JP2017065461A - Air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車といった車両の空調装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner for a vehicle such as an automobile.
現在の自動車といった車両では、乗員室内の温度を調整する空調装置が用いられている。このような車両の空調装置では、乗員室の前面などに配置された通気口から強い空気流を噴き出すことにより、乗員室の全体の温度を空調している。
また、特許文献1では、そのような通気口を乗員の大腿部から腰にかけての下半身に向けて設け、通気口から温風を吹き出している。このように強い温風を直接吹き付けるようにして乗員に当てることにより、乗員を直接的に温めることができる。
In vehicles such as current automobiles, air conditioners that adjust the temperature in the passenger compartment are used. In such an air conditioner for a vehicle, the entire temperature of the passenger compartment is air-conditioned by blowing a strong air flow from a vent arranged in front of the passenger compartment.
Moreover, in
しかしながら、特許文献1では、通気口は、シートに着座した乗員の前側において後向きに配置されている。このように乗員の前側から乗員に対して温風を吹き付けた場合、温風は、乗員の大腿部から腰にかけての下半身を通過した後、上体に沿って上へ上がり、乗員の顔といった頭部にも吹き付けることになる。その結果、乗員に不快感を与える可能性がある。
However, in
このように車両の空調装置では、乗員に不快感を与えることを抑えながら、乗員の大腿部の冷えといった体感温度を調整することが望まれている。 As described above, in an air conditioner for a vehicle, it is desired to adjust a sensible temperature such as cooling of the thigh of the occupant while suppressing discomfort to the occupant.
本発明に係る車両の空調装置は、車両に乗車した乗員が着座するシートを有する車両の空調装置であって、前記シートの座部の幅方向一方側において前記座部より上側に離間した高さ位置に設けられる吹出口を有する吹出ダクトと、前記座部または前記座部の幅方向他方側において前記座部の上面以下の高さ位置に設けられる吸込口を有する吸込ダクトと、を有する。 An air conditioner for a vehicle according to the present invention is an air conditioner for a vehicle having a seat on which an occupant riding on the vehicle sits, and has a height spaced above the seat on one side in the width direction of the seat of the seat. A blowout duct having a blowout opening provided at a position; and a suction duct having a suction port provided at a height position below the upper surface of the seat part on the other side in the width direction of the seat part or the seat part.
好適には、前記吹出ダクトは、前記吹出口から吹き出した空気流が前記座部に落ちる低速で空気流を吹き出す。 Preferably, the blowout duct blows out the airflow at a low speed at which the airflow blown out from the blowout port falls on the seat portion.
好適には、前記吹出口は、前記シートの座部の幅方向一方側に設けられたコンソールボックスの側面に設けられる、とよい。 Suitably, the said blower outlet is good to be provided in the side surface of the console box provided in the width direction one side of the seat part of the said sheet | seat.
好適には、前記コンソールボックス内に設けられ、空気を暖める調温ユニットを有し、前記吹出ダクトは、前記調温ユニットに連結され、前記調温ユニットにより暖められた空気流を吹き出す、とよい。 Preferably, the temperature control unit is provided in the console box and warms the air, and the blowout duct is connected to the temperature control unit and blows out an air flow warmed by the temperature control unit. .
好適には、前記吸込ダクトは、前記調温ユニットに連結される、とよい。 Preferably, the suction duct is connected to the temperature control unit.
好適には、前記吹出口から吹き出される空気流は、0.01m/秒以上、6m/秒以下である、とよい。 Suitably, the airflow blown out from the said blower outlet is 0.01 m / sec or more and 6 m / sec or less.
本発明において吹出口から吹き出した空気流は、シートの座部の幅方向一方側において座部より上側に離間した高さ位置から座部へ向かって吹き出される。また、座部での空気流は、座部または座部の幅方向他方側において座部の上面以下の高さ位置に設けられる吸込口に吸い込まれ得る。よって、座部の上では、座部の幅方向一方側から他方側へ流れる空気流が形成される。そして、シートに乗員が着座した場合、座部の幅方向へ流れる空気流は、座部の上の大腿部の周囲を流れる。大腿部の周囲には、座部の幅方向へ流れる空気流による空気層が形成され得る。この空気層の温度により、大腿部の体感温度を調整することができる。
また、生成される空気流は座部の幅方向へ流れる。よって、空気流が上体の表面を伝って頭部まで上がることは起き難い。頭部またはその周辺にたとえば暖かい空気が当たることによる不快感を乗員に与え難い。
In the present invention, the airflow blown out from the outlet is blown out toward the seat from a height position spaced above the seat on one side in the width direction of the seat of the seat. Moreover, the airflow in a seat part can be suck | inhaled by the suction inlet provided in the height position below the upper surface of a seat part in the width direction other side of a seat part or a seat part. Therefore, on the seat part, the airflow which flows from the width direction one side of the seat part to the other side is formed. When an occupant sits on the seat, the airflow flowing in the width direction of the seat portion flows around the thigh above the seat portion. An air layer can be formed around the thigh by an air flow flowing in the width direction of the seat. The temperature of the thigh can be adjusted by the temperature of the air layer.
The generated airflow flows in the width direction of the seat. Therefore, it is difficult for the air flow to go up to the head along the surface of the upper body. It is difficult to give the passenger discomfort due to, for example, warm air hitting the head or the vicinity thereof.
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る空調装置2が適用される自動車1の構造を模式的に示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the structure of an
自動車1は、車両の一種である。自動車1の車体の前後方向中央部には、乗員が乗車する乗員室が形成される。車体の前部には、燃料エンジンなどを配置するための前室が形成される。車体の後部には、荷室などとして用いることができる後室が形成される。
乗員室は、略四角形のフロアパネル11、フロアパネル11の前角に立設される一対のAピラー12、フロアパネル11の前後方向中央に立設される一対のBピラー13、フロアパネル11の後角に立設される一対のCピラー14、を有する。Aピラー12の上端とCピラー14の上端とは、ルーフレール15により連結される。Bピラー13の上端は、ルーフレール15の前後方向中央に接合される。左右一対のルーフレール15の間には、略四角形のルーフパネル1616が接合される。
フロアパネル11の前縁と一対のAピラー12の下部との間にはトーボード17が配置され、トーボード17の上側にはダッシュボード18が配置される。ダッシュボード18、一対のAピラー12の上部、およびルーフパネル16の前縁に囲われるように、フロントガラス19が嵌め込まれる。一対のCピラー14の上部の間には、リアガラス20が嵌め込まれる。
前後方向に並ぶAピラー12とBピラー13との間には、Aピラー12に回転可能に支持される図示外の前ドアが配置される。Bピラー13とCピラー14との間には、Bピラー13に回転可能に支持される図示外の後ドアが配置される。フロアパネル11の左右幅方向両縁には、一対のサイドシル21が接合される。
このように、自動車1の乗員室は、略立方体形状の箱型の空間となる。
また、フロアパネル11の左右幅方向中央には、乗員室内へ突出するように前後方向へ延在するセンタートンネル22が形成される。センタートンネル22の下側には、たとえば燃料エンジンの駆動力を後輪へ伝達するための図示外のドライブシャフトが配置される。
フロアパネル11の前部には、フロントシートとして、ドライバが着座するドライバシート23、ナビゲータが着座するナビゲーションシート24が左右幅方向に並べて取り付けられる。ドライバシート23は、座部41と背部42とを有する。ナビゲーションシート24は、座部41と背部42とを有する。ドライバシート23の座部41とナビゲーションシート24の座部41との間にセンタートンネル22が位置する。センタートンネル22の上には、シフトレバー25、図示外のサイドブレーキレバー、内装部材としてのコンソールボックス26などが取り付けられる。
ドライバシート23およびナビゲーションシート24の前には、左右幅方向へ延在するダッシュボード18が位置する。ドライバシート23の前には、ダッシュボード18から後向きに突出して設けられたステアリングホイール27が位置する。
フロアパネル11の後部には、リアシートとして、複数の乗員が着座できるベンチシート28が取り付けられる。ベンチシート28は、座部41と背部42とを有する。ベンチシート28は、フロアパネル11と同等の左右幅を有する。ベンチシート28には、通常3名までの乗員が着座することが可能である。
The
The passenger compartment includes a substantially
A
Between the
Thus, the passenger compartment of the
A
A
In front of the
A
ところで、従来の自動車1では、自動車1の動力源として燃料エンジンを用いるのが一般的であった。しかしながら、二酸化炭素の排出量規制などにより、近年の自動車1では、燃料エンジンと電気モータとを併用するハイブリッド駆動方式を採用することがある。また、電気モータのみを動力源として採用することもある。
そして、電気モータを用いる自動車1では、発熱源および動力源としての燃料エンジンが無かったり、常時動作していなかったりするため、乗員室の空調に用いる冷気または暖気を生成するために自動車1に搭載されているバッテリの電力を用いることになる。この場合、自動車1に搭載しているバッテリの電力を空調に消費してしまうので、走行可能距離が短くなったり、速度などの走行性能を抑える必要が生じたりすることになる。
このように、自動車1の空調装置2では、空調装置2によるエネルギー消費を改善することが将来的に求められている。
By the way, in the
Since the
Thus, in the
そこで、本実施形態では、自動車1の乗員室の全体を空調するのではなく、たとえば乗員毎に空調を実施するパーソナル空調装置2を提案する。このような空調装置2を用いることにより、たとえば自動車1の乗員室の全体を暖めたり冷やしたりする必要性を減らすことができる。また、乗員室の全体を空調する空調装置と併用する場合でもその負担を削減できるので、結果として自動車1における空調装置2のエネルギー消費を削減することを期待できる。
Therefore, in the present embodiment, a
図2は、本発明の実施形態に係る空調装置2の構成の説明図である。
空調装置2は、吹出ダクト51、吹出ファン52、吸込ダクト54、吸込ファン55、調温ユニット61、制御部71、を有する。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of the
The
調温ユニット61は、たとえばユニットボックス62内にヒータ63、ペルチェ素子64、温度センサ65、が配置されたものでよい。ヒータ63は、自動車1に搭載されているバッテリの電力を用いて、ユニットボックス62内の空気を加熱する。ペルチェ素子64は、自動車1に搭載されているバッテリの電力を用いて、ユニットボックス62内の空気を冷却する。この他にもたとえば、調温ユニット61は、乗員室の全体を空調する空調装置のダクトに連結され、その全体空調装置から加熱または冷却された空気の供給を受けてもよい。また、燃料エンジンの冷却水などの温媒や冷媒が供給されてもよい。温度センサ65は、ユニットボックス62内の空気の温度を検出する。
The
吹出ダクト51は、一端に吹出口53を有し、他端が調温ユニット61のユニットボックス62に連結される。吹出口53には、ルーバなどの風向調整機構が設けられてよい。吹出口53の内側であるダクト内に、空気を低速で吹き出させるための吹出ファン52が設けられてよい。
The
吸込ダクト54は、一端に吸込口56を有し、他端が調温ユニット61のユニットボックス62に連結される。吸込口56は、ルーバなどの風向調整機構が設けられてよい。吸込口56の内側であるダクト内に、空気を低速で吸い込ませるための吸込ファン55が設けられてよい。
The
制御部71は、空調装置2の動作を制御するものである。制御部71は、たとえばマイクロコンピュータでよい。制御部71は、自動車1に設けられる他の制御部71と、1つのマイクロコンピュータに統合されてよい。このようなマイクロコンピュータとしては、たとえばECUがある。制御部71には、たとえばヒータ63、ペルチェ素子64、温度センサ65、吸込ファン55、吹出ファン52、が接続される。
The
そして、このような空調装置2は、たとえばシートに着座した乗員毎に設けられる。ここでは、ナビゲーションシート24に対して設置されている。
具体的には、吹出口53は、ナビゲーションシート24の座部41の内側に配置されるコンソールボックス26についての、ナビゲーションシート24側の側面に設けられる。吹出口53は、ナビゲーションシート24の座部41の座面より上側に離間した高さ位置に設けられる。
また、吸込口56は、ナビゲーションシート24の座部41の外側において座部41の座面以下の高さ位置に設けられる。吸込口56は、ナビゲーションシート24の座部41の外縁部に設けられてもよい。
また、調温ユニット61は、コンソールボックス26内に設けられる。よって、吹出ダクト51もコンソールボックス26内に設けられる。また、吸込ダクト54は、コンソールボックス26から突出し、ナビゲーションシート24の座部41の下側を通じて、ナビゲーションシート24の座部41の外側まで伸びる。
Such an
Specifically, the
Further, the
The
次に、空調装置2の動作について説明する。
図3は、図2の空調装置2による乗員周りでの空気の流れを示す説明図である。
Next, the operation of the
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the air flow around the occupant by the
空調装置2の制御部71は、たとえば温度センサ65の検出温度を取得し、所望の温度となるようにヒータ63およびペルチェ素子64の動作および停止を制御する。制御目標温度としては、乗員の体感温度が高まるような温度であればよい。冬季などの暖房を必要とする場合には、たとえば20度程度の温度でよい。
また、制御部71は、ユーザ操作に基づいて吸込ファン55および吹出ファン52を動作させて空調制御を開始する。この際、制御部71は、吸込ファン55および吹出ファン52を低速で回転させる。たとえば空気流が0.01m/秒以上、6m/秒以下となるように低速で回転させる。このように流速を6m/秒以下とすることにより、空気流による体感温度の低下分を1度程度またはそれ以下にすることができる。
これにより、吹出口53からは、調温された空気流が吹き出される。吹き出された空気流は、座部41に落ちる。座面に落ちた空気流は、座面の上に滞留する。
The
Moreover, the
Thereby, the temperature-controlled airflow is blown out from the
また、吸込口56は、吸込ファン55から吹き出された空気流と略同量の空気流を、座面の外側から空気を引き込む。これにより、座面の上の空気は、吸込口56へ向かって移動する。
このように、空調装置2は、座面の内側上方から弱い空気流を吹き出し、座面の外側下側から弱い空気流を吸い込む。座面の上を車体幅方向外向きに弱く流れる空気流を生成することができる。調温ユニット61のユニットボックス62と座面との間である狭い範囲で循環し得る空気流を生成することができる。
Further, the
In this way, the
以上のように、本実施形態において吹出口53から吹き出した空気流は、シートの座部41の幅方向内側において座部41より上側に離間した高さ位置から吹き出されて、座部41へ落ちる。また、座部41に落ちた空気流は、座部41または座部41の幅方向外側において座部41の上面以下の高さ位置に設けられる吸込口56に吸い込まれ得る。よって、座部41の上では、座部41の幅方向内側から外側へ向かってゆっくりと空気流が流れ得る。そして、シートに乗員が着座している場合、座部41の幅方向へゆっくりと流れる空気流は、座部41の上の大腿部の周囲を流れる。大腿部の周囲には、座部41の幅方向へゆっくりと流れる空気流による空気層が形成され得る。このゆっくりとした流れの空気層の温度により、大腿部の体感温度を調整することができる。
また、生成される空気流は弱いので、早い空気流のように乗員から熱を奪いにくい。空気流により熱が奪われる場合、空気流の温度はそれを補うように調整しなければならない。
しかも、生成される空気流は座部41の幅方向へ流れるので、空気流を前から吹き付ける場合のように、空気流が上体の表面に沿って流れて頭部まで到達することが起き難い。顔といった頭部に暖かい空気が当たることによる不快感を乗員に与え難い。
また、吹出口53から噴き出された空気流は、シートの座部41および大腿部以外に触れる前に吸込口56から吸い込まれ、調温ユニット61に連結された吸込ダクト54を通じて調温ユニット61へ戻すことができる。その結果、空気流は循環し、空気流を再度暖めるために必要となる熱量を最小限に抑えることができる。調温ユニット61を連続動作させている動作期間において、空気流を暖め続けるために必要となる総熱量を格段に削減することができる。
As described above, in the present embodiment, the air flow blown out from the
In addition, since the generated airflow is weak, it is difficult to remove heat from the occupant as in an early airflow. If heat is taken away by the air flow, the temperature of the air flow must be adjusted to compensate for it.
Moreover, since the generated airflow flows in the width direction of the
In addition, the air flow blown out from the
また、本実施形態において吹出口53は、シートの座部41の幅方向内側に設けられたコンソールボックス26の側面に設けられている。これにより、シートの座部41の周囲に吹出ダクト51を新たに露出させて設ける必要がない。また、コンソールボックス26の高さを利用して、吹出口53を座部41より上側に離間した高さ位置に容易に設けることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、たとえば暖められた空気流により大腿部を包み込み、乗員の体感温度を高めることができる。よって、大腿部の周囲の空気を暖めるために乗員室の全体を加熱する必要がなくなる。少ない熱量で乗員の体感温度を効率よく高めることができる。乗員室の全体を加熱して同様の体感温度を大腿部に与えようとする場合と比べて、より少ない熱量で大腿部の体感温度を高め、乗員に対して高い快適性を提供できる。
また、調温ユニット61は、シートの近くのコンソールボックス26内に設けられている。また、吹出ダクト51および吸込ダクト54を調温ユニット61に直接的に連結している。よって、空気流の循環経路を最小限のダクト長で形成できる。吹出ダクト51などでの熱損を最小限に抑えることができる。また、調温ユニット61をシートの周囲に露出して設ける必要がなくなる。意匠性が改善される。
Further, in the present embodiment, for example, the thigh can be wrapped by a warmed air flow, and the sensible temperature of the occupant can be increased. Therefore, it is not necessary to heat the entire passenger compartment in order to warm the air around the thigh. The sensible temperature of the passenger can be increased efficiently with a small amount of heat. Compared to the case where the entire passenger compartment is heated to give the thigh a similar temperature, the temperature of the thigh can be increased with a smaller amount of heat, and high comfort can be provided to the passenger.
The
以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。 The above embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications or changes can be made without departing from the scope of the invention.
たとえば、上記実施形態では、シートの内側から空気流を吹き出し、シートの外側から空気流を吸い込んでいる。
この他にもたとえば、シートの外側から空気流を吹き出し、シートの内側から空気流を吸い込んでもよい。この場合、シートの外側の吹出口53を座面より上側の高さ位置とし、シートの内側の吸込口56を座面以下の高さ位置とするのが望ましい。
For example, in the above-described embodiment, an air flow is blown from the inside of the sheet, and an air flow is sucked from the outside of the sheet.
In addition, for example, an air flow may be blown out from the outside of the sheet and an air flow may be sucked in from the inside of the sheet. In this case, it is desirable that the
1…自動車(車両)、2…空調装置、11…フロアパネル、12…Aピラー、13…Bピラー、14…Cピラー、15…ルーフレール、16…ルーフパネル、17…トーボード、18…ダッシュボード、19…フロントガラス、20…リアガラス、21…サイドシル、22…センタートンネル、23…ドライバシート、24…ナビゲーションシート、25…シフトレバー、26…コンソールボックス、27…ステアリングホイール、28…ベンチシート、41…座部、42…背部、51…吹出ダクト、52…吹出ファン、53…吹出口、54…吸込ダクト、55…吸込ファン、56…吸込口、61…調温ユニット、62…ユニットボックス、63…ヒータ、64…ペルチェ素子、65…温度センサ、71…制御部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記シートの座部の幅方向一方側において前記座部より上側に離間した高さ位置に設けられる吹出口を有する吹出ダクトと、
前記座部または前記座部の幅方向他方側において前記座部の上面以下の高さ位置に設けられる吸込口を有する吸込ダクトと、
を有する車両の空調装置。 An air conditioner for a vehicle having a seat on which an occupant riding the vehicle sits,
An air outlet duct having an air outlet provided at a height position spaced above the seat portion on one side in the width direction of the seat portion of the seat;
A suction duct having a suction port provided at a height position below the upper surface of the seat on the other side in the width direction of the seat or the seat;
An air conditioner for a vehicle having
請求項1記載の車両の空調装置。 The blowout duct blows out an airflow at a low speed at which the airflow blown out from the blowout port falls on the seat portion.
The air conditioner for a vehicle according to claim 1.
請求項1または2に記載の車両の空調装置。 The air outlet is provided on a side surface of a console box provided on one side in the width direction of the seat portion of the seat.
The air conditioner for a vehicle according to claim 1 or 2.
請求項3記載の車両の空調装置。 Provided in the console box and having a temperature control unit for heating air, and the blowout duct is connected to the temperature control unit and blows out an air flow heated by the temperature control unit;
The vehicle air conditioner according to claim 3.
請求項4記載の車両の空調装置。 The suction duct is connected to the temperature control unit,
The vehicle air conditioner according to claim 4.
請求項1から5のいずれか一項記載の車両の空調装置。
The airflow blown out from the outlet is 0.01 m / second or more and 6 m / second or less.
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 5.
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