JP6983678B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両用空調装置に関する。

車両用空調装置の省動力及び快適性の向上を図るために、乗員に向けて空調風を吹き出す複数の吹出口とその吹出口に向けて温度調節された空調風を送風する空調ユニットとがシートごとに配設され、空調ユニットがシート単位で単独運転するように構成させたものが公知である（特許文献１）。この車両用空調装置では、ヘッドレストに乗員の頭部に向けて吹き出し可能な頭部吹出口が設けられている。クールダウン制御時には、頭部吹出口からの風量が最も多くされ、残りが上半身吹出口等から吹き出される。

同様に、ヘッドレストに設けられた空気吹出口を備えたシート空調装置において、居眠り防止のために着座者に十分な覚醒刺激を与えるべく、空気吹出口が着座者の首筋表面に向けて送風空気を吹き出すように空気吹出ノズルにより形成されたものが公知である（特許文献２）。

特開２００６−１３１１０６号公報 特開２００７−１０６３６０号公報

しかしながら、特許文献１記載の車両用空調装置では、冷却された空調風が頭部に向けて吹き出されるため、乗員の頭髪が長い場合、乗員は頭部の皮膚で冷気を感じることができない。また、特許文献２記載のシート空調装置においても、乗員の頭髪が長い場合、着座者の首筋表面に向けて吹き出された送風空気が髪に遮られて首筋の皮膚に直接届かないことがあり、乗員は首筋の皮膚で冷気を感じることができない。乗員の頭髪が短い場合には、送風空気が着座者の首筋の皮膚に届くが、運転者の覚醒を促すことを目的として空気吹出ノズルにより空気吹出口が形成されているため、着座者の触覚刺激感度が高い首筋に触覚刺激を与えることはできても、着座者に涼しさや暖かさを与えることはできない。

本発明は、このような背景に鑑み、少ないエネルギー消費で効果的に涼しさや暖かさを着座者に与えることができる車両用空調装置を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために、本発明に係る車両用空調装置（２０）のある実施形態は、空気の温度を調節し、温度調節された空気を送風する空調ユニット（２１）と、前記空調ユニットにより送風された空気の流通路（２２）を形成する空調ダクト（２３）と、前記流通路が連通し、車両用シート（１０）のヘッドレスト（１３）に形成された空調風吹出口（３２）と、を備え、前記空調風吹出口が前記車両用シートに着座した乗員の顔面に向けて空気を吹き出すように設けられている。

この構成によれば、空調ユニットにより温度調節された空気が空調風吹出口から着座した乗員の顔面に向けて吹き出されるため、少ないエネルギー消費で効果的に涼しさや暖かさを着座者に与えることができる。

また、上記構成において、前記空調風吹出口（３２）が前記車両用シート（１０）に着座した乗員の耳の周囲に向けて空気を吹き出すように設けられているとよい。

この構成によれば、空調風吹出口から吹き出される空調風が着座者の耳に直接当たらないため、着座者に聞こえる風切音を低減できる。

また、上記構成において、前記ヘッドレスト（１３）が前方に向けて延出する左右の側部延出部（２７）を有しており、各側部延出部には、前記車両用シート（１０）に着座した乗員の耳に対応する部分に左右に貫通する貫通孔（２７ａ）が形成されており、前記空調風吹出口（３２）が前記貫通孔の周囲に環状に形成されたスリットからなるとよい。

この構成によれば、環状のスリットからなる空調風吹出口から空調風が吹き出されることにより、空調風に引っ張られる空気が貫通孔を通って着座者の耳周辺に吹き付けられる。この空気は貫通孔を全域的にゆったりと流れるため、着座者が触覚刺激や風切音を過度に感じることなく、自然風のような空気の流れを着座者の耳周辺に当てることができる。

また、上記構成において、前記車両用シート（１０）が車体（２）のフロア（７）に前後方向にスライド可能に設けられ、前記空調ユニット（２１）が前記車両用シートのシートクッション（１１）の下部に一体に設けられているとよい。

この構成によれば、着座者が車両用シートを前後方向にスライドさせると、空調ユニットも車両用シートと共に移動するため、空調ダクトが変形することがなく、流通路を流れる空調風の流れが阻害されることがない。よって、より少ないエネルギー消費で効果的に涼しさや暖かさを着座者に与えることができる。

また、上記構成において、前記ヘッドレスト（１３）が前記車両用シート（１０）のシートバック（１２）に上下方向に変位可能に設けられており、前記空調ダクト（２３）が前記ヘッドレストの高さに応じて前記流通路（２２）の経路長を変更可能な長さ調節機構（４０）を備えているとよい。

この構成によれば、車両用シートに着座する乗員の体格（座高）に合わせて適宜な位置に空調風吹出口を設定することができる。

このように本発明によれば、少ないエネルギー消費で効果的に涼しさや暖かさを着座者に与えることができる車両用空調装置を提供することができる。

第１実施形態に係る車両用空調装置が装備された自動車の要部縦断面図 図１に示される車両用シートの上部斜視図 図１に示される車両用シートの上部側面図 図３中のIV−IV断面図 第２実施形態に係る車両用空調装置が装着された車両用シートの上部斜視図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。

≪第１実施形態≫
最初に図１〜図４を参照して本発明の第１実施形態を説明する。図１は第１実施形態に係る車両用空調装置２０が装備された自動車１の要部縦断面図である。図１に示すように、自動車１は、車体２によって前部に形成されたエンジンルーム３と、車体２によってエンジンルーム３の後方に形成された車室４とを備えている。エンジンルーム３には、エンジンが搭載されてもよく、エンジンが搭載されなくてもよい。例えば、自動車１が電気自動車である場合には、エンジンルーム３には、パワーコントロールユニットや熱交換器等が搭載され、エンジンをなすモータが搭載されないこともある。

車体２の上部前面にはウィンドシールドガラス５が設けられている。車室４の前部には、ウィンドシールドガラス５の下端から後方に突出するダッシュボード６が設けられている。ダッシュボード６の後方には、車体２のフロア７にスライド機構を介して前後方向にスライド可能に取り付けられた左右の車両用シート１０が配置されている。左右の車両用シート１０は自動車１の運転席及び助手席をなす。ダッシュボード６はフロア７に対して後方にオーバーハングしている。ダッシュボード６の下方に空間が形成されることにより、車両用シート１０に着座した乗員（以下、着座者という）は脚を伸ばすことができる。

図示例では、自動車１の車室４に左右の車両用シート１０のみが設けられているが、左右の車両用シート１０が前部シートをなし、前部シートの後方に２列目や３列目の後部シートが設けられてもよい。

車両用シート１０は、スライド機構を介してフロア７に支持されるシートクッション１１と、リクライニング機構によって傾倒可能にシートクッション１１の後部に取り付けられたシートバック１２とを備えている。シートバック１２の上端部には、着座者の頭部に対応する高さに配置されたヘッドレスト１３が一体に設けられている。

自動車１には、車室４の空調を行う車両用空調装置２０が設けられている。車両用空調装置２０は、シートクッション１１の下部に一体に設けられた空調ユニット２１を備えている。空調ユニット２１は、空気の温度を調節し、温度調節された空気を車両用シート１０の内部に形成された空気の流通路２２に送風する。流通路２２は車両用シート１０のシートクッション１１、シートバック１２及びヘッドレスト１３の内部に設けられた空調ダクト２３によって形成される。

流通路２２に送風された空気は、シートクッション１１、シートバック１２及びヘッドレスト１３に形成された吹出口から着座者に空調風を吹き付けられる。即ち、車両用空調装置２０は、車両用シート１０に形成された吹出口から空調風を着座者に直接吹き付けることで、着座者に対する局所的な冷暖房機能を提供する。

空調ユニット２１は、車室４の暖房、換気及び空調を行うＨＶＡＣシステム（暖房換気空調システム；Heating ventilation air conditioning system）であってもよい。

流通路２２には図示しない流路切替ダンパーが設けられており、空調ユニット２１の制御装置が流路切替ダンパーを制御することにより、温度調節された空気が送られる吹出口が切り替えられる。例えば、空調ユニット２１の制御装置は、冷房時にはシートクッション１１の上面、シートバック１２及びヘッドレスト１３の吹出口に空調風を送るように流路切替ダンパーを制御し、暖房時にはシートクッション１１の前面（足元用）及び上面並びにシートバック１２の吹出口に空調風を送るように流路切替ダンパーを制御する。或いは、空調ユニット２１の制御装置は、暖房時にヘッドレスト１３の吹出口にも空調風を送るように流路切替ダンパーを制御してもよい。

図２は車両用シート１０の上部斜視図であり、図３は図１に示される車両用シート１０の上部側面図である。図２及び図３に示すように、ヘッドレスト１３は、上下及び左右の方向に延在するヘッドレスト本体２６と、ヘッドレスト本体２６の左右の側部から前方に向けて延出する左右の側部延出部２７とを備えている。各側部延出部２７には、着座者の耳に対応する部分に左右に貫通する貫通孔２７ａが形成されている。貫通孔２７ａは、着座者の耳（一般的な大人の耳）よりも大きな直径（例えば１０ｃｍ以上）の大きさとされている。

図４は図３中のIV−IV断面図である。図２〜図４に示されるように、側部延出部２７は、前方に凸となるＵ字形状の鋼製のパイプ部材からなるフレーム２８（図４）と、フレーム２８を覆うように設けられたクッション材２９と、クッション材２９を覆う表皮３０と、フレーム２８の内側に設けられて貫通孔２７ａを形成する円筒状の樹脂製のダクト部材３１とを有している。ダクト部材３１は、内部に流通路２２を形成する空調ダクト２３の一部をなす中空円筒部材であり、シート幅方向の外側の厚み（径方向の厚み）に比べてシート幅方向の内側の厚みが薄い翼型断面形状をしている。

ダクト部材３１の内面、即ち貫通孔２７ａの周囲には、流通路２２に連通し、車両用シート１０の内側（中心側）に向けて開口する空調風吹出口３２が形成されている。空調風吹出口３２は、貫通孔２７ａの周囲に環状に形成されたスリットからなり、空調風を着座者の耳の周囲に向けて吹き付ける。空調風吹出口３２の後部から吹き出す空調風は乗員の後頭部や首筋に吹き付けられる。空調風吹出口３２の前部から吹き出す空調風は乗員の顔面に吹き付けられる。

上記のように空調風吹出口３２が貫通孔２７ａの周囲に環状に形成されたスリットからなることから、周辺の空気（側部延出部２７のシート外側の空気）は空調風吹出口３２から着座者に向けて吹き出される空調風に引っ張られ、貫通孔２７ａを通過して着座者に吹き付けられる。

このように、実施形態に係る車両用空調装置２０では、空調風吹出口３２が着座者の顔面に向けて空気を吹き出すように設けられ、空調ユニット２１により温度調節された空気が空調風吹出口３２から着座者顔面に向けて吹き出されるため、少ないエネルギー消費で効果的に涼しさや暖かさを着座者に与えることができる。

空調風吹出口３２が着座者の耳の周囲に向けて空気を吹き出すように設けられているため、空調風吹出口３２から吹き出される空調風が着座者の耳に直接当たらず、着座者に聞こえる風切音が低減される。

上記のように、ヘッドレスト１３が前方に向けて延出する左右の側部延出部２７を有しており、各側部延出部２７には、着座者の耳に対応する部分に左右に貫通する貫通孔２７ａが形成されており、空調風吹出口３２が貫通孔２７ａの周囲に環状に形成されたスリットからなる。これにより、環状のスリットからなる空調風吹出口３２から空調風が吹き出されることで、空調風に引っ張られる空気が貫通孔２７ａを通って着座者の耳周辺に吹き付けられる。この空気は貫通孔２７ａを全域的にゆったりと流れるため、着座者が触覚刺激や風切音を過度に感じることなく、自然風のような空気の流れが着座者の耳周辺に当たる。

また、ヘッドレスト１３が左右の側部延出部２７を有するために着座者の左右の視界が悪くなるが、側部延出部２７に貫通孔２７ａが形成されていることから、着座者は貫通孔２７ａを通して左右の視界を確保することができる。

本実施形態では、車両用シート１０が車体２のフロア７に前後方向にスライド可能に設けられ、空調ユニット２１が車両用シート１０のシートクッション１１の下部に一体に設けられていることから、着座者が車両用シート１０を前後方向にスライドさせると、空調ユニット２１も車両用シート１０と共に移動する。そのため、空調ダクト２３が変形することがなく、流通路２２を流れる空調風の流れが阻害されることがない。よって、より少ないエネルギー消費で効果的に涼しさや暖かさを着座者に与えることができる。

≪第２実施形態≫
次に、図５を参照して本発明の第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図５は第２実施形態に係る車両用空調装置２０が装着された車両用シート１０の上部斜視図である。図５に示されるように、本実施形態では車両用シート１０のヘッドレスト１３がシートバック１２に上下方向に変位可能に設けられている。ヘッドレスト１３をシートバック１２に上下方向に変位可能に結合する構成は公知の構成であってよい。

空調ダクト２３は、ヘッドレスト１３の高さに応じて流通路２２の経路長を変更可能な長さ調節機構４０を備えている。調節機構４０は、ヘッドレスト１３の移動方向と平行にシートバック１２に一体に設けられた下部ダクト部材４１と、ヘッドレスト１３に一体に設けられ、下部ダクト部材４１に対してスライド可能に挿入された上部ダクト部材４２を備えており、ヘッドレスト１３の高さ調整時に上部ダクト部材４２の下部ダクト部材４１に対するスライドを許容する。

車両用空調装置２０がこのように構成されることにより、着座者の体格（座高）に合わせて適宜な位置に空調風吹出口３２を設定することができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、本発明に係る車両用空調装置２０が自動車１の前部シートに適用されているが、車両用空調装置２０が後部シートに適用されてもよい。また、上記実施形態では、空調ユニット２１が冷房機能と暖房機能とを有しているが、どちらか一方の機能のみを有していてもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、素材など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１ 自動車
２ 車体
７ フロア
１０ 車両用シート
１１ シートクッション
１２ シートバック
１３ ヘッドレスト
２０ 車両用空調装置
２１ 空調ユニット
２２ 流通路
２３ 空調ダクト
２６ ヘッドレスト本体
２７ 側部延出部
２７ａ 貫通孔
３１ ダクト部材
３２ 空調風吹出口
４０ 長さ調節機構

Claims (3)

1. 空気の温度を調節し、温度調節された空気を送風する空調ユニットと、
   前記空調ユニットにより送風された空気の流通路を形成する空調ダクトと、
   前記流通路が連通し、車両用シートのヘッドレストに形成された空調風吹出口と、を備え、
   前記ヘッドレストが前方に向けて延出する左右の側部延出部を有しており、各側部延出部には、前記車両用シートに着座した乗員の耳に対応する部分に左右に貫通する貫通孔が形成されており、
   前記空調風吹出口が、前記貫通孔の周囲に環状に形成されたスリットからなり、前記車両用シートに着座した乗員の耳の周囲に向けて空気を吹き出すように設けられていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記車両用シートが車体のフロアに前後方向にスライド可能に設けられ、
   前記空調ユニットが前記車両用シートのシートクッションの下部に一体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記ヘッドレストが前記車両用シートのシートバックに上下方向に変位可能に設けられており、
   前記空調ダクトが前記ヘッドレストの高さに応じて前記流通路の経路長を変更可能な長さ調節機構を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調装置。

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