(57)【要約】【課題】  室内温度快適性を促進し得る自動車用の熱機能構造体を提供する。【解決手段】  自動車用の熱機能構造体は、車室Ｒを区画形成するための車体５０を略水平な境界線５１を境にして車体上部５２と車体下部５３とに２分割し、車体上部には第１の放熱機能を有する手段６１を設ける一方、車体下部には第１の放熱機能を有する手段とは異なる第２の放熱機能を有する手段６２を設けてある。境界線は、例えば、ドアパネル上端とサイドシル下端とを地表面からの垂線で結んだ縦線における略中央位置に設定されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室を区画形成するための車体を略水平な境界線を境にして車体上部と車体下部とに２分割し、前記車体上部には第１の放熱機能を有する手段を設ける一方、前記車体下部には前記第１の放熱機能を有する手段とは異なる第２の放熱機能を有する手段を設けてなる自動車用の熱機能構造体。
【請求項２】
前記境界線は、ドアパネル上端とサイドシル下端とを地表面からの垂線で結んだ縦線における略中央位置に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項３】
前記境界線は、ドアパネル上端とサイドシル下端とを地表面からの垂線で結んだ縦線における、当該縦線の全長に対して前記サイドシル下端から上方向に長さ比で２０％〜６０％の位置に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項４】
前記境界線上は、前記車体上部または前記車体下部のいずれかに含まれていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項５】
前記境界線は、１または複数設定されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項６】
前記第１の放熱機能を有する手段は、室内空気を換気する換気手段から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項７】
前記換気手段は、ルーフおよび／またはピラーに設けられた換気孔を有していることを特徴とする請求項６に記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項８】
前記換気手段は、前記車体下部に設けられた吸気孔を有していることを特徴とする請求項７に記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項９】
前記換気手段は、前記換気孔に連通して設けられた送風手段を有していることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか一つに記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項１０】
前記第２の放熱機能を有する手段は、高熱伝導材料および／または高放射材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項１１】
前記第２の放熱機能を有する手段は、遠赤外線放射材料を含む繊維体および／または塗布材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項１２】
前記第２の放熱機能を有する手段は、ドアおよび／またはフロアに設けられていることを特徴とする請求項１、請求項１０または請求項１１に記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項１３】
直射を受ける前記車体上部の内装部材の裏面は、良熱伝導材を介して、前記第２の放熱機能を有する手段に熱的に連結されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項１４】
直射を受ける前記車体上部の内装部材の裏面は、良熱伝導材を介して、前記第１の放熱機能を有する手段に熱的に連結されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項１５】
前記良熱伝導材は、ヒートパイプから構成されていることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項１６】
前記ヒートパイプの放熱部分は、換気のために室内空気が流下する空気通路内において、ヒートシンクに連結されていることを特徴とする請求項１５に記載の自動車用の熱機能構造体。
【請求項１７】
車室を区画形成するための車体を略水平な境界線を境にして車体上部と車体下部とに２分割し、前記車体上部には第１の放熱機能を有する手段を設ける一方、前記車体下部には前記第１の放熱機能を有する手段とは異なる第２の放熱機能を有する手段を設けてなり、
前記第１の放熱機能を有する手段により前記車体上部においては対流熱伝達を作動原理に放熱し、かつ、前記第２の放熱機能を有する手段により前記車体下部においては熱を伝導または放射により下部に導きつつ周囲環境に放熱する自動車用の熱機能構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内の快適な温度環境を提供できる自動車用の熱機能構造体に関し、特に、炎天下における駐車時の室内雰囲気温度および内装部品温度の低減を目的として、室内の熱の放出促進を可能とする自動車の車体断熱放熱システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炎天下において、駐車中の自動車の室内が非常な高温になることは周知である。日本国内において夏季の室内温度の測定によれば、炎天下駐車した場合の室内温度は約７０℃にも達し、内装材においては、インストルメントパネル上面で１００℃前後、天井材表面、シート表面で７０℃前後もの高温に達することが報告されている。こうした状況で乗車した際の不快感は言うまでもなく、また内装材から長時間にわたり放射熱が発生すること、シート表面に蓄熱されることで乗員がシートから熱伝導によって熱気を受け取ることで不快になるとともに、換気あるいは冷房では室温や内装材温度は容易に下がらないため、冷房による過剰なエネルギー消費も問題となる。
【０００３】
従来、このような炎天下駐車の問題点に関し、室内温度の上昇を防止する目的として、例えば特許文献１に記載の、断熱材を天井やドアの外板と内板の間に設置し、熱の侵入を抑止する技術が提案されている。
【０００４】
しかしながら、この技術にあっては、天井やドアを通しての熱侵入速度が下がって多少の温度上昇遅延はあるものの、窓を通して日射により侵入する熱量が大きく、最終的に到達する平衡温度に大差はない。
【０００５】
また、車体の断熱性を高めると同時に高温になる車体や窓からの輻射を抑止する目的で、例えば特許文献２に記載の、ドア内部と二重ガラスで構成される窓内部を連通させ、ドア下部から吸入した室内空気を窓の上部あるいはルーフから排気する技術が提案されている。
【０００６】
しかしながら、この技術にあっては、炎天下において室内温度が上昇した際に、車室内の熱が窓やドアを通って放熱されることにより平衡を保つという視点を欠いている。特に車両の日陰になる側の窓は放熱の主要経路であることから、この手法の二重ガラスは、かえって室内温度平衡を高温側にシフトさせ、室内環境を悪化させる懸念がある。
【０００７】
また、例えば特許文献３のように、太陽電池などを用いて換気を行う方法などが数多く提案されている。しかしこれらの提案は、車室内の空気のごく一部を外気と交換するにとどまり、車両全体の熱平衡を下げる目的に対しては大きく寄与しない。
【特許文献１】特表２００１−５００８１８号公報
【特許文献２】特開平５−３３８４２８号公報
【特許文献３】特開平９−２９５５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点、すなわち車両熱平衡の視点の欠落により、部分的には熱侵入を抑止したように見えても、室内全体の保有熱量は変わらない、あるいは、かえって増加するという問題点に着目してなされたもので、実質的に炎天下駐車時の室内温度を下げ、乗車直後の不快やクールダウンのための空調負荷を下げ得る自動車用の熱機能構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明は、車室を区画形成するための車体を略水平な境界線を境にして車体上部と車体下部とに２分割し、前記車体上部には第１の放熱機能を有する手段を設ける一方、前記車体下部には前記第１の放熱機能を有する手段とは異なる第２の放熱機能を有する手段を設けてなる自動車用の熱機能構造体である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、炎天下に放置された車室内の温度平衡を大きく低温側にシフトさせ、温度環境を改善することができ、クールダウンのための空調負荷を下げ得るという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者らは、長年にわたって車体および室内の熱平衡に関する研究に携わってきた知見により、「放熱能力を上げて、室内の熱平衡を低温側にシフトする」という着想に基づき、車体を熱的機能の視点から上下に２分割し、各々の部位にその熱的機能にふさわしい放熱機構を設ければ、室内の温度環境を快適にできることを見出した。さらに、車体および室内の熱流れに関する研究に携わってきた知見により、熱が室内に滞留することなく速やかに放熱機構にまで移動して放熱できるように工夫を重ねることで、本発明を完成するに至った。
【００１２】
本発明の作用について説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る自動車用の熱機能構造体の説明に供する図であり、車体５０を前面から見た縦断面図である。また、図２は、本発明の実施形態１に係る自動車用の熱機能構造体を適用した断熱車両を示す概略構成図である。
【００１４】
本発明に係る自動車用の熱機能構造体は、車室Ｒを区画形成するための車体５０を略水平な境界線５１を境にして車体上部５２と車体下部５３とに２分割し、車体上部５２には第１の放熱機能を有する手段６１を設ける一方、車体下部５３には第１の放熱機能を有する手段６１とは異なる第２の放熱機能を有する手段６２を設けてある。
【００１５】
前記境界線５１は、例えば、ドアパネル上端５４とサイドシル下端５５とを地表面５６からの垂線５７で結んだ縦線５８における略中央位置５８ａに設定してある。なお、境界線５１上は、車体上部５２または車体下部５３のいずれかに含まれていればよい。また、境界線５１は、１つでもよいが、例えば車体の側方と、車体の前方とで異なる境界を定めるために、複数設定することもできる。
【００１６】
ここで、車体を熱的機能から分割する考え方について述べる。
【００１７】
炎天下に放置した際の室内空間の温度上昇に関しては、室内空間を囲むルーフ３４などのアウターパネルなどが日射などにより熱せられ、熱伝導、放射、対流熱伝達などにより室内空気の温度上昇を招くこととなる。本発明者らは、この機構においてアウターパネルの温度挙動に着目した。炎天下放置を想定した際、温度上昇が著しく最高温度を呈する時間帯としては午前１０：００〜午後２：００ごろである。この時間帯における入熱部としてアウターパネルが作用する部位は、おおよそ直射日光があたる部分であり、それ以外の車体下部については温度が低く入熱部位としては作用していないことが見出された。つまり、日射による入熱機能という意味から、車体５０は、南中時間前後で日射を受ける車体上部５２と車体下部５３とに２分割されるのである。具体的には、図１に示すように、ドアパネル上端５４とサイドシル下端５５とを地表面５６からの垂線５７で結んだ縦線５８における略中央位置５８ａを境界として、車体上部５２と車体下部５３とに車体５０を２分割できる。
【００１８】
また、室内温度の上昇においてもう一つの要因として、ウインドシールド、サイドガラス３６、リアガラスなどの窓ガラスを透過してきた光エネルギーが内装材料に吸収され、室内へ熱エネルギーとして放出する経路がある。この現象として対象となる部位は、インストルメントパネル表面、リアパーセルシェルフなどの他に、ドアトリムやヘッドライニングなどの室内トリム３３、シート４０のクッションなどが挙げられる。これら部位の上方へは、主に対流熱伝達によって室内空気が暖められ、上昇気流によって熱が拡散する。一方、これら部位の下方へは、熱伝導または放射によって熱が伝えられる。したがって、熱的機能から室内部位を見ると、特にこれらの中で最下部に位置し、面積も最も大きいために室内温度の上昇に対して大きな影響を及ぼす部位であるシート座面４０ａを境界として、室内を上部、下部に分割することができる。ただし、シート座面４０ａは、車両の形状、形態によって位置が変わる。図７（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、自動車はその車両形状からセダン、コンパクトカー、ミニバン、ワゴン、クーペなどに分類することができ、これら以外にも、軽自動車、ＳＵＶ、１ＢＯＸ、２ＢＯＸ、バン、トラックなどに分類することができるが、それぞれの車型において、シート座面４０ａの位置は、ドアパネル上端５４とサイドシル下端５５とを地表面５６からの垂線５７で結んだ縦線５８における、当該縦線５８の全長に対してサイドシル下端５５から上方向に長さ比で２０〜６０％の位置５８ｂに存している。
【００１９】
したがって、前述した入熱機能から見た境界と、室内の熱伝導機能から見た境界とを考え合わせ、ドアパネル上端５４とサイドシル下端５５とを地表面５６からの垂線５７で結んだ縦線５８における、当該縦線５８の全長に対してサイドシル下端５５から上方向に長さ比で２０〜６０％の位置５８ｂを境界線５１として車体５０を上部と下部とに２分割することにより、車両全体での熱的機能を考慮した熱フロー設計が可能となることを本発明者らは見出した。
【００２０】
このように、当該境界線５１を基に車体上部５２と車体下部５３とに車体５０を２分割し、その各々に最適な放熱機構、特に、車体上部５２においては対流熱伝達（上昇気流）を作動原理に放熱を促進する機構である換気、車体下部５３においては、車体上部５２の熱を好適に伝導または放射で下部に導きつつ、比較的低温の空気や周囲環境に放熱する機構を設けた。これにより、従来の車両では室内で滞留して大きな熱源となって平衡温度を押し上げていた熱が、本発明では上部／下部の相互に循環し、各々の部位から好適な形態で放熱されることにより、炎天下に放置された車室内の温度平衡を大きく低温側にシフトさせ、温度環境を改善することができた。
【００２１】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
（実施形態１）
図２は、本発明の実施形態１に係る自動車用の熱機能構造体を適用した断熱車両を示す概略構成図である。
【００２３】
実施形態１に係る自動車用の熱機能構造体は、概説すれば、車室Ｒを区画形成するための車体５０を略水平な境界線５１を境にして車体上部５２と車体下部５３とに２分割し、車体上部５２には第１の放熱機能を有する手段６１を設ける一方、車体下部５３には第１の放熱機能を有する手段６１とは異なる第２の放熱機能を有する手段６２を設けてある（図１を参照）。境界線５１を境に車体上部５２と車体下部５３とに２分割するのは、前述したとおり、アウターパネルの温度挙動により、炎天下放置による温度上昇が大きい部位と、小さい部位とに分けるためである。前記境界線５１は、例えば、ドアパネル上端５４とサイドシル下端５５とを地表面５６からの垂線５７で結んだ縦線５８における略中央位置５８ａに設定してある。
【００２４】
前記境界線５１は、ドアパネル上端５４とサイドシル下端５５とを地表面５６からの垂線５７で結んだ縦線５８における、当該縦線５８の全長に対してサイドシル下端５５から上方向に長さ比で２０％〜６０％の位置５８ｂに設定するのがより好ましい。
【００２５】
前記２０％〜６０％の位置５８ｂは、室内温度に大きな影響を与えるシート座面４０ａの位置に基づいて定めたものであり、前記位置５８ｂに境界線５１を設定することにより、車体５０を、温度分布や熱フローが大きく異なる車体上部５２と車体下部５３とに好適に２分割して、より効率よく放熱機能を発揮させることができるからである。シート座面４０ａの位置は、車型によって異なる。代表的な例をあげると、一般的なセダンタイプにおいては、縦線５８の全長に対してサイドシル下端５５から上方向に長さ比で略５０％の位置に設置され、１ＢＯＸタイプにおいては、５０％〜６０％の位置に設置され、スポーツクーペタイプにおいては、２０％〜３０％の位置に設置されている。したがって、本発明においては、境界線５１の位置を前記２０％〜６０％の位置５８ｂに設定した。この範囲で室内側つまり内装側で上下に温度差が現れ、この温度差は、放熱を促進するために有効な手段を選択ないし判断する際の目安となる。なお、境界線５１を設定する位置については、それぞれの車型ごとに、上に例示したような最適値はあるが、車型ごとに設定位置を限定するものではなく、適宜改変することができることはいうまでもない。
【００２６】
車体上部５２に設けた第１の放熱機能を有する手段６１は、室内空気を換気する換気手段から構成されている。具体的には、ルーフ３４の後端に、換気手段としての換気装置１１を設けてある。換気装置１１は、ルーフおよび／またはピラーに設けた換気孔（図示せず）を有している。
【００２７】
換気装置１１は、上昇気流によってインストルメントパネル上面、シート座面４０ａ、あるいはリアパーセルシェルフ上面から立ち昇ってくる熱気を、車室外に排気する室内空気とともに、車室外に排出する。換気装置１１は、室内と車外とが空気流路として導通していることが必須条件であるが、換気量を増加するために、換気孔に連通して設けられたファンなどの送風装置（送風手段に相当する）をさらに備えることも有効である。また、車外からの雨水の流入や換気機能を必要としない場合の無用な外気の流入を防止するために、ひさし、ルーバーあるいは開閉が可能なドアを備えることも実用上有効な形態といえる。また、実施形態１では換気装置１１の設置位置をルーフ後端としたが、これに限定されることなく、車体上部５２の中で上昇気流による熱気が滞留する位置に設置することで良好な排気性能が得られる。
【００２８】
車体下部５３に設けた第２の放熱機能を有する手段６２は、高熱伝導材料および／または高放射材料から形成することが好ましい。
【００２９】
さらに詳しくは、車体下部５３の内装部材は、高温になった内装や窓ガラスの放射する熱を吸収して、アウターパネルの非入熱部位（放熱部位）に伝え、放熱する機能を持つことが必要となる。通常のカーペットはポリエステルあるいはポリプロピレンなどの繊維から成る繊維体であることから断熱材として機能するが、ここで用いる放熱促進機能を有するカーペット１２は車体上部５２の熱を吸収し、効率よくフロアに伝える。このようなカーペットとしては、遠赤外線放射性充填材を含む繊維体が好適に用いられる。遠赤外線放射性充填材としてはカーボンブラック、カーボンファイバーあるいは遠赤外線放射セラミックスとして知られるＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２などの各種金属酸化物であり、これらを適宜樹脂に混合分散して繊維とし、不織布などの繊維体とすることができる。また、放射による伝熱に加えて、高熱伝導率を有する繊維体を混合することによって、さらに厚み方向の熱伝導率を高めることも可能である。このようにして得られるカーペットは、表層が吸収した熱をフロアに効率よく伝え、放熱を促す。
【００３０】
実施形態１では、第２の放熱機能を有する手段６２をフロアに設けた形態、つまり、車体下部５３の放熱機能を促進する内装としてカーペット１２を用いた形態を示したが、本発明の趣旨から言えば、車体下部５３に設置される例えばドアトリム下部（ドアに相当する）やダッシュインシュレータなどに同様の素材を適用して、放熱性能の向上を図ることができる。
【００３１】
車体下部５３の外板部材は、先の熱伝導に優れた内装から熱を受け放熱する機能を持つことが必要となる。この機能を持つべき車体下部５３外板部位は、ドア下部、フロア、サイドシル、あるいはフロント及びリアフェンダー下部などがある。中でも、常に日射を受けることなく、面積も大きいフロアパネルの放熱性を促進することは本発明の目的から見て好適である。そこで、実施形態１では、第２の放熱機能を有する手段６２を、フロアに設けた形態とし、さらに、遠赤外線放射材料を含む繊維体および／または塗布材料から形成する形態とした。
【００３２】
具体的には、フロア外側に放熱促進のための塗布材１３を塗布した。フロア外側は通常防錆あるいは遮音の目的で、アンダーコートと呼ばれる数百μｍの厚膜の塗料が塗布されているため、放熱性能は高くない。実施形態１では、アンダーコートの樹脂組成に熱伝導性および遠赤外線放射能力に優れた充填材を添加し、フロアの熱を効果的に床下に放熱した。遠赤外線放射能力に優れた充填材とは、やはり先の述べたＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２などの各種金属酸化物であり、特に、遠赤外線の放射特性に加え、熱伝導率と工業的に安価に入手できる点を加味し、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が使いやすい材料といえる。また、放熱効率をさらに上げるために、上記充填材の粒径を調整し、塗膜表面の粗度をあげることも有効な手段として用いることができる。
【００３３】
このように実施形態１は、直射あるいは車体上部５２外板からの入熱によって熱せられた室内部材の熱を、車体上部５２では上昇気流を換気で放熱し、車体下部５３では放射と熱伝導で床へ伝えられる熱をさらに放射と伝導でフロア下に放熱することによって、車体の熱平衡を効果的に低温側にシフトさせることができる。
【００３４】
また、一般的な車両にあっては、ルーフ、窓ガラス、室内トリム、シートなどが日射を吸収して温度が上昇した後、それらの熱エネルギーを室内へ放射により放出している。炎天下で乗員が乗り込んだ際には、乗員に対して熱エネルギーを放射するため、乗り込み時の不快感を生んでいる。
【００３５】
これに対して、実施形態１の熱機能構造体にあっては、乗員に対する影響が特に大きい、ルーフ３４、室内トリム３３、シート４０などの部材の温度が低下するため、乗員への熱エネルギーの放射も小さくなる。この結果、乗り込み時の不快感をも低減することが可能となる。
【００３６】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２に係る自動車用の熱機能構造体を適用した断熱車両を示す概略構成図である。
【００３７】
実施形態２に係る自動車用の熱機能構造体にあっては、実施形態１の性能を向上するために、換気手段は、車体下部５３に設けられた吸気孔をさらに有している。具体的には、フロアに吸気孔１４を設置してある。
【００３８】
通常の車両は換気のための吸気孔をことさら設けることはなく、車体の配線配管孔やリアピラー付近に設けられるドラフターを通じて自然に換気される構造になっている。
【００３９】
これに対して、実施形態２では、フロアに吸気孔１４を設けることにより、車室内での空気対流がより円滑になり、上昇気流による熱の換気機構への移動がより促進される。また、本発明は本質的に車体下部５３が車体上部５２の熱を吸収してフロア下部空気温度と温度差を持つため、フロアに吸気孔１４を設けた場合、内部で上昇気流が起こり吸気を促進する。また、吸気が起こるとフロア下部空気の流動が起こり、フロアからの放熱が促進されるという相乗効果が生まれる。
【００４０】
このように、実施形態２では、フロアの吸気孔１４により、車体上部５２の換気放熱とフロアの放熱とが相乗的に促進される。
【００４１】
（実施形態３）
図４は、本発明の実施形態３に係る自動車用の熱機能構造体を適用した断熱車両を示す概略構成図である。
【００４２】
実施形態３に係る自動車用の熱機能構造体は、直射を受ける車体上部５２の内装部材の裏面は、良熱伝導材を介して、車体下部５３に設けた第２の放熱機能を有する手段６２に熱的に連結されている。
【００４３】
さらに詳しくは、直射を受けて室内で最も温度が高くなるインストルメントパネルおよびリアパーセルシェルフについて、車体下部５３に熱を伝導し、放熱する機構を備えている。インストルメントパネル天板の裏面には、良熱伝導材１５が設けられ、当該良熱伝導材１５は、車体下部５３につながるダッシュパネル１６に接合されている。通常インストルメントパネルは樹脂製であり、インストルメントパネルが吸収した熱はインストルメントパネル内部の空間や空調などの部品部材に蓄積され、非常に大きな熱だまりとなる。この熱はやがては室内に熱を供給する熱源となるとともに乗車始動直後に空調から熱風が吹き出す不快の要因ともなる。実施形態３では、この熱は、１５、１６を介して比較的低温のフロアパネルに伝えられ、ここから放熱される。
【００４４】
また、リアパーセルシェルフに設けられた良熱伝導材１７も同様の機能を発揮し、リアパーセルシェルフ裏側に蓄熱される大きな熱量を車室内とトランクを隔てる隔壁１８に伝え、さらにフロアへ伝熱して放熱される。
【００４５】
ここでいう良熱伝導材とは、鋼板、アルミニウム、マグネシウムなどの金属やカーボンファイバー含有の高熱伝導複合材を板状、棒状、網状などの形態で用いることができる。また、より高性能な熱伝導を得るためには、棒状、板状あるいはループ型のヒートパイプのような熱伝導デバイスを、良熱伝導材として、活用することもできる。
【００４６】
実施形態３では、車体上部５２から車体下部５３への熱伝導促進手段の設置位置をインストルメントパネル、リアパーセルシェルフとしたが、これに限定されることはない。ドアトリム上部あるいはシート座面４０ａなど、直射を受けて過熱する車体上部５２に相当する内装材の熱を車体下部５３へ導き、放熱機構に接続することは有効である。
【００４７】
（実施形態４）
図５は、本発明の実施形態４に係る自動車用の熱機能構造体を適用した断熱車両を示す概略構成図である。
【００４８】
実施形態４に係る自動車用の熱機能構造体は、直射を受ける車体上部５２の内装部材の裏面は、良熱伝導材を介して、車体上部５２に設けた第１の放熱機能を有する手段６１に熱的に連結されている。
【００４９】
さらに詳しくは、インストルメントパネルとパーセルの裏面のそれぞれは、実施形態３と同様の良熱伝導材１５、１７を介して、ヒートパイプ１９、２０に接続されている。当該ヒートパイプ１９、２０のそれぞれは、ピラー内を通って、ルーフ３４に設置した換気装置２１、２２のヒートシンク２１ａ、２２ａに接続されている。つまり、ヒートパイプ１９、２０の放熱部分を、換気のために室内空気が流下する空気通路内において、ヒートシンク２１ａ、２２ａに連結した。インストルメントパネルなどの表面温度は室内上部の空気温度にくらべて２０〜３０℃程度高くなることから、実施形態４では、インストルメントパネル裏面の熱をヒートパイプ１９、２０を介して効率よく放熱することができる。特にこの形態はヒートパイプの原理から見ると放熱部が吸熱部の上に位置するボトムヒートのレイアウトを取っており、ヒートパイプ１９、２０の熱輸送能力は極めて効率よく機能する。また、実施形態４は換気孔自身が高温になることによって上昇気流を発生し、自然換気における換気効率が向上するという相乗効果がある。もちろん、さらに性能向上を狙ってファンなどの送風装置を設置することは有効に機能する。
【００５０】
以上の実施形態はすべてセダンタイプの車両を例にとって説明してきたが、本発明の趣旨からすれば、図７（Ｂ）〜（Ｅ）に示すような、コンパクトカー、ミニバン、ワゴン、クーペなどの車型に好適な他、もちろん軽自動車、ＳＵＶ、１ＢＯＸ、２ＢＯＸ、バン、トラックなどの車両に対しても、十分な効果を発揮する。
【００５１】
本発明の自動車用の熱機能構造体によれば、車室Ｒを区画形成するための車体５０を略水平な境界線５１を境にして車体上部５２と車体下部５３とに２分割し、車体上部５２には第１の放熱機能を有する手段６１を設ける一方、車体下部５３には第１の放熱機能を有する手段６１とは異なる第２の放熱機能を有する手段６２を設けてなり、第１の放熱機能を有する手段６１により車体上部５２においては対流熱伝達を作動原理に放熱し、かつ、第２の放熱機能を有する手段６２により車体下部５３においては熱を伝導または放射により下部に導きつつ周囲環境に放熱することにより、室内全体の空気温度を好適に下げることが可能となる。
【００５２】
以下、本発明を、実施例および比較例を図面によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。実施例および比較例のベース車両として、図７（Ａ）に示されるセダン型を用いたが、これによって車型を限定するものではない。
【００５３】
（実施例）
ルーフ部の換気機構は、左右ＡピラーおよびＣピラー上部とルーフの接合部の４箇所に縦５０ｍｍ×横１００ｍｍの通気孔を開孔し、開閉可能なシャッターを備えた高さ３０ｍｍの筒状のガイドによって室内と外気とを連通させた。筒状ガイドの内部には５０ｍｍ×３０ｍｍのアルミ板を５ｍｍピッチで平行配置したヒートシンクを設けた。さらに、定格入力１３．２ＷのＤＣファン、山洋電気株式会社製、商品名称：Ｓａｎ  Ａｃｅ  ６０ｍｍを車室内側に取り付け、強制排気が可能な構造とした。
【００５４】
カーペットは、遠赤外線放射性充填材としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３、直径０．６μｍ）、熱可塑性樹脂にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた、直径４０μｍ、繊維長５０ｍｍの遠赤外線放射性繊維と、直径４０μｍのチタン繊維を高熱伝導性繊維として用い、混率２：１で混練し、この混練された繊維１００重量部に対し、２５重量部のバインダー繊維を用いて、不織布を作製し、厚さ１０ｍｍ、目付け１０００ｇ／ｍ２のクッション材としてこれを用いた。
【００５５】
アンダーコートの調整は、油化シェルエポキシ株式会社製、商品名称：エピコート８２８を１００重量部、ジシアンジアミドを８重量部、大八化学工業株式会社製りん酸トリブチルを１２０重量部、ｎ−ブチルグリシジルエーテル（粘度１１０ｃｐｓ／２５℃）を５０重量部、熱伝導性セラミックスとしてＣＯＮＤＥＡ  ＣＨＥＭＩＥ社製アルミナ粉末、商品名称：ＤＩＳＰＥＲＡＬ（平均粒子径２５〜４５μｍ）を３３０メッシュの篩にて４５μｍ以上の粒子を除去したものを４００重量部を混合用の容器に仕込み、ホモジナイザーを用いて各成分が均一になるように分散混合した。その後、希釈溶剤としてキシレンを更に５０重量部加えて粘度調整を行った。
【００５６】
アンダーコート塗布は、プレス成形の完了したホワイトボディーのフロアに３０：１エアレスポンプに上記にて調整した塗料を仕込み、４５℃に塗料温度を調整した後、エアー圧５．０ｋｇ／ｃｍ２で塗膜厚が１００μｍ±５０μｍとなるように塗布した。塗布後１５分室温放置し、塗装工程で電着塗料を塗布した後に１７０℃×３０分の硬化を行い、硬化塗膜とした。
【００５７】
フロアの吸気孔は、左右フロントシート下部のフロアに、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍの孔を開孔し、開閉可能なシャッターを備えた高さ６０ｍｍの筒状のガイドによって室内と外気を連通させた。
【００５８】
インストルメントパネル天板裏面の良熱伝導材は、厚さ１ｍｍのアルミパネルを、概インストルメントパネル天板形状に成形し、表面に実車製品と同素材の黒色ＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）素材の表皮を接着剤にて貼り込み、実車インストルメントパネル天板を切除した部分に設置した。アルミパネルの前端は、ダッシュパネルにねじ止めし、パネルの間隙に熱伝導性接着剤（テクノアルファ株式会社製、商品名称：Ｄｉｅｍａｔ  ＤＭ４０３０ＬＤ）を充填した。
【００５９】
リアパーセルシェルフ裏面の良熱伝導材についてもインストルメントパネル同様、厚さ１ｍｍのアルミパネルを、概リアパーセル形状に切断し、表面に実車製品と同素材のポリエステル不織布素材の表皮を接着剤にて貼り込み、実車リアパーセルを除去した部分に設置した。アルミパネルの前端は、下方に折り曲げ、車室とトランクを隔てる隔壁にねじ止めし、パネルの間隙に熱伝導性接着剤（テクノアルファ株式会社製  商品名  Ｄｉｅｍａｔ  ＤＭ４０３０ＬＤ）を充填した。
【００６０】
インストルメントパネルとリアパーセルから天井の換気孔を結ぶヒートパイプは、外径８ｍｍ、内径６ｍｍの銅パイプ中にウィックとなる銅ワイヤ束を挿入し、適量の蒸留水を注入して真空封入した。長さは部品形状に合わせて１０００ｍｍから２０００ｍｍの範囲で、適宜調整した。
【００６１】
ヒートパイプの設置は前述の成形されたアルミパネルの裏面に、ヒートパイプの一端をつぶして平型としてはんだ付けし、他の一端をフロント、リアのそれぞれのピラー内を通してルーフとの接合部に設置した換気孔まで持ち上げ、換気孔内に設置されたヒートシンクにつなぎ、半田付けにより固定した。
【００６２】
（実施例１）
車体上部５２の放熱方策として、換気孔４箇所を開放し、ファンを停止状態とした。また、車体下部５３の吸気孔は開放状態とした。車体下部５３の放熱方策としては、放熱促進カーペットとアンダーコートとを用いた。
【００６３】
（実施例２）
車体上部５２の放熱方策として、換気孔４箇所を開放し、ファンを稼動状態とした。また、車体下部５３の吸気孔は開放状態とした。車体下部５３の放熱方策としては、放熱促進カーペットとアンダーコートとを用いた。
【００６４】
（実施例３）
車体上部５２の放熱方策として、換気孔４箇所を開放し、ファンを稼動状態とした。また、車体下部５３の吸気孔は開放状態とした。車体下部５３の放熱方策としては、放熱促進カーペットとアンダーコートとを用いた。インストルメントパネルおよびリアパーセルは、アルミ製の良熱伝導仕様を用い、ダッシュパネル及びトランク隔壁に接合し熱を車体下部５３で放熱する仕様とした。
【００６５】
（実施例４）
車体上部５２の放熱方策として、換気孔４箇所を開放し、ファンを稼動状態とした。また、車体下部５３の吸気孔は開放状態とした。車体下部５３の放熱方策としては、放熱促進カーペットとアンダーコートを用いた。インストルメントパネルおよびリアパーセルは、アルミ製の良熱伝導仕様を用い、ヒートパイプを用いて換気孔に接合し、熱を車体上部５２で熱交換放熱する仕様とした。
【００６６】
（比較例１）
現行のセダンタイプの車両を用いた。
【００６７】
（比較例２）
現行のセダンタイプの車両を用い、天井材裏面、４枚のドアトリム裏面、左右３対のピラー裏面に、住友スリーエム株式会社製の繊維断熱材、商品名称：シンサレート、品番ＴＡＩ−３０２９（目付け量：３００ｇ／ｍ２）を内装部品形状に切断し挿入した、断熱仕様とした。
【００６８】
（炎天下を想定した車両の評価）
図６は、実施例および比較例の放熱性能を評価する装置を示す概略図である。
【００６９】
図６に示すように、赤外ランプ２３および送風／空調装置を有する環境試験室に、評価対象の車両を設置し、以下の条件で環境を設定し、６０分間ソークした後、熱電対にてドライバー頭部付近２４の空気温度、インストルメントパネル上面２５の表面温度、ドライバー足元付近２６の空気温度、ドライバー下のフロアパネル２７の車外側の表面温度を測定した。
【００７０】
環境条件は、
日射強度：７６７  Ｗ／ｍ２
気温：３５  ℃
湿度：７０  ％ＲＨ
風速：０．８  ｍ／ｓｅｃ
とした。
【００７１】
（評価結果）
評価結果を図８に示す。
【００７２】
実施例１は、比較例１の現行車両の温度環境に比べて、頭部空気温度で約５℃の低下が見られる。また、床下温度は、比較例に比べてやや上昇しており、車体下部５３からの放熱が寄与していることが分かる。
【００７３】
実施例２は、実施例１に比べてさらに約４℃頭部温度が低下し、ファン稼動の効果が得られている。
【００７４】
実施例３は、インストルメントパネルおよびリアパーセルの熱を車体下部５３に伝導し放熱したため、インストルメントパネル表面温度が比較例１に比べて約１４℃も低下し、換気の効果と相乗した結果として頭部空気温度は比較例１に比べて約１１℃もの低下効果が得られた。また、床下温度は実施例１に比べてさらに３℃も上昇しており、車体下部５３からの放熱が寄与していることが分かる。
【００７５】
実施例４は、インストルメントパネルおよびリアパーセルの熱を換気孔にて放熱したため、実施例３よりもさらに約４℃もの頭部空気温度低下効果が得られ、換気とヒートパイプとによる熱伝導放熱の相乗効果を発揮した。
【００７６】
一方、従来例を模して作製した比較例２の断熱車体は、熱平衡状態を計測する今回の評価では、空気温度も部品表面温度も、比較例１の現行車両に比べてかえって上昇する結果となった。
【００７７】
以上の評価結果に示すように、車体を車体上部５２と車両下部とに２分割し、その各々に最適な放熱機構、特に、車体上部５２においては、対流熱伝達（上昇気流）を作動原理に放熱を促進する機構である換気、車体下部５３においては、車体上部５２の熱を伝導または放射により好適に下部に導きつつ、比較的低温の空気や周囲環境に放熱する機構を設けることにより、炎天下に放置された車室内の温度平衡を大きく低温側にシフトさせ、温度環境を改善することができることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、炎天下に駐車したような場合の室内温度環境を改善する用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る自動車用の熱機能構造体の説明に供する図であり、車体を前面から見た縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る自動車用の熱機能構造体を適用した断熱車両を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る自動車用の熱機能構造体を適用した断熱車両を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態３に係る自動車用の熱機能構造体を適用した断熱車両を示す概略構成図である。
【図５】本発明の実施形態４に係る自動車用の熱機能構造体を適用した断熱車両を示す概略構成図である。
【図６】実施例および比較例の放熱性能を評価する装置を示す概略図である。
【図７】実施例および比較例のベース車両を示す図である。
【図８】実施例および比較例の温度測定結果を示す図表である。
【符号の説明】
【００８０】
１１    換気装置（換気手段）、
１２    カーペット、
１３    塗布材、
１４    吸気孔、
１５    良熱伝導材、
１６    ダッシュパネル、
１７    良熱伝導材、
１８    隔壁、
１９、２０    ヒートパイプ、
２１、２２    換気装置（換気手段）、
４０    シート、
４０    シート座面、
５０    車体、
５１    境界線、
５２    車体上部、
５３    車体下部、
５４    ドアパネル上端、
５５    サイドシル下端、
５６    地表面、
５７    垂線、
５８    縦線、
５８ａ  縦線における略中央位置、
５８ｂ  縦線の全長に対してサイドシル下端から上方向に長さ比で２０％〜６０％の位置、
６１    第１の放熱機能を有する手段、
６２    第２の放熱機能を有する手段、
Ｒ      車室。
【図８】
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【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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