JPH0640008Y2 - 自動車用オートエアコンのサンセンサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、車室内の気温調整を行うために、体感温度
に影響を与える太陽光の強さを検出する自動車用オート
エアコンのサンセンサに関する。

自動車のオートエアコンは、車室内の気温を所望の一定
温度に自動調整するが、太陽光の強さによって体感温度
が変化するので、単に車室内の気温を一定に調整するの
ではなく、太陽光が強いときにはさらに室温を下げるよ
うに、太陽光の強さに応じて室温を微調整している。そ
のために太陽光の強さを検出して検出信号を出力するの
がサンセンサである。

しかし、太陽光が最も強いとき、即ち太陽が真上に近い
方向にあるときには、斜め方向にあるときに比べて車室
内に入る太陽光が少ないので、体感温度はそれほど上昇
しない。したがって、太陽が真上に近い方向にあるとき
には、実際の太陽光の強さに比べて、サンセンサの検出
出力を小さくする必要がある。

〔従来の技術〕

第15図は従来の自動車用オートエアコンのサンセンサを
示している。101は、入射する太陽光の強さを電気信号
に変換して出力するように上向きに配置された光電素
子。102は、光電素子101に接近して上方に設けられた透
明又は半透明のプラスチックからなるカバー。103は、
ちょうど光電素子101の上方に位置するようにカバー102
の上面に固着された遮光板である。

このような構成により、もし遮光板103が無ければ、光
の入射角度が０度のとき（即ち、真上方向から光が入射
するとき）に信号出力が最も強くなる特性を有するもの
が、遮光板103を設けることにより、例えば第16図に示
されるように、光の入射角度が０度のときには信号出力
が低下するような感度特性が得られる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、上述のように遮光板で入射光を遮るためには、
光電素子の位置に対する遮光板の取付位置を非常に高精
度に調整する必要があり、その組立調整などに時間がか
かって高コストになる欠点があった。

また、サンセンサは一般に自動車のフロントガラスの内
側などに配置されるので、なるべく目ざわりにならない
ようにすべきである。しかし従来のサンセンサでは、遮
光板と光電素子との間に必ずある程度の距離をとらなけ
ればならないため、サンセンサを小型化することができ
ず、人目につき易い欠点があり、しかも遮光板が表面に
出ているので、目ざわりな感じになる欠点があった。

この考案は、そのような従来の欠点を解消し、低コスト
で製造することができ、しかも目ざわりにならない自動
車用オートエアコンのサンセンサを提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本考案の自動車用オートエ
アコンのサンセンサは、略上向きに設けられて、入射す
る太陽光の強さを電気信号に変換して冷房制御装置に出
力する光電素子と、上記光電素子に上方向から入射する
太陽光をカットするために上記光電素子に接近してその
上方に設けられた通過光カット手段とを有する自動車用
オートエアコンのサンセンサにおいて、上記光電素子に
上方から入射する光を全反射する透明体又は半透明体の
斜面を上記光電素子に対向して配置して上記通過光カッ
ト手段としたことを特徴とする。

〔作用〕

太陽光が上方から入射するときには、通過光カット手段
である透明体又は半透明体の斜面で入射光が全反射さ
れ、斜め方向から太陽光が入射するときに比べて光電素
子に向かう太陽光が多くカットされる。

〔実施例〕

図面を参照して実施例を説明する。

第３図は自動車のオートエアコンの冷房部分を略示した
ものであり、冷凍サイクルを備えた冷房装置１は、マイ
クロコンピュータを備えた制御部２によって動作が制御
される。３は車室内の温度を検出する温度センサであ
り、基本的には、この温度センサ３により検出される室
温が設定温度になるように、制御部２が冷房装置１の動
作を制御する。

フロントガラス４の下部の内側には、太陽光の強さを検
出するためのサンセンサ10が設けられており、サンセン
サ10によって検出された太陽光の強さに応じて冷房装置
１の動作が補正される。即ち、太陽光が強いときには室
温を設定温度よりも下げて、車室内での体感温度が一定
になるように微調整が行われる。

なお、オートエアコン装置には、暖房装置、設定温度の
入力装置及び車外の気温センサその他種々の装置が併設
されているが、それらについての図示説明は省略する。

第１図はサンセンサ10を示している。11は、受光面が上
向きになるように配置された光電素子であり、入射光の
強さを電気信号に変換して出力する。光電素子11として
はホトダイオードその他種々のものを用いることができ
る。

光電素子11には、従来と同様の透明又は半透明のプラス
チックからなるカバー12が、光電素子11に接近してその
上方に設けられている。そのプラスチックとしては例え
ば屈折率が1.5程度の材料が用いられる。そして、カバ
ー12の下面、即ち光電素子11に対向する側の面には、凸
側の頂角θが例えば90度をなすＶ字状の溝13aが、第２
図に示されるように、光電素子11と中心を略合致させて
同心円状に形成されている。

したがって、サンセンサ10に太陽光が斜め方向から入射
するときには、第１図の矢印Ａで示されるように、入射
光はカバー12で屈折しながら光電素子11に入射する。し
かし、サンセンサ10に太陽光が真上から入射する場合に
は、矢印Ｂで示されるように、その入射光は溝13a部で
全反射する。したがって、原理的にはすべての入射光は
溝13a部で反射されて光電素子11に達することができな
い。

もっとも、太陽が真上にあるときでも、種々の散乱、屈
折及び反射などによって、太陽光はある程度あらゆる方
向からサンセンサ10に入射するので、太陽が真上にある
ときに光電素子11の出力信号が零になってしまうわけで
はない。

また、カバー12の内部や外周壁部などでも不規則な散
乱、屈折及び反射などが起こるので、実際にサンセンサ
10に真上方向からだけ光が入射する場合でも、光電素子
11の出力信号が零になってしまうわけではない。

第４図は、上記実施例のサンセンサ10に入射する光の入
射角度と光電素子11の信号出力（電圧）との関係を示し
たものである。入射光の強さは全方向同じものとする。
この第４図に示されるように、光電素子11の信号出力の
強さは入射光が真上に対して20〜30度の角度で入射する
ときが最も強く、入射光が真上にある０度のときは、出
力信号の強さは大幅に下がっている。本考案では、この
ように全反射現象を利用することにより、入射角度が０
度のときの出力信号を大幅に下げることができる。

このように上記実施例においては、光電素子11に上方向
から入射する太陽光をカットするための通過光カット手
段が、同心円状の断面Ｖ字状の溝13aによって形成され
ているが、この溝13aは、カバー12を成形する金型で、
カバー12成形時に同時に成形することができるので、通
過光カット手段のための部品コストはほとんどかからな
い。また、溝13aの中心と光電素子11の中心を厳密に合
致させる等の必要もなく、位置合わせのための組立コス
トも発生しない。

また、溝13aは光電素子11から離す必要がなく密着させ
ることができ、しかも溝13aの深さを浅くして溝の数を
増やせばカバー12の厚さを薄くすることができるので、
サンセンサ10を大幅に小型化することができる。そし
て、溝13aはカバー12の裏面に形成されて表面に出ない
ことから、外観上の見苦しさもない。

なお、溝13aの頂角は90度に限らず、真上からの入射光
が全反射をする角度であれば、周囲の条件にあわせて適
宜変えることができる。また、溝13aは同心円状でなく
ても螺旋状でもよい。さらに、溝13aの数は最小限１つ
あればよく、その場合には円錐状の溝形状となる。ま
た、円錐状に凹ませるかわりに、カバー12の裏面に下方
に出張る円錐状の突起を形成してもよい。つまり、本考
案の通過光カット手段は、光電素子11に上方から入射す
る光を全反射する透明体又は半透明体の斜面であればよ
く、これを光電素子11に対向して配置したものであれば
よい。

第５図は本考案の第２の実施例を示したものであり、通
過光カット手段である断面Ｖ字状の溝13bの頂角部と谷
部とに丸みをつけたものである。このようにすることに
よって、例えば第６図に示されるように、光が真上から
入射するときの信号出力の低下量が少なくなるように調
整することができる。なお、溝の頂角部又は谷部などに
平面部を形成しても同様の効果がある。

また、カバー12の素材中に不純物の微粒子などを混在さ
せ、通過光が散乱するようにしても、光が真上から入射
するときの信号出力の落ち込み量を減らすことができ、
混入する不純物の種類や量によってその程度を調整する
ことができる。

第７図は本考案の第３の実施例を示しており、断面Ｖ字
状の溝13cの凸側の頂角θを例えば90度に一定にして、
その頂角の２等分線の向きを、周辺へ行くに従って内方
に向くように傾けたものである。その結果、光の入射角
度に対する信号出力は、例えば第８図に示されるよう
に、出力のピークが得られる入射角度が広がり、例えば
30〜40度程度で信号出力が最大になる。

したがって、このように溝13cの向き（即ち斜面の向
き）を適宜変化させることによって、信号出力のピーク
値が得られる入射角度を選択することができる。

第９図は本考案の第４の実施例を示しており、カバー12
の上面側を凹面15に形成したものである。このようにし
ても、上述の第７図の実施例と同様の効果が得られる。

第10図は本考案の第５の実施例を示しており、カバー12
の裏面にＶ字状溝13dを直線的に形成したものである。
このようにすることにより、第11図に示されるように、
溝13dと直角方向（Ｘ方向）に光の入射角が変化したと
きには、上述の各実施例と同様に真上から光が入射した
時の信号出力が落ち込むが、溝13dと同方向（Ｙ方向）
に光の入射角が変化したときには、斜め方向からの光入
射時にも溝13d部で全反射が発生するので、真上からの
入射時を信号出力のピークとする特性が得られる。した
がって、太陽が自動車の前後方向に傾いたときと、左右
方向に傾いたときとでサンセンサ10の信号出力特性を変
えることができる。

第12図は、本考案の第６の実施例を示しており、カバー
12の裏面に同心状の溝13eを半周形成し、残りの部分は
直線状に形成したものである。このように形成した溝13
eを光電素子11と少し間隔をあけて配置することによ
り、左右方向に光の入射方向が変化したときには、真上
から光が入射したときに信号出力が落ち込むが、前後方
向に光の入射方向が変化したときには、第13図に示され
るように、一方の方向では左右方向と同様の信号出力の
変化特性が得られ、もう一方の方向では信号出力が途中
でピークを持つことなく漸減する。

このように、本考案においては、溝の形状を変えること
により、光の入射方向に対する任意の信号出力特性を得
ることができ、例えば第14図に示されるような変円形の
溝13f形状なども考えられる。

〔考案の効果〕

本考案の自動車用オートエアコンのサンセンサによれ
ば、光電素子に対向して配置した斜面で上方から入射す
る光を全反射する通過光カット手段を設けたので、光電
素子の表面に通常に設けられるカバーなどに通過光カッ
ト手段を一体成形することができる。したがって、例え
ばカバー成形用金型に追加工するだけで何らの部品を必
要としないので、部品コストを低減することができ、し
かも、斜面と光電素子との位置関係をシビアに調整する
必要がないので、組立コストも低減することができ、総
合的に大幅なコストダウンをすることができる優れた効
果を有する。

またさらに、多数の浅い溝などによって斜面を形成すれ
ば、サンセンサを大幅に小型化することができ、しかも
通過光カット手段が外部から目だたないので視覚的に見
苦しくない等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例のサンセンサの縦断面図、 第２図はその実施例の通過光カット手段の底面図、 第３図はその実施例のオートエアコンの略示図、 第４図はその実施例のサンセンサの感度特性を示す線
図、 第５図は第２の実施例の通過光カット手段の縦断面図、 第６図はその実施例のサンセンサの感度特性を示す線
図、 第７図は第３の実施例の通過光カット手段の縦断面図、 第８図はその実施例のサンセンサの感度特性を示す線
図、 第９図は第４の実施例の通過光カット手段の縦断面図、 第10図は第５の実施例の通過光カット手段の底面斜視
図、 第11図はその実施例のサンセンサの感度特性を示す線
図、 第12図は第６の実施例の通過光カット手段の底面図、 第13図はその実施例のサンセンサの感度特性を示す線
図、 第14図は第７の実施例の通過光カット手段の底面図、 第15図は従来例のサンセンサの縦断面図、 第16図は従来例のサンセンサの感度特性を示す線図であ
る。 11…光電素子、 12…カバー、 13（ａ〜ｆ）…通過光カット手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】略上向きに設けられて、入射する太陽光の
   強さを電気信号に変換して冷房制御装置に出力する光電
   素子と、 上記光電素子に上方向から入射する太陽光をカットする
   ために上記光電素子に接近してその上方に設けられた通
   過光カット手段と を有する自動車用オートエアコンのサンセンサにおい
   て、 上記光電素子に上方から入射する光を全反射する透明体
   又は半透明体の斜面を上記光電素子に対向して配置して
   上記通過光カット手段としたことを 特徴とする自動車用オートエアコンのサンセンサ。