JP2020040619A - 車両ルーフの温度制御構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造コストの増大を回避しつつ、効率良くルーフ空間の温度制御ができるようにする。【解決手段】ルーフ１は、ルーフパネル１０とルーフトリム２０との間にルーフ空間３０を有している。ルーフパネル１０の前端縁１０ｘとルーフトリム２０の前端縁２０ｘとの間には、フロントデフロスタ５からフロントガラス４に沿って流れる空気をルーフ空間３０へ導入する空気導入口３５が形成されている。ルーフ空間３０の後部にはＣピラー３の内部空間３ｘ（空気排出路）が連なっている。空気導入口３５から導入された空気を、ルーフ空間３０に流し、内部空間３ｘから車外に排出することにより、例えばルーフ空間３０の熱気を車外に逃がし、ルーフ空間３０を冷却する。【選択図】 図３

Description

本発明は、車両のルーフ空間の温度を制御する構造に関する。

炎天下で空調装置が停止した状態で停車していると、車両のルーフパネルが太陽からの輻射熱で高温になり、その熱がルーフトリムを介して車室内に入り込むため、車室内も高温となる。この状態で車両の運転を開始し空調装置を稼働させても、しばらくの間車室内が高温のまま維持され、乗員に不快感を与える。また、空調装置の負荷が大きく、エネルギー消費も大きい。
また、炎天下で車両を走行させている場合でも、高温のルーフパネルからの熱が継続して車室内に入り込むため、空調装置の負荷が大きく、エネルギー消費も大きい。

特許文献１に開示された車両ルーフの温度制御構造では、車両のボンネットに形成された外気取入口から外気を取り込み、この外気を、左右のダクトおよびＡピラーの内部空間を経てルーフ空間に流し、リアクオータの内部空間を経て排出している。このルーフ空間を流れる空気により、ルーフ空間の熱を車外に排出するとともに、ルーフパネルの熱を奪って車外に排出する。
特許文献１には他の実施形態として、外気の代わりに、空調装置からの空気を、ダクトを介してＡピラーに送り、Ａピラーからルーフ空間に流す構造も開示されている。

実開昭５４−２１３２４号公報

特許文献１では、外気取入口または空調装置からＡピラーへ空気を送り込むためのダクトを必要とし、車両前部の構造を複雑にして製造コストの増大を招く。また、空気をダクトおよびＡピラーを介してルーフ空間に送り込むので、空気の流れが円滑ではなく、効率良くルーフ空間の熱を排出することができない。また、カーテンエアバック搭載車両では、エアバックによりＡピラーの内部空間が塞がれており、Ａピラーを経由して空気を送り込むことができない。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、ルーフパネルと車室に臨むルーフトリムとの間に形成されたルーフ空間の温度を制御する車両ルーフの温度制御構造において、
上記ルーフパネルの前端縁と上記ルーフトリムの前端縁との間、または上記ルーフトリムの前端縁部には、フロントデフロスタからフロントガラスに沿って流れる空気を上記ルーフ空間へ導入する空気導入口が形成され、上記ルーフ空間には、上記ルーフ空間を流れる空気を車外に排出する空気排出路が連なっていることを特徴とする。

上記構成によれば、ルーフ空間を流れる空気により、ルーフ空間内の熱気または冷気を排出することができ、車室内を効率良く温度制御することができる。また、フロントデフロスタからの空気をフロントガラスに沿ってルーフの空気導入口に円滑に導くことができ、効率良くルーフ空間の空気を排出することができる。また、ルーフ空間へ空気を導くためのダクト等の追加部品を必要とせず、製造コストの増大を抑制できる。

好ましくは、上記空気導入口は、上記ルーフパネル前端縁と上記ルーフトリムの前端縁との間の隙間により形成され、車幅方向に延びている。
上記構成によれば、空気導入口を簡単に形成することができる。

好ましくは、上記ルーフトリムの前端縁が、上記ルーフパネルの前端縁より前方にせり出し、上記フロントガラスの室内側の面と対向している。
上記構成によれば、フロントガラスに沿って流れてきた空気をより一層円滑に空気導入口に送り込むことができる。

好ましくは、上記空気排出路が左右に対をなして配置されており、これら空気排出路が上記ルーフ空間の左右に接続されている。より具体的には、左右一対のリアピラーまたは左右一対のリアクオータの内部空間が、上記対をなす空気排出路として提供される。

好ましくは、上記ルーフ空間の車幅方向中央部には、主ガイド部材が配置されており、この主ガイド部材は、後方に向かって互いの間隔が広がる左右一対の主ガイド面を有し、これら一対の主ガイド面により、上記ルーフ空間を流れる空気が左右に分かれて上記対をなす空気排出路に向かう。
上記構成によればルーフ空間を流れる空気を円滑に左右の空気排出路へと送ることができる。

好ましくは、ルーフ空間に障害物がある場合に、空気の流通を円滑にするためのガイド手段を設ける。以下、具体的態様を説明する。
上記ルーフ空間の車幅方向中央部に、上記主ガイド部材の前方において中央障害物が配置されている場合、上記中央障害物の前側には副ガイド部材が固定されており、この副ガイド部材は、後方に向かって互いの間隔が広がる左右一対の副ガイド面を有し、これら一対の副ガイド面により、上記中央障害物に向かう空気の流れが上記中央障害物の左右に分けられる。

上記中央障害物の左右には上記中央障害物から後方に延びる一対の中央ガイド板が固定されており、これら一対の中央ガイド板により上記中央障害物の後方に空気が回り込むのを抑制する。

上記ルーフ空間に、その左右縁部の少なくともいずれか一方において前後方向に離間した側部障害物が配置されている場合、前方の側部障害物の車幅方向中央側には、当該前方の側部障害物から後方に延びる側部ガイド板が固定されており、この側部ガイド板により、前後の側部障害物間への空気の流入が抑制される。

上記ルーフ空間に、上記空気排出路の近傍において他の障害物が配置されている場合、上記他の障害物の前側には補助ガイド部材が固定されており、この補助ガイド部材は、後方に向かって互いの間隔が広がる左右一対の補助ガイド面を有し、これら一対の補助ガイド面により、上記他の障害物に向かう空気の流れが上記他の障害物の左右に分けられる。

好ましくは、上記空気排出路、上記ルーフ空間における上記空気排出路との接続部、上記空気導入口のいずれかには、上記ルーフ空間における空気の流通を制御する弁が設置されている。
上記構成によれば、ルーフ空間の温度制御が必要無い状況では弁を閉じてルーフ空間の空気の流通を停止させることにより、フロントデフロスタからの温度制御された空気が無駄に排出されるのを防ぎ、エネルギーの無駄を無くすことができる。

より好ましくは、上記ルーフ空間または上記空気排出路には温度センサが設置されており、上記弁は上記温度センサの検出温度に基づいて開閉される。
上記構成によれば、温度センサの温度に基づき、高精度に弁の開閉を行なうことができる。

本発明によれば、製造コストの増大を招かずに、効率良くルーフ空間の温度制御を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る車両ルーフの温度制御構造を、車両前方から見た正面図であり、フロントデフロスタを概略的に示す。 同車両ルーフの温度制御構造で用いられるルーフトリムの平面図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 同車両ルーフの温度制御構造で用いられるＣピラーを、車幅方向に延びる面に沿って切断した縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る車両ルーフの温度制御構造について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、車両のルーフ１は、金属製のルーフパネルと１０と、ルーフパネル１０の下側に配置されて車室に臨む樹脂製のルーフトリム２０とを備えている。図３に示すように、ルーフパネル１０とルーフトリム２０との間には、略ルーフ１全体に広がる扁平なルーフ空間３０が形成されている。

ルーフ１は、それぞれ左右一対をなすＡピラー２（フロントピラー；図１においてピラートリムのみ示す）、Ｂピラー（センターピラー；図示せず）およびＣピラー３（リアピラー；図４参照）により支持されている。
左右一対のＡピラー２間には、フロントガラス４（図３にのみ示す）が設置されている。図１に示すように、インストルメントパネルにはフロントガラス４の下縁に沿ってフロントデフロスタ５が設置されている。フロントデフロスタ５は、空調装置からの空気をフロントガラス４に向けて吹き出すようになっている。
上記構成は周知であるので、詳細な説明を省略する。

図１、図３に示すように、本実施形態のルーフ１は、その前端縁に上記ルーフ空間３０に連なる空気導入口３５を有している。詳述すると、ルーフトリム２０の前端縁２０ｘは、車幅方向の略全長にわたってルーフパネル１０の前端縁１０ｘから離間しており、これにより、車幅方向に延びる狭い隙間が形成され、この隙間が空気導入口３５として提供されている。
図３に示すように、ルーフトリム２０の前端縁２０ｘは、ルーフパネル１０の前端縁１０ｘから前方にせり出し、フロントガラス４の上縁部の車室側の面と対向して配置されている。

ルーフ１は、その左右縁においてそれぞれ前後方向に離れてＡ〜Ｃピラーのためのピラー接続部を有している。図２に示すように、ルーフトリム２０の左右縁には、これらピラー接続部に対応して、Ａ〜Ｃピラーのためのピラートリム接続部２０ａ，２０ｂ、２０ｃが形成されている。

Ｃピラー３は、ピラーパネル３ａとピラートリム３ｂを備え、これらピラーパネル３ａとピラートリム３ｂの間の内部空間３ｘが、後述する空気排出路として提供される。内部空間３ｘの上端は、ルーフ空間２０の後端縁の左右角部（ルーフトリム２０のピラートリム接続部２０ｃに対応する位置）に連なっている。内部空間３ｘの下端には外気に連なる開口（図示せず）が形成されている。

本実施形態の基本構成は、上述した通りであり、以下にその作用を説明する。
炎天下で空調装置が停止した状態で停車していると、車両のルーフパネル１０が太陽からの輻射熱で高温になり、その熱がルーフ空間３０、ルーフトリム２０を介して車室内に入り込むため、車室内も高温となる。
この状態で車両の運転を開始し空調装置を稼働させると、インストルメントパネルのレジスタから冷風が車室内に送られ車室内の冷房が開始される。これと同時に、フロントデフロスタ５からの冷却された空気がフロントガラス４に吹き付けられ、フロントガラス４に沿って上昇し、その上縁部からルーフ１の空気導入口３５に入り、ルーフ空間３０内を後方に流れてＣピラー３の内部空間３ｘを通り、Ｃピラー３の下端開口から外部に排出される。

上記のようにルーフ空間３０を流れる空気により、ルーフ空間３０に溜まった高温の空気が押し出されるとともに、ルーフ空間３０内が冷却され、同時に、ルーフパネル１０の熱も奪われる。その結果、天井からの熱が車室に入り込むのを抑制でき、比較的短時間で車室内を快適な温度にすることができる。また、空調装置の負荷を軽減でき、エネルギーの損失も抑えられる。
炎天下で車両を走行中でも、ルーフ空間３０の熱を継続して逃がすことができるので、空調装置に大きな負荷をかけることなく、車室内を快適な温度に維持できる。

なお、フロントデフロスタ５から冷却されていない空気をルーフ空間３０に送ることもできる。この場合、エネルギーを節約しながらルーフ空間３０の冷却を行なうことができる。
寒冷時に、フロントデフロスタ５からの加熱された空気をルーフ空間３０に送ってもよい。この場合、車室内を比較的短時間で快適な温度まで上げることができる。

本実施形態では、フロントデフロスタ５からフロントガラス４に沿って流れてくる空気を、そのままルーフ空間３０に導入するので、空気の流れを大きく変更せずに済み、円滑にルーフ空間３０に導入することができる。また、特別な空気ダクト等の設備を必要とせず、製造コストの増大を回避できる。

図３に示すように、ルーフトリム２０の前端縁２０ｘがルーフパネル１０の前端縁１０ｘからせり出し、フロントガラス４の上縁部に対向しているので、フロントガラス４に沿って流れてくる空気は、より一層円滑に空気導入口３５に入ることができる。

次に、本実施形態の付加的な特徴について説明する。
ルーフトリム２０には上記ルーフ空間３０内の空気の流れを阻害する障害物が設けられている。詳述すると、ルーフトリム２０の車幅方向中央部には、前から後に向かって順に間隔をおいて、衝突回避システムの監視部２１、ルームランプ装置２２（中央障害物）、ハイマウント取付座２３が装着されている。ルーフトリム２０の前側の左右隅部にはサンバイザ取付座２４が装着されている。さらに、ルーフトリム２０の左右縁に沿って、前から後に向かって順に間隔をおいて、衝撃吸収パッド２５，２６（側部障害物），および衝撃吸収パッド２７（他の障害物）が装着されている。

上記障害物により、空気導入口３５から導入された空気は、ルーフ空間３０において２つの主たる流路を通る。すなわち、中央の監視部２１、ルームランプ装置２２、ハイマウント取付座２３と、左右の衝撃吸収パッド２５，２６，２７との間の流路である。

本実施形態では、上記左右２つの主たる通路を円滑に空気が流れるように、種々の形態のガイド手段が配置されている。以下、空気の流れに沿って順に説明する。
空気導入口３５から導入された空気は、監視部２１と左右の衝撃吸収パッド２５間を通る。一方（右側）の衝撃吸収パッド２５の前面には、平面形状が３角形をなすガイド部材４１が、その頂点を前方に向けて固定されている。ガイド部材４１は後方に向かって互いの間隔が広がる左右一対のガイド面４１ａを有している。このガイド部材４１により、右側の衝撃パッド２５と監視部２１との間を空気が円滑に流れる。なお、本実施形態では設計の都合上、左側の衝撃吸収パッド２５にガイド部材４１を設けていないが、設計上許容されるのであれば左側の衝撃吸収パッド２５にもガイド部材４１を設けてもよい。

左右の衝撃吸収パッド２５の車幅方向中央側には、ガイド板４２（側部ガイド板）が固定されている。このガイド板４２は衝撃吸収パッド２５，２６間を塞ぐように衝撃吸収パッド２５から後方に延びるとともに中央に向かって湾曲している。これらガイド板４２により主たる流路を流れる空気が衝撃吸収パッド２５，２６間に入り込んで乱流を生じるのを回避し、空気の流れを円滑にすることができる。

ルームランプ装置２２の前面には、平面三角形状のガイド部材４３（副ガイド部材）がその頂点を前方に向けて固定されている。ガイド部材４３は後方に向かって互いの間隔が広がる左右一対のガイド面４３ａ（副ガイド面）を有している。このガイド部材４３は、左右の主たる流路から監視部２１とルームランプ装置２２の間に流れ込んだ空気を、左右の主たる流路に円滑に戻すことができる。

ルームランプ装置２２の左右には、ガイド板４４（中央ガイド板）が固定されている。これらガイド板４４はルームランプ装置２２の後方に延びるとともに、若干中央から離れる方向に湾曲している。これらガイド板４４は、ルームランプ装置２２の左右を通り過ぎる空気が後方に回りこんで渦流を生じるのを抑制することができる。

ハイマウント取付座２３の前面には、平面３角形をなすガイド部材４５（主ガイド部材）が、その頂点を前方に向けて固定されている。ガイド部材４５は後方に向かって互いの間隔が広がる左右一対のガイド面４５ａ（主ガイド面）を有している。このガイド部材４５は、左右の主たる流路を流れてきた空気の向きを変えて左右のＣピラー３の内部空間３ｘに向かわせるとともに、ルームランプ装置２２とハイマウント取付座２３との間を中央寄りに流れてきた空気を２つに分けてＣピラー３の内部空間３ｘに向かわせる。

左右の衝撃吸収パッド２７は、Ｃピラー３の近傍に配置されており、その前面には、平面３角形をなすガイド部材４６（補助ガイド部材）が、その頂点を前方に向けて固定されている。ガイド部材４６は後方に向かって互いの間隔が広がる左右一対のガイド面４６ａ（補助ガイド面）を有している。このガイド部材４６は、主たる流路を通ってＣピラー３に向かう空気を２つに分けて、衝撃吸収パッド２７に直接当たる場合に生じる乱流を抑制し、円滑に空気をＣピラー３に向かわせることができる。

左右の衝撃吸収パッド２７の後端縁の中央から離れた角部には、ガイド板４７が固定されている。このガイド板４７は後方に延びており、ガイド部材４６により分離された外側を流れる空気が衝撃吸収パッド２７の後に回り込んで渦流を生じるのを抑制し、ピラー接続部２０ｃへと円滑に流すことができる。

図４に示すように、Ｃピラーの内部空間３ｘ（空気排出路）の例えば下端開口に弁５０を設けてもよい。この弁５０は、内部空間３ｘに配置された温度センサ５１の検出温度に基づき、車両に設置されたコントローラ（図示しない）により、開閉制御される。例えば、検出温度が所定温度範囲にある時には、弁５０が閉じられ、ルーフ空間３０内の空気の流れが停止される。このことにより、フロントデフロスタ５からの冷気や暖気を全て車室内に供給することができ、エネルギーの無駄を無くすことができる。

上記弁５０は、内部空間３ｘの任意の位置や、ルーフ空間３０において内部空間３ｘとの接続部に設置してもよいし、空位導入口３５に設置してもよい。
温度センサ５１は、ルーフ空間３０に設置してもよい。
温度センサ５１を用いずに、乗員による操作信号に応答して弁５０を開閉してもよい。

本発明は上記実施形態に制約されず、さらに種々の態様が可能である。
空気排出路は、リアピラーとしてのＤピラーの内部空間でも良いし、リアクオータの内部空間でもよい。リアピラーに加えて、又はリアピラーの代わりにセンターピラーの内部空間を空気排出路として提供してもよい。
ドアの内部空間を空気排出路として提供してもよい。

ルーフトリムの前端縁部をルーフパネルに向けて立ち上げるように形成し、この前端縁部に車幅方向に間隔をおいて複数の空気導入口を形成するか、または車幅方向に細長い空気導入口を形成してもよい。
ルーフトリムが２重に設けられていてルーフ空間が２つの空間部に分割されている場合には、上側のルーフトリムとルーフパネルとの間の空間部に空気を流してもよいし、車室に臨む下側のルーフトリムと上側のルーフトリムとの間の空間部に空気を流してもよい。

本発明は、車両ルーフを温度制御する構造に適用できる。

１ 車両ルーフ
３ Ｃピラー（リアピラー）
３ｘ Ｃピラーの内部空間（空気排出路）
４ フロントガラス
５ フロントデフロスタ
１０ ルーフパネル
１０ｘ ルーフパネルの前端縁
２０ ルーフトリム
２０ｘ ルーフトリムの前端縁
２２ ルームランプ装置（中央障害物）
２５，２６ 衝撃吸収パッド（側部障害物）
２７ 衝撃吸収パッド（他の障害物）
３０ ルーフ空間
３５ 空気導入口
４２ ガイド板（側部ガイド板）
４３ ガイド部材（副ガイド部材）
４３ａ ガイド面（副ガイド面）
４４ ガイド板（中央ガイド板）
４５ ガイド部材(主ガイド部材)
４５ａ ガイド面（主ガイド面）
４６ ガイド部材(補助ガイド部材)
４６ａ ガイド面（補助ガイド面）

Claims (12)

1. ルーフパネルと車室に臨むルーフトリムとの間に形成されたルーフ空間の温度を制御する車両ルーフの温度制御構造において、
   上記ルーフパネルの前端縁と上記ルーフトリムの前端縁との間、または上記ルーフトリムの前端縁部には、フロントデフロスタからフロントガラスに沿って流れる空気を上記ルーフ空間へ導入する空気導入口が形成され、
   上記ルーフ空間には、上記ルーフ空間を流れる空気を車外に排出する空気排出路が連なっていることを特徴とする車両ルーフの温度制御構造。
2. 上記空気導入口は、上記ルーフパネル前端縁と上記ルーフトリムの前端縁との間の隙間により形成され、車幅方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の車両ルーフの温度制御構造。
3. 上記ルーフトリムの前端縁が、上記ルーフパネルの前端縁より前方にせり出し、上記フロントガラスの室内側の面と対向していることを特徴とする請求項２に記載の車両ルーフの温度制御構造。
4. 上記空気排出路が左右に対をなして配置されており、これら空気排出路が上記ルーフ空間の左右に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両ルーフの温度制御構造。
5. 左右一対のリアピラーまたは左右一対のリアクオータの内部空間が、上記対をなす空気排出路として提供されることを特徴とする請求項４に記載の車両ルーフの温度制御構造。
6. 上記ルーフ空間の車幅方向中央部には、主ガイド部材が配置されており、この主ガイド部材は、後方に向かって互いの間隔が広がる左右一対の主ガイド面を有し、これら一対の主ガイド面により、上記ルーフ空間を流れる空気が左右に分かれて上記対をなす空気排出路に向かうことを特徴とする請求項４または５に記載の車両ルーフの温度制御構造。
7. 上記ルーフ空間の車幅方向中央部には、上記主ガイド部材の前方において中央障害物が配置され、上記中央障害物の前側には副ガイド部材が固定されており、この副ガイド部材は、後方に向かって互いの間隔が広がる左右一対の副ガイド面を有し、これら一対の副ガイド面により、上記中央障害物に向かう空気の流れが上記中央障害物の左右に分けられることを特徴とする請求項６に記載の車両ルーフの温度制御構造。
8. 上記中央障害物の左右には上記中央障害物から後方に延びる一対の中央ガイド板が固定されており、これら一対の中央ガイド板により上記中央障害物の後方に空気が回り込むのを抑制することを特徴とする請求項７に記載の車両ルーフの温度制御構造。
9. 上記ルーフ空間には、その左右縁部の少なくともいずれか一方において前後方向に離間した側部障害物が配置され、前方の側部障害物の車幅方向中央側には、当該前方の側部障害物から後方に延びる側部ガイド板が固定されており、この側部ガイド板により、前後の側部障害物間への空気の流入が抑制されることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の車両ルーフの温度制御構造。
10. 上記ルーフ空間には、上記空気排出路の近傍において他の障害物が配置され、上記他の障害物の前側には補助ガイド部材が固定されており、この補助ガイド部材は、後方に向かって互いの間隔が広がる左右一対の補助ガイド面を有し、これら一対の補助ガイド面により、上記他の障害物に向かう空気の流れが上記他の障害物の左右に分けられることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の車両ルーフの温度制御構造。
11. 上記空気排出路、上記ルーフ空間における上記空気排出路との接続部、上記空気導入口のいずれかには、上記ルーフ空間における空気の流通を制御する弁が設置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の車両ルーフの温度制御構造。
12. 上記ルーフ空間または上記空気排出路には温度センサが設置されており、上記弁は上記温度センサの検出温度に基づいて開閉されることを特徴とする請求項１１に記載の車両ルーフの温度制御構造。
    

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