KR102527166B1 - Air conditioning device of headrest for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 헤드레스트 공조장치에 관한 것으로, 히터가 케이스 내부의 분리벽에 형성된 관통홀에 삽입 설치되어 히터 몸체의 일측부는 유입유로에 위치되고, 타측부는 배출유로에 위치된다.
따라서 저전력으로 보다 효과적으로 공기를 가열할 수 있다.The present invention relates to a headrest air conditioner for a vehicle, wherein a heater is inserted and installed in a through-hole formed in a partition wall inside a case, so that one side of the heater body is positioned in an inflow passage and the other side is positioned in an outlet passage.
Therefore, air can be heated more effectively with low power.
Description
본 발명은 자동차의 헤드레스트 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 헤드레스트 내부에 공조장치가 구비되어 탑승자의 목과 어깨 부분에 공조풍을 공급할 수 있도록 된 자동차의 헤드레스트 공조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a headrest air conditioner for a vehicle, and more particularly, to a headrest air conditioner for a vehicle in which the air conditioner is provided inside the headrest to supply air conditioning air to the neck and shoulders of an occupant.
자동차에는 공기조화장치(이하, 공조장치로 지칭함)가 구비되어 실내 공간에 냉풍과 온풍을 공급할 수 있도록 되어 있다.An air conditioner (hereinafter, referred to as an air conditioner) is provided in a vehicle to supply cold air and warm air to an indoor space.
상기와 같은 공조풍은 주로 실내 전방의 인스트루먼트패널, 센터콘솔, 필라 등에 마련된 벤트그릴을 통해 실내로 토출된다. 복수의 벤트그릴은 각각의 덕트로 인스트루먼트패널 내측에 설치된 공조장치에 연결되어 있으며, 공조장치의 내부에는 냉방장치 및 히터가 구비되어 냉풍 및 온풍을 생성할 수 있도록 되어 있다.The air conditioning air as described above is mainly discharged into the room through a vent grill provided on an instrument panel, a center console, a pillar, etc. in front of the room. The plurality of vent grills are connected to an air conditioner installed inside the instrument panel through respective ducts, and a cooling device and a heater are provided inside the air conditioner to generate cool air and warm air.
한편, 상기와 같은 종래의 공조장치는 차량의 실내 공간 전체를 대상으로 작동되고 주로 탑승자의 얼굴을 포함한 신체 전면으로 공조풍을 토출하도록 되어 있어 공조풍을 원하지 않는 탑승자에게는 불쾌감을 줄 수 있다.On the other hand, the conventional air conditioner as described above is operated for the entire interior space of the vehicle and is designed to discharge air conditioning air mainly to the front of the body including the face of the occupant, which may cause discomfort to passengers who do not want the air conditioning air.
따라서 탑승자 개인 별로 공조풍의 방향을 전환하거나 차단하기 위해 벤트그릴에 풍량 및 풍향 조절수단이 마련되어 있으나, 모든 벤트그릴에서 나오는 공조풍에 의한 영향을 완전히 차단하는 것은 어려웠다.Therefore, air volume and wind direction adjusting means are provided in the vent grill to change or block the direction of the air conditioning wind for each occupant, but it is difficult to completely block the influence of the air conditioning wind from all the vent grills.
따라서 냉풍 및 온풍의 영향을 민감하게 느끼는 탑승자의 목과 어깨 부분에 개별적으로 송풍하여 냉방 효과를 얻고, 추가로 온풍을 공급할 수 있도록 된 공조장치가 개발되었다. 이러한 개별 공조장치는 헤드레스트의 내부나 시트백의 상부 내부에 전기가열장치와 팬이 구비되어 상온풍과 온풍(난방풍)을 탑승자의 목과 어깨 부분으로 토출할 수 있도록 되어 있다.Therefore, an air conditioning device capable of separately blowing air to the neck and shoulders of passengers sensitive to the effects of cold air and warm air to obtain a cooling effect and additionally supplying warm air has been developed. These individual air conditioners have an electric heating device and a fan provided inside the headrest or upper part of the seatback to discharge room temperature air and warm air (heating air) to the neck and shoulders of the occupant.
그러나 상기와 같은 개별 공조장치는 전기저항열선에 공기를 통과시켜 온풍을 생성하기 때문에 열교환 면적이 작아 열교환 효율이 좋지 못하였으며, 이에 온풍 형성에 소비되는 전력량이 큰 문제점이 있었다. 이는 배터리 전력 소비량이 차량의 주행거리와 직결되는 전기자동차에 있어서 보다 큰 문제점으로 부각되고 있다.However, since the individual air conditioners as described above generate warm air by passing air through the electric resistance heating wire, the heat exchange area is small and the heat exchange efficiency is not good, so there is a problem in that the amount of power consumed to form the warm air is large. This has emerged as a bigger problem in electric vehicles, in which battery power consumption is directly related to the driving distance of the vehicle.
또한, 공조풍이 탑승자의 뒷목 부분(귀와 가까움)을 향해 후방에서 전방을 향하는 수평방향으로 토출되도록 되어 있어서 공조장치 작동시 팬 작동 소음 및 공조풍의 토출 소음이 탑승자에게 불쾌감을 유발하는 문제점이 있었다.In addition, since the air-conditioning wind is discharged in a horizontal direction from the rear toward the front toward the back of the occupant's neck (close to the ear), the fan operation noise and the air-conditioning wind discharge noise when the air conditioner is operated cause discomfort to the occupant. There was a problem.
종래의 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없을 것이다.The prior art is technical information that the inventor possessed for derivation of the present invention or acquired during the derivation process of the present invention, and may not necessarily be known art disclosed to the general public prior to filing the present invention.
전술한 문제점을 해소함에 있어, 본 발명의 목적은 전력 소비량과 작동 소음이 감소되어 전기자동차의 주행거리 연장에 유리하고, 탑승자에게 보다 조용한 사용감을 줄 수 있도록 된 자동차의 헤드레스트 공조장치를 제공함에 있다.In solving the above problems, an object of the present invention is to provide a headrest air conditioner for a vehicle, which is advantageous in extending the mileage of an electric vehicle due to reduced power consumption and operating noise, and provides a quieter feeling of use to the occupant. there is.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결하고자 하는 과제는 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가지는 사람에 의하여 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems to be solved that are not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. There will be.
본 발명의 실시예에 따른 자동차의 헤드레스트 공조장치는, 헤드레스트의 내부에 설치되는 케이스; 상기 케이스의 내부에 설치되어 공기의 유입유로와 배출유로를 형성하는 분리벽; 상기 분리벽에 형성된 관통홀에 삽입 설치되어 몸체의 일측부는 상기 유입유로에 위치되고, 몸체의 타측부는 상기 배출유로에 위치되는 히터; 상기 유입유로와 배출유로의 연결 공간에 설치된 팬;을 포함한다.A headrest air conditioner for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a case installed inside a headrest; a partition wall installed inside the case to form an air inflow passage and an air outlet passage; a heater inserted into the through hole formed in the partition wall, one side of the body being positioned in the inflow passage, and the other side of the body being positioned in the outlet passage; and a fan installed in a connection space between the inflow passage and the discharge passage.
상기 유입유로는 케이스의 후방에 상하 방향으로 형성되고, 상기 배출유로는 케이스의 전방에 상하 방향으로 형성되며, 상기 유입유로와 배출유로의 연결 공간은 케이스의 상부에 형성되고, 상기 유입유로의 유입구와 배출유로의 배출구는 헤드레스트의 하면에 형성된다.The inflow passage is formed in a vertical direction at the rear of the case, the discharge passage is formed in a vertical direction at the front of the case, a connection space between the inflow passage and the discharge passage is formed in an upper portion of the case, and an inlet of the inflow passage is formed. And the outlet of the discharge passage is formed on the lower surface of the headrest.
상기 히터에 다수의 방열핀이 형성되고, 상기 방열핀들은 공기의 이동 방향과 평행하게 형성된다.A plurality of heat dissipation fins are formed in the heater, and the heat dissipation fins are formed parallel to a moving direction of air.
상기 배출유로의 출구부 전방 내측면이 배출 공기를 탑승자의 목과 어깨 부위로 유도하는 코안다 곡면으로 형성된다.An inner surface in front of the outlet of the exhaust passage is formed of a Coanda curved surface that guides exhaust air to the neck and shoulders of the occupant.
상기 히터의 전체 방열핀 중 절반은 상기 유입유로에 위치되고, 나머지 절반은 상기 배출유로에 위치되어 전체 유로에서 히터의 방열핀이 팬의 전방과 후방에 분산 배치된다.Half of the entire heat radiation fins of the heater are located in the inflow passage, and the other half are located in the discharge passage, so that the heat radiation fins of the heater are distributed in front and rear of the fan in the entire passage.
상기 케이스를 둘러싸는 아웃터케이스가 더 구비되고, 케이스와 아웃터케이스의 사이에 헬름홀츠챔버가 형성되며, 케이스의 전면부에 다수의 헬름홀츠홀이 형성되어 헬름홀츠챔버와 배출유로가 연통된다.An outer case surrounding the case is further provided, a Helmholtz chamber is formed between the case and the outer case, and a plurality of Helmholtz holes are formed on the front side of the case so that the Helmholtz chamber communicates with the discharge passage.
상기 헬름홀츠챔버는 아웃터케이스의 내부 전방부와 양측부를 연결하는 하나의 밀폐 공간으로 형성된다.The Helmholtz chamber is formed as one closed space connecting the inner front part and both sides of the outer case.
상기 케이스의 후면부에 다수의 소음배출홀이 형성되고, 상기 아웃터케이스의 후면부에 복수의 개구홀이 형성되어, 케이스 내부의 소음이 상기 소음배출홀과 개구홀을 통해 아웃터케이스를 감싸고 있는 헤드레스트쿠션으로 흡수된다.A headrest cushion in which a plurality of noise exhaust holes are formed on the rear surface of the case and a plurality of opening holes are formed on the rear surface of the outer case, so that the noise inside the case surrounds the outer case through the noise exhaust holes and the opening holes. absorbed into
상기 케이스가 프론트케이스와 리어케이스로 분할 구성된다.The case is divided into a front case and a rear case.
상기 리어케이스의 하단 내측에 유입유로의 입구부와 배출유로의 출구부를 구획하는 중간부가 형성되고, 상기 중간부에 상기 분리벽의 하단부가 지지된다.An intermediate portion dividing an inlet of the inflow passage and an outlet of the discharge passage is formed inside the lower end of the rear case, and the lower end of the separation wall is supported in the intermediate portion.
상기 중간부에 리어케이스의 폭 방향으로 다수의 격벽이 형성되고, 상기 격벽에 의해 유입유로의 유입구가 다수 부분으로 구획된다.A plurality of barrier ribs are formed in the middle portion in the width direction of the rear case, and an inlet of the inflow passage is divided into a plurality of parts by the barrier ribs.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차의 헤드레스트 공조장치는, 히터에 다수의 방열핀이 형성되어 열교환 면적이 증가됨으로써 열교환 효율이 향상되며, 이에 온풍 형성을 위한 전력 소비량이 감소되는 효과가 있다.As described above, in the headrest air conditioner for a vehicle according to the present invention, a plurality of heat radiating fins are formed in a heater to increase a heat exchange area, thereby improving heat exchange efficiency, thereby reducing power consumption for forming warm air.
또한 헤드레스트 내부가 분리벽에 의해 유입유로와 배출유로로 구분되고 분리벽을 관통하여 히터가 설치되어, 공기가 유입유로와 배출유로에서 각각 1회씩 2차에 걸쳐 열교환됨으로써 열교환량이 증가하여 공기의 가열 성능이 향상되는 효과가 있다.In addition, the inside of the headrest is divided into an inflow passage and an outlet passage by a partition wall, and a heater is installed through the partition wall, so that air is heat-exchanged twice in the inflow passage and the discharge passage, once each, thereby increasing the amount of heat exchange. There is an effect of improving the heating performance.
또한 배출유로의 배출구가 헤드레스트의 하방을 향하여 형성되므로 탑승자에게 전달되는 소음량이 감소되는 효과가 있다.In addition, since the outlet of the discharge passage is formed toward the lower side of the headrest, there is an effect of reducing the amount of noise transmitted to the occupant.
또한 히터의 열교환핀이 유입유로와 배출유로에 분산 배치됨으로써 공기의 유동저항이 감소되어 소음이 저감된다.In addition, since the heat exchange fins of the heater are distributed in the inlet and outlet passages, air flow resistance is reduced and noise is reduced.
또한 공기 유동저항이 감소되어 풍량 손실이 감소됨으로써 팬 회전량을 감소시킬 수 있게 되므로 전력 소비량이 감소할 뿐만 아니라 더불어 팬 작동 소음도 저감된다.In addition, since the air flow resistance is reduced and the air volume loss is reduced, the fan rotation amount can be reduced, so that not only power consumption is reduced, but also fan operation noise is reduced.
또한 배출유로의 출구부에 탑승자의 목 및 어깨쪽을 향하는 코안다면이 형성됨으로써 공조풍이 보다 정확하게 탑승자의 목 및 어깨쪽으로 공급될 수 있다.In addition, since the nose face toward the neck and shoulders of the occupant is formed at the outlet of the discharge passage, the air-conditioning wind can be more accurately supplied to the occupant's neck and shoulders.
또한 공조장치의 케이스와 아웃터케이스 사이에 헬름홀츠 챔버(헬름홀츠 공명기)가 형성되어 공조장치 작동시 발생되는 소음을 흡수하여 감소시킬 수 있다.In addition, a Helmholtz chamber (Helmholtz resonator) is formed between the case and the outer case of the air conditioner to absorb and reduce noise generated during operation of the air conditioner.
또한, 상기 케이스와 아웃터케이스에 소음배출홀과 개구홀이 형성되어 소음을 헤드레스트쿠션에 흡수시킴으로써 소음이 저감되는 효과가 있다.In addition, noise emission holes and opening holes are formed in the case and the outer case to absorb noise into the headrest cushion, thereby reducing noise.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과는 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가지는 사람에 의하여 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명에 따른 헤드레스트 공조장치의 제1실시에로서, 개략적인 설치 상태도 및 측단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 헤드레스트 공조장치의 제2실시예로서, 공조장치가 설치된 헤드레스트의 측단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도로서, 상기 제2실시예에 따른 헤드레스트 공조장치의 정단면도이다.
도 4는 상기 제2실시예에 따른 헤드레스트 공조장치의 분해사시도이다.
도 5는 상기 제2실시예에 따른 헤드레스트 공조장치의 배면도이다.1 is a schematic installation state diagram and a side cross-sectional view of a first embodiment of a headrest air conditioner according to the present invention.
2 is a side cross-sectional view of a headrest in which an air conditioner is installed as a second embodiment of a headrest air conditioner according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2, and is a front cross-sectional view of the headrest air conditioner according to the second embodiment.
4 is an exploded perspective view of the headrest air conditioner according to the second embodiment.
5 is a rear view of the headrest air conditioner according to the second embodiment.
본 발명에 있어 첨부된 도면은 종래 기술과의 차별성 및 명료성, 그리고 기술 파악의 편의를 위해 과장된 표현으로 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로서, 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 기술적 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 실시예는 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니며, 권리범위는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.In the present invention, the accompanying drawings may be shown in an exaggerated expression for distinction and clarity from the prior art, and convenience of understanding the technology. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary according to the intention or custom of the user or operator, so the definitions of these terms should be made based on the technical content throughout this specification. will be. On the other hand, the embodiments are only exemplary of the components presented in the claims of the present invention, do not limit the scope of the present invention, and the scope of rights should be interpreted based on the technical spirit throughout the specification of the present invention. .
명세서 전체에서, 어떤 구성이 어떤 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.Throughout the specification, when a certain component is said to "include" a certain component, it means that other components may be further included without excluding other components unless otherwise specified.
또한, 어떤 구성이 다른 구성에 "연결", "접속" 또는 "결합"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결', '직접적으로 접속' 또는 '직접적으로 결합'되어 있는 경우 만이 아니라, '그 중간에 다른 구성을 개재한 채로 연결', '그 중간에 다른 구성을 개재한 채로 접속' 또는 '그 중간에 다른 구성을 개재한 채로 결합'되는 경우도 있을 수 있음을 의미한다. 반면에, 어떤 구성이 다른 구성에 "직접 연결", "직접 접속" 또는 "직접 결합"되어 있다고 할 때는, 중간에 다른 구성이 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, when a component is said to be "connected", "connected" or "coupled" to another component, it is not only 'directly connected', 'directly connected' or 'directly coupled', but also 'the It means that there may be a case of 'connection through another structure in the middle', 'connection through another structure in the middle', or 'combined through another structure in the middle'. On the other hand, when a component is said to be “directly connected”, “directly connected”, or “directly coupled” to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
또한, "전", "후", "상", "하", "좌", "우", "일 단", "타 단", "양 단" 등과 같은 방향성 용어가 사용될 때 이는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 예시적으로 사용되는 것이므로 제한적으로 해석되어서는 안 되고, "제 1", "제 2"등의 용어가 사용될 때 이는 각 구성을 구별하기 위한 용어로서 제한적으로 해석되어서는 안 된다.In addition, when directional terms such as "front", "back", "upper", "lower", "left", "right", "one end", "the other end", "both ends", etc. are used, they refer to the disclosed drawings. Since it is used as an example in relation to the orientation of the elements, it should not be construed as being limited, and when terms such as "first" and "second" are used, they are terms for distinguishing each configuration and should not be construed as restrictive. .
본 발명의 실시예의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 사람에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 도면에서 실시예의 설명과 관계없는 부분에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.In order to more clearly describe the characteristics of the embodiments of the present invention, detailed descriptions of matters widely known to those skilled in the art to which the following embodiments belong will be omitted. In addition, detailed descriptions of parts not related to the description of the embodiment in the drawings will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 헤드레스트 공조장치의 제1실시예로서 개략적인 설치 상태도 및 측단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 헤드레스트 공조장치의 제2실시예로서 공조장치가 설치된 헤드레스트의 측단면도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도로서 상기 제2실시예에 따른 헤드레스트 공조장치의 정단면도이고, 도 4는 상기 제2실시예에 따른 헤드레스트 공조장치의 분해사시도이며, 도 5는 상기 제2실시예에 따른 헤드레스트 공조장치의 배면도이다.1 is a schematic installation state diagram and side sectional view of a first embodiment of a headrest air conditioner according to the present invention, and FIG. 2 is a headrest with an air conditioner installed as a second embodiment of a headrest air conditioner according to the present invention. Figure 3 is a front cross-sectional view of the headrest air conditioner according to the second embodiment, taken along line III-III of FIG. 2, and Figure 4 is an exploded perspective view of the headrest air conditioner according to the second embodiment. 5 is a rear view of the headrest air conditioner according to the second embodiment.
도 1과 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차의 헤드레스트 공조장치(100)는 케이스(110), 분리벽(120), 팬(130), 히터(140)를 포함한다.As shown in FIG. 1 , the
상기 케이스(110)는 대략 하부가 개방된 박스 형상으로서 헤드레스트쿠션(200)의 내부에 설치되며, 유로 형성 공간과 팬(130) 설치 공간을 형성한다.The
상기 분리벽(120)은 케이스(110)의 내부의 전후 방향 중앙에 상하 방향으로 길게 즉, 직립 상태로 설치되어 케이스(110)의 내부 공간을 전방 공간과 후방 공간으로 나눈다. 이때 전방 공간과 후방 공간의 상부는 서로 연결되며 하부는 각각 헤드레스트쿠션(200)의 하방으로 개구된다. 상기 후방 공간이 공기가 유입되는 유입유로(111)가 되고, 상기 전방 공간이 공기가 배출되는 배출유로(112)가 된다.The
상기 케이스(110)의 하부에는 유입유로(111)의 입구부와 배출유로(112)의 출구부가 형성되며, 이들은 헤드레스트의 하면을 통해 실내 공간으로 연통된다.An inlet of the
상기 유입유로(111)의 입구부와 배출유로(112)의 출구부의 사이에는 이들을 분리하는 중간부(113)가 형성된다. 중간부(113)에 의해 상기 분리벽(120)의 하단부가 지지될 수 있다. 중간부(113)의 후면부와 전면부는 각각 마주보는 유입유로(111) 입구부의 벽면 및 배출유로(112) 출구부의 벽면과 동일한 곡면 형상으로 형성되어 공기의 유입과 배출이 원활히 이루어질 수 있도록 되어 있다.An
특히, 배출유로(112)의 출구부 전방 내측 벽면은 토출 공기의 방향을 탑승자의 목과 어깨 쪽으로 유도하는 코안다 곡면(114)으로 형성된다. 코안다 곡면(114)은 코안다 효과(Coanda Effect: 유체가 점성에 의해 곡면을 따라서 흐르는 현상)에 의해 유체의 흐름 방향을 해당 곡면의 곡률 방향으로 유도하는 면을 지칭한다.In particular, the inner wall surface in front of the outlet of the
상기 분리벽(120)에는 직사각형의 관통홀(121)이 형성되고, 관통홀(121)에 히터(140)가 삽입 설치된다.A rectangular through
히터(140)는 예를 들어, PTC(Positive Temperature Coefficient)소자를 이용한 히터일 수 있다. PTC소자는 특정 온도 이상에서 저항이 급격하게 증가하여 전류 공급이 중단되므로 자동 온도 조절 기능을 가진다. 상기 히터(140)는 PTC소자를 얇게 도포한 면상형 발열체나, PTC소자를 내장한 판형 또는 막대형 발열체를 히트싱크와 결합하여 외관이 히트싱크 형태를 가지도록 제작될 수 있다. 히터(140)에 전류 공급을 위해 연결되는 전선의 도시는 생략하였다. The
본 발명의 히터(140)는 전체적으로 가로 길이가 긴 직육면체 형상이며, 표면에는 열교환 면적의 증가를 위해 다수의 방열핀(141)이 형성되어 있다. 다수의 방열핀(141)에 의해 열교환 면적이 증가되어 열교환 효율이 증가됨으로써 보다 적은 전력을 소비하면서도 공기를 용이하게 가열할 수 있게 된다. 따라서 히터(140)에 의한 전력 소비량이 감소된다. The
상기 방열핀(141)은 내부에 유체가 흐르지 않으므로 얇은 박판(예를 들어 두께 1mm 이하)으로 이루어질 수 있다.The
상기 히터(140)는 길이 방향으로 분리벽(120)의 관통홀(121)에 삽입 설치되며, 이에 따라 몸체의 일측 절반이 유입유로(111) 내부에 위치되고, 타측 절반이 배출유로(112) 내부에 위치된다. 따라서 히터(140)의 전체 방열핀(141) 중 절반은 유입유로(111)에 위치되고 나머지 절반은 배출유로(112)에 위치된다.The
따라서 헤드레스트의 내부로 유입된 공기는 유입유로(111)를 지나면서 히터(140)의 일측 부분과 열교환하여 1차 가열되고, 이후 배출유로(112)를 지나면서 히터(140)의 타측 부분과 열교환하여 2차 가열된다.Therefore, the air introduced into the inside of the headrest is primarily heated by heat exchange with one side of the
상기 방열핀(141)은 유로 상에서 공기 유동에 저항하지 않도록 공기의 이동 방향과 평행하게 형성된다. 즉, 방열핀(141)은 유입유로(111) 및 배출유로(112)의 상하 방향으로 길게 형성되며 방열핀(141)의 측면 즉, 방열면은 상기 상하 방향에 대해 직각인 수평 방향을 향한다.The
상기 팬(130)은 케이스(110)의 내부 상측 즉, 유입유로(111)와 배출유로(112)의 연결 공간의 일측에 설치된다. 팬(130)은 모터에 의해 회전 구동되는 것이며, 모터와 모터에 연결되는 전력 공급선은 도시 생략하였다.The
상기 팬(130)은 유입유로(111)와 배출유로(112)를 포함하는 전체 유로에 있어서 히터(140)의 일측 부분(상류측 열교환 부분)과 타측 부분(하류측 열교환 부분)의 사이에 위치된다. 그리고 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 히터(140)는 전체 방열핀(141)의 절반 개수씩 유입유로(111)와 배출유로(112)에 분산 배치되어 있다.The
따라서 팬(130)의 상류측 또는 하류측 유로에만 전체 개수의 방열핀이 집중 배치된 경우에 비하여 유로를 통과하는 공기의 유동 저항의 크기가 감소되며, 이에 상기 팬(130)에 요구되는 흡입 및 배출 성능이 감소될 수 있으므로, 상대적으로 크기가 작은 팬을 사용하거나 또는 동일한 팬을 저속 회전시킬 수 있게 되며, 이에 의해 팬(130)에 의한 전력 소비량이 감소될 수 있다.Therefore, compared to the case where the entire number of radiating fins is concentrated only in the upstream or downstream flow path of the
상기와 같은 구성에 의해, 본 발명에 따른 자동차의 헤드레스트 공조장치(100)는 팬(130)을 구동함으로써 차량 실내의 공기를 유입유로(111)로 흡입한 후 배출유로(112)를 통해 토출하여 탑승자의 목(보다 정확히는 목의 하부)과 어깨 부분에 송풍하는 것이 가능하다. 따라서 실내온이 그리 높지 않을 때는 일반 선풍기와 같이 사용하여 단순 송풍 기능에 의해 시원함을 느낄 수 있다. 또한 차량의 실내 냉방을 실시한 경우에는 실내의 찬 공기를 흡입하여 토출함으로써 탑승자의 목과 어깨 부분에 냉풍을 집중 공급함으로써 한층 시원함을 느낄 수 있다.With the configuration as described above, the
한편, 상기 히터(140)에 전류가 공급되어 발열 상태에서 팬(130)이 회전되면, 히터(140)의 방열핀(141) 표면과 공기가 열교환하여 히터(140)의 열이 공기로 전달됨으로써 공기가 가열되어 온도가 상승한다.On the other hand, when current is supplied to the
전술한 바와 같이, 헤드레스트의 후방 하단에 위치한 입구부를 통해 유입된 공기는 유입유로(111)를 통과하면서 히터(140)의 일측 부분에 의해 1차 가열되고, 팬(130)을 통과한 후 배출유로(112)를 통과하면서 히터(140)의 타측 부분에 의해 2차 가열된다.As described above, the air introduced through the inlet located at the lower rear of the headrest is primarily heated by one side of the
상기와 같이 공기가 유로를 통과하는 도중 2회에 걸쳐 가열되고, 다수의 방열핀(141)과 열교환하므로 열교환 면적이 증가된다. 따라서 열교환 횟수와 면적이 증가하여 열교환량이 증가함으로써 공기가 보다 효율적으로 가열될 수 있다.As described above, the air is heated twice while passing through the flow path and exchanges heat with the plurality of
또한 공기가 유입유로(111)와 배출유로(112)를 통과하는 동안 유동의 내부의 온도차에 의해 대류 열전달이 이루어져 유동 전체의 승온이 이루어질 수 있다.In addition, while the air passes through the
상기와 같이 1차 및 2차 가열 과정을 거쳐 승온된 공기가 배출구를 통해 토출되어 탑승자의 목과 어깨에 공급됨으로써 탑승자가 난방풍에 의한 온열감을 느낄 수 있다.As described above, the air heated through the first and second heating processes is discharged through the outlet and supplied to the neck and shoulders of the occupant, so that the occupants can feel the warmth caused by the heating wind.
상기와 같이 본 발명에 따른 자동차의 헤드레스트 공조장치는 다수의 방열핀(141)이 형성된 히터(140)를 이용함으로써 기존의 전기저항열선에 비하여 전력 소비량이 감소된다.As described above, the headrest air conditioner for a vehicle according to the present invention uses the
또한, 상기 방열핀(141)이 공기의 유동 방향과 같은 방향으로 형성됨으로써 유로를 통과하는 공기의 유동 저항이 매우 작으며, 이에 공기를 흡입 및 배출하는 상기 팬(130)의 회전속도를 감소시킬 수 있게 되어 전력 소비량이 감소된다.In addition, since the
상기와 같이 공기 가열 및 이동에 소모되는 전력 소비량이 감소됨으로써 본 발명에 따른 헤드레스트 공조장치가 전기 자동차에 적용될 경우 배터리 전력 사용량이 감소되어 차량의 주행거리가 증가될 수 있다.As described above, when the headrest air conditioner according to the present invention is applied to an electric vehicle by reducing power consumption for air heating and movement, battery power consumption is reduced and the driving distance of the vehicle can be increased.
한편, 본 발명에 다른 헤드레스트 공조장치는 공기 흡입구와 배출구가 탑승자의 귀에서 먼 부분인 헤드레스트의 하단면에 위치되고, 공기의 배출 방향도 경사 하방인 바, 점차 귀에서 멀어지는 방향으로 배출되기 때문에 공기의 흡입 및 배출시 탑승자가 느끼는 소음이 감소된다.On the other hand, in the headrest air conditioner according to the present invention, the air inlet and outlet are located on the lower surface of the headrest, which is a part far from the occupant's ears, and the air discharge direction is also downward, so that the air is gradually discharged in a direction away from the ears. Therefore, the noise felt by the occupant when air is inhaled and discharged is reduced.
또한, 상기와 같이 팬(130)의 회전속도를 감소시킬 수 있으므로 팬(130) 작동 소음이 감소된다.In addition, since the rotational speed of the
상기와 같이 본 발명에 따른 헤드레스트 공조장치는 전력 소비량 감소 및 소음 감소의 효과가 있다.As described above, the headrest air conditioner according to the present invention has effects of reducing power consumption and reducing noise.
또한, 배출유로(112)의 출구부 전방에 코안다 곡면(114)이 형성됨으로써 공기의 토출 방향이 탑승자의 귀가 아니라 목과 어깨쪽으로 정확히 유도되는 효과가 있다.In addition, since the Coanda curved
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 헤드레스트 공조장치의 제2실시예를 설명한다. 헤드레스트쿠션(200)의 내부에 케이스(110)가 설치되고, 케이스(110)의 내부에 분리벽(120), 팬(130), 히터(140)가 설치되는 것은 제1실시예와 동일하다.Hereinafter, a second embodiment of the headrest air conditioner according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5 . The
제2실시예에 따른 헤드레스트 공조장치(100)는 상기 케이스(110)를 감싸는 아웃터케이스(outer case)(150)가 더 설치될 수 있다. 아웃터케이스(150)는 상기 케이스(110)와의 사이에 헬름홀츠챔버(151)(헬름홀츠 공명기)를 형성한다. 헬름홀츠챔버(151)는 아웃터케이스(150)의 내측 전방부와 양측부를 연결하는 하나의 빈 공간이며, 외부에 대해 밀폐되어 있고, 상기 케이스(110)의 전방면에 형성된 헬름홀츠홀(110ba)을 통해서 배출유로(112)와 연통된다.In the
상기 헬름홀츠홀(110ba)은 케이스(110)의 전면부에 형성된 작은 크기(내경 1.0 ~ 2.0 mm 정도)의 관통홀이며 헬름홀츠챔버(151)의 영역에 해당되는 부분에 다수 형성된다. 여기서 상기 헬름홀츠홀(110ba)의 직경 및 개수와 헬름홀츠챔버(151)의 형상과 체적은 사전 반복 실험을 통해 배출유로(112)의 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있도록 설계될 수 있다.The Helmholtz holes 110ba are small-sized (internal diameter of about 1.0 to 2.0 mm) formed on the front portion of the
따라서 배출유로(112)의 공기 유동 소음 및 팬 작동 소음이 상기 헬름홀츠홀(110ba)을 통해 헬름홀츠챔버(151) 내부로 흡음됨으로써 헤드레스트의 외부로 배출되어 탑승자에게 전달되는 소음이 감소된다.Therefore, air flow noise and fan operation noise of the
또한, 상기 케이스(110)의 후면부에는 다수의 소음배출홀(110aa)이 형성되고, 상기 아웃터케이스(150)의 후면부에는 도 5와 같이 대략 직사각형의 개구홀(152)이 일정 간격으로 복수 개 형성된다. 상기 소음배출홀(110aa)은 상기 헬름홀츠홀(110ba)과 같이 직경이 작은 관통홀이다. 따라서 하나의 개구홀(152) 면적 범위 내에 다수의 소음배출홀(110aa)이 존재하게 된다.In addition, a plurality of noise exhaust holes 110aa are formed on the rear surface of the
상기 케이스(110)의 후면부와 아웃터케이스(150)의 후면부는 서로 밀착되어 있고, 아웃터케이스(150)는 헤드레스트쿠션(200)으로 둘러싸여 있다.The rear part of the
따라서 유입유로(111)내의 공기 유동 소음이 상기 소음배출홀(110aa)과 개구홀(152)을 통해 헤드레스트쿠션(200)에 흡수됨으로써 소음이 감소된다. 즉, 헤드레스트의 쿠션재(폴리우레탄 폼)가 흡음재 역할을 하여 소음을 감소시키는 것이다.Therefore, air flow noise in the
한편, 상기 케이스(110)는 후방 부분을 이루는 리어케이스(110a)와 전방 부분을 이루는 프론트케이스(110b)로 분할 형성될 수 있다. 상기 중간부(113)는 리어케이스(110a)의 하단 내측부에 형성된다. 중간부(113)에는 리어케이스(110a)의 폭 방향을 따라 일정 간격으로 복수의 격벽(113a)이 형성될 수 있다. 격벽(113a)에 의해 유입유로(111)의 유입구가 다수 부분으로 구획됨으로써 유입유로(111)의 유입구를 통해 공기는 원활하게 유입되나 공기 외의 작은 물건(휴지 등)이나 아이의 손 등이 헤드레스트의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, the
상기와 같이 케이스(110)가 리어케이스(110a)와 프론트케이스(110b)로 분할 형성됨으로써 케이스(110)의 내부에 분리벽(120)과 히터(140) 및 팬(130)을 용이하게 설치할 수 있다.As described above, since the
이상에서와 같이, 본 발명에 따르면 공기 가열과 팬 구동에 소비되는 전력량이 감소될 뿐만 아니라 탑승자가 느끼는 소음을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있는 자동차의 헤드레스트 공조장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a headrest air conditioner for a vehicle that can more effectively reduce noise felt by occupants as well as reduce the amount of power consumed for air heating and fan driving.
상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 기초로 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하 기술할 청구범위에 의하며, 상술한 발명의 구체적 내용을 토대로 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible based on common knowledge in the field to which the technology belongs. should understand Therefore, the true technical protection scope of the present invention is based on the claims to be described below, and should be determined based on the specific contents of the above-described invention.
본 발명은 자동차의 헤드레스트 공조장치에 관한 것으로, 자동차 시트의 헤드레스트와 관련된 산업 분야에 이용 가능하다.The present invention relates to a headrest air conditioner for a vehicle, and can be used in industries related to headrests for vehicle seats.
100 : 공조장치 110 : 케이스
110a : 리어케이스 110b : 프론트케이스
110aa : 소음배출홀 110ba : 헬름홀츠홀
111 : 유입유로 112 : 배출유로
113 : 중간부 113a : 격벽
114 : 코안다 곡면 120 : 분리벽
130 : 팬 140 : 히터
141 : 방열핀 150 : 아웃터케이스
151 : 헬름홀츠챔버 152 : 개구홀100: air conditioner 110: case
110a:
110aa: Noise emission hall 110ba: Helmholtz hall
111: inflow passage 112: discharge passage
113:
114: Coanda surface 120: dividing wall
130: fan 140: heater
141: radiation fin 150: outer case
151: Helmholtz chamber 152: opening hole
Claims (11)
상기 케이스의 내부에 설치되어 공기의 유입유로와 배출유로를 형성하는 분리벽;
상기 분리벽에 형성된 관통홀에 삽입 설치되고, 몸체의 일측부는 상기 유입유로에 위치되어 공기를 1차 가열하고, 몸체의 타측부는 상기 배출유로에 위치되어 공기를 2차 가열하는 히터;
상기 유입유로와 배출유로의 연결 공간에 설치된 팬;
을 포함하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.A case installed inside the headrest;
a partition wall installed inside the case to form an air inflow passage and an air outlet passage;
a heater inserted into the through hole formed in the partition wall, one side of the body positioned in the inflow passage to primarily heat air, and the other side of the body positioned in the outlet passage to heat air secondarily;
a fan installed in the connection space between the inflow passage and the discharge passage;
A headrest air conditioner for a vehicle including a.
상기 유입유로는 케이스의 후방에 상하 방향으로 형성되고, 상기 배출유로는 케이스의 전방에 상하 방향으로 형성되며, 상기 유입유로와 배출유로의 연결 공간은 케이스의 상부에 형성되고, 상기 유입유로의 유입구와 배출유로의 배출구는 헤드레스트의 하면에 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.The method of claim 1,
The inflow passage is formed in a vertical direction at the rear of the case, the discharge passage is formed in a vertical direction at the front of the case, a connection space between the inflow passage and the discharge passage is formed in an upper portion of the case, and an inlet of the inflow passage is formed. The headrest air conditioner for a vehicle, characterized in that the discharge port of the discharge passage is formed on the lower surface of the headrest.
상기 히터에 다수의 방열핀이 형성되고, 상기 방열핀들은 공기의 이동 방향과 평행하게 형성되며,
상기 히터의 전체 방열핀 중 절반은 상기 유입유로에 위치되고, 나머지 절반은 상기 배출유로에 위치되어 전체 유로에서 히터의 방열핀이 팬의 전방과 후방에 분산 배치된 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.The method of claim 1,
A plurality of radiating fins are formed in the heater, and the radiating fins are formed parallel to the moving direction of air,
A headrest air conditioner for a vehicle, characterized in that half of the total radiating fins of the heater are located in the inflow passage, and the other half are located in the discharge passage, so that the radiating fins of the heater are distributed in front and rear of the fan in the entire passage. .
상기 배출유로의 출구부 전방 내측면이 배출 공기를 탑승자의 목과 어깨 부위로 유도하는 코안다 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.The method of claim 1,
An automobile headrest air conditioner, characterized in that the inner surface of the outlet of the discharge passage is formed of a Coanda curved surface for guiding the exhaust air to the neck and shoulders of the occupant.
상기 케이스를 둘러싸는 아웃터케이스가 더 구비되고, 케이스와 아웃터케이스의 사이에 헬름홀츠챔버가 형성되며, 케이스의 전면부에 다수의 헬름홀츠홀이 형성되어 헬름홀츠챔버와 배출유로가 연통되는 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.The method of claim 1,
An outer case surrounding the case is further provided, a Helmholtz chamber is formed between the case and the outer case, and a plurality of Helmholtz holes are formed on the front side of the case so that the Helmholtz chamber and the discharge passage communicate. 's headrest air conditioner.
상기 헬름홀츠챔버는 아웃터케이스의 내부 전방부와 양측부를 연결하는 하나의 밀폐 공간인 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.The method of claim 6,
The Helmholtz chamber is a headrest air conditioning device for a vehicle, characterized in that one closed space connecting the inner front part and both sides of the outer case.
상기 케이스의 후면부에 다수의 소음배출홀이 형성되고, 상기 아웃터케이스의 후면부에 복수의 개구홀이 형성되어, 케이스 내부의 소음이 상기 소음배출홀과 개구홀을 통해 아웃터케이스를 감싸고 있는 헤드레스트쿠션으로 흡수되도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.The method of claim 6,
A headrest cushion in which a plurality of noise exhaust holes are formed on the rear surface of the case and a plurality of opening holes are formed on the rear surface of the outer case, so that the noise inside the case surrounds the outer case through the noise exhaust holes and the opening holes. A headrest air conditioner for a vehicle, characterized in that to be absorbed into.
상기 케이스가 프론트케이스와 리어케이스로 분할 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.The method of claim 1,
Headrest air conditioner for a vehicle, characterized in that the case is divided into a front case and a rear case.
상기 리어케이스의 하단 내측에 유입유로의 입구부와 배출유로의 출구부를 구획하는 중간부가 형성되고, 상기 중간부에 상기 분리벽의 하단부가 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.The method of claim 9,
A headrest air conditioner for a vehicle according to claim 1 , wherein an intermediate portion dividing an inlet portion of an inflow passage and an outlet portion of an discharge passage is formed inside a lower end of the rear case, and a lower portion of the partition wall is supported by the intermediate portion.
상기 중간부에 리어케이스의 폭 방향으로 다수의 격벽이 형성되고, 상기 격벽에 의해 유입유로의 유입구가 다수 부분으로 구획된 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.The method of claim 10,
A headrest air conditioner for a vehicle, characterized in that a plurality of partition walls are formed in the middle portion in the width direction of the rear case, and an inlet of the inflow passage is divided into a plurality of parts by the partition walls.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |