JP2005186852A - 車両用放熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の目的は、最も高温となるインパネ部分の熱を車外に効率よく排出させることでインパネ表面の温度を下げ、ひいては車内への放熱熱エネルギー並びに乗員への二次輻射を低減することである。
【解決手段】
本発明に係る車両用放熱装置は、車内空気を車外へ排気する換気ブロア１４と、換気ブロアのファンの下流側若しくは上流側に配置された放熱器５０と、車両のインストルメンタルパネルの熱を、集熱部５３ａから放熱部５３ｂへ移動させるヒートパイプ５３と、ヒートパイプの放熱部へ移動させた熱を放熱器まで移動させる導熱部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、駐車中に車内温度が上昇すると換気を行なう車両用放熱装置に関し、特にインストルメンタルパネル（以下、インパネという）から熱を奪って、その熱を車外に強制的に排出する車両用放熱装置に関する。

夏季に自動車を停車しておくと、車内温度が７０℃以上にもなり、乗員に不快感を与えると共に、冷房に対して非常に大きなエネルギーを要している。一般にこれを駐車時の熱負荷と呼び、様々な対策が行なわれている。例えば、ガラスを熱線カットガラスにして、車内への熱の進入を防止し、或いは駐車中にブロワーにより換気を行い、熱を車外に排出するものなどの先行技術がある（例えば、特許文献１〜６を参照）。

しかし、上記公知技術は、ただ換気して外気を導入するというもので、効率良く、車内空気を追い出すというものではなかった。
特開平５−１４７４２６号公報 特開平８−１１５２４号公報 特公平３−３８１３４号公報 特開平２−２５６５１０号公報 特開昭６１−１４３２１１号公報 実開昭５８−２２３０８号公報

本発明者らは、車内の熱の分布を調査した結果、フロントガラス近傍や室内天井部近傍が６４℃程度であったのに対して、インパネ天板は直射日光を受けやすく、しかもインパネ部には構成部品が多いためそれらの構成部品が加熱されて高温になるため、インパネ部は９０℃を超える場合もあることが判明した。これらの構成部品は熱容量が比較的大きなものがあり、一旦加熱されると冷却され難い。このようにインパネが吸熱すると二次輻射により車内が高温になると同時に、乗員、特に前席乗員の顔部に熱が輻射されるため、より不快感を増幅していることがわかった。本発明は、インパネの熱を車外に効率よく排出させることでインパネ表面の温度を下げ、ひいては車内への放熱熱エネルギー並びに乗員への二次輻射を低減することを目的とする。そこで空調装置のインテーク部に換気ブロアの吐出口を接続するとともに該吐出口にインパネの熱を移動させることで、車内の高温空気とインパネの熱を同時に排出する車両用放熱装置を提供することを目的とする。特に、駐車中に日射による車内温度の上昇を防止するため、駐車中に車内温度が上昇すると換気及びインパネの熱の除去を同時に行なう車両用放熱装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、インパネの熱を強制排出する本発明に係る車両用放熱装置は、車内空気を車外へ排気する換気ブロアと、該換気ブロアのファンの下流側若しくは上流側に配置された放熱器と、車両のインストルメンタルパネルの熱を、集熱部から放熱部へ移動させるヒートパイプと、該ヒートパイプの放熱部へ移動させた熱を前記放熱器まで移動させる導熱部と、を備えることを特徴とする。インパネが高温になることを着目し、インパネの熱を車内空気と共に車外に強制排出させる。これにより、インパネ温度、ひいては車内温度及び二次輻射を効果的に低下させることができる。

ここで前記導熱部は、キャピラリーポンプ式ループ、或いは二相流型熱交換器、ラジエータ部、該二相流型熱交換器と該ラジエータ部とを閉ループ状に接続するパイプ及びポンプを少なくとも有するループであることが好ましい。ヒートパイプの放熱部に移動させたインパネの熱を、換気ブロアのファンの下流側若しくは上流側に設置した放熱器へ効率よく移動させる。

また本発明に係る車両用放熱装置では、前記インストルメンタルパネルの内部若しくは底面に導熱部材を配置し、該導熱部材に前記ヒートパイプの集熱部を接触させることが好ましい。インパネの熱をヒートパイプの集熱部へ効率よく移動させることができる。

本発明に係る車両用放熱装置では、ハニカム体又は並列に配置した複数の筒体からなり、該ハニカム体又は筒体の上底及び下底の内側の熱線放射率を高く且つ側面内側の熱線反射率を高くした反射導熱部材を、前記インストルメンタルパネルの底面に対して前記上底が対向するように配置することが好ましい。インパネは熱伝導率が良い材料で形成されることが好ましいが、反射導熱部材をインパネの底面に対して上底が対向するように配置することで、インパネの熱をまず反射導熱部の上底へ移動させ、これをすばやく下底まで移動させる。これにより、一先ずインパネから熱を奪い、車内温度及び乗員への二次輻射を効果的に低下させることができる。

ここで本発明に係る車両用放熱装置では、前記反射導熱部材の下底に集まった熱を前記ヒートパイプで移動させることが好ましい。

さらに本発明に係る車両用放熱装置では、車外空気吸入口に連通している外気導入流路と、車内空気吸入口と、内外気導入の切替えを行なうインテークドアとを有する内外気切換え箱と、該内外気切換え箱から車内の吹出口に向かう通気流路に、空調ブロアと空調用エバポレータとを設け、前記換気ブロアの吐出空気を、前記外気導入流路を介して車外へ排気することがより好ましい。空調装置の外気導入部を排気口として兼用させることで特別な換気用の穴を開ける必要がない。

ここで前記換気ブロアは、足元の車内空気を吸込むことが好ましい。放熱器を効率的に冷却するためには換気ファンは低温空気を吸込んで排気することが好ましい。インパネの内部の滞留空気はインパネの熱が伝導するので高温であり、一方、前席の足元付近の空気はインパネの内部の滞留空気と比較すると低温である。例えば、実験により車内温度が７０℃の場合でも足元温度は４０℃前後であり、冷却に有利である。したがって、インパネの熱を移動させて高温となった放熱器を、足元の車内空気で効果的に冷却することができる。

また本発明に係る車両用放熱装置では、前記換気ブロアのファンの下流側に開閉ダンパを設けることが好ましい。

さらに本発明に係る車両用放熱装置では、少なくとも、内気センサから車内温度情報を入力し、前記換気ブロアの作動手段へオン又はオフの信号を出力し、前記開閉ダンパの開閉手段へ開又は閉の信号を出力し、前記導熱部の導熱作動手段へオン又はオフとする信号を出力し、且つ前記インテークドアの内外気切替作動手段へ内気導入モードとする信号又は外気導入モードとする信号を出力する制御手段を設け、該制御手段は、エンジンが停止状態であるとの情報及び車内温度が所定温度以上であるとの情報が入力されたときに、前記換気ブロアの作動手段へオンの信号を出力し、前記開閉ダンパの開閉手段へ開の信号を出力し、前記導熱部の導熱作動手段へオンとする信号を出力し、且つ前記インテークドアの内外気切替作動手段へ内気導入モードとする信号を出力することが好ましい。駐車中に車内温度が上昇すると換気を行ない、駐車中に日射によるインパネの温度上昇、ひいては車内温度の上昇を防止することができる。

ここで前記制御手段は、エンジンが作動状態であるとの情報が入力されたときに、前記開閉ダンパの開閉手段へ閉の信号を出力することが好ましい。インテーク部の通気流路から換気ブロアの換気流路への逆流を防止し、空調作動時において、ＲＥＣモードでは外気の侵入を防止し、フレッシュモードでは内気の混入を防止することができる。

本発明により、インパネの熱を車外に効率よく排出させることでインパネ表面の温度を下げ、ひいては車内への放熱熱エネルギー並びに乗員への二次輻射を低減することができる。この際、インパネの熱を効率良く車内空気と共に車外に排出するので、車内温度及び二次輻射の低下に効果的である。駐車中に車内温度が上昇すると、これを低下させることもできる。

以下、本発明について実施形態を示しながら詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。以下、図１〜図９を参照しながら本実施形態に係る車両用放熱装置について説明する。

図１は本実施形態に係る車両用放熱装置１００の一形態を示す概略図である。車両用放熱装置１００は、車両のインパネ３の内部空間４に配置され、車内空気を吸込んで車内空気を車外へ排気する換気ブロア１４と、換気ブロア１４のファンの下流側に配置された放熱器５０と、車両のインパネ３の熱を、集熱部５３ａから放熱部５３ｂへ移動させるヒートパイプ５３と、ヒートパイプ５３の放熱部５３ｂへ移動させた熱を放熱器５０まで移動させる導熱部とを少なくとも備え、さらにインテーク部である内外気切換え箱１０と、内外気切換え箱１０から車内の吹出口（不図示）に向かって空気流れを形成する通気流路２ａ，２ｂ，２ｃを形成するケース１と、ケース１内に配置された空調ブロア１１と、換気ブロア１４の排気空気用のダクトである換気流路５と、換気流路５に設けられた開閉ダンパ６とを備えても良い。車両用放熱装置１００は、さらにエバポレータ１３をケース１内に配置し、ＨＶＡＣを兼用している。また車内の吹出口（不図示）から吹き出す空気を浄化しておくために、図１に示すようにフィルタユニット１２を例えばケース１内の通気流路２ｂに配置しても良い。さらに、車両用放熱装置１００は制御手段３０を備える。なお、放熱器５０は、換気ブロア１４のファンの上流側に配置しても良い。

内外気切換え箱１０は、車外空気吸入口２０に連通している外気導入流路９と、車内空気吸入口８と、内外気導入の切換えを行なうインテークドア７とを有する。車外空気吸入口２０は、フレッシュモードのときに外気を取り込むための吸入口であり、取り込まれた外気は、外気導入流路９を介して内外気切換え箱１０の通気流路２ａに取り込まれる。車内空気吸入口８は、リサーキュレーション（ＲＥＣ）モードのときに車内の空気を内外気切換え箱１０の通気流路２ａに取り込む吸入口である。

通気流路２ａ，２ｂ，２ｃは、ケース１により形成される。通気流路２ａには、内外気切換え箱１０に取り込まれた空気が空調ブロア１１によって吸い込まれるときに空気流れ２１が形成される。通気流路２ｂには、空調ブロア１１によって空気流れ２２が形成される。通気流路２ｃには、エバポレータ１３を透過した冷却空気の空気流れ２３が形成される。

空調ブロア１１は、ケース１内の通気流路に設けられ、前述のように空気流れ２１，２２，２３を形成する。なお、図１ではブロアは、遠心式のシロッコファンを示したが、ターボファンであっても良く、さらに貫流式ブロアであっても良い。

フィルタユニット１２は空気を浄化するためのものであり、フィルタ面が覆われないようにフィルタ端部を固定するフィルタ枠に、集塵フィルタと脱臭フィルタとを組み合わせて組み込むことが好ましい。

エバポレータ１３は、空調の冷凍サイクルを構成する。冷凍サイクルは、少なくとも、気化状態の冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ（不図示）と、コンプレッサから吐出された冷媒を冷却し冷媒を凝縮するコンデンサ（不図示）と、コンデンサで凝縮した冷媒を絞り作用により気液混合体にする膨張弁（不図示）と、膨張弁で気液混合体となった冷媒の蒸発熱により空気を冷却除湿するエバポレータ１３とを備える。なお、空気流れ２３の下流には、ヒータコア（不図示）、エアミックスドア（不図示）が配置され、さらに下流には車内の吹出口として、ベント吹出し口（不図示）、サイドベント吹出し口（不図示）若しくはデフロスト吹出し口（不図示）、又はフット吹出し口（不図示）等の吹出し口が設けられる。

車両のインパネ３は、ファイヤーボードと運転席・助手席との間に、車両計器類、ＨＶＡＣユニット等の構成部品４５を配置したときに、これらを収容し、車室を仕切るものである。車両のインパネ３の天板部分は、フロントガラスを透過した直射日光を受けて加熱される。インパネの加熱に伴って、内部空間４内に配置された上記構成部品４５も加熱されることとなるが、これらは熱容量が大きいものが多く、一旦、加熱されると冷却されるまで時間がかかることとなる。

換気ブロア１４は、車両のインパネ３の内部空間４に配置され、インパネ３の内部空間４に滞留する空気を排気する。換気ブロア１４により、車両用放熱装置１００は強制換気を行うことができる。吸込口１４ａは、インパネ３側、ファイヤーボード側又は運転席側に向けても良いが、インパネ３の下方の足元付近は炎天下で温度分布が低い場所であるため、その低温空気を吸込むために足元に向けることが好ましい。換気ブロア１４に低温空気を吸込ませることで、後述する放熱器５０を効率よく冷却することが可能となる。なお、吸込口１４ａは不図示のデフダクトに接続しても良い。

図１に示したように、換気ブロア１４の作動により、インパネ３の内部空間４に空気流れ２４が形成される。一方、換気ブロア１４の吐出口は、外気導入流路９と連通させるための換気流路５を設けている。さらに換気流路５には開閉ダンパ６を設けている。開閉ダンパ６とインテークドア７の開閉を制御することで、換気ブロア１４を作動させたときにインパネ内部の空気、好ましくは足元の空気を強制的に車外に排気するための空気流れ２５，２６を形成する。

インパネ３は、熱伝導の良い材料で形成することが好ましいが、一般にインパネ形成材料であるプラスチックは金属よりも熱伝導が小さい。そこで図２に示すように熱伝導率の高い部材、例えば金属インサート５４をインパネ天板内部若しくは内壁に当接して設けることで、インパネ３の熱伝導を向上させることが好ましい。図２は、本実施形態に係る車両用放熱装置１００に搭載するインパネ放熱システムの概略構成図であり、インパネ天板部分は横断面図を示し、インパネ内にヒートパイプ５３と金属インサート５４を配置した状態を示している。なお、図示の便宜上、ヒートパイプ５３の一端に設けた放熱部５３ｂを右下に記載している。ここで、金属インサート５４及びヒートパイプ５３の配置は例示であり、種々変形可能である。

ヒートパイプ５３は、インパネ３の熱をインパネ３から取り除くように移動させて、インパネ温度を低下させるものである。図３にヒートパイプの原理を示す概念図を示した。ヒートパイプ５３とは、管の内部に設けた毛細管構造（ウイック）５３ｅと、毛細管構造５３ｅの入口側と連通する空間を有する放熱部５３ｂと、毛細管構造５３ｅの出口側と連通する空間を有する集熱部５３ａとを備えたものである。放熱部５３ｂと集熱部５３ａとの境界は断熱部ｆとなる。そして密閉容器内に少量の液体（作動液）を真空封入している。ヒートパイプ５３の集熱部５３ａが加熱されると、作動液が蒸発（蒸発潜熱の吸収）し、低温側、すなわち放熱部５３ｂ側に蒸気５３ｄが移動する。蒸気５３ｄが放熱部５３ｂで凝縮（蒸発潜熱の放出）して熱を放出する。次いで凝縮した作動液が毛細管現象で毛細管構造５３ｅにおいて還流５３ｃを形成する。この一連の相変化が連続的に生じることにより、熱が集熱部５３ａから放熱部５３ｂへすばやく移動することができる。本実施形態に係る車両用放熱装置１００におけるインパネ放熱システムでは、金属インサートとヒートパイプ５３の集熱部５３ａとを接触させることが好ましい。金属インサート５４をインパネ天板内部若しくは内壁に設けることとすると、インパネ３の熱はまず金属インサート５４に移り、金属インサート５４に移動した熱は効率よく熱伝導してヒートパイプ５３の集熱部５３ａに移動する。次いで、ヒートパイプ５３の作動により、すばやく放熱部５３ｂまで熱が移動する。

本実施形態に係る車両用放熱装置１００では、インパネ３の底面に反射導熱部材を配置して、まずインパネ３から熱を奪うようにすばやく移動させる構成としても良い。図４に反射導熱部材の一形態を示す概略図を示し（ａ）は反射導熱部の最小単位ユニットの一形態を示す概略図であり、（ｂ）は最小単位ユニットを多数、並列に並べたときの概略図を示した。反射導熱方式の熱伝導法とは、図４（ａ）に示すように、放射伝熱を利用した導熱方式で、筒の上底６３及び下底６２の内側の熱線放射率を高くし、側面６１の内側の熱線反射率を高くする構成とすることにより、熱線６４を受けて高温となった上底６３から放射された熱線６４が高反射率の側面６１に反射されて、効率的に下底６２に放熱伝熱する。具体例としては上底６３・下底６２の内側を黒い荒い粗面とし、側面６１の内側にアルミ箔を張りつめることが考えられる。筒の径は、３〜５ｍｍとすることが多く、インパネ３のほぼ全面の熱を反射導熱部材６０によってその下底６２へ移動させる場合には、反射導熱部材６０は、図４（ｂ）に示すようにハニカム体又は並列に配置した複数の筒体から形成させることが好ましい。そして、インパネ３の底面（不図示）に対して上底６３が対向するように配置することにより、すばやくインパネ３の熱を取り除くように反射導熱部材６０へ移動させることが可能となる。

本実施形態に係る車両用放熱装置１００の不図示の別形態として、反射導熱部材の下底とヒートパイプの集熱部とを接触させて、反射導熱部材の下底に集まった熱をヒートパイプで移動させてもよい。このとき、反射導熱部材の下底に金属部材を設けて、該金属部材とヒートパイプの集熱部とを接触させて、ヒートパイプで熱を移動させてもよい。

導熱部は、ヒートパイプ５３の放熱部５３ｂへ移動させた熱を放熱器５０まで移動させるものであり、ヒートポンプを構成する。図５に導熱部の一形態の概略構成図を示した。導熱部はキャピラリーポンプ式ループを形成する。すなわち、導熱部は、液状の熱交換媒体を外部の熱により蒸発させる蒸発器５２と、蒸発した熱交換媒体を液体に戻すラジエータ部５６と、これら蒸発器５２とラジエータ部５６とを閉ループ 状に接続するパイプ５１と、熱交換媒体の液循環駆動力を与えるポンプ５５とを少なくとも備える。パイプ５１の一部に接続されるリザーバ（不図示）を設けても良い。パイプ５１は、気相ライン５１ａと液相ライン５１ｂとを含む。ヒートパイプ５３の放熱部５３ｂと蒸発器５２を接触させることで、ヒートパイプ５３の放熱部５３ｂまで移動させた熱を蒸発器５２で熱交換させる。これにより蒸発器５２に存在する液体の熱交換媒を蒸発させる。蒸発した熱交換媒体は、ラジエータ部５６で凝縮されて再び蒸発器５２に戻るというサイクルを繰り返す。ラジエータ部５６は、後述するヒートシンク等の放熱器５０と導熱状態となっていて、放熱器５０による放熱でラジエータ部５６が冷却される。なお、例えばベローズを使用したリザーバによりキャピラリーポンプ式ループの圧力を調整して、熱交換媒体の蒸発温度を一定に保つ様に構成することが好ましい。ポンプ５５は機械式ポンプでも良いが、キャピラリーポンプ又はサーマルポンプが好ましい。サーマルポンプについては公知公用の技術、例えば特許文献７又は８を適用することができる。また、ポンプ５５に関しては動力源を利用せず、毛細管現象を利用したウイックを設置し、液層を送り出すということも可能である。例えば、液層ライン５１ｂ内部に網状のウイックを設置し毛細管現象による液層の輸送を行うと共に、ポンプ５５として銅若しくはニッケルなどの焼結体を用いたウイックを設置し、ウイックの毛細管力によって液層を送り出すことも可能である。本例を用いれば、動力源無しにおいても本実施例は実現可能であるが、特に限定はしない。
特公平５−２４４２２号公報 特公平５−５９３４４号公報

導熱部は、二相流型熱交換器、ラジエータ部、該二相流型熱交換器と該ラジエータ部とを閉ループ状に接続するパイプ及びポンプを少なくとも有するループであっても良い。この場合、ポンプは液体用機械式ポンプとすることが好ましい。キャピラリーポンプ式ループの場合と同様に、ヒートパイプ５３の放熱部５３ｂまで移動させた熱を二相流型熱交換器で熱交換することで、二相流型熱交換器に存在する液体の熱交換媒を蒸発させる。蒸発した熱交換媒体は、ラジエータ部で凝縮されて再び二相流型熱交換器に戻るというサイクルを繰り返す。ラジエータ部は、キャピラリーポンプ式ループの場合と同様にヒートシンク等の放熱器５０と導熱状態となっていて、放熱器５０による放熱でラジエータ部が冷却される。

放熱器５０はヒートシンクが例示でき、図１に示すように換気ブロア１４のファンの下流側、すなわち換気流路５に配置することが好ましい。或いはスペースがあれば、換気ブロア１４のファンの上流側に配置してもよい。換気ブロア１４の作動により、ヒートシンクが空冷され、熱交換された空気流れ２５，２６が車外空気吸入口から車外に排気される。

以上述べたとおり、インパネ３が直射日光等により加熱されると、インパネの熱は金属インサート５４に移動して、次にヒートパイプ５３と導熱部によりヒートシンク等の放熱器５０まで移動し、さらに換気ブロアの作動により形成された空気流れ２５，２６に移動して、最終的に車外に排出される。この結果、本実施形態に係る車両用放熱装置１００により、インパネ表面の温度が下がり、ひいては車内への放熱熱エネルギー及び乗員への二次輻射が低減される。図１において、インパネ３、ヒートパイプ５３、蒸発器５２及びパイプ５１において記載した点線矢印は熱の移動方向を示している。

制御手段３０は、エンジン作動・停止情報をエンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）３２から入力し、また内気センサ３１から車内温度情報を入力する。また制御手段３０は、換気ブロア１４のオン−オフを制御する作動手段３４へオン又はオフの信号を出力し、また開閉ダンパ６の開閉手段３３へ開又は閉の信号を出力する。また制御手段３０は、インテークドア７の内外気切替作動手段３５へ内気導入モードとする信号又は外気導入モードとする信号を出力する。さらに制御手段３０は、導熱作動手段３６へオン又はオフとする信号を出力する。導熱作動手段３６は、機械式のポンプ、サーマルポンプ又はキャピラリーポンプの動力部分である。

次に図６を参照しながら、車両用放熱装置１００の使用方法について説明する。まず、通常の空調運転を行なう場合について説明する。図６は、車両用放熱装置１００が空調装置として空調運転をしたときの空気流れを示す概念図である。開閉ダンパ６を閉とする。まず、インテークドア７をフレッシュモードとすると、空調ブロア１１が作動することにより、外気導入流路９は、車外空気吸入口２０から取り込んだ車外空気を換気流路５に逆流させることなく、空気流れ２７を形成する。そして通気流路２ａ内の空気流れ２１が形成される。また、インテークドア７をＲＥＣモードとすると、空調ブロア１１が作動することにより、車内空気吸入口８から車内空気が取り込まれて通気流路２ａで空気流れ２１が形成される。空調ブロア１１から吐出された空気流れ２２は、フィルタユニット１２で清浄化され、エバポレータ１３により冷却される。エバポレータ１３を通過した空気流れ２３は、その一部若しくは全部がヒータコア（不図示）で加熱され、車内の吹出口（不図示）から吹き出す。このように、車両用放熱装置１００によって、温度・湿度をコントロールされた空気が車内に吹き出して空調がなされる。

次に、駐車中に日射を受けて車内温度が上昇した場合に、車両用放熱装置１００を用いて車内をクールダウンさせる換気運転を行なう場合について説明する。図７は、車両用放熱装置１００が換気装置として換気運転をしたときの空気流れを示す概念図である。図８は本実施形態に係る車両用放熱装置１００の作動を示すフローチャートである。エンジンＥＣＵ３２からエンジンの作動状態を判断し（ステップＳ１）、オフの場合は内気センサ３１の値で車内温度が４０℃以上であるか否かの判断を行なう（ステップＳ２）。車内温度が４０℃未満であるときは換気ブロア１４のファン作動オフ及びポンプ５５をオフ（ステップＳ９）としたままで、ステップＳ１に戻る。車内温度が４０℃以上である場合は、バッテリ電圧センサ（不図示）の示す車載バッテリの電圧が１２Ｖ以上であるか否かの判断を行なう（ステップＳ３）。車載バッテリの電圧が１２Ｖ未満の場合は、バッテリ上がりを防止するため換気ブロア１４のファン作動オフ及びポンプ５５をオフ（（ステップＳ９）としたままで、ステップＳ１に戻る。一方、車載バッテリの電圧が１２Ｖ以上の場合は、ＨＶＡＣへ空気が流れることを防止するために、インテークドア７の内外気切替作動手段３５によりインテークドア７をＲＥＣモードとする（ステップＳ４）。また、開閉手段３３により開閉ダンパ６を開とする（ステップＳ５）。次に作動手段３４により換気ブロア１４のファンを回す（ステップＳ６）。次に導熱作動手段３６によりポンプ５５をオンとする（ステップＳ７）。換気ブロア１４が作動することにより、車内空気、好ましくは足元空気が空気流れ２４として換気ブロア１４の吸込口１４ａに向かって形成される。換気ブロア１４から吐出された空気は、放熱器５０に移動した熱を放熱器５０から奪うとともに、換気流路５において空気流れ２５を形成し、外気導入流路９内に流れる。そして、インテークドア７がＲＥＣモードとなっているため、外気導入流路９内で空気流れ２６が形成され、車外空気吸入口２０から高温空気が排出される。したがって、インパネ３の熱を集めた放熱器５０の熱が換気空気と共に車外に排出される。次に車載バッテリの電圧が１１Ｖ未満であるか否かの判断を行なう（ステップＳ８）。車載バッテリの電圧が１１Ｖ未満の場合は、バッテリ上がりを防止するためファンをオフ及びポンプ５５をオフとする（ステップＳ９）。一方、車載バッテリの電圧が１１Ｖ以上の場合は、ステップ１に戻る。

エンジンオンとなった場合（ステップＳ１）、エアコンＥＣＵ（不図示）からのエアコン情報によりエアコンのオン-オフの判断を行なう（ステップＳ１０）。エアコンがオンの場合には、作動手段３４により換気ブロア１４のファンをオフ及びポンプ５５をオフとする（ステップＳ１１）。また、開閉手段３３により開閉ダンパ６を閉とする（ステップＳ１２）。これにより、ＲＥＣモード又はフレッシュモードのいずれも可能な空調運転となる。開閉ダンパ６を閉とすることで、ＲＥＣモードのときに外気の侵入の防止がなされ、フレッシュモードのときは内気の混入を防止できる。そして、ステップＳ１に戻る。図７において、インパネ３、ヒートパイプ５３、蒸発器５２及びパイプ５１において記載した点線矢印は熱の移動方向を示している。

図８のフローチャートでは、車内温度４０℃を基準として換気ブロアの作動を判断したが、これは例示であって、３５℃以上で任意に設定しても良い。また換気ブロア１４の作動手段３４は、例えば車内温度が４０以上５０℃未満の場合は風量を少（２０ｍ^３／ｈｒ）、５０℃以上６０℃未満の場合は風量を中（７０ｍ^３／ｈｒ）、７０℃以上の場合は風量を多（１００ｍ^３／ｈｒ）と、車内温度に比例して増やすようにファンの回転数を制御しても良い。もちろん、ＯＮ／ＯＦＦの２段階の制御でも、本発明の範囲に相当する。例えば、５０℃以下ではＯＦＦ、５０℃以上になった時に換気ファンを作動させるようにしても良い。

ここで、図９に本実施形態に係る車両用放熱装置を作動させたときの車内の空気流れの様子を示す。矢印は空気流れを示す。空調運転時は図９（ａ）に示すように、インパネ３の高温領域が重点的に冷やされることなく、車内全体を空気が循環し、平均的に車内が空調される。一方、駐車時の換気運転時は図９（ｂ）に示すように、インパネ３の熱がインパネ放熱システムにより車外へ排出される。したがって、車内温度分布のもっとも高いインパネ３が重点的に冷やされ、駐車時の車内温度の上昇を抑制することができる。図９（ｂ）において、インパネ３、ヒートパイプ５３及びパイプ５１において記載した点線矢印は熱の移動方向を示している。

図１に示した車両用放熱装置１００を使用して、車内温度の温度上昇の評価を行なった。炎天下条件の風洞実験で、インパネの表面温度が８０℃の場合、足元の空気は４０℃であった。このとき、車両用放熱装置１００を作動させて換気を行なったところ、インパネの表面温度が６０℃以下まで温度が低下した。さらに、３５℃７０％日射０．８ｋＷ／ｍ^２の条件でテストしたところ、２時間放置した後、車両用放熱装置１００を作動させて換気を行なったところ、車内温度は５０℃であった。一方、比較例として換気を行なわなかった場合は、車内温度は７５℃まで上昇した。したがって、車両用放熱装置１００を作動させることにより、車内空気と共にインパネの熱を車外に強制排気することで、車内温度上昇を抑制することができる。

本実施形態に係る車両用放熱装置の一形態を示す概略図である。 本実施形態に係る車両用放熱装置に搭載するインパネ放熱システムの概略構成図である。 ヒートパイプの原理を示す概念図を示した。 反射導熱部材の一形態を示す概略図であって、（ａ）は反射導熱部の最小単位ユニットの一形態を示し、（ｂ）は最小単位ユニットを多数、並列に並べた場合の一形態を示した。 導熱部の一形態の概略構成図を示した。 車両用放熱装置１００が空調装置として空調運転をしたときの空気流れを示す概念図である。 車両用放熱装置１００が換気装置として換気運転をしたときの空気流れを示す概念図である。 本実施形態に係る車両用放熱装置１００の作動を示すフローチャートである。 本実施形態に係る車両用放熱装置を作動させたときの車内の空気流れを示す概略図であって、（ａ）は空調運転時の空気流れ、（ｂ）は換気ブロア作動時の空気流れを示す。

符号の説明

１，ケース
２ａ，２ｂ，２ｃ，通気流路
３，インパネ
４，内部空間
５，換気流路
６，開閉ダンパ
７，インテークドア
８，車内空気吸入口
９，外気導入流路
１０，内外気切換え箱
１１，空調ブロア
１２，フィルタユニット
１３，エバポレータ
１４，換気ブロア
１４ａ，吸込口
２０，車外空気吸入口
２１，２２，２４，２５，２６，２７，空気流れ
３０，制御手段
３１，内気センサ
３２，エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）
３３，開閉手段
３４，作動手段
３５，内外気切替作動手段
３６，導熱作動手段
４５，構成部品
５０，放熱器
５１，パイプ
５１ａ，気相ライン
５１ｂ，液相ライン
５２，蒸発器
５３，ヒートパイプ
５３ａ，集熱部
５３ｂ，放熱部
５４，金属インサート
５５，ポンプ
５６，ラジエータ部
１００，車両用放熱装置

Claims (10)

1. 車内空気を車外へ排気する換気ブロアと、該換気ブロアのファンの下流側若しくは上流側に配置された放熱器と、車両のインストルメンタルパネルの熱を、集熱部から放熱部へ移動させるヒートパイプと、該ヒートパイプの放熱部へ移動させた熱を前記放熱器まで移動させる導熱部と、を備えることを特徴とする車両用放熱装置。
2. 前記導熱部は、キャピラリーポンプ式ループ、或いは二相流型熱交換器、ラジエータ部、該二相流型熱交換器と該ラジエータ部とを閉ループ状に接続するパイプ及びポンプを少なくとも有するループであることを特徴とする請求項１記載の車両用放熱装置。
3. 前記インストルメンタルパネルの内部若しくは底面に導熱部材を配置し、該導熱部材に前記ヒートパイプの集熱部を接触させたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用放熱装置。
4. ハニカム体又は並列に配置した複数の筒体からなり、該ハニカム体又は筒体の上底及び下底の内側の熱線放射率を高く且つ側面内側の熱線反射率を高くした反射導熱部材を、前記インストルメンタルパネルの底面に対して前記上底が対向するように配置したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の車両用放熱装置。
5. 前記反射導熱部材の下底に集まった熱を前記ヒートパイプで移動させることを特徴とする請求項４記載の車両用放熱装置。
6. 車外空気吸入口に連通している外気導入流路と、車内空気吸入口と、内外気導入の切替えを行なうインテークドアとを有する内外気切換え箱と、該内外気切換え箱から車内の吹出口に向かう通気流路に、空調ブロアと空調用エバポレータとを設け、前記換気ブロアの吐出空気を、前記外気導入流路を介して車外へ排気することを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の車両用放熱装置。
7. 前記換気ブロアは、足元の車内空気を吸込むことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の車両用放熱装置。
8. 前記換気ブロアのファンの下流側に開閉ダンパを設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の車両用放熱装置。
9. 少なくとも、内気センサから車内温度情報を入力し、前記換気ブロアの作動手段へオン又はオフの信号を出力し、前記開閉ダンパの開閉手段へ開又は閉の信号を出力し、前記導熱部の導熱作動手段へオン又はオフとする信号を出力し、且つ前記インテークドアの内外気切替作動手段へ内気導入モードとする信号又は外気導入モードとする信号を出力する制御手段を設け、
   該制御手段は、エンジンが停止状態であるとの情報及び車内温度が所定温度以上であるとの情報が入力されたときに、前記換気ブロアの作動手段へオンの信号を出力し、前記開閉ダンパの開閉手段へ開の信号を出力し、前記導熱部の導熱作動手段へオンとする信号を出力し、且つ前記インテークドアの内外気切替作動手段へ内気導入モードとする信号を出力することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の車両用放熱装置。
10. 前記制御手段は、エンジンが作動状態であるとの情報が入力されたときに、前記開閉ダンパの開閉手段へ閉の信号を出力することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の車両用放熱装置。
    

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