JP7137334B2 - 保冷車両用冷凍機ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、保冷車両用冷凍機ユニットに関する。
保冷車両としては、例えば、トレーラ本体を有するトレーラと、トレーラを牽引するトラクタと、トレーラ本体の前壁の前面側に配置され、トレーラ本体内を冷却する冷凍機ユニット(保冷車両用冷凍機ユニット)と、を備えるものがある(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1には、車両に搭載された冷凍庫の圧縮機を駆動させるインバータと、エンジンにより駆動される発電機と、発電機の出力から制御された直流電圧を生成するコンバータと、バッテリと、コンバータの出力とバッテリの出力をインバータへ切り換え供給する制御部と、を備えた冷凍車両用の電源装置が開示されている。
特許文献1では、バッテリから供給される高電圧(220V)をそのままインバータに出力している。
特許第5457137号公報
ところで、特許文献1では、高電圧のバッテリ(電源)を使用しているため、バッテリの設置位置の自由度が低下する可能性があった。
また、高電圧のバッテリ(電源)、高電圧のバッテリとインバータとを接続する直流高電圧配線、及びインバータからなる構造体は、直流高電圧に対応する構成であるため、安全性を確保する対策を施す必要があった。
そこで、本発明は、電源の設置位置の自由度を高めることが可能で、かつ交流高電圧に対応する構成の安全性を確保することの可能な保冷車両用冷凍機ユニットを提供することを目的とする。
このように、前室の後方に配置された後室に昇圧コンバータ及びインバータを配置させることで、第1の仕切り板の奥側に昇圧コンバータ、インバータ、及び第1の直流高電圧配線を配置することが可能となる。これにより、直流高電圧に対応する構成の安全性をさらに高めることができる。
本発明の一態様に係る保冷車両用冷凍機ユニットは、直流低電圧を供給する低電圧直流電源と、前記低電圧直流電源と接続され、直流低電圧を直流高電圧に昇圧させる昇圧コンバータと、前記昇圧コンバータと電気的に接続され、前記直流高電圧を交流高電圧に変換するインバータと、前記昇圧コンバータと前記インバータとを接続する第1の直流高電圧配線と、前記インバータと電気的に接続され、かつ冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機により圧縮された冷媒を冷却する室外熱交換器、外気を取り込む室外熱交換ファン、及び冷却された前記冷媒を用いて前記外気を冷却する室内熱交換器を有する冷凍サイクルと、前記昇圧コンバータ、前記インバータ、及び前記第1の直流高電圧配線を収容する電装箱と、を備え、交流高電圧を供給する高電圧交流電源と、前記高電圧交流電源と接続された電磁接触器と、前記電磁接触器を介することで前記高電圧交流電源と接続され、前記交流高電圧を直流高電圧に変換するAC/DCコンバータと、前記AC/DCコンバータと前記第1の直流高電圧配線とを接続する第2の直流高電圧配線と、をさらに備え、前記電装箱内に、前記電磁接触器、前記AC/DCコンバータ、及び前記第2の直流高電圧配線をさらに収容させている。
このように、電装箱内に、電磁接触器、AC/DCコンバータ、及び第2の直流高電圧配線を収容させることで、直流高電圧に対応する構成(電磁接触器、AC/DCコンバータ、及び第2の直流高電圧配線)の安全性を高めることができる。
また、上記本発明の一態様に係る保冷車両用冷凍機ユニットにおいて、前記低電圧直流電源は、前記昇圧コンバータと電気的に接続された発電機と、バッテリと、を有しており、第1の直流低電圧配線を介して、前記バッテリと接続されたコントローラ及びアクチュエータと、第3の直流高電圧配線を介して、前記第2の直流高電圧配線と電気的に接続されるとともに、第2の直流低電圧配線を介して前記第1の直流低電圧配線と接続され、前記第2の直流高電圧配線から供給された前記直流高電圧を直流低電圧に変換する降圧コンバータと、をさらに備え、前記電装箱内に、前記降圧コンバータ、及び前記第3の直流高電圧配線をさらに収容させてもよい。
このように、電装箱内に、降圧コンバータ、及び第3の直流高電圧配線を収容させることで、直流高電圧に対応する構成の安全性を高めることができる。
また、上記本発明の一態様に係る保冷車両用冷凍機ユニットにおいて、前記電装箱は、該電装箱内を前室と後室とに区画する第1の仕切り板に設けられ、前記前室を右室と左室とに区画する第2の仕切り板を有し、前記右室及び前記左室のうち、一方の室に前記電磁接触器を配置させ、他方の室に前記コントローラを配置させてもよい。
このように、右室及び左室のうち、一方の室に電磁接触器を配置させ、他方の室にコントローラを配置させることで、第2の仕切り板により、直流と交流との間で発生するノイズを低減することができる。
本発明によれば、電源の設置位置の自由度を高めることができるとともに、交流高電圧に対応する構成の安全性を確保することができる。
本発明の第1の実施形態に係る保冷車両用冷凍機ユニットを備えた保冷車両の概略構成を示す斜視図である。 図1に示すトレーラ本体の上部をA視(正面視)した図であり、箱体を点線で示すことで、箱体内の構造を分かりやすくした図である。 図2に示す構造体をA-A線及びB-B線で切断した際の平面図である。 図1に示す発電機及びバッテリと箱体内に収容された構成要素との接続関係を模式的に示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る保冷車両用冷凍機ユニットを模式的に示す図である。 発電機、バッテリ、及び商用電源と箱体内に収容された構成要素との接続関係を模式的に示す図である。
(第1の実施形態)
図1を参照して、第1の実施形態の保冷車両10について説明する。図1では、保冷車両用冷凍機ユニット14を簡略化して図示する。図1において、Xは保冷車両10の長さ方向、YはX方向に対して直交する保冷車両10の幅方向、Z方向はX方向及びY方向に対して直交する保冷車両10の高さ方向をそれぞれ示している。
保冷車両10は、トラクタ11と、トレーラ12と、保冷車両用冷凍機ユニット14と、を備える。
トラクタ11は、運転席であるキャブ17と、走行用エンジン(図示せず)と、発電機18(オルタネータ)と、を有する。
キャブ17は、走行用エンジンの上方に配置されている。
発電機18は、走行用エンジンによって回転させられることで発電する。発電機18は、保冷車両用冷凍機ユニット14の構成要素のうちの1つである。発電機18は、低電圧直流電源であり、直流低電圧を生成する。
上記構成とされたトラクタ11は、トレーラ12を牽引する。
図1及び図2を参照して、トレーラ12について説明する。図2において、図1に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
トレーラ12は、トレーラ本体22と、シャーシ23と、バッテリ25と、を有する。
トレーラ本体22は、シャーシ23によって下方から支持された箱型のコンテナである。トレーラ本体22は、X方向に延びており、内部には貨物(図示せず)を収容する空間が形成されている。
トレーラ本体22は、トラクタ11側に配置された前壁22Aと、前壁22Aの上端と接続された天壁22Bと、Y方向において対向配置され、前壁22A及び天壁22Bと接続された横壁22C,22Dと、を有する。
前壁22Aは、トレーラ本体22の外側に配置され、保冷車両用冷凍機ユニット14を構成する箱体31が固定される前面22Aaを有する。
シャーシ23は、トレーラ本体22の下面に設けられている。シャーシ23は、X方向に延びている。
バッテリ25は、シャーシ23の後部に設けられている。バッテリ25は、低電圧直流電源であり、例えば、28Vの直流低電圧を生成する。
上述したように、電源である発電機18及びバッテリ25として、低電圧直流電源を用いることで、発電機18及びバッテリ25の設置位置の自由度を高めることができる。
保冷車両用冷凍機ユニット14は、箱体31と、冷凍サイクル33と、電装箱35と、低電圧DC負荷を構成するアクチュエータ37及びコントローラ38と、第1の直流低電圧配線41と、昇圧コンバータ43と、第1の直流高電圧配線44と、インバータ46と、を有する。
箱体31は、前壁22Aの前面22Aaの上部に設けられている。箱体31は、収容空間31Aと、外気取り込み口31Bと、を有する。
収容空間31Aは、箱体31の内側に形成されている。外気取り込み口31Bは、箱体31の天板に形成されている。外気取り込み口31Bは、箱体31の外側の外気を収容空間31A内に取り込む。
冷凍サイクル33は、アキュムレータ53と、圧縮機55と、室外熱交換ファン57と、室外熱交換器59と、レシーバ61と、膨張弁63,64と、室内熱交換器66,67と、室内熱交換ファン71,72と、を有する。
アキュムレータ53は、箱体31内に収容されている。アキュムレータ53は、室内熱交換器66,67内を通過した冷媒を受け取ることが可能な状態で室内熱交換器66,67と接続されている。
圧縮機55は、箱体31内に収容されており、インバータ46、及びアキュムレータ53と接続されている。圧縮機55は、インバータ46を介して供給される交流高電圧により駆動される。圧縮機55は、冷媒を圧縮する。
室外熱交換ファン57は、外気取り込み口と対向するように、箱体31内に収容されている。室外熱交換ファン57は、箱体31内に外気を取り込む。
室外熱交換器59は、箱体31内に収容されている。室外熱交換器59は、圧縮機55により圧縮された冷媒(以下、「圧縮冷媒」という)を受け取ることが可能な状態で、圧縮機55と接続されている。
室外熱交換器59は、室外熱交換ファン57から供給される外気を用いて、圧縮機55から供給された圧縮冷媒を冷却する。室外熱交換器59は、冷却した圧縮冷媒(以下、「冷却冷媒」という)をレシーバ61に供給可能な状態でレシーバ61と接続されている。
レシーバ61は、膨張弁63,64に冷却された冷媒を供給可能な状態で、膨張弁63,64と接続されている。膨張弁63,64は、トレーラ本体22内に収容されている。
膨張弁63は、横壁22Cと前壁22Aとで形成される角部の上部(天壁22Bに近い部分)に配置されている。膨張弁63は、レシーバ61から供給された冷却冷媒を膨張(減圧)させる。膨張弁63は、膨張させた冷却冷媒を室内熱交換器66に供給可能な状態で、室内熱交換器66と接続されている。
膨張弁64は、横壁22Dと前壁22Aとで形成される角部の上部(天壁22Bに近い部分)に配置されている。膨張弁64は、レシーバ61から供給された冷却冷媒を膨張(減圧)させる。膨張弁64は、膨張させた冷却冷媒を室内熱交換器67に供給可能な状態で、室内熱交換器67と接続されている。
室内熱交換器66,67は、トレーラ本体22内に収容されている。
室内熱交換器66は、膨張弁63の近く(つまり、横壁22Cの上部)に配置されている。室内熱交換器66は、膨張された冷媒を用いて、トレーラ本体22内の空気を冷却する。
室内熱交換器67は、膨張弁64の近く(つまり、横壁22Dの上部)に配置されている。室内熱交換器67は、膨張された冷媒を用いて、トレーラ本体22内の空気を冷却する。
室内熱交換ファン71,72は、トレーラ本体22内に収容されている。
室内熱交換ファン71は、室内熱交換器66の近く(つまり、横壁22Cの上部)に配置されている。室内熱交換ファン71は、室内熱交換器66により冷却された空気をトレーラ本体22内に供給することで、トレーラ本体22内を冷却する。
室内熱交換ファン72は、室内熱交換器67の近く(つまり、横壁22Dの上部)に配置されている。室内熱交換ファン72は、室内熱交換器67により冷却された空気をトレーラ本体22内に供給することで、トレーラ本体22内に形成された空間を冷却する。
電装箱35は、箱体31内に収容されている。電装箱35は、箱本体76と、蓋体77と、第1の仕切り板79と、を有する。
箱本体76の背面は、箱体31のうち、前面22Aaと対向する部分の内面に固定されている。箱本体76は、前面側が開放されている。
蓋体77は、箱本体76の前面側に着脱可能な状態で箱本体76に取り付けられている。箱本体76に蓋体77が取り付けられた状態で、箱本体76及び蓋体77からなる構造体の内側には、空間81が形成されている。
第1の仕切り板79は、箱本体76内に収容されている。第1の仕切り板79は、空間81を、蓋体77側に配置された前室81Aと、前室81Aの後方(前壁22A側)に配置された後室81Bと、に区画している。
前室81Aは、コントローラ38が配置される空間である。後室81Bは、昇圧コンバータ43、第1の直流高電圧配線44、及びインバータ46が配置される空間である。
このように、昇圧コンバータ43、インバータ46、及び第1の直流高電圧配線44を収容する電装箱35を有することで、直流高電圧に対応する構成(具体的には、昇圧コンバータ43、インバータ46、及び第1の直流高電圧配線44)の安全性を確保することができる。
また、前室81Aの後方に配置された後室81Bに昇圧コンバータ43、インバータ46、及び第1の直流高電圧配線44を配置させることで、第1の仕切り板79の奥側に昇圧コンバータ43、インバータ46、及び第1の直流高電圧配線44を配置することが可能となる。これにより、直流高電圧に対応する構成の安全性をさらに高めることができる。
アクチュエータ37は、箱体31の内側で、かつ電装箱35の外側に配置されている。アクチュエータ37は、第1の直流低電圧配線41と接続されている。アクチュエータ37は、第1の直流低電圧配線41を介して、バッテリ25と電気的に接続されている。
コントローラ38は、電装箱35の前室81Aに配置されている。コントローラ38は、第1の仕切り板79に固定されている。
コントローラ38は、第1の直流低電圧配線41と接続されている。コントローラ38は、第1の直流低電圧配線41を介して、バッテリ25と電気的に接続されている。
第1の直流低電圧配線41は、一方の端がバッテリ25と接続されており、他方の側が2つに分岐されている。分岐された側の2つの端のうち、一方がアクチュエータ37と接続され、他方がコントローラ38と接続されている。
昇圧コンバータ43は、後室81Bに配置されている。昇圧コンバータ43は、X方向において第1の仕切り板79と対向する箱本体76に固定されている。
第1の直流高電圧配線44は、後室81Bに配置されている。第1の直流高電圧配線44は、一端が昇圧コンバータ43と接続されており、他端がインバータ46と接続されている。昇圧コンバータ43は、直流低電圧を直流高電圧に昇圧させる。
インバータ46は、後室81Bに配置されている。インバータ46は、X方向において第1の仕切り板79と対向する箱本体76に固定されている。
第1の実施形態の保冷車両用冷凍機ユニット14によれば、電源である発電機18及びバッテリ25として、低電圧直流電源を用いることで、発電機18及びバッテリ25の設置位置の自由度を高めることができる。
また、昇圧コンバータ43、インバータ46、及び第1の直流高電圧配線44を収容する電装箱35を有することで、直流高電圧に対応する構成である昇圧コンバータ43、インバータ46、及び第1の直流高電圧配線44の安全性を確保することができる。
なお、第1の実施形態では、電装箱35内に、コントローラ38、昇圧コンバータ43、インバータ46、及び第1の直流高電圧配線44を収容させた場合を例に挙げて説明したが、例えば、直流高電圧に対応する構成である昇圧コンバータ43、インバータ46、及び第1の直流高電圧配線44のみを電装箱35内に収容させてもよい。
このように、直流高電圧に対応する構成のみを電装箱35内にまとめることで、コンパクト化を図ることができる。
(第2の実施形態)
図5及び図6を参照して、第2の実施形態の保冷車両用冷凍機ユニット85について説明する。
図5において、図3に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。なお、図5では、後室81Bに収容されたAC/DCコンバータ94、第2の直流高電圧配線95、降圧コンバータ97、及び第3の直流高電圧配線98の図示を省略する。
また、図6において、図4及び図5に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
保冷車両用冷凍機ユニット85は、第1の実施形態の保冷車両用冷凍機ユニット14を構成する電装箱35に替えて電装箱86を有するとともに、さらに高電圧交流電源である商用電源91、電磁接触器93、AC/DCコンバータ94、第2の直流高電圧配線95、降圧コンバータ97、第3の直流高電圧配線98、及び第2の直流低電圧配線99を有すること以外は、保冷車両用冷凍機ユニット14と同様に構成されている。
電装箱86は、第1の実施形態で説明した電装箱35を構成する第1の仕切り板79の蓋体77側に、蓋体77に向かう方向に突出し、前室81Aを右室81AAと左室81ABとに区画する第2の仕切り板89を有すること以外は、電装箱35と同様な構成とされている。左室81ABには、コントローラ38が収容されている。
商用電源91は、図1に示すシャーシ23に設けられている。商用電源91は、電磁接触器93と電気的に接続されている。商用電源91は、電磁接触器93に交流高電圧を供給する。
電磁接触器93は、右室81AAに収容されている。電磁接触器93は、右室81AAを区画する第1の仕切り板79に固定されている。電磁接触器93は、AC/DCコンバータ94と電気的に接続されている。
AC/DCコンバータ94は、電磁接触器93を介して供給された交流高電圧を直流高電圧に変換する。
第2の直流高電圧配線95は、後室81Bに収容されている。第2の直流高電圧配線95は、一端がAC/DCコンバータ94と接続されており、他端が第1の直流高電圧配線44と接続されている。
降圧コンバータ97は、第3の直流高電圧配線98、及び第2の直流低電圧配線99と電気的に接続されている。降圧コンバータ97は、第3の直流高電圧配線98から供給された直流高電圧を直流低電圧に変換し、第2の直流低電圧配線99に直流低電圧を供給する。
第3の直流高電圧配線98は、後室81Bに収容されている。第3の直流高電圧配線98は、一端が降圧コンバータ97と接続されており、他端が第2の直流高電圧配線95と接続されている。
第2の直流低電圧配線99は、箱体31内に収容されている。第2の直流低電圧配線99は、一端が降圧コンバータ97と接続されており、他端が第1の直流低電圧配線41の分岐位置よりも上流側に位置する第1の直流低電圧配線41と接続されている。
第2の実施形態の保冷車両用冷凍機ユニット85によれば、電装箱86内に、電磁接触器93、AC/DCコンバータ94、第2の直流高電圧配線95、降圧コンバータ97、及び第3の直流高電圧配線98を収容させることで、直流高電圧に対応する構成(具体的には、電磁接触器93、AC/DCコンバータ94、第2の直流高電圧配線95、降圧コンバータ97、及び第3の直流高電圧配線98)の安全性を高めることができる。
また、右室81AA及び左室81ABのうち、右室81AAに電磁接触器93を配置させ、左室81ABにコントローラ38を配置させることで、第2の仕切り板89により、直流と交流との間で発生するノイズを低減することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
10…保冷車両
11…トラクタ
12…トレーラ
14,85…保冷車両用冷凍機ユニット
17…キャブ
18…発電機
22…トレーラ本体
22A…前壁
22Aa…前面
22B…天壁
22C,22D…横壁
23…シャーシ
25…バッテリ
31…箱体
31A…収容空間
31B…外気取り込み口
33…冷凍サイクル
35,86…電装箱
37…アクチュエータ
38…コントローラ
41…第1の直流低電圧配線
43…昇圧コンバータ
44…第1の直流高電圧配線
46…インバータ
53…アキュムレータ
55…圧縮機
57…室外熱交換ファン
59…室外熱交換器
61…レシーバ
63,64…膨張弁
66,67…室内熱交換器
71,72…室内熱交換ファン
76…箱本体
77…蓋体
79…第1の仕切り板
81…空間
81A…前室
81AA…右室
81AB…左室
81B…後室
89…第2の仕切り板
91…商用電源
93…電磁接触器
94…AC/DCコンバータ
95…第2の直流高電圧配線
97…降圧コンバータ
98…第3の直流高電圧配線
99…第2の直流低電圧配線

Claims (4)

  1. 直流低電圧を供給する低電圧直流電源と、
    前記低電圧直流電源と接続され、直流低電圧を直流高電圧に昇圧させる昇圧コンバータと、
    前記昇圧コンバータと電気的に接続され、前記直流高電圧を交流高電圧に変換するインバータと、
    前記昇圧コンバータと前記インバータとを接続する第1の直流高電圧配線と、
    前記インバータと電気的に接続され、かつ冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機により圧縮された冷媒を冷却する室外熱交換器、外気を取り込む室外熱交換ファン、及び冷却された前記冷媒を用いて前記外気を冷却する室内熱交換器を有する冷凍サイクルと、
    前記昇圧コンバータ、前記インバータ、及び前記第1の直流高電圧配線を収容する電装箱と、
    を備え、
    交流高電圧を供給する高電圧交流電源と、
    前記高電圧交流電源と接続された電磁接触器と、
    前記電磁接触器を介することで前記高電圧交流電源と接続され、前記交流高電圧を直流高電圧に変換するAC/DCコンバータと、
    前記AC/DCコンバータと前記第1の直流高電圧配線とを接続する第2の直流高電圧配線と、
    をさらに備え、
    前記電装箱内に、前記電磁接触器、前記AC/DCコンバータ、及び前記第2の直流高電圧配線をさらに収容させた保冷車両用冷凍機ユニット。
  2. 前記低電圧直流電源は、前記昇圧コンバータと電気的に接続された発電機と、バッテリと、を有しており、
    第1の直流低電圧配線を介して、前記バッテリと接続されたコントローラ及びアクチュエータと、
    第3の直流高電圧配線を介して、前記第2の直流高電圧配線と電気的に接続されるとともに、第2の直流低電圧配線を介して前記第1の直流低電圧配線と接続され、前記第2の直流高電圧配線から供給された前記直流高電圧を直流低電圧に変換する降圧コンバータと、
    をさらに備え、
    前記電装箱内に、前記降圧コンバータ、及び前記第3の直流高電圧配線をさらに収容させた請求項記載の保冷車両用冷凍機ユニット。
  3. 前記電装箱は、該電装箱内を前室と後室とに区画する第1の仕切り板に設けられ、前記前室を右室と左室とに区画する第2の仕切り板を有し、
    前記右室及び前記左室のうち、一方の室に前記電磁接触器を配置させ、他方の室に前記コントローラを配置させる請求項記載の保冷車両用冷凍機ユニット。
  4. 前記電装箱は、前面側が開放された箱本体と、前記箱本体の前面側に取り付けられた蓋体と、前記電装箱内の空間を前記蓋体側に配置された前室の後方に配置された後室とに区画する第1の仕切り板と、を有し、
    前記後室に、前記昇圧コンバータ、前記インバータ、及び前記第1の直流高電圧配線を配置させる請求項1から3のいずれか一項に記載の保冷車両用冷凍機ユニット。
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