(57)【要約】【課題】車室内の冷却性能を低下させることなく、車室内の内装材を冷却することが可能な車両用熱交換装置を得る。【解決手段】車室２の高温部分であるインストルメントパネル３に配置される受熱部５と、車室２の前部側方のサイドフェンダ４内に設けられる放熱部６と、これらの受熱部５と放熱部６を循環する熱媒体７の循環回路８とを備えた。これにより、日射でインストルメントパネル３の温度が上昇した場合、受熱部５で熱媒体７が吸熱して高温となるので、この熱媒体７を受熱部５から循環回路８を介して排出した後、放熱部６で放熱した熱媒体７を受熱部５へ再び戻すことによりインストルメントパネル３を冷却する。その際に車室２内の空調ユニットとは別個の循環回路８で熱媒体７を循環させてサイドフェンダ４内で放熱するので、空調ユニット内や車室２内へ熱気を吹き出すことがない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室（２）の高温部分に配置される受熱部（５）と、
前記車室（２）の前部側方のサイドフェンダ（４）内に設けられる放熱部（６）と、
前記受熱部（５）および放熱部（６）を循環する熱媒体（７）の循環回路（８）と、
を備え、
前記循環回路（８）を介して前記熱媒体（７）を循環させて前記サイドフェンダ（４）内で放熱することを特徴とする車両用熱交換装置。
【請求項２】
前記熱媒体（７）を循環する電動ポンプ（９）を備え、前記熱媒体（７）が、液状であり前記循環回路（８）内で状態変化を伴わないことを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換装置。
【請求項３】
前記放熱部（６）が、前記受熱部（５）より重力方向下方に配置されるリザーバタンク（６）を含み、
前記リザーバタンク（６）の出口側に電動ポンプ（９）を備えるとともに、前記受熱部（５）の出口側に電磁弁（１０）を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用熱交換装置。
【請求項４】
前記受熱部（５）が、前記車室（２）の前方のインストルメントパネル（６）に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の車両用熱交換装置。
【請求項５】
前記受熱部（５）が、前記車室（２）の天井部に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の車両用熱交換装置。
【請求項６】
前記受熱部（５）が、可撓性を有する材質で膨張収縮可能に形成され、前記電磁弁（１０）を閉じた状態で前記電動ポンプ（９）の作動により前記受熱部（５）へ前記熱媒体（７）を充填することを特徴とする請求項４または５に記載の車両用熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両を炎天下で駐車した場合、車室前部のフロントガラスを介して車室内が日射されるので、車室内の内装材、例えば車室前部のインストルメントパネルが６０〜８０℃もの高温になることがある。
【０００３】
そこで、従来、車室前部のインストルメントパネル内に、車室内の空調を行なう空調ユニットとともに換気専用ブロアを設けた車両用換気装置が提案されている。この従来技術にあっては、車室前部のインストルメントパネル内の温度が所定値以上である場合、内気モードにて換気専用ブロアにより内気と車体漏洩部からの外気とをインストルメントパネル内に吸い込むとともに、インストルメントパネル内に滞留する高温の空気を従来の外気導入口より強制排気させるので、インストルメントパネル内の温度が下がり、乗車時に車室内温度のクールダウン時間を短縮させることができる（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−１８６８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１では、車室前部のインストルメントパネル内に滞留する高温の空気を強制排気させるようになっているが、日射によりインストルメントパネル自体も吸熱して高温となっているので、この状態でインストルメントパネル内の換気を行なっても、インストルメントパネルを十分に冷却できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、車室内の冷却性能を低下させることなく、日射により加熱される車室内の内装材を十分に冷却することのできる車両用熱交換装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１にかかる発明にあっては、車室（２）の高温部分に配置される受熱部（５）と、上記車室（２）の前部側方のサイドフェンダ（４）内に設けられる放熱部（６）と、上記受熱部（５）および放熱部（６）を循環する熱媒体（７）の循環回路（８）と、を備え、上記循環回路（８）を介して上記熱媒体（７）を循環させて上記サイドフェンダ（４）内で放熱することを特徴とする。
【０００７】
請求項２にかかる発明にあっては、上記熱媒体（７）を循環する電動ポンプ（９）を備え、上記熱媒体（７）が、液状であり上記循環回路（８）内で状態変化を伴わないことを特徴とする。
【０００８】
請求項３にかかる発明にあっては、上記放熱部（６）が、上記受熱部（５）より重力方向下方に配置されるリザーバタンク（６）を含み、上記リザーバタンク（６）の出口側に電動ポンプ（９）を備えるとともに、上記受熱部（５）の出口側に電磁弁（１０）を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４にかかる発明にあっては、上記受熱部（５）が、上記車室（２）の前方のインストルメントパネル（６）に設けられたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５にかかる発明にあっては、上記受熱部（５）が、上記車室（２）の天井部に設けられたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６にかかる発明にあっては、上記受熱部（５）が、可撓性を有する材質で膨張収縮可能に形成され、上記電磁弁（１０）を閉じた状態で上記電動ポンプ（９）の作動により上記受熱部（５）へ上記熱媒体（７）を充填することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にかかる発明によれば、日射により車室内の内装材の温度が上昇した場合、この車室の高温部分に設けられる受熱部で熱媒体が吸熱して高温となるので、この熱媒体を受熱部から循環回路を介して排出した後、放熱部で放熱した熱媒体を受熱部へ再び戻すことにより、車室内の内装材を十分に冷却することができる。また、車室内の空調を行なう空調ユニットとは別個の循環回路により熱媒体を循環させて車室の前部側方のサイドフェンダ内で放熱を行ない、その際に空調ユニット内や車室内へ熱気を吹き出すことがないので、車室内の冷却性能を低下させずに済む。
【００１３】
請求項２にかかる発明によれば、熱媒体が、循環回路内で状態変化を伴わない液体であるため熱容量が大きく、しかも電動ポンプで確実に熱媒体を循環できるので、この点からも車室内の内装材を冷却する性能を向上させることができる。
【００１４】
請求項３にかかる発明によれば、受熱部にて吸熱した熱媒体を排出する際に、重力を利用して熱媒体を速やかにリザーバタンクへ流出させることができるとともに、電動ポンプの作動によりリザーバタンクから受熱部へ熱媒体を速やかに供給することができる。
【００１５】
請求項４にかかる発明によれば、車室前方のインストルメントパネルに設けられる受熱部から熱媒体を排出した後、放熱部で放熱した熱媒体を受熱部へ再び戻すことによりインストルメントパネルを十分に冷却できるので、インストルメントパネルから乗員の顔面などへの輻射熱を抑制できるとともに、この輻射熱によりフロントガラスの温度も上昇し、フロントガラスから乗員の顔面などに及ぶ輻射熱も抑制でき、これにより、車室内の乗員が不快な熱気を感じることを防止できる。さらに、上記の輻射熱によるインストルメントパネル内の温度上昇を抑制できるので、乗車時に車室内温度のクールダウン時間を短縮できる。
【００１６】
請求項５にかかる発明によれば、車室の天井部に設けられる受熱部から熱媒体を排出した後、放熱部で放熱した熱媒体を受熱部へ再び戻すことにより車室の天井部を十分に冷却できるので、天井部から乗員の頭部などへの輻射熱を抑制でき、これにより、車室内の乗員が不快な熱気を感じることを防止できる。
【００１７】
請求項６にかかる発明によれば、電磁弁を閉じた状態で電動ポンプの作動により受熱部へ熱媒体を充填する際に、可撓性を有する材質で形成される受熱部が膨張しながら熱媒体を受け入れ、その後、電磁弁を開くと、受熱部自体が収縮しようとする張力が働くので、この受熱部から熱媒体を容易に排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係る車両用熱交換装置を図に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用熱交換装置を示す説明図、図２は、図１の車両用熱交換装置を矢印Ａの方向から見た側面図、図３は、車両の走行時にサイドフェンダ内の走行風の流れを示す図、図４は、車両の停止時にサイドフェンダ内で生じる熱対流を示す図、図５は、図１の車両用熱交換装置に設けられる受熱部の斜視図、図６は、図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図７は、本実施形態の車両用熱交換装置により車室前部のインストルメントパネルを冷却する際の処理手順を示すフローチャートである。なお、図６の（ａ）は、受熱部に熱媒体を充填した状態を示し、図６の（ｂ）は、受熱部から熱媒体を排出した状態を示している。
【００２０】
図１および図２に示すように、車両１に設けられる車室２の前部にはインストルメントパネル３が配設され、このインストルメントパネル３の側方にサイドフェンダ４が形成されている。
【００２１】
そして、本実施形態にかかる車両用熱交換装置は、日射による温度上昇が大きい車室２の内装材、例えばインストルメントパネル３内に配置される受熱部５と、サイドフェンダ４内に設けられる放熱部６と、これらの受熱部５および放熱部６を循環する熱媒体７の循環回路８と、この循環回路８に設けられる電動ポンプ９および電磁弁１０と、温度センサ１１〜１３からの温度信号が入力され、電動ポンプ９および電磁弁１０の制御を行なう制御部１４とから構成されている。
【００２２】
熱媒体７は、循環回路８内で状態変化を伴わない液体、例えば不凍液などを含むＬＬＣ（ロング・ライフ・クーラント）であり、電動ポンプ９により当該熱媒体７を循環させるようになっている。
【００２３】
受熱部５は、可撓性を有する材質、例えば図５および図６に示すように厚さ０．３ｍｍのエーテル系ウレタンからなる樹脂シート２１，２２を重ね合わせて袋状に形成した膨張収縮可能なバッグとして構成されている。この受熱部５では、樹脂シート２１，２２の周囲が溶着されるとともに、振動溶着により所定間隔をおいて多数の溶着箇所２３が設けられており、各溶着箇所２３の間に、熱媒体７が流動する熱媒体通路２４が形成されている。また、上述した樹脂シート２１，２２からなる受熱部５は、インストルメントパネル３裏面に装着され、受熱部５の出口側に電磁弁１０が設けられている。
【００２４】
放熱部６は、受熱部５より重力方向下方に配置され、熱媒体７を貯えるとともに表面より自然放熱を行なうリザーバタンクからなり、このリザーバタンクの出口側に電動ポンプ９が設けられている。
【００２５】
この放熱部６が配置されるサイドフェンダ４では、車両１の走行時に、図３に示すように前方から走行風が矢印Ｃで示すように流動して排気口（図示せず）より排出されるので、走行風で放熱部６を冷却することにより、熱媒体７の放熱を行なうようになっている。
【００２６】
一方、車両１の停止時には、図４の矢印Ｄで示すようにいわゆるチムニー効果によって下方から上方の排出口（図示せず）へ自然な熱対流が生じるので、この熱対流によって放熱部６を冷却することで、熱媒体７の放熱が行なわれるようになっている。
【００２７】
熱媒体７を循環させる循環回路８は、放熱部６から電動ポンプ９を介して受熱部５へ熱媒体７を供給する供給管２５と、受熱部５から電磁弁１０を介して放熱部６へ熱媒体７を排出する排出管２６とを有している。
【００２８】
制御部１４は、インストルメントパネル３の表面温度を検出する第１温度センサ１１、受熱部５内の熱媒体７の温度を検出する第２温度センサ１２、および放熱部６内の熱媒体７の温度を検出する第３温度センサ１３からの各温度信号を受信して、電動ポンプ９および電磁弁１０の制御を行なうとともに、タイマ２７による計時も行なうようになっている。
【００２９】
そして、本実施形態にあっては、予め電磁弁１０を閉じて電動ポンプ９の作動により供給管２５を介して受熱部５に熱媒体７を充填させる。このとき、図６の（ａ）に示すように受熱部５の熱媒体通路２４が膨張するので、可撓性を有する樹脂シート２１，２２で収縮しようとする張力が生じている。このようにして受熱部５の熱媒体通路２４に熱媒体７を充填した状態で、炎天下で車両１を止めておくと、日射により車室２内のインストルメントパネル３の温度が上昇するので受熱部５内の熱媒体７により吸熱する。
【００３０】
次いで、図７に示す処理手順にしたがってインストルメントパネル３の冷却が行なわれる。具体的には、まず、ステップＳ１として、車両１に乗員が接近してイモビライザ信号を検知すると、ステップＳ２としてインストルメントパネル３の表面温度を第１温度センサ１１で検出し、制御部１４により表面温度が所定温度、例えば３３℃以上であるか否かを判定する。その結果、表面温度が３３℃以上である場合、ステップＳ３として、放熱部６内の熱媒体７の温度を第３温度センサ１３で検出し、制御部１４により表面温度が放熱部６内の熱媒体７の温度以上であるか否かを判定して、その結果、表面温度が放熱部６内の熱媒体７の温度以上である場合、ステップＳ４として、タイマ２７で計時動作を開始するとともに、電磁弁１０を開くと、樹脂シート２１，２２に加わっている張力、および重力により、受熱部５内の熱媒体７が排出管２６を介して放熱部６へ排出される。その結果、図６の（ｂ）に示すように受熱部５の熱媒体通路２４が収縮するので樹脂シート２１，２２で張力が生じる状態が解除される。このとき、車両１が走行している場合には、サイドフェンダ４内を流れる走行風で放熱部６を冷却して熱媒体７の放熱を行ない、また、車両１が停止している場合には、サイドフェンダ４内で生じる熱対流により放熱部６を冷却して熱媒体７の放熱を行なう。
【００３１】
次いで、ステップＳ５として、タイマ２７の計時動作開始から所定時間が経過すると、ステップＳ６として電磁弁１０を閉じて、ステップＳ７として、放熱部６内の熱媒体７の温度を第３温度センサ１３で検出し、制御部１４により放熱部６内の熱媒体７の温度が所定温度以下であるか否かを判定して、その結果、放熱部６内の熱媒体７の温度が所定温度以下である場合、タイマ２７で計時動作を開始するとともに、ステップＳ８として、電動ポンプ９の作動により放熱部６内から熱媒体７を供給管２５を介して供給して受熱部５に充填する。このとき、図６の（ａ）に示すように受熱部５の熱媒体通路２４が膨張する。
【００３２】
次いで、ステップＳ９として、タイマ２７の計時動作開始から所定時間が経過すると、ステップＳ１０として電動ポンプ９を停止させた後、ステップＳ２へ戻って上記の一連のステップＳ２〜Ｓ１０を繰り返す。
【００３３】
さらに、ステップＳ１にてイモビライザ信号を検知しない場合、イモビライザ信号を検知するまで待機し、同様に、ステップＳ２にてインストルメントパネル３の表面温度が３３℃未満であると判定した場合、およびステップＳ３にてインストルメントパネル３の表面温度が放熱部６内の熱媒体７の温度より低いと判定した場合も、ステップＳ１に戻り次のイモビライザ信号を検知するまで待機するようになっている。
【００３４】
以上の本実施形態では、日射により車室２内のインストルメントパネル３が加熱された場合、受熱部５内の熱媒体７が吸熱して高温となるので、この熱媒体７を受熱部５から排出した後、サイドフェンダ４内の放熱部６で放熱した熱媒体７を受熱部５へ再び戻すので、インストルメントパネル３の冷却を十分に行なうことができる。したがって、インストルメントパネル３から乗員の顔面などへの輻射熱を抑制できるとともに、この輻射熱により図示しないフロントガラスの温度も上昇し、フロントガラスから乗員の顔面などに及ぶ輻射熱も抑制でき、これによって、車室２内の乗員が不快な熱気を感じることを防止できる。
【００３５】
また、本実施形態では、車室２内の空調を行なう空調ユニット（図示せず）とは別個の循環回路８により熱媒体７を循環させて、車室２の前部側方のサイドフェンダ４内で放熱を行ない、その際に空調ユニット内や車室２内へ熱気を吹き出すことがないので、車室２内の冷却性能を低下させることなくて済む。さらに、上記のインストルメントパネル３の輻射熱による車室２内の温度上昇を抑制できるので、乗車時に車室２内温度のクールダウン時間を短縮させることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、熱媒体７が、循環回路８内で状態変化を伴わない液体であるため熱容量が大きく、しかも電動ポンプ９で確実に熱媒体７を循環できるので、この点からもインストルメントパネル３を冷却する性能を向上させることができる。また、熱媒体７を受熱部５から排出する際に、受熱部５自体を収縮しようとする張力、および重力を利用して受熱部５より放熱部６へ熱媒体７を速やかに移送することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、可撓性を有する材質によって膨張収縮可能に構成された受熱部５に熱媒体７を充填する際に、受熱部５の熱媒体通路２４が膨張しつつ熱媒体７を受け入れるようになっているので、受熱部５から空気を抜くバイパス通路を特に設けなくてもよく、かつ車両１の移動時に受熱部５で振動や音の伝達を抑制できるとともに、受熱部５を構成する樹脂シート２１，２２に多数の溶着箇所２３が設けられているので、車両１が移動する際に熱媒体７の遥動を抑制できる。
【００３８】
以上、本発明の好適な実施形態について例示したが、本発明は上記実施形態には限定されず種々の変形が可能である。
【００３９】
例えば、上記実施形態では、受熱部５を、日射による温度上昇が大きいインストルメントパネル３裏面に設けた場合を例示したが、本発明はこれには限定されず、日射による温度上昇が大きい他の内装材、例えば車室２の天井部（図示せず）に受熱部５を設けることにより、天井部を十分に冷却できるので、天井部から乗員の頭部などへの輻射熱を抑制でき、これにより、車室内の乗員が不快な熱気を感じることを防止することができる。
【００４０】
また、上記実施形態では、受熱部５が、可撓性を有する材質、例えばエーテル系ウレタンからなる樹脂シート２１，２２を重ね合わせて袋状に形成した膨張収縮可能なバッグから構成されている場合を例示したが、本発明はこれには限定されず、他の可撓性材質を用いることもでき、さらに、車室２の高温部分に配置される受熱部を、可撓性を有さない材質から構成して空気抜きバイパス通路を設けるようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、ステップＳ２にてインストルメントパネル３の表面温度を所定温度と比較するようにしたが、表面温度の代わりに、第２温度センサで検出した受熱部５内の熱媒体７の温度を所定温度と比較してもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、放熱部６が、熱媒体７を貯えるとともに表面より自然放熱を行なうリザーバタンクから構成されているが、さらにリザーバタンクへ冷却風を送る電動ファンを設けることにより、放熱部６の放熱容量を大きくすることもできる。
【００４３】
また、上記実施形態では、ステップＳ９にて電動ポンプ９の作動開始から所定時間が経過したか否かを判定する場合を例示したが、この時間判定の代わりに、受熱部５内の熱媒体７の圧力が所定圧力を越えたか否かを判定することによっても、電動ポンプ９の作動により熱媒体７を受熱部５内へ十分充填したことを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用熱交換装置を示す説明図である。
【図２】図１の車両用熱交換装置を矢印Ａの方向から見た側面図である。
【図３】車両の走行時にサイドフェンダ内の走行風の流れを示す図である。
【図４】車両の停止時にサイドフェンダ内で生じる熱対流を示す図である。
【図５】図１の車両用熱交換装置に設けられる受熱部の斜視図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、特に（ａ）は受熱部に熱媒体を充填した状態を示す図、また（ｂ）は受熱部から熱媒体を排出した状態を示す図である。
【図７】本実施形態にかかる車両用熱交換装置により車室前部のインストルメントパネルを冷却する際の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１  車両
２  車室
３  インストルメントパネル
４  サイドフェンダ
５  受熱部
６  放熱部（リザーバタンク）
７  熱媒体
８  循環回路
９  電動ポンプ
１０  電磁弁
１１〜１３  温度センサ
１４  制御部
２１，２２  樹脂シート
２３  溶着箇所
２４  熱媒体通路
２５  供給管
２６  排出管
２７  タイマ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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