JP2014015139A - 車両用暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輻射ヒーターの最大暖房能力におけるより多くの部分を車両室内の暖房に有効活用することができる車両用暖房装置を提供する。
【解決手段】本発明による車両用暖房装置２８は、車両室内に配設された車体内側壁１３と、該車体内側壁１３に対向する位置に所定空間２５を介して配設された輻射ヒーター１７と、該輻射ヒーター１７と前記車体内側壁１３との間の前記所定空間２５の内部の空気を該所定空間２５の外部に吹き出す送風ファン２３と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両に設けられる車両用暖房装置に関する。

従来から、冷暖房空調ユニット（ＨＶＡＣ）よりも暖房効率が高い輻射ヒーターからなる車両用暖房装置を運転席の足元近傍に配設する構造が採用されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、ＨＶＡＣは、Heating Ventilation and Air-Conditioningの略である。前記輻射ヒーターから発生する輻射熱によって、シートに着座した乗員の足元を効率的に暖めることができる。

特開２００６−２２４８１３号公報

しかしながら、前述した従来の輻射ヒーターにおいては、所定温度まで加温されると、当該所定温度を一定温度に保持させるために輻射ヒーターの暖房能力を低下させる。このため、輻射ヒーターが所定温度に達した後は、輻射ヒーターが有する暖房能力の一部しか活用されないという問題があった。

そこで、本発明は、輻射ヒーターの最大暖房能力におけるより多くの部分を車両室内の暖房に有効活用することができる車両用暖房装置を提供することを目的としている。

本発明に係る車両用暖房装置は、車両室内に車体内側壁を配設し、該車体内側壁に対向する位置に所定空間を介して輻射ヒーターを配設し、該輻射ヒーターと前記車体内側壁との間の前記所定空間内の空気を該所定空間外に吹き出す送風手段を設けている。前記輻射ヒーターは、前記車体内側壁に対向する側の一の面と、この一の面の反対側に位置する他の面との双方から輻射熱を放熱する。

本発明に係る車両用暖房装置によれば、所定空間内の空気が輻射ヒーターの輻射熱によって加温され、この加温された空気が送風手段によって車両室内に吹き出される。このため、輻射ヒーターの最大暖房能力におけるより多くの部分を車両室内の暖房に有効活用することができる。

本発明の第１実施形態による車両用暖房装置を配設した車両室内を示す一部が断面の側面図である。 図１の要部の拡大図である。 （ａ）は第１実施形態による輻射ヒーターの表面温度と時間との関係を示すグラフ、（ｂ）は比較例による輻射ヒーターの電力消費量と時間との関係を示すグラフ、（ｃ）は第１実施形態による輻射ヒーターの電力消費量と時間との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態による車両用暖房装置を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

[第１実施形態]
まず、本発明の第１実施形態による車両用暖房装置について説明する。

図１に示すように、車両室内１の前端には、上下方向および車幅方向に沿ってダッシュパネル３が配設されており、該ダッシュパネル３によってエンジンルーム５と車両室内１とを分け隔てている。また、ダッシュパネル３の後方には車幅方向に沿ってインストルメントパネル７が配設され、該インストルメントパネル７の後方には、フロアパネル９上にシート１１が配設されている。

そして、図１，２に示すように、前記ダッシュパネル３の高さ方向中央部には、板状の車体内側壁１３が後方（車両室内１）に向けて延在している。この車体内側壁１３は、前端１３ａがＬ字状のブラケット１５を介してダッシュパネル３に取り付けられ、後端１３ｂがインストルメントパネル７の下端７ａに取り付けられている。さらに、車体内側壁１３の下方には、板状の輻射ヒーター１７が車体内側壁１３に対向した状態でかつ車体内側壁１３と平行に車両前後方向に沿って延在している。前記輻射ヒーター１７の内部には、電熱線が配索されており、この電熱線に電流が流れると輻射ヒーター１７から輻射熱が発生する。

具体的には、車体内側壁１３の前部と後部に下方に延びる前後一対のブラケット１９，２１が取り付けられており、これらのブラケット１９，２１に輻射ヒーター１７が懸架されている。なお、車体内側壁１３の後端には、送風手段である送風ファン２３が取り付けられている。

このように、図１，２に示すごとく、車体内側壁１３に対向する下方の位置に所定空間２５を介して輻射ヒーター１７が配設されている。また、送風ファン２３は、車体内側壁１３の後端１３ｂと輻射ヒーター１７の後端１７ａとを上下に橋渡すように配設されているため、送風ファン２３を作動させると、車体内側壁１３と輻射ヒーター１７との間に位置する所定空間２５内の空気Ａが該所定空間２５から車体前方に向けて吹き出されるように構成されている。前記輻射ヒーター１７の前端１７ｂは、ダッシュパネル３の縦壁面３ａから所定距離だけ後方側に配置されており、輻射ヒーター１７の前端１７ｂとダッシュパネル３の縦壁面３ａとの間には、空気Ａが流通する流通部２７が形成されている。輻射ヒーター１７は、シート１１に着座した乗員Ｄの脚部Ｄ０の近傍（具体的には、乗員Ｄの足元の上方）に配置されている。なお、車両室内１の乗員Ｄの脚部Ｄ０の近傍は、車体内側壁１３とダッシュパネル３の縦壁面３ａとフロアパネル９とによって、冷たい空気が滞留しやすい袋構造に構成されている。このように、本実施形態に係る暖房装置２８は、車体内側壁１３と、輻射ヒーター１７と、送風ファン２３（送風手段）と、を備えている。

図２に示すように、輻射ヒーター１７は板状に形成されており、上面２９と下面３１とを有する。上面２９は、車体内側壁１３に対向する一の面であり、下面３１は、一の面の反対側に位置する他の面である。輻射ヒーター１７は、上面２９から上方に向けて輻射熱Ｈ１が放熱されると共に、下面３１から下方に向けて輻射熱Ｈ２が放熱される。輻射ヒーター１７の上面２９からの輻射熱Ｈ１によって所定空間２５内の空気が暖められ、下面３１からの輻射熱Ｈ２によって輻射ヒーター１７の下部空間３３内の空気が暖められると共に乗員Ｄの脚部Ｄ０を輻射熱Ｈ２によって直接暖める。

次いで、図２を用いて本実施形態による空気の流れを説明する。

前記送風ファン２３が作動すると、輻射ヒーター１７の上面２９からの輻射熱Ｈ１によって暖められた所定空間２５内の空気Ａが車体前方に送られ、この空気Ａは、輻射ヒーター１７の前端１７ｂとダッシュパネル３の縦壁面３ａとの間の流通部２７から輻射ヒーター１７の下部に回り込む。その後、輻射ヒーター１７の下部を後方に向けて流れたのち、上方に向けて輻射ヒーター１７の前端を回り込み送風ファン２３に送られる。その後の空気Ａの流れは、前述したとおりであるため、輻射ヒーター１７の上部の所定空間２５内の空気Ａは、輻射ヒーター１７の周囲を側面視で反時計方向に回りながら循環して対流する。

次に、図３を用いて輻射ヒーター１７の表面温度と電力消費量について説明する。

図３（ａ）に示すように、輻射ヒーター１７に電流を流さない不使用状態では表面温度はＴ_０になっている。時間ｔ_０のときに電流を流すと表面温度は時間に比例して上昇し、時間ｔ_１のときに表面温度はＴｍａｘとなり、その後はＴｍａｘの温度に一定に維持される。

また、図３（ｂ）に示すように、送風ファン２３を配設しない比較例の場合は、時間ｔ_０からｔ_１において輻射ヒーター１７に電流を流すと電力消費量はＷｍａｘとなり、輻射ヒーター１７の表面温度がＴｍａｘになる時間ｔ_１以降は電力消費量がＷ_１に低下する。

一方、図３（ｃ）に示すように、送風ファン２３を配設する本発明例の場合は、時間ｔ_０からｔ_１において輻射ヒーター１７に電流を流すと電力消費量はＷｍａｘとなり、輻射ヒーターの表面温度がＴｍａｘになる時間ｔ_１以降は電力消費量がＷ_２になる。

ここで、Ｗ_２はＷ_１よりも大きい値であるため、本発明例の方が比較例よりも電力消費量は多くなる。これは、輻射ヒーター１７の上部の所定空間２５内の空気Ａを送風ファン２３で車体前方に送り出すため、より多くの電力が必要になるからである。しかし、このＷ_２とＷ_１との差異の分だけ、車両室内に暖かい空気を送り込むことになり、輻射ヒーター１７の最大暖房能力におけるより多くの部分を有効活用することができる。

（１）本実施形態による車両用暖房装置２８は、車両室内に配設された車体内側壁１３と、該車体内側壁１３に対向する位置に所定空間２５を介して配設された輻射ヒーター１７と、該輻射ヒーター１７と前記車体内側壁１３との間の前記所定空間２５の内部の空気を該所定空間２５の外部に吹き出す送風ファン２３（送風手段）と、を備えている。前記輻射ヒーター１７は、前記車体内側壁１３に対向する側の上面２９（一の面）と、この上面２９の反対側に位置する下面３１（他の面）とを有すると共に、前記上面２９および下面３１の双方から輻射熱Ｈ１，Ｈ２を放熱するように構成している。

従って、所定空間２５内の空気Ａが輻射ヒーター１７の輻射熱Ｈ１によって加温され、この加温された空気Ａが送風ファン２３によって車両室内１に吹き出される。このように、暖房効率が高い輻射ヒーター１７を車両室内１の空気Ａの加温に用いることができるため、より高い暖房効率の車両用暖房装置２８となる。従って、輻射ヒーター１７の最大暖房能力におけるより多くの部分を有効活用することができる。

（２）前記輻射ヒーター１７は、シート１１に着座した乗員Ｄの脚部近傍Ｄ０に配置されている。

従って、車室内１において冷たい空気Ａが滞留しやすい乗員Ｄの脚部Ｄ０の近傍を効率良く暖めることができる。

（３）前記送風ファン２３（送風手段）は、前記所定空間２５内の空気Ａを車体前方側に向けて吹き出す。

車両室内１において、着座した乗員Ｄの脚部Ｄ０の近傍は、冷たい空気Ａが滞留しやすい袋構造になっている。従って、当該部位に向けて暖まった空気Ａを吹き出すことによって、乗員Ｄの脚部近傍Ｄ０をさらに効率良く暖めることができる。

[第２実施形態]
次いで、本発明の第２実施形態による車両用暖房装置について説明するが、前述した第１実施形態と同一構造の部位には同一符号を付けて説明を省略する。

図４に示すように、板状の輻射ヒーター１７の周縁部には、車体内側壁１３まで延在して所定空間２５を取り囲む遮蔽板４１が設けられ、該遮蔽板４１は、送風ファン２３によって送られる空気Ａを排出する開口部４３を有する。

具体的には、平面視で矩形状の輻射ヒーター１７の周縁部には、この周縁部に沿って車体内側壁１３に向けて延びる遮蔽板４１が設けられている。この遮蔽板４１は角筒状に形成されており、輻射ヒーター１７が遮蔽板４１を介して車体内側壁１３に取り付けられている。これらの輻射ヒーター１７、遮蔽板４１および車体内側壁１３で囲まれた部位が所定空間２５になる。また、前記遮蔽板４１のうち後面の右側端部には、送風ファン２３が取り付けられ、前面の左側端部には、矩形状の開口部４３が形成されている。

従って、送風ファン２３から吹き出されて所定空間２５内を前方に流れる空気Ａは、平面視で前方に行くにつれて車両左側に向けて斜め方向に流れたのち、前記開口部４３から排出される。なお、車室内における空気Ａの循環は、図２と同等である。このように、本実施形態による車両用暖房装置４５は、車体内側壁１３と、輻射ヒーター１７と、送風ファン２３と、輻射ヒーター１７から車体内側壁１３まで延在して所定空間２５を取り囲む遮蔽板４１と、を備えている。

以下に、本実施形態による効果を説明する。

（１）前記輻射ヒーター１７には、前記車体内側壁１３まで延在して前記所定空間２５を取り囲む遮蔽板４１が設けられ、該遮蔽板４１は、送風ファン２３によって送られる空気Ａを排出する開口部４３を有する。

所定空間２５内に位置する暖まった空気Ａは、遮蔽板４１によって所定空間２５内に収容されるため、外方に逃げることなく熱の損失を抑制することができる。従って、遮蔽板４１における所望の位置に開口部４３を設けることにより、意図した部位に向けて暖まった空気Ａを効率的に排出することができる。

なお、本発明に係る暖房装置は、前述した実施形態に限定されず、本発明の技術思想に基づいて種々の変形および変更が可能である。

例えば、第１、第２実施形態では、運転席に暖房装置を配設したが、助手席や後部座席に配設しても良い。

Ａ 空気
Ｄ 乗員
Ｄ０ 脚部
Ｈ１，Ｈ２ 輻射熱
１ 車両室内
１３ 車体内側壁
１７ 輻射ヒーター
２３ 送風ファン（送風手段）
２５ 所定空間
２８，４５ 暖房装置
２９ 上面（一の面）
３１ 下面（他の面）
４１ 遮蔽板
４３ 開口部

Claims (4)

1. 車両室内に配設された車体内側壁と、該車体内側壁に対向する位置に所定空間を介して配設された輻射ヒーターと、該輻射ヒーターと前記車体内側壁との間の前記所定空間内の空気を該所定空間外に吹き出す送風手段と、を備え、
   前記輻射ヒーターは、前記車体内側壁に対向する側の一の面と、この一の面の反対側に位置する他の面とを有すると共に、前記一の面および他の面の双方から輻射熱を放熱するように構成したことを特徴とする車両用暖房装置。
2. 前記輻射ヒーターは、シートに着座した乗員の脚部近傍に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用暖房装置。
3. 前記送風手段は、前記所定空間内の空気を車体前方側に向けて吹き出すことを特徴とする請求項２に記載の車両用暖房装置。
4. 前記輻射ヒーターには、前記車体内側壁まで延在して前記所定空間を取り囲む遮蔽板が設けられ、該遮蔽板は、前記送風手段によって送られる空気を排出する開口部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用暖房装置。

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