二輪車用エアコンおよびこれを搭載したエアコン付き二輪車

本発明は、二輪車用エアコンおよびこれを搭載した電動自転車、オートバイ等のエアコン付き二輪車に関する。

一般にオートバイや自転車等の二輪車は、運転者が自動車のように車体枠により覆われるような形となっていないので、走行中に暑い寒い等を感じ快適性に欠ける。このため、二輪車、例えば、オートバイの中には、エアコン及びエアコンからの冷風を吹出すエアダクトを設けたエアコン付き二輪車が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。

このエアコン付き二輪車は、前記エアダクトを搭乗者の空調用ヘルメットあるいは空調用衣服に接続し冷風を流して人体を冷やし、その後、空気を直接外部へ放出するようにしている。

実開平3−38308号公報

特開平10−129248号公報

しかしながら、上記従来のエアコン付き二輪車は、長くかつ曲がりくねったダクト、換言すると通風抵抗の大きなダクトを介して搭乗者の空調用ヘルメットあるいは空調用衣服内に冷風を供給する構成となっているため、強力な送風能力をもつエアコンとする必要があり、消費エネルギーが大きなものとなる。

したがって、上記従来のエアコン付き二輪車を女性やお年寄りにも使用できる簡易な二輪車、例えばモータを動力源とした電動アシスト自転車や電動バイク等の二輪車に適用した場合、エアコンの動力源となるバッテリーの持続時間が問題となり、電力消費を低減させることが大きな課題となる。

しかしながら、上記従来のエアコン付き二輪車は、オートバイ等にエアコンを搭載することが記載されているだけで、エンジンをエアコンの動力源として使用できるため、この点についての記述、すなわち、エアコンを低消費電力で動作させる構成等についての記述は全くみられない。

本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、低電力消費で駆動可能な二輪車用エアコン及びこれを搭載して快適性と省エネ性を両立したエアコン付き二輪車の提供を目的としたものである。

上記目的を達成するため、本発明の二輪車用エアコンは、エアコン筐体内を隔壁により上下二室に分離し、上室にその上流側から下流に向かって蒸発器、蒸発器用送風機、空調空気吹き出し口を配置するとともに、下室にその上流側から下流に向かって凝縮器、凝縮器用送風機、吹き出し開口を配置し、かつ、前記蒸発器の下部に前記蒸発器より発生するドレン水を集めるドレンパンを設け、該ドレンパンからのドレン水を前記凝縮器に散水する構成としてあり、また、エアコン付き二輪車はバッテリーとともに上記二輪車用エアコ ンを車体フレームに搭載し、前記バッテリーにより前記二輪車用エアコンを駆動する構成としてある。

これにより、二輪車用エアコンは蒸発器で発生したドレン水により凝縮器の周囲温度を下げて凝縮器の熱交換効率を高めることができ、その効率を高めた分電力消費を抑制することができる。また、この二輪車用エアコンを搭載したエアコン付き二輪車は、エアコンからの空調空気を得て快適な走行ができるとともに、エアコン駆動のために消費する電力が少なくなるので、エアコン空地用による快適性と低電力消費による省エネ性を両立することができる。

本発明は、上記構成により、電力消費の少ない二輪車用エアコンを提供できるとともに、快適性と省エネ性を両立したエアコン付き二輪車を提供することができる。

本発明の実施の形態1におけるエアコン付き電動自転車の外観図

本発明の実施の形態1における二輪車用エアコンユニットの断面図

同二輪車用エアコンユニットの分解斜視図

同二輪車用エアコンユニットの上室を示す斜視図

同二輪車用エアコンユニットの下室を示す斜視図

同二輪車用エアコンユニットの外箱を示す斜視図

同二輪車用エアコンユニットに設けた蓄冷材の斜視図

第1の発明は、二輪車用エアコンであり、この二輪車用エアコンは、エアコン筐体内を隔壁により上下二室に分離し、上室にその上流側から下流に向かって蒸発器、蒸発器用送風機、空調空気吹き出し口を配置するとともに、下室にその上流側から下流に向かって凝縮器、凝縮器用送風機、吹き出し開口を配置し、かつ、前記蒸発器の下部に前記蒸発器より発生するドレン水を集めるドレンパンを設け、該ドレンパンからのドレン水を前記凝縮器に散水する構成としてある。

これにより、二輪車用エアコンは蒸発器で発生したドレン水により凝縮器の周囲温度を下げて凝縮器の熱交換効率を高めることができ、その効率を高めた分電力消費を抑制することができる。

第2の発明は、第1の発明において、前記凝縮器で熱交換された空気の吹き出し開口を二輪車の進行方向に平行となる筐体の側面に設けた構成としてある。

これにより、二輪車走行中に筐体側面を流れる空気が吹き出し開口から吹出される空気を巻き込んでその空気の風速をあげるようになり、その分消費電力を削減することができる。

第3の発明は、第1または第2の発明において、前記空調空気吹き出し口は電動二輪車の搭乗者に風を送るためのダクトを着脱可能とした構成としてある。

これにより、搭乗者は身体の希望部位に風を当てたり、空調用衣服や空調用ヘルメットにも送風したりすることができ、搭乗者の快適性を向上させることができる。

第4の発明は、エアコン付き電動二輪車であり、このエアコン付き電動二輪車は、バッテリーとともに前記第1〜第3の発明のいずれかの二輪車用エアコンを車体フレームに搭 載し、前記バッテリーにより前記二輪車用エアコンを駆動する構成としてある。

これにより、エアコンからの空調空気を得て快適な走行ができるとともに、エアコン駆動時に消費する電力を低く抑制できるので、エアコン空調による快適性と低電力消費による省エネ性を両立することができる。

以下、本発明の二輪車用エアコンとこれを搭載したエアコン付き二輪車について、電動自転車に応用したものを例にしてその図面を参照しながら詳細を説明する。尚、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

(実施の形態1) 図1は、本発明のエアコン付き電動自転車の外観図である。

このエアコン付き電動自転車1はその車体フレーム2の荷台3にエアコンユニット5が取り付けてある。

エアコンユニット5は図2の断面図、図3の分解斜視図に示すように、筐体となる外箱10の搭乗者が座るサドル側の面、換言するとエアコンユニット5内で生じる空気流の下流側となる面に空調空気吹き出し口6を設け、その反対の上流側面に外気取り込み用の吸い込み口13が設けてある。

外箱10の内部は、隔壁16により上部空間の上室7、下部空間の下室8に分離し、下室8の下流側には隔壁17で区切った機械室9が設けてある。

上室7は上流に蒸発器11、その下流に蒸発器用送風機(以下、送風機Aと称す)12、更に送風機A12の下流に吹き出しダクト14を介して前記した空調空気吹き出し口6が設けてある。上記空調空気吹き出し口6はダクト27を着脱自在に接続固定できるようにしてある。

下室8は上流に凝縮器15、その下流に凝縮器用送風機(以下、送風機Bと称す)18、更に送風機B18下流の隔壁17を隔てた機械室9には、圧縮機19とエアコンユニット5を制御する電装部品を収納する電装箱20が設けてある。そして、上記下室8の送風機B18は特に外箱10の側面から風を吹き出す方向に設置してあり、外箱10の側面に形成した吹き出し開口30から風を吹き出す構成としてある。

また、上室7の蒸発器11の下部には、蒸発器11で発生したドレン水を集めるドレンパン21が配置してある。そして上記ドレンパン21の底部には複数の孔22が設けてあり、ドレンパン21に集まったドレン水をドレンパン21の下部に設けてある凝縮器15に散水する構造としてある。

さらに、前記下室8の上流の吸い込み口13と凝縮器15との間には蓄冷材33が交換可能な状態で配置してある。図7は上記蓄冷材33の形状の一例を示し、蓄冷材33の中央部には、自転車の進行方向に向けて貫通穴33aが設けてある。これにより、通風抵抗を最小化しつつ凝縮器15の周囲温度を下げて、凝縮器15の熱交換効率を高め、(後述)冷凍サイクルの効率を上げて消費電力を抑制することができる。

なお、蓄冷材33の厚み、貫通穴の面積、数量は、周囲温度の下げ幅、及び通風抵抗の増加幅により決定することが望ましい。

一方、上記エアコンユニット5を搭載したエアコン付き電動自転車1はバッテリー4を 補助動力源としてペダル踏力にモータからの補助力を合成して作動する構成となっており、エアコンユニット5はその空調空気吹き出し口6を自転車の前進方向に向けて載せ、荷台3下面の取り付け具23を介してねじ込んだ取り付けネジ26を下室8の床部24に設けた取り付け孔25(図示せず)に締め付けることにより固定してある。また、バッテリー4と電装箱20は電線で接続してある。

以上の構成によりなる二輪車用エアコンとこれを搭載したエアコン付き電動二輪車の一連の動作を冷房時について説明する。

外箱10の前面に設けた電源スイッチ28をONにして圧縮機19の運転を開始すると、圧縮機19→凝縮器15→膨張器29→蒸発器11→圧縮機19の冷凍サイクルを開始する。同時に送風機A12と送風機B18も回転を始める。

送風機A12の回転により吸い込み口13より外気が吸い込まれ、この空気は蒸発器11で熱交換され吹き出しダクト14を介して空調空気吹き出し口6より吹き出される。これにより、搭乗者は空調空気吹き出し口6からの空調空気、この場合は冷気を受け、快適に走行することができる。

この時、上記空調空気吹き出し口6は、風を吹き出す方向を決めるダクト27を着脱自在に接続固定できるようにしてあるから、目的に応じたダクトを準備することにより、搭乗者の身体の希望部位に空調風を当てたり、空調用衣服や空調用ヘルメットにも送風することができ、搭乗者の快適性を向上させることができる。

一方、上記蒸発器11での熱交換時にドレン水が発生するが、このドレン水は蒸発器11の下部に設けたドレンパン21に回収され、ドレンパン21に設けた複数の孔22を通過し、ドレンパン21の下部にある凝縮器15に散水される。

凝縮器15にドレン水(冷水)が散水されることにより、凝縮器15の蒸発効率が増し、吸い込み空気の温度(外気温)が下がったのと同じ効果が得られるため、凝縮器15の熱交換効率が上がり運転に要するエネルギーを削減することが出来る。

なお、凝縮器15に散水され当該凝縮器15でも蒸発仕切れなかったドレン水は、凝縮器15の下部に設けたドレンパン31で回収され、ドレンパン31に設けたドレン口32よりエアコンユニット5の外に排水される。

他方、送風機B18の回転により吸い込み口13より吸い込まれた空気は、凝縮器15で熱交換され、吹き出し開口30より吹き出される。

この時、上記送風機B18は外箱10の側面にほぼ平行に配置してあるので、空気は外箱10の側面にほぼ垂直方向に吹き出される。このため図5の矢印Aに示すように外箱10の側面より吹き出された風は、自転車が速度を上げて走行していることによる風(図5矢印B)に吸引される形で風速が上がる。これにより自転車の走行速度が上がれば送風機B18の回転数を下げても凝縮に必要な風量を得ることができ、消費電力の削減が可能となる。

加えて、上記風は走行方向に対して横向きに吹き出すことにより、吹き出された暖かい風が自転車の搭乗者に当たるのを防止することが出来る。

また、この実施の形態では前記吸い込み口13と凝縮器15との間に蓄冷材33を設けているので、凝縮器15を通過する吸い込み空気の温度を外気温よりも下げることができ る。したがって、凝縮器15の熱交換効率が上がり運転に要するエネルギーを効率よく削減することが出来る。そして、上記蓄冷材33は交換することができるので、適宜交換することによって上記効果を必要な時間だけ発揮させることができる。

なお、上記実施の形態では、エアコンユニット5は冷風を吹き出すことを前提に説明したが、冷房暖房切り替え手段を追加することにより、暖かい風を吹き出すようにすることも出来る。

以上、本発明に係る二輪車用エアコンおよびこれを搭載したエアコン付き二輪車について、上記実施の形態を用いて説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の目的を達成する範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、この実施の形態では、二輪車として、バッテリー4を走行時の補助動力源として搭載している電動自転車を例にして説明したが、このような電動自転車に限らず走行用のバッテリーを備えている電動オートバイであってもよいものである。

また、電動自転車のような走行時の補助動力源となるバッテリーを備えていない普通の自転車であっても、これに別途バッテリーを搭載して当該バッテリーでエアコンを駆動するようにした自転車であってもよいものである。

更には、エンジンを走行動力源としているオートバイであっても、これに搭載しているバッテリーでエアコンを駆動させることができるので、このようなバッテリー搭載型エンジン式オートバイであってもよいものである。

また、二輪車としては、その車輪の数が、後輪若しくは前輪の一方を二輪として合計三輪となる形の自転車や電動オートバイ、バッテリー搭載型エンジン式オートバイであってもよいものであり、本発明ではこのような三輪タイプのものも二輪車として定義づけその範囲に含むものである。

本発明によれば、電力消費の少ない二輪車用エアコンを提供できるとともに、快適性と省エネ性を両立したエアコン付き二輪車を提供することができ、幅広い層のユーザが使用する乗り物に適用することができる。

1 エアコン付き電動自転車 2 車体フレーム 3 荷台 4 バッテリー 5 エアコンユニット 6 空調空気吹き出し口 7 上室 8 下室 9 機械室 10 外箱(筐体) 11 蒸発器 12 蒸発器用送風機(送風機A) 13 吸い込み口 14 吹き出しダクト 15 凝縮器 16 隔壁 17 隔壁 18 凝縮器用送風機(送風機B) 19 圧縮機 20 電装箱 21 ドレンパン 22 孔 23 取り付け具 24 床部 25 取り付け孔 26 取り付けネジ 27 ダクト 28 電源スイッチ 29 膨張器 30 吹き出し開口 31 ドレンパン 32 ドレン口 33 蓄冷材