(57)【要約】【課題】ユニット構成部品の汎用性を高めることによって、コスト競争力を向上することができる発電駆動式輸送用冷凍ユニットを提供することを目的とする。【解決手段】サブエンジン２で駆動される三相交流発電機３を備え、該三相交流発電機３で発電された電力によって、ユニットを構成するＡＣ系統機器６，７およびＤＣ系統機器１２，１３が駆動可能とされている発電駆動式輸送用冷凍ユニット１において、ＡＣ系統機器６，７の１つであるＡＣ電動機７を介して駆動されるオルタネータ１６を設け、該オルタネータ１６からの電力でバッテリ１４を充電し、その電力でＤＣ系統機器１２，１３が駆動可能な構成とされている。【選択図】図１
2014051125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サブエンジンで駆動される三相交流発電機を備え、該三相交流発電機で発電された電力によって、ユニットを構成するＡＣ系統機器およびＤＣ系統機器が駆動可能とされている発電駆動式輸送用冷凍ユニットにおいて、
前記ＡＣ系統機器の１つであるＡＣ電動機を介して駆動されるオルタネータを設け、
該オルタネータからの電力でバッテリを充電し、その電力で前記ＤＣ系統機器が駆動可能な構成とされていることを特徴とする発電駆動式輸送用冷凍ユニット。
【請求項２】
前記ＡＣ電動機が、コンデンサに外気を送風するファンモータとされていることを特徴とする請求項１に記載の発電駆動式輸送用冷凍ユニット。
【請求項３】
前記オルタネータが、前記ＡＣ電動機の近傍に配設され、ベルトおよびプーリを介して駆動可能とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の発電駆動式輸送用冷凍ユニット。
【請求項４】
前記三相交流発電機から前記ＡＣ系統機器およびＤＣ系統機器への交流電力系統に、外部商用電源からの交流電力が給電可能とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の発電駆動式輸送用冷凍ユニット。
【請求項５】
前記オルタネータが、前記バッテリの充電状態およびユニットの消費電力を見ながらオンオフ制御される構成とされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の発電駆動式輸送用冷凍ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サブエンジンにより駆動される三相交流発電機で発電された電力でユニットを駆動する発電駆動式輸送用冷凍ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍車両やトレーラ等に搭載される従来の発電駆動式輸送用冷凍ユニットでは、サブエンジンにより三相交流発電機を駆動し、その三相交流発電機で発電された三相交流電力によって、ユニットを構成するＡＣ系統側の機器、すなわち電動圧縮機やコンデンサ用ファンモータ等を駆動するとともに、ＡＣ／ＤＣコンバータにより三相交流電力を直流電力に変換し、その直流電力によって、ユニットを構成するＤＣ系統側の機器、すなわちコントローラや電磁弁等を駆動する構成を採っていた。
【０００３】
上記の如く構成は、特許文献１の車両における給電装置に示されている。つまり、特許文献１には、エンジンと連動するオルタネータ（三相交流発電機）から出力される三相交流電力をそのままＡＣ系統側の電気負荷に給電するとともに、三相交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータにより直流電力に変換し、その直流電力をＤＣ系統側の電気負荷およびバッテリに給電する構成とした給電装置が開示されている。このように、従来、三相交流電力の直流電力への変換には、一般にＡＣ／ＤＣコンバータが用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１４０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発電駆動式輸送用冷凍ユニットの如く、冷凍車両等に搭載されるユニットに用いられるＡＣ／ＤＣコンバータの場合、耐振性が求められるうえに、用途について特殊性が高く、専用設計のコンバータとする必要があり、しかも量産効果をそれ程期待できないこともあって、コスト的に非常に高価なものとならざるを得ず、代替手段の開発が望まれていた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ユニット構成部品の汎用性を高めることによって、コスト競争力を向上することができる発電駆動式輸送用冷凍ユニット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】
【０００７】
上記した課題を解決するために、本発明の発電駆動式輸送用冷凍ユニットは、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる発電駆動式輸送用冷凍ユニットは、サブエンジンで駆動される三相交流発電機を備え、該三相交流発電機で発電された電力によって、ユニットを構成するＡＣ系統機器およびＤＣ系統機器が駆動可能とされている発電駆動式輸送用冷凍ユニットにおいて、前記ＡＣ系統機器の１つであるＡＣ電動機を介して駆動されるオルタネータを設け、該オルタネータからの電力でバッテリを充電し、その電力で前記ＤＣ系統機器が駆動可能な構成とされていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、サブエンジンにより駆動される三相交流発電機で発電された電力によって、ユニットを構成するＡＣ系統機器およびＤＣ系統機器が駆動可能とされている発電駆動式輸送用冷凍ユニットにあって、ＡＣ系統機器の１つであるＡＣ電動機を介して駆動されるオルタネータを設け、該オルタネータからの電力でバッテリを充電し、その電力でＤＣ系統機器が駆動可能な構成とされているため、コントローラや電磁弁等のＤＣ系統機器を、ＡＣ電動機により駆動されるオルタネータから出力された直流電力でバッテリを充電し、そのバッテリからの電力によって駆動することができる。従って、耐振性の確保等もあって特殊仕様となる高価なＡＣ／ＤＣコンバータを用いることなく、安価な汎用のオルタネータを用いて交流電力を直流電力に変換することにより、ＤＣ系統機器を駆動することができ、ユニット構成部品の汎用性を高め、実施の容易化、コスト競争力の向上等を図ることができる。
【０００９】
さらに、本発明の発電駆動式輸送用冷凍ユニットは、上記の発電駆動式輸送用冷凍ユニットにおいて、前記ＡＣ電動機が、コンデンサに外気を送風するファンモータとされていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ＡＣ電動機が、コンデンサに外気を送風するファンモータとされているため、三相交流発電機で発電された交流電力により、ＡＣ電動機とされているコンデンサ用のファンモータを駆動し、そのファンモータでオルタネータを駆動することによって直流電力を出力することができる。従って、三相交流発電機からの交流電力をコンデンサ用ファンモータで駆動される汎用のオルタネータを介して直流電力に変換し、特殊仕様のＡＣ／ＤＣコンバータを用いることなく、ＤＣ系統機器を駆動することが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明の発電駆動式輸送用冷凍ユニットは、上述のいずれかの発電駆動式輸送用冷凍ユニットにおいて、前記オルタネータが、前記ＡＣ電動機の近傍に配設され、ベルトおよびプーリを介して駆動可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、オルタネータが、ＡＣ電動機の近傍に配設され、ベルトおよびプーリを介して駆動可能とされているため、ＡＣ電動機に近接してオルタネータを配設することにより、オルタネータをベルトおよびプーリを介してＡＣ電動機で簡易に回転駆動することができる。従って、ＤＣ系統機器の駆動源としてオルタネータの採用を容易化し、その構成の簡素化および低コスト化を図ることができる。
【００１３】
さらに、本発明の発電駆動式輸送用冷凍ユニットは、上述のいずれかの発電駆動式輸送用冷凍ユニットにおいて、前記三相交流発電機から前記ＡＣ系統機器および前記ＤＣ系統機器への交流電力系統に、外部商用電源からの交流電力が給電可能とされていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、三相交流発電機からＡＣ系統側機器およびＤＣ系統側機器への交流電力系統に、外部商用電源からの交流電力が給電可能とされているため、サブエンジンを停止しなければならない場合であっても、ユニットを外部商用電源に繋ぐことにより、商用電源から給電される交流電力で三相交流発電機を電源とした場合と同様に、ユニットのＡＣ系統機器およびＤＣ系統機器を駆動することができる。従って、サブエンジン駆動の三相交流発電機または外部商用電源のいずれを電源とした場合にも、冷凍ユニットを支障なく運転することができる。
【００１５】
さらに、本発明の発電駆動式輸送用冷凍ユニットは、上述のいずれかの発電駆動式輸送用冷凍ユニットにおいて、前記オルタネータが、前記バッテリの充電状態およびユニットの消費電力を見ながらオンオフ制御される構成とされていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、オルタネータが、バッテリの充電状態およびユニットの消費電力を見ながらオンオフ制御される構成とされているため、オルタネータをユニット側での消費電力とバッテリの充電状態（ＳＯＣ）に応じてオンオフ制御することにより、オルタネータの運転を必要最小限に抑えることができる。従って、オルタネータで無駄に動力を消費することなく、ユニットのＡＣ系統機器およびＤＣ系統機器に対して適正な給電を効率よく行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、コントローラや電磁弁等のＤＣ系統機器を、ＡＣ電動機により駆動されるオルタネータから出力された直流電力でバッテリを充電し、そのバッテリからの電力によって駆動することができるため、耐振性の確保等もあって特殊仕様となる高価なＡＣ／ＤＣコンバータを用いることなく、安価な汎用のオルタネータを用いて交流電力を直流電力に変換することにより、ＤＣ系統機器を駆動することができ、ユニット構成部品の汎用性を高め、実施の容易化、コスト競争力の向上等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発電駆動式輸送用冷凍ユニットの概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る発電駆動式輸送用冷凍ユニットの概略構成図である。
【図３】図２に示す発電駆動式輸送用冷凍ユニットのオルタネータをオンオフ制御するフローチャートの一部分図である。
【図４】図２に示す発電駆動式輸送用冷凍ユニットのオルタネータをオンオフ制御するフローチャートの残余部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る発電駆動式輸送用冷凍ユニットの概略構成図が示されている。
本実施形態に係る発電駆動式輸送用冷凍ユニット１は、冷凍ユニット１を駆動するための専用のサブエンジン２と、このサブエンジン２により回転駆動される三相交流発電機３を備えている。
【００２０】
三相交流発電機３で発電された三相交流電力は、コンタクタ４を備えた交流電力系統５を介して冷凍ユニット１のＡＣ系統機器に給電可能とされている。三相交流電力で駆動される冷凍ユニット１のＡＣ系統機器としては、冷凍サイクルを構成する電動圧縮機６や冷凍サイクルを構成するコンデンサに外気を送風するファンモータに適用されるＡＣ電動機７等が挙げられ、これらは、三相交流発電機３からの交流電力系統５にコンタクタ８，９を介して接続されている。また、三相交流発電機３からの交流電力系統５には、コンタクタ１０を介して外部商用電源１１が接続可能とされている。
【００２１】
さらに、冷凍ユニット１には、直流電力によって駆動されるコントローラ１２や電磁弁１３等のＤＣ系統機器が搭載されており、これらＤＣ系統機器に対しては、冷凍ユニット専用のバッテリ（二次電池）１４から直流電気系統１５を介して直流電力が給電可能とされている。また、このバッテリ１４は、オルタネータ１６から出力される直流電力により充電可能な構成とされている。
【００２２】
オルタネータ１６は、バッテリ１４を充電する他に、三相交流発電機３で発電された三相交流電力または外部商用電源１１からの三相交流電力を直流電力に変換する機能を担うものであり、汎用的な自動車用の安価なオルタネータを用いることができる。また、このオルタネータ１６は、コンデンサ用のファンモータに適用されているＡＣ電動機７の近傍に配設されており、三相交流電力で回転駆動されるＡＣ電動機７によりベルト１７およびプーリ１８，１９を介して回転駆動され、直流電力を出力する構成とされている。
【００２３】
斯くして、本実施形態の発電駆動式輸送用冷凍ユニット１によると、サブエンジン２により駆動される三相交流発電機３で発電された三相交流電力または外部商用電源１１からの三相交流電力のいずれかによって、冷凍ユニット１を構成する電動圧縮機６、ＡＣ電動機７等のＡＣ系統機器を駆動するとともに、ＡＣ電動機７によりベルト１７およびプーリ１８，１９を介して回転駆動とされるオルタネータ１６から出力される直流電力でバッテリ１４を充電し、そのバッテリ１４からの電力で冷凍ユニット１を構成するコントローラ１２、電磁弁１３等のＤＣ系統機器を駆動することによって、冷凍ユニット１を運転することができる。
【００２４】
このように、コントローラ１２や電磁弁１３等のＤＣ系統機器を、ＡＣ系統機器の１つであるＡＣ電動機７により駆動されるオルタネータ１６から出力される直流電力でバッテリ１４を充電し、そのバッテリ１４からの電力で駆動することができる。このため、耐振性の確保等もあって特殊仕様となる高価なＡＣ／ＤＣコンバータを用いることなく、安価な汎用の自動車用のオルタネータ１６等を用いて交流電力を直流電力に変換し、その電力でＤＣ系統機器を駆動することができ、従って、ユニット構成部品の汎用性を高め、実施の容易化、コスト競争力の向上等を図ることができる。
【００２５】
また、ＡＣ電動機７が、コンデンサ用のファンモータとされている。このため、三相交流発電機３で発電された交流電力または外部商用電源１１からの交流電力により、ＡＣ電動機７とされているコンデンサ用のファンモータを駆動し、そのファンモータでオルタネータ１６を駆動することにより直流電力を出力することができる。これによって、三相交流発電機３からの交流電力をコンデンサ用ファンモータで駆動される汎用のオルタネータ１６で直流電力に変換し、特殊仕様のＡＣ／ＤＣコンバータを用いることなく、コントローラ１２や電磁弁１３等のＤＣ系統機器を駆動することが可能となる。
【００２６】
また、オルタネータ１６が、ＡＣ電動機７の近傍に配設され、ベルト１７およびプーリ１８，１９を介して駆動可能とされている。このように、ＡＣ電動機７に近接してオルタネータ１６を配設することにより、オルタネータ１６をベルト１７およびプーリ１８，１９を介してＡＣ電動機７で簡易に回転駆動することができる。このため、ＤＣ系統機器の駆動源としてオルタネータ１６の採用を容易化し、その構成の簡素化および低コスト化を図ることができる。
【００２７】
さらに、本実施形態では、三相交流発電機３からＡＣ系統側機器およびＤＣ系統側機器への交流電力系統５に、外部商用電源１１からの交流電力が給電可能とされている。このため、サブエンジン２を停止しなければならない、夜間の駐車時やフェリーでの冷凍車の運航時等であっても、冷凍ユニット１を外部商用電源１１に繋ぐことにより、外部商用電源１１から給電される交流電力で三相交流発電機３を電源とした場合と同様に、冷凍ユニット１のＡＣ系統機器およびＤＣ系統機器を駆動することができる。従って、サブエンジン駆動の三相交流発電機３または外部商用電源１１のいずれを電源とした場合にも、冷凍ユニット１を支障なく運転することができる。
【００２８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図２ないし図４を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、オルタネータ１６をバッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）等を見ながらオンオフ制御する構成としている点が異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態においては、コントローラ１２により、オルタネータ１６をバッテリの充電状態（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）および冷凍ユニット１の消費電力等を見ながらオンオフ制御する構成としている。
【００２９】
ここでは、バッテリ充電状態検知手段（図示省略）によって検知されるバッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）が、満充電に近いＡ−１から順次Ａ−２、Ａ−３と低下する段階において、冷凍ユニット１やＡＣ電動機７の消費電流を電流センサ２０により検出し、オルタネータ１６をオンオフ制御する場合の例について、図３および図４に示される制御フローチャート図に基づいて詳しく説明する。
ステップＳ１のスタート時点である初期状態において、オルタネータ１６によるバッテリ１４の充電はＯＦＦとされており、この状態でステップＳ２に移行し、バッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）を検知・判定してステップＳ３に移行する。
【００３０】
ステップＳ３では、バッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）が満充填に近い閾値Ａ−１以下か否かが判断される。「ＮＯ」の場合、ステップＳ４に進み、オルタネータ１６によるバッテリ１４の充電をＯＦＦとしたまま、ステップＳ２に戻る。一方、「ＹＥＳ」の場合、ステップＳ５に進み、電流センサ２０により冷凍ユニット１全体およびＡＣ電動機７の消費電流を検知・判定してステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、冷凍ユニット１全体およびＡＣ電動機７の消費電流が各々閾値Ｂ，Ｃ以下か否かが判断される。閾値Ｂは、ユニット全体で電力に余裕があるか否かを判断するための閾値であり、閾値Ｃは、ＡＣ電動機７単体で電力（電流）が高いか低いかを判断するための閾値である。
【００３１】
ステップＳ６において、冷凍ユニット１全体の電流値およびＡＣ電動機７の電流値が各々閾値Ｂ，Ｃ以下であれば、「ＹＥＳ」と判断し、ステップＳ７に進み、オルタネータ１６によるバッテリ１４の充電をＯＮとし、ステップＳ２に戻る。また、閾値Ｂ，Ｃを超えておれば、「ＮＯ」と判断し、ステップＳ８に進み、オルタネータ１６によるバッテリ１４の充電をＯＦＦに継続したまま、ステップＳ９に移行する。ここで、再びバッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）を検知・判定してステップＳ１０に移行する。
【００３２】
ステップＳ１０では、バッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）が閾値Ａ−２以下か否かが判断される。「ＮＯ」であれば、オルタネータ１６によるバッテリ１４の充電をＯＦＦに維持したまま、ステップＳ２に戻る。一方、「ＹＥＳ」であれば、ステップＳ１１に進み、電流センサ２０により冷凍ユニット１全体の消費電流を検知・判定してステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２においては、冷凍ユニット１全体の消費電流が閾値Ｂ以下か否かを判断し、「ＹＥＳ」の場合、ステップＳ１３に進み、オルタネータ１６によるバッテリ１４の充電をＯＮとし、ステップＳ９に戻る。「ＮＯ」の場合、ステップＳ１４に進み、オルタネータ１６によるバッテリ１４の充電をＯＦＦに維持したまま、ステップＳ１５に進む。
【００３３】
ステップＳ１５では、再度バッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）を検知・判定してステップＳ１６に進み、バッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）が閾値Ａ−３以下か否かについて判断する。「ＮＯ」であれば、オルタネータ１６によるバッテリ１４の充電をＯＦＦに維持したまま、ステップＳ９に戻り、一方、「ＹＥＳ」であれば、ステップＳ１７に進み、オルタネータ１６によるバッテリ１４の充電をＯＮにして、ステップＳ１５に戻る。以上の動作を繰り返すことにより、冷凍ユニット１の電気負荷による消費電力とバッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）を見ながら、オルタネータ１６をオンオフ制御し、オルタネータ１６の運転を必要最小限に抑えるようにしている。
【００３４】
斯くして、本実施形態のように、ＡＣ電動機７を介して駆動されるオルタネータ１６をバッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）および冷凍ユニット１での消費電力を見ながらオンオフ制御する構成とすることにより、オルタネータ１６の運転を必要最小限に抑えることができる。このため、オルタネータ１６で無駄に動力を消費することなく、冷凍ユニット１のＡＣ系統機器およびＤＣ系統機器に対して適正な給電を効率よく行うことができる。
【００３５】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、冷凍ユニット１を構成するＡＣ系統側の機器として、電動圧縮機６およびＡＣ電動機７、ＤＣ系統側の機器として、コントローラ１２および電磁弁１３を例示したが、これらに限られるものではなく、エバポレータ用ファンモータ等も含まれることはもちろんである。また、ＡＣ電動機７としてコンデンサ用のファンモータを適用し、そのファンモータでオルタネータ１６を駆動する構成とした例について説明したが、他の機器を駆動するＡＣ電動機を搭載しているユニットの場合は、そのＡＣ電動機を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  発電駆動式輸送用冷凍ユニット
２  サブエンジン
３  三相交流発電機
５  交流電力系統
６  電動圧縮機（ＡＣ系統機器）
７  ＡＣ電動機（ＡＣ系統機器）
１１  外部商用電源
１２  コントローラ（ＤＣ系統機器）
１３  電磁弁（ＤＣ系統機器）
１４  バッテリ
１５  直流電力系統
１６  オルタネータ
１７  ベルト
１８，１９  プーリ
２０  電流センサ
【図１】
2014051125.tif 000003
【図２】
2014051125.tif 000004
【図３】
2014051125.tif 000005
【図４】
2014051125.tif 000006