JP2006240551A - 自動車用の空気出し入れ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車の窓枠に取付けた状態において、窓ガラスの上下位置を変えるだけで自動的に、車室内の空気を排出したり、逆に外気を容易に取り込んだりできる双方向型の換気構造を実現する。
【解決手段】自動車の窓ガラスの上下方向の各位置を検出する３手段を有していて、窓ガラスを一段下降させて外気を吸気（又は排気）するファンと、さらに下降させた際に車室内空気を排気（又は吸気）するファンとを有しており、前記の３手段と共に、窓ガラスの上側を常時閉鎖する取り付け板に装備されているため、室内の空気の排気だけでなく、外気の吸気も可能となり、しかも窓ガラスを開けて外部の騒音や塵埃が入り込むという問題はなく、室内を常に良好な環境に維持できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車の窓枠に取付けた状態において、窓ガラスは閉じた状態で外気を室内に取り込んだり、逆に排出したりできる吸排気構造に関する。

自動車用の換気装置を窓ガラスの上端と窓枠との間に設置する構造は有るが、窓ガラスを閉じた状態でも常に換気装置が外部に露出している構造なため、高速走行時に脱落する危険があること、窓ガラスを密閉できないため、換気口以外から外気や騒音が入り込んだり、車室内の空調された空気が逃げ出すなどの問題がある。

このような問題を解決すべくと、本発明の発明者は、特開平11−165532号公報において、窓ガラスを所定の位置まで下げたときのみ、換気口が開いて内部の汚れた空気を排出できる構造を提案した。
特開平11−165532

このように換気口以外は密閉できるため、必要以上に窓ガラスが開いて、汚れた外気や騒音が入ったり、暖房時の暖気や冷房時の冷気が外部に逃げ出すという問題は解消されるが、喫煙時に車室内の汚れた空気を排出できるだけであって、冬場の暖房で車室内が乾燥している際に湿気を持った外気を取り込んだり、また夏場の冷房過剰を防止すべく温かい外気を取り込んだりすることはできない。

本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、窓ガラスの上下位置を変えるだけで自動的に、車室内の空気を排出したり、逆に外気を容易に取り込んだりできる双方向型の換気構造を実現することにある。

本発明の技術的課題は次のような手段によって解決される。請求項１は、自動車における窓ガラスの上昇全閉状態を検出する手段と、該窓ガラスが一段下降状態を検出する手段と、さらに下降したことを検出する手段の少なくとも３手段を有しており、
前記窓ガラスを一段下降させて、外気を吸気（又は排気）するファンと、さらに下降させた際に車室内空気を排気（又は吸気）するファンとを有していて、前記の３手段と共に、窓ガラスの上側を常時閉鎖する取り付け板に装備されていること、
前記の全閉状態を検出したときは、前記の二つのファンとも停止し、一段下降状態を検出したときに吸気ファン（又は排気ファン）が作動し、さらに下降したことを検出すると吸気ファン（又は排気ファン）が停止して、排気ファン（又は吸気ファン）が作動するように構成されていることを特徴とする自動車用の空気出し入れ装置である。

このように、窓ガラスの上側を常時閉鎖する取り付け板に、自動車における窓ガラスの上昇全閉状態を検出する手段と、該窓ガラスが一段下降状態を検出する手段と、さらに下降したことを検出する手段の少なくとも３手段を有しており、さらに前記窓ガラスを一段下降させて、外気を吸気（又は排気）するファンと、さらに下降させた際に車室内空気を排気（又は吸気）するファンとを有している。そして、前記の全閉状態を検出したときは、前記の二つのファンとも停止し、一段下降状態を検出したときに吸気ファン（又は排気ファン）が作動し、さらに下降したことを検出すると吸気ファン（又は排気ファン）が停止して、排気ファン（又は吸気ファン）が作動するように構成されている。その結果、窓ガラスを全閉した状態において、吸気ファンと排気ファンを選択的に作動させて、吸気のみ又は排気のみを行なうことができる。したがって、吸気動作時又は排気動作時に外部の騒音や外部の塵埃が車室内に入り込むのを確実に防止できる。

請求項２は、前記の３手段からの検出信号によって、前記の吸気ファン用の第１の駆動モータと排気ファン用の第２の駆動モータをそれぞれ制御するように接続されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用の空気出し入れ装置である。このように、前記の３手段からの検出信号によって、前記の吸気ファン用の第１の駆動モータと排気ファン用の第２の駆動モータをそれぞれ制御するように接続されているため、請求項１のように、前記取り付け板の下側の窓ガラスを全閉した状態において、吸気ファンと排気ファンを選択的に作動させて、吸気のみ又は排気のみを行なう動作を容易に実現できる。

請求項３は、前記の吸気側の開口にはフィルターを有しており、吸気時には、該吸気口を開閉するシャッター手段が開放し、排気時には、該シャッター手段が閉じるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動車用の空気出し入れ装置である。

このように、前記の吸気側の開口にはフィルターを有しており、吸気時には、該吸気口を開閉するシャッター手段が開放し、排気時には、該シャッター手段が閉じるように構成されているため、吸気口が開いて吸気動作している際に外部から塵埃が入り込むのを防止できる。また、排気時には、該シャッター手段が閉じるため、排気動作時に吸気口から空気が出入りすることを防止できる。

請求項４は、前記の取り付け板において、吸気ファンで吸気される開口と排気ファンで排気される開口とが上下にずらして配置されていることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の自動車用の空気出し入れ装置である。このように、前記の吸気ファンで吸気される開口と排気ファンで排気される開口とが上下にずらして配置されているため、窓ガラスの上下動位置によって、容易に吸気口と排気口とを選択的に開閉できる。

請求項１のように、各検出手段によって、前記の全閉状態を検出したときは、前記の吸気用と排気用の二つのファンとも停止し、一段下降状態を検出したときに吸気ファン（又は排気ファン）が作動し、さらに下降したことを検出すると吸気ファン（又は排気ファン）が停止して、排気ファン（又は吸気ファン）が作動するように構成されている。その結果、窓ガラスを全閉した状態において、吸気ファンと排気ファンを選択的に作動させて、吸気のみ又は排気のみを行なうことができる。したがって、吸気動作時又は排気動作時に外部の騒音や外部の塵埃が車室内に入り込むのを確実に防止できる。

請求項２のように、前記の３手段からの検出信号によって、前記の吸気ファン用の第１の駆動モータと排気ファン用の第２の駆動モータをそれぞれ制御するように接続されているため、請求項１のように、前記の取り付け板の下側は窓ガラスを全閉した状態において、吸気ファンと排気ファンを選択的に作動させて、吸気のみ又は排気のみを行なう動作を容易に実現できる。

請求項３のように、前記の吸気側の開口にはフィルターを有しており、吸気時には、該吸気口を開閉するシャッター手段が開放し、排気時には、該シャッター手段が閉じるように構成されているため、吸気口が開いて吸気動作している際に外部から塵埃が入り込むのを防止できる。また、排気時には、該シャッター手段が閉じるため、排気動作時に吸気口から空気が出入りすることを防止できる。

請求項４のように、前記の取り付け板において、前記の吸気ファンで吸気される開口と排気ファンで排気される開口とが上下にずらして配置されているため、窓ガラスの上下動位置によって、吸気口と排気口とを容易に選択的に開閉できる。

次に本発明による自動車用の空気出し入れ装置が実際上どのように具体化されるか実施形態を説明する。図１は本発明による自動車用の空気出し入れ装置の実装状態を示す斜視図で、運転席の外側から見た状態であり、ドアの窓ガラスＧが半開き状態になっている。

２はフロントの右側のピラーであり、その内側に取っ手３が取り付けられている。４はルーフ、５は窓枠であり、前枠部５１と上側枠部５２が現れている。この窓枠の上側枠部５２に、本発明による自動車用の空気出し入れ装置が取り付け板６を介して取り付け装着されている。

取り付け板６の内側には、フード７を介して、排気用のファンＦが取り付けられている。取り付け板６の前側下方には、ファンＦの部分に通じる排気口Ｏが開けられており、後側上方には、吸気ファンに通じる吸気口ｉが開けられている。そして、両開口Ｏとｉ間に、窓ガラス検出用のスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３が取り付けられている。

図２は、取り付け板６を内側から見た斜視図、図３は、吸気口開閉用のシャッター部の正面図である。取り付け板６の内側には、前記の排気口Ｏに排気するファンを内蔵した排気フード７を取付けてあり、前記の吸気口ｉから外気を吸引するファンを内蔵した吸気フード８を取付けてある。吸気フード８の内部には、図３のように、吸気口ｉを開閉するシャッター１６を有し、引っ張りスプリング１で引っ張っている。シャッター１６の他端にはワイヤー１１を接続し、ガイド１２を経由して、レバー１３の上端に接続してある。

Ｖ字状のレバー１３の他端１３ｓは窓ガラスＧセンサー部であり、下端の回転軸１４を支点にして回動できる。窓ガラスＧでセンサー部１３ｓが押されている場合は、引っ張りスプリング１に抗して、レバー１３でワイヤー１１を引っ張り、吸気口ｉからシャッター１６をずらして吸気口ｉを開いている。ところが、窓ガラスＧがセンサー部１３ｓより下降して、センサー部１３ｓがフリー状態になると、シャッター１６は引っ張りスプリング１で引っ張られて吸気口ｉを閉じる。

図４は、前ドアの位置の鉛直方向の断面図である。図示のように、取り付け板６は、窓ガラスＧの内側において、窓ガラスＧとほぼ平行に配置されるように、窓枠の上側枠部５２に取り付け固定されている。すなわち、上側枠部５２の下向きの凹溝５３の中に窓ガラスＧの上端と取り付け板６の上端が嵌入している。

そして、取り付け板６は、複数の固定部材９によって、上側枠部５２に取り付け固定する。すなわち、固定部材９の上端９１が下向きのＵ字状に形成され、下端９２は、取り付け板６下端のＵ字状部６ａの下面に当接するような形状になっている。

この空気出し入れ装置を上側枠部５２に取り付けるには、図２のように、予め排気ファン内蔵の排気フード７と吸気フード８が取り付けられた取り付け板６の上端を、上側枠部５２の下向き凹溝部５３中に挿入した状態で、固定部材９の上端９１を上側枠部５２の上に引っかける。次いで、固定部材９の下端９２を、ネジ１０によって、取り付け板６の下端のＵ字状部６ａの下面に固定する。

図２からも明らかなように、取り付け板６は水平方向に長く、窓ガラスＧの上端が多少開いた状態においては、この開窓部が取り付け板６で閉鎖され、排気口Ｏと吸気口ｉの部分だけが車室の内外に開口する。したがって、窓ガラスＧは、取り付け板６の影響を受けることはなく、通常の自動車の場合と同様に、上側枠部５２の凹溝５３の内部まで上昇して嵌入できる。そして、取り付け板６に開けられた排気口Ｏと吸気口ｉは、窓ガラスＧの上下動と連動して開閉される。

取り付け板６には、上下方向の位置をずらした状態で、３個のスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３を設けてあり、窓ガラスＧの上下動と連動してスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３が動作し、排気ファンＦと吸気ファンｆの動作を制御する。図５は、３個のスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３と窓ガラスＧとの相互位置関係を示す縦断面図であり、（１）のように、窓ガラスＧが１段下降すると、最上のスイッチＳ１のみが、フリー状態となる。したがって、窓ガラスＧが上限位置まで上昇した状態では、総てのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３が窓ガラスＧの存在を検出した状態となる。

（２）のように、窓ガラスＧがもう１段下降すると、スイッチＳ２も窓ガラスＧから開放されて、フリー状態となる。さらに下降すると、最下部のスイッチＳ３も窓ガラスＧから開放されて、総てのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３がフリー状態となる。なお、前記のように、窓ガラスＧが上昇して、センサー部１３ｓが窓ガラスＧで押されている間は、図３のシャッター１６が開かれており、窓ガラスＧが下降してセンサー部１３ｓをフリーにすると、シャッター１６が引っ張りスプリング１で引っ張られて吸気口ｉを閉じる。

次に、図６において、窓ガラスＧと各スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３との連動形態を説明する。スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、それぞれの検出子ｔが、窓ガラスＧに当たるべく外側に突出するように、取り付け板６に実装されている。まず、（１）のように、窓ガラスＧが上限まで上昇して全閉状態になると、排気口Ｏも吸気口ｉも閉じられると共に、全部のスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３の検出子ｔが窓ガラスＧで押されて、窓ガラス検出状態となる。この状態では、図５（１）のように、吸気口ｉは開いた状態である。そして、図４の吸気ファンＦも吸気ファンｆもモータの電源がオフ状態となり、停止状態となる。

次いで（２）のように、窓ガラスＧが１段だけ下降して、最上段スイッチＳ１の検出部がフリー状態となると、図４の吸気ファンｆのモータの電源が入って始動し、開いた吸気口ｉから外気を車室内に取り込む。したがって、寒い冬季であれば、室内が暖房で乾燥状態となるのを防止できる。また、暑い夏期だと、冷房による冷え過ぎを防止できる。そして、吸気口ｉだけしか開いていないので、窓ガラスを開放した場合のように、外部の騒音や塵埃が車室内に入り込むのを防止できる。なお、吸気フード８の内部に防塵フィルター１５を設けて、吸気口ｉから塵埃が入り込むのを阻止している。

次いで、窓ガラスＧをさらに下降させて、（３）のように、窓ガラス上端が中間のスイッチＳ２を通過すると、当該中間のスイッチＳ２もフリー状態となって、モータ電源を吸気ファンｆから排気ファンＦに切り替える。すなわち、吸気ファンｆが停止して、排気ファンＦが始動するため、排気口Ｏから車室内の空気が外部に排気される。このとき、図５（２）のように、センサー部１３ｓも窓ガラスＧから開放されてフリー状態となるので、図３のシャッター１６で吸気口ｉが閉じられる。

したがって、排気口Ｏのみが開いて、車室内の煙や汚れた空気が外部に排出される。このとき、排気口Ｏ以外は密閉状態となるので、外部の騒音や塵埃が車室内に入り込むことはない。

次いで、図６（４）のように、窓ガラス上端が最下段のスイッチＳ２を通過して、当該最下段のスイッチＳ２もフリー状態となると、排気ファンＦのモータも停止して、排気動作も終了する。

以上の構成において、上側枠部５２にサイドバイザーが付いている車両の場合は、取り付け板６などは、核サイドバイザーで隠されるため、外観を損なうこともない。また、各スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３のそれぞれの検出子ｔの上に被覆板材を被せる場合は、基端部が前記の取り付け板６に固定され、先端は自由にすることができる。この被覆板材は、合成樹脂などの柔軟な薄板からなり、容易に変形できる。したがって、窓ガラスＧは、検出子ｔに直接に接するのでなく、その上側の被覆板材の上側から接するので、検出子ｔを円滑に操作でき、また検出子ｔが損傷するのを防止できる。

本発明による自動車用の空気出し入れ装置は、開閉構造のドアに限られず、ドア以外の、窓ガラスのみが開閉する部分にも適用できることは言うまでもない。また、運転席から他のドアの窓ガラスを上下動操させることによって、他のドアの吸気口ｉの吸気動作や排気口Ｏの排気動作を制御することもできることは言うまでもない。図示実施形態では、吸気口ｉが上側に、排気口Ｏが下側に配置されているが、上下位置を逆にすることもできる。

窓ガラスＧを検出する手段として、シャッター駆動レバー１３ｓや検出子付きの窓ガラス検出スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３を用いているが、これらに代えて光センサーや圧縮空気を噴射してその反射の有無で窓ガラスＧの有無を検出する手段なども利用できる。

以上のように、本発明によると、自動車の窓ガラスの上下方向の各位置を検出する３手段を有していて、窓ガラスを一段下降させて外気を吸気（又は排気）するファンと、さらに下降させた際に車室内空気を排気（又は吸気）するファンとを有しており、前記の３手段と共に、窓ガラスの上側を常時閉鎖する取り付け板に装備されているため、室内の空気の排気だけでなく、外気の吸気も可能となり、しかも窓ガラスを開けて外部の騒音や塵埃が入り込むという問題はなく、室内を常に良好な環境に維持できる。

本発明による自動車用の空気出し入れ装置の実装状態を示す斜視図である。 取り付け板を内側から見た斜視図である。 吸気口開閉用のシャッター部の正面図である。 前ドアの位置の鉛直方向（図２のＡ−Ａ位置）の断面図である。 ３個のスイッチと窓ガラス位置との相互関係を示す縦断面図である。 窓ガラス位置と各スイッチとの連動形態を説明する縦断面図である。

符号の説明

Ｇ 窓ガラス
４ ルーフ
５ 窓枠
５１ 前枠部
５２ 上側枠部
６ 取り付け板
６ａ 取り付け板下端のＵ字状部
Ｏ 排気口
ｉ 吸気口
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 窓ガラス検出スイッチ
ｔ 検出子
７ 排気フード
Ｆ 排気ファン
８ 吸気フード
ｆ 吸気ファン
９ 固定部材
９１ 固定部材上端
９２ 固定部材下端
１０ 取付けネジ
１１ ワイヤー（又は紐）
１２ ワイヤーガイド
１３ シャッター駆動レバー
１３ｓ センサー部
１４ 回転軸
１５ 防塵フィルター
１６ シャッター

Claims (4)

1. 自動車における窓ガラスの上昇全閉状態を検出する手段と、該窓ガラスが一段下降状態を検出する手段と、さらに下降したことを検出する手段の少なくとも３手段を有しており、
   前記窓ガラスを一段下降させて、外気を吸気（又は排気）するファンと、さらに下降させた際に車室内空気を排気（又は吸気）するファンとを有していて、前記の３手段と共に、窓ガラスの上側を常時閉鎖する取り付け板に装備されていること、
   前記の全閉状態を検出したときは、前記の二つのファンとも停止し、一段下降状態を検出したときに吸気ファン（又は排気ファン）が作動し、さらに下降したことを検出すると吸気ファン（又は排気ファン）が停止して、排気ファン（又は吸気ファン）が作動するように構成されていることを特徴とする自動車用の空気出し入れ装置。
2. 前記の３手段からの検出信号によって、前記の吸気ファン用の第１の駆動モータと排気ファン用の第２の駆動モータをそれぞれ制御するように接続されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用の空気出し入れ装置。
3. 前記の吸気側の開口にはフィルターを有しており、吸気時には、該吸気口を開閉するシャッター手段が開放し、排気時には、該シャッター手段が閉じるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動車用の空気出し入れ装置。
4. 前記の取り付け板において、吸気ファンで吸気される開口と排気ファンで排気される開口とが上下にずらして配置されていることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の自動車用の空気出し入れ装置。

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