特許 5832017 自動車の冷暖房装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5832017

(24)【登録日】2015年11月6日

(45)【発行日】2015年12月16日

(54)【発明の名称】自動車の冷暖房装置

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/20 20060101AFI20151126BHJP

   B60H 1/32 20060101ALI20151126BHJP

【ＦＩ】

   B60H1/20 B

   B60H1/32 613A

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-215670(P2011-215670)

(22)【出願日】2011年9月29日

(65)【公開番号】特開2013-75583(P2013-75583A)

(43)【公開日】2013年4月25日

【審査請求日】2014年5月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】富士重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】特許業務法人 エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古瀬 健二

(72)【発明者】

【氏名】池尾 真彦

(72)【発明者】

【氏名】森下 秀昭

(72)【発明者】

【氏名】亀井 健太郎

【審査官】 横溝 顕範

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１１６２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０８７７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２５２０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５９５０７１０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｈ １／２０

Ｂ６０Ｈ １／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

乗車空間の内部に設けられ、又は、乗車空間に隣接して設けられ、蓄熱用媒体を貯留する第１の貯留部と、
前記乗車空間外部に設けられ、前記蓄熱用媒体を貯留する第２の貯留部と、
前記第１の貯留部と前記第２の貯留部の間に設けられ、前記蓄熱用媒体が流れる流路と、
前記第１の貯留部から前記第２の貯留部へ、または前記第２の貯留部から前記第１の貯留部へ前記蓄熱用媒体を搬送する搬送部と、
前記搬送部に動力を供給する動力源と、を有し、
前記乗車空間内で冷暖房を開始する冷暖房条件を満たすと、
前記搬送部が前記第１の貯留部から前記第２の貯留部へ前記蓄熱用媒体を搬送し、
前記乗車空間内で温度を維持する必要がある温度維持条件を満たすと、
前記搬送部が前記第２の貯留部から前記第１の貯留部へ前記蓄熱用媒体を搬送する
外気温による前記乗車空間の温度変化の影響を緩和するために前記蓄熱用媒体を用いる冷暖房装置。

【請求項2】

前記冷暖房条件とは、ロックキーの接近、ドアロック解除又はエンジンの始動である
請求項１に記載の冷暖房装置。

【請求項3】

前記温度維持条件とは、
前記乗車空間が設けられる前記自動車が駐車、停車した場合である
請求項１又は２に記載の冷暖房装置。

【請求項4】

前記温度維持条件とは、
前記乗車空間が設けられる前記自動車のロック又はエンジンの停止である
請求項１又は２に記載の冷暖房装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外気温による乗車空間の温度上昇の影響を緩和するために蓄熱用媒体を用いる自動車の冷暖房装置に関する。

【背景技術】

【0002】

夏季の日中など、外気温が高い状態で車両を長時間駐車すると、乗車空間内の温度が非常に高温となる。そのため、次に乗車するときに冷房装置がすぐには効かず、乗車者は暫くの間この暑さに耐えなければならない。また、冷房運転開始時に、冷房装置への負荷が非常に高くなる。

【0003】

この問題に対処するために以下の先行技術が知られている。

【0004】

たとえば、特許文献１には、炎天下状態での駐車後、車両へ乗員が乗り込むときに車室内の冷却を補助する車両用車室内冷却補助装置が開示されている。特許文献２には、車室内の内装材を冷却する車両用温調装置が開示されている。特許文献３には、夏期などの炎天下に長時間車両を放置した場合に、過熱した箇所の熱を有効に奪うことのできる車両用補助冷却装置が記載されている。さらに、特許文献４には、車室内の内装材を冷却する車両用熱交換装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９―１５４５７６号公報

【特許文献2】特開２００８―１２９８０号公報

【特許文献3】特開２００６―２９８００４号公報

【特許文献4】特開２００８―８７７１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献に記載の方法はいずれも過熱した部位の熱を除去する方法をとっており、根本的に過熱自体を抑制することはできない。したがって、熱を除去するための冷却部を設けること等が必要となる。さらに、今日、環境に対する配慮や省エネに対する貢献が求められている。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。その目的の一例は、外気温による乗車空間の温度変化の影響を緩和することが可能な自動車の冷暖房装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の冷暖房装置は、乗車空間の内部に設けられ、又は、乗車空間に隣接して設けられ、蓄熱用媒体を貯留する第１の貯留部と、乗車空間外部に設けられ、蓄熱用媒体を貯留する第２の貯留部と、第１の貯留部と第２の貯留部の間に設けられ、蓄熱用媒体が流れる流路と、第１の貯留部から第２の貯留部へ、または第２の貯留部から第１の貯留部へ蓄熱用媒体を搬送する搬送部と、搬送部に動力を供給する動力源と、を有し、乗車空間内で冷暖房を開始する冷暖房条件を満たすと、搬送部が第１の貯留部から第２の貯留部へ蓄熱用媒体を搬送し、乗車空間内で温度を維持する必要がある温度維持条件を満たすと、搬送部が第２の貯留部から第１の貯留部へ蓄熱用媒体を搬送する。

【0010】

好適には、冷暖房条件とはロックキーの接近、ドアロック解除又はエンジンの始動である。

【0012】

好適には、温度維持条件とは、乗車空間が設けられる自動車が駐車、停車した場合である。

【発明の効果】

【0013】

本発明における冷暖房装置によって、外気温による乗車空間の温度変化の影響を緩和することの可能な自動車の冷暖房装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る冷暖房装置を示す図である。

【図2】本発明の第２の実施形態に係る冷暖房装置を示す図である。

【図3】本発明の第３の実施形態に係る冷暖房装置を示す図である。

【図4】本発明の第４の実施形態に係る冷暖房装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜第１の実施形態＞
図１は、自動車１０１の側面図であり、本発明の第１の実施形態に係る冷暖房装置を示す。

【0016】

以下、本発明の第１の実施形態を、図１を用いて詳細に説明する。

【0017】

自動車１０１には、乗車空間１０２、前方空間１０３および後方空間１０４がある。本発明に基づく冷暖房装置１は、第１の貯留部２、第２の貯留部３、流路４および搬送部５を備える。

【0018】

蓄熱用媒体を貯留する第１の貯留部２は、乗車空間内部１０２内に設けられ、蓄熱用媒体を貯留する第２の貯留部は、乗車空間外部に設けられる。第１の実施形態では、第１の貯留部２は乗車空間１０２の上部に設けられ、第２の貯留部３は後方空間１０４に配される。

【0019】

流路４は、第１の貯留部２と第２の貯留部３の間に設けられ、内部を蓄熱用媒体が流れる。この蓄熱用媒体は、水、アルコール、ＣＯ_２、フロン等、空気より熱容量が大な媒体であればよい。

【0020】

搬送部５は、第１の貯留部２から第２の貯留部３へ、または第２の貯留部３から第１の貯留部２へ蓄熱用媒体を搬送する。

【0021】

動力源６は、搬送部５に動力を供給する。たとえば、専用のモータからの動力であっても良いし、エンジンの回転動力等であっても良い。

【0022】

次に、本発明に基づく冷暖房装置１の熱暑時の機能について説明する。

【0023】

乗車空間１０２内で冷房を開始する冷房条件を満たすと、搬送部５が第１の貯留部２から第２の貯留部３へ流路４を介して蓄熱用媒体を搬送する。この蓄熱用媒体の搬送の後に、又は、蓄熱用媒体の移動中、蓄熱用媒体の移動の前から、空気調和機によって冷房がなされる。

【0024】

好適には、この冷房条件は、ロックキーの接近、ドアロック解除またはエンジンの始動などが考えられる。
その他、ユーザが冷房を必要とする条件によって、蓄熱用媒体の搬送が行われて良い。

【0025】

この構成によって、たとえば、炎天下に駐車した自動車１０１に再び乗車しようとするとき、ロックキーが接近し、ロックが解除される。さらに、運転者がエンジンを始動させると、この何れかの条件が冷房条件となって、蓄熱用媒体が第１の貯留部から第２の貯留部に搬送される。

【0026】

この構成によって、自動車１０１に乗車者が乗り込む前後に、高温となった乗車空間１０２内から熱容量の高い蓄熱用媒体を乗車空間外、ここでは後方空間１０４に移動させることができる。その結果、乗車空間１０２内の熱容量が小さくなり、乗車空間１０２は比較的早く冷房効果を得ることができる。

【0027】

また、乗車空間１０２内で温度を維持する必要がある温度維持条件を満たすと、搬送部５が第２の貯留部３から第１の貯留部２へ蓄熱用媒体を搬送する。

【0028】

好適には、この温度維持条件は、乗車空間１０２が設けられる自動車１０１が駐車、停車した場合である。
その他、ユーザが保温を必要とする条件によって、蓄熱用媒体の搬送が行われて良い。

【0029】

この構成によって、たとえば、自動車１０１が停車または駐車すると、第２の貯留部３から第１の貯留部２に蓄熱部媒体が搬送されることによって、再び乗車空間１０２内の熱容量が上昇する。その結果、高い外気温による乗車空間１０２の温度上昇の影響を緩和することができる。

【0030】

次に、本発明に基づく冷暖房装置１の寒冷時の機能について説明する。

【0031】

乗車空間１０２内で暖房を開始する暖房条件を満たすと、搬送部５が第１の貯留部２から第２の貯留部へ流路４を介して蓄熱用媒体を搬送する。暖房は、たとえば、自動車１０１の空気調和機によってなされる。

【0032】

好適には、この暖房条件は、ロックキーの接近、ドアのロック解除またはエンジンの始動などが考えられる。

【0033】

この構成によって、たとえば、寒冷下に駐車した自動車１０１に再び乗車しようとするとき、ロックキーが接近し、ロックが解除される。さらに、運転者がエンジンを始動させると、この何れかの条件が暖房条件となって、蓄熱用媒体が第１の貯留部から第２の貯留部に搬送される。

【0034】

この構成によって、自動車１０１に乗車者が乗り込む前後に、低温となった乗車空間１０２内から熱容量の高い蓄熱用媒体を乗車空間外、ここでは後方空間１０４に移動させることができる。その結果、乗車空間１０２内の熱容量が小さくなり、乗車空間１０２は比較的早く暖房効果を得ることができる。

【0035】

以上述べたことから、本発明の冷暖房装置１は、熱暑時であっても、寒冷時であっても基本的な機能は同一である。ただし、寒冷地での走行が多く予定される自動車１０１において本発明を利用する場合は、蓄熱用媒体の凍結を防止する必要がある。このため、アルコール系等の不凍液を蓄熱用媒体に加えてもよい。

【0036】

次に、自動車１０１が外気温の影響を比較的長時間受ける場合の機能について説明する。

【0037】

乗車空間１０２内で温度を維持する必要がある温度維持条件を満たすと、搬送部５が第２の貯留部３から第１の貯留部２へ蓄熱用媒体を搬送する。

【0038】

好適には、この温度維持条件は、乗車空間１０２が設けられる自動車１０１が駐車、停車した場合である。

【0039】

さらに好適には、この温度維持条件は、乗車空間１０２が設けられる自動車１０１のロックまたはエンジンの停止である

【0040】

この構成によって、具体的には、たとえば、自動車１０１が停車または駐車し、エンジンが停止し、さらにはロックされて、運転者や他の乗車者が自動車１０１から離れて直ぐには戻らない条件が成立すると、第２の貯留部３から第１の貯留部２に蓄熱部媒体が搬送される。その結果、再び乗車空間１０２内の熱容量が上昇し、乗車空間１０２の温度が過度に上昇または低下するのを防止する。

【0041】

また、第１の貯留部は乗車空間１０２内部、または乗車空間１０２に隣接して設けられるが、具体的には、ルーフパネル裏面、シート下、シート内、インストルメントパネル裏面、リアパネル裏面、ボンネット内、ハンドル内部、ドア内部などが考えられる。

【0042】

＜本発明の第２の実施形態＞
図２は、本発明の第２の実施形態に係る冷暖房装置を１示す。

【0043】

基本的に、本発明の第１の実施形態と同様の構成・作用・効果を有し、異なる点は、第１の貯留部２が乗車空間１０２下部に設けられている点である。

【0044】

このように構成したことによって、第２の実施形態は第１の実施形態よりも、すなわち乗車空間１０２において、上部よりも下部の方が第１の貯留部２を設けるための空間を確保しやすいため、より多量の熱媒体を使用することができる。
その結果、乗車空間１０２全体の熱容量を大きく変化させることが可能である。
また、蓄熱用媒体と第１の貯留部２を合わせた重量は下部に位置した場合の方が、車体がより安定し、本発明の冷暖房装置１を備えることによって自動車１０１の走行を妨げることがない。

【0045】

＜本発明の第３の実施形態＞
図３は、本発明の第３の実施形態に係る冷暖房装置を示す。

【0046】

基本的に、本発明の第１の実施形態と同様の構成・作用・効果を有し、異なる点は、本発明の冷暖房装置１が、自動車１０１の前方空間１０３に設けられている点である。
特に、第２の貯留部３を自動車１０１の前方部分に設けて、自動車１０１の走行時に前方空間１０３内を流れる走行風が第２の貯留部３に直接当たるように配置する。
なお、走行風はあくまで一例であり、空気調和機によって、第２の貯留部３を冷却しえても良いし、送風ファンによって第２の貯留部３を冷却しても良い。その他の方法によって冷却することも可能である。

【0047】

このように構成したことによって、温められた状態で第１の貯留部２から搬送された蓄熱用媒体を第２の貯留部３において効果的に冷却することが可能となる。
これによって、冷却された蓄熱用媒体を第１の貯留部２に送り込むことができることから、より乗車空間の温度上昇を防ぐことが可能となる。
また、第１の貯留部２で温度上昇し、その後第２の貯留部３に搬送された蓄熱用媒体を急速に冷やすことが可能となる。
これによって、一度冷暖房装置１を使用した後に、再度自動車１０１をユーザが停車させて使用した場合にも、一度目と同じように乗車空間１０２の温度上昇を防ぐことをより確実に可能にする。

【0048】

＜本発明の第４の実施形態＞
図４は、本発明の第４実施形態に係る冷暖房装置を示す。

【0049】

基本的に、本発明の第３の実施形態と同様の構成・作用・効果を有し、異なる点は、第２の貯留部３とエンジン７との間に蓄熱用媒体を温める熱交換器８を設けた点である。

【0050】

熱交換器８は、タンク側熱交換器８ａ、エンジン側熱交換器８ｂ、第１の管路８ｃ、第２の管路８ｄおよび熱交換器用搬送部９を備える。
第２の貯留部３に搬送された蓄熱用媒体は、第１の管路８ｃを介してエンジン側熱交換器８ｂに搬送され、エンジン７の熱で温められる。温められた蓄熱用媒体は第２の管路８ｄを介してタンク側熱交換器８ａに搬送される。これら一連の搬送には、熱交換器用搬送部９が用いられる。
そして、熱交換器８によって温められた蓄熱用媒体は、第１の実施形態同様、第２の貯留部３から第１の貯留部２に搬送される。
なお、第２の貯留部３の加熱は、エンジン７の排熱に限定されない。例えば、空気調和機等によるものであっても良いし、その他の方法によっても良い。

【0051】

このようにしたことによって、第３の実施形態のように外部の気温が熱い状態のみならず外部の気温が低い状態においてもより効果的に冷暖房装置１を運用することが可能となる。
具体的には、外気温が高い場合には、熱交換器８及び熱交換器用搬送部９によって、第２の貯留部３に貯留された蓄熱用媒体を加熱することができる。
そして、暖かくなった蓄熱用媒体を第１の貯留部２に供給することで、乗車空間１０２の温度下降をより緩和することが可能となる。

【0052】

つまり、この第４の実施形態では、外部環境が暖かい場合には第３の実施形態と同じように第２の貯留部３の蓄熱用媒体を冷却することも可能であるし、外部環境が冷たい場合には第２の貯留部３の蓄熱用媒体を加熱することも可能としている。
これによって、どのような環境でも、より適切に、冷暖房装置１を運用することが可能となる。

【符号の説明】

【0053】

１ 冷暖房装置
２ 第１の貯留部
３ 第２の貯留部
４ 流路
４ａ 第１の貯留部側流路
４ｂ 第２の貯留部側流路
５ 搬送部
６ 動力源
７ エンジン
８ 熱交換器
８ａ タンク側熱交換器
８ｂ エンジン側熱交換器
８ｃ 第１の管路
８ｄ 第２の管路
９ 熱交換機用搬送部
１０１ 自動車
１０２ 乗車空間
１０３ 前方空間
１０４ 後方空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】