(57)【要約】【課題】  エンジンやバッテリにかける負担が少なく、効率良く車室内換気を行うことができ、車室内の揮発性物質を低減できる車室内換気システムを提供する。【解決手段】  空気を圧縮するコンプレッサやポンプ等の圧縮装置１０と、圧縮装置により圧縮された圧縮空気を貯蔵する貯蔵装置であるボンベ２０と、圧縮空気を車室内に噴射する噴射装置であるノズル２５〜２７と、ノズルに圧縮空気を供給する制御装置３０とを備え、ボンベに貯蔵された圧縮空気をノズルから車室内に噴射して換気する。制御装置３０は車室内温度センサ３５とボンベ温度センサ３６とを備え、圧縮空気温度が車室内温度より低いとき、圧縮空気をノズルに供給する。制御装置はドアロックセンサ３７をさらに備え、ドアロック解除時に圧縮空気をノズルに供給することが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車室内空気を入れ換える換気システムであって、
空気を圧縮する圧縮装置と、該圧縮装置により圧縮された圧縮空気を貯蔵する貯蔵装置と、圧縮空気を車室内に噴射する噴射装置と、該噴射装置への圧縮空気の供給を制御する制御装置とを備え、前記貯蔵装置に貯蔵された圧縮空気を前記噴射装置から車室内に噴射して換気することを特徴する車室内換気システム。
【請求項２】
前記制御装置は、車室内温度および圧縮空気温度を検出する温度検出手段を備え、圧縮空気温度が車室内温度より低いとき、圧縮空気を前記噴射装置に供給することを特徴とする請求項１に記載の車室内換気システム。
【請求項３】
前記噴射装置の手前の配管に水供給部を接続し、圧縮空気を車室内に噴射する際に同時に水を噴射することを特徴とする請求項１または２に記載の車室内換気システム。
【請求項４】
前記制御装置は、ドアのロック検出手段を備え、ドアロック解除時に圧縮空気を前記噴射装置に供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車室内換気システム。
【請求項５】
前記圧縮装置は、前記車両の走行中のボディ変位に連動して空気を圧縮することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車室内換気システム。
【請求項６】
前記圧縮装置は、電動圧縮機またはエンジンにより駆動される圧縮ポンプであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車室内換気システム。
【請求項７】
前記貯蔵装置は、余剰圧縮空気を排出する制御弁を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の車室内換気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両の車室内空気を入れ換える換気システムに係り、特に、炎天下での駐車時に高温になった車室内の空気を換気して、運転者の不快感を減らすことができる車室内換気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車室内換気システムとして、例えば、特許文献１に記載の車両用空調装置は、駐車車両に乗員が乗り込む際に与える不快感を低減するための車両用空調装置で、外気を導入して空調するユニットと、制御手段を備え、車両が駐車中であって、かつ車室内が所定の高温状態となる条件を判定したときに、ユニットを外気導入モードに設定する。換気作動の切換は車両バッテリの残電力量に応じて制御している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０３３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記構造の車両用空調装置は、室内空調ユニットと、シートの表面から空気を吹き出すシート空調ユニットと、室内空調ユニットおよびシート空調ユニットを制御する制御手段とを備えており、前席側空調ユニット及び後席側空調ユニットには、それぞれ室内に吹き出す空気を冷却する冷却用熱交換器を備えており、構成が極めて複雑で、コストが大幅に上昇するため、一部の高級車に装備されるだけであった。また、この車両用空調装置を作動させるとバッテリに負担をかけるため、バッテリの残電力量に応じて換気モードを選択している。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、エンジンやバッテリにかける負担を少なくでき、短時間で効率良く車室内換気を行うことができる車室内換気システムを提供することにある。また、高温の車室内で揮発した揮発性物質を短時間で車外に排出できる車室内換気システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成すべく、本発明に係る車室内換気システムは、車両の車室内空気を入れ換える換気システムであって、空気を圧縮するコンプレッサやポンプ等の圧縮装置と、該圧縮装置により圧縮された圧縮空気を貯蔵するボンベ等の貯蔵装置と、圧縮空気を車室内に噴射するノズル等の噴射装置と、該噴射装置への圧縮空気の供給を制御する制御装置とを備え、貯蔵装置に貯蔵された圧縮空気を噴射装置から車室内に噴射して換気することを特徴としている。
【０００７】
前記のごとく構成された本発明の車室内換気システムは、ボンベ等の貯蔵装置に貯蔵された圧縮空気を噴射して車室内に放出することにより、例えば炎天下で駐車した際の車室内の高温の熱気を短時間で車外に排出することができるため、運転者が車室内に着座したときの不快感を減らすことができる。また、車室内に充満した例えば揮発性物質を車外に瞬時に排出することができ、車室内の環境を改善することができる。特に、運転席の周辺に圧縮空気を噴射させることが好ましい。
【０００８】
本発明に係る車室内換気システムの好ましい具体的な態様としては、前記制御装置は、車両の車室内温度および圧縮空気温度を検出する温度検出手段を備え、圧縮空気温度が車室内温度より低いとき、圧縮空気を前記噴射装置に供給することを特徴としている。このように構成された車室内換気システムは、貯蔵装置に貯蔵された圧縮空気温度が車室内温度より低いとき、制御装置は圧縮空気を噴射装置に供給して車室内に噴射し、圧縮空気温度が車室内温度より高いときには供給しないため、車室内が高温のときに効率の良い車室内換気を行うことができる。また、車室内温度が所定温度より低いときには制御装置を作動させないようにしてもよい。この場合は、冬場の駐車で車室内が暖かい状態では換気を行わないようにすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る車室内換気システムの好ましい具体的な他の態様としては、前記噴射装置の手前の配管に水供給部を接続し、圧縮空気を車室内に噴射する際に同時に水を噴射することを特徴としている。この構成によれば、圧縮空気と共に水が霧化して車室内に噴射され、この水が気化することで気化熱を奪うため、車室内の温度をより低下させることができる。
【００１０】
前記制御装置は、ドアのロック検出手段を備え、ドアロック解除時に圧縮空気を前記噴射装置に供給することが好ましい。この構成によれば、運転者が自動車等に乗り込むときのドアロック解除をロック検出手段で検出し、このタイミングで圧縮空気を車室内に噴射させ換気するため、乗り込む直前で車室内温度を低下でき、同時に揮発性物質を車外に排出できて車室内環境を改善することができる。
【００１１】
前記圧縮装置は、前記車両の走行中のボディ変位に連動して空気を圧縮することが好ましい。例えば、サスペンション部材とボディとの相対移動により空気を圧縮することができる。この構成によれば、走行中のボディ変位に連動して空気を圧縮するため、コンプレッサ等の圧縮装置を、エンジンやモータで駆動する必要がない。また、前記圧縮装置は、電動圧縮機またはエンジンにより駆動される圧縮ポンプであってもよい。この構成によれば、圧縮空気が必要なとき、例えば貯蔵装置内の圧力が低くなったときに容易に空気を圧縮して貯蔵装置に貯蔵でき、制御が容易であると共に、簡単な構成で小型化することができる。
【００１２】
また、前記貯蔵装置は、余剰圧縮空気を排出する制御弁を備えることが好ましい。このように構成された車室内換気システムによれば、貯蔵装置に貯蔵された圧縮空気が異常高圧の状態となると、制御弁により排出して適正な圧力とするため、貯蔵装置が異常高圧とならず車室内換気を安定して作動させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の車室内換気システムは、圧縮空気を車室内に噴射することにより車室内換気を行うことができるため、炎天下での駐車等による車室内の高温を低下でき、運転者の不快感を低減できると共に、車室内に充満した揮発性物質等を排気することができ、運転者の健康を害するおそれのある物質を車外に追放できる。また、装置構成が簡単であり、従来の強制換気装置や、空調ユニットを備える車両用空調装置と比較して、コストを大幅に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る車室内換気システムの一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る車室内換気システムを取り入れた車両の要部構成を示す斜視図、図２は、図１の車室内換気システムの要部構成を示すブロック図、図３は、図１，２の圧縮装置とボンベとの関係を詳細に示す要部構成図である。
【００１５】
図１〜３において、自動車１は、本実施形態の車室内換気システムを装備した車両である。自動車１はボディ２を備えており、ボディ２内に車内空間が形成されている。ボディ２にはフロントウィンド３や他のウィンドが固定されて車内空間が形成され、この車内空間にはダッシュボード４やシート５が固定されている。自動車１を炎天下で駐車させると、日射により車内空間の温度が上昇すると共に、ダッシュボード４やシート５が熱くなり、運転者や同乗者が車内に入ると高温状態により不快となる。
【００１６】
本実施形態の自動車１は、車両の車室内空気を入れ換える車室内換気システムＳを装備している。車室内換気システムＳは空気を圧縮するコンプレッサやポンプ等の圧縮装置１０と、圧縮装置１０により圧縮された空気を貯蔵するボンベ２０等の貯蔵装置と、圧縮空気を車室内に噴射するノズル２５等の噴射装置と、圧縮空気のノズルへの供給を制御する制御装置３０とを備えている。前記の各装置は配管で接続されており、配管は銅管チューブが好ましく、特に断熱被覆を有するチューブが好ましい。
【００１７】
圧縮装置１０とボンベ２０とを接続する配管４１の途中にはフィルタ４２と逆止弁４３が配置されている。図面ではフィルタは１つだけ配置されているが、複数配置することが好ましく、本実施形態では５μフィルタと、０．０３μフィルタの２つが直列に配置されている。また、フィルタ４２と逆止弁４３との間に接続された配管には逆止弁４４を介して空気吸入口４５が接続されている。
【００１８】
ここで、圧縮装置１０について、図３を参照して詳細に説明する。本実施形態の圧縮装置１０は、モータ等の駆動源が不要なポンプが使用されている。圧縮装置１０は、自動車１の走行中のボディ２の変位に連動して空気を圧縮する装置である。この圧縮装置１０はシリンダ状の容器部１１と、容器部内に上下動可能に位置するピストン部１２とを備えており、上下に空気室１３，１４が形成されている。
【００１９】
圧縮装置１０は、後輪の車軸を支持するリアサイドメンバー１５から垂下するサスペンションメンバー１６およびその下端に連結されたサスペンションアーム１７を介してボディ２に対して上下動可能に支持されている。すなわち、サスペンションアームの一方のアーム部とボディのリアサイドメンバー１５との間にスプリングやショックアブソーバ等のスプリング部材１８が配置され、サスペンションアームの他方のアーム部とリアサイドメンバー１５との間に圧縮装置１０が設置されている。
【００２０】
そして、ピストン部１２がリアサイドメンバー１５に連結され、容器部１１がサスペンションアーム１７に連結されている。圧縮装置１０の容器部１１の上下方向ストロークＬは２０ｃｍ程度に設定される。また、サスペンションアーム１７の支点に対する長さの比Ｌ１／Ｌ２は１／２程度に設定されている。この構成により、サスペンション部材の上下方向ストロークに対して、圧縮装置１０の上下方向ストロークは２倍となって、ボディ２の変位量の２倍のストロークが得られる構成となっている。
【００２１】
上下の空気室１３，１４に配管４１ａ，４１ｂが接続され、これらの配管は途中にフィルタ４２ａ，４２ｂ、逆止弁４３ａ，４３ｂが設置されてボンベ２０に接続されている。逆止弁４３ａ，４３ｂは圧縮空気のボンベ方向の移動を許容する。また、この配管には逆止弁４４ａ，４４ｂを介して空気吸入口４５が開口している。したがって、例えば容器部１１の下降により、下方の空気室１４は負圧となり空気吸入口４５から空気が流入し、上方の空気室１３内の空気は圧縮されて圧縮空気はボンベ２０に貯蔵され、反対に容器部１１が上昇するときは、下方の空気室は圧縮され、上方の空気室は負圧となり空気吸入口４５から空気が流入する構成となっている。
【００２２】
ボンベ２０は自動車１の後方の車室内に設置されている。ボンベ２０は車室内の容積に合わせて圧縮空気の貯蔵量が設定される。本実施形態では、車室容積が約２０００リッターであり、圧縮空気の貯蔵量は車室容積の１／１０の２００リッターに設定されている。車内空間の１０％程度の空気量を噴射することで、車室内の高温状態をある程度緩和でき、運転者等が車内に入ったときの不快感を低減できる。ボンベ２０には余剰圧縮空気を排出する制御弁２１（図２参照）が備えられ、ボンベ内が異常高圧になるのを防止している。
【００２３】
なお、ボンベは円筒形に限られるものでなく、球体、立方体等、適宜の形状でよく、縦置き、横置きはどちらでもよい。トランクを備える自動車の場合には、圧縮空気を貯蔵するボンベはトランク内に設置すると好適である。また、ボンベの容量を多くすると、換気による車内温度の低下の効果を大きくすることができる。ボンベ２０と配管４１との間に、耐圧ホースやフレキシブルチューブ４１ｃを設置すると好ましい。
【００２４】
制御装置３０は、電磁弁３１とこの電磁弁を開閉する制御部３２とを備えており、制御装置３０には電源（図示せず）が供給されている。制御装置３０には、車室内の温度を測定する車室内温度センサ３５と、ボンベ内の圧縮空気の温度を測定するボンベ温度センサ３６、およびドアのロック状態を検出するドアロックセンサ３７が接続されている。そして、制御装置３０は測定された温度およびドアロックセンサからの信号に基づいて、電磁弁３１を開いてボンベ２０内に貯蔵された圧縮空気をノズル２５から車室内に噴射させる構成となっている。電磁弁３１とボンベ２０とを接続する配管４６には圧力調整弁４７と逆止弁４８とが設置されている。また、電磁弁３１とノズル２５を接続する配管４９は天井の内張り内に設置され、途中にフィルタ５０が設置されている。配管４９の途中に耐圧ホース４９ａを設置すると好ましい。
【００２５】
圧縮空気を車室内に噴射するノズルは、車室内の複数個所に設置される。天井に設置された配管４９は３本に分岐され、例えばフロントウィンドに向けて噴射するように天井の前端部に設置されるノズル２６と、運転席に噴射するように運転席天井に設置されるノズル２７と、ダッシュボードに向けて噴射するようにダッシュボード周辺に設置されるノズル２５とから構成される。自動車１は運転手１人が乗る場合が多いため、圧縮空気を噴射するノズルは運転席の周辺に配置することが好ましい。
【００２６】
ノズルの形状は特に限定されないが、本実施形態では配管が接続される部分から幅広に扁平に形成され、先端部に複数の貫通孔が形成されている。ノズルは樹脂等で一体的に形成され、ボンベ２０から配管を通して圧縮空気が供給されると、幅を広げて吹き出すように形成されている。なお、ノズルは先端部に圧縮空気を吹き出すスリットを有するものでもよい。
【００２７】
前記の如く構成された本実施形態の車室内換気システムの動作について以下に説明する。自動車１が走行しているとき、路面の凹凸等により後輪は上下動する。後輪の上下動によりリアサイドメンバー１５とサスペンションアーム１７とが相対的に移動し、この変位が圧縮装置１０に伝達される。リアサイドメンバー１５に対して、後輪が上昇してサスペンションアーム１７が反時計方向に揺動すると、圧縮装置１０の容器部１１は下降してピストン部１２により上方の空気室１３が圧縮される。そして、圧縮された空気は配管４１ａを通して移動し、フィルタ４２ａ、逆止弁４３ａを通過してボンベ２０内に貯蔵される。この作動において、下方の空気室１４は負圧となり、空気吸入口４５から逆止弁４４ｂを通って配管４１ｂ内に空気が流入し、下方の空気室１４に流入する。配管４１ｂ内は負圧となるが、逆止弁４３ｂによりボンベ２０から圧縮空気が逆流することはない。
【００２８】
路面の凹凸等により後輪が下降すると、圧縮装置１０の容器部１１は上昇して下方の空気室１４が圧縮される。下方の空気室１４で圧縮された空気は配管４１ｂを通して移動し、フィルタ４２ｂ、逆止弁４３ｂを通過してボンベ２０に貯蔵される。この作動においても、上方の空気室１３は負圧となって、空気吸入口４５から逆止弁４４ａを通って配管４１ａ内に空気が流入し、上方の空気室１３に流入する。配管４１ａ内は負圧となるが、逆止弁４３ａによりボンベ２０から圧縮空気が逆流することはない。
【００２９】
このようにして、自動車１の走行中に、圧縮装置１０により圧縮された空気はボンベ内に貯蔵される。ボディ２の上方向の変位と、下方向の変位の両方の変位に連動して空気を圧縮できるため、効率良く圧縮空気を貯蔵できる。そして、ボンベ２０内が高圧となると、制御弁２１が開いてボンベ内が異常高圧になるのを防止する。ボンベ内の圧縮空気の圧力は５ＭＰａ程度が好ましく、このときの圧縮空気温度は３０〜３５℃程度となる。なお、ボンベの容量を大きくして、圧縮空気の圧力を１ＭＰａ程度とすれば、高圧ガス法の許可無しに車室内にボンベを設置することができる。
【００３０】
この実施形態の圧縮装置１０は、自動車１の走行中のボディ変位に連動して圧縮空気をボンベ２０に貯蔵できるため、例えば電動のコンプレッサにより圧縮空気を貯蔵する場合のように、電力等のエネルギー供給が不要となる。また、エンジンにより駆動されるコンプレッサのようにエンジンに負担をかけることがない。すなわち、本実施形態の圧縮装置であるコンプレッサは、エネルギーが不要で走行中に自動的に圧縮空気を貯蔵できるため、セルフポンプということができる。
【００３１】
車室内換気を実施する場合は、車室内空間が外気と連通する外気導入モードに設定する。外気導入モードの設定は、予め運転者が手動で設定するか、あるいはドアをロックしたときに自動で設定するものでもよい。運転者がドアのロックを解除すると、ドアロックセンサ３７により制御装置３０はロック解除状態を判断する。そして、制御装置３０は温度センサ３５，３６により車室内の温度と、圧縮空気の温度を測定する。制御装置３０は車室内温度センサ３５と、ボンベ温度センサ３６を比較し、圧縮空気温度が車室内温度より低いときに電磁弁３１を開く。ボンベ２０内の圧縮空気は圧力調整弁４７で調圧され、配管４９を通してノズル２５〜２７から車室内に噴射される。
【００３２】
車室内に圧縮空気が放出されると車室内の圧力が増え、高温状態の空気が外気導入口（図示せず）から車外に放出され、車室内空気の一部（１０％程度）が換気される。このとき同時に、車内に充満していたホルムアルデヒド等の揮発性物質が車外に放出される。この結果、車室内温度が低下し、運転者の不快感を低減することができる。また、揮発性物質の一部が放出されるため、自動車１の車室内環境が改善される。
【００３３】
図４は高温状態の車室を自然冷却する場合と、圧縮空気を噴射させる場合との比較を示している。車室内温度が７２℃程度であり、自然冷却させる場合は（ａ）のように車室内温度が低下する。これに対して、（ｂ）の場合は、７分程度経過した時点（Ｔ１）で圧縮空気を１００リッター噴射し、次いで１４分程度経過した時点（Ｔ２）で、さらに１００リッター噴射している。
【００３４】
図４（ａ）、（ｂ）から明らかなように、車室内に圧縮空気を噴射して換気することで、車室内温度が約５度低下している。また、圧縮空気を噴射したあと、短時間で車室内温度が低下しており、運転者の不快感を短時間で低減できる。さらに、車室内容積の１０％程度の圧縮空気を噴射することで車室内を換気でき、高温状態で揮発したホルムアルデヒド等の揮発性物質を車外に排出することができる。
【００３５】
図４では、車室内温度を上昇させたあと、自然冷却させる例を示したが、炎天下での駐車等で加熱状態が継続する場合でも、圧縮空気を噴射して換気することにより確実に車室内温度を低下させることができる。運転者が自動車１に乗り込む直前にドアロックセンサ３７で検出して換気することで、車室内温度の低下と揮発性物質の排出を確実に達成することができる。
【００３６】
このように、本実施形態の車室内換気システムＳは、空調ユニット等の複雑な構成が不要であり、圧縮装置１０でボンベ２０に貯蔵した圧縮空気を車室内に噴射させて換気するという簡単な構成で達成できる。また、車室内換気に大きなエネルギーを必要としないため、バッテリの負担が少なく、制御が容易となる。さらに、短時間で車室内換気を行うことができ、炎天下での駐車による高温状態による不快感を低減することができ、車室内に発生した揮発性物質を車外に排出できる。
【００３７】
前記した本実施形態の車室内換気システムにおいて、圧縮空気を噴射する配管４９の途中に、図２に破線で示すように水タンク５１を接続して、圧縮空気をノズル２５〜２７で車室内に噴射するときに、同時に水を噴射するように構成してもよい。水タンク５１内に貯留された水は、配管４９内を圧縮空気が流れることで負圧状態となり、水は霧吹きの原理で吸い上げられて圧縮空気により霧化され、車室内に放出される。霧化された水分は車室内で気化し、周辺の空気から気化熱を奪って車室内の温度をより低下させることができる。
【００３８】
また、水の代わりに、僅かなエチルアルコールを含んだ液体を噴射させてもよい。この場合は、液体がより気化しやすいため、気化熱による車室内の温度低下をより効果的にすることができる。
【００３９】
圧縮装置により空気を圧縮して貯蔵するとき、水を同時に封入してもよい。この場合、コンプレッサ等の圧縮装置と貯蔵装置であるボンベとを接続する配管の途中に、水を噴射する噴射装置を設置して圧縮空気に水を混入させて貯蔵することができる。ボンベ内では、水は底部に貯留されるため、排出用の配管の下端部を底部の水内に進入させて、圧縮空気を噴射する際に水を混ぜて噴射させることができる。
【００４０】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、圧縮装置として、走行中のボディと車輪との相対変位を元に空気を圧縮するセルフポンプの例を示したが、モータを動力とした電動コンプレッサを用いてもよく、エンジンに電磁クラッチを介して連結するコンプレッサを用いてもよい。
【００４１】
また、自動車のエンジンを駆動源としエアサスペンションにエアを供給する圧縮装置を用いて、車室内換気用の圧縮空気を貯蔵するように構成してもよい。さらに、駐車中に太陽電池を用いて充電し、充電された電力を用いて圧縮装置を作動させるように構成することもできる。さらに、前記した実施形態の圧縮装置は後輪に近接して設置したが、前輪側に設置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の活用例として、前記の車室内換気システムを用いて自動車以外の車両等にも適用することができ、船舶のキャビン内や、鉄道車両の室内、航空機の車室内換気の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る車室内換気システムの一実施形態を取り入れた車両の要部構成を示す斜視図。
【図２】図１の車室内換気システムの要部構成を示すブロック図。
【図３】図１，２の圧縮装置とボンベとの関係を示す要部構成図。
【図４】本発明に係る車室内換気システムを用いた換気実験による温度変化を示すグラフ図。
【符号の説明】
【００４４】
Ｓ：車室内換気システム、１０：圧縮装置、１１：容器部、１２：ピストン部、１３，１４：空気室、２０：ボンベ（貯蔵装置）、２１：制御弁、２５〜２７：ノズル（噴射装置）、３０：制御装置、３１：電磁弁、３２：制御部、３５：車室内温度センサ、３６：ボンベ温度センサ、３７：ドアロックセンサ、４５：空気吸入口、４１，４６，４９：配管、５１：水タンク
【図１】
2006168476.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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