JP6121346B2

JP6121346B2 - 車両用空調装置

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Publication number: JP6121346B2
Application number: JP2014029458A
Authority: JP
Inventors: 忠和成富; 立木　智博; 智博立木
Original assignee: Kasai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kasai Kogyo Co Ltd
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: US20170166030A1; WO2015125720A1; JP2015151106A

Description

本発明は車両用空調装置に関するものであり、特に、ルーフパネルとヘッドライニングとの間に、車室内へ空調エアを送風するダクトを設けた車両用空調装置に関するものである。

従来、自動車等の空調装置において、乗員を囲む車室の天井内にダクトを配置して、空調ユニットで生成された空調エアを天井側から車室内に吹き出すようにした車両用空調装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１６は、従来の自動車の空調装置を説明する概略構成配置図である。従来の自動車の空調装置は、ルーフパネル５１とヘッドライニング５２との間に、図示しない空調ユニット内で生成された空調エア５３を車室５４内へ導くためのダクト５５を設け、このダクト５５で送られて来た空調エア５３を、ダクト５５の出口側とヘッドライニング５２との間に接続して設けた吹出口部材５６を通して車室５４内に吹き出すようにしている。

このような、車両用空調装置におけるダクトは、軽量性が求められるので、一般に樹脂材でなり、例えば図１７に示すようにブロー成形による形成、あるいは図１８に示すようにウレタン樹脂基材をプレス成形することにより作られている。

すなわち、図１７に示すダクト５５は、ブロー成形により筒状に作られ、ヘッドライニング５２の裏面にホットメルト等の接着剤で留める、あるいは図示しないルーフレール、ルーフボウ等にクリップ等で機械式に留められている。

一方、図１８に示すダクト５５は、プレス成形により下面側が開口された断面概略台形状に形成されておりヘッドライニング５２と合わせられて空間を持たせ、その空間が空調エア５３の通り道となっている。

特開２００８−２６５４４５号公報。

しかしながら、従来の空調装置のダクト５５は、単に樹脂材をブロー成形、あるいはプレス成形をしてなるものであるから、外部温度等の影響を大きく受ける。

すなわち、図１９に示すように夏季の炎天下では、日差しによりルーフパネル５１が非常に高温になり、その熱がルーフパネル５１を透過してダクト５５の全体を暖める。その時、空調ユニットから送られて来る冷やされた空調エア５３は、ダクト５５の熱で暖められ、本来の温度よりも高い温度で車室５４内に注がれる。このため、車室５４内の温度を下げようと空調ユニットの負荷を上げるため、燃費が悪化するという問題点があった。

一方、冬季では、寒気によりルーフパネル５１が冷やされ、その寒気がルーフパネル５１を透過してダクト５５の全体を冷やす。その時、空調ユニットから送られて来る暖められた空調エア５３は、そのダクト５５の熱で冷やされ、本来の温度よりも低い温度で車室５４内に注がれる。このため、車室５４内の温度を上げようと空調ユニットの負荷を上げるため、燃費が悪化するという問題点があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、空調ユニットから送られて来る空調エアが外部温度道等の影響を受けないようにして空調効率を高め、燃費の向上を図ることができる車両用空調装置を提供することを目的としている。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、（１）本発明は、ルーフパネルとヘッドライニングとの間に、車室内へ空調エアを送風するためのダクトを備えた車両用空調装置において、前記ダクトが、樹脂製の基材層と、前記基材層の前記ルーフパネルと対向している表面に積層した赤外線を反射する赤外線反射層と、を有する車両用空調装置を提供する。

（２）本発明は、上記（１）において、前記赤外線反射層が、前記基材層の表裏両面に被覆されている、車両用空調装置を提供する。

（３）本発明は、上記（１）又は（２）において、前記赤外線反射層が、透明なベースフィルムと、該ベースフィルムの表面に蒸着された金属膜とを有する車両用空調装置を提供する。

（４）本発明は、上記（１）又は（２）において、前記基材層が、ウレタン樹脂基材層と、該ウレタン樹脂基材層の表裏両面に各々積層された繊維補強層とを有する車両用空調装置を提供する。

（５）本発明は、上記（１）から（３）のいずれかににおいて、前記基材層が、繊維基材層と、該繊維基材層の少なくとも前記ルーフパネルと対向している表面に積層された接着層とを有する車両用空調装置を提供する。

（６）本発明は、上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記基材層が、前記ルーフパネルと対向している表面と反対の裏面側に積層された通気止めフィルム層を備える、車両用空調装置を提供する。

本発明によれば、基材層の表面に積層している赤外線反射層により断熱されて、夏季には日差しによるダクト内の温度上昇が軽減できるので、ダクト内を通る空調エアは空調ユニット内で生成された温度を保持しながら車室内に注がれる。そのため、従来の構造に比べて空調ユニットの負荷を上げずに、車室内の温度を下げることができ、燃費(電費)の向上が期待できる。反対に冬季には、寒気によるダクト内の温度下降が軽減できるので、ダクト内を通る空調エアは空調ユニット内で生成された温度を保持しながら車室内に注がれる。そのため、従来の構造に比べて空調ユニットの負荷を上げずに、車室内の温度を上げることができ、燃費(電費)の向上が期待できる。

本発明に係る車両用空調装置の第１実施形態が適用された自動車の要部を模式的に示す縦断面図である。第１実施形態における車両用空調装置のダクトが自動車の天井部に配設されている状態を説明するための模式的斜視図である。第１実施形態における車両用空調装置の作用を説明する図(図２のＡ−Ａ線断面に相当する)である。図３のＢ部拡大断面図である。車両用空調装置のダクトを形成する基材の一変形例を説明する図である。車両用空調装置のダクトを形成する基材の実施例１を説明する図である。車両用空調装置のダクトを形成する基材の実施例２を説明する図である。車両用空調装置のダクトを形成する基材の実施例３を説明する図である。車両用空調装置のダクトを形成する基材の実施例４を説明する図である。車両用空調装置のダクトを形成する基材の実施例５を説明する図で、赤外線反射層を示している。車両用空調装置のダクトを形成する基材の実施例６を説明する図で、赤外線反射層を示している。車両用空調装置のダクトを形成する基材の実施例７を説明する図で、赤外線反射層を示している。本発明の第２実施形態における車両用空調装置のダクトが自動車の天井部に配設されている状態を説明するための模式的斜視図である。図１３のＣ−Ｃ線断面に相当する概略断面図である。図１４のＤ部拡大断面図である。従来の自動車の空調装置を説明する概略構成配置図である。従来の空調装置におけるダクトの一例を説明する模式的斜視図である。従来の空調装置における別のダクトの例を説明する模式的斜視図である。従来の空調装置の問題点を説明する図である。

以下、本発明の車両用空調装置を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、添付図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で同一の構成部分は同一符号を付して説明をする。

(第１実施形態)
図１は本発明に係る車両用空調装置の第１実施形態が適用された自動車の要部を模式的に示す縦断面図である。

第１実施形態の車両用空調装置が適用された図１に示す自動車１０は、乗員が座る座席シート１１を囲む車室１２を有している。車室１２の天井は、ルーフパネル１３と、そのルーフパネル１３との間に空間を設けて該ルーフパネル１３の下側(車室１２側)に配設されているヘッドライニング１４とを備えている。

そして、本発明の空調装置は、図示しないエンジンルーム内に配設された同じく図示しない空調ユニットと、その空調ユニットにつながり、該空調ユニットで生成された空調エア１５を車室１２内へ送風するためのダクト１６を、図１〜図３に示すようにルーフパネル１３とヘッドライニング１４との間の空間内に配設している。また、ダクト１６の先端には吹出口部材１７が設けられている。そして、空調ユニットで生成されてダクト１６で送られて来た空調エア１５は、吹出口部材１７を通して車室１２内へ吹き出されるようになっている。

前記ダクト１６は、図３及び図４に示すように樹脂製基材層１８の表裏両面に赤外線を反射させて断熱する赤外線反射層１９を積層してなるシート状の基材２０を、プレス成形して、下面側が開口された断面概略台形に形成されている。なお、樹脂製基材層１８は例えばウレタン樹脂である。また、赤外線反射層１９は、図５に示すように樹脂製基材層１８の片面、好ましくはルーフパネル１３と対向している表面側にだけ設けた構造にしてもよい。

そして、前記ダクト１６は、前記ヘッドライニング１４と合わせられて空間を持たせ、その空間が空調エア１５の通り道となっている。そのダクト１６は、図３に示すようにダクト１６のフランジ部１６ａをホットメルト等の接着剤で留める、あるいはクリップ等で機械的に留められている。

次に、第１の実施形態における車両用空調装置の作用を、図３を使用して説明する。

上記のように構成したダクト１６を、ルーフパネル１３とヘッドライニング１４との間の空間内に配設している車両用空調装置は、夏季の炎天下で、例え日差しによりルーフパネル１３が高温となり、その熱がルーフパネル１３を透過してダクト１６側に到達すると、赤外線反射層１９が熱を反射する。したがって、ルーフパネル１３を透過して来た熱は赤外線反射層１９で遮断され、樹脂製基材層１８内に伝わるのを抑えてダクト１６内の温度上昇を軽減できる。これにより、空調ユニット内で冷やされて送られて来る空調エア１５の温度上昇を抑えて、冷やされた空調エア１５を車室１２内へ注ぐことができる。そのため、空調ユニットの負荷を上げずに、車室１２内の温度を下げることができ、燃費(電費)の向上が期待できる。

反対に、冬季では、寒気によりルーフパネル１３が冷やされ、その寒気がルーフパネル１３を透過してダクト１６側に到達すると、赤外線反射層１９が熱を反射し、樹脂製基材層１８内が冷やされるのを抑え、ダクト１６内の温度降下を軽減できる。これにより、空調ユニット内で暖められて送られて来る空調エア１５の温度降下を抑えて車室１２内へ注ぐことができる。そのため、空調ユニットの負荷を上げずに、車室１２内の温度を上げることができ、燃費(電費)の向上が期待できる。

なお、本実施形態のダクト１６のように、樹脂製基材層１８の表裏両面に赤外線反射層１９を各々積層した構造とした場合では、ダクト１６内を通る空調エア１５の熱が樹脂製基材層１８側に伝わって奪われるのを抑えることができる。これにより、空調エア１５を更に効率良く車室１２内へ送ることができる。

また、第１の実施形態を実施する場合、ダクト１６を構成する基材２０の樹脂製基材層１８及び赤外線反射層１９は、次の各実施例のように構成し、それらを組み合わせて実施可能である。まず、実施例１〜４で樹脂製基材層１８の構成について説明をし、続いて実施例５〜７で赤外線反射層１９の構成について説明する。

(実施例１)
実施例１は図６に示す。同図に示す樹脂製基材層１８は、ウレタン樹脂基材層１８ａと、そのウレタン樹脂基材層１８ａの表裏両面に、樹脂製基材層１８の強度を補うための繊維補強層１８ｂを積層した構造をなす。そして、前記赤外線反射層１９は、その繊維補強層１８ｂ上に各々積層して配置される。なお、繊維補強層１８ｂは、例えばガラスマット等の繊維材料にイソシアネート等の湿気硬化性接着剤又は熱硬化性樹脂接着剤を、含浸又は塗布した状態でウレタン樹脂基材層１８ａ上に積層される。

(実施例２)
実施例２は図７に示す。同図に示す樹脂製基材層１８は、ウレタン樹脂基材層１８ａと、そのウレタン樹脂基材層１８ａの表裏両面に、樹脂製基材層１８の強度を補うための繊維補強層１８ｂを積層した構造をなす。また、繊維補強層１８ｂは、実施例１の場合と同様に、例えばガラスマット等の繊維材料にイソシアネート等の湿気硬化性接着剤又は熱硬化性樹脂接着剤を、含浸又は塗布した状態でウレタン樹脂基材層１８ａ上に各々積層して接着固定される。さらに、その接着時に、ルーフパネル１３と対向する繊維補強層１８ｂの表面上には、前記赤外線反射層１９が積層配置されて、その赤外線反射層１９が繊維補強層１８ｂ側の前記接着剤で固定される。反対のウレタン樹脂基材層１８ａの裏面側には、積層された繊維補強層１８ｂ上に通気を遮断する例えばＰＥＴ(ポリエチレンテレフタラート)樹脂又はＰＰ(ポリプロピレン)樹脂等でなる通気止めフィルム２１が積層配置されて、その通気止めフィルム２１が繊維補強層１８ｂ側の前記接着剤で固定される。

(実施例３)
実施例３は図８に示す。同図に示す樹脂製基材層１８は、繊維基材層１８ｃと、その繊維基材層１８ｃの表裏両面に設けられた接着層１８ｄを積層した構造をなす。そして、前記赤外線反射層１９は、その接着層１８ｄ上に各々積層して配置される。なお、繊維基材層１８ｃは、例えばフェルト、ＰＥＴ樹脂等の繊維材料にイソシアネート等の湿気硬化性接着剤又は熱硬化性樹脂接着剤を、含浸又は塗布した状態でシート状に形成して積層される。接着層１８ｄは、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂をシート状に固めて形成されたもので、初期形態はパウダー状、液体状、固体状等に形成されている。

(実施例４)
実施例４は図９に示す。同図に示す樹脂製基材層１８は、実施例３と同様に、繊維基材層１８ｃと、その繊維基材層１８ｃの表裏両面に設けられた接着層１８ｄを積層した構造をなす。そして、前記赤外線反射層１９は、ルーフパネル１３と対向する繊維基材層１８ｃの表面側の接着層１８ｄ上に積層して配置され、その接着層１８ｄの接着剤で固定される。一方、繊維基材層１８ｃの裏面側に設けられた接着層１８ｄ上に実施例３の場合と同じように、例えばＰＥＴ(ポリエチレンテレフタラート)樹脂又はＰＰ(ポリプロピレン)樹脂等でなる通気を遮断する通気止めフィルム２１が積層配置され、その接着層１８ｄの接着剤で固定される。

(実施例５)
実施例５は図１０に示す。同図に示す赤外線反射層１９は、シート状をした透明なベースフィルム１９ａと、そのベースフィルム１９ａ上に設けられた金属膜１９ｂとでなる。ベースフィルム１９ａは、例えばＰＥＴ樹脂又はＰＰ樹脂等でなり、金属膜１９ｂは例えばアルミ蒸着により形成されている。そして、実施例５では、金属膜１９ｂをベースフィルム１９ａの裏面側(樹脂製基材層１８と対向する側の面)に設けている。

(実施例６)
実施例６は図１１に示す。同図に示す赤外線反射層１９は、実施例５と同じようにシート状をした透明なベースフィルム１９ａと、そのベースフィルム１９ａ上に設けられた金属膜１９ｂとでなる。そして、実施例６では、金属膜１９ｂをベースフィルム１９ａの表面側(ルーフパネル１３と対向する側の面)に設けている。

(実施例７)
実施例７は、図１２に示す。同図に示す赤外線反射層１９は、実施例５、実施例６と同じようにシート状をした透明なベースフィルム１９ａと、そのベースフィルム１９ａ上に設けられた金属膜１９ｂとでなる。そして、実施例７では、金属膜１９ｂをベースフィルム１９ａの表裏両面側(樹脂製基材層１８と対向する側の面及びルーフパネル１３と対向する側の面)に各々設けている。

なお、上記実施例５〜実施例７において、好ましくは赤外線反射層１９の厚みは0.8μｍ〜25μｍで、そのうち金属膜１９ｂの厚みは0.01μｍ〜0.09μｍの範囲に設定されている。

(第２実施形態)
図１３〜図１５は本発明の第２実施形態における車両用空調装置を説明する図で、図１３は車両用空調装置のダクトが自動車の天井部に配設されている状態を説明するための模式的斜視図、図１４は図１３のＣ−Ｃ線断面に相当する概略断面図で、図１５は図１４のＤ部拡大断面図である。

図１３及び図１４に示すように、第２実施形態における車両用空調装置のダクト２６はブロー成形により断面が扁平な口状(矩形状)をした筒体として作られ、第１実施形態におけるダクト１６と同様に、ルーフパネル１３とヘッドライニング１４との間の空間内に配設している。また、ダクト２６の先端には吹出口部材２７が設けられている。そして、空調ユニットで生成されてダクト２で送られて来た空調エア１５は、吹出口部材２７を通して車室１２内へ吹き出されるようになっている。

更に詳述すると、前記ダクト２６は、図１４及び図１５に示すように樹脂製基材層１８の表面(ルーフパネル１３と対向している表面)に、赤外線を反射する赤外線反射層１９を積層した基材２０により形成されている。なお、樹脂製基材層１８は例えばウレタン樹脂であり、赤外線反射層１９は透明なベースフィルム１９ａの表面に金属膜１９ｂが蒸着されたフィルムシートとして形成されている。

そして、前記ダクト２６は、ヘッドライニング５２の裏面にホットメルト等の接着剤で留める、あるいは図示しないルーフレール、ルーフボウ等にクリップ等で機械式に留められている。

次に、第２の実施形態における車両用空調装置の作用を、図１４を使用して説明する。

上記のように構成したダクト２６を、ルーフパネル１３とヘッドライニング１４との間の空間内に配設している車両用空調装置は、夏季の炎天下で、例え日差しによりルーフパネル１３が高温となり、その熱がルーフパネル１３を透過してダクト２６側に到達すると、赤外線反射層１９が熱を反射する。したがって、ルーフパネル１３を透過して来た熱を赤外線反射層１９で遮断され、樹脂製基材層１８内に伝わるのを抑えてダクト２６内の温度上昇を軽減できる。これにより、空調ユニット内で冷やされて送られて来る空調エア１５の温度上昇を抑えて車室１２内へ注ぐことができる。そのため、空調ユニットの負荷を上げずに、車室１２内の温度を下げることができ、燃費(電費)の向上が期待できる。

反対に、冬季では、寒気によりルーフパネル１３が冷やされ、その寒気がルーフパネル１３を透過してダクト２６側に到達すると、赤外線反射層１９が熱を反射し、樹脂製基材層１８内が冷やされるのを抑え、ダクト２６内の温度降下を軽減できる。これにより、空調ユニット内で暖められて送られて来る空調エア１５の温度降下を抑えて車室１２内へ注ぐことができる。そのため、空調ユニットの負荷を上げずに、車室１２内の温度を上げることができ、燃費(電費)の向上が期待できる。

なお、赤外線反射層１９は、樹脂製基材層１８の表裏両面に各々積層した構造としてもよい。樹脂製基材層１８の表裏両面に赤外線反射層１９を設けた場合では、第１の実施形態の場合と同じように、ダクト２６内を通る空調エア１５の熱が樹脂製基材層１８側に伝わって奪われるのを抑えることができる。これにより、空調エア１５を更に効率良く車室１２内へ送ることができる。

また、第２の実施形態におけるダクト２６の場合も、基材２０を構成する樹脂製基材層１８及び赤外線反射層１９は、第１実施形態で説明した各実施例１〜実施例７とそれぞれ同じように構成し、それらを組み合わせて実施することもできる。

また、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１０自動車
１１座席シート
１２車室
１３ルーフパネル
１４ヘッドライニング
１５空調エア
１６ダクト
１６ａフランジ部
１７吹出口部材
１８樹脂製基材層
１８ａウレタン樹脂基材層
１８ｂ繊維補強層
１８ｃ繊維基材層
１８ｄ接着層
１９赤外線反射層
１９ａベースフィルム
１９ｂ金属膜
２０基材
２１通気止めフィルム
２６ダクト
２７吹出口部材

Claims

ルーフパネルとヘッドライニングとの間に、車室内へ空調エアを送風するためのダクトを備えた車両用空調装置において、
前記ダクトは、上底部と、フランジ部と、前記上底部及び前記フランジ部を繋ぐ脚部とを備え、
下面側が開口され、ヘッドライニングと合わせられて、下底が上底より長い断面概略台形の空間を形成するものであり、
樹脂製の基材層と、
前記基材層の前記ルーフパネルと対向している表面に積層した赤外線を反射する赤外線反射層と、
を有することを特徴とする車両用空調装置。
前記赤外線反射層は、前記基材層の表裏両面に被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
前記赤外線反射層は、透明なベースフィルムと、該ベースフィルムの表面に蒸着された金属膜とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用空調装置。
前記基材層は、ウレタン樹脂基材層と、該ウレタン樹脂基材層の表裏両面に各々積層された繊維補強層とを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
前記基材層は、繊維基材層と、該繊維基材層の少なくとも前記ルーフパネルと対向している表面に積層された接着層とを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
前記基材層は、前記ルーフパネルと対向している表面と反対の裏面側に積層された通気止めフィルム層を備える、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用空調装置。