(57)【要約】【課題】運転席後部の仮眠用キャビンや運転席を選択的に冷却することで、外気の侵入により蒸発器が着霜しても、的確な除霜要否の判断によって必要時のみ除霜をおこない、冷却運転への影響を抑制することができる温度調節装置を提供する。【解決手段】蓄電池５により駆動される冷凍サイクル中の蒸発器を循環ファンおよび吹き出し風路28と戻り風路29とを有する温調室内に収納するとともに圧縮機と凝縮器とこれらを冷却する放熱ファンとを機械室内に配設した冷却ユニット２を運転席３後部の仮眠用キャビン４内に取り付け、蒸発器により生成された冷気あるいは暖気を運転席または仮眠用キャビン内、あるいはその双方に吹き出して温度調節するとともに、蒸発器の出口側温度を検出し、この検出温度が所定温度以下で、且つ、所定時間以上であれば、除霜タイミングと判断して除霜動作をおこなうようにしたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池により駆動電力を供給される圧縮機と凝縮器と蒸発器とを環状に連結して冷凍サイクルを形成し、この冷凍サイクル中の前記蒸発器を循環ファンおよび吹き出し風路と戻り風路とを有する断熱壁体で形成された温調室内に収納するとともに前記圧縮機と凝縮器とこれらを冷却する放熱ファンとを機械室内に配設した温度調節ユニットを運転席後部の仮眠用キャビン内に取り付け、前記蒸発器により生成された冷気あるいは暖気を前記運転席または仮眠用キャビン内、あるいはその双方に吹き出して温度調節するとともに、前記蒸発器の出口側温度を検出し、この検出温度が所定温度以下で、且つ、所定時間以上であれば、除霜タイミングと判断して除霜動作をおこなうようにしたことを特徴とする温度調節装置。
【請求項２】
除霜動作は、圧縮機を停止して冷却ファンのみを回転させ、温調室内の空気を蒸発器に循環させて熱交換することでおこなうことを特徴とする請求項１記載の温度調節装置。
【請求項３】
除霜は、冷凍サイクルにおける圧縮機からの吐出ガスをバイパス回路により蒸発器に導入しておこなうことを特徴とする請求項１記載の温度調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラックの運転台における仮眠用キャビンなどに設置して冷却あるいは加温された空気を吹き出す温度調節装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラックなどの自動車の運転台においては、キャビン内に睡眠をとるためのベッドルームが設けられ、随時横になって休息や睡眠ができるように構成されている。そして、夏場などにおいて睡眠をとる場合は、カーエアコンを運転して室内を空調することで快眠を確保してきたが、エアコンの運転による部屋全体の空調では、大きな電力消費量となり、さらに、アイドリング運転が必要となって、電力消費のみでなく、膨大な炭酸ガスの排出にともなう地球温暖化への影響が大きいものであった。
【０００３】
一方、図１０に示すように、内部に人間（Ａ）が横たわる空間（78）を形成した寝袋（56）内に、熱交換器（66）と送風装置（68）とを有する空気調和装置（52）からの空気を循環させることで前記空間内を冷房するようにし、これにより、冷凍機自体を小電力で作動させることで、エネルギー資源の浪費や環境汚染を抑えるようにした構成が特許文献１に示されている。
【０００４】
また、図１１に示す特許文献２には、自動車の運転台の後壁と運転席との間のフロア上に設けた水平で平坦に延びるマット（86）の長手方向の一端部に、熱交換器を備えて熱交換空気を供給し、供給された空気が通気性マット内（87）を流動して人間（Ａ）に対して快適な感覚が得られるようにした空気循環式マット（81）の構造が記載されている。
【０００５】
さらに、前記特許文献１に記載の寝袋や特許文献２に記載のマット装置に対して、本特許出願人らは、蓄電池により駆動される冷却ユニットを運転席後部の仮眠用キャビン内に取り付け、蒸発器により生成された冷気あるいは暖気を運転席または仮眠用キャビン内、あるいはその双方に吹き出して温度調節するように構成した車載用温度調節装置を発明し、特願２００８−２２９３９４号として出願している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０９８０４４号公報
【特許文献２】特開２００７−１０５０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に記載の寝袋や特許文献２に記載のマット装置をトラックなどの車体に設置するに際しては、狭いキャビン空間に寝袋やマットとともに空調装置を据え付けねばならず、設置構成および据え付け作業がきわめて困難となり、排気や結露水の処理、外部からの騒音や熱の侵入を防ぐ構成が必要となるなど多くの解決すべき問題点を有していた。
【０００８】
また、前記特許出願に記載の温度調節装置は、アイドリングストップにより資源浪費や環境汚染を抑制するとともに、冷却あるいは加温された空気を吹き出す冷却ユニットの車内への取り付けを容易におこない、運転席後部の仮眠用キャビンだけでなく、運転席をも選択的に冷却あるいは加温することができるものであるが、夏期における熱帯夜などで仮眠用キャビン内や運転席に冷風を供給するような場合は、冷却ユニット内に室内循環冷気とともに高温多湿の外気が侵入するため、蒸発器が着霜してしまい目詰まり状態となって、冷却性能が著しく劣化することになる。
【０００９】
本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、運転席後部の仮眠用キャビンや運転席を選択的に冷却することで、外気の侵入により蒸発器が着霜しても、的確な除霜要否の判断によって必要時のみ除霜をおこない、冷却運転への影響を抑制することができる温度調節装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明の温度調節装置は、蓄電池により駆動電力を供給される圧縮機と凝縮器と蒸発器とを環状に連結して冷凍サイクルを形成し、この冷凍サイクル中の前記蒸発器を循環ファンおよび吹き出し風路と戻り風路とを有する断熱壁体で形成された温調室内に収納するとともに前記圧縮機と凝縮器とこれらを冷却する放熱ファンとを機械室内に配設した温度調節ユニットを運転席後部の仮眠用キャビン内に取り付け、前記蒸発器により生成された冷気あるいは暖気を前記運転席または仮眠用キャビン内、あるいはその双方に吹き出して温度調節するとともに、前記蒸発器の出口側温度を検出し、この検出温度が所定温度以下で、且つ、所定時間以上であれば、除霜タイミングと判断して除霜動作をおこなうようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エンジンを停止した状態で快眠を得ることができるとともに、冷気または暖気を寝袋内に循環させるだけでなくキャビン内に循環させることで、蒸発器の着霜量が増えても、的確なタイミングで除霜をおこなうことができ、冷却性能を劣化させずに温度調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の１実施形態の温度調節装置を設けたトラックの側面図である。
【図２】図１の温度調節装置設置部の平面図である。
【図３】図２における冷却ユニットの斜視図である。
【図４】図３の冷却ユニットの前面を破断した正面図である。
【図５】図４の機械室部の平面図である。
【図６】図３に配設した冷凍サイクルの概略構成図である。
【図７】図３における温調室の横断面図である。
【図８】図２における冷却マットの概略図である。
【図９】図６の変形例を示す冷凍サイクルの概略構成図である。
【図１０】本発明の従来例の寝袋を示す断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の従来例を示す空気循環式マットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１は、本発明の温度調節装置（１）を搭載したトラック前部の側面図、図２はその平面図であって、前記温度調節装置（１）は、仮眠室として使用される運転席（３）の後部キャビン（４）に設置された冷却ユニット（２）と、この冷却ユニット（２）を駆動する蓄電池（５）から形成されている。
【００１４】
後部キャビン（４）には、助手席側の後部位置の外壁に沿って前記冷却ユニット（２）を配設し、この冷却ユニット（２）に対して車体の幅方向が長手方向となるように、使用者（Ａ）が横臥するための冷却マット（６）を設置している。
【００１５】
また、前記蓄電池（５）は、トラック用の蓄電池とは別に冷却ユニット（２）の駆動電源用として専用に設けられており、自動車エンジンの駆動時に充電されるものであって、後部キャビン（４）外の車体下部に配設している。
【００１６】
前記冷却ユニット（２）は、斜視図を図３、正面から前面を破断して示す図４に示すように、薄鋼板製の外板（７）で箱体状の外郭を形成し、高さ方向のほぼ中央部を断熱仕切壁（８）で上下の空間に区分されているとともに、前記後部キャビン（４）の床面である車体底板（４ａ）上に架台を介してボルト固定されている。
【００１７】
前記断熱仕切壁（８）の上方の空間は機械室（９）としており、前記図４および平面図である図５に示すように、冷凍サイクル（10）の一環をなす冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（11）と、吐出された高温高圧の冷媒を受けて放熱し凝縮する凝縮器（12）およびこれら凝縮器（12）などの高温部品を冷却する放熱ファン（13）などを剛性のある鋼板などで形成した仕切板（14）上に設置している。
【００１８】
前記冷凍サイクル（10）は、図６に示すように、前記圧縮機（11）、凝縮器（12）、減圧器である毛細管（15）および蒸発器（16）を環状に連結し、前記蓄電池（５）による駆動で圧縮機（11）からの冷媒を循環し、蒸発器（16）で蒸発させることによって冷気を生成するものであり、前記圧縮機（11）は、前記仕切板（14）上の幅方向の一側に片寄らせて配置し、振動吸収用のクッション体を介して固着されている。
【００１９】
前記凝縮器（12）は、蛇行曲げした冷媒管を多数のフィンに嵌入させて奥行き寸法を薄くした直方体状をなし、面積の大きなその前面を外板（７）の前面に形成した吸込み開口（17）に沿わせて立設させ、この吸込み開口（17）と凝縮器（12）との間には埃などを遮蔽するためにフィルター（18）を設けている。
【００２０】
凝縮器（12）の背面には、前記圧縮機（11）の運転に同期して駆動する放熱ファン（13）を前記圧縮機（11）に対向する平面における１コーナーの底部に開口した排気口（19）の端縁に面して立設させており、駆動時には、外気を前面の開口（17）から内部に吸引して凝縮器（12）を冷却し、熱交換した空気を外板（７）の前記排気口（19）から下方の排気ダクト（20）に向けて放出するようにしている。
【００２１】
このとき、前述したように、圧縮機（11）は機械室（９）内の側部に位置しており、放熱ファン（13）による冷却作用を直接受けにくいことから過冷却による蒸発温度を低下を防ぐとともに、片寄らせた分を奥行き方向で放熱ファン（13）と圧縮機（11）が重ならないように配置することで、機械室（９）の奥行き寸法の短縮化をはかっており、前記機械室（９）の上部は、基板などの電気部品収納部（21）とし、その前面には操作パネル（22）を配置して冷却ユニット（２）の運転を制御している。
【００２２】
前記断熱仕切壁（８）の下方空間には、前記断熱仕切壁（８）に連なるように同様の断熱材で形成された断熱側壁（23）を外板（７）の内面側に配設し、底部には剛性のある断熱壁（24）を設けることで内部を断熱空間とした温調室（25）としており、図７の横断面図で示すように、そのほぼ中央部には、前記凝縮器（12）からの冷媒を受けてこれを蒸発させることで低温化した冷気を生成する蒸発器（16）を幅方向に亙って立設状態で配置している。
【００２３】
この蒸発器（16）も前記凝縮器（12）と同様に、蛇行曲げした冷媒管と冷媒管に嵌着した多数のフィンとから所定の幅と高さ寸法を有して奥行き寸法を薄くした横長の直方体をなしており、前記蒸発器（16）の一端側の温調室（25）の側部、すなわち、図７中の左側には、シロッコファンからなる循環ファン（26）を蒸発器（16）の長手方向に直交するように、温調室（25）の奥行き方向に亙って並置させている。
【００２４】
前記蒸発器（16）の下面に対応する温調室（25）の底面には、一側に向かって下方傾斜させた露受け樋（27）を形成しており、この露受け樋（27）によって、冷却運転時に蒸発器（16）に付着する霜の除霜後の融解水を集めるようにしている。集められた除霜水は、露受け樋（27）の傾斜下端部から連通している前記排気ダクト（20）を流入し外部に流出する。
【００２５】
温調室（25）における前記循環ファン（26）の設置部の前方には、ファンケーシングによって連結され、冷却ユニット（２）の前面側スペースにおける車体底板（４ａ）上に配置した概略構造を図８に示す空気循環式の冷却マット（６）に冷気を導入するように、その冷気取り入れ口（６ａ）に連結した円筒状の吹き出し風路（28）を外方に突出させている。
【００２６】
前記吹き出し風路（28）の幅方向の反対側に位置する前記蒸発器（16）の前面には、戻り風路（29）を前記吹き出し風路（28）と同様に突出させて設けており、前記冷却マット（６）内を循環冷却した冷気を戻り口（６ｂ）から前記戻り風路（29）を介して温調室（25）内の前記蒸発器（16）の一端側に流入させるようにしている。
【００２７】
そして、前記吹き出し風路（28）の一部からは、図１に２点鎖線で示すように、冷気流路を分岐して冷風を送気する延長ダクト（30）を接続し、その端部を、後部キャビン（４）の天井部空間、あるいはこれをを経て運転席（３）の上部まで延設させ、さらに、風向きを調整するルーバーなどで吹き出し方向を変更することで、蒸発器（15）で熱交換された冷風を運転席（３）の空間まで供給できるようにしている。
【００２８】
このとき、前記延長ダクト（30）は柔軟に屈曲できる形状、例えば、軟質樹脂材で形成したチューブにスパイラル状の芯材を設けたものや蛇腹状の筒体など可撓性とともに断熱性を備えた材料でその長さ寸法を調整できるように形成し、キャビン内に引き出してスポット的に冷風を吹き出すようにする。
【００２９】
前記戻り風路（29）の一部には、空気温センサー（31）を配設している。この空気温センサー（31）は、冷却マット（６）の循環風路（６ｃ）内を流れて戻り口（６ｂ）から戻り風路（29）に至った空気の温度を検知するものであり、この検知温度によって冷却ユニット（２）における圧縮機（11）の運転を制御し、冷却された空気を循環風路（６ｃ）内に供給して、冷却マット（６）内を使用者（Ａ）の希望する温度に冷却させるものである。
【００３０】
よって、外気による冷却マット（６）の外面からの熱漏洩や使用者（Ａ）の体温による発熱負荷など様々な負荷変動があっても循環風路（６ｃ）内を流れて蒸発器（16）に至る冷気の温度を的確に検出して就寝空間内を常に快適な温度状態にコントロールする。また、前記冷却ユニット（２）の電装室（21）の外表面には室温を検出する室温センサー（32）を取り付けるとともに、前記蒸発器（16）の冷媒流路の出口管近傍には温度センサー（33）を取り付け、蒸発器（16）の出口温度を検出するようにしている。
【００３１】
冷却ユニット（２）は、上記のように、温調室（25）を機械室（９）の下方に配設したので、温調室（25）からの冷気の吹き出し風路（28）や戻り風路（29）の位置が冷却ユニット（２）の下方部となり、特に、冷却対象物が前記空気循環式の冷却マット（６）などのように床面近傍に配置するものの場合は、その接続構成がきわめて容易となり、熱損失が少ないので冷気の伝達効率を向上させることができる。また、床面近傍に設置した冷却マット（６）の冷気取り入れ口（６ａ）や戻り口（６ｂ）と前記冷気の吹き出し風路（28）や戻り風路（29）とを直接連結することができるので、長尺のダクト部材が不必要になり、ダクトスペースを削減できるばかりか、部品数やコストアップを抑制でき、ダクト部材が突出しないので外観を良好に保つことができる。
【００３２】
以上の構成により、冷却ユニット（２）における圧縮機（11）を運転した場合には、凝縮器（12）からの冷媒を蒸発させることで蒸発器（16）を低温化して温調室（25）内の空気を冷却し、生成された冷気を循環ファン（26）によって吹き出し風路（28）から冷却対象物である冷却マット（６）側の冷気取り入れ口（６ａ）から循環風路（６ｃ）に吹き出して冷却マット（６）内を冷却するものであり、循環風路（６ｃ）の循環後は、戻り口（６ｂ）を介して戻り風路（29）から温調室（25）内の蒸発器（16）に流入させ、再び冷却して吹き出す冷気循環を繰り返す。
【００３３】
しかして、夏季などで、前記温度調節装置（１）を搭載したトラックで長距離輸送をおこなっている場合における仮眠の際には、冷却ユニット（２）の圧縮機（11）を起動させ、生成された冷気を循環ファン（28）より吹き出して冷却マット（６）に供給し冷却するものであるが、このとき、冷気を冷却マット（６）の循環風路（６ｃ）のみでなく、前記延長ダクト（30）から後部キャビン（４）に吹き出してこれを冷却するように使用した場合には、後部キャビン（４）内の空気を循環することになり、外気を冷却ユニット（２）内に戻すため蒸発器（16）には外部の湿気が霜となって付着することになる。特に、外気が高温多湿の場合には、多量の水分が霜となって蒸発器（16）に付着するため、その表面が霜で覆われ蒸発器としての冷却力が大きく低下する不具合を生じる。
【００３４】
そこで、前記温度センサー（33）による蒸発器（16）の温度が、基準温度、例えば、−３℃以下の状態が所定時間、例えば、３分以上継続した場合には、除霜タイミングであると判断して除霜運転をおこなうように制御する。
【００３５】
除霜運転は、前記圧縮機（11）を停止するとともに、循環ファン（26）のみを駆動させ、冷却マット（６）の循環風路（６ｃ）や後部キャビン（４）内の空気を温調室（25）の蒸発器（16）部に導入することで、プラス温度の空気との熱交換により霜を融解するようにする。
【００３６】
これにより、蒸発器（16）の霜は早期に除去できるとともに、除霜による霜との熱交換で低温化した空気が循環風路（６ｃ）内などを循環するので、除霜の影響も少なくすることができ、使用者に違和感を与えることなくすみやかに定常の冷却運転に復帰させることができる効果がある。
【００３７】
上記除霜制御は、随時着霜時に除霜運転をおこなうものであるが、前記戻り風路（29）の一部に配設した空気温センサー（31）の検知により、循環後の冷気温度がほぼ一定温度で継続していることで過着霜が認められない場合や、比較的外気温度の高い雰囲気状態においては、定期的に除霜運転をおこなうようにしてもよく、例えば、後部キャビン（４）内温度が、２５℃以上の高温の状態が継続している場合は、常に霜が着きやすい状況にあることから、タイマーにより、例えば、１時間置きに上記除霜運転をおこなうようにしてもよい。
【００３８】
なお、蒸発器（16）の除霜は、上記に限らず、圧縮機（11）からの吐出ガスをバイパス回路により蒸発器（16）に導入しておこなうようにしてもよい。すなわち、冷凍サイクル（10′）を前記図６に対して、同一部分に同一符号を附した図９に示すように、圧縮機（11）と凝縮器（12）との間に三方弁（34）を設けて、分岐するバイパス管（35）を逆止弁（36）を介して毛細管（15）と蒸発器（16）との間に接続し、前記蓄電池（５）による圧縮機（11）の駆動で、除霜の際には、回路の切り替えにより、圧縮機（11）からの高温のガス冷媒を導入することによって蒸発器（16）を除霜するものである。
【００３９】
このようにすれば、すみやかに除霜を完了させることができ、使用者に対しても除霜の影響をより少なくすることができる。
【００４０】
上記により、使用者が希望する場合で、起動ボタンを押圧操作することで、冷却ユニット（２）は駆動し、温調室（25）で生成された冷気を吹き出すことにより冷却マット（６）あるいは後部キャビン（４）などの仮眠空間は冷却されることになり、トラックや乗用車などの自動車の車内で仮眠する場合に、使用者は速やかに冷風による涼しい雰囲気が得られ、快適に仮眠をとることができるものである。同時に、高温多湿時の使用などで蒸発器（16）の着霜量が多くなり除霜が必要となった場合には、適当なタイミングで効果的に、且つ、すみやかに除霜をおこなうことができる。
【００４１】
なお、上記各構成における冷却対象物としての前記冷却マット（６）は、内部の空洞内に冷気を導入することにより、その上部や内部に入る人体を冷却するものであるが、冷却対象物はこれに限るものではなく、その形態や設置スペースから、冷却ユニット（２）と冷却対象物とが一体化できない構成のものであればよい。
【００４２】
また、上記各実施例については冷却ユニット（２）で冷気を生成し、これを冷却対象物である冷却マット（６）側に吹き出す構成を説明したが、前記冷気とは逆に暖気を生成し、この暖気に吹き出しにより対象物を加温するようにしてもよく、その場合には、特に図示しないが、前記冷凍サイクル（10）における圧縮機（11）の上流側と下流側とを連結するように四方弁を設け、冷媒流路を切り換えることで前記蒸発器（16）を高温側の熱交換器である凝縮器として使用し、この高温となった蒸発器（16）による暖気を吹き出すようにすればよい。
【００４３】
そしてまた、上記各実施例においては、トラックなどの車内で使用する温度調節装置（１）について説明したが、本発明は、前記車載用に限らず、家庭における個人用や病院用としても活用できるものであり、屋外用としても広く展開して使用できるものである。そして、これらの対象物から電源は電池に限らず交流電源を使用するものでもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  温度調節装置          ２  冷却ユニット          ３  運転席
４  後部キャビン          ５  蓄電池                ６  冷却マット
６ａ  冷気取り入れ口      ６ｂ  戻り口              ６ｃ  循環風路
９  機械室                10  冷凍サイクル          11  圧縮機
12  凝縮器                13  放熱ファン            16  蒸発器
19  排気口                25  温調室                26  循環ファン
27  露受け樋              28  吹き出し風路          29  戻り風路
30  延長ダクト            31  空気温センサー        32  室温センサー
33  温度センサー          34  三方弁                35  バイパス管
Ａ  使用者
【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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