JP2017154645A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】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。【解決手段】冷凍サイクル回路を内蔵し二輪車の搭乗者後方の荷台３に設置可能な構成としたエアコンユニット４と、エアコンユニット４内の冷凍サイクル回路で生成した空調空気をエアコン筐体外に吐出させるダクト１１とを備え、ダクトは搭乗者の背中に向かって開口する構成としてある。これにより、ダクトから吐出する空調空気が走行により搭乗者の背中背面部分に生じる渦流に吸い出されるような形となるので、その分消費エネルギーの小さなものとなり、電力消費を抑制することができる。ま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の消費電力が少なくなり、快適性と省エネ性を両立することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、二輪車用エアコンおよびこれを搭載した電動アシスト自転車、電動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、圧縮機、凝縮器、蒸発器等の冷凍サイクル回路を内蔵し二輪車の搭乗者後方の荷台に設置可能な構成としたエアコン筐体と、前記エアコン筐体内の冷凍サイクル回路で生成した空調空気をエアコン筐体外に吐出させるダクトとを備え、前記ダクトは前記搭乗者の背中に向かって開口する構成としてある。また、エアコン付き二輪車は、バッテリを有するとともに、上記二輪車用エアコンのエアコン筐体をそのダクトが搭乗者の背中に向かって開口するように車体フレームの荷
台に搭載し、かつ、前記バッテリ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そのダクトから吐出する空調空気が走行により搭乗者の背中背面部分に生じる渦流に吸い出されるような形となって搭乗者に吹き付けるようになるので、その分送風能力を小さなものとして消費エネルギーの小さなものとすることができ、電力消費を抑制し快適な空調を実現することができる。

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アシスト自転車の外観図 本発明の実施の形態１における二輪車用エアコンの冷凍サイクル図 同二輪車用エアコンのダクト部分を示す側面図 同二輪車用エアコンの断面図 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 走行によって搭乗者の背中背面に生じる渦流の解析図 本発明の実施の形態２におけるエアコン付き電動アシスト自転車の外観図 同二輪車用エアコンの平面図 本発明の実施の形態３に置けるエアコン付き電動アシスト自転車の外観図 同エアコン付き電動アシスト自転車の通信制御構成図 同エアコン付き電動アシスト自転車の表示操作ユニットを示す正面図 同エアコン付き電動アシスト自転車の表示操作ユニットとエアコンユニット及びモータユニットの動作を示す流れ図 同エアコン付き電動アシスト自転車の走行速度とエアコンユニットの能力割合の関係図

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、圧縮機、凝縮器、蒸発器等の冷凍サイクル回路を内蔵し二輪車の搭乗者後方の荷台に設置可能な構成としたエアコン筐体と、前記エアコン筐体内の冷凍サイクル回路で生成した空調空気をエアコン筐体外に吐出させるダクトとを備え、前記ダクトは前記搭乗者の背中に向かって空調空気を吹き出すように開口させた構成としてある。

これにより、二輪車用エアコンはそのダクトから吐出する空調空気が走行により搭乗者の背中背面部分に生じる渦流に吸い出されるような形となって搭乗者に吹き付けるようになるので、その分送風能力を小さなものとして消費エネルギーの小さなものとすることができ、電力消費を抑制し快適な空調を実現することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記ダクトは伸縮自在としてその長さを可変できる構成としてある。

これにより、搭乗者が女性、男性、子供、成人、老人等でその背丈が異なっていても搭乗者の背中とダクトの開口との距離を最適なものとすることができ、搭乗者背面の渦流に
よる空調空気吸い出し効果を常に良好なものとして、効果的な空調と電力消費の抑制が実現できる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記ダクトは搭乗者に向かう仰角を可変できる構成としてある。

これにより、搭乗者に対するダクトからの空調空気吹出し位置を任意に修正することができ、搭乗者の好みに応じて最適な空調が可能になるとともに、搭乗者が女性、男性、子供、成人、老人等のいずれであってもその吹出し位置を修正することによって、搭乗者背面に生じる渦流の空調空気吸い出し効果を良好に発揮させることができ、効果的な空調と電力消費の抑制が可能となる。

第４の発明は、第１〜第３の発明において、前記エアコン筐体は、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５の発明は、第４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６の発明は、第４または第５の発明において、前記凝縮器の上流側に蓄冷材を設けた構成としてある。

これにより、二輪車用エアコンは凝縮器を通過する吸い込み空気の温度が下がり、凝縮器の熱交換効率が上がって運転に要するエネルギーを効率よく削減することができ、その分電力消費を抑制することができる。

第７の発明は、第１〜第３の発明において、前記エアコン筐体内に設けた凝縮器は凝縮器用送風機の空気吸込口に略平行設置するとともに、同エアコン筐体内に設けた蒸発器は蒸発器用送風機の空気吸込口に略平行に設置し、かつ、前記凝縮器で生成した温風をエアコン筐体外に吐出させるダクトと前記蒸発器で生成した冷風をエアコン筐体外に吐出させるダクトを備え、上記両ダクトは略１８０°反対に向けて前記エアコン筐体に設置した構成としてある。

これにより、二輪車にエアコン筐体設置する際、エアコンユニットのダクトの向きを入れ替えることにより搭乗者に冷風と温風を切り替えて供給することができるとともに、冷風及び温風の両方を供給できるようにするために冷暖兼用エアコンのような四方弁による複雑な回路切換構成として部品点数を増やす必要がなく、コンパクト化できる。

第８の発明は、エアコン付き二輪車であり、このエアコン付き二輪車は、バッテリを有
するとともに、前記第１〜第７の発明のいずれかに記載の二輪車用エアコンをそのダクトが搭乗者の背中に向かって開口するように車体フレームの荷台に搭載し、かつ、前記バッテリにより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、エアコン駆動のために消費する電力が少なくなるので、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。

第９の発明は、第８の発明において、前記車体フレームはバッテリとともに当該バッテリによって駆動される走行用または走行アシスト用のモータユニットを備え、更に走行速度を検知する速度センサと、前記速度センサが検知する走行速度に応じて二輪車用エアコンの能力割合を調整する能力制御手段とを備えた構成としてある。

これにより、この二輪車は軽快な走行を可能としつつ、速度に応じて二輪車用エアコンの能力を抑制し、快適性を損なうことなくバッテリの電力消費を抑制できる。すなわち、例えば夏季において、二輪車走行中、搭乗者は空気の流れを感じることができ、速度の上昇に比例して体に当たる空気の流れが速くなるので清涼感が向上する。従って、速度の上昇とともにエアコンの能力を抑制しても快適性は損なわれないので、バッテリの電力消費を抑制できる。つまり、速度に応じてエアコンの能力を抑制することにより、快適性を損なうことなくバッテリの電力消費を抑制することができるのである。

第１０の発明は、第９の発明において、前記エアコンは走行速度が一定速度以下となったとき二輪車用エアコンを作動させ前記走行速度が一定速度以上となったとき二輪車用エアコンを停止させるエアコン発停手段を備えた構成としてある。

これにより、走行速度が一定速度以下となって搭乗者が空気の流れを感じることができないときには冷気を供給して快適性を向上させることができるとともに、走行速度が一定速度以上となって搭乗者が空気の流れを感じられるようになりある程度の快適性を維持できるような場合にはエアコンを停止させてバッテリの電力消費を抑制することができ、快適性と省エネ性の両立を効率よく達成することができる。

第１１の発明は、第９または第１０の発明において、前記バッテリの残量を表示できる表示操作ユニットを備えるとともに、能力制御手段はモータユニットの動力補助率と二輪車用エアコンの能力割合をそれぞれ調整可能とした構成としてある。

これにより、バッテリの残量を確認しながらモータユニットの動力補助率と二輪車用エアコンの能力割合を調整してより効率的に快適性と省エネ性の両立を達成することができる。

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、電動アシスト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アシスト自転車の外観図である。

このエアコン付き電動アシスト自転車１はその車体フレーム２の荷台３にエアコンユニット４が取り付けてある。

エアコンユニット４は、図２に示すように、エアコン筐体５内に圧縮機６、凝縮器７、
冷媒を膨張させる絞り装置８及び蒸発器９を環状に接続して構成した冷凍サイクル回路が組み込んである。そして、上記エアコンユニット４は搭乗者が座るサドル１０側の面、換言するとエアコン筐体５内で生じる空気流の下流側となる面に空調空気を吹き出すダクト１１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１２（図４参照）が設けてある。

ダクト１１は、サドル１０の上方、即ちサドル１０に乗る搭乗者の背中に向かって開口１１ｘするようにエアコン筐体５に装着してある。そして、このダクト１１はその先端の開口１１ｘが小さくなるテーパ筒状に形成してあり、更に図３に示すように蛇腹筒で構成して、矢印Ａで示すように伸縮自在としてあり、かつ、矢印Ｂで示すようにその仰角が上下に可変できるようにしてある。

エアコン筐体５の内部は、図４に示すように、隔壁１３により上部空間の上室１４、下部空間の下室１５に分離し、下室１５の下流側には隔壁１６で区切った機械室１７が設けてある。

上室１４は上流に前記蒸発器９、その下流に蒸発器用送風機（以下、送風機Ａと称す）１８、更に送風機Ａ１８の下流に吹き出し通路１９を介して前記したダクト１１が設けてある。

下室１５は上流に前記凝縮器７、その下流に凝縮器用送風機（以下、送風機Ｂと称す）２０、更に送風機Ｂ２０下流の隔壁１６を隔てた機械室１７には、前記圧縮機６とエアコンユニット４を制御する電装ユニット２１（図５参照）が設けてある。そして、上記下室１５の送風機Ｂ２０は特にエアコン筐体５の側面から風を吹き出す方向に設置してあり、エアコン筐体５の両側面に形成した吹き出し開口２２（図１、図５参照）から風を吹き出す構成としてある。

また、上室１４の蒸発器９の下部には、蒸発器９で発生したドレン水を集めるドレンパン２３が配置してある。そして上記ドレンパン２３の底部には複数の孔２４（図６参照）が設けてあり、ドレンパン２３に集まったドレン水をドレンパン２３の下部に設けてある凝縮器７に散水する構造としてある。

さらに、前記下室１５の上流の吸い込み口１２と凝縮器７との間には蓄冷材２５が交換可能な状態で配置してある。図９は上記蓄冷材２５の形状の一例を示し、蓄冷材２５の中央部には、自転車の進行方向に向けて貫通穴２５ａが設けてある。

なお、蓄冷材２５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４を搭載したエアコン付き電動アシスト自転車１は、補助動力源となるモータユニット２６とこのモータユニット２６に電力を供給するバッテリユニット２７を備えている。そして、上記モータユニット２６は、ペダル踏力にモータユニット２６からの補助力を合成して後輪２８に回転力を伝達する構成となっている。

また、前記エアコンユニット４はそのダクト１１を自転車の前進方向に向けて載せ、図５に示すように荷台３下面の取り付け具２９を介してねじ込んだ取り付けネジ３０を下室１５の床部３１に設けた取り付け孔（図示せず）に締め付けることにより固定してある。また、バッテリユニット２７と電装ユニット２１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アシスト自
転車の一連の動作を冷房時について説明する。

エアコン筐体５の前面に設けた電源スイッチ３２（図８参照）をＯＮにして圧縮機６の運転を開始すると、圧縮機６→凝縮器７→絞り装置８→蒸発器９→圧縮機６の冷凍サイクルを開始する。同時に送風機Ａ１８と送風機Ｂ２０も回転を始める。

送風機Ａ１８の回転により吸い込み口１２より外気が吸い込まれ、この空気は蒸発器９で熱交換され吹き出し通路１９を介してダクト１１より吹き出される。これにより、搭乗者はダクト１１からの空調空気、この場合は冷風を受け、快適に走行することができる。

ここで、上記ダクト１１は荷台３前方のサドル１０上方、即ち二輪車に搭乗している搭乗者の背中に向けて冷風を吹き出すが、この時、上記搭乗者の背中背面には図１０に示すように、走行時、渦流が形成され、負圧域となっている。したがって、前記ダクト１１からの冷風は前記負圧域を形成する渦流に吸い出されるような形となる。よって、エアコンの冷風を吹出す送風能力は前記渦流作用による吸い出し効果によってアシストされる分だけ小さなもの、換言すると、エアコン全体の消費エネルギーを小さなものとすることができ、その電力消費を抑制することができる。

また、この実施の形態では、上記ダクト１１は伸縮自在な蛇腹筒で構成してその長さを可変できるようにしてあるから、搭乗者が女性、男性、子供、成人、老人等でその背丈が異なっていても、搭乗者の背中とダクト１１の開口１１ｘとの間の距離を最適なものとすることができる。したがって、ダクト１１から吹出される冷風は、ダクト１１を伸縮させることによって、搭乗者が誰であっても、上記渦流による吸い出し効果が良好に発揮されて搭乗者の背中に確実に吹き付けるようにすることができ、良好な空調を提供できるとともに、効果的な電力消費の抑制が可能となる。

さらに、上記ダクト１１は搭乗者に向かう仰角を可変できるようにしてあるから、搭乗者に対するダクト１１からの冷風の吹出し位置を任意に修正することができ、搭乗者の好みに応じて最適な空調が可能になる。また、搭乗者が女性、男性、子供、成人、老人等のいずれであってもその吹出し位置を修正することによって、搭乗者背面に生じる渦流の吸い出し効果を良好に発揮させることができ、効果的な空調の提供と電力消費の抑制が可能となる。

また、上記エアコンは冷凍サイクル動作によって行う蒸発器９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９の下部に設けたドレンパン２３に回収され、ドレンパン２３に設けた複数の孔２４を通過し、ドレンパン２３の下部にある凝縮器７に散水される。

凝縮器７にドレン水（冷水）が散水されることにより、凝縮器７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７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７に散水され当該凝縮器７でも蒸発仕切れなかったドレン水は、凝縮器７の下部に設けたドレンパン２３ａで回収され、ドレンパン２３ａに設けたドレン口よりエアコンユニット４の外に排水される。

他方、送風機Ｂ２０の回転により吸い込み口１２より吸い込まれた空気は、凝縮器７で熱交換され、吹き出し開口２２より吹き出される。

この時、この発明では前記吸い込み口１２と凝縮器７との間に蓄冷材２５を設けている
ので、凝縮器７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７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２５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。

また、蓄冷材２５は自転車の進行方向に向けて貫通穴１５ａを設けてあるから、通風抵抗を最小化しつつ凝縮器７の周囲温度を下げて、凝縮器７の熱交換効率を高め、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。

また、上記送風機Ｂ２０は、エアコン筐体５の側面にほぼ平行に配置してあり、空気はエアコン筐体５の側面にほぼ垂直方向に吹き出される。このため図７の矢印Ｃに示すようにエアコン筐体５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Ｄ）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Ｂ２０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。

なお、上記実施の形態では、エアコンユニット４は冷風を吹き出すことを前提に説明したが、四方弁を用いた冷暖切り替え式エアコンとし、搭乗者が冷温風切り替えＳＷを用いて切り換えるようにしても良いし、温度センサを用いて環境温度を検知し、温度に合わせて冷温風を切り換えるようにしても良い。

（実施の形態２）
図１１は実施の形態２におけるエアコン付き電動アシスト自転車の外観図、図１２は同二輪車用エアコンの平面図である。

この実施の形態２における二輪車用エアコン及びエアコン付き電動アシスト自転車１は四方弁を用いた冷暖切り替え式エアコンとすることなく冷温風を得られるようにしたものである。

すなわち、エアコン付き電動アシスト自転車１０１は、その車体フレーム１０２の荷台１０３に回転台１３３に設置されたエアコンユニット１０４が取り付けられている。回転台１３３は略１８０°回転可能である。

エアコンユニット１０４は、圧縮機を搭載した冷凍サイクル回路が組み込んであり、図１２に示すように、温風用送風機１３５の空気吸込口１３６に略平行設置した凝縮器１０７と冷風用送風機１３７の空気吸込口１３８に略平行に設置した蒸発器１０９を備え、温風用送風機１３５の温風吹出口１３９と冷風用送風機１３７の冷風吹出口１４０を略１８０°反対に向けて設置している。そして、上記温風吹出口１３９に温風吹出用ダクト１１１ａ、冷風吹出口１４０に冷風吹出用ダクト１１１ｂがそれぞれ接続してある。図中の矢印は空気の流れを示している。

温風用送風機１３５は温風通路筒１４１で接続された凝縮器１０７を介して空気を吸い込み、凝縮器１０７を流れる冷媒と熱交換して温風となった空気を温風吹出用ダクト１１１ａより吹き出す。

一方、冷風用送風機１３７は冷風通路筒１４２で接続された蒸発器１０９を介して空気を吸い込み、蒸発器１０９を流れる冷媒と熱交換して冷風となった空気を冷風吹出用ダク
ト１１１ｂより吹き出す。

エアコンユニット１０４は回転台１３３を回転させることで、温風吹出用ダクト１１１ａまたは冷風吹出用ダクト１１１ｂのいずれか一方を搭乗者の背中に向け、冷風または温風を搭乗者に供給できる。

このように構成されたエアコンユニット１０４についてその動作を図１１、図１２を用いて説明する。

圧縮機１０６によって圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒となって凝縮器１０７に送られる。

そして、温風用送風機１３５によって温風通路筒１４１で接続された凝縮器１０７を介して空気を吸い込み、凝縮器１０７を流れる冷媒と空気の熱交換を促進して空気は吸熱し温度上昇して温風となり、冷媒は放熱して高圧の液冷媒となって絞り装置に送られる。この時、温風吹出用ダクト１１１ａからは温風となった空気が吹き出される。

絞り装置で冷媒は減圧されて低温低圧の二相冷媒となり蒸発器１０９に送られる。

冷風用送風機１３７よって冷風通路筒１４２で接続された蒸発器１０９を介して空気を吸い込み、蒸発器１０９を流れる冷媒と空気の熱交換を促進して空気は放熱し温度下降して冷風となり、冷媒は吸熱して低圧のガス冷媒となって圧縮機１０６に戻る。この時、冷風吹出用ダクト１１１ｂからは冷風となった空気が吹き出される。

この様にして、空気を冷風または温風として吹出すことになる。そして、上記エアコンユニット１０４は回転台１３３を回転させることで、温風吹出用ダクト１１１ａまたは冷風吹出用ダクト１１１ｂのいずれか一方を搭乗者の背中に向け、冷風または温風を搭乗者に供給できる。すなわち、冷風吹出用ダクト１１１ｂが搭乗者側を向いていれば搭乗者は冷涼感を感じ、温風吹出用ダクト１１１ａが搭乗者側を向いていれば温暖感を感じることができる。これにより、夏季、冬季ともに搭乗者が快適性を感じることができる。そして、上記吹出口の向きは回転台１３３により搭乗者が任意にまた簡便に調整することができる。

以上のように、この二輪車用エアコンは、吹出し口の向きを入れ替えることにより搭乗者に冷風と温風の両方を供給することができるとともに、冷風及び温風の両方を供給できるようにするために冷暖兼用エアコンのような四方弁による複雑な回路切換構成として部品点数を増やす必要がなく、コンパクト化できる。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夏季、冬季ともに快適な走行ができるとともに、小型で使い勝手の良い二輪車とすることができる。

（実施の形態３）
図１３は実施の形態３におけるエアコン付き電動アシスト自転車の外観図、図１４は同エアコン付き電動アシスト自転車の通信制御構成図、図１５は同エアコン付き電動アシスト自転車の表示操作ユニットを示す正面図、図１６は同エアコン付き電動アシスト自転車の表示操作ユニットとエアコンユニット及びモータユニットの動作を示す流れ図、図１７は同エアコン付き電動アシスト自転車の走行速度とエアコンユニットの能力割合の関係図である。

このエアコン付き電動アシスト自転車２０１は、速度に応じてエアコンユニットの能力を抑制することにより、快適性を損なうことなくバッテリユニットの電力消費を抑制でき
るようにしたものである。

すなわち、このエアコン付き電動アシスト自転車２０１は、その車体フレーム２０２の前フォーク２４６の先端部分にはエアコン付き電動アシスト自転車２０１の走行速度を検知する速度センサ２４７を設けている。

また、車体フレーム２０２の操舵装置２４８には表示操作ユニット２４９が設けてある。

この表示操作ユニット２４９は、ワイヤレスで、エアコン付き電動アシスト自転車２０１に取り付けられたモータユニット２２６、バッテリユニット２２７、エアコンユニット２０４及び速度センサ２４７などのセンサ類（図示しない）との通信を制御する機能を有し、モータユニット２２６の動作状態及びバッテリユニット２２７の充電状況を表示する。これにより、ユーザはサドル２１０に座った状態ででも、エアコン付き電動アシスト自転車２０１の各種ユニットの動作状況を容易に把握、操作することができる。

また、上記表示操作ユニット２４９は操舵装置２４８より容易に脱着可能となっており、エアコン付き電動アシスト自転車２０１から運転者が離れていてもこれを取り外して身体、例えば腕につければ、エアコン付き電動アシスト自転車２０１の各種ユニットの動作状況を容易に把握、操作することができる。

次に、図１４、図１５を用いて本実施の形態におけるモータユニット２２６、バッテリユニット２２７、表示操作ユニット２４９及びエアコンユニット２０４の通信制御と表示操作について説明する。

図１４はモータユニット２２６、バッテリユニット２２７、表示操作ユニット２４９、充電器２５０及びエアコンユニット２０４の通信制御レイアウトの概略を示す通信制御構成図である。また図１５は表示操作ユニット２４９の正面図である。尚、簡便のため以下、図中及び本文を含めスイッチを記号でＳＷと表している。

図１４、図１５において、モータユニット２２６は、図１４に示すように、補助動力を出力するモータ２２６ａ、モータ２２６ａによる補助動力を可変制御するモータ制御部２２６ｂを備えている。また、バッテリユニット２２７は、バッテリ２２７ａと、バッテリ２２７ａからモータユニット２２６及びエアコンユニット２０４に電力を供給するバッテリ２２７ａの充放電管理を行うバッテリ制御部２２７ｂを備えている。

また、表示操作ユニット２４９は、電源ＳＷ２５１をＯＮにすると、モータユニット２２６、バッテリユニット２２７、エアコンユニット２０４、速度センサ２４７の信号の送受信を開始する。その他のセンサ類（図示せず）及びエアコンユニット２０４との通信を制御する表示操作ユニット制御部２５２、各種情報をユーザに視覚的に伝える液晶ディスプレイ２５３（図１５参照）及び表示内容を切り替える切替ＳＷ２５４を有する表示部２５５、現在の動作状態を表示する発光ダイオードで構成されているモード表示灯２５６ａ、２５６ｂ、２５６ｃ（図１５参照）を有する。また、照明器２５７のＯＮ・ＯＦＦを制御する照明ＳＷ２５８、モータユニット２２６による補助動力の制御をＯＮ・ＯＦＦするアシストＳＷ２６０、エアコンユニット２０４の制御をＯＮ・ＯＦＦするするエアコンＳＷ２５９を備えている。

またアシストＳＷ２６０またはエアコンＳＷ２５９がＯＮのとき、それぞれモータユニット２２６による動力補助率またはエアコンユニット２０４の能力調整割合を切り替える選択ＳＷ２６１（２６１ａ、２６１ｂ（図１５参照））を備えている。

また、図１４に示す様に、バッテリ２２７ａを充電するための充電器２５０は、充電中のバッテリ２２７ａの温度や充電容量等の状況を監視し、その状況に応じてバッテリ２２７ａに供給する充電電流を可変制御する充電器制御部２５０ａを備えている。充電器２５０は、コネクタ（図示せず）によってバッテリユニット２２７に着脱自在に取り付けられ、バッテリ２２７ａを充電する際にバッテリユニット２２７に接続される。

図１４の矢印（破線）は、各ユニット間での通信を行うための信号経路を示す。図１４においては、バッテリ制御部２２７ｂから表示操作ユニット制御部２５２、充電器制御部２５０ａそれぞれに対して、充電中のバッテリ２２７ａの温度や充電容量などが通信される。

また、モータ制御部２２６ｂと表示操作ユニット制御部２５２間で通信が行われる。選択ＳＷ２６１の動力補助率の変更に応じて、動力補助率を表す信号が表示操作ユニット制御部２５２からモータ制御部２２６ｂに送信されるようになっている。この場合、動力補助率に応じて異なる周期のパルス信号が送信される。

モータユニット２２６が過負荷状態にある場合など異常がある場合は、異常を表す信号がモータ制御部２２６ｂから表示操作ユニット制御部２５２に送信され、表示部２５５に表示されるようになっている。

さらに、エアコンユニット２０４と表示操作ユニット制御部２５２間で通信が行われる。選択ＳＷ２６１で能力割合を変更することで、エアコンユニット２０４の能力調整を行う様に制御信号が表示操作ユニット制御部２５２から能力制御手段２６２に送信されるようになっている。

またエアコンユニット２０４に異常がある場合などは異常を表す信号がエアコンユニット２０４から表示操作ユニット制御部２５２に送信され、表示部２５５に表示されるようになっている。

次に図１６を用いて本発明の特長である表示操作ユニット２４９とモータユニット２２６とエアコンユニット２０４の動作を説明する。尚、バッテリユニット２２７、充電器２５０の詳細な説明は割愛する。

図１５は表示操作ユニット２４９、モータユニット２２６、エアコンユニット１０４の動作の流れ図を示す。

先ず、ステップＳ３１１では搭乗者は電源ＳＷ２５１のＯＮ・ＯＦＦを行う。尚、操作されない場合は現状を維持する。電源ＳＷ２５１がＯＦＦの場合はステップＳ３１２に移行してバッテリユニット２２７から表示操作ユニット２４９を含む各ユニットへの電源供給を切断する。電源ＳＷ２５１がＯＮとなった場合には、バッテリユニット２２７から表示操作ユニット２４９を含む各ユニットへ電源供給を開始してステップＳ３１３に移行する。

ステップＳ３１３では搭乗者は照明ＳＷ２５８のＯＮ・ＯＦＦを行う。尚、操作されない場合は現状を維持する。照明ＳＷ２５８がＯＮされればステップＳ３１４に移行して照明器２５７を点灯する。照明ＳＷ２５８がＯＦＦされればステップＳ３１５に移行して照明器２５７を消灯する。照明ＳＷ２５８の操作に関わらずステップＳ３１６に移行する。

ステップＳ３１６では、搭乗者はアシストＳＷ２６０のＯＮ・ＯＦＦを行う。尚、操作
されない場合は現状を維持する。アシストＳＷ２６０がＯＦＦされればステップＳ３１７に移行し、モータユニット２２６からの動力の補助を行わない。アシストＳＷ２６０がＯＮされればステップＳ３１８に移行して補助動力の動力補助率を例えばパワフル、オートマチック、セーブの３種類から選択ＳＷ２６１ａ、２６１ｂを使って選択する。選択ＳＷ２６１ａ、２６１ｂの操作によりモード表示灯２５６ａ、２５６ｂ、２５６ｃのそれぞれ一つが点灯して選択した動力補助率を示す。動力補助率の一例としてパワフルでは６０〜８０％、オートマチックでは４０〜６０％、セーブでは２０〜４０％である。

動力補助率を選択後、ステップＳ３１９に移行して選択した動力補助率となるようモータユニット２２６は車輪軸に動力を伝える。アシストＳＷ２６０の操作の有無に関わらず、ステップＳ３２０に移行する。

ステップＳ３２０では搭乗者はエアコンＳＷ２５９のＯＮ・ＯＦＦを行う。尚、操作されない場合は現状を維持する。エアコンＳＷ２５９がＯＦＦされればステップＳ３２１に移行してエアコンユニット２０４を停止させる。エアコンＳＷ２５９がＯＮされればステップＳ３２２に移行して、エアコンユニット２０４の能力割合をパワフル、オートマチック、セーブの３種類から選択ＳＷ２６１ａ、２６１ｂを使って選択する。

選択ＳＷ２６１ａ、２６１ｂの操作によりモード表示灯２５６ａ、２５６ｂ、２５６ｃのそれぞれ一つが点灯して選択した能力割合を示す。

次にステップＳ３２３に移行して速度センサ２４７により現在のエアコン付き電動アシスト自転車２０１の走行速度を計測する。走行速度がＶより速い場合、エアコン発停手段２６３はエアコンユニット２０４を停止させる。走行速度がＶより遅い場合、エアコン発停手段２６３はエアコンユニット２０４を運転させる。

ステップＳ３２５に移行して、選択ＳＷ２６１ａ、２６１ｂで選択された能力割合と速度センサ２４７により計測された走行速度Ｖにより能力制御手段２６２は所定の能力割合でエアコンユニット２０４を運転する。

エアコン付き電動アシスト自転車２０１の走行速度と能力割合の一例を、図１７を用いて説明する。

図１７はエアコン付き電動アシスト自転車２０１の走行速度と能力割合の関係を示す図である。

横軸はエアコン付き電動アシスト自転車２０１の走行速度であり、縦軸はエアコンユニット２０４の出し得る最大能力を１００％とした場合のエアコンユニット２０４の能力割合を示している。また、選択ＳＷ２６１ａ、２６１ｂを使って選択したパワフル、オートマチック、セーブの走行速度と能力割合の関係をそれぞれ示している。

図１６より、走行速度が時速Ｖｋｍを超えるとエアコンユニット２０４の能力割合は０％となる。即ち停止することになる。また、パワフル、オートマチック、セーブ何れの場合においても、走行速度の上昇に伴ってエアコンユニット２０４の能力割合を低減している。走行速度に対する低減割合はパワフル＜オートマチック＜セーブとなっている。またエアコン付き電動自転車の走行速度が時速０ｋｍ、すなわち停止中は、エアコンユニット２０４の能力割合は１００％となっている。

このように、選択ＳＷ２６１ａ、２６１ｂで選択された能力割合と速度センサ２４７により計測された走行速度Ｖにより能力制御手段２６２は所定の能力割合でエアコンユニッ
ト２０４を運転する。

尚、ステップＳ３２０でエアコンＳＷ２５９がＯＮとなっている時、常にステップＳ３２２、Ｓ３２３、Ｓ３２４、Ｓ３２５の監視を行いそれぞれの条件に合うようエアコンユニット２０４の動作を行う。

次にステップＳ３２６に移行して、搭乗者は表示切り替えＳＷ２６４の操作を行う。尚、操作されない場合は現状を維持する。表示切り替えＳＷ２６４がＯＦＦされればステップＳ３２７に移行して液晶ディスプレイ２５３の表示を停止する。

表示切り替えＳＷ２６４が操作されステップＳ３２８に移行すると、搭乗者は任意の表示を選択して液晶ディスプレイ２５３に表示することができる。表示内容の一例としてはバッテリ２２７ａの残量、走行速度、走行距離、時刻、地図、ダクト２１１の空気温度（温度センサは図示しない）などであり、これらが表示切り替えＳＷ２６４の操作により切り替わり液晶ディスプレイ２５３に表示される。

この後、ステップＳ３１１に戻って電源ＳＷ２５１のＯＮ・ＯＦＦの検知を行い、搭乗者が電源ＳＷ２５１をＯＦＦするまで、上記の流れを表示操作ユニット制御部２５２は常に監視し搭乗者の操作に合わせて各ユニットを制御する。

以上説明したようにこのエアコン付き電動アシスト自転車２０１は、走行速度が一定速度以下となって搭乗者が空気の流れを感じることができないときには冷気を供給して快適性を向上させることができるとともに、走行速度が一定速度以上となって搭乗者が空気の流れを感じられるようになりある程度の快適性を維持できるような場合にはエアコンを停止させてバッテリユニット２２７の電力消費を抑制することができ、快適性と省エネ性の両立を効率よく達成することができる。

また、本実施の形態のエアコン付き電動アシスト自転車２０１は、バッテリユニット２２７の残量を表示できる表示操作ユニット２４９を備えるとともに、能力制御手段２６２はモータユニット２２６の動力補助率とエアコンユニット２０４の能力割合をそれぞれ調整可能とした構成としてあるから、バッテリユニット２２７の残量を確認しながらモータユニット２２６の動力補助率とエアコンユニット２０４の能力割合を調整してより効率的に快適性と省エネ性の両立を達成することができる。

尚、上記実施の形態では特に夏季においてダクト２１１より冷風を吹出すことを前提に説明し、冷風と温風の切り替えについては述べなかったが、エアコンユニット２０４を実施の形態２で示したエアコンユニット１０４とすれば冷温風の切換え供給が可能となる。

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、バッテリを走行時の補助動力源として搭載している電動アシスト自転車を例にして説明したが、このような電動アシスト自転車に限らず走行用のバッテリ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、電動アシスト自転車等のような走行時の補助動力源となるバッテリ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を搭載して当該バッテリ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アシスト自転車、電動オートバイ、バッテリ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、１０１、２０１ エアコン付き電動アシスト自転車
２、１０２、２０２ 車体フレーム
３、１０３ 荷台
４、１０４、２０４ エアコンユニット
５ エアコン筐体
６、１０６ 圧縮機
７、１０７ 凝縮器
８ 絞り装置
９、１０９ 蒸発器
１０、２１０ サドル
１１、２１１ ダクト
１２ 吸い込み口
１３ 隔壁
１４ 上室
１５ 下室
１６ 隔壁
１８ 蒸発器用送風機（送風機Ａ）
１９ 吹き出し通路
２０ 凝縮器用送風機（送風機Ｂ）
２１ 電装ユニット
２２ 吹き出し開口
２５ 蓄冷材
２６、２２６ モータユニット
２２６ａ モータ
２２６ｂ モータ制御部
２７、２２７ バッテリユニット
２２７ａ バッテリ
２２７ｂ バッテリ制御部
２８ 後輪
３２ 電源スイッチ
１１１ａ 温風吹出用ダクト
１１１ｂ 冷風吹出用ダクト
１３３ 回転台
１３５ 温風用送風機
１３６ 空気吸込口
１３７ 冷風用送風機
１３８ 空気吸込口
１３９ 温風吹出口
１４０ 冷風吹出口
１４１ 温風通路筒
１４２ 冷風通路筒
２４６ 前フォーク
２４７ 速度センサ
２４８ 操舵装置
２４９ 表示操作ユニット
２５０ 充電器
２５０ａ 充電器制御部
２５１ 電源ＳＷ
２５２ 表示操作ユニット制御部
２５３ 液晶ディスプレイ
２５４ 切替ＳＷ
２５５ 表示部
２５６ａ、２５６ｂ、２５６ｃ モード表示灯
２５７ 照明器
２５８ 照明ＳＷ
２５９ エアコンＳＷ
２６０ アシストＳＷ
２６１、２６１ａ、２６１ｂ 選択ＳＷ
２６２ 能力制御手段
２６３ エアコン発停手段
２６４ 表示切り替えＳＷ

Claims (11)

1. 圧縮機、凝縮器、蒸発器等の冷凍サイクル回路を内蔵し二輪車の搭乗者後方の荷台に設置可能な構成としたエアコン筐体と、前記エアコン筐体内の冷凍サイクル回路で生成した空調空気をエアコン筐体外に吐出させるダクトとを備え、前記ダクトは前記搭乗者の背中に向かって空調空気を吹き出すように開口させた二輪車用エアコン。
2. ダクトは伸縮自在としてその長さを可変できる構成とした請求項１記載の二輪車用エアコン。
3. ダクトは搭乗者に向かう仰角を可変できる構成とした請求項１または２記載の二輪車用エアコン。
4. エアコン筐体は、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た請求項１から３のいずれか１項記載の二輪車用エアコン。
5. 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た請求項４記載の二輪車用エアコン。
6. 凝縮器の上流側に蓄冷材を設けた構成とした請求項４または５記載の二輪車用エアコン。
7. エアコン筐体内に設けた凝縮器は凝縮器用送風機の空気吸込口に略平行設置するとともに、同エアコン筐体内に設けた蒸発器は蒸発器用送風機の空気吸込口に略平行に設置し、かつ、前記凝縮器で生成した温風をエアコン筐体外に吐出させるダクトと前記蒸発器で生成した冷風をエアコン筐体外に吐出させるダクトを備え、上記両ダクトは略１８０°反対に向けて前記エアコン筐体に設置した構成とした請求項１〜３のいずれか１項記載の二輪車用エアコン。
8. バッテリを有するとともに、請求項１〜７のいずれかに記載の二輪車用エアコンのエアコン筐体をそのダクトが搭乗者の背中に向かって開口するように車体フレームの荷台に搭載し、かつ、前記バッテリにより二輪車用エアコンを駆動するエアコン付き二輪車。
9. 車体フレームはバッテリとともに当該バッテリによって駆動される走行用または走行アシスト用のモータユニットを備え、更に走行速度を検知する速度センサと、前記速度センサが検知する走行速度に応じて二輪車用エアコンの能力割合を調整する能力制御手段とを備えた請求項８記載のエアコン付き二輪車。
10. 走行速度が一定速度以下となったとき二輪車用エアコンを作動させ前記走行速度が一定速度以上となったとき二輪車用エアコンを停止させるエアコン発停手段を備えた請求項９記載のエアコン付き二輪車。
11. バッテリの残量を表示できる表示操作ユニットを備えるとともに、能力制御手段はモータユニットの動力補助率と二輪車用エアコンの能力割合をそれぞれ調整可能とした請求項９または１０記載のエアコン付き二輪車。

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