１２４１４２）