JP2016002921A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光部材に対して高い電力伝送効率により非接触状態で電力を供給することが可能で、コンパクトかつ低コストな車両用空調装置を提供する。
【解決手段】車両用空調装置１０は、空調装置本体部２０ａ〜２０ｃと非接触電力供給手段４０とを備え、インストルメントパネル６０に配設されている。空調装置本体部２０ａ〜２０ｃは、空調空気を車室内に吹き出す吹出口と、吹出口に配設されて空調空気の風向きを調整するためのグリルと、操作部に配設されたＬＥＤとを備える。非接触電力供給手段４０は、前記ＬＥＤに直列接続された受電コイルおよびコンデンサを有する共振回路を備えた受電回路と、直列接続された送電コイル４６およびコンデンサ４９を有する共振回路を備えて車載バッテリ５５の直流電圧をスイッチング制御して送電コイル４６に交流電圧を印加する送電回路４３と、前記受電コイルと送電コイル４６とを有する電磁界結合回路とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は車両用空調装置に係り、詳しくは、操作部に発光部材を備えた車両用空調装置に関するものである。

特許文献１には、空調空気を車室内に吹き出す吹出口と、前記吹出口に配置されて空調空気の風向きを調整するグリルと、グリルに備えられて発光する発光部材と、発光部材に非接触状態で電磁波により電力を供給する非接触電力供給手段と、グリルを構成する複数枚のフィンと、フィンに備えられた風向調整ツマミとを備えた車両用空調装置が開示されている。

特許文献１の非接触電力供給手段は、電磁波発生手段、送信手段、受信手段、エネルギー変換手段から構成される。
送信手段（送信アンテナ）は、車両用空調装置のケースに備えられ、電磁波発生手段で発生した電磁波を受信手段に向けて送信する導電部材から形成される。
受信手段（受信アンテナ）は、グリルに備えられ、送信手段からの電磁波を受信する導電部材により形成され、風向調整ツマミが備えられたフィンに内蔵される。
エネルギー変換手段は、風向調整ツマミに内蔵されており、受信した電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーによる電力が発光部材に供給されて発光する。

特許文献２には、１次巻線および２次巻線を備える電磁界結合回路と、１次巻線に接続されたスイッチング回路を備え、該スイッチング回路をスイッチング素子、ダイオード、およびキャパシタの並列接続回路で構成して、入力される直流電圧から交流電圧を発生する１次側交流電圧発生回路と、交流電圧を直流電圧に整流する２次側整流回路と、１次側に構成され、第１の直列共振インダクタおよび第１の直列共振キャパシタを含む第１の共振回路と、２次側に構成され、第２の直列共振インダクタおよび第２の直列共振キャパシタを含む第２の共振回路と、１次側交流電圧発生回路のスイッチング素子をデッドタイムを挟んで交互にオン／オフすることによりほぼ方形波状または台形波状の交流電圧を発生させるスイッチング制御回路とを備えたスイッチング電源装置において、スイッチング制御回路は、電磁界結合回路を含めた第１の共振回路と第２の共振回路とを合わせた全体となる複共振回路に流入する電流が、１次側交流電圧発生回路から発生する交流電圧よりも遅れる正弦波状の共振電流波形となって、スイッチング素子のオン期間およびオフ期間の両期間に電磁界結合回路を介して１次側から２次側へ電力が伝送されるように、複共振回路に対してインピーダンスが最も小さくなる固有の共振周波数よりも高いスイッチング周波数で１次側交流電圧発生回路のスイッチング素子をスイッチング動作し、電磁界結合回路は、１次巻線と２次巻線との間で相互インダクタンスを介した磁界結合および相互キャパシタンスを介した電界結合とが混合した電磁界共鳴回路を構成し、第１の共振回路と第２の共振回路とが共鳴して電磁界結合回路の１次側から２次側へ電力が伝送されるスイッチング電源装置が開示されている。

また、特許文献２には、第１の直列共振インダクタまたは第２の直列共振インダクタを電磁界結合回路の漏れインダクタンスで構成することが開示されている。
そして、特許文献２には、１次巻線は送電装置に設けられた送電コイル、２次巻線は送電装置に向けて配置される受電装置に設けられた受電コイルにすることが開示されている。

特開２００１−２８７５４０号公報 特許第５３２１７５８号公報

特許文献１の非接触電力供給手段は、アンペールの法則に基づく磁界の相互誘導を用いて電力伝送を行うため「電磁誘導方式」と呼ばれ、電力伝送効率が低いという問題がある。
それゆえ、送受信する電磁波のエネルギー損失を減らすために送信手段と受信手段との間隔をできるだけ小さくする必要があり、特許文献１には、送信手段と受信手段とを５〜１０mmの間隔に配置することが記載されている。
また、エネルギー変換手段の寸法が大きくなるため、エネルギー変換手段が内蔵される風向調整ツマミが大型化し、意匠性が阻害されるという問題がある。
さらに、非接触電力供給手段の構成が複雑であるため、製造コストが高いという問題がある。

特許文献２の技術は、特許文献１の「電磁誘導方式」に比べて、電力伝送効率が高いため、送電コイルと受電コイルとを数十cmの間隔で配置することが可能である。
また、特許文献２の技術では、特許文献１のエネルギー変換手段に比べて、受電装置をコンパクト化することが可能である。
さらに、特許文献２の技術では、特許文献１の非接触電力供給手段に比べて、製造コストを低くすることが可能である。

本発明は前記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、操作部に備えた発光部材に対して、高い電力伝送効率により非接触状態で電力を供給することが可能で、コンパクトかつ低コストな車両用空調装置を提供することにある。

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。

＜第１の局面＞
第１の局面は、
空調空気を車室内に吹き出す吹出口と、
吹出口に配設されて空調空気の風向きを調整するためのグリルと、
１個または複数個の操作部にそれぞれ配設された発光部材と、
発光部材に対して非接触状態で電力を供給する非接触電力供給手段と
を備えた車両用空調装置であって、
非接触電力供給手段は、
発光部材に直列接続された受電コイルおよびコンデンサを有する共振回路を備えた受電回路と、
直列接続された送電コイルおよびコンデンサを有する共振回路を備え、車載バッテリの直流電圧をスイッチング制御して送電コイルに交流電圧を印加する送電回路と、
受電コイルと送電コイルとを有する電磁界結合回路とを備え、
電磁界結合回路は、受電コイルと送電コイルの間で、相互インダクタンスを介した磁界結合と、相互キャパシタンスを介した電界結合とが混合した電磁界共鳴回路を構成し、
電磁界結合回路の漏れインダクタンスにより、各共振回路が共鳴し、電磁界結合回路の１次側である送電コイルから、電磁界結合回路の２次側である受電コイルへ電力が伝送される。

第１の局面の非接触電力供給手段は、相互インダクタンスを介した磁界結合と相互キャパシタンスを介した電界結合とが混合した電磁界共鳴を用いて電力伝送を行うため、特許文献１の「電磁誘導方式」に比べて、電力伝送効率を高くすることが可能であり、送電コイルと受電コイルとを数十cmの間隔で配置することができる。
よって、第１の局面では、送電コイルを受電コイルに近接配置する必要が無くなり、送電コイルの配設箇所の制約が小さくなるため、送電コイルの配設箇所の制約により車両用空調装置の意匠性が阻害されるのを防止できる。

また、第１の局面では、特許文献１のエネルギー変換手段に比べて、受電回路をコンパクト化することが可能であり、受電回路の配設箇所の制約が小さくなるため、受電回路の配設箇所の制約により車両用空調装置の意匠性が阻害されるのを防止できる。
さらに、第１の局面では、特許文献１に比べて、非接触電力供給手段の構成が単純であるため、製造コストを低くすることができる。
従って、第１の局面によれば、操作部に備えた発光部材に対して、高い電力伝送効率により非接触状態で電力を供給することが可能で、コンパクトかつ低コストな車両用空調装置を提供できる。

＜第２の局面＞
第２の局面は、第１の局面において、
非接触電力供給手段は、直列接続された中継コイルおよびコンデンサを有する共振回路を備えた中継回路を更に含み、
電磁界結合回路は、受電コイルおよび送電コイルに加えて、中継コイルを有し、
電磁界結合回路は、受電コイルと中継コイルの間と、中継コイルと送電コイルの間とで、相互インダクタンスを介した磁界結合と、相互キャパシタンスを介した電界結合とが混合した電磁界共鳴回路を構成し、
電磁界結合回路の漏れインダクタンスにより、各共振回路が共鳴し、電磁界結合回路の１次側である送電コイルから、中継コイルを介して、電磁界結合回路の２次側である受電コイルへ電力が伝送される。

第２の局面では、送電コイルと受電コイルの距離が大きい場合でも、送電コイルと受電コイルの間の適宜な箇所に中継コイルを配設することにより、磁界結合および電界結合が良好に得られるようになるため、電力伝送効率を高めることができる。

＜第３の局面＞
第３の局面は、第１の局面または第２の局面において、操作部は空調空気の風向きを調整するための風向調整操作部である。
第３の局面では、風向調整操作部に配設された発光部材の発光を視認することにより、風向調整操作部の配設箇所を夜間でも確実に認識することができる。

＜第４の局面＞
第４の局面は、第３の局面において、グリルは格子状に配設された複数枚のフィンを備え、風向調整操作部は複数枚のフィンの内の少なくとも１個のフィンに配設され、発光部材は風向調整操作部の前面に配設される。

第４の局面では、フィンの傾斜角度を調整することにより、空調空気の風向きをフィンの傾斜角度の方向にすることが可能であり、空調空気の風向きを確実に調整できる。
また、第４の局面では、風向調整操作部がフィンに配設されるため、意匠性を高めることができる。
そして、第４の局面では、発光部材は風向調整操作部の前面に配設されるため、発光部材の発光を視認し易い。

＜第５の局面＞
第５の局面は、第１〜第４の局面において、操作部は空調空気の風量を調整するための風量調整操作部である。
第５の局面では、風量調整操作部に配設された発光部材の発光を視認することにより、風量調整操作部の配設箇所を夜間でも確実に認識することができる。

＜第６の局面＞
第６の局面は、第１〜第５の局面において、受電回路は操作部に配設されている。
第６の局面では、受電回路を操作部に配設することにより、車両用空調装置をコンパクトにまとめることができる。

＜第７の局面＞
第７の局面は、第１〜第６の局面において、吹出口はインストルメントパネルに配設され、送電コイルはインストルメントパネルの外周縁に沿って配設される。
第７の局面では、送電コイルがインストルメントパネルの外周縁に沿って配設されるため、インストルメントパネルのどの箇所に受電コイルを配設した場合でも、受電コイルと送電コイルの間における磁界結合および電界結合が良好に得られることから、電力伝送効率を高めることができる。

＜第８の局面＞
第８の局面は、第１〜第６の局面において、吹出口はインストルメントパネルに配設され、送電コイルはインストルメントパネルの内部に配設される。
第８の局面では、前記磁界結合および前記電界結合が良好に得られるように、受電コイルの配設箇所に合わせて送電コイルの配設箇所を適宜設定すればよい。

本発明を具体化した第１実施形態の車両用空調装置１０および第２実施形態の車両用空調装置１００が配設されたインストルメントパネル６０の正面図。 図２（Ａ）は、第１実施形態の車両用空調装置１０の空調装置本体部２０ａ〜２０ｃの正面図。図２（Ｂ）は、車両用空調装置１０の空調装置本体部２０ａ〜２０ｃのフィン２４ｃの平面図。図２（Ｃ）は、車両用空調装置１０の空調装置本体部２０ａ〜２０ｃの風量調整操作部２６の平面図。 第１実施形態の車両用空調装置１０の回路図。 図４（Ａ）は、第２実施形態の車両用空調装置１００の空調装置本体部２０ａ〜２０ｃの正面図。図４（Ｂ）は、車両用空調装置１００の空調装置本体部２０ａ〜２０ｃのフィン２４ｃの平面図。図４（Ｃ）は、車両用空調装置１００の空調装置本体部２０ａ〜２０ｃのフィン２４ｄの平面図。 第２実施形態の車両用空調装置１００の回路図。 本発明を具体化した第３実施形態の車両用空調装置２００が配設されたインストルメントパネル６０の正面図。 本発明を具体化した第４実施形態の車両用空調装置３００が配設されたインストルメントパネル６０の正面図。 本発明を具体化した第５実施形態における空調装置本体部２０ａおよび送電コイル２１１の配置例を示す斜視図。 受電コイル４４，４５と送電コイル２１１の配置例を説明するための説明図。 図１０（Ａ）は、本発明を具体化した第６実施形態の空調装置本体部２０ａ〜２０ｃの正面図。図１０（Ｂ）は、第６実施形態の空調装置本体部２０ａ〜２０ｃのフィン２４ｃの右側面図。図１０（Ｃ）は、第６実施形態の空調装置本体部２０ａ〜２０ｃの風量調整操作部２６の右側面図。

以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略する。
また、各図面では、説明を分かり易くするために、各実施形態の構成部材の寸法形状および配置箇所を誇張して模式的に図示してあり、各構成部材の寸法形状および配置箇所が実物とは必ずしも一致しないことがある。

＜第１実施形態＞
図１〜図３に示すように、第１実施形態の車両用空調装置（レジスタ）１０は、空調装置本体部２０ａ〜２０ｃ（ケース２１、吹出口２２、グリル２３、フィン２４ａ〜２４ｅ、風向調整操作部２５、風量調整操作部２６、ＬＥＤ２７，２８）、非接触電力供給手段４０（受電回路４１，４２、送電回路４３、受電コイル４４，４５、送電コイル４６、コンデンサ４７〜４９、共振回路５０〜５２、電磁界結合回路５３、制御回路５４、車載バッテリ５５）を備え、自動車のインストルメントパネル６０に配設されている。
尚、図２（Ａ）と図２（Ｂ）の縮尺は同一であるが、図２（Ｃ）は図２（Ａ）（Ｂ）の縮尺よりも大きく図示してある。

図１および図２に示すように、同一構成の３個の空調装置本体部２０ａ〜２０ｃは、インストルメントパネル６０の前面において水平方向に間隔を空けて配設されている。
各空調装置本体部２０ａ〜２０ｃの配設箇所は、運転席および助手席の乗員の上半身に向けて空調空気を車室内に吹き出すのに好適な箇所に設定されている。
図２に示すように、空調装置本体部２０ａ〜２０ｃは、ケース２１、吹出口２２、グリル２３、フィン２４ａ〜２４ｅ、風向調整操作部２５、風量調整操作部２６、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）２７，２８などを備える。

合成樹脂製のケース２１の前面側（車室内側）には、空調空気を車室内に吹き出す略矩形状の吹出口２２が開口している。すなわち、吹出口２２はインストルメントパネル６０に配設されている。
吹出口２２には、空調空気の風向きを調整するためのグリル２３が配設されている。

グリル２３は、複数個（図示例では５個）のフィン（横桟、羽板）２４ａ〜２４ｅを備えた横格子のルーバー状である。
合成樹脂製の各フィン２４ａ〜２４ｅは略矩形平板状であり、各フィン２４ａ〜２４ｅの長手方向は横方向（図１に示すインストルメントパネル６０の横方向（車幅方向））に延出されている。
各フィン２４ａ〜２４ｅは上下方向に所定距離離間して配設され、各フィン２４ａ〜２４ｅ間の隙間部分によりグリル２３の開口部が形成されている。

合成樹脂製の風向調整操作部２５は略直方体状であり、各フィン２４ａ〜２４ｅの内の少なくとも１個のフィン（図示例ではフィン２４ｃ）の横方向略中央部に配設されている。
各フィン２４ａ〜２４ｅはリンク機構（図示略）を介して連結されており、風向調整操作部２５をユーザーが摘んで手動操作し、各フィン２４ａ〜２４ｅの上下方向に対する傾斜角度を任意調整することにより、空調空気の上下方向の風向きを調整することができる。
ＬＥＤ２７は風向調整操作部２５の前面に配設されている。

ケース２１の前面側における吹出口２２の右側には、吹出口２２から吹き出される空調空気の風量を調整するための風量調整操作部２６が配設されている。
合成樹脂製の風量調整操作部２６は、ケース２１に内蔵されている送風ファン（図示略）の回転数を調整するためのスライドスイッチにより構成されている。
風量調整操作部２６をユーザーが摘んで手動操作すると、風量調整操作部２６の上下方向の位置に応じて送風ファンの回転数が変化し、そのファンの回転数に応じた風量の空調空気を吹出口２２から吹き出すことができる。
ＬＥＤ２８は風量調整操作部２６の前面に配設されている。

図１〜図３に示すように、非接触電力供給手段４０は、受電回路（受電装置）４１，４２、送電回路（送電装置）４３、受電コイル４４，４５、送電コイル４６、コンデンサ（キャパシタ）４７〜４９、共振回路５０〜５２、電磁界結合回路５３、制御回路５４、車載バッテリ５５などを備える。

図２および図３に示すように、受電回路４１は、ＬＥＤ２７に直列接続された受電コイル４４およびコンデンサ４７を有する共振回路５０を備え、各空調装置本体部２０ａ〜２０ｃの風向調整操作部２５に内蔵されている。
受電回路４２は、ＬＥＤ２８に直列接続された受電コイル４５およびコンデンサ４８を有する共振回路５１を備え、各空調装置本体部２０ａ〜２０ｃの風量調整操作部２６に内蔵されている。
受電回路４１，４２はそれぞれ、１枚のプリント配線基板（図示略）に搭載されている。
受電コイル４４，４５はそれぞれ、プリント配線基板の配線パターンによって形成されたワンターン（一回巻）の薄膜コイルであり、略水平に配置されている。

図１および図３に示すように、送電回路４３は、直列接続された送電コイル４６およびコンデンサ４９を有する共振回路５２と、車載バッテリ５５の直流電圧をスイッチング制御する制御回路５４とを備え、車載バッテリ５５の直流電圧をスイッチング制御して送電コイル４６に交流電圧を印加する。

送電コイル４６は、インストルメントパネル６０の表面の外周縁に沿って配設された金属製装飾材またはメッキ装飾材を流用したワンターンコイルである。
尚、送電コイル４６をフレキシブル・プリント配線基板の配線パターンによって形成されたワンターンの薄膜コイルとし、そのフレキシブル・プリント配線基板をインストルメントパネル６０に内蔵するか又はインストルメントパネル６０の裏面に配設することにより、送電コイル４６がインストルメントパネル６０の外周縁に沿って配設されるようにしてもよい。
また、送電コイル４６を配線ケーブルによって形成されたワンターンのコイルとし、その配線ケーブルをインストルメントパネル６０に内蔵するか又はインストルメントパネル６０の裏面に配設することにより、送電コイル４６がインストルメントパネル６０の外周縁に沿って配設されるようにしてもよい。

図３に示すように、電磁界結合回路５３は、受電コイル４４，４５と送電コイル４６とを有し、受電コイル４４，４５と送電コイル４６の間で、相互インダクタンスを介した磁界結合と、相互キャパシタンスを介した電界結合とが混合した電磁界共鳴回路を構成する。

そして、電磁界結合回路５３の漏れインダクタンスにより、各共振回路５０〜５２が共鳴し、電磁界結合回路５３の１次側である送電コイル４６から、電磁界結合回路５３の２次側である各受電コイル４４，４５へ電力が伝送される。
すると、各受電回路４１，４２において、各受電コイル４４，４５に直列接続されたＬＥＤ２７，２８に対して、非接触状態で電力が供給され、各ＬＥＤ２７，２８が発光する。
尚、非接触電力供給手段４０の詳細な動作については、特許文献２に記載されているため説明を省略する。

ここで、送電コイル４６はインストルメントパネル６０の表面または裏面の外周縁に沿って配設され、各空調装置本体部２０ａ〜２０ｃはインストルメントパネル６０に配設されている。
よって、各空調装置本体部２０ａ〜２０ｃの受電コイル４４，４５は送電コイル４６に囲繞された状態になるため、受電コイル４４，４５と送電コイル４６の間における磁界結合および電界結合が良好に得られることから、電力伝送効率を高めることができる。

ところで、送電回路４３の制御回路５４は、予め設定されている適宜な状況（例えば、イグニッションスイッチのオン操作時、自動車の前照灯や室内灯を点灯させたとき、車両用空調装置１０の送風ファン（図示略）を作動させたとき、車室内に設けられた明暗センサ（図示略）により車室内が暗いと判断されたとき等）にて前記動作を行い、個々の車両用空調装置１０の各ＬＥＤ２７，２８を発光させる。

［第１実施形態の作用・効果］
第１実施形態によれば、以下の作用・効果を得ることができる。

［１−１］第１実施形態の非接触電力供給手段４０は、相互インダクタンスを介した磁界結合と相互キャパシタンスを介した電界結合とが混合した電磁界共鳴を用いて電力伝送を行うため、特許文献１の「電磁誘導方式」に比べて、電力伝送効率を高くすることが可能であり、送電コイル４６を受電コイル４４，４５に近接配置する必要が無くなり、送電コイル４６と受電コイル４４，４５とを数十cmの間隔で配置することができる。

また、第１実施形態では、特許文献１のエネルギー変換手段に比べて、受電回路４１，４２をコンパクト化することが可能であり、受電回路４１，４２の配設箇所の制約が小さくなるため、受電回路４１，４２の配設箇所の制約により車両用空調装置１０の意匠性が阻害されるのを防止できる。
すなわち、受電回路４１，４２が内蔵される風向調整操作部２５および風量調整操作部２６を小型化可能であるため、風向調整操作部２５および風量調整操作部２６の意匠性が阻害されることがない。
さらに、第１実施形態では、特許文献１に比べて、非接触電力供給手段４０の構成が単純であるため、製造コストを低くすることができる。

従って、第１実施形態によれば、風向調整操作部２５および風量調整操作部２６に備えた各ＬＥＤ２７，２８（発光部材）に対して、高い電力伝送効率により非接触状態で電力を供給することが可能で、コンパクトかつ低コストな車両用空調装置１０を提供できる。

［１−２］ＬＥＤ２７が風向調整操作部２５の前面に配設されているため、車室内の乗員はＬＥＤ２７の発光を視認することにより、風向調整操作部２５の配設箇所を夜間でも確実に認識することができる。

［１−３］グリル２３のフィン２４ａ〜２４ｅの傾斜角度を調整することにより、空調空気の風向きをフィン２４ａ〜２４ｅの傾斜角度の方向にすることが可能であり、空調空気の風向きを確実に調整できる。
また、風向調整操作部２５がフィン２４ｃに配設されるため、意匠性を高めることができる。

［１−４］ＬＥＤ２８が風量調整操作部２６の前面に配設されているため、車室内の乗員はＬＥＤ２８の発光を視認することにより、風量調整操作部２６の配設箇所と、風量調整操作部２６の上下方向の位置に対応した空調空気の風量とを、夜間でも確実に認識することができる。

［１−５］受電回路４１は風向調整操作部２５に内蔵され、受電回路４２は風量調整操作部２６に内蔵されているため、車両用空調装置１０をコンパクトにまとめることができる。

［１−６］第１実施形態の非接触電力供給手段４０では、送電コイル４６を受電コイル４４，４５に近接配置する必要が無くなり、送電コイル４６の配設箇所の制約が小さくなるため、送電コイル４６の配設箇所の制約により車両用空調装置１０の意匠性が阻害されるのを防止できる。

そこで、第１実施形態では、送電コイル４６をインストルメントパネル６０の外周縁に沿って配設しているため、インストルメントパネル６０のどの箇所に空調装置本体部２０ａ〜２０ｃ（受電コイル４４，４５）を配設した場合でも、受電コイル４４，４５と送電コイル４６の間における磁界結合および電界結合が良好に得られることから、電力伝送効率を高めることができる。

特に、インストルメントパネル６０の外周縁に沿って配設された金属製装飾材（モール材）またはメッキ装飾材を、送電コイル４６として流用した場合には、送電コイル４６の製造コストを削減することが可能になるため、更なる低コスト化を図ることができる。

＜第２実施形態＞
図１，図４，図５に示すように、第２実施形態の車両用空調装置１００は、空調装置本体部２０ａ〜２０ｃ（ケース２１、吹出口２２、グリル２３、フィン２４ａ〜２４ｅ、風向調整操作部２５、風量調整操作部２６、ＬＥＤ２７）、非接触電力供給手段１１０（受電回路４１、送電回路４３、中継回路１１１、受電コイル４４、送電コイル４６、中継コイル１１２、コンデンサ４７，４９，１１３、共振回路５０，５２，１１４、電磁界結合回路１１５、制御回路５４、車載バッテリ５５）を備え、自動車のインストルメントパネル６０に配設されている。

第２実施形態の車両用空調装置１００において、第１実施形態の車両用空調装置１０と異なるのは以下の点である。

［２−１］風量調整操作部２６のＬＥＤ２８および受電回路４２（受電コイル４５、コンデンサ４８、共振回路５１）が省かれている。

［２−２］図１，図４，図５に示すように、非接触電力供給手段１１０は、受電回路４１、送電回路４３、中継回路１１１、受電コイル４４、送電コイル４６、中継コイル１１２、コンデンサ４７，４９，１１３、共振回路５０，５２，１１４、電磁界結合回路１１５、制御回路５４、車載バッテリ５５などを備える。

［２−３］図４および図５に示すように、中継回路１１１は、直列接続された中継コイル１１２およびコンデンサ１１３を有する共振回路１１４を備え、各空調装置本体部２０ａ〜２０ｃの各フィン２４ａ，２４ｂ，２４ｄ，２４ｅの内の少なくとも１個のフィン（図示例ではフィン２４ｄ）に内蔵されている。
中継回路１１１は、１枚のプリント配線基板（図示略）に搭載されている。
中継コイル１１２は、プリント配線基板の配線パターンによって形成されたワンターンの薄膜コイルであり、フィン２４ｄに沿って配置されている。

［２−４］図５に示すように、電磁界結合回路１１５は、受電コイル４４および送電コイル４６に加えて中継コイル１１２を有し、受電コイル４４と中継コイル１１２の間と、中継コイル１１２と送電コイル４６の間とで、相互インダクタンスを介した磁界結合と、相互キャパシタンスを介した電界結合とが混合した電磁界共鳴回路を構成する。

そして、電磁界結合回路１１５の漏れインダクタンスにより、各共振回路５０，５２，１１４が共鳴し、電磁界結合回路１１５の１次側である送電コイル４６から、中継コイル１１２を介して、電磁界結合回路１１５の２次側である受電コイル４４へ電力が伝送される。
すると、受電回路４１において、受電コイル４４に直列接続されたＬＥＤ２７に対して、非接触状態で電力が供給され、ＬＥＤ２７が発光する。

ここで、送電コイル４６はインストルメントパネル６０の外周縁に沿って配設され、各空調装置本体部２０ａ〜２０ｃはインストルメントパネル６０に配設され、受電コイル４４は各空調装置本体部２０ａ〜２０ｃのフィン２４ｃに配設された風向調整操作部２５に内蔵され、中継コイル１１２は各空調装置本体部２０ａ〜２０ｃのフィン２４ｄに内蔵されている

よって、各空調装置本体部２０ａ〜２０ｃの受電コイル４４および中継コイル１１２は送電コイル４６に囲繞された状態になると共に、受電コイル４４と中継コイル１１２は近接して平行に配置されているため、受電コイル４４と中継コイル１１２と送電コイル４６の間における磁界結合および電界結合が良好に得られることから、電力伝送効率を高めることができる。

第２実施形態の車両用空調装置１００によれば、第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
加えて、第２実施形態では、送電コイル４６と受電コイル４４の距離が大きい場合でも、送電コイル４６と受電コイル４４の間の適宜な箇所に中継コイル１１２を配設することにより、磁界結合および電界結合が良好に得られるようになるため、電力伝送効率を高めることができる。

＜第３実施形態＞
図６に示すように、第３実施形態の車両用空調装置２００は、空調装置本体部２０ａ〜２０ｃおよび非接触電力供給手段４０を備え、自動車のインストルメントパネル６０に配設されている。
第３実施形態の車両用空調装置２００において、第１実施形態の車両用空調装置１０と異なるのは、非接触電力供給手段４０が２個の送電コイル２１１，２１２を備える点である。

送電コイル２１１は、インストルメントパネル６０に内蔵されたワンターンコイルであり、略垂直に配置され、空調装置本体部２０ａに近接して囲繞するように配設されている。
送電コイル２１２は、インストルメントパネル６０に内蔵されたワンターンコイルであり、略垂直に配置され、各空調装置本体部２０ｂ，２０ｃに近接して囲繞するように配設されている。
各送電コイル２１１，２１２は、非接触電力供給手段４０の制御回路５４（図３参照）に対して並列に接続されている。
尚、各送電コイル２１１，２１２毎に個別の制御回路５４を設けてもよい。

第３実施形態の車両用空調装置２００によれば、第１実施形態の前記［１−１］〜［１−５］と同様の作用・効果を得ることができる。
そして、第３実施形態では、送電コイル２１１が空調装置本体部２０ａに近接して囲繞するため、送電コイル２１１と空調装置本体部２０ａの受電コイル４４，４５との距離が近くなり、受電コイル４４，４５と送電コイル２１１の間における磁界結合および電界結合が更に良好に得られることから、空調装置本体部２０ａへの電力伝送効率を第１実施形態よりも高めることができる。

また、第３実施形態では、送電コイル２１２が空調装置本体部２０ｂ，２０ｃに近接して囲繞するため、送電コイル２１２と空調装置本体部２０ｂ，２０ｃの受電コイル４４，４５との距離が近くなり、受電コイル４４，４５と送電コイル２１１の間における磁界結合および電界結合が更に良好に得られることから、空調装置本体部２０ｂ，２０ｃへの電力伝送効率を第１実施形態よりも高めることができる。

＜第４実施形態＞
図７に示すように、第４実施形態の車両用空調装置３００は、空調装置本体部２０ａ〜２０ｃおよび非接触電力供給手段４０を備え、自動車のインストルメントパネル６０に配設されている。
第４実施形態の車両用空調装置３００において、第３実施形態の車両用空調装置１０と異なるのは、非接触電力供給手段４０が３個の送電コイル２１１，２１３，２１４を備える点である。

送電コイル２１３は、インストルメントパネル６０に内蔵されたワンターンコイルであり、略垂直に配置され、空調装置本体部２０ｂに近接して囲繞するように配設されている。
送電コイル２１４は、インストルメントパネル６０に内蔵されたワンターンコイルであり、略垂直に配置され、空調装置本体部２０ｃに近接して囲繞するように配設されている。
各送電コイル２１１，２１３，２１４は、非接触電力供給手段４０の制御回路５４（図３参照）に対して並列に接続されている。
尚、各送電コイル２１１，２１３，２１４毎に個別の制御回路５４を設けてもよい。

第４実施形態では、各空調装置本体部２０ａ〜２０ｃ毎に個別の送電コイル２１１，２１３，２１４を備え、各送電コイル２１１，２１３，２１４が各空調装置本体部２０ａ〜２０ｃに近接して囲繞するため、空調装置本体部２０ｂ，２０ｃへの電力伝送効率を第３実施形態よりも更に高めることができる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態は、第３実施形態または第４実施形態における送電コイル２１１の配置を変更した変更例である。
図８（Ａ）に示すように、第３実施形態または第４実施形態では、送電コイル２１１が略垂直に配置されると共に、送電コイル２１１が空調装置本体部２０ａのケース２１を囲繞するように配設されている。
図２に示すように、空調装置本体部２０ａにおいて、受電コイル４４は風向調整操作部２５に内蔵されて略水平に配置され、受電コイル４５は風量調整操作部２６に内蔵されて略水平に配置されている。
すなわち、第３実施形態または第４実施形態では、送電コイル２１１が略垂直に配置され、空調装置本体部２０ａの各受電コイル４４，４５が略水平に配置されている。

図８（Ｂ）に示すように、第５実施形態の第１変更例では、送電コイル２１１が略垂直に配置され、送電コイル２１１が空調装置本体部２０ａのケース２１の右側方に隣接して配設されると共に、送電コイル２１１の巻回面と、空調装置本体部２０ａの各受電コイル４４，４５の巻回面とが直交するように配設されている。

図８（Ｃ）に示すように、第５実施形態の第２変更例では、送電コイル２１１が略水平に配置され、送電コイル２１１が空調装置本体部２０ａのケース２１の上方に隣接して配設されると共に、送電コイル２１１の巻回面と、空調装置本体部２０ａの各受電コイル４４，４５の巻回面とが平行に配設されている。

図８（Ｂ）（Ｃ）に示す配置例においても、図８（Ａ）に示す配置例と同様に、空調装置本体部２０ａの受電コイル４４，４５と送電コイル２１１の間における磁界結合および電界結合が良好に得られ、空調装置本体部２０ａへの電力伝送効率を高めることができる。

ここで、受電コイル４４，４５と送電コイル２１１の間における磁界結合および電界結合は、受電コイル４４，４５と送電コイル２１１の距離が小さいほど強い結合が得られ、受電コイル４４，４５の巻回面と送電コイル２１１の巻回面とが平行に近づくほど強い結合が得られる。
そして、前記磁界結合および前記電界結合が強くなるほど、電力伝送効率を高めることができる。

従って、図８（Ｃ）に示す配置例によれば、図８（Ａ）（Ｂ）に示す配置例よりも、受電コイル４４，４５と送電コイル２１１の間における磁界結合および電界結合を強くすることが可能であり、図８に示す３つの配置例の中で最も高い電力伝送効率を得ることができる。

ところで、受電コイル４４，４５と送電コイル２１１の配置関係には、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示す各配置例がある。
図９（Ａ）に示す配置例では、図８（Ｃ）に示す配置例と同じく、受電コイル４４，４５を送電コイル２１１が囲繞し、受電コイル４４，４５の全体が送電コイル２１１のループ内に位置している。
図９（Ｂ）に示す配置例では、受電コイル４４，４５の一部が送電コイル２１１のループ内に位置している。
図９（Ｃ）に示す配置例では、受電コイル４４，４５が送電コイル２１１のループ内に位置していない。

受電コイル４４，４５と送電コイル２１１の間における磁界結合および電界結合の強さは、図９（Ａ）に示す配置例が最も大きくなり、図９（Ｃ）に示す配置例が最も小さくなり、図９（Ｂ）に示す配置例は図９（Ａ）（Ｃ）に示す配置例の中間になる。
従って、図９（Ａ）に示す配置例によれば、図９に示す３つの配置例の中で最も高い電力伝送効率を得ることができる。

＜第６実施形態＞
第６実施形態は、第１実施形態における受電コイル４４，４５の配置を変更した変更例である。
図１０に示すように、第６実施形態の空調装置本体部２０ａ〜２０ｃでは、風向調整操作部２５に内蔵された受電コイル４４が略垂直に配置され、風量調整操作部２６に内蔵された受電コイル４５も略垂直に配置されている。
尚、図１０（Ａ）と図１０（Ｃ）の縮尺は同一であるが、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）（Ｃ）の縮尺よりも大きく図示してある。

それに対して、図２に示すように、第１実施形態の空調装置本体部２０ａ〜２０ｃでは、風向調整操作部２５に内蔵された受電コイル４４が略水平に配置され、風量調整操作部２６に内蔵された受電コイル４５も略水平に配置されている。

第６実施形態においても、第１実施形態と同様に、インストルメントパネル６０の外周縁に沿って配設された送電コイル４６（図１参照）と、受電コイル４４，４５の間における磁界結合および電界結合が良好に得られ、空調装置本体部２０ａ〜２０ｃへの電力伝送効率を高めることができる。

ところで、第５実施形態と第６実施形態を組み合わせた場合、第５実施形態の第１変更例（図８（Ｂ）参照）では送電コイル２１１が略垂直に配置されているため、送電コイル２１１の巻回面と受電コイル４４，４５の巻回面とが平行になることから、受電コイル４４，４５と送電コイル２１１の間における磁界結合および電界結合を強くすることが可能であり、第５実施形態よりも電力伝送効率を高めることができる。
すなわち、前記磁界結合および前記電界結合が良好に得られるように、受電コイル４４，４５および送電コイル４６，２１１〜２１４のそれぞれの巻回面の向き及び配設箇所は適宜設定すればよい。

＜別の実施形態＞
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。

［Ａ］前記各実施形態の風量調整操作部２６はスライドスイッチにより構成されているが、スライドスイッチに限らず、どのような形式のスイッチ（例えば、ダイヤルスイッチ、スティックスイッチなど）により構成してもよい。

［Ｂ］ＬＥＤ２７，２８は、どのような発光部材（例えば、ＥＬ（Electro Luminescence）素子などの半導体発光素子、電球など）に置き換えてもよい。

［Ｃ］前記各実施形態のグリル２３は横格子のルーバー状であるが、縦格子のルーバー状にすることにより、空調空気の横方向の風向きを調整するようにしてもよい。
また、グリル２３の内部に、縦格子のルーバー状のグリルを追加し、グリル２３により空調空気の上下方向の風向きを調整することに加えて、縦格子のルーバー状のグリルにより、空調空気の横方向の風向きを調整するようにしてもよい。

［Ｄ］前記各実施形態の受電コイル４４，４５および送電コイル４６，２１１〜２１４はワンターンコイルであるため、コンパクト化することができる。
しかし、受電コイル４４，４５および送電コイル４６，２１１〜２１４は、ワンターンコイルに限らず、複数回巻回したコイルに置き換えてもよい。

［Ｅ］前記各実施形態を適宜組み合わせて実施してもよく、その場合には組み合わせた実施形態の作用・効果を合わせもたせたり、相乗効果を得ることができる。

本発明は、前記各局面および前記各実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

１０，１００，２００，３００…車両用空調装置
２０ａ〜２０ｃ…空調装置本体部
２２…吹出口
２３…グリル
２４ａ〜２４ｅ…フィン
２５…風向調整操作部
２６…風量調整操作部
２７，２８…ＬＥＤ（発光部材）
４０，１１０…非接触電力供給手段
４１，４２…受電回路
４３…送電回路
４４，４５…受電コイル
４６，２１１〜２１４…送電コイル
４７〜４９，１１３…コンデンサ
５０〜５２，１１４…共振回路
５３…電磁界結合回路
５４…制御回路
５５…車載バッテリ
６０…インストルメントパネル
１１１…中継回路
１１２…中継コイル

Claims (8)

1. 空調空気を車室内に吹き出す吹出口と、
   前記吹出口に配設されて前記空調空気の風向きを調整するためのグリルと、
   １個または複数個の操作部にそれぞれ配設された発光部材と、
   前記発光部材に対して非接触状態で電力を供給する非接触電力供給手段と
   を備えた車両用空調装置であって、
   前記非接触電力供給手段は、
   前記発光部材に直列接続された受電コイルおよびコンデンサを有する共振回路を備えた受電回路と、
   直列接続された送電コイルおよびコンデンサを有する共振回路を備え、車載バッテリの直流電圧をスイッチング制御して前記送電コイルに交流電圧を印加する送電回路と、
   前記受電コイルと前記送電コイルとを有する電磁界結合回路と
   を備え、
   前記電磁界結合回路は、前記受電コイルと前記送電コイルの間で、相互インダクタンスを介した磁界結合と、相互キャパシタンスを介した電界結合とが混合した電磁界共鳴回路を構成し、
   前記電磁界結合回路の漏れインダクタンスにより、前記各共振回路が共鳴し、前記電磁界結合回路の１次側である前記送電コイルから、前記電磁界結合回路の２次側である前記受電コイルへ電力が伝送される車両用空調装置。
2. 前記非接触電力供給手段は、直列接続された中継コイルおよびコンデンサを有する共振回路を備えた中継回路を更に含み、
   前記電磁界結合回路は、前記受電コイルおよび前記送電コイルに加えて、前記中継コイルを有し、
   前記電磁界結合回路は、前記受電コイルと前記中継コイルの間と、前記中継コイルと前記送電コイルの間とで、相互インダクタンスを介した磁界結合と、相互キャパシタンスを介した電界結合とが混合した電磁界共鳴回路を構成し、
   前記電磁界結合回路の漏れインダクタンスにより、前記各共振回路が共鳴し、前記電磁界結合回路の１次側である前記送電コイルから、前記中継コイルを介して、前記電磁界結合回路の２次側である前記受電コイルへ電力が伝送される、
   請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記操作部は、前記空調空気の風向きを調整するための風向調整操作部である、
   請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記グリルは、格子状に配設された複数枚のフィンを備え、
   前記風向調整操作部は、前記複数枚のフィンの内の少なくとも１個のフィンに配設され、
   前記発光部材は、前記風向調整操作部の前面に配設されている、
   請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記操作部は、前記空調空気の風量を調整するための風量調整操作部である、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
6. 前記受電回路は、前記操作部に配設されている、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
7. 前記吹出口は、インストルメントパネルに配設され、
   前記送電コイルは、前記インストルメントパネルの外周縁に沿って配設されている、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
8. 前記吹出口は、インストルメントパネルに配設され、
   前記送電コイルは、前記インストルメントパネルの内部に配設されている、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用空調装置。

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