(57)【要約】【課題】太陽光からの熱を有効利用でき、例えば冬場の自動車内の温度を高くすることができる自動車を提供する。【解決手段】太陽光Ｘを内部に透過する採光部１１が設けられた自動車本体２と、採光部１１を透過した太陽光Ｘが照射されるように自動車本体２内に配置されており、かつ太陽光Ｘの熱を蓄える蓄熱材３とを備える自動車１。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を内部に透過する採光部が設けられた自動車本体と、
前記採光部を透過した太陽光が照射されるように前記自動車本体内に配置されており、かつ太陽光からの熱を蓄える蓄熱材とを備える、自動車。
【請求項２】
前記採光部に断熱材が配置されている、請求項１に記載の自動車。
【請求項３】
前記採光部に太陽電池が配置されている、請求項１又は２に記載の自動車。
【請求項４】
前記採光部がサンルーフである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項５】
電気自動車又はハイブリッド自動車である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を内部に透過する採光部が設けられており、かつ蓄熱材を利用した自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されている自動車としては、内燃機関を用いた燃料自動車、電気モータを用いた電気自動車、又は内燃機関と電気モータとを用いたハイブリッド自動車等が存在する。これらの自動車では、車内の温度を調節するために、冷暖房装置が備えられている。
【０００３】
自動車内の温度を調節するために、蓄熱材を利用することが提案されている。例えば、下記の特許文献１には、蓄熱材を自動車内に配置し、自動車内の熱源から発生した熱を蓄熱材により蓄えることが開示されている。蓄熱材により蓄えられた熱は、車内の冷暖房に用いられている。上記自動車内の熱源としては、内燃機関又は電気モータ等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−９９７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、車外ではなく車内の熱源から発生した熱を蓄えるために、蓄熱材を用いているにすぎない。ここでは、熱源の近くに蓄熱材を配置する必要があったり、熱源から発生した熱を蓄熱材に伝送するために、複雑な機構を設けなければならなかったりする。また、多くの蓄熱材を用いることが困難であり、充分な熱を蓄えることができないことがある。
【０００６】
また、燃料自動車では、エンジンの駆動により多くの熱量が発生する。このため、エンジンの駆動により発生した熱を利用することにより、車内を暖めることができる。これに対して、電気自動車では、電気モータの駆動により発生する熱量が極めて少ない。このため、電気モータの駆動により発生する熱を利用し、車内を充分に暖めることは困難である。また、ハイブリッド自動車でも、例えば、電気モータによる始動時又は電気モータによる走行時には発生する熱量が少ない。
【０００７】
従って、電気自動車では、電気モータの駆動により発生する熱を蓄熱材に充分に蓄えることが困難なことがある。また、ハイブリッド自動車でも、内燃機関を用いた自動車と比べて、熱を蓄熱材に充分に蓄えることが困難なことがある。このため、例えば、冬場に車内の温度を充分に高くすることが困難なことがある。
【０００８】
さらに、電気自動車又はハイブリッド自動車では、車内を暖めるために、例えば加熱用の電気ヒータ等を用いる必要があったりする。このため、車内を暖めるために電力を消費し、自動車の走行コストが極めて悪くなることがある。
【０００９】
本発明の目的は、太陽光からの熱を有効利用でき、例えば冬場の車内の温度を高くすることができる自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の広い局面によれば、太陽光を内部に透過する採光部が設けられた自動車本体と、上記採光部を透過した太陽光が照射されるように上記自動車本体内に配置されており、かつ太陽光からの熱を蓄える蓄熱材とを備える、自動車が提供される。
【００１１】
本発明に係る自動車のある特定の局面では、上記採光部に断熱材が配置されている。
【００１２】
本発明に係る自動車の他の特定の局面では、上記採光部に太陽電池が配置されている。
【００１３】
本発明に係る自動車の別の特定の局面では、上記採光部はサンルーフである。
【００１４】
本発明に係る自動車は、電気自動車又はハイブリッド自動車であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、採光部を透過した太陽光が照射されるように自動車本体内に蓄熱材が配置されているため、太陽光からの熱を有効利用できる。このため、例えば冬場に車内の温度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る自動車の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る自動車を、該自動車の一部を断面で示す側面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る自動車に用いることができる断熱材の一例を示す部分切欠断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１８】
図１に、本発明の一実施形態に係る自動車の斜視図を示す。
【００１９】
図１に示す自動車１は、自動車本体２を備える。自動車本体２には、採光部１１が設けられている。採光部１１は、自動車本体２の天井に設けられている。採光部１１はサンルーフである。採光部１１は、太陽光Ｘを自動車本体２の内部に透過するように構成されている。
【００２０】
自動車本体２は、前方に自動車窓２ａ、側方に自動車窓２ｂ及び後方に自動車窓２ｃを有する。自動車窓２ａ〜２ｃは、太陽光を自動車本体２の内部に透過する採光部である。採光部は、自動車窓であってもよい。ただし、太陽光からの熱をより一層有効利用できるので、自動車窓２ａ〜２ｃ以外の採光部１１が設けられていることが好ましい。太陽光からの熱をさらに一層有効利用できるので、採光部１１は、自動車本体２の天井に設けられていることが好ましく、サンルーフであることがより好ましい。
【００２１】
図２は、自動車１を、該自動車１の一部を断面で示す側面図である。図２に示すように、自動車本体２内には、床部材１２が配置されている。床部材１２上に複数の座席１３が配置されている。座席１３は、座席本体１３ａと、座席本体１３ａの表面を被覆している被覆層１３ｂとを有する。座席本体１３ａは、着座部、背もたれ部及び枕部を有する。被覆部１３ｂは、人が着席する側の表面に設けられており、着座部、背もたれ部及び枕部のそれぞれに設けられている。
【００２２】
本実施形態では、床部材１２及び被覆層１３ｂが、蓄熱材３である。床部材１２及び被覆層１３ｂは、該床部材１２及び被覆層１３ｂの少なくとも一部の領域が、採光部１１を透過した太陽光が照射され得るように配置されている。
【００２３】
蓄熱材３は、採光部１１を透過した太陽光が照射されるように自動車本体２内に配置されていればよく、蓄熱材３の配置箇所は特に限定されない。例えば、ダッシュボード、ドアトリム、床部材１２上に配置されるフロアマット、座席１３間に配置されるボックス、又は荷台に配置されるトノカバー等の内装部品が蓄熱材３であってもよい。これらの内装部品としての蓄熱材は、該蓄熱材の少なくとも一部の領域が、採光部１１を透過した太陽光が照射され得るように配置される。
【００２４】
本実施形態では、採光部１１が自動車本体２に設けられており、かつ採光部１１を透過した太陽光が照射されるように自動車本体２内に蓄熱材３が配置されているため、太陽光からの熱を蓄熱材３に蓄えることができる。自動車１は、ソーラーシステムを利用し、動力などを使わなくても、素材及び設計上の工夫により、自動車本体２内を冷暖房できるパッシブソーラーカーである。自動車１では、太陽光からの熱を有効利用できる。例えば、蓄熱材３により車内を暖めて、冬場に自動車本体２の内部空間の温度を高くすることができる。
【００２５】
蓄熱材３は、温度により相変化する性質を有することが好ましい。蓄熱材３は、例えば、液状から固体状、固体状から液状に相変化する際に、熱を吸収又は放出する性質を有する。蓄熱材３を構成する蓄熱材料としては、無機系蓄熱材料及び有機系蓄熱材料の内のいずれも使用できる。上記無機系蓄熱材料としては、塩化カルシウム五水和物及び硫酸ナトリウム水和物等が挙げられる。上記有機系蓄熱材料としては、例えば、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪酸及びアルコール等が挙げられる。上記蓄熱材料は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２６】
上記有機系蓄熱材料は、０℃以上５０℃未満の融点を持つ脂肪族炭化水素であることが好ましい。このような脂肪族炭化水素としては、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、イコサン及びドコサン等が挙げられる。
【００２７】
蓄熱材３は、蓄熱材料と、該蓄熱材料の表面を被覆している被覆層とを有する被覆蓄熱粒子等であってもよい。上記被覆蓄熱粒子の使用により、蓄熱材料の液状時の流動、揮発を抑制できる。
【００２８】
上記被覆蓄熱粒子としては、脂肪族炭化水素等の有機系蓄熱成分が芯材（コア部）であり、アクリル樹脂、メラミン樹脂等が被覆層であるマイクロカプセル化蓄熱粒子が挙げられる。これらの蓄熱粒子は、例えば、既知の界面重合法によって水中で調整される。
【００２９】
また、多孔性粒子と、該多孔性粒子の孔内に充填された有機系蓄熱成分とを含み、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ウレア樹脂及び変性シリコーン樹脂等が被覆層である蓄熱粒子等も挙げられる。上記多孔性粒子としては、ケイ藻土、非晶質湿式法シリカ、非晶質乾式法シリカ、ケイ酸カルシウム系多孔体、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、結晶性セルロース及び連続気泡発泡ウレタン等が挙げられる。
【００３０】
この被覆蓄熱粒子は、蓄熱成分と、多孔性粒子とを水中で撹拌分散させることにより形成されていることが好ましい。撹拌分散の際に、例えば、イソシアネート、イソシアネートと多官能アルコール、変性シリコーン樹脂と錫触媒、並びにエポキシ樹脂とアミン化合物を水中に添加することで被覆層が形成される。
【００３１】
被覆蓄熱粒子を蓄熱材として用いる方法、及び蓄熱材の形態は限定されない。
【００３２】
水懸濁状態の被覆蓄熱粒子を、織布、不織布又はグラスウールに吸収させた後、水分を乾燥させたのち圧密化したシート状の蓄熱材も挙げられる。また、水懸濁状態の被覆蓄熱粒子にセメント又は石膏等の水硬化系無機材を加えて板状に形成された蓄熱材も挙げられる。
【００３３】
これらの被覆蓄熱粒子は水中の懸濁状態で得られたのち、スプレードライ法等により乾燥することができる。乾燥状態の被覆蓄熱粒子は、車内被覆材に充填されたり、ウレタンからなるシートクッション材に充填される。あるいは、乾燥された粒子がアルミ材又はプラスチィク材で包装されたものも使用できる。
【００３４】
採光部１１に、断熱材が配置されていることが好ましい。自動車本体２内に蓄熱材３が配置されており、かつ採光部１１に断熱材が配置されていることにより、例えば冬場に車内の温度をより一層効果的に高めることができる。
【００３５】
断熱材は、太陽光を透過する採光断熱材であることが好ましい。太陽光からの熱を有効利用する観点からは、上記採光断熱材の可視光線透過率は２０％以上であることが好ましく、６０％以上であることが特に好ましい。また、熱伝導率としては０．０４Ｗ／Ｋ・ｍ
以下であることが好ましい。
【００３６】
図３に、本実施形態の自動車１に用いることができる断熱材の一例を部分切欠断面図で示す。
【００３７】
図３に示す断熱材２１は、複数の樹脂フィルム２２と、該複数の樹脂フィルム２２間に空気層Ｓを形成するように複数の樹脂フィルム２２間に配置された第１，第２の隙間形成部材２３，２４とを有する。断熱効果を高める観点からは、上記断熱材は、複数の樹脂フィルムと、該複数の樹脂フィルム間に空気層を形成するように複数の樹脂フィルム間に配置された隙間形成部材とを有することが好ましい。上記断熱材は、３枚以上の樹脂フィルムを備えることが好ましい。
【００３８】
第１の隙間形成部材２３は、樹脂フィルム２２の外周縁の領域に配置されている。第１の隙間形成部材２３により、空気層Ｓは封止されていることが好ましい。第１の隙間形成部材２３は封止部材であることが好ましい。これらの場合には、断熱効果をより一層高めることができる。
【００３９】
第２の隙間形成部材２４は、樹脂フィルム２２の外周縁の内側の領域に配置されている。第２の隙間形成部材２４は、複数の樹脂フィルム２２間の空気層Ｓを複数に仕切るように、複数の樹脂フィルム２２間に配置された仕切部材であることが好ましい。この場合には、断熱効果をより一層高めることができる。
【００４０】
樹脂フィルム２２を構成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル、塩化ビニル、ポリビニルアルコール及びトリ酢酸セルロース等が挙げられる。
【００４１】
樹脂フィルム２２の厚みは、１０〜３００μｍ程度である。断熱効果をより一層高めることができるので、空気層Ｓの厚さは１００μｍ〜３ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、第１，第２の隙間形成部材２２，２３は、中空体であることが好ましい。
【００４２】
強度を高めるために、複数の樹脂フィルム２２の積層体の両表面に、樹脂板２５がそれぞれ積層されている。従って、断熱材２１の両側の表面に、樹脂板２５がそれぞれ配置されている。ただし、樹脂板２５は、配置されていなくてもよい。また、樹脂板２５は、上記積層体の一方の表面に積層されていていてもよい。従って、樹脂板２５は、上記積層体の少なくとも一方の表面に積層されていればよい。樹脂板２５としては、ポリカーボネート板等が挙げられる。樹脂板２５の厚みは、３ｍｍ程度である。
【００４３】
また、太陽光からの熱を有効利用する観点からは、採光部１１に、太陽電池が配置されていることが好ましい。上記太陽電池として、太陽光を透過する採光太陽電池が好適に用いられる。上記太陽電池として、従来公知の太陽電池を用いることができる。
【００４４】
自動車１としては、燃料自動車、電気自動車、及びハイブリッド自動車等が挙げられる。電気自動車では、電気モータの駆動により発生する熱量が比較的少ない。このため、電気モータの駆動により発生する熱を利用し、車内を充分に暖めることは困難である。また、ハイブリッド自動車では、電気モータによる始動時又は電気モータによる走行時には発生する熱量が少ない。従って、電気自動車又はハイブリッド自動車では、車内を暖めるために、例えば加熱用の電気ヒータを用いる必要があったりする。このため、電気自動車又はハイブリッド自動車では、車内を暖めるために多くの電力を消費し、自動車の走行コストが極めて悪くなることがある。
【００４５】
本実施形態では、自動車内の内燃機関又は電気モータ等の車内の熱源から発生する熱ではなく、太陽光からの熱を利用する。採光部１１を透過した太陽光からの熱が照射されるように、蓄熱材３を自動車本体２内に配置するだけで、例えば冬場に車内の温度を充分に高くすることができる。また、電気自動車及びハイブリッド自動車の場合には、採光部１１と蓄熱材３とを備えることによって、加熱用の電気ヒータで消費される電力を無くしたり、少なくしたりすることができる。このため、走行コストを低くすることができる。従って、太陽光からの熱をより一層有効利用する観点からは、自動車１は、電気自動車及びハイブリッド自動車であることが好ましい。
【００４６】
また、採光部１１を設け、かつ採光部１１を透過した太陽光が照射されるように蓄熱材３を配置するだけでよいので、自動車１は容易に構成できる。さらに、採光部１１を透過した太陽光が照射されるように蓄熱材３を自動車本体２内に配置するだけでよいので、蓄熱材３を広い領域に配置でき、かつ蓄熱材３の使用量を多くすることができる。
【００４７】
次に、本実施形態の自動車１について、以下の試験を行った。
【００４８】
床部材１２及び被覆層１３ｂを蓄熱材３とした自動車１Ａを用意した。蓄熱材３として、オクタデカンを蓄熱成分とするマイクロカプセル化蓄熱粒子を用いた。
【００４９】
また、比較のために、蓄熱材を用いていない自動車Ｃを用意した。
【００５０】
用意した２つの自動車１Ａ，Ｃを気温１０〜２０℃で太陽光の照射下に４時間放置した。その後、太陽光を照射せずに０℃で１２時間放置した。次に、放置後の車内の温度を観察した。この結果、床部材１２及び被覆層１３ｂを蓄熱材３とした自動車１Ａでは、蓄熱材を用いなかった自動車Ｃと比べて、車内の温度は１．５℃高かった。
【００５１】
さらに、本実施形態において、床部材１２及び被覆層１３ｂを蓄熱材３とし、かつ採光部１１に断熱材２１を配置した自動車１Ｂを用意した。蓄熱材３として、自動車１Ａと同様の蓄熱材を用いた。また、断熱材２１として、エアサンドイッチ（積水化学工業社製、縦７０ｃｍ×横１５０ｃｍ×厚み６ｍｍ）の両面に、ポリカーボネート板（縦７０ｃｍ×横１５０ｃｍ×厚み３ｍｍ）を積層した断熱材を用いた。
【００５２】
用意した自動車１Ｂ，Ｃを、気温１０〜２０℃で太陽光の照射下に４時間放置した。その後、太陽光を照射せずに０℃で１２時間放置した。次に、放置後の車内の温度を観察した。この結果、床部材１２及び被覆層１３ｂを蓄熱材３とし、かつ採光部１１に断熱材２１を配置した自動車１Ｂでは、蓄熱材及び断熱材の内のいずれも用いなかった自動車Ｃと比べて、車内の温度は６℃高かった。
【符号の説明】
【００５３】
１…自動車
２…自動車本体
２ａ〜２ｃ…自動車窓
１１…採光部
１２…床部材
１３…座席
１３ａ…座席本体
１３ｂ…被覆層
Ｘ…太陽光
２１…断熱材
２２…樹脂フィルム
２３，２４…第１，第２の隙間形成部材
２５…樹脂板
Ｓ…空気層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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