JP2004203346A - Heat radiator for vehicle, and vehicle using this radiator - Google Patents

Heat radiator for vehicle, and vehicle using this radiator Download PDF

Info

Publication number
JP2004203346A
JP2004203346A JP2002377994A JP2002377994A JP2004203346A JP 2004203346 A JP2004203346 A JP 2004203346A JP 2002377994 A JP2002377994 A JP 2002377994A JP 2002377994 A JP2002377994 A JP 2002377994A JP 2004203346 A JP2004203346 A JP 2004203346A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
vehicle
heat pipe
outer panel
collector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002377994A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4306246B2 (en
Inventor
Hiroaki Harada
宏昭 原田
Hiroaki Miura
宏明 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2002377994A priority Critical patent/JP4306246B2/en
Publication of JP2004203346A publication Critical patent/JP2004203346A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4306246B2 publication Critical patent/JP4306246B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat radiator for a vehicle for effectively discharging heat in the vehicle to the outside of the vehicle while reducing heat input from the outer wall plate of the vehicle. <P>SOLUTION: The heat radiator for the vehicle comprises an outer panel 110 forming the outer wall of the vehicle, a heat collecting body 150 disposed heat-absorbably in the cabin of the vehicle, insulating layers 160 and 170 disposed between the outer panel 110 and the heat collecting body 150, and a heat pipe 180 that contains working fluid, is connected to the outer panel 110 at one end, and is connected to the heat collecting body 150 at the other end. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用放熱装置に関し、特に車外から車内への入熱量を低減するとともに、状況に応じて車内から車外への放熱量を促進することができる車両用放熱装置、およびこの装置を用いた車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
夏季の炎天下環境において自動車の室内は非常な高温になる。例えばインストルメントパネル上部の温度は９０℃を超える場合もあり、車室内中央の空気温度は７０℃を超える場合もある。こうした状況の発生は、乗員にとって不快であるばかりでなく、冷房負荷の増加にともなう燃費悪化およびバッテリートラブルの要因となるおそれがある。
【０００３】
従来から、この問題を解決すべく、車外からの入熱量を低減する種々の技術が提案されている。これらの技術の一例として、アウターパネル（外壁板）と相対する天井裏などに赤外反射層などの断熱材を設置し、日射を受けるアウターパネルからの入熱量を低減する技術が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
また、その他の例として、ドア部のアウターパネルおよび内装トリム（内装材）からなる二重壁と、二重ガラスと、ルーフパネル部および天井からなる二重壁とを、相互に連通して空気流路を構成し、この空気流路に空気を流すことによって換気断熱を行う技術も提案されている（特許文献２参照。）。
【０００５】
これら従来の技術は、車室内と車室外との断熱によって車室内への入熱量を低減して、車室内に保有される熱エネルギーを低減するものである。しかしながら、車室内に保有される熱量は入熱量と放熱量のバランスで決定される。したがって、車室内に保有される熱エネルギーを低減するためには、入熱量の低減のみを考慮したのでは十分ではなく、放熱の促進についても考慮する必要がある。
【０００６】
たとえば、日射を受けて高温となったアウターパネルは入熱源となることから、アウターパネルからの入熱量を低減するために断熱することが望ましい一方、日陰側に位置しており低温を保っているアウターパネルは、放熱経路となることから、断熱することなく、アウターパネルと車室内との間の熱抵抗を低くすることが望ましい。
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１および特許文献２に記載の技術では、断熱による効果にともなって、車室内からアウターパネルへの放熱までも阻害してしまう。したがって、車室内に保有される熱量を低減できる能力は限定的である。さらに、特許文献２に記載の技術では、窓からルーフに抜ける連通型の通気構造と防水および防音のための良好なシール性とを両立させる設計が難しいのみならず、二重ガラスおよび太陽電池などの現時点において高価格の部品を使用する必要があるという問題もある。
【０００８】
また、上記の特許文献１および特許文献２に記載の技術では、アウターパネルが日射を受けて車室温度に比べて高温となっている状況では、アウターパネルからの入熱を制限する一方、アウターパネルが日陰側に位置しており車室温度に比べて低温を維持している状況では、アウターパネルからの放熱を促進するといった切り換えができない。
【０００９】
なお、車室内の熱を車室外に導くという観点から本願発明に関連する技術として、ヒートパイプを用いて車室内の熱をドアミラーに導くことによって、ミラーの曇りを防止する技術が開示されている（特許文献３および特許文献４参照。）。しかしながら、これら文献に記載の技術は、そもそも車室内の温度低下を目的とするものではなく、車外が高温になった場合における熱流入防止を考慮していない。したがって、特許文献３および特許文献４に記載の技術を、車室内に保有される熱エネルギーを積極的に低減する目的に用いることは難しい。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−１５８３０６号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平５−３３８４２８号公報（第４−６頁、第１図−第６図）
【特許文献３】
実開平５−５６３０号公報（第５−７頁、第１図−第３図）
【特許文献４】
実開平５−３５５２４号公報（第５−７頁、第１図−第３図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、車両の外壁板からの入熱を抑制しつつ、状況に応じて車内の熱を効果的に車外に放出することができる車両用放熱装置を提供することである。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、車室内の温度に比べて温度が高くなった外壁からの入熱を防ぐ機能と、車室内の温度に比べて温度が低い外壁へ放熱する機能とを状況に応じて切り換えることができる車両用放熱装置を提供することである。特に、上記の機能の切り替えに複雑な外部制御を要さず、自律的に機能を切り換えることができる車両用放熱装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【００１４】
本発明の車両用放熱装置は、車両の外壁を形成する外壁板と、前記車両の車室内に熱吸収可能に設置される集熱体と、前記外壁板と前記集熱体との間に設けられる少なくとも一つの断熱層と、作動流体が封入されており、前記外壁板に一端部側が接続されるとともに前記集熱体に他端部側が接続されるヒートパイプと、を有することを特徴とする。好ましくは、前記外壁板に前記ヒートパイプが接続される第１接続点は、前記集熱体に前記ヒートパイプが接続される第２接続点よりも、高い位置にある。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、断熱層によって車両の外壁板からの入熱を軽減しつつ、集熱体に接続されたヒートパイプによって車内の熱を効果的に車外に放出することができ、断熱と放熱の両面から車室内に保有された熱量を低減し、車室内の温度を低くすることができる。
【００１６】
本発明によれば、外壁板にヒートパイプが接続される第１接続点は、集熱体にヒートパイプが接続される第２接続点よりも、高い位置にあるので、車室内の温度に比べて温度が高くなった外壁からの入熱を防ぐ機能と、車室内の温度に比べて温度が低い外壁へ放熱する機能とを状況に応じて切り換えることができる。特に、上記の機能の切り替えに複雑な外部制御を要さず、自律的に機能を切り換えることができる。すなわち、本発明によれば、日向側の日射エネルギーを遮断し、日陰側では車室内の熱を効果的に放出できるようになったことにより、炎天下駐車における車室内温度を低くすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
本実施の形態の車両用放熱構造（車両用放熱装置）は、車両のドア部のアウターパネル（外壁板）と、車室内に熱吸収可能に設置された集熱体と、外壁板へ一端部側が接続されるとともに集熱体に他端部側が接続されるヒートパイプと、を有する。
【００１９】
図１および図２は、それぞれ本実施の形態の車両用放熱構造が適用されている自動車用フロントドア部の一例を示す断面図および外観図である。ドア部は、アウターパネル（外壁板）１１０とインナーパネル（内壁板）１２０を組み合わせて構成された鋼板製部品と、この鋼板製部品の車室側に設けられる樹脂製の内装トリム（内装材）１３０とを有する。
【００２０】
アウターパネル１１０は、車両の最外面に設けられており、車両の外壁を形成するものである。一方、インナーパネル１２０は、アウターパネル１１０に対して車内側に設けられる。たとえば、アウターパネル１１０およびインナーパネル１２０は、たとえば、数ｍｍの鋼板で構成されており、ヘミング加工によって相互に組み合わされている。アウターパネルとインナーパネル１２０との間には、窓ガラス１４０が開閉可能に設置されている。
【００２１】
また、本実施の形態の車両用放熱構造は、車両の車室内に熱吸収可能に設置された集熱体１５０と、アウターパネル１１０と集熱体１５０との間に設けられた第１断熱層１６０および第２断熱層１７０と、第１断熱層１６０および第２断熱層１７０を隔てて、アウターパネル１１０と集熱体１４０との間に連結されるヒートパイプ１８０と、を有する。すなわち、車両用放熱構造は、ヒートパイプ１８０と断熱層１６０、１７０との双方を有する。
【００２２】
なお、本実施の形態では、集熱体１５０は、内装トリム１３０とともに、車室の内装の一部を構成する。具体的には、内装トリム１３０の一部に開口が設けられ、ここに集熱体１５０が設置されている。したがって、集熱体１５０の裏面側（すなわち、車外側の面）には、内装トリム１３０が存在しない。この点は、本実施の形態の特徴である。
【００２３】
以下、ヒートパイプ１８０、集熱体１５０、および断熱層１６０、１７０の詳細を説明する。
【００２４】
Ａ．ヒートパイプについて
ヒートパイプ１８０は、銅などの金属と比較して数１００倍もの高い熱伝導率をもつ熱輸送デバイスである。ヒートパイプ１８０は、後述する作動流体と呼ばれる流体が脱気封入された金属管である。ヒートパイプ１８０は、たとえば、図２に示されるように、コの字型に屈曲されている。具体的には、ヒートパイプは、略水平に伸延された上部水平部１８１および下部水平部１８２と、上部水平部１８１と下部水平部１８２の間の中間部１８３とからなる。
【００２５】
ヒートパイプ１８０は、上部水平部１８１でアウターパネル１１０に接続される。そして、ヒートパネル１８０は、インナーパネル１２０に設けられたインナーパネル孔１２１を介して、斜め下方に伸延され、下部水平部１８２で集熱体１５０に接続される。ただし、ヒートパイプ１８０の屈曲形状は、コの字形状に限られるものではなく、窓ガラス１４０の昇降装置（不図示）などのドア内部の部品との干渉を避けて適宜に変形することができることはもちろんである。
【００２６】
ヒートパイプ１８０の原理を説明すると以下のとおりである。ヒートパイプ１８０の内部で作動流体の凝固温度（融点）から臨界温度の範囲において飽和蒸気圧となり、かつヒートパイプ１８０の両端部間に温度差が生じたとき、作動流体は、高温部（高温側の端部）で蒸発して低温部(低温側の端部）で凝縮する。この結果、短時間で熱移動現象が生じる。このような熱移動現象が継続的に起こる熱輸送デバイスとしてヒートパイプ１８０が機能するためには、低温部から高温部へ作動流体を還流させる必要がある。この還流機構としては、毛細管現象および重力が利用されている。
【００２７】
作動流体の還流に寄与する重力の影響を説明すれば、以下のとおりである。低温部が高温部よりも高い位置にある状況では、ヒートパイプ１８０において、凝縮した作動流体（液体）は重力により再び高温部に流れ落ちて還流するので、持続的な熱輸送サイクル（熱輸送機能）が得られる。一方、高温部が低温部よりも高い位置にある状況（一般に「トップヒートモード」とよばれる）では、ヒートパイプ１８０において、作動流体の還流が滞るので、熱輸送サイクルは作動しない。
【００２８】
本発明の車両用放熱構造は、アウターパネル１１０の温度が車室内の温度に比べて低い場合には、ヒートパイプ１８０の超高速の熱輸送機能を活用し、室内側に設けた集熱体１５０で吸収された熱を速やかに車体のアウターパネル１１０に伝え、アウターパネル１１０を放熱板として室内の熱を外気に放出する機能を有する。
【００２９】
さらに、本実施の形態の車両用放熱構造は、日射によりアウターパネル１１０の温度が車室内の温度よりも高くなった場合には、トップヒートモードで熱輸送機能が停止するといったヒートパイプ１８０の特性を、アウターパネル１１０から室内への熱の逆流防止のための新たな「スイッチ機能」として活用している。
【００３０】
すなわち、本実施の形態の車両用放熱構造では、図１および図２に示されるとおり、アウターパネル１１０にヒートパイプ１８０が接続される接続点ａ（第１接続点）が、集熱電体１５０にヒートパイプ１８０が接続される接続点ｂ（第２接続点）よりも、高い位置にある。このような第１接続点ａと第２接続点ｂとの関係によって、熱の逆流防止のためのスイッチ機能が発揮される。
【００３１】
たとえば、アウターパネル１１０が日陰に入っている場合などのようにアウターパネル１１０の温度が車室温度（より具体的には焦熱体１５０の温度）に比べて低温である場合には、高い位置にある接続点ａが低温部となり、低い位置にある接続点ｂが高温部となる。この結果、ヒートパイプ１８０の熱輸送機能が動作し、室内側に設けた集熱体１５０で吸収された熱が速やかに車体のアウターパネル１１０に輸送される。一方、たとえばアウターパネル１１０が日射によって車室温度に比べて高温である場合には、高い位置にある接続点ａが高温部となり、低い位置にある接続点ｂが低温部となる。したがって、トップヒートモードが生じて、熱輸送機能が自動的に停止する。このように、ヒーパイプ１８０の持つ特性（欠点）に着目し、この特性を放熱と断熱との切り換えに用いる点は、本実施の形態の車両用放熱装置の特徴の一つである。
【００３２】
なお、一般的には、ヒートパイプは、その管内にウィックと呼ばれる毛細管還流構造を有する。そして、ウィックの種類によってヒートパイプの種類が分別されている。たとえば、ファイバー、ネット、または焼結材をウィックとして用いたタイプのヒートパイプは、毛細管還流能力が比較的高い。一方、毛細管還流構造として機能する溝部が内面に形成されているグルーブ式のヒートパイプは、毛細管還流能力が比較的低い。また、一切のウィックを有せず重力による還流のみを利用するヒートパイプも存在する。本実施の形態では、放熱と断熱とを切り換えるスイッチ機能の能力を高める見地から、毛細管還流能力が比較的低いグルーブ式のヒートパイプ、またはウィックが存在しないヒートパイプを本実施の形態のヒートパイプ１８０として用いることが望ましい。しかしながら、毛細管還流能力が比較的高いタイプのヒートパイプを用いることを除外する意図ではない。いかなるヒートパイプであっても、トップヒートモードでは、毛細管還流能力が低下することから、上記のスイッチング機能を発揮し得る。
【００３３】
次に、ヒートパイプ１８０内に封入されている作動流体について説明する。作動流体として、水、アルコール、ケトン類、炭化水素、および各種代替フロンなどの液体の中から常温付近に融点を持つ液体を適宜選択することができる。上述したように、本実施の形態の車両用放熱構造によれば、車室内にある集熱体１５０の温度がアウターパネル１１０の温度以上になると、ヒートパイプ１８０による熱輸送サイクルが作動する。したがって、ヒートパイプ１８０からアウターパネル１１０へ熱が放出される。しかしながら、冬季などでは、暖房などで暖められた車室内の温度がアウターパネル１１０の温度よりも高くなることが普通であり、このような場合にまで、車室内の熱が外部へ放出されることは、エネルギーロスにつながるおそれがある。したがって、常温付近に融点を持つ液体を作動流体として用いることによって、冬季の暖房中などのように車室内の温度が比較的低い場合には、ヒートパイプ１８０内の蒸気圧が不足して熱輸送が実質的に停止するように構成することが望ましい。さらに、融点による観点に加えて、潜熱の大きさ、液体の安定性、および漏洩時の安全性における観点からは、作動流体として水を用いることが望ましい。作動流体として水を採用することにより、原理的には０℃以上、実質的には常温以上で、上記のスイッチング機能が働くことになり、冬季の暖房中などのように車室内の温度が常温に比べて低い場合では、熱輸送機能が実質的に停止するので、エネルギーロスが生じることを防止できる。
【００３４】
Ｂ．集熱体について
次に、集熱体１５０について説明する。上述したヒートパイプ１８０は、たとえば細い金属管であるから、その表面積が限られている。したがって、ヒートパイプ１８０のみでは、車室内のように分散した空間から熱を運び出す効率が悪い。そこで、本実施の形態の車両用放熱構造では、車室内に集熱体１５０を設置している。集熱体１５０は、車室内の車内空気の熱を対流熱伝導により捉えるとともに、内装トリム（内装材）の持つ熱を放射により捉えて、ヒートパイプ１８０に速やかに伝えるものである。
【００３５】
集熱体１５０は、捕集できる熱量を多くするために、図１および図２に示されるように、広い表面積を有する形状をしていることが望ましい。また、集熱体１５０の材料としては、表面の熱吸収能力が高く（遠赤外線放射特性が優れており）、熱伝導性が高いことが望ましい。具体的には、集熱体１５０は、金属、樹脂複合材、またはセラミックスで構成される。たとえば、熱伝導性が高いフィラーを含有する樹脂複合材を集熱体１５０に用いることができる。また、遠赤外線放射に優れたセラミックスを集熱体１５０に用いることもできる。さらに、金属、樹脂複合材、およびセラミックスを相互に積層した積層物を集熱体１５０として用いることもできる。
【００３６】
実用性および製造コストの軽減の観点からは、集熱体１５０は、金属板から構成されることが望ましい。さらに、集熱体１５０として金属板を用いる場合には、金属板は、表面処理層を有し、表面処理層は低明度色（たとえば、黒色）をしているが望ましい。低明度色を持つ表面処理層は、種々の方法により形成することができる。たとえば、銅、アルミニウム、マグネシウムなどの金属板の表面に酸化皮膜を形成したものを集熱体１５０として用いることができる。また、アルミナ、チタニア、またはジルコニアなどの中赤外線および遠赤外線の放射率が高い酸化物をバインダーを用いて金属板の表面に塗布することによって、表面処理層を形成することもできる。また、ゾルゲル法または溶射によって表面処理層を形成することもできる。また、通常の濃色の塗装膜を表面処理層として用いることもできる。なお、屈曲加工し、および／または表面にフィンを形成して表面積を高めたものを集熱体１５０として用いてもよい。
【００３７】
上述したように、本実施の形態では、集熱体１５０は、内装トリム１３０とともに、車室の内装の一部を構成する。具体的には、焦熱体１５０は、ドアの内装を形成する内装トリム１３０の一部として部品下部に設定される。集熱体１５０は、種々の方法によって内装トリム１３０へ固定することができる。たとえば、ねじ、クリップ、接着材、または両面テープを用いて固定することができる。また、量産性を高める観点からは、インサートインジェクション成型（鋳込み射出成型）を用いて、内装トリム１３０の成型と焦熱体１５０の固定とを同時に行うこともできる。インサートインジェクション成型を用いる場合には、内装トリム１３０の樹脂成型の際に、集熱体１５０を構成する金属板を樹脂成型金型内に入れておき、内装トリム１３０を構成する樹脂基材により金属板の一部が溶着される。
【００３８】
Ｃ．断熱層について
本実施の形態では、図１および図２に示されるとおり、アウターパネル１１０の車内側の面に設けられた第１断熱層１６０と、内装トリム１３０（あるいは集熱体１５０）の車外側の面に設けられた第２断熱層１７０とを有する。このように複数の面に断熱層を設けることによって、車外からの熱の進入を防止する能力のみならず、および冬季において車室内からの熱の放熱を防止する能力が高まる。第１断熱層１６０および第２断熱層１７０の固定には、接着材、両面テープ、クリップなど通常の固定材が用いられる。
【００３９】
第１断熱層１６０および第２断熱層１７０は、それぞれ面状に広がった断熱材であり、好ましくは、樹脂層、樹脂発泡層、繊維材層、および表面に金属を有する樹脂フィルム層からなる群から選ばれた少なくとも１種以上の層を含む。具体的には、第１断熱層１６０および第２断熱層１７０は、ウレタンやポリエチレンなどの樹脂層（樹脂発泡層）を含んでいてもよい。第１断熱層１６０および第２断熱層１７０は、フェルトまたは不織布などの繊維材層を含んでいてもよい。このように樹脂層または繊維材層を含む第１断熱層１６０および第２断熱層１７０は、熱伝導を抑えることができる。
【００４０】
また、第１断熱層１６０および第２断熱層１７０は、表面に金属膜を有する樹脂フィルムとして、たとえば、金属蒸着フィルムを含んでいてもよい。あるいは、アルミニウム片や銀片などの金属片をバインダーと混合させて分散させた低放射塗料を表面に塗布した樹脂フィルムを用いることもできる。
【００４１】
このように、表面に金属膜を有する樹脂フィルムを含む第１断熱層１６０および第２断熱層１７０は、放射を抑制するとともに放射熱を吸収しない低放射材料として機能する。ここで、低放射材料とは、波長が数μｍの遠赤外線を効率よく反射する表面を持つ材料である。好ましくは、第１断熱層１６０および第２断熱層１７０は、上述したように熱伝導を防止するための樹脂層や繊維層（すなわち低熱伝導層）と、低放射材料として機能する金属膜が形成された樹脂フィルム層（すなわち、低放射層）とを積層した構造を有することが望ましい。
【００４２】
図３は、積層した構造を有する断熱層の一例を示す断面図である。図３は、集熱体１５０の車外側の面に設けられた第２断熱層１７０の一例を示すが、第１断熱層１７０も、同様の構成を有する。
【００４３】
図に示されるとおり、第２断熱層１７０は、低熱伝導層１７１と、表面に金属膜１７３を有する低放射層１７２とを積層して構成されている。そして、この第２断熱層１７０は、集熱体１５０の車外側（図中の上側）の面上に配置される。
【００４４】
Ｄ．ヒートパイプとアウターパネルおよび集熱体との接続
次に、図１および図２を参照して、ヒートパイプ１８０とアウターパネル１１０との間、およびヒートパイプ１８０と焦熱体１５０との間の接続について説明する。
【００４５】
ヒートパイプ１８０の一端部側とアウターパネル１１０との間は、熱の導通が確保されるように溶接やはんだ付けによって直接接続することができる。また、図４および図５に示されるようなアーチ状のヒートパイプ固定治具１８５をアウターパネル１１０の車内側の面に設置して、このヒートパイプ固定治具１８５の内側にヒートパイプ１８０の一端部側（図１および図２に示される上部水平部１８１）を挿入することによって、ヒートパイプ１８０とアウターパネル１１０とを接続することができる。また、ヒートパイプ１８０の端部を扁平形状にしてもよい。さらに、ヒートパイプ１８０とアウターパネル１１０との間隙、およびヒートパイプ１８０とヒートパイプ固定治具１８５との間隙に熱伝導ペーストを充填してもよい。これらの方法によって、ヒートパイプ１８０とアウターパネル１１０との間の熱抵抗を下げることができる。なお、集熱体１５０とヒートパイプ１８０の他端部側との接続も、アウターパネル１１０とヒートパイプ１８０の一端部側との接続と同様に行うことができる。
【００４６】
なお、図１に示されるとおり、ヒートパイプ１８０とアウターパネル１１０との間の第１接続点ａを覆うように第１断熱層１６０が設けられており、ヒートパイプ１８０と集熱体１５０との間の第２接続点ｂを覆うように第２断熱層１７０が設けられている。ヒートパイプ１８０の一端部側（上部水平部１８１）は、アウターパネル１１０の車内側の面と第１断熱層１６０との間の空間に挿入されており、ヒートパイプ１８０の他端部側（下部水平部１８２）は、集熱体１５０の車外側の面と第２断熱層１７０との間の空間に挿入されている。すなわち、ヒートパイプ１８０は、第１断熱層１６０および第２断熱層１７０を隔ててアウターパネル１１０と集熱体１５０との間に接続される。
【００４７】
以上のように構成される本実施の形態の車両用放熱構造は、以下のように動作する。
【００４８】
まず、日射を受けてアウターパネル１１０が加熱されて、アウターパネル１１０の温度が車室内の温度よりも高い場合、アウターパネル１１０からの放射や熱伝導は、第１断熱層１６０および第２断熱層によって遮断される。アウターパネル１１０からの遠赤外線は、第１および第２断熱層の中の低放射層１７２等によって反射される。また、熱伝導についても、第１および第２断熱層中の低熱伝導層１７１等によって遮断される。この結果、アウターパネル１１０からの放射や熱伝導によって車室内が加熱されることが防止される。
【００４９】
また、日射を受けてアウターパネル１１０の温度が車室内に設けられた集熱体１５０の温度よりも高くなる状況では、アウターパネル１１０にヒートパイプ１８０が接続される第１接続点ａの方が、集熱体１５０にヒートパイプ１８０が接続される第２接続点ｂよりも温度が高くなる。したがって、上述したトップヒートモードの特性を利用したスイッチ機能が働き、ヒートパイプ１８０の持つ熱輸送機能が停止し、または弱まる。この結果、ヒートパイプ１８０を通じてのアウターパネル１１０から車室側の集熱体１５０への入熱量も低減される。以上のように、日射を受けて比較的高温になったアウターパネル１１０からの車室内への入熱が制限される。
【００５０】
一方、アウターパネル１１０が日陰等に入り、アウターパネル１１０の温度が車室内が車室内に設けられた集熱体１５０の温度よりも低くなると、トップヒートモードが解消される。したがって、ヒートパイプ１８０の持つ熱輸送機能が働くようになる。
【００５１】
集熱体１５０は、対流熱伝達や内装トリム１３０からの熱伝導によって、車室内の熱を捉える。特に、集熱体１５０は、低明度色の表面処理層を有するので、吸熱効果が高い。そして、捉えられた熱は、速やかにヒートパイプ１８０へ伝えられる。特に、集熱体１５０は、金属板などで構成されており、熱伝導性が高いので、順次に熱がヒートパイプ１８０へ伝えられる。
【００５２】
そして、ヒートパイプ１８０は、集熱体１５０で吸熱された熱を速やかに車体のアウターパネル１１０へ伝える。そして、放熱板として機能するアウターパネル１１０は、順次に放熱する。
【００５３】
特に、ドア部のように車両の略垂面を形成するアウターパネル１１０に、ヒートパイプ１８０が接続されている場合には、アウターパネル１１０が車両自体の影に入る時間帯が生じやすい。たとえば、車両の左右のドア部に本実施の形態の車両用放熱構造を採用することによって、少なくともどちらかのドア部が日陰に入る可能性が高まる。この場合、日射を受けているドア部側のアウターパネル１１０側では、第１および第２断熱層１７０、１７０の機能によって断熱されるとともに、日陰に入っているドア部側のアウターパネル１１０側では、ヒートパイプ１８０によって放熱される。
【００５４】
すなわち、本実施の形態の車両用放熱構造は、車両のアウターパネル１１０からの入熱を軽減しつつ、ヒートパイプ１８０によって車室内の熱を効果的に車外に放出する。本実施の形態の車両用放熱構造は、室内の温度に比べて温度が高くなったアウターパネル１１０からの入熱を防ぐ機能と、車室内の温度に比べて温度が低くなったアウターパネル１１０へ放熱する機能とを、アウターパネル１１０への日射の状況（あるいは温度状況）に応じて切り換える。
【００５５】
以上のように示された第１の実施の形態の車両用放熱構造によれば、以下の効果が得られる。
【００５６】
（ア）アウターパネル１１０と車室の間、特にアウターパネル１１０と集熱体１５０との間に断熱層１６０、１７０を備えるのみならず、アウターパネル１１０と集熱体１５０との間に接続されるヒートパイプ１８０を有するので、断熱層１６０、１７０により、アウターパネル１１０からの放射や熱伝導によって車室内が加熱されることが防止しつつ、状況に応じて車室内の熱をアウターパネル１１０を通じて外部へ放出することが可能となる。したがって、断熱層１６０、１７０による断熱の効果のみならず、ヒートパイプ１８０による放熱の効果を用いて、車室内に保有される熱量を低減できる。
【００５７】
（イ）アウターパネル１１０にヒートパイプ１８０が接続される第１接続点ａは、集熱体１５０にヒートパイプ１８０が接続される第２接続点ｂよりも、高い位置にある。この結果、トップヒートモードでヒートパイプ１８０の熱輸送機能が低下する特徴を利用することができる。アウターパネル１１０が日射を受けて車室温度に比べて高温となっている状況ではアウターパネル１１０からの入熱を制限する一方、アウターパネル１１０が日陰側に位置しており車室温度に比べて低温を維持している状況ではアウターパネル１１０からの放熱を促進するといった切り換えを行うことができる。しかも、ヒートパイプ１８０に固有の特性を用いているために、切り換えが自律的に実行され、機能の切り換えのために複雑な外部制御を要しない。特に、ヒートパイプ１８０として、一切のウィックを有しないタイプのヒートパイプ、または、毛細管還流機能をもつ溝部が内面に形成されているグルーブ式のヒートパイプを用いることによって、断熱機能と放熱機能の切り換えが円滑に行われる。
【００５８】
（ウ）集熱体１５０が設けられているため、ヒートパイプのみで集熱する場合と比べて、車室内のように分散した空間から熱を運び出す効率を高めることができる。特に、集熱体１５０を金属板で構成する場合には、集熱体１５０の表面積が高くなり、熱を運び出す効率が高まる。また、集熱体１５０の表面に、低明度色の表面処理層を有する場合には、集熱体１５０による熱の吸収効果が一段と高められる。
【００５９】
（エ）アウターパネル１１０の車内側の面に設けられた第１断熱層１６０と、内装トリム１３０（あるいは集熱体１５０）の車外側の面に設けられた第２断熱層１７０とからなる二つの断熱層を有するので、アウターパネル１１０からの放射や熱伝導を軽減するための断熱能力が高まる。また、アウターパネル１１０や内装トリム１３０などを第１断熱層１６０および第２断熱層１７０の設置スペースとして利用することができ、専用の設置用板材などを付加する必要がなくなる。
【００６０】
（オ）第１断熱層１６０および第２断熱層１７０は、繊維層、樹脂層、樹脂発泡層、および表面に金属膜を有する樹脂フィルム層からなる群から選ばれた少なくとも１種以上の層を含む。また、好ましくは、第１断熱層１６０および第２断熱層１７０は、樹脂層や繊維層からなる低熱伝導層と、金属膜が形成された樹脂フィルム層からなる低放射層とが積層された構造を有する。この場合は、アウターパネル１１０からの熱の放射と、アウターパネル１１０からの熱伝導の双方を防止することができる。また、第１断熱層１６０および第２断熱層１７０によって、冬季における車室内からの熱の放熱を防止することができる。
【００６１】
（カ）ヒートパイプ１８０に封入されている作動流体が水であるので、その融点が常温近傍にあることから、冬季の暖房中などのように車室内の温度が比較的低い場合には、ヒートパイプ１８０内の蒸気圧が不足して熱輸送が実質的に停止する。この結果、暖房中の車室内の熱が外部へ放出される現象が防止される。また、作動流体の取り扱いが容易となり、万が一作動液体が漏れた場合も安全である。
【００６２】
（キ）ヒートパイプ１８０が、車両の略垂直面を形成するアウターパネル１１０に接続されるので、アウターパネル１１０が日射の方向によって車両自身の日陰に入る状態が発生しやすく、アウターパネル１１０を放熱板として外部に熱を放出できる時間帯が長くなる。特に、ドア部を構成するアウターパネル１１０にヒートパイプ１８０を接続する場合には、比較的広い面積を有するドア部のアウターパネル１１０を放熱板として利用することができ、放熱特性が高まる。また、ドア部では、アウターパネル１１０と内装トリム１３０の間に空間が存在するので、車両用放熱構造の適用がしやすくなる。
【００６３】
（ク）ヒートパイプ１８０は、上部水平部１８１および下部水平部１８２を有するコの字形状をしているので、ヒートパイプ１８０とアウターパネル１１０との間、およびヒートパイプ１８０と集熱体１５０との間での接触面積が広くなり、熱輸送効率が高まる。
【００６４】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態は、ヒートパイプの両端は、それぞれ上部水平部および下部水平部を構成しており、上部水平部および下部水平部は、それぞれ直線状に伸延されていた。本実施の形態では、第１の実施の形態の場合と異なり、ヒートパイプ１８０の一端部側および他端部側が屈曲している。なお、他の部分の構成は、第１実施の形態の場合と同様であるので、詳しい説明を省略する。
【００６５】
図６は、本実施の形態の車両用放熱構造が適用されている自動車用フロントドア部の一例を示す外観図である。ヒートパイプ１８０の一端部側は、アウターパネル１１０の面内方向で屈曲しており、複数箇所にわたって交互に折れ曲がっている。また、ヒートパイプ１８０の他端部側も、同様に、集熱体１５０の面内方向で屈曲している。言い換えれば、ヒートパイプ１８０の一端部側および他端部側には、複数の屈曲部が設けられている。
【００６６】
図６に示される構成によれば、上記の第１の実施の形態による効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００６７】
(ケ）ヒートパイプ１８０の一端部側とアウターパネル１１０との間の接触面積、およびヒートパイプ１８０の他端部側と集熱体１５０との間の接触面積を広くすることができ、ヒートパイプ１８０とアウターパネル１１０との間、およびヒートパイプ１８０と集熱体１５０との間の熱伝導度が高くなり、放熱能力が高まる。
【００６８】
（第３の実施の形態）
第１の実施の形態では、ドア部１枚あたり、１本のヒートパイプを用いていた。本実施の形態では、第１の実施の形態の場合と異なり、ドア部１枚あたり、複数のヒートパイプが用いられている。なお、他の部分の構成は、第１実施の形態の場合と同様であるので、詳しい説明を省略する
図７は、本実施の形態の車両用放熱構造が適用されている自動車用フロントドア部の一例を示す外観図である。本実施の形態の車両用放熱構造では、複数のヒートパイプ１８０ａ、１８０ｂが設けられている。図７に示される例では、ドア部１枚あたり、２本のヒートパイプ１８０ａ、１８０ｂが用いられている。ヒートパイプ１８０ａ、１８０ｂは、それぞれ一端部側１８１ａ、１８１ｂがアウターパネル１１０に接続されており、他端部側１８２ａ、１８２ｂが集熱体１５０へ接続されている。
【００６９】
また、図示してはいないが、ヒートパイプ１８０の端部にヒートスプレッタ（熱拡散器）や平面側のヒートパイプを補助的に接続して、熱の捕集および拡散の機能を補ってもよい。また、ドア部１枚あたりに、３つ以上のヒートパイプを設けてもよい。
【００７０】
図７に示される構成によれば、上記の第１の実施の形態による効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００７１】
(コ）複数のヒートパイプ１８０ａ、１８０ｂを用いることによって熱輸送のルートが増える。したがって、熱輸送能力が高まる。また、複数のヒートパイプ１８０ａ、１８０ｂを用いることによって、ヒートパイプ１本あたりの長さを短くすることができる。この点からも、熱輸送能力が高まる。
【００７２】
（第４の実施の形態）
第１の実施の形態では、集熱体が車室の内装の一部を構成しており、集熱体が設けられている部分には、内装トリム自体は、存在しておらず、集熱体の裏面側（車外側）の面には、内装トリムではなく、第２断熱層が別途設けられている場合を説明した。
【００７３】
本実施の形態では、第１の実施の形態の場合の異なり、集熱体が内装トリムの内側（車内側）に設置されており、集熱体の裏面側（車外側）の面には、内装トリム自体が存在する。そして、この内装トリムが第２断熱層の役割をはたしている。したがって、第１の実施の形態のような専用の第２断熱層は存在しない。なお、その他の構成については、第１の実施の形態の場合と同様であるので詳しい説明を省略する。
【００７４】
図８は、本実施の形態の車両用放熱構造が適用されている自動車用フロントドア部の一例を示す断面図である。
【００７５】
ヒートパイプ１８０は、第１の実施の形態と同様にコの字型に屈曲されている。ヒートパイプ１８０の一端部側は、アウターパネル１１０に接続されている。そして、ヒートパネル１８０は、インナーパネル１２０に設けられたインナーパネル孔１２１、および内装トリム１３０に設けられた内装トリム孔１３１を介して、斜め下方に伸延され、ヒートパイプ１８０の他端部側は、集熱体１５０に接続される。ヒートパイプ１８０の他端部側は、内装トリム１３０と集熱体１５０との間に挿入されている。なお、アウターパネル１１０にヒートパイプ１８０が接続される接続点ａ（第１接続点）が、集熱電体１５０にヒートパイプ１８０が接続される接続点ｂ（第２接続点）よりも、高い位置にある。この点は、第１の実施の形態の場合と同様である。
【００７６】
内装トリム１３０は、樹脂層（樹脂発泡層）、および／または繊維材層を含んでいる。たとえば、内装トリム１３０は、ポリプロピレンなどの樹脂層と、装飾のための布地または合成皮革とで構成されている。したがって、内装トリム１３０の熱伝導率は低く、上述した断熱層としての条件を満たす。
【００７７】
本実施の形態では、集熱体１５０が内装トリム１３０の車内側に配置されており、集熱体１５０の裏面側（車外側）の面まで内装トリム１３０が拡がっている。言い換えれば、アウターパネル１１０と集熱体１５０との間に、内装トリム１３０が配置されている。
【００７８】
したがって、図８に示される構成によれば、内装トリム１３０自体が、アウターパネル１１０と集熱体１５０との間に設けられる断熱層として用いることができる。
【００７９】
なお、図８に示される例では、断熱効果を高めるために、アウターパネル１１０の車内側の面に第１断熱層１６０を有する。しかしながら、本実施の形態と異なり、第１断熱層１６０を省略することもできる。この場合であっても、内装トリム１３０自体を断熱層として用いることができるので、日射によって加熱されたアウターパネル１１０から車室内への放射や熱伝導を防止するとともに、アウターパネル１１０の温度が低い場合には、ヒートパイプ１８０によって、アウターパネル１１０へ熱を輸送し、車両の外部へ放熱することができる。
【００８０】
以上のように集熱体１５０を内装トリムの車室内側に設置することによって、内装トリム１３０を経てヒートパイプ１８０を車室内側に引き込まねばならないといったレイアウト上の複雑さが生じるものの、内装トリム１３０自体を断熱層として用いることができ、特別な断熱層を新たに付加する必要がなくなる。
【００８１】
本実施の形態の車両用放熱構造によれば、第１の実施の形態における効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
【００８２】
（サ）集熱体１５０を内装トリムの車室内側に設置することによって、内装トリム１３０自体を断熱層として用いることができる。したがって、特別な断熱層を新たに付加する必要がなくなるので、部品の数を軽減しつつ、本発明の車両用断熱構造を実現することができる。
【００８３】
（第５の実施の形態）
第４の実施の形態では、断熱効果を高めるために、アウターパネル１１０の車内側の面に断熱層（第１断熱層）が設けられていた。本実施の形態では、第４の実施の形態の場合と異なり、第１断熱層を用いる代わりに、ドア部を構成するインナーパネルの表面に断熱層を設けている。なお、その他の構成は、第４の実施の形態の場合と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００８４】
図９は、本実施の形態の車両用放熱構造が適用されている自動車用フロントドア部の一部を示す断面図である。図９に示されるとおり、本実施の形態の車両用放熱構造では、アウターパネル１１０と組み合わされてドア部を構成するインナーパネル（内壁板）１２０の表面にインナーパネル用断熱層１６５が設けられている。なお、インナーパネル用断熱層１６５の構成は、第１の実施の形態における第１断熱層１６０および第２断熱層１７０と同様である。したがって、詳しい説明は省略する。
【００８５】
図９に示されるとおり、インナーパネル１２０は、アウターパネル１１０と内装トリム１３０との間に位置している。言い換えれば、インナーパネル１２０は、アウターパネル１１０と集熱体１５０との間に位置する。したがって、このインナーパネル１２０の表面にインナーパネル用断熱層１６５を設けることによって、アウターパネル１１０と集熱体１５０との間に、インナーパネル用断熱層１６５を設置することができる。
【００８６】
図９に示される例では、インナーパネル１２０の車内側の面上に、インナーパネル用断熱層１６５が設けられている。このようにインナーパネル１２０の車内側の面上に、インナーパネル用断熱層１６５を設ける場合には、アウターパネル１１０とインナーパネル１２０とをヘミング加工等によって組み合わせて鋼板製部品を構成した後に、断熱層を設置することができる。したがって、断熱層の設置工程が容易となる。
【００８７】
しかしながら、インナーパネル用断熱層１６５の設置箇所は、この場合に限られることなく、インナーパネル１２０の車外側の面上にインナーパネル用断熱層１６５を設置してもよく、あるいは、インナーパネル１２０の車内側および車外側の両面上にインナーパネル用断熱層１６５を設置してもよい。
【００８８】
本実施の形態の車両用放熱構造によれば、第１の実施の形態における効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
【００８９】
（シ）インナーパネル１２０の表面を断熱層の設置スペースとして利用できる。また、アウターパネル１１０とインナーパネル１２０とをヘミング加工等によって組み合わせて鋼板製部品を構成した後であっても、断熱層１６５を設置することができるので、本発明の車両用放熱構造を構成するための作業工程を簡略化することができる。
【００９０】
（第６の実施の形態）
上述した第１〜第５の実施の形態では、本発明の車両用放熱構造をドア部に適用した場合を説明したが、本発明は、ドア部に限らず適用することができるのはもちろんである。本発明は、車両の外壁を形成するアウターパネルと車室の内装トリムとが二重壁構造をなしている部分であれば、いかなる箇所にも適用することができる。
【００９１】
図１０は、上述した車両用放熱構造を、車両のドア部、ルーフ部（屋根部）、ピラー部（車体の柱部）、およびフェンダ部（車輪の上部に位置する鋼板部分）に適用した場合の実施の形態を示す。
【００９２】
ヒートパイプは、車両２００の略垂直面を形成するアウターパネル１１０に接続されることが望ましい。車両の略垂直面を形成する箇所は、車両自身の影に入る時間帯が生じやすく、放熱部位となる時間帯が長くなることが期待できるからである。したがって、車両のドア部２１０、ピラー部（車体の柱部）２２０、およびフェンダ部（車輪の上部に位置する鋼板部分）２３０のように車両の略垂直面を形成する箇所のアウターパネル１１０にヒートパイプ１８０ａ〜ｄを接続することが望ましい。さらに、車両の略垂直面を形成する箇所のアウターパネルの中でも、比較的に広い面積を占めるドア部２１０に本発明の車両用放熱構造を採用することが望ましい。
【００９３】
しかしながら、ワゴン車などのように車室と荷室とが連続して車両後部まで繋がっている車型においては、フェンダ部２３０も、ヒートパイプの有力な接続箇所となる。
【００９４】
また、ルーフ２４０は、一見すると、常に入熱部位となっているように思われるが、車室内の温度が上昇して平衡状態に達すると、ルーフ２４０は、日射の増減や風の有無に応じて放熱部位ともなりえる。したがって、ルーフ２４０に本発明の車両用放熱構造を適用する場合も、ルーフ２４０が加熱されて入熱部位となっている場合には断熱しつつ、日射の減少や風の発生に応じてルーフ２４０の温度が下がった場合には、ルーフ２４０を放熱板として活用し、ヒートパイプ１８０ｅ〜１８０ｇを通じて車外へ放熱することができる。なお、車室内に設けられる集熱板（不図示）の数は適宜に増やすことができる。
【００９５】
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
【００９６】
（ス）ドア部２１０のみならず、ピラー部２２０、フェンダ部２３０、およびルーフ２４０にもヒートパイプ１８０を接続するので、放熱板として用いることができるアウターパネル１１０の面積が広くなり、放熱能力が高まる。また、複数の箇所のアウターパネル１１０にヒートパイプを接続しておくことで、いずれかの箇所でアウターパネル１１０が日陰に入りやすくなり、いずれかのアウターパネル１１０を放熱板として用いて放熱できる時間帯が長くなる。具体的には、ドア部２１０、ピラー部２２０、フェンダ部２３０、およびルーフ２４０などのいずれかの温度が下がれば、この温度が下がった箇所のアウターパネル１１０から自動的に放熱を開始することができる。
【００９７】
（実施例）
以下に、本発明の効果を示す実施例を示す。まず、長さ１２００ｍｍ外径８ｍｍ内径６ｍｍで、管内壁にグルーブ型のウィック加工がされた銅管の一端部を封じ、他端部に作動流体の注入口を設けた。次に管内に純水を適量注入し、注入口を仮締めした。その後、管全体を１４０℃に加熱し、仮締めを開放して管内の非凝縮ガスを追い出し、再度注入口を圧着切断し、封止後の作動流体量が約５ｇとなる様に作動流体を封止した。こうして得られるヒートパイプを屈曲し、上部水平部および下部水平部の長さが３００ｍｍであり、上部水平部および下部水平部との間の縦辺長さが６００ｍｍであるコの字型ヒートパイプを調整した。コの字型ヒートパイプは８本調整した。
【００９８】
集熱体として縦２００ｍｍ、横６００ｍｍのサイズで１．０ｍｍ厚のアルミ板を準備し、室内側表面に黒のつや消しアクリル塗装を施し、熱と光の吸収を高めた。また、１ｍｍ厚のアルミニウム板で構成されており、軸方向の長さが３００ｍｍである図５に示されるようなヒートパイプ固定治具を製作し、集熱体の中央付近に２個のヒートパイプ固定治具を直列に配置して溶接した。
【００９９】
厚さ１．５ｍｍの架橋型ポリエチレン発泡シート（古河電気工業（株）製 スリムエースＶＬ−１５００−Ｗ）と、２５μ厚のアルミニウム蒸着ポリエステルフィルム（ユニチカ（株）製 エンブレット蒸着ＭＰ２５）とを、アルミニウム蒸着面を外側にして貼り合わせて低放射型の断熱材とした。この断熱材を接着剤で集熱体の車外側（アウターパネル側）の面の全体に貼り付けた。なお、ヒートパイプ固定治具付近にはヒートパイプの差込口を設けた。
【０１００】
次に４ドアセダン型車両のドア部分の内装トリムに、縦２００ｍｍ、横６００ｍｍ程度の穴を穿ち、集熱体設置位置とした。具体的には、内装ドアトリムに付随する肘掛から下方の平坦部分を切除した。また、集熱体に設けたものと同様の複数の積層構造を持つ断熱層を内装トリムの裏面（車外側の面）の全面に設置して断熱性を高めた。
【０１０１】
ドア部のアウターパネル側については、次のように処理を行った。まず、窓枠から約１５０ｍｍ下がった位置で、塗装を除去した。そして、集熱体に用いたものと同じヒートパイプ固定治具（長さ３００ｍｍ）を用意し、集熱体の中央付近に２個のヒートパイプ固定治具を水平かつ直列に配置して、はんだ付けにより固定した。次にコの字型ヒートパイプの一端部側をヒートパイプ固定治具に差し込んで、ドア部のアウターパネルへ固定した。そして、ヒートパイプをドアインナーパネルの穴を通してトリム下部の孔が穿たれた位置に導いた。ヒートパイプ固定治具とヒートパイプとの間の間隙、およびヒートパイプとアウターパネル間の間隙は、熱伝導性ペースト（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製 ＴＭ−６５１０）を用いて充填した。アウターパネル側の断熱材としては、集熱体側の断熱材に用いたものと同様の低放射型の断熱材を用いて、アウターパネルの車内側の面の全体に接着材を用いて貼り付けた。
【０１０２】
次に内装トリムを設置し、下部の穴からヒートパイプの他端部側を引き出して集熱体の治具に差し込んで、ヒートパイプと集熱体とを接続した。アウターパネル側での接続部分と同様に、接続箇所には熱伝導性ペーストを充填した。次に集熱体を孔にはめ込んだ。集熱体の固定は、粘着テープを用いて簡易的に行った。図７に示されるように、ドア１枚あたり２本のヒートパイプを設置した。
【０１０３】
上記作業を４枚のドアについて実施して、合計８本のヒートパイプが接続された断熱放熱構造をもつ車体（以下、「実施例車両」という）を製作した。また、比較のために同型、同色の車両（以下、「比較例車両」という）を準備し、以後の実験に供した。
【０１０４】
（実車試験）
８月の晴天時に南向きに屋外駐車した実施例車両及び比較例車両の室内温度の変化を測定した。早朝より屋外駐車を開始し、午前１１時に車両左上方（東側）から日射を受ける条件で温度を記録した。具体的には、図１１に示されるとおり、外気温３１０、運転者頭部付近室温３２０、運転者腹部付近室温３３０、ドア表面温度３４０、ドア内装トリム表面温度３５０について測定した。測定には、熱電対（アールエスコンポーネンツ社製 ステンレススチール製シース 品番２１９−４３３７）を用いた。結果を表１に示す。
【０１０５】
【表１】

Figure 2004203346
【０１０６】
表１の結果に示されるとおり、本実施例においては、実施例車両の場合は、比較例車両に比べて、炎天下駐車時の室内温度を約４℃程度下げることができた。また、実施例車両での測定結果では、比較例車両での測定結果とを比べて、日向側ドア表面温度が上がりドア内装トリム温度が下がっているとともに、日陰側ドア表面温度が上がりトリム表面温度が下がっていることから、本発明の車両用放熱構造が日向側において熱の進入を阻止するとともに、日陰側において車室内の熱がドアアウターパネルを通じて放出されていることが確認された。
【０１０７】
なお、従来から車両の使用者により炎天下駐車時の熱対策として実施されている方法として、フロントウィンドウの内側に簡易的な反射板を置く方法があるが、その効果は、設置方法にもよるが、室温にして２〜３℃程度である。このことからも、本発明の効果は非常に大きいといえる。
【０１０８】
以上のとおり、本発明の好適な実施の形態および実施例について説明したが、本発明は、これらに限られるものではなく、発明の技術思想の範囲内で種々の省略、追加、および変形が可能であることはいうまでもない。
【０１０９】
たとえば、アウターパネルと集熱体との間に設けられる断熱層が二つ存在する場合を示したが、断熱層は、一つであってもよく、あるいは三つ以上であってもよい。たとえば、アウターパネルの車内側面、集熱体の車外側面、およびインナーパネルの表面のすべてに断熱層を設けることもできる。
【０１１０】
また、アウターパネルとヒートパイプとの間、および集熱体とヒートパイプとの間の接続は、直接的に接続されてもよく、熱伝導性が高い部材を介して間接的に接続されていてもよい。
【０１１１】
また、集熱体の数は、適宜に増減することができる。複数のヒートパイプが一つの集熱体に接続されていてもよく、一つのヒートパイプが一つの集熱体に接続されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の車両用放熱構造が適用された自動車用フロントドア部の一例を示す断面図である。
【図２】図１の自動車用フロントドアの外観図である。
【図３】図１に示される断熱層の一例を示す断面図である。
【図４】ヒートパイプ固定治具の一例を示す外観図である。
【図５】ヒートパイプ固定治具の他の例を示す外観図である。
【図６】第２の実施の形態の車両用放熱構造が適用された自動車用フロントドア部の一例を示す外観図である。
【図７】第３の実施の形態の車両用放熱構造が適用された自動車用フロントドア部の一例を示す外観図である。
【図８】第４の実施の形態の車両用放熱構造が適用された自動車用フロントドア部の一例を示す断面図である。
【図９】第５の実施の形態の車両用放熱構造が適用された自動車用フロントドア部の一例を示す断面図である。
【図１０】車両用放熱構造がドア部、ルーフ部、ピラー部、およびフェンダ部に適用された車両の一例を示す外観図である。
【図１１】本発明の実施例における測定点を示す図である。
【符号の説明】
１１０…アウターパネル（外壁板）、
１２０…インナーパネル（内壁板）、
１２１…インナーパネル孔、
１３０…内装トリム（内装材）、
１４０…窓ガラス、
１５０…集熱体、
１６０…第１断熱層、
１６５…インナーパネル用断熱層
１７０…第２断熱層、
１７１…低熱伝導層、
１７２…低放射層、
１８０…ヒートパイプ、
１８１…上部水平部、
１８２…下部水平部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat dissipating device for a vehicle, and particularly to a heat dissipating device for a vehicle, which can reduce the amount of heat input from the outside of the vehicle to the inside of the vehicle and can promote the amount of heat dissipation from the inside of the vehicle to the outside of the vehicle depending on the situation, and using the device. For vehicles.
[0002]
[Prior art]
In a hot summer environment, the interior of a car becomes extremely hot. For example, the temperature at the upper part of the instrument panel may exceed 90 ° C., and the air temperature at the center of the vehicle compartment may exceed 70 ° C. The occurrence of such a situation is not only uncomfortable for the occupant, but also may cause deterioration of fuel efficiency and battery trouble due to an increase in cooling load.
[0003]
Conventionally, in order to solve this problem, various techniques for reducing the amount of heat input from outside the vehicle have been proposed. As an example of these technologies, there has been proposed a technology in which a heat insulating material such as an infrared reflective layer is installed in a space above a ceiling facing an outer panel (outer wall plate) to reduce the amount of heat input from the outer panel that receives solar radiation. (See Patent Document 1).
[0004]
Further, as another example, a double wall composed of an outer panel of a door part and an interior trim (interior material), a double glass, and a double wall composed of a roof panel part and a ceiling are communicated with each other to form air. A technique has been proposed in which a flow path is formed and ventilation and heat insulation is performed by flowing air through the air flow path (see Patent Document 2).
[0005]
These conventional techniques reduce the amount of heat input into the vehicle interior by heat insulation between the vehicle interior and the exterior of the vehicle interior, thereby reducing the heat energy held in the vehicle interior. However, the amount of heat held in the vehicle interior is determined by the balance between the amount of heat input and the amount of heat radiation. Therefore, in order to reduce the heat energy held in the vehicle cabin, it is not enough to consider only the reduction of the heat input amount, and it is necessary to consider the promotion of heat radiation.
[0006]
For example, the outer panel, which has become hot due to solar radiation, becomes a heat input source, so it is desirable to insulate it to reduce the amount of heat input from the outer panel, while it is located on the shade side and keeps low temperature Since the outer panel serves as a heat radiation path, it is desirable to reduce the thermal resistance between the outer panel and the vehicle interior without heat insulation.
[0007]
However, according to the techniques described in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, heat radiation from the vehicle interior to the outer panel is impeded due to the effect of heat insulation. Therefore, the ability to reduce the amount of heat held in the vehicle compartment is limited. Furthermore, with the technology described in Patent Document 2, it is difficult to design not only a combination of a communication-type ventilation structure that passes through a window to a roof and good sealing performance for waterproofing and soundproofing, but also double glass and solar cells. There is also a problem that it is necessary to use expensive parts at the present time.
[0008]
Further, according to the techniques described in Patent Documents 1 and 2, in a situation where the outer panel is heated to a temperature higher than the vehicle compartment temperature due to solar radiation, heat input from the outer panel is limited, In a situation where the panel is located on the shade side and is maintained at a lower temperature than the vehicle compartment temperature, switching to promote heat radiation from the outer panel cannot be performed.
[0009]
As a technique related to the present invention from the viewpoint of guiding heat inside the vehicle compartment to the outside of the vehicle compartment, there is disclosed a technology for preventing fogging of the mirror by guiding heat inside the vehicle compartment to a door mirror using a heat pipe. (See Patent Documents 3 and 4). However, the techniques described in these documents are not aimed at lowering the temperature in the vehicle interior in the first place, and do not consider prevention of heat inflow when the temperature outside the vehicle becomes high. Therefore, it is difficult to use the techniques described in Patent Literature 3 and Patent Literature 4 for the purpose of actively reducing the heat energy held in the vehicle interior.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2000-158306 A (Page 2-3, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-5-338428 (pages 4 to 6, FIGS. 1 to 6)
[Patent Document 3]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-5630 (Pages 5-7, FIGS. 1 to 3)
[Patent Document 4]
Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 5-35524 (Page 5-7, FIGS. 1 to 3)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress heat input from an outer wall plate of a vehicle while effectively releasing heat inside the vehicle to the outside according to the situation. It is an object of the present invention to provide a heat radiating device for a vehicle.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a function of preventing heat input from an outer wall whose temperature is higher than the temperature of the vehicle interior and a function of radiating heat to an outer wall whose temperature is lower than the temperature of the vehicle interior. It is an object of the present invention to provide a heat radiating device for a vehicle, which can be switched according to the condition. In particular, it is an object of the present invention to provide a heat radiator for a vehicle that can switch functions autonomously without requiring complicated external control for switching the functions.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention is achieved by the following means.
[0014]
The heat dissipating device for a vehicle according to the present invention is provided with an outer wall plate forming an outer wall of the vehicle, a heat collector installed so as to absorb heat in the cabin of the vehicle, and provided between the outer wall plate and the heat collector. At least one heat insulating layer, and a heat pipe sealed with a working fluid, one end of which is connected to the outer wall plate and the other end of which is connected to the heat collector. . Preferably, a first connection point where the heat pipe is connected to the outer wall plate is higher than a second connection point where the heat pipe is connected to the heat collector.
[0015]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while reducing the heat input from the outer wall board of a vehicle by a heat insulation layer, the heat pipe connected to the heat collector can effectively radiate the heat inside a vehicle outside a vehicle, and the heat insulation and heat dissipation From both sides, the amount of heat retained in the vehicle interior can be reduced, and the temperature in the vehicle interior can be lowered.
[0016]
According to the present invention, since the first connection point at which the heat pipe is connected to the outer wall plate is located higher than the second connection point at which the heat pipe is connected to the heat collector, the temperature is lower than the temperature in the vehicle compartment. It is possible to switch between a function for preventing heat input from the outer wall having a high temperature and a function for radiating heat to the outer wall having a lower temperature than the temperature in the vehicle cabin according to the situation. In particular, the functions can be switched autonomously without requiring complicated external control for switching the functions. That is, according to the present invention, the solar radiation energy on the sunny side is cut off, and the heat in the vehicle interior can be effectively released on the shade side, so that the vehicle interior temperature in parking under hot weather can be reduced.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0018]
(First Embodiment)
The heat dissipation structure for a vehicle (heat dissipation device for a vehicle) of the present embodiment includes an outer panel (outer wall plate) of a door portion of a vehicle, a heat collector installed so as to be able to absorb heat in a vehicle interior, and one end portion to the outer wall plate. And a heat pipe whose other end is connected to the heat collector and whose other end is connected to the heat collector.
[0019]
1 and 2 are a cross-sectional view and an external view, respectively, showing an example of a front door portion for a vehicle to which the heat dissipation structure for a vehicle according to the present embodiment is applied. The door portion is made of a steel plate component configured by combining an outer panel (outer wall plate) 110 and an inner panel (inner wall plate) 120, and a resin interior trim (interior material) provided on the passenger compartment side of the steel plate component. 130.
[0020]
The outer panel 110 is provided on the outermost surface of the vehicle and forms an outer wall of the vehicle. On the other hand, the inner panel 120 is provided inside the vehicle with respect to the outer panel 110. For example, the outer panel 110 and the inner panel 120 are made of, for example, steel plates of several mm, and are combined with each other by hemming. A window glass 140 is provided between the outer panel and the inner panel 120 so as to be openable and closable.
[0021]
In addition, the heat dissipation structure for a vehicle according to the present embodiment includes a heat collector 150 installed in a vehicle cabin so as to absorb heat, and a first heat insulating layer provided between outer panel 110 and heat collector 150. 160 and a second heat insulating layer 170, and a heat pipe 180 connected between the outer panel 110 and the heat collector 140 with the first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170 interposed therebetween. That is, the heat dissipation structure for a vehicle has both the heat pipe 180 and the heat insulation layers 160 and 170.
[0022]
In the present embodiment, heat collector 150 forms a part of the interior of the passenger compartment together with interior trim 130. Specifically, an opening is provided in a part of the interior trim 130, and the heat collector 150 is installed here. Therefore, the interior trim 130 does not exist on the rear surface side of the heat collector 150 (that is, the surface on the vehicle outside). This is a feature of the present embodiment.
[0023]
Hereinafter, the details of the heat pipe 180, the heat collector 150, and the heat insulating layers 160 and 170 will be described.
[0024]
A. About heat pipe
The heat pipe 180 is a heat transport device having a thermal conductivity several hundred times higher than that of a metal such as copper. The heat pipe 180 is a metal tube in which a fluid called a working fluid described later is degassed and sealed. The heat pipe 180 is bent in a U-shape, for example, as shown in FIG. Specifically, the heat pipe includes an upper horizontal portion 181 and a lower horizontal portion 182 extending substantially horizontally, and an intermediate portion 183 between the upper horizontal portion 181 and the lower horizontal portion 182.
[0025]
The heat pipe 180 is connected to the outer panel 110 at the upper horizontal portion 181. The heat panel 180 extends obliquely downward through an inner panel hole 121 provided in the inner panel 120, and is connected to the heat collector 150 at a lower horizontal portion 182. However, the bent shape of the heat pipe 180 is not limited to the U-shape, and the heat pipe 180 can be appropriately deformed while avoiding interference with parts inside the door such as a lifting device (not shown) of the window glass 140. Of course.
[0026]
The principle of the heat pipe 180 will be described below. When a saturated vapor pressure is reached within a range from the solidification temperature (melting point) of the working fluid to the critical temperature inside the heat pipe 180 and a temperature difference occurs between both ends of the heat pipe 180, the working fluid is heated to a high temperature portion (high temperature side). At the lower end) and condensed at the lower temperature (lower end). As a result, a heat transfer phenomenon occurs in a short time. In order for the heat pipe 180 to function as a heat transport device in which such a heat transfer phenomenon occurs continuously, it is necessary to recirculate the working fluid from the low temperature section to the high temperature section. As the reflux mechanism, capillary action and gravity are used.
[0027]
The effect of gravity that contributes to the recirculation of the working fluid will be described below. In a situation where the low temperature part is higher than the high temperature part, in the heat pipe 180, the condensed working fluid (liquid) flows down to the high temperature part again by gravity and refluxes, so that a continuous heat transport cycle (heat transport function). Is obtained. On the other hand, in a situation where the high temperature part is higher than the low temperature part (generally called “top heat mode”), the heat transfer cycle does not operate because the reflux of the working fluid in the heat pipe 180 is delayed.
[0028]
When the temperature of the outer panel 110 is lower than the temperature of the vehicle interior, the heat radiating structure for a vehicle of the present invention utilizes the ultra-high-speed heat transport function of the heat pipe 180 to provide the heat collector 150 provided on the indoor side. Has the function of quickly transmitting the heat absorbed in the outer panel 110 to the outer panel 110 of the vehicle body, and using the outer panel 110 as a heat radiating plate to release indoor heat to the outside air.
[0029]
Furthermore, the heat dissipation structure for a vehicle according to the present embodiment has a characteristic that the heat transport function is stopped in the top heat mode when the temperature of the outer panel 110 becomes higher than the temperature of the vehicle interior due to solar radiation. Is utilized as a new “switch function” for preventing the backflow of heat from the outer panel 110 to the room.
[0030]
That is, in the vehicle heat dissipation structure of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, connection point a (first connection point) where heat pipe 180 is connected to outer panel 110 is connected to heat collector 150. It is located higher than the connection point b (second connection point) to which the heat pipe 180 is connected. Due to such a relationship between the first connection point a and the second connection point b, a switch function for preventing backflow of heat is exhibited.
[0031]
For example, when the temperature of the outer panel 110 is lower than the vehicle compartment temperature (more specifically, the temperature of the pyrothermal element 150), such as when the outer panel 110 is in the shade, A certain connection point a becomes a low temperature part, and a connection point b at a low position becomes a high temperature part. As a result, the heat transport function of the heat pipe 180 operates, and the heat absorbed by the heat collector 150 provided on the indoor side is quickly transported to the outer panel 110 of the vehicle body. On the other hand, for example, when the outer panel 110 is at a higher temperature than the vehicle compartment temperature due to solar radiation, the connection point a at a high position becomes a high temperature part, and the connection point b at a low position becomes a low temperature part. Therefore, a top heat mode occurs, and the heat transport function stops automatically. As described above, focusing on the characteristics (defects) of the heat pipe 180 and using the characteristics for switching between heat radiation and heat insulation is one of the features of the vehicle heat radiator of the present embodiment.
[0032]
In general, the heat pipe has a capillary reflux structure called a wick inside the heat pipe. The type of heat pipe is classified according to the type of wick. For example, a heat pipe of a type using a fiber, a net, or a sintered material as a wick has a relatively high capillary reflux ability. On the other hand, a groove type heat pipe having a groove functioning as a capillary reflux structure formed on the inner surface has a relatively low capillary reflux performance. There is also a heat pipe that does not have any wick and uses only gravity return. In the present embodiment, from the viewpoint of enhancing the ability of a switch function for switching between heat radiation and heat insulation, a groove type heat pipe having a relatively low capillary return capacity or a heat pipe having no wick is used as the heat pipe 180 of the present embodiment. It is desirable to use as. However, it is not intended to exclude using a type of heat pipe having a relatively high capillary reflux capacity. Regardless of the type of heat pipe, in the top heat mode, the above-described switching function can be exerted because the capillary recirculation capacity is reduced.
[0033]
Next, the working fluid sealed in the heat pipe 180 will be described. As the working fluid, a liquid having a melting point near room temperature can be appropriately selected from liquids such as water, alcohols, ketones, hydrocarbons, and various types of chlorofluorocarbons. As described above, according to the heat dissipation structure for a vehicle of the present embodiment, when the temperature of heat collector 150 in the vehicle interior exceeds the temperature of outer panel 110, the heat transport cycle using heat pipe 180 operates. Therefore, heat is released from heat pipe 180 to outer panel 110. However, in winter or the like, it is normal that the temperature in the passenger compartment heated by heating or the like becomes higher than the temperature of the outer panel 110. Until such a case, the heat in the passenger compartment may be released to the outside. May lead to energy loss. Therefore, by using a liquid having a melting point near room temperature as a working fluid, when the temperature in the vehicle compartment is relatively low, such as during heating in winter, the vapor pressure in the heat pipe 180 is insufficient and heat transport is performed. Is desirably configured to substantially stop. Further, in addition to the viewpoint of the melting point, it is desirable to use water as the working fluid from the viewpoints of the magnitude of the latent heat, the stability of the liquid, and the safety at the time of leakage. By adopting water as the working fluid, the above-mentioned switching function works in principle at 0 ° C. or higher, substantially at normal temperature or higher, and the temperature in the vehicle interior becomes normal temperature, such as during heating in winter. When the temperature is lower than the above, the heat transport function is substantially stopped, so that it is possible to prevent energy loss from occurring.
[0034]
B. About heat collector
Next, the heat collector 150 will be described. The above-described heat pipe 180 is, for example, a thin metal tube, and thus has a limited surface area. Therefore, only with the heat pipe 180, the efficiency of transferring heat from a dispersed space such as a vehicle interior is poor. Therefore, in the vehicle heat dissipation structure of the present embodiment, heat collector 150 is installed in the vehicle interior. The heat collector 150 captures the heat of the air in the vehicle cabin by convective heat conduction, captures the heat of the interior trim (interior material) by radiation, and quickly transmits the heat to the heat pipe 180.
[0035]
It is desirable that the heat collector 150 has a shape having a large surface area as shown in FIGS. 1 and 2 in order to increase the amount of heat that can be collected. As a material of the heat collector 150, it is desirable that the surface has a high heat absorbing ability (excellent far-infrared radiation characteristics) and a high thermal conductivity. Specifically, heat collector 150 is made of metal, resin composite, or ceramic. For example, a resin composite material containing a filler having high thermal conductivity can be used for the heat collector 150. Further, ceramics excellent in far-infrared radiation can be used for the heat collector 150. Further, a laminate in which a metal, a resin composite material, and ceramics are mutually laminated can be used as the heat collector 150.
[0036]
From the viewpoint of practicality and reduction of manufacturing cost, it is desirable that the heat collector 150 be formed of a metal plate. Further, when a metal plate is used as the heat collector 150, it is desirable that the metal plate has a surface treatment layer, and the surface treatment layer has a low brightness color (for example, black). The surface treatment layer having a low lightness color can be formed by various methods. For example, a metal plate formed of an oxide film on the surface of a metal plate such as copper, aluminum, or magnesium can be used as the heat collector 150. Further, a surface treatment layer can also be formed by applying an oxide having a high emissivity of mid-infrared rays and far-infrared rays such as alumina, titania, or zirconia to the surface of a metal plate using a binder. Further, the surface treatment layer can be formed by a sol-gel method or thermal spraying. Further, an ordinary dark-colored coating film can be used as the surface treatment layer. The heat collector 150 may be formed by bending and / or forming a fin on the surface to increase the surface area.
[0037]
As described above, in the present embodiment, heat collector 150 forms a part of the interior of the vehicle compartment together with interior trim 130. Specifically, the pyrothermal element 150 is set below the component as a part of the interior trim 130 that forms the interior of the door. The heat collector 150 can be fixed to the interior trim 130 by various methods. For example, it can be fixed using screws, clips, adhesives, or double-sided tape. In addition, from the viewpoint of improving mass productivity, the molding of the interior trim 130 and the fixing of the pyrothermal element 150 can be simultaneously performed using insert injection molding (cast injection molding). When insert injection molding is used, a metal plate constituting the heat collector 150 is placed in a resin molding die during resin molding of the interior trim 130, and the metal base is formed by the resin base material constituting the interior trim 130. Part of the plate is welded.
[0038]
C. About insulation layer
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a first heat insulating layer 160 provided on the inner surface of the outer panel 110 and an outer surface of the interior trim 130 (or the heat collector 150). And a second heat-insulating layer 170 provided at By providing the heat insulating layers on the plurality of surfaces as described above, not only the ability to prevent heat from entering from outside the vehicle, but also the ability to prevent heat radiation from the vehicle interior in winter increases. For fixing the first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170, a normal fixing material such as an adhesive, a double-sided tape, or a clip is used.
[0039]
The first heat-insulating layer 160 and the second heat-insulating layer 170 are each a heat-insulating material spread in a plane, and are preferably a group consisting of a resin layer, a resin foam layer, a fiber material layer, and a resin film layer having a metal on the surface. At least one layer selected from the group consisting of: Specifically, the first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170 may include a resin layer (resin foam layer) such as urethane or polyethylene. The first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170 may include a fibrous material layer such as felt or nonwoven fabric. As described above, the first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170 including the resin layer or the fiber material layer can suppress heat conduction.
[0040]
The first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170 may include, for example, a metal vapor-deposited film as a resin film having a metal film on the surface. Alternatively, a resin film in which a low radiation paint in which a metal piece such as an aluminum piece or a silver piece is mixed with a binder and dispersed may be used.
[0041]
As described above, the first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170 including the resin film having the metal film on the surface function as a low radiation material that suppresses radiation and does not absorb radiant heat. Here, the low emission material is a material having a surface that efficiently reflects far infrared rays having a wavelength of several μm. Preferably, the first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170 are formed of a resin layer or a fiber layer (that is, a low heat conductive layer) for preventing heat conduction and a metal film functioning as a low radiation material as described above. It is desirable to have a structure in which a laminated resin film layer (that is, a low radiation layer) is laminated.
[0042]
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a heat insulating layer having a stacked structure. FIG. 3 shows an example of the second heat insulating layer 170 provided on the vehicle exterior surface of the heat collector 150, but the first heat insulating layer 170 also has the same configuration.
[0043]
As shown in the figure, the second heat insulating layer 170 is configured by laminating a low heat conductive layer 171 and a low radiation layer 172 having a metal film 173 on the surface. The second heat-insulating layer 170 is arranged on a surface of the heat collector 150 on the vehicle outside (upper side in the figure).
[0044]
D. Connection of heat pipe to outer panel and heat collector
Next, the connection between the heat pipe 180 and the outer panel 110 and the connection between the heat pipe 180 and the pyrothermal element 150 will be described with reference to FIGS.
[0045]
One end of the heat pipe 180 and the outer panel 110 can be directly connected by welding or soldering so as to ensure heat conduction. Also, an arc-shaped heat pipe fixing jig 185 as shown in FIGS. 4 and 5 is installed on the inner surface of the outer panel 110, and one end of the heat pipe 180 is provided inside the heat pipe fixing jig 185. The heat pipe 180 and the outer panel 110 can be connected by inserting the unit side (the upper horizontal part 181 shown in FIGS. 1 and 2). Further, the end of the heat pipe 180 may have a flat shape. Further, the gap between the heat pipe 180 and the outer panel 110 and the gap between the heat pipe 180 and the heat pipe fixing jig 185 may be filled with a heat conductive paste. With these methods, the thermal resistance between the heat pipe 180 and the outer panel 110 can be reduced. The connection between the heat collector 150 and the other end of the heat pipe 180 can be made in the same manner as the connection between the outer panel 110 and the one end of the heat pipe 180.
[0046]
As shown in FIG. 1, a first heat insulating layer 160 is provided so as to cover a first connection point a between the heat pipe 180 and the outer panel 110. The second heat insulating layer 170 is provided so as to cover the second connection point b therebetween. One end of the heat pipe 180 (upper horizontal portion 181) is inserted into a space between the inner surface of the outer panel 110 and the first heat insulating layer 160, and the other end of the heat pipe 180 (lower portion). The horizontal portion 182) is inserted into a space between the outer surface of the heat collector 150 and the second heat insulating layer 170. That is, the heat pipe 180 is connected between the outer panel 110 and the heat collector 150 via the first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170.
[0047]
The vehicle heat dissipation structure of the present embodiment configured as described above operates as follows.
[0048]
First, when the outer panel 110 is heated by the solar radiation and the temperature of the outer panel 110 is higher than the temperature in the vehicle interior, the radiation and heat conduction from the outer panel 110 are caused by the first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer. Blocked by Far-infrared rays from the outer panel 110 are reflected by the low-emissivity layer 172 and the like in the first and second heat insulating layers. Further, the heat conduction is also blocked by the low heat conduction layer 171 in the first and second heat insulating layers. As a result, the interior of the vehicle is prevented from being heated by radiation or heat conduction from the outer panel 110.
[0049]
Further, in a situation where the temperature of the outer panel 110 is higher than the temperature of the heat collector 150 provided in the vehicle interior due to the solar radiation, the first connection point a where the heat pipe 180 is connected to the outer panel 110 is better. The temperature is higher than the second connection point b where the heat pipe 180 is connected to the heat collector 150. Therefore, the switch function utilizing the characteristics of the top heat mode described above operates, and the heat transport function of the heat pipe 180 stops or weakens. As a result, the amount of heat input from the outer panel 110 to the vehicle interior heat collector 150 through the heat pipe 180 is also reduced. As described above, the heat input into the vehicle interior from the outer panel 110 which has become relatively high in temperature due to the solar radiation is limited.
[0050]
On the other hand, when the outer panel 110 enters a shade or the like and the temperature of the outer panel 110 becomes lower than the temperature of the heat collector 150 provided in the vehicle interior, the top heat mode is canceled. Therefore, the heat transport function of the heat pipe 180 works.
[0051]
The heat collector 150 captures heat in the vehicle cabin by convective heat transfer and heat conduction from the interior trim 130. In particular, since the heat collector 150 has a surface treatment layer having a low lightness color, the heat absorbing effect is high. Then, the captured heat is quickly transmitted to the heat pipe 180. In particular, since the heat collector 150 is formed of a metal plate or the like and has high thermal conductivity, heat is sequentially transmitted to the heat pipe 180.
[0052]
The heat pipe 180 quickly transmits the heat absorbed by the heat collector 150 to the outer panel 110 of the vehicle body. And the outer panel 110 which functions as a heat sink radiates heat sequentially.
[0053]
In particular, when the heat pipe 180 is connected to the outer panel 110 that forms a substantially vertical surface of the vehicle, such as a door portion, a time period in which the outer panel 110 enters the shadow of the vehicle is likely to occur. For example, by employing the vehicle heat dissipation structure of the present embodiment for the left and right door portions of the vehicle, the possibility that at least one of the door portions enters the shade increases. In this case, the heat is insulated by the function of the first and second heat insulating layers 170 and 170 on the side of the outer panel 110 on the side of the door that is receiving sunlight, and on the side of the outer panel 110 on the side of the door that is shaded. The heat is radiated by the heat pipe 180.
[0054]
That is, the heat radiating structure for a vehicle according to the present embodiment effectively releases the heat inside the vehicle cabin by the heat pipe 180 to the outside of the vehicle while reducing the heat input from the outer panel 110 of the vehicle. The heat dissipating structure for a vehicle according to the present embodiment has a function of preventing heat input from the outer panel 110 having a higher temperature than the room temperature and a function of preventing the heat from entering the outer panel 110 having a lower temperature than the room temperature. The function of dissipating heat is switched according to the state of sunlight (or the state of temperature) on outer panel 110.
[0055]
According to the heat dissipation structure for a vehicle of the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
[0056]
(A) In addition to providing the heat insulating layers 160 and 170 between the outer panel 110 and the vehicle compartment, particularly between the outer panel 110 and the heat collector 150, the heat insulating layer 160 is connected between the outer panel 110 and the heat collector 150. Heat pipe 180, the heat insulation layers 160 and 170 prevent the interior of the vehicle from being heated by radiation and heat conduction from the outer panel 110, and, depending on the situation, transfer the heat in the interior of the vehicle through the outer panel 110. It can be released to the outside. Therefore, not only the heat insulation effect of the heat insulation layers 160 and 170 but also the heat radiation effect of the heat pipe 180 can be used to reduce the amount of heat retained in the vehicle interior.
[0057]
(A) The first connection point a where the heat pipe 180 is connected to the outer panel 110 is higher than the second connection point b where the heat pipe 180 is connected to the heat collector 150. As a result, the feature that the heat transport function of the heat pipe 180 is reduced in the top heat mode can be used. In a situation where the outer panel 110 is exposed to sunlight and has a higher temperature than the compartment temperature, the heat input from the outer panel 110 is limited, while the outer panel 110 is located on the shade side and compared with the compartment temperature. In a situation where the low temperature is maintained, switching such as promoting heat radiation from the outer panel 110 can be performed. Moreover, since the characteristic unique to the heat pipe 180 is used, the switching is executed autonomously, and complicated external control is not required for switching the function. In particular, by using a heat pipe of a type having no wick or a heat pipe of a groove type having a groove having a capillary recirculation function formed on an inner surface as the heat pipe 180, switching between a heat insulating function and a heat radiating function is performed. Is performed smoothly.
[0058]
(C) Since the heat collector 150 is provided, the efficiency of transferring heat from a dispersed space such as a vehicle interior can be increased as compared with the case where heat is collected only by the heat pipe. In particular, when the heat collector 150 is made of a metal plate, the surface area of the heat collector 150 increases, and the efficiency of transferring heat increases. In addition, when the surface of the heat collector 150 has a surface treatment layer of a low brightness color, the heat absorbing effect of the heat collector 150 is further enhanced.
[0059]
(D) A first heat insulating layer 160 provided on the inner surface of the outer panel 110 and a second heat insulating layer 170 provided on the outer surface of the interior trim 130 (or the heat collector 150). Since there are two heat insulating layers, the heat insulating ability for reducing radiation and heat conduction from the outer panel 110 is enhanced. Further, the outer panel 110, the interior trim 130, and the like can be used as an installation space for the first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170, and it is not necessary to add a dedicated installation plate or the like.
[0060]
(E) The first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170 include at least one or more layers selected from the group consisting of a fiber layer, a resin layer, a resin foam layer, and a resin film layer having a metal film on the surface. Including. Preferably, the first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170 have a structure in which a low heat conductive layer formed of a resin layer or a fiber layer and a low radiation layer formed of a resin film layer formed with a metal film are laminated. Having. In this case, both radiation of heat from the outer panel 110 and heat conduction from the outer panel 110 can be prevented. In addition, the first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170 can prevent heat radiation from the vehicle interior in winter.
[0061]
(F) Since the working fluid sealed in the heat pipe 180 is water, its melting point is near room temperature, so when the temperature inside the vehicle compartment is relatively low, such as during heating in winter, Insufficient vapor pressure in the pipe 180 substantially stops heat transport. As a result, a phenomenon in which heat in the vehicle interior during heating is released to the outside is prevented. Further, the working fluid can be easily handled, and it is safe even if the working fluid leaks.
[0062]
(G) Since the heat pipe 180 is connected to the outer panel 110 which forms a substantially vertical surface of the vehicle, a state in which the outer panel 110 enters the shade of the vehicle itself depending on the direction of solar radiation easily occurs, and the outer panel 110 is radiated. The time period during which heat can be released to the outside as a plate becomes longer. In particular, when the heat pipe 180 is connected to the outer panel 110 constituting the door portion, the outer panel 110 of the door portion having a relatively large area can be used as a heat radiating plate, and heat radiation characteristics are improved. Further, in the door portion, since a space exists between the outer panel 110 and the interior trim 130, the heat radiation structure for a vehicle can be easily applied.
[0063]
(H) Since the heat pipe 180 has a U-shape having an upper horizontal portion 181 and a lower horizontal portion 182, the heat pipe 180 may be provided between the heat pipe 180 and the outer panel 110, and between the heat pipe 180 and the heat collector 150. The contact area between them increases, and the heat transport efficiency increases.
[0064]
(Second embodiment)
In the first embodiment, both ends of the heat pipe constitute an upper horizontal portion and a lower horizontal portion, respectively, and the upper horizontal portion and the lower horizontal portion respectively extend linearly. In the present embodiment, unlike the first embodiment, one end side and the other end side of the heat pipe 180 are bent. The configuration of the other parts is the same as that of the first embodiment, and a detailed description will be omitted.
[0065]
FIG. 6 is an external view showing an example of an automobile front door to which the vehicle heat dissipation structure of the present embodiment is applied. One end side of the heat pipe 180 is bent in the in-plane direction of the outer panel 110, and is bent alternately at a plurality of locations. Similarly, the other end of the heat pipe 180 is also bent in the in-plane direction of the heat collector 150. In other words, a plurality of bent portions are provided on one end side and the other end side of the heat pipe 180.
[0066]
According to the configuration shown in FIG. 6, the following effects are obtained in addition to the effects of the first embodiment.
[0067]
(G) The contact area between one end of the heat pipe 180 and the outer panel 110 and the contact area between the other end of the heat pipe 180 and the heat collector 150 can be increased. The thermal conductivity between 180 and the outer panel 110 and between the heat pipe 180 and the heat collector 150 increases, and the heat dissipation ability increases.
[0068]
(Third embodiment)
In the first embodiment, one heat pipe is used for one door. In the present embodiment, different from the first embodiment, a plurality of heat pipes are used for one door unit. Since the configuration of the other parts is the same as that of the first embodiment, detailed description is omitted.
FIG. 7 is an external view showing an example of an automobile front door to which the vehicle heat dissipation structure of the present embodiment is applied. In the vehicle heat dissipation structure of the present embodiment, a plurality of heat pipes 180a and 180b are provided. In the example shown in FIG. 7, two heat pipes 180a and 180b are used for one door unit. The heat pipes 180a and 180b have one ends 181a and 181b connected to the outer panel 110 and the other ends 182a and 182b connected to the heat collector 150, respectively.
[0069]
Although not shown, a heat spreader (heat spreader) or a flat heat pipe may be connected to the end of the heat pipe 180 to supplement the function of collecting and diffusing heat. Further, three or more heat pipes may be provided for one door portion.
[0070]
According to the configuration shown in FIG. 7, the following effects are exerted in addition to the effects of the first embodiment.
[0071]
(U) The use of the plurality of heat pipes 180a and 180b increases the number of heat transport routes. Therefore, the heat transport capacity is increased. Further, by using the plurality of heat pipes 180a and 180b, the length per heat pipe can be reduced. From this point, the heat transport capacity is also increased.
[0072]
(Fourth embodiment)
In the first embodiment, the heat collector constitutes a part of the interior of the passenger compartment, and the interior trim itself does not exist in the portion where the heat collector is provided. The case where the second heat insulating layer is separately provided on the surface on the back side (outside of the vehicle) of the body instead of the interior trim has been described.
[0073]
In the present embodiment, unlike the case of the first embodiment, the heat collector is installed inside the interior trim (inside the vehicle), and on the rear surface side (outside the vehicle) of the heat collector, The interior trim itself exists. And this interior trim plays the role of a 2nd heat insulation layer. Therefore, there is no dedicated second heat insulating layer as in the first embodiment. Note that other configurations are the same as those in the first embodiment, and thus detailed description is omitted.
[0074]
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an example of an automobile front door to which the vehicle heat dissipation structure of the present embodiment is applied.
[0075]
The heat pipe 180 is bent in a U-shape as in the first embodiment. One end of the heat pipe 180 is connected to the outer panel 110. The heat panel 180 extends obliquely downward through an inner panel hole 121 provided in the inner panel 120 and an interior trim hole 131 provided in the interior trim 130, and the other end of the heat pipe 180 is , And the heat collector 150. The other end of the heat pipe 180 is inserted between the interior trim 130 and the heat collector 150. The connection point a (first connection point) where the heat pipe 180 is connected to the outer panel 110 is higher than the connection point b (second connection point) where the heat pipe 180 is connected to the heat collector 150. It is in. This is the same as in the first embodiment.
[0076]
The interior trim 130 includes a resin layer (resin foam layer) and / or a fiber material layer. For example, the interior trim 130 is composed of a resin layer such as polypropylene and a decorative fabric or synthetic leather. Therefore, the thermal conductivity of the interior trim 130 is low, and satisfies the above-described condition as the heat insulating layer.
[0077]
In the present embodiment, heat collector 150 is disposed inside vehicle interior of interior trim 130, and interior trim 130 extends to the surface on the back side (outside the vehicle) of heat collector 150. In other words, the interior trim 130 is arranged between the outer panel 110 and the heat collector 150.
[0078]
Therefore, according to the configuration shown in FIG. 8, interior trim 130 itself can be used as a heat insulating layer provided between outer panel 110 and heat collector 150.
[0079]
In the example shown in FIG. 8, the outer panel 110 has a first heat insulating layer 160 on the inner surface of the vehicle in order to enhance the heat insulating effect. However, unlike the present embodiment, the first heat insulating layer 160 can be omitted. Even in this case, since the interior trim 130 itself can be used as a heat insulating layer, radiation and heat conduction from the outer panel 110 heated by the solar radiation to the vehicle interior are prevented, and the temperature of the outer panel 110 is low. In this case, the heat can be transported to the outer panel 110 by the heat pipe 180 and radiated to the outside of the vehicle.
[0080]
By installing the heat collector 150 on the interior side of the interior trim as described above, the layout complexity such that the heat pipe 180 must be drawn into the interior of the interior of the vehicle through the interior trim 130 arises. The heat insulating layer itself can be used, and it is not necessary to newly add a special heat insulating layer.
[0081]
According to the heat dissipation structure for a vehicle of the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
[0082]
(C) By installing the heat collector 150 on the interior side of the interior trim, the interior trim 130 itself can be used as a heat insulating layer. Therefore, it is not necessary to newly add a special heat insulating layer, so that the vehicle heat insulating structure of the present invention can be realized while reducing the number of components.
[0083]
(Fifth embodiment)
In the fourth embodiment, the heat insulating layer (first heat insulating layer) is provided on the inner surface of the outer panel 110 in order to enhance the heat insulating effect. In the present embodiment, unlike the case of the fourth embodiment, instead of using the first heat insulating layer, a heat insulating layer is provided on the surface of the inner panel constituting the door portion. Note that the other configuration is the same as that of the fourth embodiment, and a detailed description is omitted.
[0084]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a part of a front door portion for an automobile to which the heat dissipation structure for a vehicle according to the present embodiment is applied. As shown in FIG. 9, in the heat dissipation structure for a vehicle according to the present embodiment, an inner panel heat insulating layer 165 is provided on the surface of an inner panel (inner wall plate) 120 that is combined with the outer panel 110 to form a door portion. I have. The configuration of the inner panel heat insulating layer 165 is the same as that of the first heat insulating layer 160 and the second heat insulating layer 170 in the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted.
[0085]
As shown in FIG. 9, the inner panel 120 is located between the outer panel 110 and the interior trim 130. In other words, the inner panel 120 is located between the outer panel 110 and the heat collector 150. Therefore, by providing the inner panel heat insulating layer 165 on the surface of the inner panel 120, the inner panel heat insulating layer 165 can be provided between the outer panel 110 and the heat collector 150.
[0086]
In the example shown in FIG. 9, an inner panel heat insulating layer 165 is provided on the inner surface of the inner panel 120. When the inner panel heat insulating layer 165 is provided on the inner surface of the inner panel 120 as described above, the outer panel 110 and the inner panel 120 are combined by hemming or the like to form a steel plate part, and then the heat insulating layer is formed. Layers can be installed. Therefore, the step of installing the heat insulating layer is facilitated.
[0087]
However, the location of the inner-panel heat insulating layer 165 is not limited to this case, and the inner-panel heat insulating layer 165 may be installed on the outer surface of the inner panel 120 or the inner panel 120 may be provided. Inner panel heat insulating layers 165 may be provided on both the inside and outside of the vehicle.
[0088]
According to the heat dissipation structure for a vehicle of the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
[0089]
(S) The surface of the inner panel 120 can be used as an installation space for a heat insulating layer. Further, even after the outer panel 110 and the inner panel 120 are combined by a hemming process or the like to form a steel plate part, the heat insulating layer 165 can be provided, so that the vehicle heat dissipation structure of the present invention is configured. Work process can be simplified.
[0090]
(Sixth embodiment)
In the first to fifth embodiments described above, the case where the vehicle heat radiating structure of the present invention is applied to the door portion has been described. However, the present invention can be applied not only to the door portion but also to the door portion. is there. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to any part as long as the outer panel forming the outer wall of the vehicle and the interior trim of the vehicle compartment have a double wall structure.
[0091]
FIG. 10 shows a case in which the above-described heat dissipation structure for a vehicle is applied to a door portion, a roof portion (roof portion), a pillar portion (a pillar portion of a vehicle body), and a fender portion (a steel plate portion located above wheels) of a vehicle. An embodiment will be described.
[0092]
The heat pipe is desirably connected to an outer panel 110 that forms a substantially vertical surface of the vehicle 200. This is because a part of the vehicle that forms a substantially vertical plane is likely to have a time zone in which the vehicle is in the shadow of the vehicle itself, and it can be expected that the time zone serving as a heat radiation part becomes longer. Therefore, heat is applied to the outer panel 110 at a location that forms a substantially vertical surface of the vehicle, such as the door portion 210, the pillar portion (the pillar portion of the vehicle body) 220, and the fender portion (the steel plate portion located above the wheels) 230. It is desirable to connect the pipes 180a-d. Furthermore, it is desirable to employ the vehicle heat dissipation structure of the present invention for the door portion 210 that occupies a relatively large area among the outer panels that form a substantially vertical surface of the vehicle.
[0093]
However, in a vehicle such as a wagon vehicle in which the cabin and the luggage compartment are continuously connected to the rear of the vehicle, the fender 230 is also an effective connection point of the heat pipe.
[0094]
At first glance, the roof 240 always seems to be a heat input area. However, when the temperature in the vehicle cabin rises and reaches an equilibrium state, the roof 240 responds to an increase or decrease in solar radiation or presence or absence of wind. It can also be a heat dissipation part. Therefore, when the vehicle heat radiation structure of the present invention is applied to the roof 240, the roof 240 is insulated when the roof 240 is heated and serves as a heat input portion, while the roof 240 is in response to a decrease in solar radiation or wind. When the temperature is lowered, the roof 240 can be used as a heat radiating plate to radiate heat to the outside of the vehicle through the heat pipes 180e to 180g. In addition, the number of heat collecting plates (not shown) provided in the vehicle interior can be appropriately increased.
[0095]
According to the present embodiment, the following effects can be obtained.
[0096]
(S) Since the heat pipe 180 is connected not only to the door section 210 but also to the pillar section 220, the fender section 230, and the roof 240, the area of the outer panel 110 that can be used as a heat radiating plate is increased, and the heat radiating ability is improved. Increase. In addition, by connecting the heat pipes to the outer panels 110 at a plurality of locations, the outer panels 110 are more likely to be shaded at any locations, and the time during which heat can be radiated by using any one of the outer panels 110 as a radiator plate. The belt becomes longer. More specifically, when the temperature of any of the door section 210, the pillar section 220, the fender section 230, and the roof 240 decreases, the heat radiation can be automatically started from the outer panel 110 where the temperature has decreased. it can.
[0097]
(Example)
Examples showing the effects of the present invention will be described below. First, one end of a copper tube having a length of 1200 mm, an outer diameter of 8 mm, and an inner diameter of 6 mm and having a groove-shaped wick processed on the inner wall of the tube was sealed, and a working fluid inlet was provided at the other end. Next, an appropriate amount of pure water was injected into the tube, and the inlet was temporarily tightened. Thereafter, the entire pipe is heated to 140 ° C., the temporary tightening is released, the non-condensable gas in the pipe is expelled, the injection port is cut again by compression, and the working fluid is sealed so that the working fluid amount after sealing becomes about 5 g. Sealed. The heat pipe thus obtained is bent to form a U-shaped heat pipe in which the length of the upper horizontal portion and the lower horizontal portion is 300 mm, and the length of the vertical side between the upper horizontal portion and the lower horizontal portion is 600 mm. It was adjusted. Eight U-shaped heat pipes were adjusted.
[0098]
A 1.0 mm thick aluminum plate having a size of 200 mm in length and 600 mm in width was prepared as a heat collector, and a matte black acrylic coating was applied to the indoor side surface to enhance heat and light absorption. Further, a heat pipe fixing jig as shown in FIG. 5 which is made of an aluminum plate having a thickness of 1 mm and has an axial length of 300 mm is manufactured, and two heat pipes are provided near the center of the heat collector. The fixing jigs were arranged in series and welded.
[0099]
A cross-linked polyethylene foam sheet having a thickness of 1.5 mm (Slim Ace VL-1500-W manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.) and a 25 μm thick aluminum vapor-deposited polyester film (Emblet vapor deposition MP25 manufactured by Unitika Ltd.) The low-emission type heat insulating material was bonded by making the aluminum deposition surface outside. This heat insulating material was attached to the entire surface of the heat collector on the vehicle exterior side (outer panel side) with an adhesive. A heat pipe insertion port was provided near the heat pipe fixing jig.
[0100]
Next, a hole having a length of about 200 mm and a width of about 600 mm was drilled in the interior trim of the door portion of the four-door sedan type vehicle to set a heat collector. Specifically, a flat portion below an armrest attached to the interior door trim was cut off. In addition, a heat insulating layer having a plurality of laminated structures similar to those provided on the heat collector was installed on the entire back surface (outside surface of the vehicle) of the interior trim to enhance heat insulation.
[0101]
The outer panel side of the door was treated as follows. First, the coating was removed at a position about 150 mm below the window frame. Then, the same heat pipe fixing jig (300 mm in length) as that used for the heat collector was prepared, and two heat pipe fixing jigs were arranged horizontally and in series near the center of the heat collector, and soldering was performed. It was fixed by attaching. Next, one end of the U-shaped heat pipe was inserted into a heat pipe fixing jig and fixed to the outer panel of the door. Then, the heat pipe was guided through a hole in the door inner panel to a position where a hole below the trim was drilled. The gap between the heat pipe fixing jig and the heat pipe and the gap between the heat pipe and the outer panel were filled with a heat conductive paste (TM-6510, manufactured by Engineered Materials Systems). As the heat insulating material on the outer panel side, a low radiation type heat insulating material similar to the heat insulating material on the heat collector side was used, and the entire inner surface of the outer panel was bonded with an adhesive. .
[0102]
Next, the interior trim was installed, the other end side of the heat pipe was pulled out from the lower hole, and inserted into the jig of the heat collector to connect the heat pipe and the heat collector. Similar to the connection portion on the outer panel side, the connection portion was filled with a heat conductive paste. Next, the heat collector was fitted into the hole. The fixing of the heat collector was simply performed using an adhesive tape. As shown in FIG. 7, two heat pipes were installed for each door.
[0103]
The above operation was performed on four doors, and a vehicle body having a heat insulating and heat radiation structure to which a total of eight heat pipes were connected (hereinafter, referred to as an “example vehicle”) was manufactured. Further, vehicles of the same type and color (hereinafter, referred to as “comparative vehicles”) were prepared for comparison, and used in subsequent experiments.
[0104]
(Actual vehicle test)
The change in the indoor temperature of the vehicle of the example and the vehicle of the comparative example, which were parked outdoors toward the south on a sunny day in August, was measured. Outdoor parking was started in the early morning, and the temperature was recorded at 11:00 am under the condition of receiving solar radiation from the upper left (east side) of the vehicle. Specifically, as shown in FIG. 11, the outside air temperature 310, the room temperature 320 near the driver's head, the room temperature 330 near the driver's abdomen, the door surface temperature 340, and the door interior trim surface temperature 350 were measured. For the measurement, a thermocouple (stainless steel sheath, part number 219-4337, manufactured by Rs Components) was used. Table 1 shows the results.
[0105]
[Table 1]
Figure 2004203346
[0106]
As shown in the results of Table 1, in the present example, in the case of the example vehicle, the indoor temperature during parking under the scorching sun was able to be reduced by about 4 ° C. as compared with the comparative example vehicle. In addition, in the measurement results of the example vehicle, the sun-side door surface temperature increases and the door interior trim temperature decreases, and the shade-side door surface temperature increases and the trim surface temperature increases, as compared with the measurement result of the comparative example vehicle. It was confirmed that the heat radiation structure for a vehicle of the present invention prevented heat from entering on the sunny side, and that heat in the vehicle interior was released through the door outer panel on the shade side.
[0107]
In addition, as a method that has been conventionally implemented by a user of a vehicle as a heat countermeasure during parking under the scorching sun, there is a method of placing a simple reflector inside the front window, but the effect depends on the installation method. At room temperature, about 2 to 3 ° C. From this, it can be said that the effect of the present invention is very large.
[0108]
As described above, the preferred embodiments and examples of the present invention have been described, but the present invention is not limited to these, and various omissions, additions, and modifications are possible within the scope of the technical idea of the invention. Needless to say,
[0109]
For example, the case where there are two heat insulating layers provided between the outer panel and the heat collector has been described, but the number of heat insulating layers may be one, or three or more. For example, a heat insulating layer may be provided on all of the inner side surface of the outer panel, the outer side surface of the heat collector, and the surface of the inner panel.
[0110]
Further, the connection between the outer panel and the heat pipe and the connection between the heat collector and the heat pipe may be directly connected, or indirectly connected via a member having high thermal conductivity. Is also good.
[0111]
Further, the number of heat collectors can be appropriately increased or decreased. A plurality of heat pipes may be connected to one heat collector, and one heat pipe may be connected to one heat collector.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an automobile front door to which a vehicle heat dissipation structure according to a first embodiment is applied.
FIG. 2 is an external view of the automobile front door of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the heat insulating layer shown in FIG.
FIG. 4 is an external view showing an example of a heat pipe fixing jig.
FIG. 5 is an external view showing another example of a heat pipe fixing jig.
FIG. 6 is an external view showing an example of a front door portion for a vehicle to which the heat dissipation structure for a vehicle according to the second embodiment is applied.
FIG. 7 is an external view showing an example of a front door portion for an automobile to which the heat dissipation structure for a vehicle according to the third embodiment is applied.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an example of a front door portion for a vehicle to which the heat radiation structure for a vehicle according to the fourth embodiment is applied.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an example of a front door portion for an automobile to which the heat dissipation structure for a vehicle according to the fifth embodiment is applied.
FIG. 10 is an external view showing an example of a vehicle in which the vehicle heat dissipation structure is applied to a door, a roof, a pillar, and a fender.
FIG. 11 is a diagram showing measurement points in the example of the present invention.
[Explanation of symbols]
110 ... outer panel (outer wall plate),
120 ... inner panel (inner wall plate),
121 ... inner panel hole,
130 ... interior trim (interior material),
140 ... window glass,
150 ... heat collector,
160 ... first heat insulating layer,
165: Heat insulation layer for inner panel
170 ... second heat insulating layer,
171 low thermal conductive layer,
172 ... low radiation layer,
180 ... heat pipe,
181: Upper horizontal part,
182: Lower horizontal portion.

Claims (15)

車両の外壁を形成する外壁板と、
前記車両の車室内の熱を吸収可能に設置される集熱体と、
前記外壁板と前記集熱体との間に設けられる少なくとも一つの断熱層と、
作動流体が封入されており、前記外壁板に一端部側が接続されるとともに前記集熱体に他端部側が接続されるヒートパイプと、を有することを特徴とする車両用放熱装置。An outer wall plate forming an outer wall of the vehicle,
A heat collector installed so as to be able to absorb heat in the vehicle cabin,
At least one heat insulating layer provided between the outer wall plate and the heat collector,
A heat pipe having a working fluid sealed therein, the heat pipe having one end connected to the outer wall plate and the other end connected to the heat collector. 前記外壁板に前記ヒートパイプが接続される第１接続点は、前記集熱体に前記ヒートパイプが接続される第２接続点よりも、高い位置にあることを特徴とする請求項１に記載の車両用放熱装置。2. The first connection point at which the heat pipe is connected to the outer wall plate is higher than a second connection point at which the heat pipe is connected to the heat collector. 3. Heat dissipating device for vehicles. 前記集熱体は、車室の内装材の車内側に設置されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用放熱装置。The heat radiator for a vehicle according to claim 1, wherein the heat collector is installed inside a vehicle interior material. 前記集熱体は、金属板から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用放熱装置。The heat radiator for a vehicle according to claim 1, wherein the heat collector is formed of a metal plate. 前記金属板は、表面処理層を有し、前記表面処理層は低明度色をしていることを特徴とする請求項４に記載の車両用放熱装置。The heat dissipation device for a vehicle according to claim 4, wherein the metal plate has a surface treatment layer, and the surface treatment layer has a low brightness color. 前記断熱層は、内装材自体であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用放熱装置。The heat dissipation device for a vehicle according to claim 1, wherein the heat insulation layer is an interior material itself. 前記断熱層は、前記内装材の車外側の面、および／または前記外壁板の車内側の面に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用放熱装置。The heat dissipation device for a vehicle according to claim 1, wherein the heat insulation layer is provided on a surface on the vehicle exterior side of the interior material and / or a surface on the vehicle interior side of the outer wall plate. 前記断熱層は、前記外壁板と前記内装材との間で前記外壁板に組み付けられている内壁板の表面に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用放熱装置。The vehicle heat radiator according to claim 1, wherein the heat insulating layer is provided on a surface of an inner wall plate that is assembled to the outer wall plate between the outer wall plate and the interior material. 前記断熱層は、繊維層、樹脂層、樹脂発泡層、および表面に金属膜を有する樹脂フィルム層からなる群から選ばれた少なくとも１種以上の層を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用放熱装置。The heat insulating layer includes at least one or more layers selected from the group consisting of a fiber layer, a resin layer, a resin foam layer, and a resin film layer having a metal film on the surface. The heat radiating device for a vehicle according to claim 1. 前記ヒートパイプ内に封入されている作動流体は、水であること特徴とする請求項１または２に記載の車両用放熱装置。The heat radiating device for a vehicle according to claim 1, wherein the working fluid sealed in the heat pipe is water. 前記ヒートパイプは、毛細管還流機能をもつ溝部が内面に形成されているグルーブ式のヒートパイプであることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用放熱装置。The heat radiator for a vehicle according to claim 1, wherein the heat pipe is a groove type heat pipe having a groove having a capillary return function formed on an inner surface. 前記ヒートパイプは、車両の略垂直面を形成する外壁板に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用放熱装置。The heat radiator for a vehicle according to claim 1, wherein the heat pipe is connected to an outer wall plate that forms a substantially vertical surface of the vehicle. 前記ヒートパイプは、車両のドア部を構成する外壁板に接続されることを特徴とする請求項１２に記載の車両用放熱装置。13. The heat radiating device for a vehicle according to claim 12, wherein the heat pipe is connected to an outer wall plate forming a door portion of the vehicle. 車両の外壁を形成する外壁板と、
前記車両の車室内に熱吸収可能に設置される集熱体と、
作動流体が封入されており、前記外壁板に一端部側が接続されるとともに前記集熱体に他端部側が接続されるヒートパイプと、を有し、
前記外壁板に前記ヒートパイプが接続される第１接続点は、前記集熱体に前記ヒートパイプが接続される第２接続点よりも、高い位置にあることを特徴とする車両用放熱装置。An outer wall plate forming an outer wall of the vehicle,
A heat collector installed so as to be able to absorb heat in the cabin of the vehicle,
A working fluid is sealed, and a heat pipe having one end connected to the outer wall plate and the other end connected to the heat collector;
A heat dissipation device for a vehicle, wherein a first connection point at which the heat pipe is connected to the outer wall plate is higher than a second connection point at which the heat pipe is connected to the heat collector. 前記請求項１〜１４のいずれかの車両用放熱装置を有する車両。A vehicle having the vehicle radiator according to any one of claims 1 to 14.
JP2002377994A 2002-12-26 2002-12-26 Vehicle heat dissipation device and vehicle using this device Expired - Fee Related JP4306246B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002377994A JP4306246B2 (en) 2002-12-26 2002-12-26 Vehicle heat dissipation device and vehicle using this device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002377994A JP4306246B2 (en) 2002-12-26 2002-12-26 Vehicle heat dissipation device and vehicle using this device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004203346A true JP2004203346A (en) 2004-07-22
JP4306246B2 JP4306246B2 (en) 2009-07-29

Family

ID=32814997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002377994A Expired - Fee Related JP4306246B2 (en) 2002-12-26 2002-12-26 Vehicle heat dissipation device and vehicle using this device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4306246B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006123825A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Fujikura Ltd Heat radiating structure of vehicle
GB2499839A (en) * 2012-03-02 2013-09-04 Univ United Arab Emirates Passive heat transfer from a vehicle passenger using a heat pipe
CN106785217A (en) * 2017-01-19 2017-05-31 清华大学深圳研究生院 Electric automobile
JP2021025705A (en) * 2019-08-06 2021-02-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 refrigerator

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006123825A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Fujikura Ltd Heat radiating structure of vehicle
JP4516823B2 (en) * 2004-10-29 2010-08-04 株式会社フジクラ Vehicle heat dissipation structure
GB2499839A (en) * 2012-03-02 2013-09-04 Univ United Arab Emirates Passive heat transfer from a vehicle passenger using a heat pipe
CN106785217A (en) * 2017-01-19 2017-05-31 清华大学深圳研究生院 Electric automobile
JP2021025705A (en) * 2019-08-06 2021-02-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 refrigerator
JP7266164B2 (en) 2019-08-06 2023-04-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 refrigerator

Also Published As

Publication number Publication date
JP4306246B2 (en) 2009-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4228771B2 (en) Thermal insulation and heat dissipation structure for automobiles
US20120145223A1 (en) Solar thermal energy collector
US20180172296A1 (en) Method and device for air-conditioning a room
US20050199234A1 (en) Heating and cooling system
US4335708A (en) Solar collector
JP4306246B2 (en) Vehicle heat dissipation device and vehicle using this device
JP4885517B2 (en) Heating outer wall structure using solar heat
JP2012510604A (en) Solar roofing assembly
JP7073340B2 (en) Roof panel equipment that functions as a heat collector
JP2003335185A (en) Automobile
JP4639913B2 (en) Skin material and interior parts
JP4516823B2 (en) Vehicle heat dissipation structure
JP2004169943A (en) Cooling device
CN100542855C (en) Car body heat radiator
JP2004217196A (en) Heat function structure for automobile and vehicle body panel structure used for the same
JP4325180B2 (en) Interior heat dissipation structure
JP2003212056A (en) Panel structure
KR100938910B1 (en) Solar energy collector
CN201249646Y (en) Sun-shading ventilation structure for an energy-saving vehicle
JP4151551B2 (en) Thermal functional structure for automobile
KR200235577Y1 (en) Solar heat sink assembly
CN213261864U (en) Integrated film power generation and cooling device for vehicle
JP2006298263A (en) Heat radiator and heat radiation method for interior member of vehicle
JPS6122220B2 (en)
JP2002089975A (en) Heat source equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051026

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080311

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080512

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080812

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081010

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20081022

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090120

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090311

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090414

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090427

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130515

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees