DE102023129057A1

DE102023129057A1 - Kopfstützen-klimatisierungsvorrichtung für fahrzeuge

Info

Publication number: DE102023129057A1
Application number: DE102023129057.6A
Authority: DE
Inventors: Hyun Jun Park
Original assignee: Seoyon E Hwa Co Ltd
Current assignee: Seoyon E Hwa Co Ltd
Priority date: 2022-10-25
Filing date: 2023-10-23
Publication date: 2024-04-25
Also published as: KR102527167B1; CN117922230A

Abstract

Hierin wird eine Kopfstützenklimatisierungs-vorrichtung für Fahrzeuge offenbart, wobei eine Heizplatte mit planaren Heizelementen an beiden Seiten davon in einem Gehäuse installiert ist und die Heizplatte den Innenraum des Gehäuses unterteilt, um einen Einströmdurchgang und einen Ausströmdurchgang zu bilden. Dementsprechend ist es möglich, Luft mit geringer Leistung effektiv zu erwärmen und den Strömungswiderstand und damit die Energieverbrauch zu reduzieren.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge und insbesondere auf eine Kopfstützenklimatisierungs-vorrichtung für Fahrzeuge, die in einer Kopfstütze vorgesehen ist, um klimatisierten Luft zum Hals und zu den Schultern eines Insassen zu leiten.
2. Verwandter Stand der Technik
Ein Fahrzeug ist mit einem Klimatisierungssystem ausgestattet, um kalte Luft und warme Luft zu seinem Innenraum zu leiten.
Die obige klimatisierte Luft wird hauptsächlich durch Lüftungsgitter, die an einer Instrumententafel, einer Mittelkonsole, einer Säule und dergleichen an der Vorderseite des Innenraums vorgesehen sind, in den Innenraum abgegeben. Die mehreren Lüftungsgitter sind mit dem Klimatisierungssystem, das in der Instrumententafel installiert ist, durch jeweilige Kanäle verbunden, und das Klimatisierungssystem kann einen Kühler und eine Heizung darin beinhalten, um kalte Luft und warme Luft zu erzeugen.
Währenddessen arbeitet das herkömmliche Klimatisierungssystem, wie es oben beschrieben ist, für den gesamten Innenraum des Fahrzeugs und gibt hauptsächlich klimatisierte Luft an die Vorderseite des Körpers ab, einschließlich des Gesichts eines Insassen, was für Insassen, die die klimatisierte Luft nicht wünschen, Unbehagen verursachen kann.
Obwohl die Lüftungsgitter Luftvolumen- und Richtungssteuermittel zum Ändern oder Blockieren der Richtung des klimatisierten Winds für jeden einzelnen Insassen aufweisen, war es dementsprechend schwierig, den Einfluss der klimatisierten Luft von allen Lüftungsgittern vollständig zu blockieren.
Daher wurde eine Klimatisierungsvorrichtung entwickelt, um einen Kühleffekt zu erzielen, indem Luft individuell auf den Hals und die Schultern eines Insassen geblasen wird, die für den Einfluss von kalter und warmer Luft empfindlich sind, und um zusätzliche warme Luft zuzuführen. Diese individuelle Klimatisierungsvorrichtung kann mit einer elektrischen Heizvorrichtung und einem Lüfter in einer Kopfstütze oder einem oberen Abschnitt einer Sitzlehne ausgestattet sein, um Raumtemperaturluft und warme Luft (Heizluft) an den Hals und die Schultern des Insassen abzugeben.
Die obige individuelle Klimatisierungsvorrichtung kann jedoch viel Leistung verbrauchen, da sie warme Luft erzeugt, indem sie Luft durch die Heizvorrichtung leitet, die elektrische Widerstandsheizdrähte verwendet. Dies tritt bei Elektrofahrzeugen, bei denen der Energieverbrauch der Batterie direkt mit der Laufleistung der Fahrzeuge zusammenhängt, als größeres Problem auf.
Da der klimatisierte Wind außerdem in einer horizontalen Richtung von hinten nach vorne in Richtung der Rückseite des Halses des Insassen (nahe den Ohren) abgegeben wird, kann er für den Insassen Unbehagen aufgrund von Lüfterbetriebsgeräuschen und Abgabegeräuschen von klimatisiertem Wind verursachen, wenn die Klimatisierungsvorrichtung in Betrieb ist.
Das Vorstehende dient der technischen Information, die zur Ableitung der vorliegenden Offenbarung vorhanden ist oder die der Erfinder in ihrem Ableitungsprozess erlangt, wobei es sich nicht notwendigerweise um eine bekannte Technik handelt, die vor der Einreichung der Erfindung der Öffentlichkeit offenbart wurde.
[Patentdokument]
(Patentdokument 1) japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2007-519563 (19. Juli 2007)
ZUSAMMENFASSUNG
Verschiedene Ausführungsformen betreffen eine Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge, die in der Lage ist, den Energieverbrauch und die Betriebsgeräusche zu reduzieren, was für die Verlängerung der Laufleistung von Elektrofahrzeugen vorteilhaft ist und ein ruhigeres Gebrauchsgefühl für Insassen bereitstellt.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend erwähnte Aufgabe beschränkt, und andere Aufgaben der vorliegenden Offenbarung werden dem Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Offenbarung bezieht, anhand der folgenden Beschreibung klar verständlich.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge vorgesehen, die ein Gehäuse, das in einer Kopfstütze installiert ist, eine Heizplatte, die in dem Gehäuse installiert ist und planare Heizelemente aufweist, die an Seiten davon vorgesehen sind, einen Einströmdurchgang und einen Ausströmdurchgang, die durch Unterteilen eines Innenraums des Gehäuses durch die Heizplatte gebildet sind, und ein Gebläse, das in einem Verbindungsraum zwischen dem Einströmdurchgang und dem Ausströmdurchgang installiert ist, beinhaltet.
Der Einströmdurchgang kann vertikal an der Rückseite des Gehäuses ausgebildet sein, der Ausströmdurchgang kann vertikal an der Vorderseite des Gehäuses ausgebildet sein, der Verbindungsraum zwischen dem Einströmdurchgang und dem Ausströmdurchgang kann in einem oberen Abschnitt des Gehäuses definiert sein und ein Einlass des Einströmdurchgangs und ein Auslass des Ausströmdurchgangs können an einer unteren Oberfläche der Kopfstütze ausgebildet sein.
In der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung können die planaren Heizelemente an beiden Seiten der Heizplatte vorgesehen sein und wärmeleitende Platten können an jeweiligen Wänden installiert sein, die den beiden planaren Heizelementen in dem Einströmdurchgang und dem Ausströmdurchgang zugewandt sind.
In der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine vordere innere Oberfläche eines Auslasses des Ausströmdurchgangs als eine gekrümmte Coanda-Oberfläche ausgebildet sein, die dazu dient, abgegebene Luft zu dem Hals und den Schultern eines Insassen zu leiten.
In der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Heizplatte aus einer Vielzahl von Heizplatten bestehen, die in regelmäßigen Abständen in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Gehäuses installiert sind, um die Anzahl von Durchgängen zu erhöhen, einen Abstand zwischen Durchgängen zu verringern und die Anzahl von Heizoberflächen zu erhöhen.
In der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Heizplatte eine Vielzahl von Rückströmungslöchern aufweisen, um zu ermöglichen, dass Luft von stromabwärts nach stromaufwärts in einer Strömungsrichtung davon rückwärts strömt.
In der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung ferner ein äußeres Gehäuse umfassen, das das Gehäuse umgibt, eine Helmholtz-Kammer kann zwischen dem Gehäuse und dem äußeren Gehäuse ausgebildet sein und das Gehäuse kann eine Vielzahl von Helmholtz-Löchern aufweisen, die auf seiner vorderen Oberfläche ausgebildet sind, um zu ermöglichen, dass die Helmholtz-Kammer mit dem Ausströmdurchgang in Verbindung steht.
Die Helmholtz-Kammer kann ein einzelner abgedichteter Raum sein, der die innere Vorderseite und beide Seiten des äußeren Gehäuses verbindet.
In der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das Gehäuse eine Vielzahl von Geräuschemissionslöchern aufweisen, die auf seiner hinteren Oberfläche ausgebildet sind, und das äußere Gehäuse kann eine Vielzahl von Öffnungslöchern aufweisen, die auf seiner hinteren Oberfläche ausgebildet sind, so dass Geräusche innerhalb des Gehäuses durch die Geräuschemissionslöcher und die Öffnungslöcher in ein Kopfstützenkissen absorbiert werden, das das äußere Gehäuse umgibt.
In der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das Gehäuse in ein vorderes Gehäuse und ein hinteres Gehäuse unterteilt sein.
In der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das hintere Gehäuse ein Zwischenteil aufweisen, das in seinem unteren Innenabschnitt ausgebildet ist, um einen Einlass des Einströmdurchgangs und einen Auslass des Ausströmdurchgangs zu unterteilen, und das Zwischenteil kann ein unteres Ende der Heizplatte stützen.
In der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das Zwischenteil eine Vielzahl von Trennwänden aufweisen, die in einer Breitenrichtung des hinteren Gehäuses ausgebildet sind, und das untere Ende der Heizplatte kann durch die Trennwände gestützt werden.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, verwendet die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Offenbarung die planaren Heizelemente als Luftheizquellen, um den Energieverbrauch im Vergleich zu der bestehenden Heizvorrichtung mit elektrischen Widerstandsheizdrähten zu reduzieren.
Zusätzlich ist in der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Offenbarung das Innere der Kopfstütze durch die Heizplatte in den Einströmdurchgang und den Ausströmdurchgang unterteilt und die planaren Heizelemente sind an beiden Seiten der Heizplatte vorgesehen. Somit wird, da Luft zweimal wärmegetauscht wird, der Betrag des Wärmeaustauschs erhöht und die Heizleistung der Luft verbessert.
Zusätzlich reduziert die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Offenbarung den Betrag des an den Insassen übertragenen Geräuschs, da der Auslass des Ausströmdurchgangs unterhalb der Kopfstütze ausgebildet ist.
Zusätzlich verwendet die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Offenbarung die planaren Heizelemente als Heizquellen, um den Luftströmungswiderstand und damit Geräusche zu reduzieren.
Zusätzlich reduziert die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Offenbarung den Luftströmungswiderstand und damit den Luftvolumenverlust, um die Gebläsedrehzahl zu reduzieren, was nicht nur den Energieverbrauch, sondern auch Geräusche reduziert.
Zusätzlich wird in der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Offenbarung, da die Coanda-Oberfläche in Richtung des Halses und der Schultern des Insassen am Auslass des Ausströmdurchgangs ausgebildet ist, der klimatisierte Wind genauer in Richtung des Halses und der Schultern des Insassen geleitet.
Zusätzlich ist in der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Offenbarung die Helmholtz-Kammer (Helmholtz-Resonator) zwischen dem Gehäuse und dem äußeren Gehäuse der Klimatisierungsvorrichtung ausgebildet, um Geräusche zu absorbieren und zu reduzieren, die erzeugt werden, wenn die Klimatisierungsvorrichtung in Betrieb ist.
Ferner reduziert die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Offenbarung Geräusche durch Ausbilden der Geräuschemissionslöcher in dem Gehäuse und dem äußeren Gehäuse, um die Geräusche in das Kopfstützenkissen zu absorbieren.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Wirkungen beschränkt, und andere Wirkungen der vorliegenden Offenbarung werden dem Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Offenbarung bezieht, anhand der folgenden Beschreibung klar verständlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Ansicht, die einen schematischen Einbauzustand und einen seitlichen Querschnitt einer Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
2 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch veranschaulicht.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von 2, wenn die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß der zweiten Ausführungsform von vorne betrachtet wird.
4 ist eine Explosionsansicht, die die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge in 2 mit einem Kopfstützenkissen davon ausgeschlossen veranschaulicht.
5 ist eine Rückansicht, die die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge aus 2 mit dem Kopfstützenkissen davon ausgeschlossen veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die beigefügten Zeichnungen in der vorliegenden Offenbarung können zur Unterscheidung und Klarheit vom Stand der Technik und zum Verständnis der Technologie übertrieben sein. Zusätzlich sind die in der Beschreibung verwendeten Begriffe, die unter Berücksichtigung von Funktionen der vorliegenden Offenbarung definiert sind, und diese Begriffe können sich je nach Absicht oder Praxis eines Benutzers oder eines Bedieners ändern. Daher sollten diese Begriffe basierend auf den hierin dargelegten Gesamtoffenbarungen definiert werden. Währenddessen dienen die folgenden Ausführungsformen lediglich dem Zweck der Beschreibung der in den beigefügten Ansprüchen dargelegten Komponenten und sollen den Geist und Umfang der Offenbarung nicht einschränken.
In der gesamten Beschreibung versteht es sich, dass, wenn eine Komponente als „umfassend“ oder „beinhaltend“ eine beliebige Komponente bezeichnet wird, sie andere Komponenten nicht ausschließt, sondern ferner die anderen Komponenten umfassen oder beinhalten kann, sofern nicht anderweitig angegeben.
Zusätzlich versteht es sich, dass, wenn eine Komponente als mit einer anderen Komponente „verbunden“, „zusammengefügt“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, sie mit der anderen Komponente „direkt verbunden“, „direkt zusammengefügt“ oder „direkt gekoppelt“ sein kann oder sie mit der anderen Komponente über dazwischen angeordnete Komponenten „indirekt verbunden“, „indirekt zusammengefügt“ oder „indirekt gekoppelt sein kann. Andererseits versteht es sich, dass, wenn eine Komponente als mit einer anderen Komponente „direkt verbunden“, „direkt zusammengefügt“ oder „direkt gekoppelt“ bezeichnet wird, keine dazwischenliegenden Komponenten vorhanden sind.
Zusätzlich sollten, wenn Richtungsbegriffe wie „vor“, „nach“, „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, ein Ende”, „anderes Ende“ und beide Enden" verwendet werden, diese Begriffe nicht als einschränkend ausgelegt werden, da sie beispielhaft in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen sind. Wie hierin verwendet, sollten die Begriffe wie „erste“ und „zweite“ nicht als einschränkende Begriffe zur Unterscheidung jeder Komponente ausgelegt werden.
Um Merkmale von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung klarer zu beschreiben, wird eine ausführliche Beschreibung von Gegenständen, die dem Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die folgenden Ausführungsformen beziehen, allgemein bekannt sind, weggelassen. Zusätzlich wird eine ausführliche Beschreibung von Teilen, die für die Ausführungsform und die Beschreibung in den Zeichnungen irrelevant sind, weggelassen.
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
1 ist eine Ansicht, die einen schematischen Einbauzustand und einen seitlichen Querschnitt einer Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 2 ist eine seitliche Querschnitts-ansicht, die eine Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch veranschaulicht. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von 2, wenn die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß der zweiten Ausführungsform von vorne betrachtet wird. 4 ist eine Explosionsansicht, die die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge in 2 mit einem Kopfstützenkissen davon ausgeschlossen veranschaulicht. 5 ist eine Rückansicht, die die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge in 2 mit dem Kopfstützenkissen davon ausgeschlossen veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge, die mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Gehäuse 110, eine Heizplatte 120, einen Einströmdurchgang 111, einen Ausströmdurchgang 112 und ein Gebläse 130.
Das Gehäuse 110 weist ungefähr die Form eines Kastens mit einem offenen Boden auf. Das Gehäuse 110 ist in einer Kopfstütze, insbesondere in einem Kopfstützenkissen 200, installiert und definiert einen Durchgangsbildungsraum und einen Einbauraum für das Gebläse 130.
Die Heizplatte 120 ist vertikal, nämlich in einer aufrechten Position, an der Innenmitte des Gehäuses 110 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung davon installiert und unterteilt den Innenraum des Gehäuses 110 in einen vorderen Raum und einen hinteren Raum. In diesem Fall sind die oberen Abschnitte der jeweiligen vorderen und hinteren Räume miteinander verbunden und die unteren Abschnitte davon sind nach unten des Kopfstützenkissens 200 offen. Hier wird der hintere Raum zum Einströmdurchgang 111, durch die Luft eingeleitet wird, und der vordere Raum wird zum Ausströmdurchgang 112, durch den Luft abgegeben wird. Das heißt, der Einströmdurchgang 111 und der Ausströmdurchgang 112 sind durch Unterteilen des Innenraums des Gehäuses 110 durch die Heizplatte 120 gebildet. Der Einströmdurchgang 111 ist vertikal an der Rückseite des Gehäuses 110 ausgebildet und der Ausströmdurchgang 112 ist vertikal an der Vorderseite des Gehäuses 110 ausgebildet. Der Verbindungsraum zwischen dem Einströmdurchgang 111 und dem Ausströmdurchgang 112 ist im oberen Abschnitt des Gehäuses 110 definiert.
Im unteren Abschnitt des Gehäuses 110 sind der Einlass des Einströmdurchgangs 111 und der Auslass des Ausströmdurchgangs 112 ausgebildet und stehen mit dem Innenraum durch die untere Oberfläche der Kopfstütze in Verbindung. Das heißt, der Einlass des Einströmdurchgangs 111 und der Auslass des Ausströmdurchgangs 112 sind an der unteren Oberfläche der Kopfstütze ausgebildet.
Ein Zwischenteil 113 ist zwischen dem Einlass des Einströmdurchgangs 111 und dem Auslass des Ausströmdurchgangs 112 ausgebildet, um sie zu trennen. Das untere Ende der Heizplatte 120 kann durch das Zwischenteil 113 gestützt werden. Die hintere und vordere Oberfläche des Zwischenteils 113 können mit der gleichen gekrümmten Form wie die Wände des Einlasses des Einströmdurchgangs 111 und des Auslasses des Ausströmdurchgangs 112 ausgebildet sein, die einander zugewandt sind, um eine gleichmäßige Einleitung und Abgabe von Luft zu ermöglichen.
Insbesondere ist die vordere innere Wand (innere Oberfläche) des Auslasses des Ausströmdurchgangs 112 als eine gekrümmte Coanda-Oberfläche 114 ausgebildet, die die Richtung der abgegebenen Luft zu dem Hals und den Schultern eines Insassen leitet. Die gekrümmte Coanda-Oberfläche 114 bezieht sich auf eine Oberfläche, die die Strömungsrichtung von Fluid in der Krümmungsrichtung dieser gekrümmten Oberfläche aufgrund des Coanda-Effekts (ein Phänomen, bei dem Fluid aufgrund der Viskosität entlang einer gekrümmten Oberfläche strömt) leitet.
Die Heizplatte 120 weist planare Heizelemente 121 und 122 auf, die an der jeweiligen hinteren und vorderen Oberfläche davon vorgesehen sind. Diese planaren Heizelemente 121 und 122 werden durch Aufbringen einer leitfähigen Paste, die mindestens eines von Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT), Polycyclohexylendimethylen-terephthalat (PCT) und leitfähigem Metallpulver enthält, auf die Oberfläche der Heizplatte 120 ausgebildet. Zusätzlich beinhaltet jedes der planaren Heizelemente 121 und 122 eine Elektrode und einen Draht, der mit der Elektrode zur Stromversorgung verbunden ist, aber da diese Konfiguration sehr häufig ist, wird eine Veranschaulichung und Beschreibung davon weggelassen.
Wärmeleitende Platten 141 und 142 sind an den Innenflächen des Gehäuses 110 befestigt, die den planaren Heizelementen 121 bzw. 122 zugewandt sind. Das heißt, die wärmeleitenden Platten 141 und 142 sind an den Wänden installiert, die den beiden planaren Heizelementen 121 und 122 in dem Einströmdurchgang 111 bzw. dem Ausströmdurchgang 112 zugewandt sind. Die wärmeleitenden Platten 141 und 142 sind Platten aus einem Metallmaterial mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Aluminium. Die wärmeleitenden Platten 141 und 142 werden durch die Strahlungswärme der planaren Heizelemente 121 und 122 erwärmt, um Strahlungswärme in die Durchgangsräume zu emittieren, und übertragen leitfähige Wärme auf die Luft in Kontakt damit.
Das Gebläse 130 ist an der inneren Oberseite des Gehäuses 110 installiert, nämlich an einer Seite des Verbindungsraums zwischen dem Einströmdurchgang 111 und dem Ausströmdurchgang 112. Das Gebläse 130 wird durch einen Motor zur Drehung angetrieben, und der Motor und eine mit dem Motor verbundene Stromversorgungsleitung werden nicht weggelassen.
Mit der obigen Konfiguration kann die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Gebläse 130 antreiben, um Luft aus dem Fahrzeuginnenraum in den Einströmdurchgang 111 zu saugen und dann die Luft durch den Ausströmdurchgang 112 abzugeben, wodurch die Luft zu dem Hals (genauer dem unteren Teil des Halses) und den Schultern des Insassen geblasen wird. Daher kann, wenn die Raumtemperatur nicht so hoch ist, die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung wie ein reguläres Gebläse verwendet werden, um ein Gefühl von Kühle durch eine einfache Blasfunktion bereitzustellen. Zusätzlich wird, wenn der Fahrzeuginnenraum gekühlt wird, kalte Luft aus dem Innenraum gesaugt und abgegeben, wodurch die kalte Luft intensiv zu dem Hals und den Schultern des Insassen geleitet wird und ein Gefühl von mehr Kühle bereitgestellt wird.
Währenddessen wird, wenn die planaren Heizelemente 121 und 122 der Heizplatte 120 in Betrieb sind, Wärme an beiden Seiten der Heizplatte 120 erzeugt und zu den Räumen, nämlich dem Einströmdurchgang 111 und dem Ausströmdurchgang 112, abgestrahlt.
Die Strahlungswärme der planaren Heizelemente 121 und 122 wird zu den wärmeleitenden Platten 141 und 142 an gegenüberliegenden Positionen übertragen und wird in den wärmeleitenden Platten 141 und 142 geleitet und akkumuliert, wodurch die wärmeleitenden Platten 141 und 142 erwärmt werden. Strahlungswärme wird auch von den erwärmten wärmeleitenden Platten 141 und 142 zu dem Einströmdurchgang 111 und dem Ausströmdurchgang 112 emittiert.
Somit wird die Luft, die in den Einlass des Einströmdurchgangs 111 gesaugt wird, primär erwärmt, indem Strahlungswärme von einer Seite der Heizplatte 120 und der wärmeleitenden Platte 141, die dieser zugewandt ist, absorbiert wird, während sie durch den Einströmdurchgang 111 strömt. In diesem Fall kann eine Seite der Heizplatte 120 und der wärmeleitenden Platte 141 Wärme leiten, wobei die Luft in Kontakt damit strömt.
Die Luft, die primär wie oben beschrieben erwärmt wird, wird sekundär durch Strahlung und Leitung erwärmt, indem sie durch das Gebläse 130 strömt und dann zwischen der anderen Seite der Heizplatte 120 und der wärmeleitenden Platte 142, die dieser zugewandt ist, strömt, während sie sich durch den Ausströmdurchgang 112 nach unten bewegt. Selbst in diesem Fall kann die andere Seite der Heizplatte 120 und der wärmeleitenden Platte 142 Wärme leiten, wobei die Luft in Kontakt damit strömt.
Zusätzlich wird Luft aufgrund der Differenz der Durchgangstemperatur einer konvektiven Wärmeübertragung unterzogen, während sie durch den Einströmdurchgang 111 und den Ausströmdurchgang 112 strömt, wodurch ermöglicht wird, dass die Luft in der Temperatur durch die Strömung erhöht wird.
Die Luft, deren Temperatur durch den primären und sekundären Heizprozess, wie oben beschrieben, erhöht wird, wird durch den Auslass abgegeben und dem Hals und den Schultern des Insassen zugeführt, wodurch dem Insassen ermöglicht wird, die Wärme, die durch die Heizluft verursacht wird, zu fühlen.
Wie oben beschrieben, verwendet die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die planaren Heizelemente 121 und 122, um den Energieverbrauch im Vergleich zu dem bestehenden elektrischen Widerstands-heizdraht zu reduzieren (unter der Annahme, dass die erzeugte Wärmemenge die gleiche ist, verbraucht ein planares Heizelement weniger Leistung als ein elektrischer Widerstandsheizdraht).
Wenn sich Luft auf und ab der Weg von unten nach oben der Kopfstütze bewegt, wird die Luft während des langen Wegs erwärmt und wird durch die Wärme, die von beiden Seiten des Durchgangs während der Bewegung übertragen wird, erwärmt. Zusätzlich kann die Luft effizient erwärmt werden, während sie weniger Leistung verbraucht, da Wärme an beiden Seiten des Durchgangs erzeugt wird (planare Erwärmung).
Da zusätzlich Wärme von beiden Seiten des Durchgangs zu dem Raum übertragen wird und es keine Teile gibt, die Strömungswiderstand in dem Durchgangsraum erzeugen, ist der Strömungswiderstand der Luft, die durch den Durchgang strömt, sehr klein, wodurch die Drehzahl des Gebläses 130, das zum Saugen und Abgeben von Luft dient, reduziert wird und der Energieverbrauch reduziert wird.
Da der Energieverbrauch zum Erwärmen und Bewegen von Luft wie oben beschrieben reduziert wird, wenn die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auf ein Elektrofahrzeug angewendet wird, wird der Energieverbrauch der Batterie reduziert, was die Laufleistung des Fahrzeugs erhöhen kann.
Währenddessen befindet sich die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung an der unteren Oberfläche der Kopfstütze, wo der Einlass und der Auslass der Luft weit von den Ohren des Insassen entfernt sind und die Abgaberichtung der Luft ebenfalls nach unten geneigt ist, so dass die Luft allmählich in einer Richtung weg von den Ohren abgegeben wird. Daher wird das Geräusch, das der Insasse während des Ansaugens und Abgebens von Luft spürt, reduziert.
Zusätzlich kann in der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Drehzahl des Gebläses 130 wie oben beschrieben reduziert werden und die Betriebsgeräusche des Gebläses 130 können somit reduziert werden.
Wie oben beschrieben, hat die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Wirkung, den Energieverbrauch und die Geräusche zu reduzieren.
Zusätzlich hat die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Wirkung, die Abgaberichtung genau zu dem Hals und den Schultern des Insassen zu leiten, da die gekrümmte Coanda-Oberfläche 114 an der Vorderseite des Auslasses des Ausströmdurchgangs 112 ausgebildet ist.
Im Folgenden wird die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge, die mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 beschrieben. Die gleiche Beschreibung wie die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die in 1 veranschaulicht ist, wird weggelassen. Insbesondere ist, wie bei der ersten Ausführungsform, das Gehäuse 110 in dem Kopfstützenkissen 200 installiert und die Heizplatte 120 und das Gebläse 130 sind in dem Gehäuse 110 installiert.
In der Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Heizplatte 120 aus einer Vielzahl von Heizplatten bestehen. Zusätzlich zu der grundlegenden Heizplatte 120 zum Trennen des Einströmdurchgangs 111 und des Ausströmdurchgangs 112 beinhaltet die zusätzlich installierte Heizplatte 120 natürlich planare Heizelemente 121 und 122, die an beiden Seiten davon vorgesehen sind. Die zusätzliche Heizplatte 120 kann in dem Einströmdurchgang 111 und/oder dem Ausströmdurchgang 112 installiert sein. 2 veranschaulicht ein Beispiel, in dem die Heizplatte 120 zusätzlich in dem Ausströmdurchgang 112 installiert ist.
Die zusätzliche Heizplatte 120 kann an ihrem unteren Ende durch Trennwände 113a gestützt werden, die in regelmäßigen Abständen in Längsrichtung an dem Zwischenteil 113 ausgebildet sind.
Da die zusätzliche Heizplatte 120 wie oben beschrieben installiert ist, das heißt, da die Vielzahl von Heizplatten 120 in regelmäßigen Abständen in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Gehäuses 110 installiert sind, trennen die Heizplatten 120 den Raum, um die Anzahl von Durchgängen zu erhöhen, so dass sich der Abstand zwischen den Durchgängen verringert und die Anzahl von Heizoberflächen zunimmt. Somit verringert sich der Betrag der Luft, die durch jeden individuellen Durchgang strömt, und der Betrag der Wärme, die auf jeden individuellen Durchgang aufgebracht wird, nimmt zu, wodurch ermöglicht wird, dass Luft schneller erwärmt wird. Mit anderen Worten, die Heizleistung der Luft wird verbessert.
Zusätzlich weist jede der Heizplatten 120 eine Vielzahl von Rückströmungslöchern 123 auf, die darin ausgebildet sind. Die Rückströmungslöcher 123 sind horizontal längliche gerade Löcher und sind in regelmäßigen Abständen vertikal ausgebildet. Die Rückströmungslöcher 123 ermöglichen, dass Luft von stromabwärts nach stromaufwärts in der Strömungsrichtung davon rückwärts strömt. Das heißt, die Rückströmung kann von dem Ausströmdurchgang 112 zu dem Einströmdurchgang 111 auftreten. Somit ist es, da die Luft, die rückwärts strömt, weiter erwärmt werden kann, während sie erneut durch den Durchgang strömt, möglich, die Luft leichter auf eine höhere Temperatur zu erhöhen. Mit anderen Worten, die Heizleistung der Luft wird verbessert.
Unterdessen kann die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung 100 ferner ein äußeres Gehäuse 150 umfassen, das das Gehäuse 110 umgibt. Eine Helmholtz-Kammer (Helmholtz-Resonator) 151 ist zwischen dem äußeren Gehäuse 150 und dem Gehäuse 110 ausgebildet. Die Helmholtz-Kammer 151 ist ein leerer Raum, der die innere Vorderseite und beide Seiten des äußeren Gehäuses 150 verbindet, ist gegen die Außenseite abgedichtet und steht mit dem Ausströmdurchgang 112 durch ein Helmholtz-Loch 110ba in Verbindung, das auf der vorderen Oberfläche des Gehäuses 110 ausgebildet ist.
Das Helmholtz-Loch 110ba ist ein Durchgangsloch mit kleiner Größe (etwa 1,0 bis 2,0 mm Innendurchmesser), das auf der vorderen Oberfläche des Gehäuses 110 ausgebildet ist, und besteht aus einer Vielzahl von Helmholtz-Löchern 110ba, die in einem Abschnitt ausgebildet sind, der der Fläche der Helmholtz-Kammer 151 entspricht. Hier sind der Durchmesser und die Anzahl von Helmholtz-Löchern 110ba und die Form und das Volumen der Helmholtz-Kammer 151 so ausgelegt, dass sie das Geräusch des Ausströmdurchgangs 112 durch vorläufige wiederholte Versuche effektiv reduzieren.
Dementsprechend werden die Luftströmungsgeräusche und Gebläsebetriebsgeräusche in dem Ausströmdurchgang 112 in die Helmholtz-Kammer 151 durch die Helmholtz-Löcher 110ba absorbiert und an die Außenseite der Kopfstütze abgegeben, wodurch die an den Insassen übertragenen Geräusche reduziert werden.
Zusätzlich weist das Gehäuse 110 eine Vielzahl von Geräuschemissionslöchern 110aa auf, die auf seiner hinteren Oberfläche ausgebildet sind, und das äußere Gehäuse 150 weist eine Vielzahl von ungefähr rechteckigen Öffnungslöchern 152 auf, die in regelmäßigen Abständen auf seiner hinteren Oberfläche ausgebildet sind, wie in 5 veranschaulicht. Jedes der Geräuschemissionslöcher 110aa ist ein Durchgangsloch mit einem kleinen Durchmesser wie die Helmholtz-Löcher 110ba. Dementsprechend besteht die Vielzahl von Geräuschemissionslöchern 110aa innerhalb der Fläche eines Öffnungslochs 152.
Die hintere Oberfläche des Gehäuses 110 ist in engem Kontakt mit der hinteren Oberfläche des äußeren Gehäuses 150, und das äußere Gehäuse 150 ist von dem Kopfstützenkissen 200 umgeben.
Dementsprechend werden die Luftströmungsgeräusche in dem Einströmdurchgang 111 durch das Kopfstützenkissen 200 durch die Geräuschemissionslöcher 110aa und die Öffnungslöcher 152 absorbiert, wodurch Geräusche reduziert werden. Mit anderen Worten, das Kissenmaterial (Polyurethanschaum) der Kopfstütze wirkt als Schallabsorber und reduziert Geräusche.
Währenddessen kann das Gehäuse 110 in ein hinteres Gehäuse 110a, das dessen Rückseite bildet, und ein vorderes Gehäuse 110b, das dessen Vorderseite bildet, unterteilt sein. Das Zwischenteil 113 kann im unteren Innenabschnitt des hinteren Gehäuses 110a ausgebildet sein und stützt das untere Ende jeder Heizplatte 120, wie oben beschrieben. Insbesondere ist die Vielzahl von Trennwänden 113a in der Breitenrichtung des hinteren Gehäuses 110a an dem Zwischenteil 113 ausgebildet, und das untere Ende der Heizplatte 120 wird durch die Trennwände 113a gestützt.
Da das Gehäuse 110 in das hintere Gehäuse 110a und das vordere Gehäuse 110b unterteilt ist, wie oben beschrieben, können die Heizplatte 120 und das Gebläse 130 leicht in dem Gehäuse 110 installiert werden.
Wie oben beschrieben, verwendet die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Offenbarung die planaren Heizelemente als Luftheizquellen, um den Energieverbrauch im Vergleich zu der bestehenden Heizvorrichtung mit elektrischen Widerstandsheizdrähten zu reduzieren. Das Innere der Kopfstütze ist durch die Heizplatte in den Einströmdurchgang und den Ausströmdurchgang unterteilt und die planaren Heizelemente sind an beiden Seiten der Heizplatte vorgesehen. Somit wird, da Luft zweimal wärmegetauscht wird, der Betrag des Wärmeaustauschs erhöht und die Heizleistung der Luft verbessert. Der Auslass des Ausströmdurchgangs ist unterhalb der Kopfstütze ausgebildet, was den Betrag des an den Insassen übertragenen Geräuschs reduziert. Die planaren Heizelemente werden als Heizquellen verwendet, um den Luftströmungswiderstand und damit Geräusche zu reduzieren. Der Luftströmungswiderstand und damit der Luftvolumenverlust werden reduziert, um die Gebläsedrehzahl zu reduzieren, was nicht nur den Energieverbrauch, sondern auch Geräusche reduziert. Da die Coanda-Oberfläche in Richtung des Halses und der Schultern des Insassen am Auslass des Ausströmdurchgangs ausgebildet ist, wird der klimatisierte Wind genauer in Richtung des Halses und der Schultern des Insassen geleitet. Die Helmholtz-Kammer (Helmholtz-Resonator) ist zwischen dem Gehäuse und dem äußeren Gehäuse der Klimatisierungsvorrichtung ausgebildet, um Geräusche zu absorbieren und zu reduzieren, die erzeugt werden, wenn die Klimatisierungsvorrichtung in Betrieb ist. Geräusche werden durch Ausbilden der Geräuschemissionslöcher in dem Gehäuse und dem äußeren Gehäuse reduziert, um die Geräusche in das Kopfstützenkissen zu absorbieren.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge, die in industriellen Anwendungen betreffend Kopfstützen für Fahrzeugsitze verwendet werden kann.
Während die vorliegende Offenbarung in Bezug auf die in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich, dass solche Ausführungsformen nur beispielhaft bereitgestellt werden. Der Fachmann versteht, dass verschiedene Modifikationen und andere äquivalente Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert, abzuweichen. Daher sollte der wahre technische Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung durch technische Konzepte der beigefügten Ansprüche definiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007519563 [0010]

Claims

Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge, umfassend: ein Gehäuse, das in einer Kopfstütze installiert ist; eine Heizplatte, die in dem Gehäuse installiert ist und planare Heizelemente aufweist, die an Seiten davon vorgesehen sind; einen Einströmdurchgang und einen Ausströmdurchgang, die durch Unterteilen eines Innenraums des Gehäuses durch die Heizplatte gebildet sind; und ein Gebläse, das in einem Verbindungsraum zwischen dem Einströmdurchgang und dem Ausströmdurchgang installiert ist.
Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Einströmdurchgang vertikal an der Rückseite des Gehäuses ausgebildet ist, der Ausströmdurchgang vertikal an der Vorderseite des Gehäuses ausgebildet ist, der Verbindungsraum zwischen dem Einströmdurchgang und dem Ausströmdurchgang in einem oberen Abschnitt des Gehäuses definiert ist und ein Einlass des Einströmdurchgangs und ein Auslass des Ausströmdurchgangs an einer unteren Oberfläche der Kopfstütze ausgebildet sind.
Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die planaren Heizelemente an beiden Seiten der Heizplatte vorgesehen sind und wärmeleitende Platten an jeweiligen Wänden installiert sind, die den beiden planaren Heizelementen in dem Einströmdurchgang und dem Ausströmdurchgang zugewandt sind.
Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine vordere innere Oberfläche eines Auslasses des Ausströmdurchgangs als eine gekrümmte Coanda-Oberfläche ausgebildet ist, die dazu dient, abgegebene Luft zu dem Hals und den Schultern eines Insassen zu leiten.
Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizplatte aus einer Vielzahl von Heizplatten besteht, die in regelmäßigen Abständen in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Gehäuses installiert sind, um die Anzahl von Durchgängen zu erhöhen, einen Abstand zwischen Durchgängen zu verringern und die Anzahl von Heizoberflächen zu erhöhen.
Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizplatte eine Vielzahl von Rückströmungslöchern aufweist, um zu ermöglichen, dass Luft von stromabwärts nach stromaufwärts in einer Strömungsrichtung davon rückwärts strömt.
Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung ferner ein äußeres Gehäuse umfasst, das das Gehäuse umgibt, eine Helmholtz-Kammer zwischen dem Gehäuse und dem äußeren Gehäuse ausgebildet ist und das Gehäuse eine Vielzahl von Helmholtz-Löchern aufweist, die auf seiner vorderen Oberfläche ausgebildet sind, um zu ermöglichen, dass die Helmholtz-Kammer mit dem Ausströmdurchgang in Verbindung steht.
Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Helmholtz-Kammer ein einzelner abgedichteter Raum ist, der die innere Vorderseite und beide Seiten des äußeren Gehäuses verbindet.
Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Gehäuse eine Vielzahl von Geräuschemissionslöchern aufweist, die auf seiner hinteren Oberfläche ausgebildet sind, und das äußere Gehäuse eine Vielzahl von Öffnungslöchern aufweist, die auf seiner hinteren Oberfläche ausgebildet sind, so dass Geräusche innerhalb des Gehäuses durch die Geräuschemissionslöcher und die Öffnungslöcher in ein Kopfstützenkissen absorbiert werden, das das äußere Gehäuse umgibt.
Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse in ein vorderes Gehäuse und ein hinteres Gehäuse unterteilt ist.
Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das hintere Gehäuse ein Zwischenteil aufweist, das in seinem unteren Innenabschnitt ausgebildet ist, um einen Einlass des Einströmdurchgangs und einen Auslass des Ausströmdurchgangs zu unterteilen, und das Zwischenteil ein unteres Ende der Heizplatte stützt.
Kopfstützen-Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Zwischenteil eine Vielzahl von Trennwänden aufweist, die in einer Breitenrichtung des hinteren Gehäuses ausgebildet sind, und das untere Ende der Heizplatte durch die Trennwände gestützt wird.