(57)【要約】【課題】運転手が仮眠をとろうとする場合は交流電源を利用することで冷却装置への入力を自動的に切り替えて駆動を継続できるとともに、冷却装置作動のために車のエンジン駆動を継続することなくこれを停止することができ、蓄冷材を使用することなく、簡単な制御構成で快適な運転室の冷却作用が得られる車載用冷却装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクルの一環をなす交流駆動型の車載用の圧縮機５と、圧縮機の放熱ファン８および冷気を室内に吹き出す冷気循環ファン11と、運転時に充電可能な蓄電池16と、蓄電池の直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ15と、圧縮機の駆動入力をＤＣ／ＡＣコンバータの出力電圧またはＡＣ１００Ｖ電圧のいずれかに切り替える切替え回路13とを備え、車の運転時には、蓄電池の直流電圧をＤＣ／ＡＣコンバータによる交流電圧で圧縮機を駆動し、車外供給が可能なときは、商用交流電圧18で直接圧縮機を駆動させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮器や蒸発器とともに冷凍サイクルの一環をなす交流駆動型の車載用圧縮機と、前記圧縮機を冷却する放熱ファンおよび前記蒸発器で生成される冷気を室内に吹き出す冷気循環ファンと、車の運転時に充電可能な蓄電池と、この蓄電池の直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣコンバータと、前記圧縮機の駆動入力をＤＣ／ＡＣコンバータの出力電圧またはＡＣ１００Ｖ電圧のいずれかに切り替える切替え回路とを備え、車の運転時には、前記蓄電池の直流電圧をＤＣ／ＡＣコンバータによって変換された交流電圧で前記圧縮機を駆動し、車外からの供給が可能なときには、商用の交流電圧で直接圧縮機を駆動させるようにしたことを特徴とする車載用冷却装置。
【請求項２】
ＤＣ／ＡＣコンバータは、矩形波による擬似交流電圧を出力することを特徴とする請求項１記載の車載用冷却装置。
【請求項３】
放熱ファンおよび冷気循環ファンは直流ファンとし、蓄電池による駆動以外の交流電圧による駆動時は、整流回路により整流した直流電源によって運転制御することを特徴とする請求項１記載の車載用冷却装置。
【請求項４】
放熱ファンおよび冷気循環ファンは交流ファンとし、交流電圧による駆動時以外の蓄電池による駆動時はＤＣ／ＡＣコンバータの出力に接続して運転制御することを特徴とする請求項１記載の車載用冷却装置。
【請求項５】
切替え回路は、通常は蓄電池からのＤＣ／ＡＣコンバータに接続されており、交流電圧の入力があった場合には、リレーにより自動的に交流電源側に切り替わることを特徴とする請求項１記載の車載用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラックなど車の運転席を冷却する車載用冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍車用の冷凍装置において、通常の走行中は、エンジン運転による発電機の出力で圧縮機を駆動して冷凍庫を冷却し、荷下ろし時でエンジンを停止したときには商用電源により電力の供給を受けて冷却するが、商用電源を利用できないときには、短時間であることから車載のバッテリーにより圧縮機を運転するものが特許文献１に示されている。
【０００３】
一方、長距離トラックなどの車における運転席を冷却する手段としてはエアコンが用いられてきたが、この場合はエンジンを止めるとエアコンも停止してしまうので、休憩時などでエンジンを停止したときに運転室を冷却する方法としては、エンジンの運転中にエアコンの冷気で蓄冷材を冷却しておき、エンジンを停止した時には蓄冷材に保持された冷却力による冷気を運転室内に循環させて冷却することが考えられていた。
【特許文献１】特開２０００−２８３６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載の冷凍装置は、冷凍車における冷凍庫の冷凍装置であるとともに、エンジン運転による発電機の出力と商用電源とバッテリで圧縮機を駆動し、バッテリの出力と発電機による出力との関係を制御してバッテリの消耗を抑えるものであるが、相互の運転切替えに関しては考慮されておらず、バッテリによる運転切替えも自動ではなく手動でスイッチを作動させなければならないものであった。また、蓄冷材の冷却力を用いる前記方法では、エアコン運転時の蓄冷時に蓄冷剤の表面に多量の結露が発生し、その湿気がファンの回転による循環風に乗って流入することから運転室内の湿度が高くなり快適な環境にはならなかった。さらに、蓄冷材をエアコンの冷気で冷却するための装置が大きく複雑になり、設置構成や撤去作業が煩雑になる不具合があった。
【０００５】
本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、車の運転手が仮眠をとろうとする場合は交流電源を利用することで冷却装置への入力を自動的に切り替えて駆動を継続できるとともに冷却装置を作動させるために車のエンジンを駆動継続することなくこれを停止することができ、蓄冷材などを使用することがなく、簡単な制御構成で快適な運転室の冷却作用が得られる車載用冷却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】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の車載用冷却装置は、凝縮器や蒸発器とともに冷凍サイクルの一環をなす交流駆動型の車載用圧縮機と、前記圧縮機を冷却する放熱ファンおよび前記蒸発器で生成される冷気を室内に吹き出す冷気循環ファンと、車の運転時に充電可能な蓄電池と、この蓄電池の直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣコンバータと、前記圧縮機の駆動入力をＤＣ／ＡＣコンバータの出力電圧またはＡＣ１００Ｖ電圧のいずれかに切り替える切替え回路とを備え、車の運転時には、前記蓄電池の直流電圧をＤＣ／ＡＣコンバータによって変換された交流電圧で前記圧縮機を駆動し、車外からの供給が可能なときには、商用の交流電圧で直接圧縮機を駆動させるようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車庫や倉庫など電源事情のよい場所では、簡単な構成で、蓄電池を充電していなくても交流電源によって冷却装置を駆動させることができ、アイドリングストップして燃料の消費を低減させるとともに地球環境の保護に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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の構成ブロック図に概略構成を示す車載用の冷却装置（１）は、トラックなどの車両における運転室（２）の後部に搭載されており、冷気の吹出し口（３）と吸込み口（４）を介して連通している運転室（２）内に冷気を供給してこれを冷却するように設けられている。
【０００９】
前記冷却装置（１）を形成する冷凍サイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機（５）と、冷媒管の周囲に熱交換フィンを固着して形成した凝縮器（６）と、前記凝縮器（）と概ね同様に形成した蒸発器（７）とを環状に接続してなり、圧縮機（５）から吐出された高温高圧の冷媒は凝縮器（６）で凝縮され、凝縮された冷媒は減圧装置から蒸発器（７）に導入されて蒸発し、蒸発気化した冷媒は圧縮機（５）に戻って再び圧縮され吐出するサイクルを形成している。
【００１０】
前記圧縮機（５）および凝縮器（６）の近傍には放熱ファン（８）を設置しており、圧縮機（５）の運転時にはこれに同期して前記放熱ファン（８）を駆動し、外気を吸引して高温となる圧縮機（５）および凝縮器（６）に吹き付けて冷却し、凝縮作用を促進させ、熱交換した空気を本体外部に放出するようにしている。
【００１１】
また、蒸発器（７）は、断熱壁（10）で区画形成された冷却室（９）内に設置されており、減圧装置からの液冷媒を受けてこれを管内で蒸発させることにより低温化するものであって、蒸発器（７）部分を通過することで熱交換により生成された冷気は、冷気循環ファン（11）により前記吹出し口（３）から外部、本実施例の場合はトラックの運転室（２）に吐出される。
【００１２】
そして、運転室（２）内を循環した冷気は吸込み口（４）から冷却室（９）内に吸い込まれ、再び前記蒸発器（７）と熱交換することで低温冷気となり、冷気循環ファン（11）による冷気循環をおこなうものである。
【００１３】
前記圧縮機（５）は、車載用としてのＡＣ１００Ｖ駆動タイプであり、道路上を走行中などの通常時は、リレー（12）によりその接点を切り替える切替え回路Ａ（13）を介してＤＣ／ＡＣコンバータ（15）に接続されており、車のエンジン駆動によって運転時に充電されている蓄電池（16）の直流電圧を電源として、ＤＣ／ＡＣコンバータ（15）で擬似１００Ｖに昇圧した出力で駆動されるようにしている。
【００１４】
前記放熱ファン（８）および冷気循環ファン（11）を駆動するファンモータ（８ａ）（11ａ）は、動作電圧を前記蓄電池（16）の出力電圧と同一にした直流駆動型としており、通常時は切替え回路Ｂ（17）により前記蓄電池（16）の直流電源を出力として駆動制御されることから、冷凍サイクルを蓄電池（16）の直流電源により運転して、冷気を運転室（２）に吹き出しこれを冷却する。
【００１５】
しかして、仮眠する場合などで倉庫や車庫などの交流電源の供給が受けられる場所に停車した際には、ＡＣ１００Ｖの交流電源（18）を供給すると、リレー（12）の動作により切替え回路Ａ（13）はＤＣ／ＡＣコンバータ（15）側から交流電源（18）側に切り替わるので、前記圧縮機（５）は切り替わった交流電源（18）側により、自動的に、且つ直接的に継続して駆動されることになる。
【００１６】
一方、前記リレー（12）への通電により、切替え回路Ｂ（17）の接点は、蓄電池（16）側の回路を遮断して交流電源（18）側に自動的に切り替わるが、切替え回路Ｂ（17）と交流電源（18）との間には整流回路（19）を設けており、冷気循環ファン（11）および放熱ファン（８）のファンモータ（11ａ）（８ａ）は、整流回路（19）によりＡＣ１００Ｖの交流電圧は整流され、生成された直流電圧によって駆動される。
【００１７】
それゆえ、商用交流電源（18）に接続した場合は、圧縮機（５）や冷気循環ファン（11）、放熱ファン（８）は自動的に交流電源側の回路に切り替わり、それぞれ的確な電圧により駆動されるので、使用者が切り替えを作業を意識せずともよく、利便性を向上させることができるものであり、前記冷気循環ファン（11）および放熱ファン（８）を形成する直流のファンモータ（11ａ）（８ａ）は、制御性がよく、電圧を変えるだけで回転数を変更できるため、特に、これを冷気循環ファン（11）に使用した場合は、風量の変更により冷房能力を可変的に調節することができる利点がある。
【００１８】
前記により、たとえ蓄電池（16）が充電されていない状態であっても、車外から交流電源を供給できる環境であれば、圧縮機（５）を駆動して冷凍サイクルを運転することができるとともに、放熱ファン（８）および冷気循環ファン（11）を駆動して、圧縮機（５）や凝縮器（６）を空冷し、冷気を運転室（２）内に供給して冷却することができるものであり、冷房空気を供給するために車のエンジンをアイドリングさせる必要がないので、余分な燃料消費を抑制し、環境汚染を防ぐことができる。
【００１９】
前記実施例において、圧縮機（５）は、モーターで構成されているため、周波数の違いによって能力に差が生じるが、蓄電池（16）による直流電源を使用するときにＡＣ１００Ｖを生成するＤＣ／ＡＣコンバータ（15）の駆動周波数を、日本における商用周波数である５０Ｈｚと６０Ｈｚとの中間値である５５Ｈｚにすると、東日本と西日本のいずれに移動した場合でもＤＣ／ＡＣコンバータ（15）と商用周波数の差を５Ｈｚに抑えることができるので、蓄電池（16）使用時とＡＣ１００Ｖ電源（18）使用時との能力差を小さく抑えることができ、冷房性能のばらつきを少なくすることができる。
【００２０】
また、前記蓄電池（16）の使用時における直流電源からＡＣ１００Ｖを生成するＤＣ／ＡＣコンバータ（15）の１００Ｖ出力波形は、商用周波数と同じ正弦波ではなく、矩形波とするとよい。すなわち、直流電圧から交流電圧を作る場合は、直流電圧をスイッチングして矩形波による擬似的な交流波形を作るのが一般的であるが、これを商用電源と同じ正弦波にするためには、容量の大きなコイルとコンデンサが必要であり、そのための設置スペースとコストが余分に必要になる。これに対して、矩形波であればそれが不要になるものである。
【００２１】
前記に関し、図２に、矩形波インバータ回路の一例を示す。発振回路（21）は可変抵抗（ＶＲ１）で周波数が変更できる矩形波発振回路であり、ドライバー段のＴＲ１とＴＲ２とを交互にオンオフするようにしている。そして、ＴＲ１がオフ、ＴＲ２がオンのとき、電流はスイッチング回路（22）におけるＴＲ３からトランス、さらにＴＲ６へと流れるものであり、ＴＲ１がオン、ＴＲ２がオフのときは、電流はＴＲ５からトランス、ＴＲ４へと流れる。このとき、トランスを流れる電流の向きは逆になるため、トランスには矩形波の交流が発生し、トランスの２次側には昇圧された１１０Ｖの矩形波が出力されるものである。
【００２２】
また、本実施例では、前記蓄電池（16）の使用時における直流電源からＡＣ１００Ｖを生成するＤＣ／ＡＣコンバータ（15）の出力周波数は、商用周波数付近で可変可能としている。そして、ＤＣ／ＡＣコンバータ（15）の出力周波数を可変し、圧縮機（５）の回転数を可変することによって、オンオフ制御に比べてより細かな制御が可能となるものであり、冷却能力を連続的に変化することができるばかりでなく、オンオフ制御におけるオン時の突入電力がなくなることから消費電力も低減することができる。
【００２３】
なお、前記冷気循環ファン（11）および放熱ファン（８）については、それぞれの風量を可変にせずオンオフ切り替え程度の制御でもよい場合は、これらのファンモータを動作電圧がＡＣ１００Ｖの交流ファンモータ（11ｂ）（８ｂ）としてもよい。この場合は、図１と同一部分に同一符号を附した図３の構成ブロック図に示すように、蓄電池（16）による駆動時には前記ファンモータ（11ｂ）（８ｂ）をＤＣ／ＡＣコンバータ（15）の出力に接続し、交流電源による駆動時には交流１００Ｖ電源（18）に直接接続するものであり、このように構成すれば、交流ファンは直流ファンに比べて安価であることから、製品コストの低減をはかることができる。
【００２４】
また、前記各実施例においては、冷却対象物をトラックの運転室（２）としたが、対象物はこれに限るものではなく、他の種々の車両における適宜の部分の冷却装置に採用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の１実施形態を示す冷却装置の構成ブロック図である。
【図２】図１の矩形波コンバータ回路の一例を示す回路図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す冷却装置の構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  車載用冷却装置        ２  運転室                ３  冷気吹出し口
４  吸込み口              ５  圧縮機                ６  凝縮器
７  蒸発器                ８  放熱ファン            ９  冷却室
10  断熱壁                11  冷気循環ファン
11ａ、12ａ  直流ファンモータ            11ｂ、12ｂ  交流ファンモータ
12  リレー                13  切替え回路Ａ          15  ＤＣ／ＡＣコンバータ
16  蓄電池                17  切替え回路Ｂ          18  交流電源
19  整流回路              21  発振回路              22  スイッチング回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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