JP5821057B1 - 車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷凍サイクルと、該冷凍サイクルの冷媒と熱交換して蓄熱する蓄熱器とを備えた車両において、その重量を可及的低減することができる車両を提供すること。【解決手段】車両１は、冷凍サイクルと、その室内側熱交換器２７を通過する冷媒と熱交換して蓄熱する蓄熱器１９とを備える。車両１に対して離脱可能に構成された駆動装置４９の駆動カプラ５３が冷凍サイクルの圧縮機２３の被動カプラ４５に係脱可能に接続されて機械的に動力が伝達され圧縮機２３が駆動される。【選択図】図１
Description
本発明は、冷凍サイクルと、該冷凍サイクルの冷媒と熱交換して蓄熱する蓄熱器とを備えた車両に関するものである。
特許文献１に示されている従来の車両は、冷凍サイクルの一部を構成する圧縮機を車両の外部からの電力により駆動するようにしている。
しかしながら、従来の車両では、車両の外部から電力を供給するようにしているので、その電力により駆動する電動モータを車両に搭載するとともに、該電動モータを圧縮機に連結しておく必要がある。このため、車両の走行中は外部から電力を供給することがなく無用の電動モータを搭載したまま走行するので、その分、車両の重量が増加し、燃費の低下等を招くという問題があった。
本発明は、このような問題を解消するためになされたもので、冷凍サイクルと、該冷凍サイクルの冷媒と熱交換して蓄熱する蓄熱器とを備えた車両において、その重量を可及的低減することができる車両を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明に係る車両は、車両の駆動輪を駆動する第１駆動源と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、冷媒と外気との間で熱交換する室外側熱交換器と、冷媒と蓄熱冷媒との間で熱交換する室内側熱交換器と、蓄熱冷媒が充填される蓄熱器とを備えた車両であって、前記第１駆動源とは別個の第２駆動源の動力取出部が前記圧縮機の動力取入部に係脱可能に接続されて機械的に動力が伝達されることで前記圧縮機が駆動され、前記第２駆動源は車両に対して離脱可能に構成されていることを特徴とするものである。
請求項２に記載した発明に係る車両は、請求項１に記載の車両において、前記第２駆動源は、内燃機関と、該内燃機関用の燃料を貯留する燃料タンクとが一体化されたユニット体として構成され、前記内燃機関は前記動力取出部を備えていることを特徴とするものである。
請求項３に記載した発明に係る車両は、請求項２に記載の車両において、前記第１駆動源は電動モータであり、該電動モータに電源を供給する電池が車両に搭載されており、前記第２駆動源は、前記内燃機関により駆動されて発電する発電装置をさらに備え、かつ、この発電装置と前記内燃機関と前記燃料タンクとが一体化されたユニット体として構成され、前記電池と前記発電装置とが接離可能なコネクタを中途部に有する電力供給線を介して接続され、前記発電装置で発電された電力を前記電力供給線を介して前記電池に供給するようにしたことを特徴とするものである。
請求項３に記載した発明に係る車両は、請求項２に記載の車両において、前記第１駆動源は電動モータであり、該電動モータに電源を供給する電池が車両に搭載されており、前記第２駆動源は、前記内燃機関により駆動されて発電する発電装置をさらに備え、かつ、この発電装置と前記内燃機関と前記燃料タンクとが一体化されたユニット体として構成され、前記電池と前記発電装置とが接離可能なコネクタを中途部に有する電力供給線を介して接続され、前記発電装置で発電された電力を前記電力供給線を介して前記電池に供給するようにしたことを特徴とするものである。
請求項１記載の発明によれば、車両に対して離脱可能に構成された第２駆動源の動力取出部が圧縮機の動力取入部に係脱可能に接続されて機械的に動力が伝達されることで圧縮機が駆動されるので、蓄熱器に蓄熱するときだけ第２駆動源を車両と連結すれば足り、車両を走行運転するときは、第２駆動源を車両に搭載する必要がない。このため、その分、重量が軽減された状態で車両を走行運転することができる。
請求項２記載の発明によれば、内燃機関と燃料タンクとが一体化されたユニット体を車両に対して離脱可能に構成したので、該ユニット体を車両から取り外して内燃機関の動力を別の用途に使用することができる。
請求項３記載の発明によれば、第２駆動源を発電装置と内燃機関と燃料タンクとが一体化されたユニット体として構成したので、該ユニット体を車両から取り外して内燃機関の動力を別の用途に使用したり、発電装置で発電した電力を別の目的に利用することができる。
請求項２記載の発明によれば、内燃機関と燃料タンクとが一体化されたユニット体を車両に対して離脱可能に構成したので、該ユニット体を車両から取り外して内燃機関の動力を別の用途に使用することができる。
請求項３記載の発明によれば、第２駆動源を発電装置と内燃機関と燃料タンクとが一体化されたユニット体として構成したので、該ユニット体を車両から取り外して内燃機関の動力を別の用途に使用したり、発電装置で発電した電力を別の目的に利用することができる。
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る車両の第１の実施の形態を図１ないし図３を参照して詳細に説明する。図１および図２において符号１で示すものは、本発明の実施の形態に係る車両の一例であり、これらの図において矢印Ｆで示す方向は、車両１の前方を示している。以下の説明で車両１の各構成部材に関して使用する前・後、左・右および上・下の語句は、各構成部材が車両１に組み付けられた状態において、車両１に乗車して見たときの方向を指すものとする。車両１の前部には前輪３が左右一対設けられ、車両１の後部には後輪５が左右一対設けられ、車両１の中央部には乗員が乗車する乗員区画室７が設けられている。各後輪５は本発明の「駆動輪」を構成する。各後輪５内には、電動モータ９がそれぞれ配設されており、各後輪５は、所謂、ホイールインモータの構造からなる。電動モータ９は、本発明の「第１駆動源」を構成する。なお、各後輪５内に電動モータ９を配設する構成に替えて、各前輪３内に電動モータ９を配設するようにしてもよい。その場合は、各前輪３が本発明の「駆動輪」を構成する。
以下、本発明に係る車両の第１の実施の形態を図１ないし図３を参照して詳細に説明する。図１および図２において符号１で示すものは、本発明の実施の形態に係る車両の一例であり、これらの図において矢印Ｆで示す方向は、車両１の前方を示している。以下の説明で車両１の各構成部材に関して使用する前・後、左・右および上・下の語句は、各構成部材が車両１に組み付けられた状態において、車両１に乗車して見たときの方向を指すものとする。車両１の前部には前輪３が左右一対設けられ、車両１の後部には後輪５が左右一対設けられ、車両１の中央部には乗員が乗車する乗員区画室７が設けられている。各後輪５は本発明の「駆動輪」を構成する。各後輪５内には、電動モータ９がそれぞれ配設されており、各後輪５は、所謂、ホイールインモータの構造からなる。電動モータ９は、本発明の「第１駆動源」を構成する。なお、各後輪５内に電動モータ９を配設する構成に替えて、各前輪３内に電動モータ９を配設するようにしてもよい。その場合は、各前輪３が本発明の「駆動輪」を構成する。
乗員区画室７の後方には、電動モータ９に電線１１を介して電源を供給する電池１３が配設され、電線１１の中途部には電力変換装置１５が接続されている。電池１３は充電が可能な二次電池からなる。電力変換装置１５により電池１３の直流の電流を交流に変換してその交流の周波数および電圧を適宜調整して電動モータ９に電力を供給することで電動モータ９の回転速度が制御されるように構成されている。乗員区画室７内には、冷凍サイクルの一部を構成する配管１７を流れる冷媒と熱交換して蓄熱する蓄熱器１９が配設されている。
なお、本願で使用する「蓄熱」なる用語の意味には、暖かい熱を蓄えることのみならず、冷たい熱を蓄えることも含まれるものとする。蓄熱器１９は、例えば、乗員用座席（図示せず）の内部、該座席の下方または乗員区画室７の内壁面上に配設することができる。その場合は、蓄熱器１９に近接する車両１の部材と蓄熱器１９との間に断熱材を介在させるようにする。
冷凍サイクルは、前記配管１７に加え、冷媒を圧縮して送出する圧縮機２３と、該圧縮機２３から送出された冷媒の流れる方向を変更する四方弁２５と、蓄熱器１９内に配設された室内側熱交換器２７と、圧縮機２３の前方に配設された室外側熱交換器２９と、室内側熱交換器２７と室外側熱交換器２９とを接続する配管１７の中途部に配設され冷媒を断熱膨張する膨張弁３１とを備える。
なお、本願で使用する「蓄熱」なる用語の意味には、暖かい熱を蓄えることのみならず、冷たい熱を蓄えることも含まれるものとする。蓄熱器１９は、例えば、乗員用座席（図示せず）の内部、該座席の下方または乗員区画室７の内壁面上に配設することができる。その場合は、蓄熱器１９に近接する車両１の部材と蓄熱器１９との間に断熱材を介在させるようにする。
冷凍サイクルは、前記配管１７に加え、冷媒を圧縮して送出する圧縮機２３と、該圧縮機２３から送出された冷媒の流れる方向を変更する四方弁２５と、蓄熱器１９内に配設された室内側熱交換器２７と、圧縮機２３の前方に配設された室外側熱交換器２９と、室内側熱交換器２７と室外側熱交換器２９とを接続する配管１７の中途部に配設され冷媒を断熱膨張する膨張弁３１とを備える。
蓄熱器１９での蓄熱は、室内側熱交換器２７を流れる冷媒と蓄熱器１９内に充填された蓄熱冷媒との間で熱交換されることで行われる。蓄熱器１９の上面部には該蓄熱器１９内に蓄熱冷媒を充填するための充填口１９ａが配設され、蓄熱器１９の下面部には該蓄熱器１９内の蓄熱冷媒を排出するための排出口１９ｂが配設されている。蓄熱冷媒としては、硫酸ナトリウム１０水塩、酢酸ナトリウム３水塩または塩化カルシウム６水塩、パラフィン系の有機化合物等を挙げることができる。これらの蓄熱冷媒は１種あるいは２種以上を混合して使用することもできる。また、これらの蓄熱冷媒は、必要に応じて融点調整剤を加えて使用することもできる。融点調整剤としては、例えば、水、塩化アンモウニウム、硝酸アンモニウム、臭化アンモニウム、硫酸アンモニウム等を挙げることができる。
蓄熱冷媒は、車両１を使用する場所の外気温度等の外部環境により適当なものを適宜選定することができる。夏季または温暖地において車両１を使用する場合は、固相から液相へ相変化するときの温度の範囲が５℃から３０℃の蓄熱冷媒として例えば硫酸ナトリウム１０水塩やパラフィン系の有機化合物を蓄熱器１９に充填し、冬季または寒冷地において車両１を使用する場合は、固相から液相へ相変化するときの温度の範囲が３５℃から６０℃の蓄熱冷媒として例えば酢酸ナトリウム３水塩を蓄熱器１９に充填するようにするとよい。蓄熱冷媒を入れ替える場合は、蓄熱器１９の充填口１９ａおよび排出口１９ｂの各栓を開いて蓄熱器１９内の蓄熱冷媒を排出したのち排出口１９ｂの栓を閉じて充填口１９ａから新たな蓄熱冷媒を充填する。
室内側熱交換器２７の後面部には複数のフィン３３…が配設され、複数のフィン３３…の後方には電動ファン３５が配設されている。電動ファン３５の電動モータ３５ａは制御装置３７および電線３９を介して電池１３に接続されている。乗員区画室７内にはその室内の温度を検出する温度センサ４１が配設されており、該温度センサ４１は信号線４２を介して制御装置３７に接続されている。温度センサ４１により検出された温度と、設定された温度との差に応じて電動モータ３５ａを作動させるように制御装置３７によって制御される。温度の設定は、制御装置３７に信号線を介して接続された温度調整用の操作盤（図示せず）を操作することによって行われる。電動モータ３５ａが回転すると電動ファン３５により乗員区画室７内の空気が蓄熱器１９のフィン３３…に向かって流れ、フィン３３…を介して乗員区画室７内の空気と蓄熱器１９内の蓄熱冷媒との間で熱交換が行われる。
圧縮機２３は、回転軸４３と、該回転軸４３の一端部に結着された被動カプラ４５とを備えている。被動カプラ４５は、本発明の「動力取入部」を構成する。室外側熱交換器２９の後方には、ファン４７が配設されており、該ファン４７は圧縮機２３の回転軸４３の他端部に連結され、該回転軸４３と連動して一体的に回転するように構成されている。なお、前記ファン４７は、圧縮機２３の回転軸４３と連動して一体的に回転させる替わりに、後述する商用電源５９に接続された専用の電動モータにより回転させるようにしてもよい。ファン４７が回転することで室外側熱交換器２９の周囲に強制的に流された外気と室外側熱交換器２９を流れる冷媒との間で効率的に熱交換が行われる。
圧縮機２３の回転軸４３に結着された被動カプラ４５は、駆動装置４９の電動モータ５１の回転動力を取り出す駆動カプラ５３に係脱可能に接続されて機械的に動力が伝達される。電動モータ５１は本発明の「第２駆動源」を構成する。被動カプラ４５と駆動カプラ５３の構造としては、例えば、図３に示すものを採用することができる。同図の（Ａ）図に示すものは、圧縮機２３の回転軸４３の端部に円柱状の被動カプラ４５が結着され、駆動装置４９の回転動力を取り出す回転軸５４の端部に六角柱状の駆動カプラ５３が結着されている。被動カプラ４５には、その軸芯に沿って六角形の孔４５ａが一定の深さまで穿設されており、この六角形の孔４５ａ内に六角柱状の駆動カプラ５３が殆ど隙間なく挿入される寸法および形状に被動カプラ４５と駆動カプラ５３とがそれぞれ形成されている。また、回転軸５４の軸方向中途部は分断され、その分断された部位には、一定の隙間を隔てて互いに対向する一対の円盤状の鍔部５４ａ，５４ａが結着されており、両鍔部５４ａの間には緩衝部材５４ｂが接着または焼き付けにより固着されている。緩衝部材５４ｂは、ゴム部材またはその他の樹脂材からなる弾性部材により構成されている。これによって、回転軸４３と回転軸５４との軸芯同士が多少ズレていても、その誤差を緩衝部材５４ｂの弾性変形によって吸収することができる。
一方、同図の（Ｂ）図に示すものは、圧縮機２３の回転軸４３の端部に円柱状の被動カプラ４５が結着され、駆動装置４９の回転軸５４の端部に四角柱状の駆動カプラ５３が結着されている。被動カプラ４５には、その軸芯に沿って矩形状の孔４５ａが一定の深さまで穿設されており、この矩形状の孔４５ａの内周面に、一定の厚さを有する緩衝部材５５が接着または焼き付けにより固着されている。緩衝部材５５は、ゴム部材またはその他の樹脂材からなる弾性部材により構成されている。緩衝部材５５の内周面に四角柱状の駆動カプラ５３が殆ど隙間なく挿入される寸法および形状に被動カプラ４５と駆動カプラ５３とが形成されている。これによって、回転軸４３と回転軸５４との軸芯同士が多少ズレていても、その誤差を緩衝部材５５の弾性変形によって吸収することができる。なお、被動カプラ４５の孔４５ａの内周面に緩衝部材５５を固着する構成に替えて、駆動カプラ５３の外周面に緩衝部材５５を固着するようにしてもよい。
同図の（Ａ）図および（Ｂ）図に示す駆動カプラ５３は本発明の「動力取出部」を構成する。
なお、この実施の形態においては、動力取入部および動力取出部を構成するものとして、図３に示すような被動カプラ４５および駆動カプラ５３の例を示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、オルダム継手等の他の軸継手を適宜選択することができる。
同図の（Ａ）図および（Ｂ）図に示す駆動カプラ５３は本発明の「動力取出部」を構成する。
なお、この実施の形態においては、動力取入部および動力取出部を構成するものとして、図３に示すような被動カプラ４５および駆動カプラ５３の例を示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、オルダム継手等の他の軸継手を適宜選択することができる。
電動モータ５１は、中途部にスイッチ５６が配設された電線５７を介して商用電源５９に接続される。
蓄熱器１９には該蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度を検出する温度センサ６１が配設され、該温度センサ６１により検出された温度に応じた信号が該温度センサ６１に一端部が接続された信号線６３を介して出力されるように構成されている。信号線６３の他端部には雌コネクタ６５が結着されている。駆動装置４９の制御装置６７に一端部が接続された信号線６９の他端部には、前記雌コネクタ６５と係脱可能に接続される雄コネクタ７１が結着されている。制御装置６７には信号線７３を介して前記スイッチ５６が接続されており、温度センサ６１により検出された温度と、設定された温度との差に応じてスイッチ５６を接続または遮断するように制御装置６７によって制御される。このときの温度の設定は、信号線を介して制御装置６７に接続された温度調整用の操作盤７４を操作することによって行われる。
蓄熱器１９には該蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度を検出する温度センサ６１が配設され、該温度センサ６１により検出された温度に応じた信号が該温度センサ６１に一端部が接続された信号線６３を介して出力されるように構成されている。信号線６３の他端部には雌コネクタ６５が結着されている。駆動装置４９の制御装置６７に一端部が接続された信号線６９の他端部には、前記雌コネクタ６５と係脱可能に接続される雄コネクタ７１が結着されている。制御装置６７には信号線７３を介して前記スイッチ５６が接続されており、温度センサ６１により検出された温度と、設定された温度との差に応じてスイッチ５６を接続または遮断するように制御装置６７によって制御される。このときの温度の設定は、信号線を介して制御装置６７に接続された温度調整用の操作盤７４を操作することによって行われる。
電池１３には、外部から電源を供給するための充電装置７５の雄コネクタ７７に係脱可能に接続される雌コネクタ７９が電線８１を介して接続されている。また、電池１３には該電池１３の電圧を検出する電圧検出器８３が接続されており、該電圧検出器８３は信号線８５を介して雄コネクタ７７に接続されている。該雄コネクタ７７は電線８７の一端部に結着され、電線８７の中途部には、充電装置７５に設けられた制御装置８９が配設されている。電線８７の他端部は、商用電源５９に接続される駆動装置４９の電線５７の中途部に接続されている。なお、電線８７の他端部は、電線５７の中途部に接続せずに直接、商用電源５９に接続するようにしてもよい。
制御装置８９には、前記電圧検出器８３により検出された電圧の信号が送信される信号線８５と雌コネクタ７９および雄コネクタ７７を介して接続される信号線９１が接続されている。また、制御装置８９と商用電源５９との間における電線８７の中途部にはスイッチ９３が配設されている。該スイッチ９３は、信号線９５を介して制御装置８９に接続されており、電圧検出器８３により検出された電圧と、予め設定された電圧との差に応じてスイッチ９３を接続または遮断するように制御装置８９によって制御される。
前記駆動装置４９の駆動カプラ５３と雄コネクタ７１および充電装置７５の雄コネクタ７７がそれぞれ係脱される被動カプラ４５と雌コネクタ６５と雌コネクタ７９は、それらに対応して車両１の車体にそれぞれ設けられた開口から外部に臨むように構成されており、これらの開口は開閉可能な蓋部材（図示せず）によりそれぞれ個別に塞がれるように構成されている。
前記駆動装置４９の駆動カプラ５３と雄コネクタ７１および充電装置７５の雄コネクタ７７がそれぞれ係脱される被動カプラ４５と雌コネクタ６５と雌コネクタ７９は、それらに対応して車両１の車体にそれぞれ設けられた開口から外部に臨むように構成されており、これらの開口は開閉可能な蓋部材（図示せず）によりそれぞれ個別に塞がれるように構成されている。
＜蓄熱器に温熱を蓄熱する場合の作業手順＞
次に、車両１の乗員区画室７内を暖房することができるように、蓄熱器１９に温熱を蓄熱する場合の作業手順について図１を参照して詳述する。この場合は、暖房に適した蓄熱冷媒を蓄熱器１９に予め充填しておく。また、四方弁２５は図１に示す位置に切り替えておくとともに温度調整用の操作盤７４を操作して暖房に適した温度に設定しておく。なお、蓄熱の作業は、車両１が停車している状態で行われる。
まず、商用電源５９に接続された駆動装置４９の駆動カプラ５３を車両１側の被動カプラ４５に係合するとともに駆動装置４９の雄コネクタ７１を車両１側の雌コネクタ６５に接続する。これによって、蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度が温度センサ６１により検出される。検出された温度が、操作盤７４で設定された温度より低い場合は、制御装置６７によりスイッチ５６が接続されて電動モータ５１に商用電源５９から電力が供給され、電動モータ５１が回転駆動される。電動モータ５１の回転は、駆動カプラ５３および被動カプラ４５を介して圧縮機２３の回転軸４３に伝達され、圧縮機２３が回転駆動される。
次に、車両１の乗員区画室７内を暖房することができるように、蓄熱器１９に温熱を蓄熱する場合の作業手順について図１を参照して詳述する。この場合は、暖房に適した蓄熱冷媒を蓄熱器１９に予め充填しておく。また、四方弁２５は図１に示す位置に切り替えておくとともに温度調整用の操作盤７４を操作して暖房に適した温度に設定しておく。なお、蓄熱の作業は、車両１が停車している状態で行われる。
まず、商用電源５９に接続された駆動装置４９の駆動カプラ５３を車両１側の被動カプラ４５に係合するとともに駆動装置４９の雄コネクタ７１を車両１側の雌コネクタ６５に接続する。これによって、蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度が温度センサ６１により検出される。検出された温度が、操作盤７４で設定された温度より低い場合は、制御装置６７によりスイッチ５６が接続されて電動モータ５１に商用電源５９から電力が供給され、電動モータ５１が回転駆動される。電動モータ５１の回転は、駆動カプラ５３および被動カプラ４５を介して圧縮機２３の回転軸４３に伝達され、圧縮機２３が回転駆動される。
圧縮機２３が回転すると低圧のガス状の冷媒が圧縮されて高温で高圧のガス状の冷媒になり、その高温の冷媒が四方弁２５を通過したのち配管１７内を流れて室内側熱交換器２７に流入する。室内側熱交換器２７に流入した高温の冷媒は、蓄熱器１９内の蓄熱冷媒と熱交換して、蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度が上昇する一方、冷媒の温度は下降して液状の冷媒に変化する。この液状の冷媒は配管１７内を流れて膨張弁３１を通過し、室外側熱交換器２９に流入する。
膨張弁３１を通過する際、冷媒は断熱膨張されて圧力が低下する。圧力が低下した冷媒は気化し易くなり、このような状態の冷媒は、ファン４７によって強制的に流された室外側熱交換器２９の周囲の外気と効率的に熱交換して蒸発し、低圧のガス状に変化する。低圧のガス状に変化した冷媒は四方弁２５を通過したのち再び圧縮機２３に流入する。このようして、冷凍サイクルの冷媒が図１において配管１７の近傍に記した複数の矢印で示す方向に流れて冷媒の循環が繰り返されることで、蓄熱器１９内の蓄熱冷媒に蓄熱される。蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度が次第に上昇して、温度センサ６１により検出された温度が、設定された温度を越えると制御装置６７によってスイッチ５６が遮断され、電動モータ５１が停止する。これによって、蓄熱の作業が終了する。なお、蓄熱の作業が終了したとき、そのことを制御装置６７によって報知することができるように、報知灯または報知ブザーを制御装置６７に接続するようにしてもよい。
＜蓄熱器に冷熱を蓄熱する場合の作業手順＞
次に、車両１の乗員区画室７内を冷房することができるように、蓄熱器１９に冷熱を蓄熱する場合の作業手順について図２を参照して詳述する。この場合は、冷熱を蓄熱するのに適した蓄熱冷媒を蓄熱器１９に予め充填しておく。また、四方弁２５は図２に示す位置に切り替えておくとともに温度調整用の操作盤７４を操作して冷房に適した温度に設定しておく。
次に、車両１の乗員区画室７内を冷房することができるように、蓄熱器１９に冷熱を蓄熱する場合の作業手順について図２を参照して詳述する。この場合は、冷熱を蓄熱するのに適した蓄熱冷媒を蓄熱器１９に予め充填しておく。また、四方弁２５は図２に示す位置に切り替えておくとともに温度調整用の操作盤７４を操作して冷房に適した温度に設定しておく。
まず、蓄熱の作業と同様に駆動装置４９を車両１側に接続する。これによって、蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度が温度センサ６１により検出される。検出された温度が、操作盤７４で設定された温度より高い場合は、制御装置６７によりスイッチ５６が接続されて電動モータ５１に商用電源５９から電力が供給され、電動モータ５１が回転駆動される。これによって、圧縮機２３が回転すると低圧のガス状の冷媒が圧縮されて高温で高圧のガス状の冷媒になり、その高温の冷媒が四方弁２５を通過したのち配管１７内を流れて室外側熱交換器２９に流入する。室外側熱交換器２９に流入した高温の冷媒は、ファン４７によって強制的に流された室外側熱交換器２９の周囲の外気と効率的に熱交換して冷媒の温度が下降し液状の冷媒に変化する。この液状の冷媒は配管１７内を流れて膨張弁３１を通過し、室内側熱交換器２７に流入する。
膨張弁３１を通過する際、冷媒は断熱膨張されて圧力が低下する。圧力が低下した冷媒は気化し易くなり、このような状態の冷媒は蓄熱器１９内の蓄熱冷媒と熱交換して蒸発し、低圧のガス状に変化する。ガス状に変化する際、冷媒が気化熱を奪うため蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度が低下する。この低圧のガス状に変化した冷媒は四方弁２５を通過したのち再び圧縮機２３に流入する。このようにして、冷凍サイクルの冷媒が図２において配管１７の近傍に記した複数の矢印で示す方向に流れて冷媒の循環が繰り返されることで、蓄熱器１９内の蓄熱冷媒に冷熱が蓄熱される。蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度が次第に下降して、温度センサ６１により検出された温度が、設定された温度より低くなると制御装置６７によってスイッチ５６が遮断され、電動モータ５１が停止する。これによって、蓄熱器１９に冷熱を蓄熱する作業が終了する。
上述した蓄熱の作業が行われているとき、充電装置７５により電池１３の充電作業も同時に行うことができる。充電作業を行う場合は、充電装置７５の雄コネクタ７７を車両１側の雌コネクタ７９に接続する。これによって、電圧検出器８３により検出された電圧の信号が、信号線８５，雌コネクタ７９，雄コネクタ７７および信号線９１を介して制御装置８９により受信される。受信された電圧が、設定された電圧より低い場合は、制御装置８９によりスイッチ９３が接続されて電池１３に商用電源５９から電線８７，雄コネクタ７７，雌コネクタ７９および電線８１を介して電力が供給され、電池１３が充電される。このとき、商用電源５９の電圧および交流の電流は、制御装置８９によって適正な電圧および直流に変換されたのち電池１３に供給される。
電池１３の電圧が次第に上昇して、電圧検出器８３により検出された電圧が、設定された電圧を越えると制御装置８９によってスイッチ９３が遮断され、充電が停止される。これによって、電池１３の充電作業が終了する。なお、充電作業が終了したとき、そのことを制御装置８９によって報知することができるように、報知灯または報知ブザーを制御装置８９に接続するようにしてもよい。
電池１３の電圧が次第に上昇して、電圧検出器８３により検出された電圧が、設定された電圧を越えると制御装置８９によってスイッチ９３が遮断され、充電が停止される。これによって、電池１３の充電作業が終了する。なお、充電作業が終了したとき、そのことを制御装置８９によって報知することができるように、報知灯または報知ブザーを制御装置８９に接続するようにしてもよい。
上述した蓄熱作業と充電作業とが終了したら、前記駆動装置４９の駆動カプラ５３と雄コネクタ７１および充電装置７５の雄コネクタ７７を車両１側の被動カプラ４５と雌コネクタ６５と雌コネクタ７９とからそれぞれ離脱させ、駆動装置４９および充電装置７５を車両１から切り離す。これによって、駆動装置４９および充電装置７５が車両１から離脱され、蓄熱器１９に蓄熱された状態で車両１を運転することができる。
車両１を運転しているとき、温度センサ４１により検出された温度と、設定された温度との差に応じて電動ファン３５の電動モータ３５ａが制御装置３７により作動させられ、乗員区画室７内の温度が設定された温度に近づくように空調される。
車両１を運転しているとき、温度センサ４１により検出された温度と、設定された温度との差に応じて電動ファン３５の電動モータ３５ａが制御装置３７により作動させられ、乗員区画室７内の温度が設定された温度に近づくように空調される。
上述したような本発明の実施の形態によれば、車両１に対して離脱可能に構成された駆動装置４９における電動モータ５１の駆動カプラ５３が圧縮機２３の被動カプラ４５に係脱可能に接続されて機械的に動力が伝達されることで圧縮機２３が駆動されるので、蓄熱器１９に蓄熱するときだけ駆動装置４９を車両１と連結すれば足り、車両１を走行運転するときは、駆動装置４９を車両１に搭載する必要がない。このため、その分、重量が軽減された状態で車両１を走行運転することができ、燃費を向上させることができる。また、車両１を走行運転するとき、駆動装置４９を車両１に搭載しなくてもよいので、定格出力が大きな大型の駆動装置を使用することができ、そうすることで、蓄熱器１９への蓄熱作業を迅速に行うことができる。
また、電動車両用の充電設備を備えた充電所やガソリンスタンド等の公共の施設に本発明の実施の形態に係る駆動装置４９を少なくとも１台常備しておけば、本発明の実施の形態に係る複数の車両１の間で駆動装置４９を共用することができる。また、共用すれば、車両ごとに駆動装置を装備する場合と比べ、駆動装置および車両を含む全体のコストを低減することができる。
また、電動車両の場合は、該電動車両の充電作業の最中に駆動装置４９を使用して蓄熱器１９への蓄熱作業を同時に行うこともできるので、そうすれば、両作業を個別に行う場合と比べて作業時間が短縮される。
また、電動車両用の充電設備を備えた充電所やガソリンスタンド等の公共の施設に本発明の実施の形態に係る駆動装置４９を少なくとも１台常備しておけば、本発明の実施の形態に係る複数の車両１の間で駆動装置４９を共用することができる。また、共用すれば、車両ごとに駆動装置を装備する場合と比べ、駆動装置および車両を含む全体のコストを低減することができる。
また、電動車両の場合は、該電動車両の充電作業の最中に駆動装置４９を使用して蓄熱器１９への蓄熱作業を同時に行うこともできるので、そうすれば、両作業を個別に行う場合と比べて作業時間が短縮される。
（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る車両の第２の実施の形態を図４および図５を参照して詳細に説明する。なお、これらの図では、上述した第１の実施の形態で説明しているものと同一または同等の部材や部位等については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。この実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同一または同等の構成については、同様の作用・効果を奏することができるのは言うまでもない。
前記実施の形態では、各後輪５内に電動モータ９を配設する例を示したが、この実施の形態の車両１'では、図４および図５に示すように、各前輪３内および各後輪５内に電動モータ９をそれぞれ配設している。この場合は、各前輪３および各後輪５が本発明の「駆動輪」を構成する。
次に、本発明に係る車両の第２の実施の形態を図４および図５を参照して詳細に説明する。なお、これらの図では、上述した第１の実施の形態で説明しているものと同一または同等の部材や部位等については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。この実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同一または同等の構成については、同様の作用・効果を奏することができるのは言うまでもない。
前記実施の形態では、各後輪５内に電動モータ９を配設する例を示したが、この実施の形態の車両１'では、図４および図５に示すように、各前輪３内および各後輪５内に電動モータ９をそれぞれ配設している。この場合は、各前輪３および各後輪５が本発明の「駆動輪」を構成する。
また、前記実施の形態では、駆動装置４９および充電装置７５をそれぞれ車両１と連結する例を示したが、図４および図５に示すように、単一の発電機９７を車両１'と離脱可能に連結して電池１３に充電したり蓄熱器１９に蓄熱するようにしてもよい。図４は蓄熱器１９に温熱を蓄熱するように冷凍サイクルを切り替えた状態を示しており、図５は蓄熱器１９に冷熱を蓄熱するように冷凍サイクルを切り替えた状態を示している。
この実施の形態に係る車両１'は、図４および図５において発電機９７を破線で示すように、発電機９７を車両１'に搭載して連結したまま走行運転することができるように構成されている。発電機９７は、内燃機関９９と、該内燃機関９９用の燃料を貯留する燃料タンク１０１と、内燃機関９９により駆動されて発電する発電装置１０３とを備え、これらが一体化されユニット体として構成されている。内燃機関９９の回転動力を取り出す回転軸５４の一端部に駆動カプラ５３が結着されている。該駆動カプラ５３近傍の回転軸５４の軸方向中途部は分断され、その分断された部位同士は電磁クラッチ１０５を介して接続され、さらに、内燃機関９９の回転軸５４の他端部には発電装置１０３の回転軸が連結されている。
この実施の形態に係る車両１'は、図４および図５において発電機９７を破線で示すように、発電機９７を車両１'に搭載して連結したまま走行運転することができるように構成されている。発電機９７は、内燃機関９９と、該内燃機関９９用の燃料を貯留する燃料タンク１０１と、内燃機関９９により駆動されて発電する発電装置１０３とを備え、これらが一体化されユニット体として構成されている。内燃機関９９の回転動力を取り出す回転軸５４の一端部に駆動カプラ５３が結着されている。該駆動カプラ５３近傍の回転軸５４の軸方向中途部は分断され、その分断された部位同士は電磁クラッチ１０５を介して接続され、さらに、内燃機関９９の回転軸５４の他端部には発電装置１０３の回転軸が連結されている。
温度センサ６１に一端部が接続された信号線６３の他端部と、電池１３に一端部が接続された電線８１の他端部と、電圧検出器８３に一端部が接続された信号線８５の他端部は、単一の雌コネクタ１０７に結着されている。発電機９７には雌コネクタ１０７と係合する単一の雄コネクタ１０９が配設されており、該雄コネクタ１０９には、両コネクタ１０７，１０９同士が係合することで信号線６３，電線８１および信号線８５とそれぞれ電気的に導通される信号線６９，電線８７および信号線９１の各一端部が結着されている。信号線６９，電線８７および信号線９１の各他端部は、制御装置１１１にそれぞれ接続されている。この実施の形態における電線８１および電線８７は、本発明の「電力供給線」を構成する。
なお、この実施の形態では、雌コネクタ１０７と雄コネクタ１０９とをそれぞれ単一のものとして両コネクタ１０７，１０９同士を係合させることで信号線６３等が信号線６９等とそれぞれ電気的に導通するようにしたが、これに替えて、両コネクタ１０７，１０９を信号線や電線ごとに別個のものとしてもよい。
なお、この実施の形態では、雌コネクタ１０７と雄コネクタ１０９とをそれぞれ単一のものとして両コネクタ１０７，１０９同士を係合させることで信号線６３等が信号線６９等とそれぞれ電気的に導通するようにしたが、これに替えて、両コネクタ１０７，１０９を信号線や電線ごとに別個のものとしてもよい。
発電機９７を車両１'に搭載して行う電池１３への充電作業や蓄熱器１９への蓄熱作業は、停車した状態でも行うことができるし、車両１'を走行運転しながらでも行うことができる。
発電機９７が作動すると発電装置１０３で発電され、その発電された電力の一部により制御装置１１１の作動が可能となる。
温度センサ６１により検出された蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度と、設定された温度との間に差があると、制御装置１１１により電磁クラッチ１０５が接続されて、内燃機関９９の回転動力が駆動カプラ５３および被動カプラ４５を介して伝達され圧縮機２３が回転駆動される。圧縮機２３の駆動により蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度が次第に変化して、温度センサ６１により検出された温度が、設定された温度に至ると制御装置１１１によって電磁クラッチ１０５が切断され、内燃機関９９の回転動力は圧縮機２３に伝達されなくなる。
発電機９７が作動すると発電装置１０３で発電され、その発電された電力の一部により制御装置１１１の作動が可能となる。
温度センサ６１により検出された蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度と、設定された温度との間に差があると、制御装置１１１により電磁クラッチ１０５が接続されて、内燃機関９９の回転動力が駆動カプラ５３および被動カプラ４５を介して伝達され圧縮機２３が回転駆動される。圧縮機２３の駆動により蓄熱器１９内の蓄熱冷媒の温度が次第に変化して、温度センサ６１により検出された温度が、設定された温度に至ると制御装置１１１によって電磁クラッチ１０５が切断され、内燃機関９９の回転動力は圧縮機２３に伝達されなくなる。
また、電圧検出器８３により検出された電池１３の電圧が、設定された電圧より低い場合は、発電装置１０３で発電された電力が、制御装置１１１により電線８７，雄コネクタ１０９，雌コネクタ１０７および電線８１を介して電池１３に供給され充電される。このとき、発電装置１０３で発電された電力の電圧および交流の電流は、制御装置１１１によって適正な電圧および直流に変換されたのち電池１３に供給される。
電池１３の電圧が次第に上昇して、電圧検出器８３により検出された電圧が、設定された電圧を越えると制御装置１１１によって充電が停止される。これによって、電池１３の充電作業が終了する。
なお、上述した蓄熱作業や充電作業が終了したとき、それらの作業の終了を制御装置１１１によって作業ごとに区別して報知することができるように、報知灯または報知ブザーを制御装置１１１に接続するようにしてもよい。
電池１３の電圧が次第に上昇して、電圧検出器８３により検出された電圧が、設定された電圧を越えると制御装置１１１によって充電が停止される。これによって、電池１３の充電作業が終了する。
なお、上述した蓄熱作業や充電作業が終了したとき、それらの作業の終了を制御装置１１１によって作業ごとに区別して報知することができるように、報知灯または報知ブザーを制御装置１１１に接続するようにしてもよい。
この実施の形態によれば、発電機９７を車両１'に搭載して連結したまま車両１'を走行運転することができるように構成したので、発電機９７を作動させたまま車両１'を走行運転することができる。このため、車両１'の走行運転中に電池１３への充電作業や蓄熱器１９への蓄熱作業を行うことができ、その分、これらの作業を停車して行わなくても済む。
また、車両１'の走行運転中に電池１３への充電作業が行われることで、その分、車両１'の航続距離を延長することができる。
また、発電機９７は車両１'に対して離脱可能に構成されているので、発電機９７を車両１'から取り外せば、通常の発電機として別の用途に使用することができる。特に、発電機９７として、一般に市場に流通している可搬型の発電機を採用すれば、蓄熱作業と充電作業とを同時に行うための装置を安価に提供することができるだけでなく、発電機としての用途も広がる。
また、車両１'の走行運転中に電池１３への充電作業が行われることで、その分、車両１'の航続距離を延長することができる。
また、発電機９７は車両１'に対して離脱可能に構成されているので、発電機９７を車両１'から取り外せば、通常の発電機として別の用途に使用することができる。特に、発電機９７として、一般に市場に流通している可搬型の発電機を採用すれば、蓄熱作業と充電作業とを同時に行うための装置を安価に提供することができるだけでなく、発電機としての用途も広がる。
なお、この実施の形態では、車両１'に搭載して連結するものとして発電機９７を使用したが、この発電機９７に替えて、前記内燃機関９９と同様のエンジンと、前記燃料タンク１０１と同様の燃料タンクとが一体化されユニット体として構成された汎用エンジンを車両１'に搭載して連結するようにしてもよい。その場合は、電池１３への充電作業は行うことができないものの、蓄熱器１９への蓄熱作業は発電機９７と同様に行うことができる。また、汎用エンジンを車両１'に対して離脱可能に構成することで、汎用エンジンを車両１'から取り外せば、通常の汎用エンジンとして別の用途に使用することができる。
上述した第１および第２の実施の形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、前記の各実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と明細書との全体から読み取れる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更後の車両もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
例えば、上述した各実施の形態においては、４輪の車両の例を示したが、これに限らず、前２輪、後１輪の３輪車両または前１輪、後２輪の３輪車両であってもよい。これらの場合は、前側または後側のうち少なくとも何れか一方側の車輪内に電動モータ９が配設されればよく、これらの場合は、電動モータ９が配設された車輪が本発明の「駆動輪」を構成する。
例えば、上述した各実施の形態においては、４輪の車両の例を示したが、これに限らず、前２輪、後１輪の３輪車両または前１輪、後２輪の３輪車両であってもよい。これらの場合は、前側または後側のうち少なくとも何れか一方側の車輪内に電動モータ９が配設されればよく、これらの場合は、電動モータ９が配設された車輪が本発明の「駆動輪」を構成する。
また、上述した各実施の形態においては、電動モータ９により車両１および車両１'の駆動輪を駆動して走行する例を示したが、これに替えて内燃機関により車両１および車両１'の駆動輪を駆動して走行するようにしてもよい。その場合は、充電装置７５や発電機９７の発電装置１０３によって電動モータ９を充電する必要がなくなるのは言うまでもない。その場合の内燃機関は、本発明の「第１駆動源」を構成する。
また、上述した各実施の形態においては、蓄熱器１９に充填する蓄熱冷媒を入れ替えるとともに四方弁２５を切り替えることで、蓄熱器１９への温熱または冷熱の蓄熱を択一的に変更することができる例を示したが、車両１および車両１'が使用される地域の環境温度に応じて温熱または冷熱のうち何れか一方の蓄熱だけしか行わないように構成してもよい。その場合は、蓄熱器１９に充填する蓄熱冷媒が温熱または冷熱のうち何れか一方に適したものだけに限定されると共に、四方弁２５を省略することができる。
また、上述した各実施の形態においては、単一の蓄熱器１９を温熱蓄熱用と冷熱蓄熱用とに兼用する例を示したが、これに替えて、蓄熱器を温熱蓄熱用と冷熱蓄熱用とでそれぞれ別個に設け、乗員区画室７内を暖房するときは温熱蓄熱用の蓄熱器に蓄熱された温熱を活用する一方、冷房するときは冷熱蓄熱用の蓄熱器に蓄熱された冷熱を活用するようにしてもよい。
また、上述した各実施の形態においては、蓄熱器１９に充填する蓄熱冷媒を入れ替えるとともに四方弁２５を切り替えることで、蓄熱器１９への温熱または冷熱の蓄熱を択一的に変更することができる例を示したが、車両１および車両１'が使用される地域の環境温度に応じて温熱または冷熱のうち何れか一方の蓄熱だけしか行わないように構成してもよい。その場合は、蓄熱器１９に充填する蓄熱冷媒が温熱または冷熱のうち何れか一方に適したものだけに限定されると共に、四方弁２５を省略することができる。
また、上述した各実施の形態においては、単一の蓄熱器１９を温熱蓄熱用と冷熱蓄熱用とに兼用する例を示したが、これに替えて、蓄熱器を温熱蓄熱用と冷熱蓄熱用とでそれぞれ別個に設け、乗員区画室７内を暖房するときは温熱蓄熱用の蓄熱器に蓄熱された温熱を活用する一方、冷房するときは冷熱蓄熱用の蓄熱器に蓄熱された冷熱を活用するようにしてもよい。
１，１' 車両
３ 前輪（駆動輪）
５ 後輪（駆動輪）
９ 電動モータ（第１駆動源）
１３ 電池
１９ 蓄熱器
２７ 室内側熱交換器
２９ 室外側熱交換器
３１ 膨張弁
４３ 圧縮機
４５ 被動カプラ（動力取入部）
４９ 駆動装置（第２駆動源）
５３ 駆動カプラ（動力取出部）
８１ 電線（電力供給線）
８７ 電線（電力供給線）
９７ 発電機（第２駆動源）
１０１ 燃料タンク
３ 前輪（駆動輪）
５ 後輪（駆動輪）
９ 電動モータ（第１駆動源）
１３ 電池
１９ 蓄熱器
２７ 室内側熱交換器
２９ 室外側熱交換器
３１ 膨張弁
４３ 圧縮機
４５ 被動カプラ（動力取入部）
４９ 駆動装置（第２駆動源）
５３ 駆動カプラ（動力取出部）
８１ 電線（電力供給線）
８７ 電線（電力供給線）
９７ 発電機（第２駆動源）
１０１ 燃料タンク
Claims (3)
- 車両の駆動輪を駆動する第１駆動源と、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、
冷媒と外気との間で熱交換する室外側熱交換器と、
冷媒と蓄熱冷媒との間で熱交換する室内側熱交換器と、
蓄熱冷媒が充填される蓄熱器とを備えた車両であって、
前記第１駆動源とは別個の第２駆動源の動力取出部が前記圧縮機の動力取入部に係脱可能に接続されて機械的に動力が伝達されることで前記圧縮機が駆動され、
前記第２駆動源は車両に対して離脱可能に構成されていることを特徴とする車両。 - 請求項１に記載の車両において、
前記第２駆動源は、内燃機関と、該内燃機関用の燃料を貯留する燃料タンクとが一体化されたユニット体として構成され、
前記内燃機関は前記動力取出部を備えていることを特徴とする車両。 - 請求項２に記載の車両において、
前記第１駆動源は電動モータであり、該電動モータに電源を供給する電池が車両に搭載されており、
前記第２駆動源は、前記内燃機関により駆動されて発電する発電装置をさらに備え、かつ、この発電装置と前記内燃機関と前記燃料タンクとが一体化されたユニット体として構成され、
前記電池と前記発電装置とが接離可能なコネクタを中途部に有する電力供給線を介して接続され、
前記発電装置で発電された電力を前記電力供給線を介して前記電池に供給するようにしたことを特徴とする車両。
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