JP2017065463A

JP2017065463A - 自動車用空調装置

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Publication number: JP2017065463A
Application number: JP2015193057A
Authority: JP
Inventors: 芳規田村; Yoshiki Tamura; 宏健仁科; Hirotake Nishina; 多香子水野; Takako Mizuno; 博亮三上; Hiroaki Mikami
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: DE102016218092A1; CN107009849B; CN107009849A; US20170087962A1; JP6078606B1

Abstract

【課題】吹出口から吹き出される空気の向きをスムーズに変更する自動車用空調装置を提供する。【解決手段】自動車に搭載された送風機７と、自動車の車室内に開いた吹出口４と、送風機７と吹出口４とを接続して送風機７から送風される空気を吹出口４へ導く流通路６と、流通路６内に配置され、プラズマを発生させることにより空気の流れる向きを変更するプラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂとを備える。【選択図】図２

Description

この発明は、自動車用空調装置に係り、特に、自動車の車室内に吹出口から空気を吹き出して車室内に空気を流通させる自動車用空調装置に関する。

自動車の車室内に吹出口から空気を吹き出して車室内に空気を流通させる自動車用空調装置が用いられている。一般的に、自動車用空調装置は、吹出口の近傍に複数のフィンが配置されており、このフィンの角度を変えることにより、吹出口から車室内に吹き出される空気の向きが調節されている。しかしながら、フィンにより空気の流れが大きく乱される場合があり、吹出口から吹き出される空気の吹き出し音および圧力損失が大きくなるといった問題があった。

そこで、フィンに沿って空気を円滑に流す技術として、例えば、特許文献１には、吹出しグリルに、エアダクト上流側に湾曲して延びる変流板を設けたエアアウトレットが提案されている。このエアアウトレットは、変流板によりエアダクト内の空気を吹出しグリルに案内するため、吹出しグリルに設けられた複数のフィンに沿って空気を車室内に吹き出すことができる。

特開２０００−２１９０３８号公報

しかしながら、特許文献１のエアアウトレットは、空気の流れがフィンで乱されることを大きく抑制することはできず、吹き出し音および圧力損失が生じるおそれがあった。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、吹出口から吹き出される空気の向きをスムーズに変更する自動車用空調装置を提供することを目的とする。

この発明に係る自動車用空調装置は、自動車に搭載された送風機と、自動車の車室内に開いた吹出口と、送風機と吹出口とを接続して、送風機から送風される空気を吹出口へ導く流通路と、流通路内に配置され、プラズマを発生させることにより空気の流れる向きを変更するプラズマアクチュエータとを備えるものである。

ここで、プラズマアクチュエータは、吹出口の近傍に配置され、吹出口から車室内に吹き出される空気の流れる向きを変更することが好ましい。

また、流通路は、互いに対向する内壁面が吹出口に向かって徐々に離れるように傾斜する傾斜面を有し、プラズマアクチュエータは、傾斜面に配置することができる。

また、流通路において吹出口の近傍に配置され、互いに反対側を向いた外壁面が吹出口に向かって徐々に離れるように傾斜するガイド部をさらに有し、プラズマアクチュエータは、ガイド部において傾斜する外壁面に配置することもできる。

また、吹出口は、複数の吹出口からなり、流通路は、送風機を複数の吹出口に接続し、プラズマアクチュエータは、流通路内を流れる空気を複数の吹出口に振り分けるように変更することが好ましい。

また、プラズマアクチュエータに接続され、プラズマアクチュエータに供給する電力を調整して空気の流れる向きを制御する風向制御部をさらに有することが好ましい。

この発明によれば、吹出口と送風機とを接続する流通路内に配置されてプラズマを発生させることにより空気の流れる向きを変更するプラズマアクチュエータを備えるので、吹出口から吹き出される空気の向きをスムーズに変更する自動車用空調装置を提供することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る自動車用空調装置を備えた自動車の構成を示す図である。自動車用空調装置の構成を示す図である。プラズマアクチュエータの構成を示す図である。細長く形成された吹出口を示す図である。ひし形状に形成された吹出口を示す図である。実施の形態２に係る自動車用空調装置の構成を示す図である。実施の形態３に係る自動車用空調装置の構成を示す図である。実施の形態４に係る自動車用空調装置を備えた自動車の構成を示す図である。実施の形態４に係る自動車用空調装置の構成を示す図である。実施の形態１〜４の変形例に係る自動車用空調装置の構成を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る自動車用空調装置を備えた自動車の構成を示す。この自動車は、車室の前部を覆うフロントガラス１と、車室の前部に配置されるインストルメントパネル２と、インストルメントパネル２の車両後方に配置される座席３と、インストルメントパネル２に設けられた吹出口４と、インストルメントパネル２に設けられた操作部５とを有する。

インストルメントパネル２は、車幅方向に延びるように設けられ、空調装置を含む様々な車載機器が配置されている。
操作部５は、自動車に搭乗した搭乗者が空調装置を操作するもので、インストルメントパネル２の中央部に配置されている。

吹出口４は、車室内に開いて空気を吹き出すためのもので、インストルメントパネル２の中央部に車両後方に開くように設けられている。
この吹出口４には、図２に示すように、流通路６を介して、送風機７と熱交換器８とが接続されている。また、流通路６の内壁面にはプラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂが配置され、プラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂと操作部５に風向制御部１０が接続されている。

流通路６は、送風機７から吹出口４までを連通し、送風機７から送風される空気を吹出口４へ導くものである。流通路６は、吹出口４近傍の上下方向に互いに対向する内壁面において、吹出口４に向かって徐々に離れるように傾斜する傾斜面１１が形成されている。すなわち、傾斜面１１は、吹出口４に接続される後縁部に向かって上方および下方に傾斜して延びるように形成されている。
送風機７は、吹出口４へ向かって送風して流通路６内の空気を吹出口４へ向かって流通させるものである。
熱交換器８は、送風機７に対して空気の流通方向下流側に配置され、流通路６を流通する空気と熱交換を行うものである。熱交換器８は、例えば、流通路６を流通する空気から熱を奪うことにより空気を冷却し、流通路６を流通する空気に熱を与えることにより空気を加熱することができる。
風向制御部１０は、操作部５の操作に応じてプラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂに供給する電力を制御し、吹出口４から吹き出される空気の流れる向きを調整するものである。

プラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂは、プラズマを発生させることにより空気の流れる向きを変更するものである。このプラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂは、流通路６の傾斜面１１に配置、すなわち吹出口４の近傍に配置されており、吹出口４から車室内に吹き出される空気の流れる向きを変更する。
具体的には、図３に示すように、プラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂは、それぞれ、一対の電極１２ａおよび１２ｂと、電極１２ａと電極１２ｂとの間に配置される絶縁部１３とを有し、電極１２ａと電極１２ｂとが交流電源１４に接続されている。電極１２ａと電極１２ｂは、絶縁部１３に沿う方向にずれて配置されている。このような電極１２ａと電極１２ｂに交流電源１４から電圧が印可されることにより、電極１２ａから電極１２ｂに向けてプラズマが生じ、電極１２ａ側において絶縁部１３に沿うような空気の流れが形成される。

次に、この実施の形態の形態１の動作について説明する。
まず、図１および２に示すように、自動車に搭乗した搭乗者が操作部５を操作して送風機７および熱交換器８を駆動させる。送風機７の送風により流通路６内を吹出口４に向かって流れた空気は、熱交換器８を介して熱交換された後に、吹出口４から車室内へと吹き出される。

ここで、搭乗者は、吹出口４から吹き出される空気の流れを変更したい場合には、操作部５を操作して空気の流れを変更する。具体的には、操作部５の操作に応じて風向制御部１０がプラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂに電力を供給すると共にその電力を調整する。プラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂには、図３に示すように、交流電源１４から電力が供給され、それぞれのプラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂにプラズマが生じる。これにより、吹出口４から吹き出される空気の流れが上下方向に変更される。

このように、吹出口４から吹き出される空気の流れをプラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂにより変更するため、空気の流れを遮るものがなく、吹き出し音および圧力損失などを大幅に抑制することができる。
また、プラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂは、圧力損失を抑制すると共に空気の流れを大きく変更することができるため、吹出口４の取り付け位置が限定されず、幅広い範囲に取り付けることができる。例えば、吹出口４を搭乗者の足元に配置、すなわち自動車の床部近傍に配置して、搭乗者の上半身に空気を送ることができる。

また、従来のようにフィンを用いて空気の流れを変更する場合には、フィンの取り付けに伴って吹出口４の形状が限定されていたが、プラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂは、取り付ける面積が確保できればよく、様々な形状の吹出口４に取り付けることができる。このため、吹出口４の形状が限定されることはなく、例えば、図４に示すように、吹出口４を細長く形成することができる。また、例えば、図５に示すように、吹出口４をひし形状などの複雑な形状に形成することもできる。
また、プラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂは、流通路６において上下方向に傾斜する傾斜面１１に配置されているため、空気の流れを傾斜面１１に沿ってよりスムーズに変更することができる。

本実施の形態によれば、流通路６において吹出口４の近傍にプラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂを配置して空気の流れる向きを変更するため、吹出口から吹き出される空気の向きをスムーズに変更することができる。

実施の形態２
実施の形態１では、プラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂは、流通路６の内壁面に配置されたが、流通路内に配置されて空気の流れる向きを変更することができればよく、流通路６の内壁面に限定されるものではない。
例えば、図６に示すように、実施の形態１において、ガイド部２１を新たに配置すると共にプラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂに換えてプラズマアクチュエータ２２ａおよび２２ｂを配置することができる。

ガイド部２１は、流通路６において吹出口４の近傍に配置されている。ガイド部２１は、流通路６の中央部を車幅方向に延びるように形成され、両端部が流通路６の内壁面に固定されている。また、ガイド部２１は、上方と下方を向いた外壁面が吹出口４に向かって徐々に離れるように傾斜する傾斜面２３を有する。
プラズマアクチュエータ２２ａおよび２２ｂは、ガイド部２１の傾斜面２３に配置されている。

実施の形態１と同様に、プラズマアクチュエータ２２ａおよび２２ｂに電力が供給されることによりプラズマが生じ、吹出口４から吹き出される空気の流れが上下方向に変更される。この時、プラズマアクチュエータ２２ａおよび２２ｂは、ガイド部２１において上下方向に傾斜する傾斜面２３に配置されているため、空気の流れを傾斜面２３に沿ってスムーズに変更することができる。

本実施の形態によれば、プラズマアクチュエータ２２ａおよび２２ｂが、ガイド部２１の傾斜面２３に沿って吹出口４とは反対方向、すなわち車両前方を向くように配置されているため、自動車に搭乗した搭乗者がプラズマアクチュエータ２２ａおよび２２ｂに接触するのを抑制することができる。

実施の形態３
実施の形態１および２において、流通路６において吹出口４の近傍を細くスリット状に形成することができる。
例えば、図７に示すように、実施の形態１において、流通路６にスリット部３１を形成することができる。このスリット部３１は、流通路６においてプラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂの奥部近傍に配置されている。スリット部３１を介して吹出口４に向かう空気の流れがプラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂにより変更される。
このように、プラズマアクチュエータ９ａおよび９ｂは、様々な形状の流通路６に取り付けることができる。

本実施の形態によれば、流通路６にスリット部３１を設けることにより、流通路６内に吹出口４を介して異物が侵入することを抑制し、空調装置を安全に駆動させることができる。また、吹出口４を介して流通路６の奥部が露出されることがないため、流通路６および吹出口４の外観を向上することができる。

実施の形態４
実施の形態１〜３では、プラズマアクチュエータは、流通路６において吹出口４の近傍に配置されたが、流通路６内に配置されてプラズマを発生させることにより空気の流れる向きを変更することができればよく、吹出口４の近傍に限られるものではない。

例えば、図８に示すように、実施の形態１の吹出口４に変えて、インストルメントパネル２に車幅方向に並ぶ３つの吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃを配置することができる。この吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃは、図９に示すように、流通路４２により送風機７と熱交換器８に接続されている。流通路４２は、吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃとの接続部分において車幅方向に拡張する拡張部４３を有する。拡張部４３は、吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃをまとめて接続、すなわち吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃの全てに連通するように形成されている。

そして、拡張部４３の奥側には、吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃに対応してプラズマアクチュエータ４４ａ，４４ｂおよび４４ｃが配置されている。このプラズマアクチュエータ４４ａ，４４ｂおよび４４ｃには風向制御部１０が接続されており、風向制御部１０がプラズマアクチュエータ４４ａ，４４ｂおよび４４ｃに供給する電力を制御して、吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃへ向かう空気の流れを切り換える。
すなわち、プラズマアクチュエータ４４ａ，４４ｂおよび４４ｃは、風向制御部１０の制御の下、拡張部４３に流入した空気を吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃに振り分けるように向きを変更する。

この時、風向制御部１０は、プラズマアクチュエータ４４ａ，４４ｂおよび４４ｃに供給する電力により吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃから吹き出される空気の量を調節することができ、例えば吹出口４１ａに対して吹出口４１ｂおよび４１ｃから吹き出される空気の量を増やすことができる。また、プラズマアクチュエータ４４ａのみを駆動させて、吹出口４１ａから空気を吹き出す一方で、吹出口４１ｂおよび４１ｃからは空気が吹き出さないほぼ閉じた状態とすることもできる。

本実施の形態によれば、流通路４２に拡張部４３を設けてプラズマアクチュエータ４４ａ，４４ｂおよび４４ｃにより空気の流れを変更するため、複数の吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃを設けた場合でもそれぞれの吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃに延びる流通路を別々に配置する必要がなく、複数の吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃをまとめて接続することができる。このため、複数の吹出口４１ａ，４１ｂおよび４１ｃに流通路４２を容易に接続することができる。

なお、上記の実施の形態１〜４において、プラズマアクチュエータは、流通路内に形成された凹部に配置することが好ましい。例えば、図１０に示すように、流通路６の内壁面に凹部５１を形成し、この凹部５１内にプラズマアクチュエータ５２を配置することができる。また、プラズマアクチュエータ５２の表面上は、電気的な影響がないように、例えば多孔質材料などで覆うことが好ましい。

また、上記の実施の形態１〜４では、プラズマアクチュエータが、上方または下方を向くように配置されたが、空気の流れる向きを変更することができればよく、これに限られるものではない。例えば、プラズマアクチュエータが側方を向くように配置することができる。また、複数のプラズマアクチュエータを配置する必要はなく、１つのプラズマアクチュエータを配置することもできる。
また、上記の実施の形態１〜４では、風向制御部１０は、操作部５に接続されて、自動車に搭乗した搭乗者により操作されたが、プラズマアクチュエータを自動制御してもよい。例えば、車室内に温度計を配置し、この温度計の温度に基づいて風向制御部１０がプラズマアクチュエータを自動制御することができる。これにより、車室内を効率的に空調することができ、空調装置を少ないエネルギーで駆動することができる。

１フロントガラス、２インストルメントパネル、３座席、４，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ吹出口、５操作部、６，４２流通路、７送風機、８熱交換器、９ａ，９ｂ，２２ａ，２２ｂ，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，５２プラズマアクチュエータ、１０風向制御部、１１，２３傾斜面、１２ａ，１２ｂ電極、１３絶縁部、１４交流電源、２１ガイド部、３１スリット部、４３拡張部、５１凹部。

この発明に係る自動車用空調装置は、自動車に搭載された送風機と、自動車の車室内に開いた吹出口と、送風機と吹出口とを接続して、送風機から送風される空気を吹出口へ導く流通路と、流通路内に配置され、プラズマを発生させることにより空気の流れる向きを変更するプラズマアクチュエータと、流通路において吹出口の近傍に配置され、互いに反対側を向いた外壁面が吹出口に向かって徐々に離れるように傾斜するガイド部と、を備え、ガイド部は、上方と下方を向いた外壁面が吹出口に向かって徐々に離れるように傾斜する傾斜面を有し、プラズマアクチュエータは、傾斜面に沿って吹出口とは反対方向を向くように配置されるものである。

Claims

自動車に搭載された送風機と、
自動車の車室内に開いた吹出口と、
前記送風機と前記吹出口とを接続して、前記送風機から送風される空気を前記吹出口へ導く流通路と、
前記流通路内に配置され、プラズマを発生させることにより前記空気の流れる向きを変更するプラズマアクチュエータとを備える自動車用空調装置。
前記プラズマアクチュエータは、前記吹出口の近傍に配置され、前記吹出口から車室内に吹き出される前記空気の流れる向きを変更する請求項１に記載の自動車用空調装置。
前記流通路は、互いに対向する内壁面が前記吹出口に向かって徐々に離れるように傾斜する傾斜面を有し、
前記プラズマアクチュエータは、前記傾斜面に配置される請求項２に記載の自動車用空調装置。
前記流通路において前記吹出口の近傍に配置され、互いに反対側を向いた外壁面が前記吹出口に向かって徐々に離れるように傾斜するガイド部をさらに有し、
前記プラズマアクチュエータは、前記ガイド部において傾斜する外壁面に配置される請求項２または３に記載の自動車用空調装置。
前記吹出口は、複数の吹出口からなり、
前記流通路は、前記送風機を前記複数の吹出口に接続し、
前記プラズマアクチュエータは、前記流通路内を流れる空気を前記複数の吹出口に振り分けるように変更する請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動車用空調装置。
前記プラズマアクチュエータに接続され、前記プラズマアクチュエータに供給する電力を調整して前記空気の流れる向きを制御する風向制御部をさらに有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車用空調装置。