JP6353958B1 - 電動式冷凍機を搭載した大型冷凍冷蔵自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】カバーとキャブとの間隙に十分な余裕を残したまま、ボックス（荷室）の全長を更に伸ばすことが可能な電動式冷凍車を提供する。【解決手段】カバー（２３０）はボックス（２２０）の前面からキャブ（２１０）の上方へ張り出している。ボックスの天井（２２１）には配管（４３０）が埋め込まれており、カバーとボックスの後部との間で冷媒を循環させる。エバポレータはフロントエバポレータ（４１３）とリアエバポレータ（４２３）とに２分割されている。フロントエバポレータは電動コンプレッサ（４１１、４２１）とコンデンサ（４１２、４２２）と共にカバー内に収容されてカバー内で冷媒を循環させ、ボックス（荷室）内の前側を冷却する。リアエバポレータはボックスの後部に設置され、電動コンプレッサとコンデンサとは配管を通じて冷媒を循環させ、ボックス（荷室）内の後側を冷却する。【選択図】図３

Description

本発明は冷凍冷蔵自動車に関し、特に冷凍機の車載技術に関する。

「低温物流」とは、常温よりも低温での保存が必要な物品を対象とする荷役、輸送、保管をいう。低温物流の対象としては食品全般、特に、生鮮食品と冷凍食品とが代表的である。さらに、医薬品、ケミカル、ＩＴ部品、半導体等、食品以外の物品についても、低温物流の利便性が重要視されるものが増えている。

近年、低温物流事業に参入する企業が増加し、それらの間での競争が激化している。これは主に、生鮮食品と冷凍食品との市場規模が、コンビニエンスストア、食品スーパー等の店頭販売だけでなく、インターネットを介した通信販売においても拡大を続けていることによる。さらに、輸送・保管技術の進展に伴い、低温物流の可能な範囲が、国内に留まらず、東南アジアの諸国間等、国際的な規模にまで達していることも大きな要因である。

低温物流事業における企業間競争の激化に伴い、低温輸送効率の更なる向上が求められている。冷凍冷蔵自動車（以下、「冷凍車」と略す。）の技術分野においても、輸送効率の向上要求に応えるべく、最大積載量の更なる増加、または燃費の更なる削減を目的とする様々な工夫が試みられている。たとえば特許文献１、２に開示された冷凍車では、ボックス（「コンテナ」または「冷凍庫」とも呼ばれる。）の前面からキャブ（「キャビン」または「運転台」とも呼ばれる。）の上方へ張り出したカバー（「エバハウス」とも呼ばれる。）の中にエバポレータ（蒸発器）が収められている。「前出しエバポレータ」と呼ばれるこの技術は、出願人である株式会社ランテックが共同出願人である株式会社矢野特殊自動車と１９７９年に開発したものであり、ボックス内の床面積を効果的に拡げる工夫としてよく知られている。また、特許文献３、４に開示された冷凍車ではコンプレッサ（圧縮機）が、エンジンで駆動する機械式ではなく、電力で電動コンプレッサを駆動する電動式である。機械式に比べて電動式は低燃費化に有利である。電動コンプレッサは更に、コンデンサ（凝縮器）、エバポレータと共に、カバーの中に一体的に収容可能であるので、冷媒の配管がカバー内に限定される。これは、冷凍車の製造コストの削減には大いに有利である。

特開２０００−２０５７２８号公報 特開２００９−２７５９２３号公報 特開２０１３−２５２８４４号公報 特開２０１６−１６２５８０号公報

冷凍車の輸送効率を更に向上させるには、電動コンプレッサを冷凍機に利用することと共に、ボックス（荷室）を更に拡大することが効果的である。ボックス（荷室）の床面積は通常、積載可能なパレットの最大枚数で評価される。「パレット」とは、荷物の積み下ろし、運搬、保管を行う際にその荷物を載せる台をいう。一般にパレットは正方形の板状部材であり、そのサイズは日本標準規格（ＪＩＳ）により１１００ｍｍ×１１００ｍｍ×１４４ｍｍに統一されている。すでに製品化されている冷凍車のうち、電動コンプレッサを冷凍機に利用する車種（以下、「電動式冷凍車（ＣＨＶ）」という。）では、積載可能なパレットが最大１６枚である。一方、機械式コンプレッサを冷凍機に利用する車種（以下、「機械式冷凍車」という。）では、積載可能なパレットが最大１８枚である。したがって、ＣＨＶにおいても、積載可能なパレットの最大枚数を“１８”に増やすことが望ましい。しかし、これは以下の理由により難しい。

ボックスの全幅（冷凍車の進行方向、すなわち前後方向に対して垂直な水平方向、すなわち左右方向における長さ）を拡げることは、冷凍車の小回り等、操作性を高く維持することが難しいので、好ましくない。したがって、ボックス（荷室）の床面積を増やすには、ボックスの全長（前後方向における長さ）を伸ばすしかない。自動車の全長は１２ｍを超えることができない（国土交通省令、道路運送車両の保安基準第２条の規定による。）一方、すでに製品化されているＣＨＶの全長はボックスとキャブとを合わせてほぼ１２ｍである。それ故、ボックスの全長を伸ばすにはキャブの全長を縮めねばならない。このＣＨＶに搭載されているキャブはフルキャブ、すなわち運転席、助手席の後ろにベッドを備えたタイプであるので、これをショートキャブ、すなわちベッドの無いタイプに変更することにより、ボックスの全長を伸ばす余地を生み出すことは可能である。しかし、この余地の長さは、積載可能なパレットを２枚増やすには足りない。パレットを２枚増やすのに必要なボックスの長さを無理に確保しても、カバーとキャブとの間隙には余裕を残すことができないので、エンジン、トランスミッション等のメンテナンスを目的としてキャブを前傾させる際にその後面がカバーに接触する危険性が高い。ボックスの他の部分とキャブ、またはシャーシの他の部分との間隙からも余裕が失われる箇所が現れるので、それらの箇所では対向する構造物が、冷凍車の走行中における振動・衝撃によって互いに衝突する危険性が生じる。これらの危険性により、このＣＨＶにおいて積載可能なパレットを増やすことは困難である。

本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に、カバーとキャブとの間隙に十分な余裕を残したまま、ボックス（荷室）の全長を更に伸ばすことが可能なＣＨＶを提供することにある。

本発明の１つの観点による冷凍冷蔵自動車は、シャーシと、キャブと、ボックスとを備えている。シャーシは、車輪、これらの車輪を駆動するエンジン、このエンジンの駆動力を利用して電力を生成する発電機、およびこの発電機の生成した電力を蓄積するバッテリを含む。キャブはシャーシの前部に搭載され、ボックスはシャーシの後部に搭載されている。ボックスは、気密に囲われた荷室、およびこの荷室内を冷却する冷凍機を含む。この冷凍機は、電動コンプレッサと、コンデンサと、エバポレータと、カバーと、配管とを含む。電動コンプレッサは、発電機の生成した電力、またはバッテリに蓄積された電力を利用して冷媒を加圧する。コンデンサは、電動コンプレッサで加圧された冷媒を外気で冷却して液化させる。エバポレータは、コンデンサで液化した冷媒を気化させることにより荷室内を冷却する。カバーは、ボックスの前面からキャブの上方へ張り出した筐体である。配管はボックスの天井に埋め込まれており、カバーとボックスの後部との間で冷媒を循環させる。エバポレータは、フロントエバポレータとリアエバポレータとに２分割されている。フロントエバポレータは、電動コンプレッサとコンデンサと共にカバー内に収容されて、そのカバー内で冷媒を循環させ、ボックス（荷室）内の前側を冷却する。リアエバポレータはボックスの後部に設置され、電動コンプレッサとコンデンサとは天井配管を通じて冷媒を循環させ、ボックス（荷室）内の後側を冷却する。

カバーの前面は、キャブが傾く際にキャブの後面が描く軌跡から所定の間隔を空けて位置していてもよい。シャーシは、フレームと、リアアーチと、アーチカバーとを更に含んでいてもよい。フレームは梯子型であり、前後方向に伸びている１対のサイドレールを含む。リアアーチは、これらサイドレールの間を接続するアーチ状部材であり、キャブの後端を支持する。アーチカバーは、リアアーチが囲む空間を覆う板状部材である。キャブの後面とリアアーチの付属物とは、アーチカバーの後面よりも前方に位置していてもよい。シャーシは、発電機からリアエバポレータへ電力を伝送するケーブルを更に含んでいてもよい。ボックスは、１対のサブフレームと、複数本のクロスメンバーとを更に含んでいてもよい。１対のサブフレームは前後方向に伸びている。複数本のクロスメンバーはこれら１対のサブフレームの間を接続する。複数本のクロスメンバーのうち最前方に位置する１本は、ケーブルとの接触を避けるための切り欠きを含んでいてもよい。ボックスは、リアドアと、このリアドアをボックスの側壁に開閉可能に接続する平行２軸ヒンジとを更に含んでいてもよい。

本発明による上記の冷凍冷蔵自動車では、エバポレータが２分割されており、一方が電動コンプレッサとコンデンサと共にカバー内に一体化され、他方がボックスの後部に設置されている。これにより、カバー内の構造が縮小可能であるので、カバーとキャブとの間隙に十分な余裕を残したまま、ボックス（荷室）の全長を更に伸ばすことが可能である。さらに、カバー内の電動コンプレッサやコンデンサとリアエバポレータとの間で冷媒を循環させる配管はボックスの天井に通せばよく、ボックスの側面、床下には引き回す必要がない。したがって、配管の新設に伴う製造コストの増加は、ボックスの伸長に伴う積載可能なパレットの最大枚数の増加に比べれば問題にならない。

この冷凍冷蔵自動車では、キャブの後面とリアアーチの付属物とが、アーチカバーの後面よりも前方に位置していてもよい。付属物にはオイルリザーバーホースまたはボルトが含まれる。これらの付属物がキャブの後面と共に、アーチカバーの後面よりも前方に位置するので、ボックスの前面とアーチカバーの後面との間隙にも十分な余裕が残る。したがって、対向する構造物が冷凍車の走行中に振動・衝撃を受けても、互いに衝突する危険性がない。

この冷凍冷蔵自動車では、シャーシは、発電機からリアエバポレータへ電力を伝送するケーブルを更に含んでいてもよい。この場合、複数本のクロスメンバーのうち最前方に位置する１本は、そのケーブルとの接触を避けるための切り欠きを含んでいてもよい。このクロスメンバーとケーブルとの間隙にも十分な余裕が残るので、それらが冷凍車の走行中に振動・衝撃を受けても、互いに接触する危険性がない。

ボックスのリアドアはボックスの側壁に平行２軸ヒンジで接続されていてもよい。これにより、リアドアは、外面がボックスの側壁に接触するほどの角度（たとえば２７０°）まで回転可能である一方、ボックスの後面から突出するヒンジの高さが抑えられる。こうして、リアドアの開きを狭めることなく、ヒンジが冷凍車の全長に与える影響を除去することができる。

（ａ）は従来の大型冷凍冷蔵自動車（ＣＨＶ）の側面図であり、（ｂ）は本発明の実施形態による大型ＣＨＶの側面図である。（ｃ）は、ボックスの荷室内におけるパレットの配置を示す模式図である。 （ａ）は、実施形態によるＣＨＶの車体構造を示す分解図である。（ｂ）はそのＣＨＶのシャーシの上面図である。 実施形態によるＣＨＶの搭載する冷凍機の構造を示す模式図である。 （ａ）は、実施形態によるＣＨＶが搭載する冷凍サイクルの一例のブロック図である。（ｂ）は、このＣＨＶと、積載可能なパレットの最大枚数が同じ１８枚である機械式（直結式）冷凍車とについて、気温３５℃の真夏の日射条件下でのアイドリング中における同一仕様ボックス内の温度（室温）変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、実施形態によるＣＨＶのカバーの上面図、側面図、正面図である。 （ａ）は、図５の示すカバーを取り外したときに現れるその内部構造の斜め前方からの外観を表す斜視図であり、（ｂ）は、その内部構造のうち断熱パネルよりも内側の部分の外観を表す斜視図であり、（ｃ）は、（ａ）の示す線分ｃ−ｃに沿ったその内部構造の縦断面図である。 （ａ）は、ボックスの天井のうちリアエバポレータが設置された後部の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）が示す線分ｂ−ｂに沿った天井の横断面図である。（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、リアエバポレータの底面図、側面図である。 （ａ）は、図１の（ａ）が示す従来のＣＨＶのカバー内の構造のうち断熱パネルよりも内側の部分の外観を表す斜視図である。（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、従来のＣＨＶと実施形態によるＣＨＶとのカバー内の構造について、前後方向に沿った縦断面を示す図である。 （ａ）は、実施形態によるＣＨＶのショートキャブの側面図である。（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、ショートキャブの前面とフルキャブの前面との下部の側面図である。（ｄ）はショートキャブの後面の下部の側面図である。（ｅ）、（ｆ）はそれぞれショートキャブの後面とフルキャブの後面との各下部の斜視図である。 （ａ）は実施形態によるＣＨＶのキャブとボックスの前部との側面図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、（ａ）の示す破線で囲まれた領域の縦断面図、斜視図である。 （ａ）は、実施形態によるＣＨＶのボックスの側壁とリアドアとの接続部の水平面に沿った横断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す破線で囲まれた部分の拡大図である。 実施形態によるＣＨＶのキャブとボックスの前部との側面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［冷凍冷蔵自動車の外観］

図１の（ａ）は従来の大型冷凍冷蔵自動車（ＣＨＶ）１００の側面図であり、（ｂ）は本発明の実施形態による大型ＣＨＶ２００の側面図である。いずれのＣＨＶ１００、２００も全長が１１．９９０ｍ（＜１２ｍ）である。従来のＣＨＶ（以下、「旧ＣＨＶ」という。）１００ではキャブ１１０がフルキャブである。それに対し、実施形態によるＣＨＶ（以下、「新ＣＨＶ」という。）２００ではキャブ２１０がショートキャブである。これにより、新ＣＨＶ２００のキャブ２１０では旧ＣＨＶ１００のキャブ１１０よりも、後面が２９０ｍｍ前方に位置する（図１の（ａ）の示す矢印ＡＲ１参照）。一方、新ＣＨＶ２００のボックス２２０では旧ＣＨＶ１００のボックス１２０よりも、前面が５９５ｍｍ前方に位置する（図１の（ｂ）の示す矢印ＡＲ２参照）。これは、積載可能なパレットの最大枚数が、旧ＣＨＶ１００では１６枚であるのに対し、新ＣＨＶ２００では１８枚であることによる。

図１の（ｃ）は、ボックス１２０の荷室内におけるパレットＰＬＴの配置を示す模式図である。パレットＰＬＴは一般に１１００ｍｍ四方の板である。ボックス１２０に荷物を積載する際、それらの荷物はまずパレットＰＬＴの上に載せられ、パレットＰＬＴ単位でボックス１２０の荷室内に収められる。いずれのＣＨＶ１００、２００でもボックス（荷室）の幅が２２００ｍｍ強であるので、パレットＰＬＴが２列に並べられる。一方、ボックス（荷室）の奥行方向においてはパレットＰＬＴが、旧ＣＨＶ１００では８枚配置可能であり、新ＣＨＶ２００では９枚配置可能である。

図１の（ａ）、（ｂ）が示すように、積載可能なパレットを１６枚から１８枚へ、２枚増やすのに必要なボックスの長さの増分ＡＲ２は、フルキャブ１１０をショートキャブ２１０に変更することで生み出される余裕ＡＲ１よりも大きい。したがって、仮に、旧ＣＨＶ１００の搭載する冷凍機のカバー１３０内の構造をそのまま新ＣＨＶ２００に搭載すれば、カバー１３０とキャブ２１０との間隙に余裕を残すことができないので、キャブ２１０を前傾させる際にその後面がカバー１３０に接触する危険性が高い。実際には、新ＣＨＶ２００の搭載する冷凍機のカバー２３０内の構造は、旧ＣＨＶ１００のものよりも長さが縮小されている。主にこの縮小により、カバー２３０とキャブ２１０との間隙には十分な余裕が確保されている。詳細については後述する。
［冷凍車の構造］

図２の（ａ）は、ＣＨＶ２００の車体構造を示す分解図である。この構造はキャブ２１０とボックス２２０とに加えてシャーシ２４０を備えている。「シャーシ」とは、キャブとボックスとを除く、フレームに装備された構造の全体をいう。図２の（ｂ）はシャーシ２４０の上面図である。シャーシ２４０は、フレーム２４１、車輪２４２、エンジン２４３、パワートレイン２４４、および電力制御部（ＰＣＵ）２４５を含む。フレーム２４１は梯子型の骨組みであり、特に、前後方向に伸びている１対のサイドレール（縦材）を含む。フレーム２４１の最前部にはキャブ２１０が搭載され、後部にはボックス２２０が搭載されている。車輪２４２は、たとえば全体の構成が（全輪数）×（駆動輪数）＝６×２である。フレーム２４１のうち、キャブ２１０の直下に位置する部分には１軸２輪が装備され、ボックス２２０の中央部の下方に位置する部分には２軸４輪が装備されている。エンジン２４３は、キャブ２１０の直下に位置するフレーム２４１の部分に搭載され、後続のパワートレイン２４４に対して駆動力（トルク）を与える。パワートレイン２４４はこの駆動力を、ボックス２２０の下に位置する２軸の車輪２４２のうち前側の１軸、すなわち駆動輪へ伝達する。

パワートレイン２４４はエンジン２４３に近い順に、発電機２４６、トランスミッション（変速機）２４７、プロペラシャフト２４８、およびアクスル２４９を含む。発電機２４６はクラッチと一体化されており、そのクラッチに接続されたシャフトの回転力を利用して電力を生成する。具体的には、発電機２４６はたとえば、シャフトと共に回転する永久磁石がコイルに誘導する起電力をＰＣＵ２４５に対して印加する。トランスミッション２４７はエンジン２４３の駆動力を走行条件に合わせて段階的に変化させ、プロペラシャフト２４８へ伝える。プロペラシャフト２４８はこの駆動力をアクスル２４９へ伝える。アクスル２４９は差動ギアと車軸とを含み（図は示していない。）、これらを利用してプロペラシャフト２４８からの駆動力で駆動輪を回転させる。

ＰＣＵ２４５は、発電機２４６が生成した電力で冷凍機を駆動する。具体的には、ＰＣＵ２４５は、一般的なハイブリッド車に搭載されたＰＣＵと実質的には同じ構成であり、インバータとバッテリとを含む（図は示していない）。インバータは、発電機２４６が交流電力を生成する場合はコンバータとして機能し、その交流電力を利用して、冷凍機の駆動に適した直流電力を生成し、またはバッテリを充電する。バッテリはリチウムイオン二次電池またはニッケル水素二次電池であり、発電機２４６が生成した電力を蓄積する。ＰＣＵ２４５は一般的なハイブリッド車のＰＣＵとは異なり、発電機２４６の生成した電力とバッテリに蓄積された電力とを専ら冷凍機の駆動に利用し、エンジン２４３の駆動力の補助（走行アシスト）には利用しない。

シャーシ２４０は更にリアアーチ２５０とアーチカバー２５１とを含む。リアアーチ２５０は、フレーム２４１の含む１対のサイドレールの間を接続するアーチ状部材である。リアアーチ２５０は特にキャブ２１０の後端を分離可能に支持する。アーチカバー２５１はたとえば繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製または金属製の薄板状部材であり、リアアーチ２５０が囲む空間を覆ってエンジン２４３を外部から隔離する。

ボックス２２０は、天井（屋根）２２１、側壁２２２、床（図は示していない）、リアドア２２３、１対のサブフレーム（縦根太）２２４、および複数本のクロスメンバー（横根太）２２５を含む。天井（屋根）２２１、側壁２２２、床はそれぞれ長方形状の板状部材であり、断熱材を含む。これら２２１、２２２は互いに組み合わされて直方体形状の筐体を構成し、その内部空間を気密に囲い、特に外部から断熱する。この空間が荷室として利用される。リアドア２２３はボックス（荷室）の後側の開口部を塞いでいる。リアドア２２３は複数のヒンジ２２６により、側壁２２２に開閉可能に接続されている。サブフレーム２２４はボックス２２０の床下を前後方向に伸びており、それらの間をクロスメンバー２２５が接続している。これにより、サブフレーム２２４とクロスメンバー２２５とはボックス２２０に対する梯子状の台（荷台）を構成し、ボックス２２０をシャーシ２４０のフレーム２４１に接続して安定化させている。ボックス２２０は更に冷凍機を含む。その構造については後述する。
［冷凍機］

図３は、新ＣＨＶ２００の搭載する冷凍機の構造を示す模式図である。冷凍機は、カバー２３０に加えて、１対の電動コンプレッサ４１１、４２１、１対のコンデンサ４１２、４２２、フロントエバポレータ４１３、配管４３０、およびリアエバポレータ４２３を含む。カバー２３０は、ボックス２２０の前面からキャブ２１０の上方へ張り出した筐体であり、電動コンプレッサ４１１、４２１、コンデンサ４１２、４２２、およびフロントエバポレータ４１３を一体的に収納している。電動コンプレッサ４１１、４２１は、左右方向におけるカバー２３０の各端部に１つずつ設置され、コンデンサ４１２、４２２は、カバー２３０の前面近傍に左右対称に配置されている。フロントエバポレータ４１３は、カバー２３０の後面近傍の中央部に配置されている。配管４３０はボックス２２０の天井２２１に埋め込まれ、カバー２３０内のコンデンサの一方４２２と電動コンプレッサの一方４２１をリアエバポレータ４２３に接続している。リアエバポレータ４２３はボックス２２０の後部においてボックス（荷室）内の天井に設置されている。電動コンプレッサ４１１、コンデンサ４１２を始めとするカバー２３０内の電動機器とリアエバポレータ４２３とは、ボックス２２０の側壁２２２とシャーシ２４０のフレーム２４１とにわたって敷設された電力ケーブル４４０により、ＰＣＵ２４５と発電機２４６とに接続されている。
−冷凍サイクル−

図４の（ａ）は、ＣＨＶ２００が搭載する冷凍サイクルの一例のブロック図である。冷凍サイクルは、冷凍機内部における冷媒の循環を表す。電動コンプレッサ４００は、発電機２４６の生成した電力ＰＷ１、またはＰＣＵ２４５内のバッテリに蓄積された電力ＰＷ２を利用してガス状の冷媒ＬＶＭを加圧する。コンデンサ４０１は、高圧ガスと化した冷媒ＨＶＭを外気ＥＡＦで冷却して液化させる。膨張弁（キャピラリ）４０２は、液化した高圧の冷媒ＨＬＭの流量を制限してその圧力を下げる。エバポレータ４０３は、圧力の下がった液状の冷媒ＬＬＭに、ボックス（荷室）内の空気から熱を吸収させて気化させる。気化した冷媒ＬＶＭは電動コンプレッサ４００に戻され、再利用される。一方、熱を奪われて温度の下がった空気ＣＡＦはファン４０４によってボックス（荷室）内へ送られる。これによりボックス（荷室）内が冷却される。図４には、一般的な膨張弁タイプの冷凍サイクルを示したが、これ以外の「エジェクター式」や「ガスインジェクション式」のサイクルを用いてもよい（図は示していない）。
−電動式冷凍機の利点−

電動式冷凍機は機械式冷凍機よりも一般的に燃費が良く、冷凍性能の安定性が高い。これは次の理由に因る。機械式コンプレッサはエンジンからベルト等によって駆動力を直に受ける。このエンジンが走行用のものと兼用される場合（直結式）、走行状態に応じてエンジンの回転数が変わるとコンプレッサの動作状態（回転数）も変わる。これにより、冷凍サイクルを循環する冷媒の量が変動し、特にボックス内を冷却する能力が変動する。これに対し、電動コンプレッサは、発電機の生成した電力をその発電機またはバッテリから受ける。図４の（ａ）が示すように、発電機２４６はエンジン２４３からの駆動力ＥＧＴだけでなく、車輪２４２からの制動力ＢＲＴを電力に変換する。この制動力ＢＲＴが電力として回収される分、電動コンプレッサ４００は機械式コンプレッサよりも効率が高い。また、発電機２４６から電動コンプレッサ４００へ供給される電力ＰＷ１が低い場合、ＰＣＵ２４５は不足分をバッテリに蓄積された電力ＰＷ２で補う。これにより、電動コンプレッサ４００の動作状態はエンジン２４３の回転数に実質的には左右されない。したがって、電動式冷凍機は機械式冷凍機とは異なり、冷凍車の走行状態にかかわらず、ボックス内の温度（室温）を安定に維持することができる。

具体的には、ＣＨＶ２００（車両重量１１，６５０ｋｇ）と、積載可能なパレットの最大枚数が同じ１８枚である機械式（直結式）冷凍車（車両重量１１，４２０ｋｇ）とについて、１年間にわたって実際の燃費を記録した実験では、１ｌ当たりの走行距離がＣＨＶ２００では３．８９ｋｍ／ｌであったのに対し、機械式冷凍車では３．７３ｋｍ／ｌに留まった。すなわち、ＣＨＶ２００は機械式冷凍車よりも１ｌ当たりの走行距離が約５％伸びた。

図４の（ｂ）は、ＣＨＶ２００と、積載可能なパレットの最大枚数が同じ１８枚である機械式（直結式）冷凍車とについて、気温３５℃の真夏の日射条件下でのアイドリング中における同一仕様ボックス内の温度（室温）変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。太い実線のグラフＧＲ１はＣＨＶ２００における温度変化を示し、細い実線のグラフＧＲ２は機械式冷凍車においてエンジンの回転数が７００ｒｐｍであるときの温度変化を示し、破線のグラフＧＲ３は同じ機械式冷凍車においてエンジンの回転数が５００ｒｐｍであるときの温度変化を示す。各グラフの含むピークは除霜に伴う温度変化を示す。これらのグラフを比較すれば明らかなとおり、温度降下はＣＨＶ２００が最も速い。具体的には、外気温と同じ３５℃から−２０℃までの到達時間はＣＨＶ２００では２３５分であるのに対し、機械式冷凍車では２６５分（エンジン回転数７００ｒｐｍ）、３３０分（エンジン回転数５００ｒｐｍ）である。このように、ＣＨＶ２００は機械式冷凍車よりも冷凍能力が高く、特にその能力がエンジンの回転数にかかわらず安定である。
−カバー−

図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、カバー２３０の上面図、側面図、正面図である。カバー２３０の上面２３１はほぼ水平であり、後端から前端へ（図ではｘ軸の正方向へ）進むにつれてやや下方（図ではｚ軸の負方向）に湾曲している。前後方向（ｘ軸方向）における上面２３１の中央部には排気口２３２が開いており、その中に排気ファン２３３が４つ並んでいる。カバー２３０の前面２３４は垂直方向（ｚ軸方向）から前方（ｘ軸の正方向）へ傾斜しており、前端から後端へ（ｘ軸の負方向へ）進むにつれて降下（ｚ軸の負方向へ変位）している。前面２３４の上部には吸気口２３５が開いている。
−カバーの内部−

図６の（ａ）は、カバー２３０を取り外したときに現れるその内部構造の斜め前方からの外観を表す斜視図であり、（ｂ）は、その内部構造のうち断熱パネル２３６よりも内側の部分の外観を表す斜視図であり、（ｃ）は、（ａ）の示す線分ｃ−ｃに沿ったその内部構造の縦断面図である。カバー２３０の内側の空間は断熱パネル２３６により、その内側と外側とに二分されている。断熱パネル２３６の外側には電動コンプレッサ４１１、４２１とコンデンサ４１２、４２２とが配置されている。電動コンプレッサ４１１、４２１は断熱パネル２３６とカバー２３０の各側面の上部との間に１つずつ位置する。コンデンサ４１２、４２２は、図５の（ｃ）が示す吸気口２３５の裏側に、図６の（ａ）が示すように左右対称に配置された熱交換器４１４、４２４を含む。ＣＨＶ２００の前方から見て左側（図でも左側）の電動コンプレッサ４１１は、同じく左側のコンデンサ４１２の熱交換器４１４へ、図４の（ａ）が示す高圧ガス状の冷媒ＨＶＭを送る。右側の電動コンプレッサ４１２は、同じく右側のコンデンサ４２２の熱交換器４２４へ高圧ガス状の冷媒ＨＶＭを送る。各コンデンサ４１２、４２２は熱交換器４１４、４２４の裏側に排気ファン２３３を２つずつ含む。これらは、図５の（ａ）が示す排気口２３２から覗いていたファンである。ＣＨＶ２００の走行中、これらのファン２３３が駆動することにより、カバー２３０の前面に当たる風は吸気口２３５からコンデンサ４１２、４２２の熱交換器４１４、４２４を吹き抜け、排気口２３２からカバー２３０の上方へ排気される。この風により、コンデンサ４１２、４２２の熱交換器４１４、４２４を流れる高圧ガス状の冷媒ＨＶＭが冷却されて液化する。左側のコンデンサ４１２の熱交換器４１４で液化した冷媒ＨＬＭは断熱壁２３６の内側へ進入する。右側のコンデンサ４２２の熱交換器４２４で液化した冷媒ＨＬＭはカバー２３０の内部から、図３が示すボックス２２０の天井２２１に埋め込まれた配管４３０へ送られる。

図６の（ｂ）、（ｃ）が示すように、断熱パネル２３６で囲まれた空間の内側はフロントエバポレータ４１３が占める。フロントエバポレータ４１３はその空間の中に下から順に、吸込口４１５、熱交換器４１６、４つの送風ファン４１７、および吹出口４１８を含む。吸込口４１５と吹出口４１８とはボックス２２０の荷室の前壁２２７に設けられている。左側のコンデンサ４１２の熱交換器４１４で液化した冷媒ＨＬＭは、膨張弁（図は示していない。）で減圧された後に熱交換器４１６を流れる。送風ファン４１７が駆動することにより、ボックス（荷室）内の空気は吸込口４１５から熱交換器４１６を吹き抜け、吹出口４１８からボックス（荷室）内へ戻される。このとき、熱交換器４１６を流れる液状の冷媒ＬＬＭに気化熱を奪われるので、熱交換器４１６を吹き抜ける気流の温度が下がる。この気流がボックス（荷室）内へ戻されることによりボックス（荷室）内、特にその前部が冷却される。一方、熱交換器４１６で気化した低圧低温の冷媒ＬＶＭは左側の電動コンプレッサ４１１へ戻る。
−配管−

図７の（ａ）は、ボックス２２０の天井２２１のうちリアエバポレータ４２３が設置された後部の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）が示す線分ｂ−ｂに沿った天井２２１の横断面図である。天井２２１の中には配管４３０が埋め込まれている。配管４３０は２種類４３１、４３２である。一方４３１は周囲が断熱材で覆われており、図６の（ａ）が示す右側のコンデンサ４２２で液化した高圧高温の冷媒ＨＬＭをリアエバポレータ４２３へ送る。他方４３２は、リアエバポレータ４２３で気化した低圧低温の冷媒ＬＶＭを、図６の（ａ）が示す右側の電動コンプレッサ４１２へ戻す。
−リアエバポレータ−

図７の（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、リアエバポレータ４２３の底面図、側面図である。説明の便宜上、（ｃ）、（ｄ）では筐体があたかも透明であって内部構造が見えているように描かれている。図７の（ａ）が示すようにリアエバポレータ４２３は薄い矩形板状であり、ボックス２２０の荷室の天井２２８の後端に設置されている。リアエバポレータ４２３の底面４２５には吸気ファン４２６が３つ露出しており、ボックス（荷室）内の空気を筐体内に吸い込む。リアエバポレータ４２３の前面には送風口４２７が開いている。吸気ファン４２６から送風口４２７にわたる空間には熱交換器４２８が設置されている。カバー２３０内の右側のコンデンサ４２２で液化した冷媒ＨＬＭは配管４３０からリアエバポレータ４２３の内部へ進入し、膨張弁（図は示していない。）で減圧された後に熱交換器４２８を流れる。吸気ファン４２６が駆動することによりボックス（荷室）内の空気は吸気ファン４２６から熱交換器４２８を吹き抜け、送風口４２７からボックス（荷室）内へ戻される。このとき、熱交換器４２８を流れる液状の冷媒ＬＬＭに気化熱を奪われるので気流の温度が下がり、この気流がボックス（荷室）内へ戻されることによりボックス（荷室）内、特にその後部が冷却される。一方、熱交換器４２８で気化した低圧低温の冷媒ＬＶＭは配管４３０を通してカバー２３０内の右側の電動コンプレッサ４２１へ戻る。
［カバー内の構造の変更点］

図８の（ａ）は、図１の（ａ）が示す旧ＣＨＶ１００のカバー１３０内の構造のうち断熱パネルよりも内側の部分の外観を表す斜視図である。断熱パネルとその外側の構造とは旧ＣＨＶ１００と新ＣＨＶ２００との間で実質的に共通であり、特に要素の配置と全体のサイズとに違いがない。一方、断熱パネルよりも内側の構造には旧ＣＨＶ１００と新ＣＨＶ２００との間で次の違いがある。図８の（ａ）が破線で示すように、旧ＣＨＶ１００のカバー１３０内にはリアエバポレータの熱交換器１２３が組み込まれている。これに対し、新ＣＨＶ２００のカバー２３０内では、図６の（ｂ）が破線で示すように、対応する領域が実質的に空いている。

図８の（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、旧ＣＨＶ１００のカバー１３０内の構造と新ＣＨＶ２００のカバー２３０内の構造とについて、図６の（ａ）の示す線分ｃ−ｃと同様、前後方向に沿った縦断面を示す図である。図８の（ｂ）が示すように、旧ＣＨＶ１００のカバー１３０内では断熱パネル１３６の内側にリアエバポレータの熱交換器１２３が組み込まれている。これに対し、新ＣＨＶ２００のカバー２３０内では、図８の（ｃ）が破線で示すように、断熱パネル２３６の内側の対応する領域が空いている。この空きにより新ＣＨＶ２００のカバー２３０の長さＣＬ２は旧ＣＨＶ１００のカバー１３０の長さＣＬ１よりも３７ｍｍ短縮している。

機械式冷凍車に対するＣＨＶの大きな利点の１つは、電動コンプレッサ、コンデンサ、エバポレータがカバーの中に一体的に収容可能であるので、冷媒の配管がカバー内に限定されることにある。新ＣＨＶ２００ではこの利点を敢えて損ねてリアエバポレータ４２３を分離することにより、カバー２３０内の構造の長さＣＬ２を短縮することができる。
［車体の変更点］
−キャブの前後−

図９の（ａ）は、新ＣＨＶ２００のキャブ２１０の側面図である。図１の（ａ）が示すフルキャブ１１０からショートキャブ２１０への変更で生じる余裕ＡＲ１を可能な限り増加させる目的で、ショートキャブ２１０には設計に次の変更が加えられている。

図９の（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、ショートキャブ２１０の前面２１１とフルキャブ１１０の前面１１１との下部の側面図である。ショートキャブ２１０のバンパ２１２はフルキャブ１１０のバンパ１１２よりも前端が１０ｍｍ後退している。これは、バンパ２１２の裏側に位置する取付部の突出量を１０ｍｍ削ったことによる。

図９の（ｄ）はショートキャブ２１０の後面２１３の下部の側面図である。ショートキャブ２１０ではフルキャブ１１０よりもアーチカバー２５１の後面が１５ｍｍ前進している。これは、アーチカバー２５１の厚みを１５ｍｍカットしたことによる。

図９の（ｅ）、（ｆ）はそれぞれショートキャブ２１０の後面２１３とフルキャブ１１０の後面１１３との各下部の斜視図である。ショートキャブ２１０のアーチカバー２５１はフルキャブ１１０のアーチカバー１５１よりも後面が前進しているので、リアアーチの付属物の中には、フルキャブ１１０と同じ配置のままではアーチカバー２５１の後面よりも前方に位置することのできないものが現れる。たとえば、リアアーチに設置されたパワーステアリング用オイルタンク１１４、２１４から伸びるオイルリザーバホース１１５、２１５がアーチカバー１５１、２５１の上を通過している。図９の（ｆ）が示すフルキャブ１１０におけるホース１１５の経路と同じままでは、ショートキャブ２１０ではホースがアーチカバー２５１の後面よりも前方に位置することはできない。そこで、ショートキャブ２１０ではホースの経路が変更され、図９の（ｅ）が示すように、ホース２１５はアーチカバー２５１の上端に沿って伸びる。これにより、ホース２１５はアーチカバー２５１の後面よりも前方に位置する。その他に、リアアーチに付属する部材のうち後方へ張り出す部分がカットされ、ボルトの向きが逆にされて後方への突出長が短縮している。その結果、図９の（ｄ）が示すように、ショートキャブ２１０の後面２１３とリアアーチの付属物とは、アーチカバー２５１の後面よりも前方に位置する。こうして、ボックス２２０の前面とアーチカバー２５１の後面との間隙には十分な余裕が残るので、対向する構造物がＣＨＶ２００の走行中に振動・衝撃を受けても、互いに衝突する危険性がない。
−ボックスの下−

図１０の（ａ）はＣＨＶ２００のキャブ２１０とボックス２２０の前部との側面図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、（ａ）の示す破線で囲まれた領域の縦断面図、斜視図である。ボックス２２０の下には、図２の（ａ）が示すように、サブフレーム２２４とクロスメンバー２２５とが構成する梯子状の荷台がある。この更に下のシャーシ１４０には、図３の示す電力ケーブル４４０が敷設されている。特にクロスメンバー２２５のうち最前方に位置する１本（以下、「第１クロスメンバー」という。）２５Ｆの直下には、図１０の（ｂ）、（ｃ）が示すようにケーブル端子台４４１が位置する。ケーブル端子台４４１は特に発電機２４６とリアエバポレータ４２３との間におけるケーブル４４０の接続部である。第１クロスメンバー２５Ｆは、ケーブル端子台４４１と対向する部分に切り欠き２５２を含む。この切り欠き２５２により第１クロスメンバー２５Ｆとケーブル端子台４４１との間隙には十分な余裕が残るので、それらがＣＨＶ２００の走行中に振動・衝撃を受けても、互いに接触する危険性がない。
−リアドアのヒンジ−

図１１の（ａ）は、ボックス２２０の側壁２２２とリアドア２２３との接続部の水平面に沿った横断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す破線で囲まれた部分の拡大図である。図１１の（ａ）、（ｂ）が示すように、リアドア２２３を側壁２２２に開閉可能に接続するヒンジ２２６は、互いに平行な１対の回転軸２６１、２６２を含む平行２軸型である。リアドア２２３は、ボックス２２０の後部を閉じている位置から開かれる際、ヒンジ２２６の２つの回転軸２６１、２６２のまわりを順番に回転することにより、回転角を２段階に変化させる。具体的には、リアドア２２３は閉じた位置（回転角θ＝０）からまず、ヒンジ２２６の外側の回転軸２６１のまわりに１８０°回転する。最初の回転を終えたときの位置（回転角θ＝１８０°）からリアドア２２３は次に、ヒンジ２２６の内側の回転軸２６２のまわりに９０°回転する。２回目の回転を終えたときの位置（回転角θ＝２７０°）では、図１１の（ａ）が示すように、リアドア２２３は外面（より正確には、取っ手２３Ｌ）がボックス２２０の側壁２２２に接触する。一方、ボックス２２０の側壁２２２の後面２２Ｒから突出するヒンジ２２６の高さは、図１１の（ｂ）が示すように高々２５ｍｍに過ぎず、特にリアドア２２３が閉じた位置（回転角θ＝０）にあるときの取っ手２３Ｌよりも低い。
−キャブとカバーとの間隙−

図１２はＣＨＶ２００のキャブ２１０とボックス２２０の前部との側面図である。図１の（ａ）が示すように、積載可能なパレットを２枚増やすのに必要なボックスの長さの増分ＡＲ２は、フルキャブ１１０をショートキャブ２１０に変更することで生み出される余裕ＡＲ１よりも大きい。しかし、図８の（ｂ）、（ｃ）が示すとおり、新ＣＨＶ２００のカバー２３０の長さＣＬ２は旧ＣＨＶ１００のカバー１３０の長さＣＬ１よりも３７ｍｍ短縮している。この縮小により、カバー２３０とキャブ２１０との間隙には十分な余裕が確保されている。さらに、ショートキャブ２１０ではフルキャブ１１０よりも、図９の（ｂ）、（ｃ）が示すようにバンパ２１２の前端が１０ｍｍ後退し、アーチカバー２５１の後面が１５ｍｍ前進している。これらの設計変更により、カバー２３０とキャブ２１０との間隙には更に余裕が与えられる。こうして、図１２が示すように、カバー２３０の前面は、キャブ２１０が傾く際にキャブ２１０の後面が描く軌跡ＴＲＣから十分な間隔ＧＡＰを空けて位置するので、キャブ２１０が前傾しても、その後面がカバー２３０に接触する危険性はない。
［実施形態の利点］

本発明の上記の実施形態による新ＣＨＶ２００では、旧ＣＨＶ１００と同様に、電動コンプレッサ４１１、４２１、コンデンサ４１２、４２２、およびフロントエバポレータ４１３がカバー２３０内に一体化されている。一方、旧ＣＨＶ１００とは異なり、リアエバポレータ４２３がカバー２３０内の構造から分離されてボックス２２０の後部に設置されている。本来は、電動コンプレッサ、コンデンサ、エバポレータがカバーの中に一体的に収容され、冷媒の配管がカバー内に限定されることがＣＨＶの大きな利点の１つである。新ＣＨＶ２００ではこの利点を敢えて損ねることにより、カバー２３０内の構造の長さＣＬ２を十分に短縮することができる。その結果、カバー２３０とキャブ２１０との間隙に十分な余裕を残したまま、ボックスの全長を更に伸ばすことができる。さらに、コンデンサ４２２で液化した冷媒をリアエバポレータ４２３へ伝搬させる配管４４０はボックス２２０の天井２２１に通せばよく、ボックス２２０の側面、床下には引き回す必要がない。したがって、配管４４０の新設に伴う製造コストの増加は、ボックスの伸長に伴う積載可能なパレットの最大枚数の増加に比べれば問題にならない。

ＣＨＶ２００では、キャブ２１０の後面２１３とリアアーチの付属物とがアーチカバー２５１の後面よりも前方に位置する。付属物にはオイルリザーバーホース２１５またはボルトが含まれる。これらの付属物がキャブ２１０の後面２１３と共に、アーチカバー２５１の後面よりも前方に位置するので、ボックス２２０の前面とアーチカバー２５１の後面との間隙にも十分な余裕が残る。したがって、対向する構造物がＣＨＶ２００の走行中に振動・衝撃を受けても、互いに衝突する危険性がない。

ＣＨＶ２００ではまた、第１クロスメンバー２５Ｆが、ケーブル端子台４４１と対向する部分に切り欠き２５２を含む。この切り欠き２５２により第１クロスメンバー２５Ｆとケーブル端子台４４１との間隙には十分な余裕が残るので、それらがＣＨＶ２００の走行中に振動・衝撃を受けても、互いに接触する危険性がない。さらに、リアドア２２３をボックス２２０の側壁２２２に開閉可能に接続するヒンジ２２６は平行２軸型である。これによりリアドア２２３は、外面（より正確には、取っ手２３Ｌ）がボックス２２０の側壁２２２に接触するほどの角度θ＝２７０°まで回転可能である一方、ボックス２２０の後面２２Ｒから突出するヒンジ２２６の高さが抑えられる。こうして、リアドア２２３の開きを狭めることなく、ヒンジ２２６がＣＨＶ２００の全長に与える影響を除去することができる。

本発明は冷凍冷蔵自動車に関し、カバー２３０内の構造からリアエバポレータ４２３を分離することにより、その構造の長さを短縮可能にする。このように、本発明は明らかに産業上利用可能である。

２００ 新ＣＨＶ
２１０ キャブ
２２０ ボックス
２２１ ボックスの天井（屋根）
２２２ ボックスの側壁
２３０ 冷凍機のカバー
２４０ シャーシ
２４１ シャーシのフレーム
２４５ ＰＣＵ
２４６ 発電機
４１１、４２１ 電動コンプレッサ
４１２、４２２ コンデンサ
４１３ フロントエバポレータ
４２３ リアエバポレータ
４３０ 配管
４４０ 電力ケーブル

Claims (4)

1. 車輪、前記車輪を駆動するエンジン、前記エンジンの駆動力を利用して電力を生成する発電機、および前記発電機の生成した電力を蓄積するバッテリ、を含むシャーシと、
   前記シャーシの前部に搭載されたキャブと、
   前記シャーシの後部に搭載され、気密に囲われた荷室、および前記荷室内を冷却する冷凍機を含むボックスと、
   を備えた自動車であって、
   前記冷凍機は、
   前記発電機の生成した電力、または前記バッテリに蓄積された電力を利用して冷媒を加圧する電動コンプレッサと、
   前記電動コンプレッサで加圧された冷媒を外気で冷却して液化させるコンデンサと、
   前記コンデンサで液化した冷媒を気化させることにより前記荷室内を冷却するエバポレータと、
   前記ボックスの前面から前記キャブの上方へ張り出した筐体であるカバーと、
   前記ボックスの天井に埋め込まれており、前記カバーと前記ボックスの後部との間で冷媒を循環させる配管と、
   を含み、
   前記エバポレータはフロントエバポレータとリアエバポレータとに２分割されており、
   前記フロントエバポレータは、前記電動コンプレッサと前記コンデンサと共に前記カバー内に収容されて前記カバー内で冷媒を循環させ、前記ボックス（荷室）内の前側を冷却し、
   前記リアエバポレータは前記ボックスの後部に設置され、前記電動コンプレッサと前記コンデンサとは前記配管を通じて冷媒を循環させ、前記ボックス（荷室）内の後側を冷却し、
   前記シャーシは、
   前記発電機から前記リアエバポレータへ電力を伝送するケーブル
   を更に含み、
   前記ボックスは、
   前後方向に伸びている１対のサブフレームと、
   前記１対のサブフレームの間を接続する複数本のクロスメンバーと
   を更に含み、
   前記複数本のクロスメンバーのうち最前方に位置する１本は、前記ケーブルとの接触を避けるための切り欠きを含む
   ことを特徴とする冷凍冷蔵自動車。
2. 前記カバーの前面は、前記キャブが傾く際に前記キャブの後面が描く軌跡から所定の間隔を空けて位置していることを特徴とする請求項１に記載の冷凍冷蔵自動車。
3. 前記シャーシは、
   前後方向に伸びている１対のサイドレールを含む梯子型のフレームと、
   前記１対のサイドレールの間を接続するアーチ状部材であり、前記キャブの後端を支持するリアアーチと、
   前記リアアーチが囲む空間を覆う板状のアーチカバーと
   を更に含み、
   前記キャブの後面と前記リアアーチの付属物とは、前記アーチカバーの後面よりも前方に位置する
   ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍冷蔵自動車。
4. 前記ボックスは、
   リアドアと、
   前記リアドアを前記ボックスの側壁に開閉可能に接続する平行２軸ヒンジと
   を更に含む、請求項１に記載の冷凍冷蔵自動車。

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