JP5446709B2 - ハイブリッド車におけるエアコン用コンプレッサの配置構造 - Google Patents

Description

本発明は、シリーズ方式を採用するハイブリッド車（ＨＥＶ）におけるエアコン用コンプレッサの配置構造に関するものである。

図５及び図６にエンジンの出力のみを駆動力として走行する従来の車両のエンジンルーム内の各種機器のレイアウト例を示す。

即ち、図５は従来の車両のエンジンルーム内の各種機器のレイアウト例を示す部分平面図、図６は同部分側面図であり、図示のように、従来の車両ではエンジンルーム１０１の車幅方向中心線ＣＬに対して車両の右側にエンジン１０２が配置され、該エンジン１０２に連なるトランスミッション１０６が車両の左側に配置され、トランスミッション１０６の上方に１２Ｖバッテリ１２０が配置されている。そして、エンジン１０２の前部と後部に補機であるエアコン用コンプレッサ１１３とオルタネータ１２１がそれぞれ取り付けられている。

又、エンジン１０２の前方から排気管１０４が延びるレイアウトが採用される場合、ラジエータ１０５は排気管１０４からの熱的影響を避けるために左側に寄せて配置されている。尚、図５及び図６において、Ｓ１〜Ｓ３はエンジンマウント、１１０はブレーキマスタシリンダやブレーキブースタ等のブレーキの液圧発生装置であり、図６に示すｔはエンジンのクランクセンタ（クランク軸中心）、ｕはトランスミッションの出力軸中心である。

ところで、近年、排ガスの低減や燃費の向上等を図るためにエンジンと電動モータを搭載したハイブリッド車（ＨＥＶ）が出現している。このハイブリッド車の駆動方式には、シリーズ方式、パラレル方式、モータアシスト方式、シリーズ・パラレル方式（切換方式）等、種々の形式があるが、エンジンと発電用モータを直列に配置するシリーズ方式では、エンジンで発電用モータを駆動し、その電力をバッテリに充電し、バッテリに充電された電力によって駆動用モータを駆動して車輪を回すことが行われる。

図５及び図６に示したエンジン１０２の出力のみを駆動力とする従来の車両においては、エアコン用コンプレッサ１１３はエンジン１０２によって駆動されるが、ハイブリッド車ではエンジンが停止している状態も発生するため、エアコン用コンプレッサを電動モータで駆動する必要がある（例えば、特許文献１参照）。実際には、エアコン用コンプレッサには、内蔵された電動モータで駆動される電動コンプレッサが使用される。

エアコン用コンプレッサの配置構造に関して特許文献２には、エアコン用コンプレッサの電動モータ部をエンジンの振動の小さい重心側に配置することによって、電動モータ部に作用する加振力を小さく抑えて該電動モータの損傷を防ぐ構成が提案されている。

又、特許文献３には、コンプレッサハウジングに突起部を設け、該突起部の走行用エンジンの後面をインバータハウジングのエンジン側端面よりもエンジン側に配置することによって、車両衝突時に電動コンプレッサがサイドメンバから荷重を受けて取付脚部が折損した場合であっても、インバータ装置に先立って突起部をエンジンに干渉させて電動コンプレッサの移動を止め、インバータ装置のエンジンとの干渉を避けて該インバータ装置の破損を防ぐようにした構成が提案されている。

特開平９−０７６７４０号公報 特許第４２３００１４号公報 特開２００９−１０３１００号公報

ところで、ハイブリッド車に搭載されるエアコン用コンプレッサは、駆動用の電動モータを内蔵するために大型となり、その配置場所の確保に困難を伴うという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、エアコン用コンプレッサをエンジンルーム内に合理的に配置することができるハイブリッド車におけるエアコン用コンプレッサの配置構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、発電用モータ又は駆動用モータの側部にエアコン用コンプレッサを配置固定し、前記発電用モータと前記駆動用モータを車両前後方向に並設するとともに、これらの発電用モータと駆動用モータをそれぞれ個別のモータケースに収納し、前記エアコン用コンプレッサを一方のモータケースの側部に固定したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記エアコン用コンプレッサが固定される一方のモータケースを他方のモータケースの後方且つ該他方のモータケースよりも高い位置に配置したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記エアコン用コンプレッサを前記駆動用モータを収納するモータケースの側部に固定したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、発電用モータ又は駆動用モータの側部にエアコン用コンプレッサを配置固定したため、該エアコン用コンプレッサの取付面を容易に確保することができ、エンジンルームへのエアコン用コンプレッサの合理的な配置が可能となる。又、エアコン用コンプレッサは振動を発生するため、これを弾性部材を介して車体に取り付けなければならなかったが、弾性部材を介して車体に取り付けられている発電用モータ又は駆動用モータの側部にエアコン用コンプレッサを固定したため、該エアコン用コンプレッサ専用の弾性部材が不要となり、部品点数を削減しつつ、エアコン用コンプレッサの振動の他部品への伝播を遮断することができる。

請求項１記載の発明によれば、発電用モータと駆動用モータを車両前後方向に並設したため、これらを含む機器の左右方向の長さを短縮することができ、エンジンルームにエアコン用コンプレッサの配置空間を容易に確保することができる。又、エアコン用コンプレッサを一方のモータケースの側部に固定したため、２部品に跨がる取付面に対して取付面（一方のモータケースの側面）に高い精度を確保することができ、振動を発生するエアコン用コンプレッサの剛性の高い確実な取り付けが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、エアコン用コンプレッサが固定される一方のモータケースを他方のモータケースの後方且つ該他方のモータケースよりも高い位置に配置したため、前後方から衝撃荷重の入力があったときの車両の変形によって損傷を受けにくい位置にエアコン用コンプレッサを配置でき、該エアコン用コンプレッサを衝撃から有効に保護することができる。又、エアコン用コンプレッサをより高い位置に配置することができるため、車両の走行に伴う飛水や飛石がエアコン用コンプレッサに到達することが抑制され、該エアコン用コンプレッサの耐久性が高められる。

請求項３記載の発明によれば、エンジンに結合された発電用モータのモータケースではなく、発電用モータの後方に配された駆動用モータのモータケースの側部にエアコン用コンプレッサを固定したため、エアコン用コンプレッサがエンジン等のマウントと離れた位置となり、マウントの配置や形状がエアコン用コンプレッサによって制約されることがなく、エンジン等のマウントを最適位置に配置することができる。

本発明に係るエアコン用コンプレッサの配置構造を示す車両のエンジンルームの平面図である。 本発明に係るエアコン用コンプレッサの配置構造を示す車両のエンジンルームの側面図である。 エアコン用コンプレッサの取付構造を示す部分後面図である。 エアコン用コンプレッサ取付部の部分斜視図である。 従来の車両のエンジンルーム内の各種機器のレイアウト例を示す部分平面図である。 従来の車両のエンジンルーム内の各種機器のレイアウト例を示す部分側面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。尚、説明文中での方向（左右・前後）は、それぞれ車両の左右・前後の方向を示す。

図１は本発明に係るエアコン用コンプレッサの配置構造を示す車両のエンジンルームの平面図、図２は同エアコン用コンプレッサの配置構造を示す車両のエンジンルームの側面図、図３はエアコン用コンプレッサの取付構造を示す部分後面図、図４は同エアコン用コンプレッサ取付部の部分斜視図である。

本発明はシリーズ方式を採用するハイブリッド車（ＨＥＶ）に適用されるものであって、シリーズ方式を採用する車両のエンジンルーム１には、図１に示すように、エンジン２と発電用モータ３が車幅方向に直列に配置連結されている。具体的には、車両の車幅方向中心線ＣＬに対して右側（図１の左側）にエンジン２が配置され、その左側に発電用モータ３が直列に配されている。尚、エンジン２においては、その前側（図１の下方）に排気管４が接続されてここから排気管４が延びており、この排気管４からの熱的な影響を避けるため、エンジン２およびインバータ１１を冷却するラジエータ５は発電用モータ３の前方において左側に寄せて配置されている。

又、エンジンルーム１の上記エンジン２と発電用モータ３の後方（図１の上方）には、車両を駆動する駆動用モータ７と駆動用モータ７で発生した駆動力を増幅してドライブシャフト（車軸）に伝えるトランスミッション６が車幅方向に直列に配置連結されている。具体的には、車幅方向中心線ＣＬに対して右側のエンジン２の後方にトランスミッション６が配置され、その左側に駆動用モータ７が配置されている。エンジン２と発電用モータ３を連結する結合面とトランスミッション６と駆動モータ７を連結する結合面とは、同一の平面上に位置する関係となっており、加工や位置決めの精度の向上が図られている。そして、トランスミッション６よりも車両の右側であってエンジン２の後方にはブレーキ用バキュームポンプ８が配され、その後方のダッシュパネル９にはブレーキマスタシリンダやブレーキブースタ等のブレーキの液圧発生装置１０が配設されている。尚、ハイブリッド車では、エンジン２が停止している状態での走行があるため、エンジン２の吸気負圧をブレーキ操作のアシスト力として利用することができない。このため、負圧を発生させるブレーキ用バキュームポンプ８が必要であるが、本実施の形態では、ハイブリッド化によって不要となったオルタネータが配置されていた位置（エンジン２の右後方）にブレーキ用バキュームポンプ８を配置した。この位置はブレーキマスタシリンダ１０の近くであるため、ブレーキ用バキュームポンプ８とブレーキマスタシリンダ１０とを接続する不図示のブレーキ配管を短縮することができる。

更に、エンジンルーム１の車幅方向中心線ＣＬの右側であって、前記発電用モータ３と駆動用モータ７の上方には、各モータ（発電用モータ３と駆動用モータ７）とバッテリの間で電力を変換するインバータ１１が配置されている。尚、図２において、ｔはエンジン２のクランクセンタ（クランク軸中心）、ｗはトランスミッション６の出力軸中心、ｕは駆動用モータ７の回転軸中心である。

ところで、本実施の形態では、車幅方向に直列に配置されたエンジン２と発電用モータ３及びトランスミッション６と駆動用モータ７はユニットとしてその左右の２箇所がエンジンマウントＳ１，Ｓ２によって左右一対のエプロンサイドメンバ１２に弾性支持され、後端の車幅方向中心部の１箇所がエンジンマウントＳ３によって不図示のサスペンションメンバに弾性支持されている。

而して、本実施の形態は、駆動用モータ７の側部にエアコン用コンプレッサ１３を配置固定したことを特徴としている。本実施の形態のハイブリッド車では、エンジン２は車両の駆動には使われずに発電用モータ３を駆動して発電するためだけに使われるため、エンジンの出力のみを駆動力として走行する従来の車両に対して、エンジン２を小さくすることができて車両の右側に寄せたエンジンのレイアウトとすることが可能となる。これに伴い、発電用モータ３及び駆動用モータ７もより右側に配置することが可能となっている。そのため、図１に示すように、発電用モータ３又は駆動用モータ７の左方（エンジン２が配置されない側）には、発電用モータ３又は駆動用モータ７とエプロンサイドメンバ１２の間に空間を作り出すことができる。本実施の形態は、この空間を利用して駆動用モータ７の側部にエアコン用コンプレッサ１３を配置固定している。尚、エアコン用コンプレッサ１３に関し、ハイブリッド車では、エンジン２が停止している状態もあるため、エアコン用コンプレッサ１３をエンジン駆動式ではなく電動式とする必要がある。ここで、エアコン用コンプレッサ１３は、動力源としての不図示の電動モータを内蔵しており、図４に示すように、電動モータ部１３Ａとコンプレッサ部１３Ｂを直列に連結して構成されている。

ところで、車両の車幅方向中心線ＣＬよりも左側において車両前後方向に並設された発電用モータ３と駆動用モータ７はそれぞれ個別のモータケース３Ａ，７Ａに収納されているが、本実施の形態では、駆動用モータ７が収容されたモータケース７Ａの側部（左側端部）にエアコン用コンプレッサ１３が固定されており、このエアコン用コンプレッサ１３が固定されたモータケース７Ａは、図２に示すように、発電用モータ３を収容するモータケース３Ａの後方且つ該モータケース３Ａよりも高い位置に配置されている。

ここで、エアコン用コンプレッサ１３のモータケース７Ａの側部への取付構造を図３及び図４に示すが、エアコン用コンプレッサ１３はその長手方向を車両の前後に沿うように配置され、エアコン用コンプレッサ１３の底部の前後には車幅方向に延びる下部取付用のボス１３ａが一体に形成されており、モータケース７Ａの側部（左側端部）の下底部のボス１３ａに対応する位置にねじが切られたボス７ａが一体に形成されている。そして、エアコン用コンプレッサ１３は、その底部に形成されたボス１３ａに横方向から挿通する長尺のボルト１６をモータケース７Ａ側のボス７ａにねじ込むことによって、エアコン用コンプレッサ１３の底部がモータケース７Ａに取り付けられている。

又、図４に示すように、モータケース７Ａの側端面（左側端部）には横Ｔ字状のブラケット１５がボルト１４によって取り付けられており、エアコン用コンプレッサ１３の上部にはブラケット１３ｂが一体に突設されている。そして、エアコン用コンプレッサ１３の上部のブラケット３ｂに横方向から挿通するボルト１７をブラケット１５のねじ孔にねじ込むことによってエアコン用コンプレッサ１３の上部がモータケース７Ａの側端面に取り付けられている。ここで、エアコン用コンプレッサ１３の取付ボルト１６，１４が共に車両の側方側（左側）からの締め付けとなっていることと、ボス１３ａ、ブラケット１３ｂがエアコン用コンプレッサ１３の左側に達するように比較的高く（長く）形成されていることから、エアコン用コンプレッサ１３の着脱作業を容易としている。

以上のように、本実施の形態では、駆動用モータ７の側部にエアコン用コンプレッサ１３を配置固定したため、該エアコン用コンプレッサ１３の取付面を容易に確保することができ、エンジンルーム１へのエアコン用コンプレッサ１３の合理的な配置が可能となる。又、エアコン用コンプレッサ１３は振動を発生するため、これを弾性部材を介して車体に取り付けなければならなかったが、エンジンマウントＳ１〜Ｓ３によってエンジン２と発電用モータ３及びトランスミッション６と共に車体に弾性支持された駆動用モータ７の側部にエアコン用コンプレッサ１３を固定したため、該エアコン用コンプレッサ１３に専用の弾性部材が不要となり、部品点数を削減しつつ、エアコン用コンプレッサ１３の振動の他部品への伝播を遮断することができる。

又、本実施の形態では、発電用モータ３と駆動用モータ７を車両前後方向に並設したため、これらを含む機器の左右方向の長さを短縮することができ、エンジンルーム１にエアコン用コンプレッサ１３の配置空間を容易に確保することができる。そして、エアコン用コンプレッサ１３を駆動用モータ７を収容するモータケース７Ａの側部のみに固定したため、２部品（モータケース３Ａ，７Ａ）に跨がるように形成された取付面に対して取付面（モータケース７Ａの側面）の面精度に高い精度を確保することができ、振動を発生するエアコン用コンプレッサ１３に対して剛性の高い確実な取り付けが可能となる。

更に、本実施の形態では、エアコン用コンプレッサ１３が固定される一方のモータケース７Ａを他方のモータケース３Ａの後方且つ該他方のモータケース３Ａよりも高い位置に配置したため、前方から車体に加えられる衝撃荷重によって損傷を受けにくい位置にエアコン用コンプレッサ１３を配置することが可能となって、該エアコン用コンプレッサ１３を衝撃から有効に保護することができる。そして、エアコン用コンプレッサ１３をより高い位置に配置することができるため、車両の走行に伴う飛水や飛石がエアコン用コンプレッサ１３に達することが抑制され、該エアコン用コンプレッサ１３の耐久性が高められる。

又、本実施の形態では、エンジン２に結合された発電用モータ３のモータケース３Ａではなく、発電用モータ３の後方に配された駆動用モータ７のモータケース７Ａの側部にエアコン用コンプレッサ１３を固定したため、エアコン用コンプレッサ１３の下方にドライブシャフトが配置されて、エアコン用コンプレッサ１３の下部を保護することができ、更に、該エアコン用コンプレッサ１３がエンジン２等を車体にマウントするためのエンジンマウントＳ１〜Ｓ１（特に、エンジンマウントＳ１）の位置に制約を加えることがなく、エンジンマウントＳ１〜Ｓ３を最適位置に配置することができる。

尚、以上の実施の形態では、エアコン用コンプレッサ１３を駆動用モータ７の側部に配置固定したが、発電用モータ３の側部にエアコン用コンプレッサ１３を配置固定しても前記と同様の効果が得られる。

１ エンジンルーム
２ エンジン
３ 発電用モータ
３Ａ 発電用モータのモータケース
４ 排気管
５ ラジエータ
６ トランスミッション
７ 駆動用モータ
７Ａ 駆動用モータのモータケース
７ａ モータケースのボス
８ ブレーキ用バキュームポンプ
９ ダッシュパネル
１０ 液圧発生装置
１１ インバータ
１２ エプロンサイドメンバ
１３ エアコン用コンプレッサ
１３Ａ エアコン用コンプレッサの電動モータ部
１３Ｂ エアコン用コンプレッサのコンプレッサ部
１３ａ エアコン用コンプレッサのボス
１３ｂ エアコン用コンプレッサのブラケット
１４ ボルト
１５ ブラケット
１６，１７ ボルト
ＣＬ 車両の車幅方向中心線
Ｓ１〜Ｓ３ エンジンマウント
ｔ エンジンクランクセンタ
ｕ 駆動用モータの回転中心
ｗ トランスミッションの出力軸中心

Claims (3)

1. 発電用モータ又は駆動用モータの側部にエアコン用コンプレッサを配置固定し、前記発電用モータと前記駆動用モータを車両前後方向に並設するとともに、これらの発電用モータと駆動用モータをそれぞれ個別のモータケースに収納し、前記エアコン用コンプレッサを一方のモータケースの側部に固定したことを特徴とするハイブリッド車におけるエアコン用コンプレッサの配置構造。
2. 前記エアコン用コンプレッサが固定される一方のモータケースを他方のモータケースの後方且つ該他方のモータケースよりも高い位置に配置したことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車におけるエアコン用コンプレッサの配置構造。
3. 前記エアコン用コンプレッサを前記駆動用モータを収納するモータケースの側部に固定したことを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド車におけるエアコン用コンプレッサの配置構造。

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