JP2007210425A - 車両用内装部材の放熱装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】内装部材から放熱部間の熱輸送効率を高めて放熱効果を向上できる車両用内装部材の放熱システムの提供を図る。
【解決手段】表面被覆材2aの裏面に設けた導熱板11に表面被覆材2aの蓄熱を集熱させ、この導熱板11と車室外に設置した放熱器12との間に蒸発器13を設け、導熱板11の熱を複数のヒートパイプ14を介して蒸発器13に輸送することにより、表面被覆材2aの熱を導熱板11およびヒートパイプ14を介して蒸発器13に効率よく集熱することが可能となり、ひいては、この蒸発器13から放熱器12を介して車室外に放熱する熱量を増大できる。
【選択図】図2
【解決手段】表面被覆材2aの裏面に設けた導熱板11に表面被覆材2aの蓄熱を集熱させ、この導熱板11と車室外に設置した放熱器12との間に蒸発器13を設け、導熱板11の熱を複数のヒートパイプ14を介して蒸発器13に輸送することにより、表面被覆材2aの熱を導熱板11およびヒートパイプ14を介して蒸発器13に効率よく集熱することが可能となり、ひいては、この蒸発器13から放熱器12を介して車室外に放熱する熱量を増大できる。
【選択図】図2
Description
本発明は、直射日光によりインストルメントパネルなどの車両用内装部材の表面被覆材に蓄熱した熱を車室外に放熱するようにした車両用内装部材の放熱装置に関する。
炎天下に自動車を長時間駐車しておくと車室内温度が上昇するが、この温度上昇の大きな要因の1つに、フロントウインドウ直下に配置されるインストルメントパネルの表面被覆材に蓄熱した熱が車室内空気中に輻射されることが考えられる。
また、このように車室内温度の上昇と相俟ってインストルメントパネルや周辺計器パネル自体が高温となり、それらのパネル材が変形したり、計器類の異常表示や誤作動の発生原因になったりする。
このため、従来では計器パネルの本体部にヒートパイプの一方の端部を埋め込み、他方の端部を自動車ボディまたはシャーシ等の放熱部に熱的に接続することにより、計器パネルの本体部に蓄熱された熱はヒートパイプを介して自動車ボディまたはシャーシに熱輸送されて、その放熱部から放熱するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−58943号公報(第5頁、第1図)
しかしながら、かかる従来の車両用内装部材の放熱システムでは、放熱部は自動車ボディやシャーシとなっており、これらボディやシャーシは車室から離れた部位に設定されているため、内装部材である計器パネルの本体部に接続したヒートパイプの一方の端部と前記放熱部に接続したヒートパイプの他方の端部との間の距離が長くなってしまうとともに、内装部材から放熱部に至る熱輸送は専ら前記ヒートパイプのみとなっている。
このように内装部材と放熱部との間の熱輸送の全てを担うヒートパイプが長くなると、その分、熱漏洩量が増大してヒートパイプによる熱の伝達効率が悪化し、ひいては、計器パネルの本体部の放熱効果が低下してしまうとともに、その熱伝達効率の悪化によりヒートパイプによる熱輸送システムの起動に時間を要してしまう。
そこで、本発明は内装部材から放熱部間の熱輸送効率を高めて放熱効果を向上させることができる車両用内装部材の放熱装置を提供するものである。
本発明の車両用内装部材の放熱装置は、表面被覆材の裏面に設けた導熱板と車室外に配置した放熱器との間に蒸発器を設け、導熱板に集熱した表面被覆材の熱を複数の熱輸送部材を介して蒸発器に一旦伝熱し、該蒸発器から前記放熱器に熱輸送して車室外に放熱させる構成としている。
本発明の車両用内装部材の放熱装置によれば、導熱板と放熱器との間に蒸発器を設けることにより、表面被覆材の熱を前記導熱板および熱輸送部材を介して蒸発器に効率よく集熱することが可能となる。そして、この蒸発器から放熱器を介して車室外に放熱する熱量を増大できるため、内装部材の冷却効果をより向上することができる。
このとき、熱輸送部材が複数設けられていることにより、導熱板から蒸発器に伝達される熱量がより増大されて、蒸発器による集熱量をより増大することができるため、内装部材の冷却効果をより向上することができる。
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
図1〜図4は本発明にかかる車両用内装部材の放熱装置の第1実施形態を示し、図1は本発明が適用される車両の全体斜視図、図2は放熱装置の全体構成を示す略示的説明図、図3は放熱装置を組み込んだインストルメントパネルの正面断面図、図4は放熱装置を組み込んだインストルメントパネルの底面図である。
本実施形態の車両用内装部材の放熱装置10は、図1に示すように自動車1の車両用内装部材としてのインストルメントパネル2に適用され、炎天下に自動車1を駐車しておく場合に、フロントガラス3やフロントサイドガラス4から差込む直射日光によって、フロントガラス3の直下にある前記インストルメントパネル2の表面被覆材2aに太陽熱が蓄熱される。
インストルメントパネル2は、骨格となる基材の表面を前記表面被覆材2aで被覆することにより構成される。
ここで、本発明の放熱装置10は、図2〜図3に示すように表面被覆材2aの裏面に設けられてその表面被覆材2aの蓄熱を集熱する熱伝導率の高い導熱板11(図3,図4参照)と、車室外に設置されて輸送された熱を車室外に放熱する放熱器12(図2参照)と、導熱板11と放熱器12との間に設けられて集熱した熱を放熱器12に輸送する蒸発器13と、導熱板11の熱を蒸発器13に輸送する複数(本実施形態では4本)の熱輸送部材としてのヒートパイプ14と、を備えている。
前記導熱板11は熱伝導率が高い金属、例えばアルミニウム材により形成され、該導熱板11は表面被覆材2aの裏面に固着して、表面被覆材2aから導熱板11への熱伝達が効率よく行われるようになっている。
前記放熱器12は、例えばフロントガラス3の前方下部に設けられるカウルボックス5内に配置し、このカウルボックス5内を流通する外気によって効率良く冷却される。
前記蒸発器13は、内部に金属メッシュまたは多孔質体からなるウイックが挿入されており、この蒸発器13と前記放熱器12とを媒体排出管15と媒体戻り管16の2本の配管によって接続してあり、蒸発器13内には熱伝達媒体としての液体が封入されている。
そして、蒸発器13内で液媒体が集熱された熱によって蒸気に変化すると、その蒸気は蒸気圧によって媒体排出管15を通って放熱器12に移動し、そして、放熱器12での放熱により冷却されて液体に凝縮されると、この液体は蒸気の圧力により前記蒸発器13に戻されることによって熱伝達媒体は循環され、蒸発器3の熱は放熱器12に熱輸送されて効率良く放熱される。
前記ヒートパイプ14は蒸発器13の両側に2本づつ、計4本が接続され、これらヒートパイプ14は、蒸発器13と同様に内部にウイックが挿入されて熱伝達媒体としての液体が封入されており、一方の端部側の受熱部14aで受熱して蒸発した熱伝達媒体はウイックによる毛細管現象で他方の端部側、つまり蒸発器13への接続側の放熱部14bに移動し、この放熱部14bで冷却されて液体に変化すると、再びウイックの毛細管現象により受熱部14a側に環流し、この液媒体の循環により受熱部14aから放熱部14bへと効率良く熱輸送される。
ここで、前記ヒートパイプ14は、その受熱部14aを導熱板11に直接に接触させるとともに、前記放熱部14bを蒸発器13に直接に接続してある。
このヒートパイプ14と導熱板11との間には、互いに着脱可能となる脱着部17を設けてあり、この脱着部17によってヒートパイプ14を導熱板11に着脱できるようにしてある。
また、本実施形態では前記導熱板11を、車幅方向(図3,図4中左右方向)に複数(本実施形態では4つ)に分割し、外側左・右板11A,11Bと内側左・右板11C,11Dとによって構成してある。このように、導熱板11を複数に分割すると表面被覆材2aとの接触面積が減少されるが、ヒートパイプ14との必要な最低接触面積が確保されることはいうまでもない。
前記導熱板11は、前記内側左・右板11C,11Dの対向側(中央部側)端部をそれぞれ下方に折曲して蒸発器13を固定する一対の取付部18,18aとしてある。
そして、前記取付部18,18a間に蒸発器13を挟み込み、取付部18,18aが蒸発器13に直接に接触するようにしてボルト等の締結部材を介して着脱可能に取り付けてある。
以上の構成により本実施形態の放熱装置10によれば、導熱板11と放熱器12との間に蒸発器13を設けたことにより、ヒートパイプ14による熱輸送は導熱板14と蒸発器13との間に短縮されて熱漏洩を小さく抑制でき、しかも、インストルメントパネル2の表面被覆材2aの熱を前記導熱板11およびヒートパイプ14を介して蒸発器13に効率よく集熱することが可能となり、そして、この蒸発器13から放熱器12を介して車室外に放熱する熱量を増大できるため、前記インストルメントパネル2の冷却効果をより向上することができる。
このとき、前記ヒートパイプ14を複数設けたことにより、導熱板11から蒸発器13に伝達される熱量がより増大されて、蒸発器13による集熱量をより増大することができるため、インストルメントパネル2の冷却効果をより向上することができる。
また、本実施形態では前記ヒートパイプ14の受熱部14aを導熱板11に直接接触させるとともに、該ヒートパイプ14の放熱部14bを蒸発器13に直接接続したので、導熱板11とヒートパイプ14との間、およびヒートパイプ14と蒸発器13との間のそれぞれの熱伝達効率を増大することができるため、結果的に蒸発器13による集熱効率を増大してインストルメントパネル2の冷却効果を更に向上することができる。
更に、ヒートパイプ14と導熱板11との間に、互いに着脱可能となる脱着部17を設けたので、本実施形態の放熱装置10をインストルメントパネル2に組み込む際に、蒸発器13にヒートパイプ14を取り付けた状態で、該ヒートパイプ14を導熱板11に簡単に取り付けることができるため、放熱装置10の組み付け時の作業性を向上することができる。
更にまた、前記導熱板11を、車幅方向に複数に分割して、外側左・右板11A,11Bと内側左・右板11C,11Dとで構成したので、導熱板11をインストルメントパネル2の形状に追従させ易くなり、また、レイアウトの自由度を増加させることができる。
また、前記導熱板11には、前記内側左・右板11C,11Dの対向側端部をそれぞれ下方に折曲することにより、蒸発器13を固定する一対の取付部18,18aとしたので、この取付部18,18aに蒸発器13を取り付けておくことにより、走行時にも蒸発器13を安定的に固定できるとともに、前記取付部18,18aを介して導熱板11、詳細には内側左・右板11C,11Dと蒸発器13との接触面積を増加させることができるため、蒸発器13の集熱効率を更に向上することができる。
図5,図6は本発明の第2実施形態を示し、前記第1実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図5は放熱装置を組み込んだインストルメントパネルの正面断面図、図6は放熱装置を組み込んだインストルメントパネルの底面図である。
本実施形態の放熱装置10Aは本発明の基本構造を示し、図5,図6に示すように、第1実施形態と略同様に表面被覆材2aの蓄熱をそ の裏面に設けた導熱板11で集熱し、この導熱板11の熱をヒートパイプ14によって蒸発器13に輸送するようになっている。
ここで本実施形態では、前記導熱板11を、インストルメントパネル2の上面形状に略沿った1枚のアルミニウム板で形成してある。
また、本実施形態にあっても前記ヒートパイプ14は4本が用いられ、蒸発器13の両側に2本づつ接続したヒートパイプ14の受熱部14aを、導熱板11の車幅方向両端側に向かって導熱板11の前後方向の両側縁部に取付けてある。勿論、この場合にあってもヒートパイプ14と導熱板11との間に脱着部17(図3,図4参照)を設けることが望ましい。
以上の構成により本実施形態の放熱装置10Aによれば、導熱板11を1枚のアルミニウム板で形成した場合にも、第1実施形態と同様に導熱板11に集熱した表面被覆材2aの蓄熱を、ヒートパイプ14を介して蒸発器13に輸送し、この蒸発器13で集熱した熱を放熱器12(図2参照)から車室外に放熱することができる。
また、本実施形態では導熱板11を分割することなく、連続した1枚のアルミニウム板として形成したので、表面被覆材2aとの接触面積を増大して集熱効率を向上することができる。
図7,図8は本発明の第3実施形態を示し、前記第2実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図7は放熱装置を組み込んだインストルメントパネルの正面断面図、図8は放熱装置を組み込んだインストルメントパネルの底面図である。
本実施形態の放熱装置10Bは、図7,図8に示すように基本的に第2実施形態と略同様の構成となり、表面被覆材2aの裏面に導熱板11を設けるとともに、この導熱板11に集熱した表面被覆材2aの蓄熱をヒートパイプ14を介して蒸発器13に輸送するようになっている。勿論、この場合にあってもヒートパイプ14と導熱板11との間に脱着部17(図3,図4参照)を設けることが望ましい。
ここで本実施形態では、前記導熱板11を、車幅方向に複数(本実施形態では4つ)に分割し、外側左・右板11A,11Bと内側左・右板11C,11Dとによって構成してある。
また、本実施形態にあっても第1実施形態と同様に、導熱板11を複数に分割することにより表面被覆材2aとの接触面積が減少されるが、ヒートパイプ14との必要な最低接触面積は確保される。
更に、本実施形態にあっても前記ヒートパイプ14は4本が用いられ、蒸発器13の両側に2本づつ接続したヒートパイプ14の受熱部14aを、外側左・右板11A,11Bと内側左・右板11C,11Dとに跨って取り付けてあり、本実施形態では蒸発器13は図外の専用ブラケットでインストルメントパネル2に取付けるようにしている。
以上の構成により本実施形態の放熱システム10Bによれば、導熱板11を複数に分割した外側左・右板11A,11Bと内側左・右板11C,11Dに集熱した熱は、それら外側左・右板11A,11Bと内側左・右板11C,11Dとに跨って取り付けたヒートパイプ14の受熱部14aから吸熱されて蒸発器13に輸送するようになっている。
そして、本実施形態では導熱板11を複数に分割したので、第1実施形態と同様に導熱板11をインストルメントパネル2の形状に追従させ易くなり、また、レイアウトの自由度を増加させることができる。
図9,図10は本発明の第4実施形態を示し、前記第3実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図9は放熱装置を組み込んだインストルメントパネルの正面断面図、図10は放熱装置を組み込んだインストルメントパネルの底面図である。
本実施形態の放熱装置10Cは、図9,図10に示すように基本的に第3実施形態と略同様の構成となり、表面被覆材2aの裏面に設けた導熱板11を、車幅方向に4つに分割して外側左・右板11A,11Bと内側左・右板11C,11Dとによって構成し、この導熱板11に集熱した表面被覆材2aの蓄熱をヒートパイプ14を介して蒸発器13に輸送するようになっている。勿論、この場合にあってもヒートパイプ14と導熱板11との間に脱着部17(図3,図4参照)を設けることが望ましい。
ここで本実施形態では、前記蒸発器13を、インストルメントパネル2の車幅方向片側に配置してある。
従って、前記外側左・右板11A,11Bおよび前記内側左・右板11C,11Dは蒸発器13に対して車幅方向片側に配置されることになり、この蒸発器13の導熱板11配置側に2本のヒートパイプ14を接続して、該ヒートパイプ14の受熱部14aを外側左板11Aと内側左板11Cとに跨って取り付けてある。
この場合、蒸発器13のヒートパイプ14の接続側とは反対側が、インストルメントパネル2に設けた取付ブラケット19に固定される
また、内側左板11Cと内側右板11Dとに跨って第1補助ヒートパイプ14S1を取り付けるとともに、内側右板11Dと外側右板11Bとに跨って第2補助ヒートパイプ14S2を取り付けて、外側右板11Bの熱を第2補助ヒートパイプ14S2を介して内側右板11Dに輸送し、かつ、この内側右板11Dの熱を第1補助ヒートパイプ14S1を介して内側左板11Cに輸送するようになっている。
また、内側左板11Cと内側右板11Dとに跨って第1補助ヒートパイプ14S1を取り付けるとともに、内側右板11Dと外側右板11Bとに跨って第2補助ヒートパイプ14S2を取り付けて、外側右板11Bの熱を第2補助ヒートパイプ14S2を介して内側右板11Dに輸送し、かつ、この内側右板11Dの熱を第1補助ヒートパイプ14S1を介して内側左板11Cに輸送するようになっている。
以上の構成により本実施形態の放熱装置10Cによれば、蒸発器13を、車幅方向に延在したインストルメントパネル2の車幅方向片側に配置したので、朝方等や夕方等にあって太陽が自動車1の直上ではなく偏日射となる場合、太陽エネルギーの入力方向が蒸発器13の配置側か蒸発器13が存在しない側となる。
前者のエネルギー入力方向が蒸発器13の配置側である場合、太陽光が直接に蒸発器13に照射されるため放熱装置10Cの立ち上がり(起動)が早くなり、一方、後者のエネルギー入力方向が蒸発器13の存在しない側である場合、蒸発器13に太陽光が直接に影響はしないが、第1・第2補助ヒートパイプ14S1,14S2により熱輸送を促進し、放熱装置10Cの立ち上がり性能を確保する。
また、インストルメントパネル2のレイアウトの制約、例えば計器類やオーディオ類あるいは空調風の吹出口等のレイアウトによって蒸発器13を車幅方向中央部に配置できない場合にも、放熱装置10Cの熱効率を悪化させること無く駆動することができる。
ところで、本発明は前記第1〜第4実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができ、例えば、ヒートパイプ14や補助ヒートパイプ14Sの数などを適宜設定することができ、また、本発明を適用する車両用内装部材としてインストルメントパネル2を例示したが、これ以外の内装部材、例えばリヤパーセルシェルフにあっても本発明を適用することができる。
1 自動車
2 インストルメントパネル(車両用内装部材)
2a 表面被覆材
10,10A,10B,10C 放熱装置
11 導熱板
11A 外側左板
11B 外側右板
11C 内側左板
11D 内側右板
12 放熱器
13 蒸発器
14 ヒートパイプ
14S1 第1補助ヒートパイプ
14S2 第2補助ヒートパイプ
2 インストルメントパネル(車両用内装部材)
2a 表面被覆材
10,10A,10B,10C 放熱装置
11 導熱板
11A 外側左板
11B 外側右板
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11D 内側右板
12 放熱器
13 蒸発器
14 ヒートパイプ
14S1 第1補助ヒートパイプ
14S2 第2補助ヒートパイプ
Claims (6)
- 車室内に配設される内装部材の表面被覆材に蓄熱した熱を車室外に輸送して放熱する車両用内装部材の放熱装置であって、
表面被覆材の裏面に設けられて該表面被覆材の蓄熱を集熱する熱伝導率の高い導熱板と、
車室外に設置されて輸送された熱を車室外に放熱する放熱器と、
導熱板と放熱器との間に設けられて集熱した熱を放熱器に輸送する蒸発器と、
導熱板の熱を蒸発器に輸送する複数の熱輸送部材と、を備えたことを特徴とする車両用内装部材の放熱装置。 - 熱輸送部材は、受熱部が導熱板に直接接触するとともに、放熱部が蒸発器に直接接続されることを特徴とする請求項1に記載の車両用内装部材の放熱装置。
- 熱輸送部材と導熱板との間に、互いに着脱可能となる脱着部を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用内装部材の放熱装置。
- 導熱板は、複数に分割されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の車両用内装部材の放熱装置。
- 導熱板は、蒸発器を固定する取付部が設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の車両用内装部材の放熱装置。
- 蒸発器は、車幅方向に延在した内装部材の車幅方向片側に配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の車両用内装部材の放熱装置。
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