特許ウォッチ

公開番号2025115121
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-06
出願番号2024009471
出願日2024-01-25
発明の名称冷媒循環システム
出願人マツダ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類B60K 11/02 20060101AFI20250730BHJP(車両一般)
要約【課題】冷媒を潤滑剤として用いる滑り軸受を備えるモータとエアコンとの間で、冷媒循環システムを的確に共用する。
【解決手段】冷媒循環システム100は、CO₂を含む冷媒を圧縮するコンプレッサ5と、ロータ11及びステータ12と、ロータ11に連結された回転軸13と、回転軸13を支持する滑り軸受14とを備えており、コンプレッサ5により圧縮された冷媒が供給されて、滑り軸受14が当該冷媒を潤滑剤として用いて潤滑を行うように構成されたモータ1と、コンプレッサ5により圧縮された冷媒を用いて空調を行うエアコン2と、冷媒をモータ1のみに供給する第1状態と、冷媒をモータ1及びエアコン2の両方に供給する第2状態と、を切り替え可能に構成された切替機構7と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ＣＯ
2
を含む冷媒を循環する冷媒循環システムであって、
前記冷媒を圧縮するコンプレッサと、
ロータ及びステータと、前記ロータに連結された回転軸と、前記回転軸を支持する滑り軸受とを備えており、前記コンプレッサにより圧縮された前記冷媒が供給されて、前記滑り軸受が当該冷媒を潤滑剤として用いて潤滑を行うように構成されたモータと、
前記コンプレッサにより圧縮された前記冷媒を用いて空調を行うエアコンと、
前記冷媒を前記モータのみに供給する第１状態と、前記冷媒を前記モータ及び前記エアコンの両方に供給する第２状態と、を切り替え可能に構成された切替機構と、
を有する、ことを特徴とする冷媒循環システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記モータを駆動するための電力を供給するバッテリを更に有し、
前記切替機構は、前記第１及び第２状態に加えて、前記冷媒を前記モータ及び前記バッテリに供給する第３状態と、前記冷媒を前記モータ、前記エアコン及び前記バッテリに供給する第４状態と、を切り替え可能に構成されている、
請求項１に記載の冷媒循環システム。
【請求項３】
前記切替機構は、電磁力により動作する可動部材と、前記可動部材を収容する収容部材とを有する電磁弁であり、前記可動部材が前記収容部材内において移動することにより、前記コンプレッサにより圧縮された前記冷媒の供給先を切り替え可能に構成され、
前記切替機構は、更に、環状に形成されており、前記可動部材と前記収容部材との隙間をシールするように、前記可動部材に設けられたシール部材を有し、
前記切替機構の前記シール部材は、一端に位置する第１端部と、他端に位置する第２端部と、前記第１端部と前記第２端部とが係合する合口部と、を備え、
前記シール部材の前記第１端部は、当該シール部材における周方向に直交する厚み方向の一端で且つ当該シール部材と摺動する前記収容部材の摺動面側に設けられ、前記周方向に突出する第１の第１凸部と、前記厚み方向の他端で且つ前記摺動面側に設けられ、前記周方向に突出する第１の第２凸部と、前記第１の第１凸部と前記第１の第２凸部との間で且つ前記摺動面側に設けられ、前記周方向に凹んだ第１の凹部と、を有し、
前記シール部材の前記第２端部は、前記厚み方向の一端で且つ前記摺動面側に設けられ、前記周方向に凹んだ第２の第１凹部と、前記厚み方向の他端で且つ前記摺動面側に設けられ、前記周方向に凹んだ第２の第２凹部と、前記第２の第１凹部と前記第２の第２凹部との間で且つ前記摺動面側に設けられ、前記周方向に突出する第２の凸部と、を有し、
前記シール部材は、前記合口部において前記第１端部と前記第２端部とが係合すると、前記第１端部の前記第１の第１凸部が前記第２端部の前記第２の第１凹部に受け入れられ、前記第２端部の前記第２の凸部が前記第１端部の前記第１の凹部に受け入れられ、前記第１端部の前記第１の第２凸部が前記第２端部の前記第２の第２凹部に受け入れられる、ように構成されている、
請求項１に記載の冷媒循環システム。
【請求項４】
前記切替機構の前記シール部材は、前記可動部材の外周上に設けられており、
前記切替機構は、前記シール部材を周方向において前記可動部材に対して固定するための回り止め機構を更に有する、
請求項３に記載の冷媒循環システム。
【請求項５】
前記モータは、前記冷媒を用いて前記ロータ又は前記ステータを冷却するように構成されている、請求項１に記載の冷媒循環システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を循環する冷媒循環システムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、エアコンで利用される冷凍サイクルにおいて、コンプレッサや熱交換器などを介して、冷媒を循環する冷媒循環システムが用いられている。また、近年では、このような冷媒循環システムが、電気自動車やハイブリッド車のバッテリの冷却にも利用されている。例えば、特許文献１には、１つのコンプレッサ（圧縮器）を共有して、そのコンプレッサから流出した冷媒をエアコンやバッテリに供給することで、システムの小型化や低廉化を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０３７２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば車両の動力源（エンジンやモータ）などの回転軸を支持する軸受として、従来から転がり軸受や滑り軸受が用いられている。ここで、電気自動車などのモータに転がり軸受を適用すると、このモータの回転軸が例えば３００００ｒｐｍを超える高回転数で回転するので、転がり疲労により寿命が問題となる。他方で、オイルを潤滑剤として用いる一般的な滑り軸受をモータに適用すると、モータの回転軸によるオイル攪拌抵抗の損失が大きくなる。
【０００５】
したがって、本件発明者は、モータを上記したような冷媒循環システムに適用し、このシステムで循環される冷媒、特にコンプレッサによる圧縮で液状になるＣＯ
2
冷媒などを、潤滑剤として用いる滑り軸受を、モータの回転軸に適用することを考えた。この場合、冷媒を用いるモータと、同じく冷媒を用いるエアコン等との間で、冷媒循環システムを的確に共用できるようにするのが望ましいと言える。例えば、冷媒の供給先を、必要に応じて、モータとエアコン等との間で適宜切り替えられるようにシステムを構築するのが望ましい。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、冷媒を潤滑剤として用いる滑り軸受を備えるモータとエアコンとの間で、冷媒循環システムを的確に共用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、ＣＯ
2
を含む冷媒を循環する冷媒循環システムであって、冷媒を圧縮するコンプレッサと、ロータ及びステータと、ロータに連結された回転軸と、回転軸を支持する滑り軸受とを備えており、コンプレッサにより圧縮された冷媒が供給されて、滑り軸受が当該冷媒を潤滑剤として用いて潤滑を行うように構成されたモータと、コンプレッサにより圧縮された冷媒を用いて空調を行うエアコンと、冷媒をモータのみに供給する第１状態と、冷媒をモータ及びエアコンの両方に供給する第２状態と、を切り替え可能に構成された切替機構と、を有する、ことを特徴とする。
【０００８】
このように構成された本発明では、コンプレッサにより圧縮された冷媒（ＣＯ
2
を主成分として含む冷媒）をモータに供給して、モータの滑り軸受を冷媒により潤滑するので、転がり軸受の転がり疲労や、オイルを用いる滑り軸受のオイル攪拌抵抗などが生じることはない。また、本発明では、このように冷媒を用いるモータと、同じく冷媒を用いるエアコンとで、冷媒循環システムを共用するので、モータとエアコンとで別々の冷媒循環システムを用いる場合と比較して、低コスト、軽量且つ簡易に冷媒循環システムを実現することが可能となる。特に、本発明では、切替機構を用いて、状況などに応じて、冷媒をモータのみに供給する第１状態と、冷媒をモータ及びエアコンの両方に供給する第２状態とを切り替えるので、モータとエアコンとの間で冷媒循環システムを的確に共用することが可能となる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、モータを駆動するための電力を供給するバッテリを更に有し、切替機構は、第１及び第２状態に加えて、冷媒をモータ及びバッテリに供給する第３状態と、冷媒をモータ、エアコン及びバッテリに供給する第４状態と、を切り替え可能に構成されている。
このように構成された本発明によれば、モータとエアコンとバッテリとに冷媒を供給する冷媒循環システムを、低コスト、軽量且つ簡易にて実現することが可能となる。また、切替機構を用いて、状況などに応じて第１乃至第４状態を切り替えるので、モータとエアコンとバッテリとの間で、冷媒循環システムを的確に共用することが可能となる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、切替機構は、電磁力により動作する可動部材と、可動部材を収容する収容部材とを有する電磁弁であり、可動部材が収容部材内において移動することにより、コンプレッサにより圧縮された冷媒の供給先を切り替え可能に構成され、切替機構は、更に、環状に形成されており、可動部材と収容部材との隙間をシールするように、可動部材に設けられたシール部材を有し、切替機構のシール部材は、一端に位置する第１端部と、他端に位置する第２端部と、第１端部と第２端部とが係合する合口部と、を備え、シール部材の第１端部は、当該シール部材における周方向に直交する厚み方向の一端で且つ当該シール部材と摺動する収容部材の摺動面側に設けられ、周方向に突出する第１の第１凸部と、厚み方向の他端で且つ摺動面側に設けられ、周方向に突出する第１の第２凸部と、第１の第１凸部と第１の第２凸部との間で且つ摺動面側に設けられ、周方向に凹んだ第１の凹部と、を有し、シール部材の第２端部は、厚み方向の一端で且つ摺動面側に設けられ、周方向に凹んだ第２の第１凹部と、厚み方向の他端で且つ摺動面側に設けられ、周方向に凹んだ第２の第２凹部と、第２の第１凹部と第２の第２凹部との間で且つ摺動面側に設けられ、周方向に突出する第２の凸部と、を有し、シール部材は、合口部において第１端部と第２端部とが係合すると、第１端部の第１の第１凸部が第２端部の第２の第１凹部に受け入れられ、第２端部の第２の凸部が第１端部の第１の凹部に受け入れられ、第１端部の第１の第２凸部が第２端部の第２の第２凹部に受け入れられる、ように構成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許