JP6207486B2 - 車両荷物室の床敷パネルヒーター - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵品や冷凍品等の貨物を運搬するため、冷凍装置を備え、断熱用パネルにより囲まれた密閉式の箱型荷台を搭載する車両において、箱型荷台の床に敷設して使用する電気式ヒーターを備えた床敷パネルヒーターに関するものである。

貨物輸送用の車両であるトラックの荷台として、屋根を備え周囲が密閉された直方体形状の箱型荷台が広く普及している。箱型荷台には、風雨等による貨物の損傷を防止でき、梱包を簡易化できるとともに荷崩れの防止も容易である、という利点がある。トラック等による貨物輸送の分野では、野菜、魚介類等の生鮮食料品あるいは冷凍品など、傷みやすい貨物の輸送についての需要が増加している。
こうした貨物の輸送には、断熱用パネルにより囲まれた密閉式の箱型荷台を搭載し、その荷室内の温度を、冷凍装置によって低温に保つ冷凍・冷蔵車（温度管理車）が用いられる。最近では、食品の安全の観点からより厳格な温度管理が求められるとともに、いわゆるコンビニエンスストアへの配送など、小口配送の利便性追求の観点から、冷凍装置を装備する箱型荷台に仕切りパネル（中仕切りパネル）を配置して複数の部屋に分割し、冷蔵品や冷凍品等の多種類の貨物を収容する荷台も一般的に使用されている。

ところで、輸送される貨物の中には、凍結によって品質の劣化を生じる貨物も多く存在するため、場合によっては、箱型荷台の荷室内の過冷却を防止する必要がある。例えば、寒冷地の厳冬期において、外気の温度が−２０℃を下回るような環境において温度管理車を使用するときは、箱型荷台が断熱用パネルにより囲まれていても、収容された貨物の凍結による品質劣化が起こり易い。また、炊飯後の米飯を入れた弁当の運搬にあたり、米飯などの食味を損なわぬよう、箱型荷台の荷室内を２０℃程度のいわば常温に保持する要請もある。

荷室内の貨物の過冷却を防止するため、荷室内を加温する装置を備えた箱型荷台が知られている。一例として、実用新案登録第３０３６６６５号公報に記載された荷台は、ビールや清涼飲料水等を輸送するための冷凍装置を備えていない荷台であって、図５（ａ）に示すとおり、荷台ＶＢの床下には、暖房パイプＨＰ１、ＨＰ２が設置されている。暖房パイプＨＰ１等の下側には断熱材ＩＮが敷設されるとともに、荷台ＶＢの内側面にも断熱材ＩＮが取り付けられている。
暖房パイプＨＰ１等は、図５（ｂ）に示すとおり、車両のエンジンを冷却して高温となったエンジン冷却水が流れるよう、ラジエータＲＡを備えたエンジン冷却水の循環系統に接続されている。寒冷地において、運搬するビール等が凍結する恐れのあるときは、ラジエータＲＡに流通させる高温のエンジン冷却水を、電磁弁ＳＶを切り換えて暖房パイプＨＰ１等に流し、荷台ＶＢを加熱して、ビール等の凍結による食味の低下を防止する。

また、図示は省略するが、特許第３２４６８６６号公報に開示された箱型荷台の荷室内の加温装置は、荷室の床板を上板と下板からなる２重構造として中間の部屋に温風を供給し、その温風を、上板に設けた吹き出し口から荷室内に吹き出すものである。温風の熱源としては車両のエンジンの排気熱が用いられ、排気熱との熱交換により高温となった外気が荷室内に吹き出される構造となっている。この加温装置には、車両のエンジンの停止中に外気を加熱するため、車載のバッテリ等に接続される電気式ヒーターが付帯設備として装着されている。

実用新案登録第３０３６６６５号公報 特許第３２４６８６６号公報

貨物の凍結を防止するよう箱型荷台を加温する装置は、特許文献１又は２に記載された装置のように、車両エンジンを冷却した後の高温の冷却水など、エンジンの排熱を加熱源するものが多い。こうした加温装置は、排熱を有効利用するもので省エネルギという観点では好ましいものの、荷台の床下に高温流体用のパイプを埋設する等、大掛かりな設備を準備する必要がある。寒冷地においては、パイプ内の冷却水が凍結する場合があり、その対策も必要となるので車両が高コストとなる。また、荷台の床下に高温流体用のパイプ等を設置する必要上、床面が高くなって箱型荷台の内法高さが減少し、貨物の積載量も減少する結果となる。

冷凍装置を備えた温度管理車においては、加熱運転に切り換え可能なヒートポンプ式冷凍機を採用し、貨物の凍結を防止するときは、冷風の吹き出し口から温風を送出して荷台内を加温することができる。しかし、冷風の吹き出し口は、自然対流による冷風の循環に適するよう、荷室内の前側（車両進行方向で）の天井面に近い上部に設置してあるので、ここから温風を吹き出したときは、自然対流を生じることなく温風が荷室の上部に滞留して、荷室内を均一に加温することができない。ことに、中仕切りパネルで複数の部屋に分割した箱型荷台においては、冷風の吹き出し口のある前側の部屋は冷凍品用の冷凍室となっており、加温を要する後側の部屋に温風を送り込むのは容易でない。
本発明の課題は、簡易な手段によって、貨物の凍結を防止するよう箱型荷台の荷室内を加温する装置を設け、上述の問題点を解決することにある。

上記の課題に鑑み、本発明は、断熱パネルにより囲まれた密閉式の箱型荷台において、荷台床面に敷設される取り外し自在の床敷パネルヒーターを設け、この床敷パネルヒーターに面状の電気式ヒーターを埋め込んで取り付け、荷室内の過冷却を防止するときは、面状の電気式ヒーターに通電して加熱するようにしたものである。すなわち、本発明は、
「断熱用パネルにより囲まれ、冷凍装置により荷室内が冷却可能となった車両用の箱型荷台の荷室床面に敷設される、取り外し自在の床敷パネルヒーターであって、
前記床敷パネルヒーターは、上部に配置される床板と、中間部に配置される面状の電気式ヒーターと、下部に配置される断熱パネル板とを積層した積層体を備えるとともに、前記床敷パネルヒーターの周縁部に置かれ、前記積層体を固定する枠体を備えており、
荷室内の過冷却を防止するときは、前記面状の電気式ヒーターが通電される」
ことを特徴とする床敷パネルヒーターとなっている。

請求項２に記載のように、前記面状の電気式ヒーターが、ＰＴＣ特性を有する面状発熱体からなることが好ましい。また、請求項３に記載のように、前記面状の電気式ヒーターと前記断熱パネル板との間に、クッション材を配置することが好ましい。

請求項４に記載のように、前記床板と前記面状の電気式ヒーターとの間に、蓄熱材を配置することができる。

請求項５に記載のように、前記積層体の下部に配置される断熱パネル板は、発泡合成樹脂の断熱材の両面に金属製薄板を積層したサンドイッチ構造の断熱板であることが好ましい。

請求項６に記載のように、前記床板を、上面に凹凸部を形成したアルミニウム板とすることができる。あるいは、請求項７に記載のように、前記床板を、絶縁体の合成樹脂板とすることができる。

本発明の床敷パネルヒーターは、車両に搭載される箱型荷台の荷室であって、断熱用パネルにより囲まれ、冷凍装置により冷却可能となった荷室の床面に敷設されるもので、床敷パネルヒーターの表面の床板の下方に、面状の電気式ヒーター（フイルムヒーター）が配置されており、このヒーターに通電することにより荷室内の加熱を行う加温装置となっている。本発明の床敷パネルヒーターに内蔵された電気的ヒーターは面状であって、床下に高温流体用のパイプを設置する加温装置と比べると、貨物を積載する床面の高さの上昇を抑えることが可能である。
そして、床敷パネルヒーターは、取り外し自在に荷室の床面に敷設されていて、貨物の凍結の恐れがない場所で箱型荷台を使用する場合は、荷室の床面から取り外し別の保管場所に移される。このときには、加温装置を備えていない荷台の床面と同じ高さとなって、箱型荷台の内法高さの減少が回避される。

本発明の床敷パネルヒーターの加熱方式は電気的加熱であり、自由な大きさのヒーターの容易な製造、自由な場所への設置及び簡単な制御が可能である。また、車載のバッテリから電力が供給されるので、車両のエンジンの作動状態とは関係なく、例えば、エンジンがいわゆるアイドリングストップの状態であっても加温を行うことができる。商用電源が使用可能なときは、これから電力を供給してバッテリの消耗を防ぐようにしてもよい。
床敷パネルヒーターの面状の電気式ヒーターから生じた熱は、上方の床板に伝達されて床板の温度が上昇する。本発明の床敷パネルヒーターでは、面状の電気式ヒーターの下方に断熱パネル板が配置してあるため、電気式ヒーターの熱は効率よく上方の床板に伝達され、その温度を上昇させる。高温となった床板から、輻射又は自然対流によって熱が荷室内に伝達されるが、床敷パネルヒーターは最も低い床面に置かれているので、ここでも熱は効率的に荷室内に伝達され、荷室内が均等に加温される。

請求項２の発明は、面状の電気式ヒーターとして、ＰＴＣ（正温度係数）特性を有する面状発熱体を採用するものである。よく知られているように、ＰＴＣ特性の発熱体は、温度上昇により抵抗が増大する特性を備えていて、温度が一定となるよう自己制御される。そのため、これを採用することにより、電気式ヒーターの安全化及び制御の容易化を図ることができる。
請求項３の発明のように、面状の電気式ヒーターと断熱パネル板との間にクッション材を配置すると、車両の振動等に起因する電気式ヒーターへの衝撃が緩和され、電気式ヒーターの損傷や劣化が防止される。

請求項４の発明は、床板と面状の電気式ヒーターとの間に蓄熱材を配置するものであって、これにより、電気式ヒーターで発生した熱の有効利用を図ることができる。蓄熱材としては、よく知られているパラフィン系もしくはノルマルパラフィン系の潜熱蓄熱材が好ましい。

請求項５の発明は、積層体の下部に配置される断熱パネル板として、発泡合成樹脂（例えば、発泡ポリスチレン樹脂）の断熱材の両面に、金属製薄板（例えば、アルミニウム薄板）を積層したサンドイッチ構造の断熱板を用いるものである。こうした断熱板は、金属製薄板が補強材となった強度が大きいものであるとともに、箱型荷台の周囲を囲む一般的な断熱用パネルと同じ構造のものであり、部品の共通化に伴って、床敷パネルヒーターを製造するときのコストが低減することとなる。

請求項６の発明のように、床板を、上面に凹凸部を形成したアルミニウム板としたときは、アルミニウムが熱伝導性の優れた材料であるので、面状の電気式ヒーターの発熱によって床板の温度が均一化し、熱を迅速に荷室に伝達することができる。また、このようなアルミニウム板は、アルミ縞板と呼ばれる一般的な床材であって入手が容易である。

ところで、面状の電気式ヒーターに流れる電流が変化すると、磁界の変化が生じてアルミニウム板からなる床板にいわゆる誘導電流が流れることがある。この電流はごく微弱なものではあるが、作業者が床板に触れたときに軽い違和感を感じたり、金属製の貨物に通電する恐れがある。
請求項７の発明のように、床板を絶縁体の合成樹脂板としたときは、誘導電流の発生を防止できる。合成樹脂板としては、強度及び熱伝導性が比較的良好なもの、あるいは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などが好ましい。

本発明の床敷パネルヒーターを敷設した箱型荷台を示す図である。 本発明の床敷パネルヒーターの分解図である。 本発明の床敷パネルヒーターの断面を示す図である。 本発明の床敷パネルヒーターの加温特性を表す図である。 従来の箱型荷台の加温装置を示す図である。

以下、図面に基づいて、本発明の床敷パネルヒーターについて説明する。まず、床敷パネルヒーターが設置される密閉式の箱型荷台及びそれを搭載する車両について、図１により説明する。

図１（ａ）に示すように、本発明の床敷パネルヒーター１の設置される車両は、箱型荷台（バンボディ）ＶＢを搭載するトラックであり、この車両は、箱型荷台ＶＢの前面の上部に装着された、荷室内を冷却する冷凍装置２を備えている。この実施例では、冷凍装置２はいわゆる電気式冷凍機であって、そのコンプレッサ等は、車載のバッテリ３を電源とするモーターによって駆動される。
電気式冷凍機は、アイドリングストップや貨物の積み降ろし時などで車両のエンジンが停止中であっても、冷凍装置２による荷室内の冷却が可能であり、また、冷凍装置２の作動の際に発生する騒音が非常に小さい。冷凍装置２の作動は、箱型荷台ＶＢの前面に取り付けた制御盤４で制御され、冷凍装置２の駆動電源のバッテリ３は、車両のエンジンの補機である発電機５により充電される。

一般的な冷凍・冷蔵車と同様に、箱型荷台ＶＢの壁面の内側には断熱用パネルＩＰが取り付けられ、荷室内は断熱用パネルにより囲まれている。そして、箱型荷台ＶＢの荷室内には中仕切り６が設けてあり、荷室内は、前室ＦＲと後室ＲＲとに分割される。
前室ＦＲにおける前方壁の上部には、後部ドアＲＤを開いた状態の箱型荷台ＶＢを後方から見た図である図１（ｂ）に示すように、冷凍装置２の吹き出し口２１が開口し、ここから前室ＦＲ内に冷風が送り出され、冷風の一部は、中仕切り６の開口部（図示省略）を通過して後室ＲＲにも導入される。冷凍装置２の作動及び各荷室への冷風の導入量は、例えば、前室ＦＲの温度が５℃程度に、後室ＲＲの温度が１８℃程度に保持されるよう、車両運転室内に置かれた温度設定手段の操作に対応し、制御盤４内の制御装置によって制御される。このように、荷室内を前室と後室とに分割したときは、冷風の吹き出し口のある前室の温度がより低温に設定され、例えば冷凍品を運搬する車両の場合には、前室の温度が−１０℃以下に保持される。

寒冷地において、凍結させたくない貨物を運搬するに際しては、本発明の床敷パネルヒーター１を後室ＲＲの床面に敷設する。そのため、床敷パネルヒーター１の幅と長さは、後室ＲＲの床面と一致する寸法に設定してある。これより小さい寸法の床敷パネルヒーターを複数個使用して、後室ＲＲの床面を覆うようにしてもよい。床敷パネルヒーター１には、後述するように、電気的ヒーターが内蔵されており、後室ＲＲが過冷却の状態となりその温度が凍結の恐れのある温度に低下した場合には、この電気的ヒーターに通電されて加熱が行われる。

床敷パネルヒーター１は、取り外し自在に後室ＲＲの床面に敷設されていて、凍結の恐れがない場所では、荷室の床面から取り外し別の保管場所に移される。このときは、床敷パネルヒーター１を備えていない、いわば通常の荷台の床面と同じ高さとなるので、箱型荷台ＶＢの内法高さが減少して積載量が少なくなることはない。

次いで、床敷パネルヒーター１の構造について、図２、図３により説明する。
図２の分解図に示されるように、この実施例の床敷パネルヒーター１は、上部に配置される床板１１と、その下方に配置される面状の電気式ヒーター１２と、電気式ヒーター１２の下方に置かれるクッション材１３と、最下部に配置される断熱パネル板１４とを順次積層した積層体１Ｌを備えている。積層体１Ｌは、平面視で長方形形状であって、その周縁部となる４辺には、合成樹脂で成形した断面コ字状の枠体１Ｆを嵌め込み、図３（ａ）に示すとおり、積層体１Ｌの各層を締め付けて固定する。
図３（ｂ）に示す変形例の床敷パネルヒーター１´は、面状の電気式ヒーター１２´と床板１１´との間に、蓄熱材ＨＡを挟んだものである。蓄熱材ＨＡとしては、ノルマルパラフィン系の潜熱蓄熱材を袋体に封入した、周知の蓄熱材が用いられている。なお、クッション材１３´と断熱パネル板１４´は、図３（ａ）のものと変わりはない。

面状の電気式ヒーター１２は、この例では、半導体を利用してＰＴＣ特性を持たせた５個の面状発熱体ＦＨ（フイルムヒーター）から構成され、各々の面状発熱体ＦＨには、ケーブルＣＢを経由して、車載のバッテリ３から電力が供給される。図１の箱型荷台ＶＢの後室ＲＲには、図示は省略するが、ケーブルＣＢをバッテリ３に接続するコネクタが設置してある。このコネクタには商用電源が接続可能となっており、商用電源から面状発熱体ＦＨに通電することもできる。
面状発熱体ＦＨの下方にはクッション材１３を配置し、車両の振動などに起因して面状発熱体ＦＨが損傷するのを防止する。クッション材１３としては、ペフシートと呼ばれる発泡合成樹脂製のシートが用いられている。

積層体１Ｌの最上部に置かれる床板１１には、滑り止めのため表面に凹凸部を形成したアルミニウム板が用いられている。このようなアルミニウム板は、箱型荷台の一般的な床材であり、アルミ縞板と呼ばれている。また、積層体１Ｌの最下部に置かれる断熱パネル板１４は、発泡ポリスチレン樹脂の断熱材の両面にアルミニウム薄板を積層したサンドイッチ構造の断熱板であり、荷室を囲む断熱用パネルとして通常使われる断熱パネル板と同じものである。
積層体１Ｌを構成する材料は、軽量でありながら強度及び剛性が大きい材料であるとともに、箱型荷台において通常使用されるものであるから、本発明の床敷パネルヒーター１は強度が大きく、そして、安価なコストで製造可能である。

このような構造を備えた本発明の床敷パネルヒーター１の加温時の特性について、図４をも参照しながら説明する。
箱型荷台ＶＢの後室ＲＲの温度が低下し、凍結の恐れがあるような過冷却の状態となったときは、床敷パネルヒーター１の面状発熱体ＦＨに、車載のバッテリ３から制御盤４で電圧等を調整しながら通電する（図１参照）。ちなみに、ここで用いられている面状発熱体ＦＨは、ＡＣ／ＤＣ共に３〜４００Ｖの範囲の電圧に設定できる仕様となっており、バッテリからの電力は制御盤で１００Ｖに昇圧して供給される。
面状発熱体ＦＨの下方には断熱材を備えた断熱パネル板１４が配置されているため、面状発熱体ＦＨから生じた熱は、上方の床板１１であるアルミニウム板に効率よく伝達される。アルミニウムは熱伝導率の大きい材料であって、面状発熱体ＦＨの熱により、床板１１は均一な状態で迅速に加熱される。

図４には、外気温度が０℃の条件の下で、本発明の床敷パネルヒーター１に通電（電力約１Ｋｗ）したときの後室ＲＲ（各辺が２ｍの立方体の荷室）各部の時間的な温度変化を示す。これに示されるとおり、ＰＴＣ特性を有する面状発熱体ＦＨにより加熱された床板１１の表面温度は、始めは大きな勾配で上昇するが次第に勾配が緩やかとなり、９０分後には約５０℃に達する。また、床板１１の表面近傍の、荷室（後室ＲＲ）下部の温度はほぼ一定の勾配で上昇し、９０分後には約２０℃となる。
後室ＲＲは断熱用パネルにより囲まれており、外気への放熱が遮断されるため、室内が効率よく加温される。そして、床板１１からの熱が輻射や自然対流によって荷室内に伝達されるため、荷室上部の温度も荷室中央部の温度もほとんど差のない状態となる。これらの温度は、荷室下部よりもわずかに低い状態でそれに追随しながら上昇し、約１０５分後には２０℃を越える。この温度上昇の迅速性は、ヒートポンプ式冷凍機を採用し後室ＲＲを加熱する、エネルギ消費の大きい従来の加温装置と同等のものである。

後室ＲＲの全体的な室温が２０℃を越えた後には、面状発熱体ＦＨへの通電が遮断されて床板１１の表面温度が急速に降下する。後室ＲＲの室温は少し遅れて下がり始め、約３０分後には、荷室上部や荷室中央部の温度が１８℃まで降下する。図３（ｂ）の変形例の床敷パネルヒーター１´のように、面状の電気式ヒーター１２´と床板１１´との間に蓄熱材ＨＡを挟んだものにあっては、保温性が向上して１８℃まで降下する時間を約２倍に延ばすことができる。

なお、床板１１としてアルミニウム板を採用したときは、電気式ヒーター１２に流れる電流が変化すると、アルミニウム板に微弱な誘導電流が流れることがある。このような誘導電流は荷台へのアースにより除去できるが、誘導電流の発生を防止するには、絶縁材である、例えばポリカーボネートなどの合成樹脂板を床板に使用するのが好ましい。

以上詳述したように、本発明は、断熱用のパネルにより囲まれた密閉式の箱型荷台において、面状の電気式ヒーターを埋め込んだ取り外し自在の床敷パネルヒーターを荷台床面に敷設し、荷室内の過冷却を防止するときは、面状の電気式ヒーターに通電して加熱するようにしたものである。上記の実施例では、床敷パネルヒーターを、冷凍装置としてモーターにより駆動される電気式冷凍機を備えた車両に敷設しているが、本発明の床敷パネルヒーターが、車両等のエンジンによって駆動される冷凍機を装備した車両に適用できるのは、言うまでもない。また、上記の実施例では、積層体の最下部に配置される断熱パネル板として、発泡合成樹脂の断熱材の両面にアルミニウム薄板を積層したサンドイッチ構造の断熱板を使用しているが、アルミニウム薄板の代わりに合成樹脂の薄板を積層してもよい。さらに、積層体を締め付けて固定する断面コ字状の枠体として、合成樹脂製のものの代わりにアルミニウム型材を使用するなど、実施例に対し種々の変形が可能であることは明らかである。

１ 床敷パネルヒーター
１１ 床板
１２ 電気式ヒーター
１３ クッション材
１４ 断熱パネル板
１Ｌ 積層体
１Ｆ 枠体
２ 冷凍装置
３ バッテリ
ＶＢ 箱型荷台
ＦＲ 前室
ＲＲ 後室

Claims (7)

1. 断熱用パネルにより囲まれ、冷凍装置により荷室内が冷却可能となった車両用の箱型荷台の荷室床面に敷設される、取り外し自在の床敷パネルヒーターであって、
   前記床敷パネルヒーターは、上部に配置される床板と、中間部に配置される面状の電気式ヒーターと、下部に配置される断熱パネル板とを積層した積層体を備えるとともに、前記床敷パネルヒーターの周縁部に置かれ、前記積層体を固定する枠体を備えており、
   荷室内の過冷却を防止するときは、前記面状の電気式ヒーターが通電されることを特徴とする床敷パネルヒーター。
2. 前記面状の電気式ヒーターが、ＰＴＣ特性を有する面状発熱体からなる請求項１に記載の床敷パネルヒーター。
3. 前記面状の電気式ヒーターと前記断熱パネル板との間に、クッション材が配置される請求項１又は請求項２に記載の床敷パネルヒーター。
4. 前記床板と前記面状の電気式ヒーターとの間に、蓄熱材が配置される請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の床敷パネルヒーター。
5. 前記積層体の下部に配置される断熱パネル板が、発泡合成樹脂の断熱材の両面に金属製薄板を積層したサンドイッチ構造の断熱板である請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の床敷パネルヒーター。
6. 前記床板が、上面に凹凸部を形成したアルミニウム板である請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の床敷パネルヒーター。
7. 前記床板が、絶縁体の合成樹脂板である請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の床敷パネルヒーター。