JPH01266016A - 駐車時車両冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は炎天下に駐車した日常よく使用する車両の表面
に水を噴霧し、付着した水滴の蒸発による冷却作用によ
り車内気温の上昇を抑制する駐車時車両光却装置に係る
。

（ロ）従来の技術 炎天下に駐車した車両の温度はボデイの塗装色にもよる
が６０〜８０℃に達し、又車内気温も６０〜７０℃に上
昇する。

これは乗車時に極めて不快感を与えるものであり、なお
かつこの不快感はドアを開放して熱気の換気をしただけ
では抑えることは出来ず、又車載クーラーを強冷にして
走行しても特に天井の熱気は暫時消え去ることがない。

この不快感を与え、又幼児の死亡事故発生にも至る駐車
時車両の温度上昇を抑制する方法として、車載バッテリ
ー又はソーラーセルを電源とするファンを用いた換気装
置や駐車時車両に限定したものではないが車両のルーフ
に水タンクを設け適当な蒸発体の表面から水を蒸発させ
て車両の冷却を行なう装置等の提案が見うけられる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 換気装置は外気をベンチレーターより吸引して車内の熱
空気と置換する方法であり、それ相応の効果は呈すると
思われるが、空気の比重、比熱、熱伝導度等とファンの
風量、風向分布等と車両に入射する太陽熱エネルギー密
度を併せ検討すれば、車両を冷却するという点について
は効果的方法ではない。

車両を冷却する方法としてルーフに水タンクおよび蒸発
体を設けた装置は、水タンクの取付や洗車機にかける時
の水タンクの取外しが不便であるばかりでなく、水タン
クによって車両の重心が高くなる為にカーブでの走行が
不安定となり、又水タンクによる空気抵抗の増大を招く
等の車両の走行性能を低下させる点があるものと推定さ
せる。

（ニ）発明の目的 本発明は炎天下に駐車した日常よく使用する車両の車内
気温の上昇を抑制することにより、運転者、乗員に与え
る不快感の軽減、幼児の死亡事故発生の防止等を主な目
的とし、又道路が渋滞して車載クーラーに負荷が連続的
にかかるような時に使用して、エンジン負荷を軽減する
ことによる燃費の低減を計ることも目的の１つである。

以上の目的の達成は低価格、省エネルギー、無公害の装
置によって成されることを必要とし、同時にそれは車両
本来のデザインや性能を著しく損なうものであってはな
らないことが条件である。

（ホ）問題を解決する為の手段 地表面における太陽放射エネルギー密度は緯度、大気汚
染度、天候、天刻等により一様ではないが凡そ７４０〜
８６０Ｋｃａｌ／ｍ２．Ｈｒ．と見積られている。

日本国内において夏場正午の太陽放射エネルギー密度が
水平入射で４５０Ｋｃａｌ／Ｍ２，Ｈｒ．と観測されて
いる例があり、この値を車両に入射する太陽放射エネル
ギー密度とすると、車両が集め得る太陽熱エネルギー密
度はウインドガラスの部分で２００Ｋｃａｌ／ｍ２，Ｈ
ｒ．、又ルーフの部分では反射によって１００Ｋｃａｌ
／Ｍ２．Ｈｒ．になるものと推定される。

小型普通乗用車を考えた場合、車室の横断面積は約３．
５ｍ２であり、この中のルーフ面積が１．５ｍ２、ウイ
ンドガラス面積が２ｍ２となっている。

故に小型普通乗用車が集め得る太陽熱エネルギーはルー
フ部分で１５０Ｋｃａｌ／Ｈｒ．、ウインドガラス部分
で４００Ｋｃａｌ／Ｈｒ．となり、合計して５５０Ｋｃ
ａｌ／Ｈｒ．と見積られることになる。

本発明の車両のデザイン、太陽熱エネルギー、冷却装置
の省エネルギー性、経済性等について総合的に検討した
結果、車両の表面に最も安価で最も安全な水を車載バッ
テリーを駆動電源とするポンプで断続的に散布して、車
両の表面そのものを蒸発体とすれば、付着した水滴は大
気よりも車両表面からより多くの熱を受容して蒸発し、
その結果車両表面が冷却される為に熱伝導によって車内
上部の空気温度の低下が生じて空気の自然対流が発生し
、従ってファンを使用することなく車内の均一な冷却が
可能でありポンプ以外の動力が不必要であることを見い
だした。

即ち本発明の基本原理は車両表面を水冷式の放熱板化す
ることであった。

小型普通乗用車の車室の表面積はウインドガラス下端か
らルーフまでをとっても約７ｍ２あり、その中鋼板と内
装材で構成したルーフ面積は前述の如く１．５ｍ２であ
り、従って５．５ｍ２がガラス部分表面積となる。

ルーフとウインドガラスの熱伝導度を比較すると、ルー
フは内装材の熱伝導度の低さが影響する為にガラスの方
が１桁大きくなり、又表面積も大きいこと等から、前後
左右のウインドガラス部分には十分に均一な水の散布が
必要なことが理解される。

車両本来の構造によって水滴が滞留しにくい車両表面に
、蒸発が完了するまで安定して付着する水の散布方法を
調査した結果、水滴の大きさを霧状にして小さくすれば
付着力が重力に優る為に車両表面に蒸発が完了するまで
滞留し、又より均一な水滴膜を形成することが明らかと
なった。

この時圧力損失によってポンプの吐出量が減少するが、
これは吐出回数を増やすことによって容易に水の散布量
が確保し得るものであり、又そのことによって風に噴霧
状態を乱されても均一な散布状態を得ることが出来る。

このような目的に好適なポンプには消費電力の小さいウ
ンドウオッシャーポンプが挙げられ、このポンプの駆動
電源として車載バッテ６ーを使用し１０秒／回、１０回
／Ｈｒ．の使用頻度で１０Ｈｒ．経過しても全放電容量
に占める割合は小さく、従ってバッテリートラブル発生
の虞は極めて小さい。

水の噴霧器としてはポンプ吐出圧が低くても動作しやす
い加圧型ノズルの複数個を円形状に配置したスプレー盤
をルーフに設置し、トランクルームに水タンク、ポンプ
等を設置して各々を送水管で接続すれば重心の高さもそ
れほど変らないので車両の走行性能に支障を生ずる虞が
無い。

スプレー盤はルーフに固定したり、磁石を用い着脱可能
にすることも出来る。

（ヘ）実施例 以下本発明に係る実施例を図面と共に説明する。

第１図は装置の作動状態を示す斜視図で、車両のルーフ
に設置したスプレー盤１のノズルより水が噴霧しており
、その範囲は前後左右のウインドガラス下端近辺に留ま
っている為に通行人を濡らす虞はない。

車両の表面に現われているものはスプレー盤と送水管と
してのホースであり、車両デザインの美観を損なっては
いない。

この送水管は後述するようにスプレー盤の構造によって
は、ルーフを貫通させて車内に導入することも出来る。

第２図は装置の構成を示す車両上の配置図で、ルーフ表
面に設置したスプレー盤１と車両内のトランクルームに
設置したポンプ２および水タンク３はホース、パイプ等
の送水管を用い嵌着、ネジ継手、フランジ継手等の手段
によって接続してある。

ポンプ２の駆動電源は車載のバッテリー６であり、ソー
ラーセル４はバッテリー６の充電状態を良好に維持する
為の充電用補助電源として設置したもので、電極の消耗
を抑えてバッテリーの寿命を伸ばすことが出来る。

制御器５にはポンプ２を前続運転させる為にタイマー又
はタイマーと温度センサーが設けてあり、これは日照条
件や車内気温に応じて水の噴霧時間又は噴霧間隔を変更
し、あるいは噴霧を停止する為で、タイマーはポンプ２
に休止および運転時間を設定し、又温度センサーは車内
又は車外の気温の検出を行なう。

第３図から第８図までスプレー盤１の構造に係る１実施
例を示している。

第３図、第４図はスプレー盤１の各々平面図、側面図で
、側面には着脱を自由に行ない、設置を容易にする為に
接続パイプ７が設けてあり、又上面は美観の為に曲面に
より形成されている。

第５図はスプレー管に係る平面図で、環状パイプ１２に
導水する為に側面に設けた接続パイプ７はルーフに貫通
孔を設けてスプレー盤を固定する場合にはスプレー盤の
裏面に位置するように設けることも出来、複数のノズル
９は同数のノズルアダプター１１を設けた環状パイプ１
２に等間隔を置いて取付けてある。

本発明には渦巻型と遠心型に大別される加圧型ノズルが
使用出来、中でも直心型ノズルはスプレー盤の製造が容
易で、又ゴミがノズルに詰った時に取外しての点検掃除
が簡単等の利点がある。

即ちノズル９としては噴霧角が６０〜９０°の家庭用ス
プレーノズルで十分実用に耐え、又外径は６ｍｍ程度の
小口径のものがスプレー盤を薄くする上において好適で
ある。

車両の表面を放熱板として有効に使用する上において、
ノズル９の取付数量はスプレー盤の噴霧範囲に死角が生
じないように各々のノズルの噴霧両端が相互に重復する
ような噴霧状態が得られる値にするべきである。

ノズル９を取付ける環状パイプ１２の形状は車室の平面
形状に近似させてもよいが、しかし各々のノズルの取付
角度に仰角又は傍角を与えることによっても噴霧面積、
形状を変えることも出来る。

例えばノズルの取付数量を最小にし得る環状パイプの形
状は円型であり、噴霧角度６０°では７個以上、９０°
では５個以上のノズルを等間隔で取付けることによって
死角のない噴霧状態を得ることが出来、従ってこの環状
パイプの前後位置関係にある各々のノズルに仰角を与え
れば噴霧距離が伸びる為に長方形の車室に対応し得るし
、又逆に左右の各々のノズルに仰角を与えて横幅の広い
形の車室に対応させることも出来る。

第６図、第７図は第５図図示のスプレー管を内設して車
両の空力的デザインとその調和を得る部品に係る。

第６図は上板８の書面図で磁石１３が接着剤で固定して
あり、これは磁力によってスプレー盤を鋼板製ルーフに
設置すると共に着脱を自由にする為で、車両のルーフを
傷つけることなく設置出来る。

第７図は環状側板１０の平面図でノズル９を貫入させる
為のノズル孔１４が設けてある。

第８図は遠心型のノズル９の構造と取付状態を示す拡大
中央断面図で、環状パイプ１２にはノズルアダプター１
１が溶接して設けてあり、ノズル９はノズルアダプター
１１にネジ継手により取付けてある。

以上第３図から第８図に示したスプレー盤は接続パイプ
７、ノズルアダプター１１、環状パイプ１２よりなるス
プレー管を別工程で製造し、上板８、環状側板１０を用
いてノズルアダプター１１、環状パイプ１２を内設して
構成したものであるが、以下第９図から第１０図に示す
ようにプラスチック又はダイキャスト成型により、接続
パイプ７、上板８、環状側板１０、ノズルアダプター１
１、環状パイプ１２を１体化して製造することも出来る
。

第９図は接続パイプ７′を側面に設け、磁石１３により
着脱を自由にして設置するスプレー盤の中央断面図であ
り、第１０図は接続パイプ７′を裏面に設けルーフ２０
を貫通させボス１７とナット１８により固定するスプレ
ー盤の中央断面図である。

第１０図実施例のようにルーフ２０に設通孔を設ける場
合、水密化の為にシーラー１９を貫通孔と接続パイプ７
′の間隙の埋め込みに用いる。

ボス１７のネジ部は接続パイプ７′を締め付ける３〜４
分割のチャックであり、車両走行時の振動によるスプレ
ー盤の緩みを防止することが出来る。

第１１図、第１２図は遠心型のノズル９′の各々拡大中
央断面図、拡大正面図を示し、これはスプレー盤に同時
成型したノズルアダプター１１′に取付けるものでネジ
部は外径側に設けてあり、ネジ込みにはビット２１に挿
入する為の４本のピンを先端に設けた治具を用いる。

このようにスプレー盤をルーフに固定し又送水管を車室
内に通せば、車両の外観デザインとのより一層の調和が
得られる。

スプレー盤にはその他の機能を付与することも出来る。

第１３図、第１４図は手動伸縮式のアンテナ２２を設け
たスプレー盤の各々側面図、背面図で、使用状態と洗車
機にかける時、駐車装置に乗り入れる時等の収納状態を
示している。

リード線２３は第１０図図示ボス１７の上部に案内溝を
設けることにより車室内に導びくことが出来、スプレー
盤に固定に支障はない。

無論アンテナを設ける為のスプレー盤の構造は第１３図
、第１４図に限定されるものではなく、接続パイプを側
面に設けた構造のスプレー盤においても実施可能である
。

第１５図、第１６図はその他のスプレー盤の平面図で、
破線はスプレー管を示しており、スプレー盤２マはライ
トバン、バス等のロングルーフの車室に適し、又スプレ
ー盤２５はノズルに仰角、俯角を適宜与えることにより
軽自動車、普通自動車、貨物自動車等の車室に対応させ
ることが出来る。

スプレー盤のルーフ表面への設置は以上に開示した方法
に限定されるされることなく、ビス留め、接着等の方法
により直接ルーフへ固定してもよく、又は吸着盤を裏面
に設けて着脱を自由にしてもよく、更にスプレー盤を嵌
着又はビス留め等の方法によって固定する為の治具をル
ーフ表面に設ける等の方法があり、無論これら方法が支
障なく適用し得るのは言うまでもないことである。

第１７図は水タンク３周りの斜視図で、水タンク３はタ
ンクケース２６に収納され、ステー２９によって保持さ
れているので、車両の急な方向転換やブレーキ動作等に
よるトランクルーム内での乱れた動きが抑制し得るが、
更に水タンク３の安置性を考慮するならばタンクケース
２６をベルトで固定したり、又は非スリップ性マット上
に置く等の方法がある。

水位検出器２８はポンプ２の空運転を防止すると共に、
本装置に係る基本物質である水の有無を確認して使用者
にその情報を伝えるセンサーでもあり、このような目的
にはリミットスイッチとフロート、リードスイッチ又は
ホールＩ．Ｃ．と磁石付フロート、静電容量型センサー
を用い水タンク内の水位を検出する方式の他に、送水管
に圧力センサー、光学センサー等からなる水流検出器を
設ける方式もある。

ドレンパイプ３１は水タンク３の破損、注水口蓋２７よ
りのオーバーフロー、ポンプ２や三方弁３０よりのリー
ク等による水を排出する為のもので、これには適当な長
さのホースが取付けられてトランクルーム内の床に設け
た孔より車外に導びかれるので、水が車室を濡らす虞が
ない。

従って水タンクを車室外に設置し得る車両の構造であれ
ば、タンクケースの必要性はそれ程高くはない。

第１８図は水位検出器２８の拡大中央断面図で、リミッ
トスイッチ３２とフロート３ノは柔軟で耐水性のある糸
で結ばれており、又フロート３５は朔気抜孔３４を設け
たフロートパイプ３３の中に吊り下げてあるので水位追
従性が良い。

本装置には水道水や地下水が用いられるが、これらの水
質は地域によって異なり一様ではない。

例えばＣａ２＋イオンやＭｇ＋イオンは空気中の炭酸ガ
スと化合して白色の炭酸塩を生成する物質であるが、こ
れらイオンの濃度を示す硬度は０ル０１ＰＰＭから１２
２ＰＰＭにわたり、又茶色のシミの原因にもなる鉄イオ
ンも０．０１ＰＰＭから６５ＰＰＭにわたっている。

その他溶存有機物濃度の指標でもある過マンガン酸カリ
消費量やコロイドシリカを含む浮遊微粒子濃度を示す濃
度も様々である。

従って本装置を使用する地域や水の蒸発残留物による微
かな汚れも好まない使用者によっては、水を精製する必
要性が出てくる。

第１９図から第２２図は水の精製に係る。

第１９図は水の精製器の中央断面図で、ポンプにより加
圧された水は精製器３６の底部に送られ、有機物吸着体
層４０でコロイド粒子、有機物等を除去された後、カチ
オン交換体層３９でＣａ２＋，Ｍｇ＋イオンが、そして
アニオン交換体層ラ７で塩酸、硫酸等が各々吸着され、
頂部よりスプレー盤に送られる。

この場合に用いるイオン交換体は遊離酸、遊離塩基型の
イオン交換樹脂であり、又水質によっては有機物吸着体
又はイオン交換体で十分目的を達成出来る場合もある。

有機物吸着体としては活性炭、有機物吸着樹脂等があり
、イオン交換体には前述のイオン交換樹脂以外にゼオラ
イト等もあり、各々適宜選択して用いることが出来る。

第２０図は各々の層を分離し、粒子の液出を防止する為
の仕切板３８の平面図で、フィルター４２は２枚の互い
に嵌着するフィルターホルダー４１に挟まれている。

フィルター４２は耐水性の不織布、ウレタンフォーム、
ステンレス製メッシュ等が好適である。

第２１図は水の精製室を内設した水タンクの中央断面図
で、水は仕切板ａ４４によって精製室４６と分離され、
又精製室４６は仕切板ｂ４５によって３室に分割されて
いる。

第２２図は仕切板ｂ４５の拡大斜視図で、２枚の互いに
嵌着するフィルターホルダー４７とフィルター４８から
構成されている。

これら仕切板３８又は仕切板ｂ４５は水質に応じて中間
に設けたものを取外し、精製工程を変更することも出来
る。

車両に入射する太陽エネルギーは夏場においても、毎日
の天候、その日の時間帯、地域、海岸、市街地等により
全て一様ではなく、従って本装置を用い車両を効率よく
冷却するには、容量に制限のある水を効果的に噴霧する
ように制御する必要がある。

第２３図はタイマーを使用した制御方法に係るタイムチ
ャートで、制御器５に設けたタイマーＴ１はポンプ３の
休止時間タイマーであり、又タイマーＴ２はポンプ３に
運転時間タイマーで、日照条件に応じて各々の設定時間
を自由に変更することが出来る。

第２４図はタイマーと温度センサーを併用した制御方法
に係るタイムチャートで、１点鎖線で示した車内気温が
Ｒ±１以上になるとタイマーのＴ１の休止時間ｔ１を短
縮してｔ′１として水の噴霧回数を増加させ、又はタイ
マーＴ２の運転時間ｔ２を伸ばしｔ′２として水の噴霧
時間を伸ばしてもよく、何れにせよ結果的に水の噴霧量
を増加させて効果的冷却を行ない、そして車内気温が天
候の変化、時間の経過等によってＲｔ２以下になると装
置の作動を停止させるもので、水を有効に使用すること
が出来る。

（ト）発明の効果 以上詳細に説明した様に本装置は駐車時車両の冷却とい
う目的を達成する上において、エネルギー消費源として
は低消費電力の小型ポンプ１台であり、又冷却物質とし
ては極めて低価格の水を消費するのみであり、従って省
エネルギーおよび無公害である。

次に装置の構成要素が小型、軽量、簡便である為に車両
のデザインや性能を損なうことなく設置出来、又可動部
品が小型ポンプ１台である為に故障発生の度が小さい。

更に夏場炎天下における水の噴切は視覚的にも清涼感を
与えるものである。

従って本発明は国民生活の一部でもある車生活を、経済
的に低価格でより快適に改善し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の作動状態を示す斜視図、第２図は本発
明の車両上の配置図、第３図，第４図はスプレー盤の各
々平面図、側面図、第５図はスプレー管の平面図、第６
図は上板の裏面図、第７図は環状側板の平面図、第８図
はノズルの取付状態を示す中央断面図、第９図，第１０
図は各々他の構造のスプレー盤の中央断面図、第１１図
，第１２図はその他のノズルの各々中央断面図、正面図
、第１３図第１４図はアンテナ付スプレー盤の各々側面
図、背面図、第１５図，第１６図は各々その他の形状の
スプレー盤の平面図、第１７図は水タンク周りの斜視図
、第１８図は水位検出器の中央断面図、第１９図は水の
精製器の中央断面図、第２０図は第１９図に係る仕切板
の平面図、第２１図は水の精製室を内設した水タンクの
中央断面図、第２２図は第２１図に係る仕切板の斜視図
、第２３図，第２４図は各々本装置の制御に係るタイム
チャートを示している。 参考図書（１）太陽光発電：高橋清他２名編著（２）水
と生活：藤田四三雄著

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、複数の加圧型ノズルとノズルを取付ける為に同
   数のノズルアダプターを設けた環状パイプと環状パイプ
   に導水する為に設けた接続パイプと環状パイプを内設し
   たことによって構成したスプレー盤を車両のルーフ表面
   に設置し、スプレー盤と車両内に設置した車載バッテリ
   ーを駆動電源とするポンプと車両内に設置した水タンク
   を送水管で接続し、ポンプを断続運転させる為に制御器
   を車両内に設置し、スプレー盤に断続的送水を行なうこ
   とによって車両のルーフ表面に間歇的噴霧を発生させ、
   車両の表面に付着した水滴の蒸発によって車両を冷却す
   ることを特徴とする駐車時車両冷却装置。 （２）、加圧型ノズルが遠心型ノズルであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の駐車時車両冷却装置
   。 （３）、接続パイプをスプレー盤の側面に設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の駐車時車両冷却
   装置。 （４）、磁石をスプレー盤に内設し磁力によってスプレ
   ー盤を車両のルーフ表面に設置したことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の駐車時車両冷却装置。 （５）、接続パイプをスプレー盤の裏面に設け車両のル
   ーフを貫通させたことによってスプレー盤を車両のルー
   フ表面に設置したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の駐車時車両冷却装置。（６）、手動伸縮式のア
   ンテナをスプレー盤に設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の駐車時車両冷却装置。 （７）、ソーラーセル車載バッテリーの充電用補助電源
   として車両に設置したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の駐車時車両冷却装置。（８）、水位検出器
   を水タンクに設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の駐車時車両冷却装置。 （９）、水滴検出器を送水管に設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の駐車時車両冷却装置。 （１０）、水の精製器を車両内に設置したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の駐車時車両冷却装置。 （１１）、水の精製室を水タンクに内設したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の駐車時車両冷却装置
   。 （１２）、水の精製を有機物吸着体とイオン交換体にっ
   て行うことを特徴とする特許請求の範囲第１０項又は第
   １１項記載の駐車時車両冷却装置。（１３）、水の精製
   を有機物吸着体によって行うことを特徴とする特許請求
   の範囲第１０項又は第１１項記載の駐車時車両冷却装置
   。 （１４）、水の精製をイオン交換体によって行うことを
   特徴とする特許請求の範囲１０項又は第１１項記載の駐
   車時車両冷却装置。 （１５）、タイマーを制御器に設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の駐車時車両冷却装置。（１
   ６）、タイマーと温度センサーを制御器に設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の駐車時車両冷
   却装置。