JP2003089315A

JP2003089315A - 室温調整装置

Info

Publication number: JP2003089315A
Application number: JP2001283516A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Nakagawa; 良一中川; Koji Uto; 耕士宇都
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2003-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】室内外方向に関する寸法を削減することによ
りコンパクト化を図ることのできる室温調整装置を提供
する。【解決手段】室温調整装置２２は、内気通路３５と外
気通路４５とを仕切り板部２４で仕切られた状態で形成
するケース２３と、仕切り板部２４に設けられ、各通路
３５，４５に露出する吸熱部２６ａと放熱部２６ｂとを
有する熱交換器２６と、各通路３５，４５にそれぞれ配
設された内気送風機３８及び外気送風機４８とを備え
る。各送風機３８，４８を、熱交換器２６の吸熱部２６
ａ又は放熱部２６ｂの上流側又は下流側でかつ仕切り板
部２４を間に隣合う通路３５，４５の通路部分に対し
て、羽根車３８ａ，４８ａの回転軸３８Ａ，４８Ａの軸
線Ｌが仕切り板部２４に交差する状態で設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は室温調整装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】室温調整装置の従来例（例えば、特開平
６−２９７９３６号公報参照）について図４の側断面図
を参照して述べる。室温調整装置１２２は、車内外を仕
切る基板１２４と、その基板１２４に配置されたペルチ
ェ素子１２６と、そのペルチェ素子１２６の下側に配置
された吸熱器１２７と、前記ペルチェ素子１２６の上側
に配置された放熱器１２８と、吸熱器１２７及び放熱器
１２８の外側にそれぞれ配置された送風機１３８，１４
８とを備えている。そして、ペルチェ素子１２６のペル
チェ効果により、室内側の吸熱器１２７で冷却した冷気
を、送風機１３８によって室内側に拡散することによっ
て、室内の冷房を行なうようになっていた。また、室外
側の放熱器１２８に発生した熱は、送風機１４８によっ
て室外側へ放出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記室
温調整装置１２２では、基板１２４に対して吸熱器１２
７と放熱器１２８及び送風機１３８，１４８が、上下方
向に並んで配置されていた。このため、室内外方向（図
４において上下方向）に関する寸法Ｓの増大を余儀なく
され、室温調整装置１２２の大型化を招くという問題が
あった。そこで、本発明が解決しようとする課題は、室
内外方向に関する寸法を削減することによりコンパクト
化を図ることのできる室温調整装置を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題は、特許請求の
範囲の欄に記載された構成を要旨とする室温調整装置に
より解決することができる。請求項１に記載された室温
調整装置によると、ケースに形成された内気通路には、
内気送風機による送風によって内気が流通される。ま
た、ケースに形成された外気通路には、外気送風機によ
る送風によって外気が流通される。そして、例えば、前
記内気が熱交換器の吸熱部を通過するときには、該吸熱
部の吸熱作用で熱を奪われることにより、内気が冷却さ
れるので、内気側の室温が低下されるいわゆる冷房がな
される。このとき、前記吸熱部に吸熱された熱は、前記
熱交換器の放熱部に伝達される。前記放熱部の熱は、該
放熱部を通過する外気によって放熱される。また、内気
が熱交換器の放熱部を通過し、外気が熱交換器の吸熱部
を通過するときには、前記とは逆に、内気が加熱される
ので、内気側の室温が上昇いわゆる暖房がなされる。ま
た、軸流式の羽根車を有する内気送風機及び外気送風機
を、熱交換器の吸熱部又は放熱部の上流側又は下流側で
かつケースの仕切り板部を間に隣合う内気通路及び外気
通路の通路部分に対して、前記羽根車の回転軸の軸線が
前記仕切り板部に交差する状態で設置したものである。
したがって、従来の室温調整装置に比べて、室内外方向
に関する寸法を削減することができることにより、該室
温調整装置のコンパクト化を実現することができる。

【０００５】請求項２に記載された室温調整装置による
と、壁部に形成した開口部に、前記ケースの内気通路を
形成するケース部分を収容することにより、壁部からの
ケースの室内側及び室外側への突出量を減少させること
ができる。なお、壁部からのケースの室内側への突出量
が「０（ゼロ）」以下あるいは「０」に近いほど、室内
空間を有効に利用することができる。

【０００６】請求項３に記載された室温調整装置による
と、ペルチェ素子の吸熱部に対し吸熱器を配設したこと
により吸熱能力を向上することができるとともに、該ペ
ルチェ素子の放熱に対し放熱器を配設したことにより放
熱能力を向上することができる。また、ペルチェ素子に
対する直流電流の流れ方向を制御することによって、吸
熱部と放熱部の各機能を変換することができるので、冷
房と暖房の切換えを容易に行うことができる。

【０００７】請求項４に記載された室温調整装置による
と、ケースを設置する壁部に設置した太陽電池を電源と
して、熱交換器及び各送風機を作動させることができ、
自然エネルギーの有効利用を図ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を説明す
る。本実施の形態では、貨物車両における荷室の温度管
理を行う補助冷却システムとしての室温調整装置を例示
する。図１は貨物車両の平面図、図２は同じく側面図、
図３は室温調整装置の側断面図である。

【０００９】図１及び図２に示すように、冷凍車、冷蔵
車等の貨物車両（単に、車両という）１０は、ほぼ箱型
の断熱性を有する荷室本体１１を備えている。荷室本体
１１の内部空間が荷室となっている。この車両１０に
は、周知のように、走行用のエンジン運転中において、
該エンジン又は専用のバッテリを駆動源として作動され
るコンプレッサ、クーリングユニット等からなり、前記
荷室本体１１内（荷室）を冷却可能に構成された冷却装
置（図示省略）が装備されている。

【００１０】前記荷室本体１１の天井壁（符号、１４を
付す）の外側面すなわち上面には、太陽光を受けて発電
する左右２枚の太陽電池２０が取り付けられている。太
陽電池２０は、車両前後方向（図１において左右方向）
に延びるほぼ長四角形板状に形成されている。太陽電池
２０は、図１に示すように、天井壁１４の上面の左右部
に対し相互間に所定間隔を隔てて平行状に配置されてい
る。

【００１１】前記荷室本体１１の天井壁１４における太
陽電池２０の相互間には、以下に詳述する室温調整装置
２２が設置されている。なお、天井壁１４は本明細書で
いう「ケースを設置する壁部」に相当している。

【００１２】室温調整装置２２は、図３に示すように、
ほぼ箱型に形成されたケース２３を備えている。ケース
２３は、平板状の基板２４と、上面開口状の箱状に形成
されかつその開口縁部が前記基板２４の下面に結合され
た室内側カバー３０と、下面開口状の箱状に形成されか
つその開口縁部が前記基板２４の上面に結合された室外
側カバー４０とにより構成されている。

【００１３】前記室内側カバー３０と前記室外側カバー
４０とは、前記基板２４を間にして上下対称状に形成さ
れている。そして、室内側カバー３０と基板２４とによ
り形成される内部空間が内気通路３５に設定されてい
る。また、室外側カバー４０と基板２４とにより形成さ
れる内部空間が外気通路４５に設定されている。なお、
基板２４は、ケース２３内を内気通路３５と外気通路４
５とに仕切るものであるから、本明細書でいう「仕切り
板部」に相当する。

【００１４】前記基板２４の周縁部は、前記両カバー３
０，４０の結合部分よりも外側方へ突出されており、前
記車両１０の天井壁１４に対する取付け部２４ａに設定
されている。また、前記基板２４と、該基板２４に結合
される両カバー３０，４０の開口縁部との間には、スペ
ーサ２５が介在されている。該スペーサ２５は、周方向
に関し断続的に配置されている。

【００１５】前記室内側カバー３０の下板部（符号、３
０ａを付す）の一端部（図３において左端部）には、前
記内気通路３５内外を連通する吸気口３１が形成されて
いる。また、該室内側カバー３０の下板部３０ａの他端
部（図３において右端部）には、前記内気通路３５内外
を連通する吹き出し口３３が形成されている。

【００１６】前記室外側カバー４０の上板部（符号、４
０ａを付す）の一端部（図３において左端部）には、前
記外気通路４５内外を連通する吸気口４１が形成されて
いる。また、該室外側カバー４０の上板部４０ａの他端
部（図３において右端部）には、前記外気通路４５内外
を連通する吹き出し口４３が形成されている。なお、前
記両カバー３０，４０の各吸気口３１，４１及び各吹き
出し口３３，４３は、それぞれ網状材（図示省略）によ
って通気可能に覆われている。

【００１７】前記基板２４の中央部には、熱交換機能を
有するほぼ板状のペルチェ素子２６が組込まれている。
ペルチェ素子２６は、周知のものであり、例えば、Ｂｉ
₂Ｔｅ₃等のｎ形半導体とｐ形半導体とを多数配設すると
ともに、その両半導体の上端側と下端側とをそれぞれ電
極によって接合してｐｎ接合点を形成したものである。
一方の電極には吸熱板（又は放熱板）が接合されて吸熱
部（又は放熱部）が形成され、他方の電極には放熱板
（又は吸熱板）が接合されて放熱部（又は吸熱部）が形
成されている。このペルチェ素子２６に流れる電流の方
向によって吸熱部と放熱部とが決まる。本実施の形態で
はペルチェ素子２６の下面を吸熱部２６ａとし、その上
面を放熱部２６ｂとするように通電する。なお、ペルチ
ェ素子２６は本明細書でいう「熱交換器」に相当してい
る。

【００１８】前記ペルチェ素子２６の吸熱部２６ａは、
基板２４の下面に対しほぼ同一平面をなす状態で露出さ
れている。また、該ペルチェ素子２６の放熱部２６ｂ
は、基板２４の上面に対しほぼ同一平面をなす状態で露
出されている。

【００１９】前記基板２４の下面には、ほぼブロック形
状の吸熱器２７が設置されている。吸熱器２７は、前記
ペルチェ素子２６の吸熱部２６ａに対し熱伝導可能に配
設されている。吸熱器２７は、前記内気通路３５に配置
されており、その内気通路３５の流れ方向（図３におい
て左右方向）に関し通気性を有している。なお、基板２
４と吸熱器２７の外周部との間の境界部分にはシール剤
２９ａが装填されており、ペルチェ素子２６の吸熱部２
６ａが密封されている。

【００２０】前記基板２４の上面には、ほぼブロック形
状の放熱器２８が設置されている。放熱器２８は、前記
ペルチェ素子２６の放熱部２６ｂに対し熱伝導可能に配
設されている。放熱器２８は、前記外気通路４５に配置
されており、その外気通路４５の流れ方向（図３におい
て左右方向）に関し通気性を有している。なお、基板２
４と放熱器２８の外周部との間の境界部分にはシール剤
２９ｂが装填されており、ペルチェ素子２６の放熱部２
６ｂが密封されている。

【００２１】前記室内側カバー３０内には、その下板部
３０ａの吹き出し口３３に対応する軸流式の羽根車３８
ａを有する内気送風機３８が配設されている。内気送風
機３８は、羽根車３８ａを回転させる電動モータ（図示
省略）を備えている。内気送風機３８の羽根車３８ａの
回転による送風によって、内気通路３５内の内気が吹き
出し口３３外へ吹き出され、これにともない、室内の空
気（内気）が吸気口３１より内気通路３５内へ吸込ま
れ、内気通路３５内に内気が流通される。

【００２２】前記室外側カバー４０内には、その上板部
４０ａの吹き出し口４３に対応する軸流式の羽根車４８
ａを有する外気送風機４８が配設されている。外気送風
機４８は、羽根車４８ａを回転させる電動モータ（図示
省略）を備えている。外気送風機４８の羽根車４８ａの
回転による送風によって、外気通路４５内の外気が吹き
出し口４３外へ吹き出され、これにともない、室外の空
気（外気）が吸気口４１より外気通路４５内へ吸込ま
れ、外気通路４５内に外気が流通される。

【００２３】しかして、前記内気送風機３８及び前記外
気送風機４８は、前記ペルチェ素子２６の吸熱部２６ａ
又は放熱部２６ｂの下流側でかつ前記基板２４を間に隣
合う前記内気通路３５及び前記外気通路４５の通路部分
に対して、前記羽根車３８ａ，４８ａの回転軸３８Ａ，
４８Ａの軸線Ｌが前記基板２４に対しほぼ直角に交差す
る状態で設置されている。なお、回転軸３８Ａ，４８Ａ
は、同一軸線Ｌ上に配置されている。

【００２４】上記のように構成された室温調整装置２２
は、前記車両１０の荷室本体１１の天井壁１４（図２参
照）に設置される。すなわち、図３に示すように、前記
荷室本体１１の天井壁１４には、荷室（符号、１２を付
す）内外を連通する開口部１５が形成されている。この
開口部１５は、前記ケース２３の室内側カバー３０を嵌
合可能な形状をもって形成されている。

【００２５】前記天井壁１４の開口部１５に前記ケース
２３の室内側カバー３０を室外側（図３において上側）
から嵌合した状態で、前記基板２４の取付け部２４ａが
天井壁１４に対し、図示しない固定手段（例えば、ねじ
止め手段、クリップ手段等）によって固定されている。
これにより、前記ケース２３の内気通路３５を形成する
ケース２３部分に相当する室内側カバー３０が、前記天
井壁１４の開口部１５内に収容される。また、天井壁１
４の厚さをＴとし、基板２４の下面から室内側カバー３
０の下板部３０ａの下面までの高さをＨとしたとき、Ｔ
≧Ｈの関係を満たすように、前記厚さＴと前記高さＨが
設定されている。これにより、天井壁１４からのケース
２３の室内側への突出量は「０（ゼロ）」又は「０」以
下に設定されている。

【００２６】なお、前記ペルチェ素子２６及び前記各送
風機３８，４８は、前記太陽電池２０（図１及び図２参
照）に対して電気的に接続されている。また、前記ペル
チェ素子２６及び前記各送風機３８，４８は、車両１０
のエンジン停止中において通電されるようにし、エンジ
ン運転中には前記通電が解除されるように構成されてい
る。

【００２７】上記した車両１０（図１及び図２参照）に
おいて、エンジン運転中においては、エンジン又は専用
のバッテリを駆動源として作動されるコンプレッサ、ク
ーリングユニット等からなる冷却装置（図示省略）によ
って、荷室本体１１の荷室１２（図３参照）内が冷却さ
れる。

【００２８】また、エンジン停止中においては、前記冷
却装置が運転できない。このような場合には、太陽光を
受けて発電する太陽電池２０（図１及び図２参照）を電
源として、室温調整装置２２（図３参照）のペルチェ素
子２６及び各送風機３８，４８が作動される。そうする
と、ケース２３内に形成された内気通路３５には、内気
送風機３８による送風によって内気が流通される。ま
た、ケース２３内に形成された外気通路４５には、外気
送風機４８による送風によって外気が流通される。そし
て、内気がペルチェ素子２６の吸熱部２６ａに配置した
吸熱器２７を通過するときには、該吸熱器２７を含む吸
熱部２６ａの吸熱作用で熱を奪われることにより、内気
が冷却されるので、内気側の室温（荷室１２（図３参
照）内の室温）が低下されるいわゆる冷房がなされる。
このとき、前記吸熱部２６ａに吸熱された熱は、前記ペ
ルチェ素子２６の放熱部２６ｂに伝達されひいては放熱
器２８に伝達される。その放熱部２６ｂの熱は、該放熱
器２８を通過する外気によって放熱される。

【００２９】上記した室温調整装置２２（図３参照）に
よると、軸流式の羽根車３８ａ，４８ａを有する内気送
風機３８及び外気送風機４８を、ペルチェ素子２６の吸
熱部２６ａ又は放熱部２６ｂの下流側でかつケース２３
の基板２４を間に隣合う内気通路３５及び外気通路４５
の通路部分に対して、前記羽根車３８ａ，４８ａの回転
軸３８Ａ，４８Ａの軸線Ｌが前記基板２４に交差する状
態で設置したものである。したがって、従来の室温調整
装置１２２（図４参照）に比べて、室内外方向（図３に
おいて上下方向）に関する寸法Ｓを削減することができ
ることにより、該室温調整装置２２（図３参照）のコン
パクト化を実現することができる。

【００３０】また、天井壁１４に形成した開口部１５
（図３参照）に、前記ケース２３の室内側カバー３０を
収容することにより、天井壁１４からのケース２３の室
内側及び室外側への突出量を減少させることができる。
また、天井壁１４からのケース２３の室内側への突出量
を「０（ゼロ）」以下としたことにより、室内空間を有
効に利用することができるので、荷室１２（図３参照）
の荷役効率が低下しない。

【００３１】また、ペルチェ素子２６の吸熱部２６ａに
対し吸熱器２７を配設したことにより吸熱能力を向上す
ることができるとともに、該ペルチェ素子２６の放熱部
２６ｂに対し放熱器２８を配設したことにより放熱能力
を向上することができる。また、ペルチェ素子２６に対
する直流電流の流れ方向を制御することによって、吸熱
部２６ａと放熱部２６ｂの各機能を変換することができ
るので、冷房と暖房の切換えを容易に行うこともでき
る。

【００３２】また、ケース２３を設置する天井壁１４に
設置した太陽電池２０（図１参照）を電源として、室温
調整装置２２（図３参照）のペルチェ素子２６及び各送
風機３８，４８を作動させることができ、自然エネルギ
ーの有効利用を図ることができる。

【００３３】また、スペーサ２５（図３参照）が周方向
に断続的に配置されている。このため、例えば、室外側
カバー４０において、吸気口４１及び吹き出し口４３か
ら外気通路４５内に浸入する雨水等を、前記スペーサ２
５の相互間の隙間を通じて外部へ速やかに排出させるこ
とができる。

【００３４】本発明は上記した実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における
変更が可能である。例えば、本発明の室温調整装置２２
（図３参照）は、車両１０の荷室１２（図３参照）の
他、車室、船室、コンテナ、倉庫、建物の部屋等の室内
の温度の調整に利用することができる。また、室温調整
装置２２（図３参照）は、荷室本体１１の天井壁１４に
限らず、その荷室本体１１の側壁に設置することができ
る。また、太陽電池２０に代えて、室温調整装置２２
（図３参照）に専用のバッテリを搭載しても良い。ま
た、内気送風機３８及び／又は外気送風機４８は、ペル
チェ素子２６の吸熱部２６ａ又は放熱部２６ｂの上流側
の通路部分に設置することもできる。また、吸熱器２７
及び／又は放熱器２８は省くことも考えられる。また、
室内側カバー３０の吸気口３１及び／又は吹き出し口３
３は、内気通路３５内外を連通するものであれば、室内
側カバー３０の側板部に形成してもよい。また、室外側
カバー４０の吸気口４１及び／又は吹き出し口４３は、
外気通路４５内外を連通するものであれば、室外側カバ
ー４０の側板部に形成してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の室温調整
装置によれば、従来の室温調整装置に比べて、室内外方
向に関する寸法を削減することができ、コンパクト化を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る室温調整装置を備
えた貨物車両の平面図である。

【図２】同じく側面図である。

【図３】室温調整装置を示す側断面図である。

【図４】従来例を示す側断面図である。

【符号の説明】

１１荷室本体１４天井壁（壁部）１５開口部２０太陽電池２２室温調整装置２３ケース２４基板（仕切り板部）２６ペルチェ素子（熱交換器）２６ａ吸熱部２６ｂ放熱部２７吸熱器２８放熱器３０室内側カバー３５内気通路３８内気送風機３８ａ羽根車３８Ａ回転軸４０室外側カバー４５外気通路４８外気送風機４８ａ羽根車４８Ａ回転軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内気が流通する内気通路と外気が流通す
る外気通路とを仕切り板部で仕切られた状態で形成する
ケースと、前記仕切り板部に設けられ、前記内気通路と前記外気通
路のうち一方の通路に露出する吸熱部と残りの通路に露
出する放熱部とを有する熱交換器と、前記内気通路と前記外気通路にそれぞれ配設され、内気
又は外気をそれぞれ送風する軸流式の羽根車を有する内
気送風機及び外気送風機と、を備える室温調整装置であ
って、前記内気送風機及び前記外気送風機を、前記熱交換器の
吸熱部又は放熱部の上流側又は下流側でかつ前記仕切り
板部を間に隣合う前記内気通路及び前記外気通路の通路
部分に対して、前記羽根車の回転軸の軸線が前記仕切り
板部に交差する状態で設置したことを特徴とする室温調
整装置。
【請求項２】前記ケースを設置する壁部に開口部が形
成され、前記開口部には、前記ケースの内気通路を形成するケー
ス部分を収容したことを特徴とする請求項１に記載の室
温調整装置。
【請求項３】前記熱交換器は、熱交換機能を有するペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の吸熱部に対し熱伝導可能に配設され
た吸熱器と、前記ペルチェ素子の放熱部に対し熱伝導可能に配設され
た放熱器と、を備えることを特徴とする請求項１又は２
に記載の室温調整装置。
【請求項４】前記ケースを設置する壁部には、太陽光
を受けて発電しかつ前記熱交換器及び前記各送風機を作
動させる電源としての太陽電池を設置したことを特徴と
する請求項１〜３のいずれか１つに記載の室温調整装
置。