(57)【要約】【課題】  外気によって窓２が冷やされる事により、窓２内側の車室内気の温度が低下し、窓２側座席に着座する乗員のフィーリングの悪化を抑制可能な車両用暖房装置の提供。【解決手段】  車両１の窓２の下方に配され、エンジン１７の冷却水回路と接続されて、エンジン冷却水を流通可能に設けられる温水配管１１と、温水配管１１を覆うと共に、温水配管１１の上方に第一の開口部１０ａと、下方に第二の開口部１０ｂとを設けるカバー１３とからなり、カバー１３内の温水配管１１周辺の空気を温水配管１１内を流通するエンジン冷却水の熱によって暖め、暖気とし、自然対流によって緩やかにカバー１３内を上昇させ、窓２の下端部２ａ近傍に設けられる第一の開口部１０ａから吹き出し、窓２の車室内側面を沿うように、引き続き緩やかに上昇させる事で、窓２側座席に着座した乗員のフィーリングの悪化を抑制する事が可能になる。【選択図】図１
2005112143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１）の窓（２）の下方に配され、前記車両（１）の前後方向に延びて設けられ、前記車両（１）のエンジン（４）の冷却水回路と接続されて、エンジン冷却水を流通可能に設けられる温水配管（１１）と、
前記温水配管（１１）を覆うと共に、前記温水配管（１１）の上方に第一の開口部（１０ａ）と、下方に第二の開口部（１０ｂ）とを設けるカバー（１３）とからなる事を特徴とする車両用暖房装置。
【請求項２】
前記第一の開口部（１０ａ）は、前記窓（２）の下端部（２ａ）の近傍に配される事を特徴とする請求項１に記載の車両用暖房装置。
【請求項３】
前記カバー（１３）は、断熱性部材である事を特徴とする請求項１または２に記載の車両用暖房装置。
【請求項４】
前記温水配管（１１）の上部に、熱伝導可能に、かつ略垂直に接合され、上方の先端が前記窓（２）の下端部（２ａ）の近傍にまで到達する、複数の熱伝達部材（１２）が所定の間隔で設けられる事を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用暖房装置。
【請求項５】
前記温水配管（１１）の上方または下方には、略上方向に風を送風する補助ファン（１４）が、前記温水配管（１１）に沿って所定の間隔で複数個配置される事を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖房装置。
【請求項６】
前記窓（２）の下方の前記車両（１）の外壁面（３）と内壁面（４）との間に設けられる事を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用暖房装置。
【請求項７】
前記温水配管（１１）は、前記カバー（１３）内に複数本設けられる事を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン冷却水を用いて車室内を暖房する車両用暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１に記載されるように、バスや列車などの車両の側面に配置される窓の下部に、温水配管を配し、その温水配管の車室側の側面と熱伝達可能に密着する輻射パネルを設け、温水配管内を流通する温水の熱を車室内に輻射する事で、車室内を暖房すると言う手法がある。
【０００３】
しかし、輻射パネルによって車室内を暖房しても、車室内気の暖房分布には差が生じてしまう事は避けがたい。
【０００４】
その為、特に窓側座席に着座する乗員の窓側の肩部周辺に掛けては、車室外の冷気によって冷やされた窓が、窓側座席に着座する乗員の肩部周辺の車室内気を冷やしてしまう為、この周辺（すなわち窓の内側）の車室内気の温度低下は、上述した輻射パネルでの暖房では防止し難いのが現状である。
【０００５】
その為、窓の内側の車室内気に位置する乗員の肩部周辺は冷やされたままなので、乗員のフィーリングは悪いままになってしまうと言う問題がある。
【０００６】
また、非特許文献１に記載されるように、窓の車室内側面に温風を送風する手法としては、一般的な車両用空調装置が備えるデフロスターモードでの送風手法が知られている。
【０００７】
しかし、デフロスターモードとは、一般的に以下の特徴を備えている。
（１）窓の曇り止めまたは霜取りの手段として用いられる事を前提にしている為、窓の車室内側面に直接的に所定の角度にて吹き当てるようにして温風を送風する。
（２）デフロスターモードに限らず、車両用空調装置の各送風モードは、ヒータコアから窓までの距離が長い為、ヒータコアの上流側に配置されるブロワファンによって強制的に比較的強い温風が送風される。
【０００８】
上述した（１）と（２）との特徴により、強制的に比較的強い風が、所定の角度にて送風される為、送風される温風が窓の車室内側面に吹き付けられた後、窓側座席に着座する乗員へ反射する可能性があり、乗員が不快感を感じる可能性がある。
【特許文献１】特開平５−１３９１４６号公報
【非特許文献１】渡辺敏監修「カーエアコン（第二版）」株式会社山海堂  出版  ２００３年１月１５日発行  Ｐ８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したような問題を解決する為に、本発明では、まず窓内側の車室内気の温度低下を抑制する事により、窓側の座席における乗員のフィーリングの悪化を抑制するとともに、抑制した結果として、窓側座席に着座する乗員が不快感を感じる事を小さくする事が可能な車両用暖房装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【００１１】
請求項１に記載の車両用暖房装置は、車両の窓の下方に配され、車両の前後方向に延びて設けられ、車両のエンジンの冷却水回路と接続されて、エンジン冷却水を流通可能に設けられる温水配管と、温水配管を覆うと共に、温水配管の上方に第一の開口部と、下方に第二の開口部とを設けるカバーとからなる事を特徴とする。
【００１２】
この発明により、カバー内の温水配管周辺の空気を温水配管内を流通するエンジン冷却水の熱によって暖め、暖気とする事が可能となる。
【００１３】
この暖気は、自然対流によって緩やかにカバー内を上昇し、窓の下端部近傍に設けられる第一の開口部から吹き出て、窓の車室内側面を沿うように、引き続き緩やかに上昇を続けるので、窓内側の暖房分布上、温度が低下しがちな車室内気によって、窓側座席に着座した乗員のフィーリングの悪化を抑制する事が可能になる。
【００１４】
また、上昇する暖気は窓の車室側側面に沿って緩やかに上昇するだけなので、窓側座席に着座した乗員が、上昇した暖気が窓に反射する事もない。その為、暖気が上昇する事によって乗員が不快感を感じる事も少ない。
【００１５】
請求項２に記載の車両用暖房装置における第一の開口部は、窓の下端部の近傍に配される事を特徴とする。
【００１６】
この発明により、第一の開口部から吹き出す暖気を、窓一面に上昇させる事が可能となるので、窓内側の車室内気が冷えて乗員のフィーリングが悪化する事を抑制する事が可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の車両用暖房装置におけるカバーは、断熱性部材である事を特徴とする。
【００１８】
この発明により、温水配管周辺部で暖められた空気（暖気）の熱がカバーを通じて逃げる事を防ぐ事が可能になるとと共に、窓側座席に着座した乗員が加熱したカバーにて不快感を感じる事を防止することが可能になる。
【００１９】
請求項４に記載の車両用暖房装置は、温水配管の上部に、熱伝導可能に、かつ略垂直に接合され、上方の先端が前記窓の下端部の近傍にまで到達する、複数の熱伝達部材が所定の間隔で設けられる事を特徴とする。
【００２０】
この発明により、温水配管の熱が熱伝達部材を通じて、熱伝達部材間の空気をも暖める事が可能になるとともに、窓下端部にまで温水配管の熱を伝達する事が可能になるので、上述した構造に比して、より多くの空気を暖気する事が可能になるとともに、温水配管配置場所から窓まで、効率良くエンジン冷却水の熱を伝達する事が可能となるので、自然対流による暖気の上昇を助勢する事が可能となる。
【００２１】
請求項５に記載の車両用暖房装置における温水配管の上方または下方には、略上方向に風を送風する補助ファンが、温水配管に沿って所定の間隔で複数個配置される事を特徴とする。
【００２２】
自然対流による暖気の場合、カバーまたは熱伝達部材にて窓下端部にまで暖気をガイドする事が可能であるが、窓下端部に設けられる開口部より上方では、暖気が窓車室側側面に沿って上昇せず、開口部から出てすぐに車室内に拡散する可能性がある。
【００２３】
また、当該窓が縦に長い窓であった場合、自然対流によって上昇する暖気では、窓の上部にまで到達する前に車室内に拡散してしまう可能性もある。
【００２４】
この発明により、補助ファンが略上方方向に暖気を送風するので、窓下端部に設けられる開口部から吹き出る暖気が、すぐに車室内に拡散する事なく、そのまま上昇し続け、窓車室側側面全域に満遍なく暖気を吹き上げる事が可能となる。
【００２５】
請求項６に記載の車両用暖房装置は、窓の下方の車両の外壁面と内壁面との間に設けられる事を特徴とする。
【００２６】
この発明により、温水配管を配置するスペースを窓側座席の方向へせり出して設ける必要がなく、窓側座席のスペースを節約する事が可能となる。
【００２７】
請求項７に記載の車両用暖房装置における温水配管は、カバー内に複数本設けられる事を特徴とする。
【００２８】
この発明により、温水配管が１本の時よりも、より強くかつ速く温水配管周辺の空気を暖める事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図１〜図３を用いて説明する。
【００３０】
（第一実施形態）
（本実施形態の構成）
図１は、本実施形態に係る車両用暖房装置１０の構成の概略を示した構成図である。
【００３１】
図２は、温水配管１１の車両１内における配設状況を図示した配置図である。
【００３２】
図３は、当該車両用暖房装置１０の詳細な構造を示した斜視図である。
【００３３】
図１に示す車両用暖房装置１０は、温水配管１１と、フィン１２と、カバー１３とからなる。
【００３４】
図２に温水配管１１の車両１における配置を示す。図２（ａ）は、車両１を上方から見た場合の温水配管１１の配置図であり、図２（ｂ）は車両１１を側面から見た場合の温水配管１１の配置図である。
【００３５】
温水配管１１は、車両１のエンジン１７内の図示しないエンジン冷却水回路と接続している。
【００３６】
温水配管１１途中に設けるウォーターポンプ１６によって、温水となったエンジン冷却水を、温水配管１１内に圧送し、エンジン冷却水が温水配管１１にて、車両１の内周を一巡するように流通させる。
【００３７】
当該車両用暖房装置１０による暖房を停止する場合は、図示しない制御手段と電気的に接続する電磁弁１５によって温水配管１１を閉成する事で、温水配管１１内にエンジン冷却水が流通する事を停止させる。
【００３８】
当該温水配管１１そのものは、熱伝達率が高い金属性の部材で構成されている円筒形のパイプであり、窓２の下方の内壁面４に沿って、車両１の前後方向に設置される。
【００３９】
フィン１２は、温水配管１１の上部と、ろう付けなどにより熱伝達可能に接合するとともに、温水配管１１から、後述する窓２の下端部にて開口するカバー１３上部開口部１０ａまで到達し、周囲の空気との間で熱交換を行う熱伝達部材である。このフィン１２は、請求項で示す熱伝達部材に相当する。
【００４０】
当該フィン１２は、伝熱面積を広げる為、板状に形成されるとともに、温水配管１１同様、またはそれ以上の熱伝達率を持った金属製の部材であり、温水配管１１に対して略垂直に、所定の間隔にて複数枚、接合している。
【００４１】
カバー１３は、上述した温水配管１１とフィン１２とを車室側から覆うように内壁面４に配置される袋状の部材である。樹脂などの断熱性を持つ部材にて形成され、フィン１２の上方の端部と、温水配管１１の下方とにそれぞれ、カバー１３上部開口部１０ａと、カバー１３下部開口部１０ｂとを設ける。
【００４２】
このカバー１３上部開口部１０ａは、請求項で示す第一の開口部に相当し、カバー１３下部開口部１０ｂは、請求項で示す第二の開口部に相当する。
【００４３】
カバー１３上部開口部１０ａは、温水配管１１、フィン１２などによって暖められたカバー１３内の空気を吹き出す吹き出し口である。
【００４４】
カバー１３下部開口部１０ｂは、暖められ、カバー１３上部開口部１０ａから吹き出した空気と、略同等の空気が入り込む、入り込み口である。
【００４５】
（本実施形態の作動）
上述した構成における、窓２から冷気が入り込む事を抑制する作動を以下に説明する。
（１）図示しない制御手段によって、電磁弁１５を開放する。
（２）次に、エンジン１７を冷却し、温水となったエンジン冷却水を温水配管１１を圧送するようにウォーターポンプ１６を作動させる。
（３）エンジン冷却水が温水配管１１内を流通する。
（４）エンジン冷却水が持つ熱が温水配管１１に伝達されるとともに、温水配管１１に接合するフィン１２にも熱が伝達する。
（５）温水配管１１とフィン１２とにより、カバー１３内の空気が暖められ暖気となる。
（６）暖気は、自然対流によりカバー１３内を緩やかに上昇し、カバー１３上部開口部１０ａから吹き出す。
（７）カバー１３上部開口部１０ａから吹き出した暖気は、そのまま緩やかに窓２の下端部２ａから窓上端部２ｂまで到達し、その後、車室内全体に拡散する。
（８）一方、カバー１３下部開口部１０ｂからは、車室内の空気が入り込む。
（９）カバー１３下部開口部１０ｂから入り込んだ空気は、上記（５）〜（７）の過程を経て、窓２の車室内側面に沿うように上昇した後、車室内全体に拡散する。
【００４６】
以上（１）〜（９）の過程を順次経て、窓２が外気によって冷える事によって、窓内側の車室内気の温度の低下を抑制する事が可能となる。
【００４７】
（本実施形態の効果）
上記、（本実施形態の作動）における（１）〜（９）の過程を経て、窓２の車室内側面に、自然対流にて一様に暖気が上昇するので、車外の冷気によって窓が冷やされる事によって、窓内側の車室内気の温度が低下する事により、窓２側座席に着座する乗員のフィーリングの悪化を抑制する事が可能になる。
【００４８】
更に、自然対流によって緩やかに暖気が窓２の車室側側面を略平行に、覆うように上昇するので、窓２に暖気が反射して、窓側座席に着座する乗員に吹き付けられる事もなく、窓側座席に着座する乗員が感じる不快感を小さくする事も可能となる。
【００４９】
また、本実施形態では、２本の温水配管１１の上側（窓２の下端部２ａに近い方）の温水配管１１の上部と、カバー１３上部開口部１０ａとの間にのみフィン１２を配置した例を示したが、温水配管１１の下側とカバー１３下部開口部１０ｂとの間にもフィン１２を配置しても良い。
【００５０】
（第二実施形態）
上述した第一実施形態では、エンジン冷却水の熱によって暖められたカバー１３内の空気の自然対流による上昇によって、窓２の車室内側面に略平行に一様に暖気が覆う例を示したが、この手法はあくまで暖気が自然対流によって上昇する事を前提としているので、例えば車室内に、図示しない他の車両用空調装置からの送風などがあり、カバー１３上部開口部１０ａから吹き出た暖気が、窓２の車室内側面を上昇する事を妨げられ、窓２の車室内側面を略平行にかつ一様に覆う事が難しい場合も考えられる。
【００５１】
そこで、カバー１３内で、かつ温水配管１１とカバー１３下部開口部１０ｂとの間に、自然対流を補助する補助ファン１４を設け、暖気が確実に窓２の全面を覆うようにしても良い。
【００５２】
（本実施形態の構成）
本実施形態の構成を図４に示す。図４は、本実施形態に係る車両用暖房装置１０の構成の概略を示した構成図である。
【００５３】
カバー１３内で、かつ温水配管１１とカバー１３下部開口部１０ｂとの間に、図示しない制御手段と電気的に接続し、略上方に向けて風を送風する補助ファン１４を車両前後方向において、所定の間隔で複数個設ける。
【００５４】
この補助ファン１４は、周知のブロワファンのように多量の風量を供給する能力は必要なく、あくまで、温水配管１１内を流通するエンジン冷却水の熱によって暖められるカバー１３内の空気の自然対流による上昇を補助するだけの風量を供給する能力のみ発揮するもので良い。
【００５５】
何故なら、あまり大きな風量を送風可能なファンであったならば、温水配管１１やフィン１２などを冷却してしまう畏れがある為である。
【００５６】
言い換えると、補助ファン１４が必要とする風量は、窓２の上端部２ｂに暖気が到達させる事が可能なだけの最小限の風量で良い。
【００５７】
（本実施形態の作動）
上述した構成における、窓２から冷気が入り込む事を抑制する作動を以下に説明する。
（１）図示しない制御手段によって、電磁弁１５を開放する。
（２）次に、エンジン１７を冷却し、温水となったエンジン冷却水を温水配管１１を圧送するようにウォーターポンプ１６と、補助ファン１４とを作動させる。
（３）エンジン冷却水が温水配管１１内を流通する。
（４）エンジン冷却水が持つ熱が温水配管１１に伝達されるとともに、温水配管１１に接合するフィン１２にも熱が伝達する。
（５）温水配管１１とフィン１２とにより、カバー１３内の空気が暖められ暖気となる。
（６）暖気は、自然対流と、補助ファン１４からの送風により、カバー１３内を緩やかに上昇し、カバー１３上部開口部１０ａから吹き出す。
（７）カバー１３上部開口部１０ａから吹き出した暖気は、そのまま緩やかに窓２の下端部２ａから窓上端部２ｂまで確実に到達し、車室内全体に拡散する。
（８）一方、カバー１３下部開口部１０ｂからは、補助ファン１４により、車室内の空気が吸い込まれ、カバー１３内に入り込む。
（９）カバー１３下部開口部１０ｂから補助ファン１４によって吸い込まれ、入り込んだ空気は、上記（５）〜（７）の過程を経て、窓２の車室内側面に沿うように上昇した後、車室内全体に拡散する。
【００５８】
以上（１）〜（９）の過程を順次経る事で、窓２の車室内側面全域に確実に暖気が一様に上昇する事が可能となるので、窓２から冷気が入り込む事を、第一実施形態に示す車両用暖房装置１０よりも、確実に抑制する事が可能となる。
【００５９】
（本実施形態の効果）
上記、（本実施形態の作動）における（１）〜（９）の過程を経て、窓２の車室内側面に、自然対流とそれを補助する補助風とによって、一様に暖気が窓２の車室内側面を確実に覆うように上昇するので、車外の冷気によって窓が冷やされる事によって、窓内側の車室内気の温度が低下する事により、窓２側座席に着座する乗員のフィーリングの悪化を抑制する事が可能になる。
【００６０】
更に、補助ファン１４による補助風の風量は、大きなものではなく、かつ略上方に、すなわち窓２の平面と略平行に送風されるものなので、窓２に反射して窓２側座席に着座する乗員に吹き付けられる事もないので、窓２側座席に着座する乗員が不快感を感じる可能性を小さくする事も可能となる。
【００６１】
なお、本実施形態では、図４に示すように、補助ファン１４を温水配管１１と、カバー１３下側開口部１０ｂとの間に設けた例を示したが、カバー１３上部開口部１０ａと、温水配管１１との間に設けても良い。
【００６２】
（第三実施形態）
上述した第一、第二実施形態では、温水配管１１は１本であったが、並列的、または直列的に複数本、配置しても良い。
【００６３】
（本実施形態の構成）
図５に本実施形態の構成を示す。図５は、本実施形態に係る車両用暖房装置１０の構成の概略を示した構成図である。
【００６４】
カバー１３内に、２本の温水配管１１を略垂直に配置する。具体的にはウォーターポンプ１６の直後にて、温水配管１１を分岐し、２本にする。
【００６５】
かつ、２本のうち、上側（窓２の下端部２ａに近い方）の温水配管１１の上部からカバー１３上部開口部１０ａまで２本の温水配管１１にて暖められた暖気を上方に誘導するようにフィン１２を配置する。
【００６６】
（本実施形態の作動）
本実施形態の作動は、第一、第二実施形態と同等なので省略する。
【００６７】
（本実施形態の効果）
図５に示す構成により、エンジン冷却水の熱と温水配管１１を介して接する面積が第一、第二実施形態に示した例に比して多くなるので、カバー１３内の空気をより強く、より速く暖気する事が可能となり、自然対流による暖気の上昇もより強くなるので、車外の冷気によって窓が冷やされる事によって、窓内側の車室内気の温度が低下する事により、窓２側座席に着座する乗員のフィーリングの悪化を抑制する事が可能になる
更に、より強い上昇と言っても、あくまで自然対流による緩やかな暖気の上昇なので、窓２に暖気が反射して、窓２側座席に着座する乗員に当該暖気が吹き付けられる事もなく、窓２側座席に着座する乗員が不快感を感じる可能性を小さくする事も可能となる。
【００６８】
なお、本実施形態では、２本の温水配管１１を略垂直に配置した例を示したが、スペースが許す限りにおいては、略並列に配置しても良い。
【００６９】
また、本実施形態では、２本の温水配管１１の上側（窓２の下端部２ａに近い方）の温水配管１１の上部と、カバー１３上部開口部１０ａとの間にのみフィン１２を配置した例を示したが、下側（カバー１３の下部開口部１０ｂに近い方）の温水配管１１と、上側（窓２の下端部２ａに近い方）との間あるいはカバー１３下部開口部１０ｂとの間にもフィン１２を配置しても良い。
【００７０】
更に、本実施形態では、２本の温水配管１１のみを例として示したが、カバー１３内のスペースとコストが許す範囲内で２本以上の温水配管１１を配置しても良い。
【００７１】
（その他の実施形態）
上述した第一〜第三実施形態では、窓２の下方の内壁面４にて、窓２側座席方向に出っ張るように、当該車両用暖房装置１０を配置したが、車両１の外壁面３と内壁面４との間に当該車両用温水配管１０を配置しても良い。
【００７２】
これにより、窓２側座席におけるスペースが節約出来、窓２側座席に着座する乗員の快適性を向上させる事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る車両用暖房装置１０の構成の概略を示した構成図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る車両１の上方より見た温水水配管１１の配設状況を図示した配置図であり、図２（ｂ）は、車両１の側面より見た温水配管１１の配置状況を図示した配置図である。
【図３】本発明の第一実施形態に掛かる車両用暖房装置１０の詳細な構造を示した斜視図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る車両用暖房装置１０の構成の概略を示した構成図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る車両用暖房装置１０の構成の概略を示した構成図である。
【符号の説明】
【００７４】
１    車両
２    窓
３    外壁面
４    内壁面
１０  車両用暖房装置
１１  温水配管
１２  フィン
１３  カバー
１４  補助ファン
１５  電磁弁
１６  ウォーターポンプ
１７  エンジン
【図１】
2005112143.tif 000003
【図２】
2005112143.tif 000004
【図３】
2005112143.tif 000005
【図４】
2005112143.tif 000006
【図５】
2005112143.tif 000007