KR102527167B1 - 자동차의 헤드레스트 공조장치 - Google Patents

자동차의 헤드레스트 공조장치 Download PDF

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KR102527167B1
KR102527167B1 KR1020220138262A KR20220138262A KR102527167B1 KR 102527167 B1 KR102527167 B1 KR 102527167B1 KR 1020220138262 A KR1020220138262 A KR 1020220138262A KR 20220138262 A KR20220138262 A KR 20220138262A KR 102527167 B1 KR102527167 B1 KR 102527167B1
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박현준
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주식회사 서연이화
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Abstract

본 발명은 자동차의 헤드레스트 공조장치에 관한 것으로, 헤드레스트의 케이스 내부에 양측면에 면상발열체가 구비된 히터플레이트가 설치되고, 상기 히터플레이트에 의해 케이스의 내부 공간이 구획되어 유입유로와 배출유로가 형성된다.
따라서 저전력으로 효과적으로 공기를 가열할 수 있고, 유동 저항이 감소하여 소비 전력량이 감소된다.

Description

자동차의 헤드레스트 공조장치{AIR CONDITIONING DEVICE OF HEADREST FOR VEHICLE}
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.
자동차에는 공기조화장치(이하, 공조장치로 지칭함)가 구비되어 실내 공간에 냉풍과 온풍을 공급할 수 있도록 되어 있다.
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.
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.
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.
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.
그러나 상기와 같은 개별 공조장치는 전기저항열선을 이용하는 가열장치에 공기를 통과시켜 온풍을 생성하기 때문에 전력 소비량이 큰 문제점이 있었다. 이는 배터리 전력 소비량이 차량의 주행거리와 직결되는 전기자동차에 있어서 보다 큰 문제점으로 부각되고 있다.
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.
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.
일본 공표특허공보 특표2007-519563호(2007.07.19. 공표)
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.
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.
본 발명의 실시예에 따른 자동차의 헤드레스트 공조장치는, 헤드레스트의 내부에 설치되는 케이스; 상기 케이스의 내부에 설치되고, 측면에 면상발열체가 구비된 히터플레이트; 상기 히터플레이트에 의해 케이스의 내부 공간이 구획되어 형성된 유입유로와 배출유로; 상기 유입유로와 배출유로의 연결 공간에 설치된 팬;을 포함한다.
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.
상기 히터플레이트의 양측면에 면상발열체가 구비되고, 상기 유입유로와 배출유로에서 상기 양측 면상발열체와 각각 마주보는 벽면에 열전도플레이트가 설치된다.
상기 배출유로의 출구부 전방 내측면이 배출 공기를 탑승자의 목과 어깨 부위로 유도하는 코안다 곡면으로 형성된다.
상기 히터플레이트가 케이스의 전후 방향을 따라 일정 간격으로 복수개 설치되어 유로의 수가 증가되고, 유로의 간격은 좁아지며, 발열면의 수가 증가된다.
상기 히터플레이트에 공기 유동 방향의 하류 부분에서 상류 부분으로 공기를 역류시키는 다수의 역류홀이 형성된다.
상기 케이스를 둘러싸는 아웃터케이스가 더 구비되고, 케이스와 아웃터케이스의 사이에 헬름홀츠챔버가 형성되며, 케이스의 전면부에 다수의 헬름홀츠홀이 형성되어 헬름홀츠챔버와 배출유로가 연통된다.
상기 헬름홀츠챔버는 아웃터케이스의 내부 전방부와 양측부를 연결하는 하나의 밀폐 공간이다.
상기 케이스의 후면부에 다수의 소음배출홀이 형성되고, 상기 아웃터케이스의 후면부에 복수의 개구홀이 형성되어, 케이스 내부의 소음이 상기 소음배출홀과 개구홀을 통해 아웃터케이스를 감싸고 있는 헤드레스트쿠션으로 흡수된다.
상기 케이스가 프론트케이스와 리어케이스로 분할 구성된다.
상기 리어케이스의 하단 내측에 유입유로의 입구부와 배출유로의 출구부를 구획하는 중간부가 형성되고, 상기 중간부에 히터플레이트의 하단부가 지지된다.
상기 중간부에 리어케이스의 폭 방향으로 다수의 격벽이 형성되고, 상기 격벽에 히터플레이트의 하단부가 지지된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차의 헤드레스트 공조장치는, 공기 가열원으로서 면상발열체를 이용하므로 기존의 전기저항열선 타입의 가열장치에 비하여 전력 소비량이 감소되는 효과가 있다.
또한 헤드레스트 내부가 히터플레이트에 의해 흡입유로와 배출유로로 구분되고, 히터플레이트의 양측면에 각각 면상발열체가 구비되어 공기가 2차에 걸쳐 열교환됨으로써 열교환량이 증가하여 공기의 가열 성능이 향상되는 효과가 있다.
또한 배출유로의 출구가 헤드레스트의 하방을 향하여 형성되므로 탑승자에게 전달되는 소음량이 감소되는 효과가 있다.
또한 가열원으로서 면상발열체를 이용함으로써 공기의 유동저항이 감소되어 소음이 저감된다.
또한 공기 유동저항이 감소되어 풍량 손실이 감소됨으로써 팬 회전량을 감소시킬 수 있게 되므로 전력 소비량이 감소할 뿐만 아니라 더불어 소음도 저감된다.
또한 배출유로의 출구부에 탑승자의 목 및 어깨쪽을 향하는 코안다면이 형성됨으로써 공조풍이 보다 정확하게 탑승자의 목 및 어깨쪽으로 공급될 수 있다.
또한 공조장치의 케이스와 아웃터케이스 사이에 헬름홀츠 챔버(헬름홀츠 공명기)가 형성되어 공조장치 작동시 발생되는 소음을 흡수하여 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 케이스와 아웃터케이스에 소음배출을 위한 홀을 형성하여 소음을 헤드레스트쿠션에 흡수시킴으로써 소음이 저감되는 효과가 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
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.
도 1과 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차의 헤드레스트 공조장치(100)는 케이스(110), 히터플레이트(120), 유입유로(111)와 배출유로(112), 팬(130)을 포함한다.
상기 케이스(110)는 대략 하부가 개방된 박스 형상으로서 헤드레스트쿠션(200)의 내부에 설치되며, 유로 형성 공간과 팬(130) 설치 공간을 형성한다.
상기 히터플레이트(120)는 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.
상기 케이스(110)의 하부에는 유입유로(111)의 입구부와 배출유로(112)의 출구부가 형성되며, 이들은 헤드레스트의 하면을 통해 실내 공간으로 연통된다.
상기 유입유로(111)의 입구부와 배출유로(112)의 출구부의 사이에는 이들을 분리하는 중간부(113)가 형성된다. 중간부(113)에 의해 상기 히터플레이트(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.
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.
상기 히터플레이트(120)의 후면과 전면에는 각각 면상발열체(121,122)가 구비된다. 이들 면상발열체(121,122)는 CNT(Carbon Nano Tube), PCT(Poly-Cyclohexylene dimethylene terephthalate), 전도성 금속 분말을 함유한 도전성 페이스트를 히터플레이트(120)의 표면에 도포하여 형성한 것이며, 전류 공급을 위해 전극과 전극에 연결되는 전선을 포함하나, 이와 같은 구성은 매우 일반적인 것이므로 도시 및 설명을 생략한다.
상기 각각의 면상발열체(121,122)가 마주보는 케이스(110)의 내측면에는 열전도플레이트(141,142)가 부착된다. 열전도플레이트(141,142)는 예를 들어 알루미늄과 같이 열전도성이 우수한 금속 재질의 판재로서 면상발열체(121,122)의 복사열에 의해 가열되어 유로 공간으로 복사열을 방출하고, 접촉 공기에 전도열을 전달한다.
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.
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(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.
한편 상기 히터플레이트(120)의 면상발열체(121,122)가 작동되면 히터플레이트(120)의 양측 면 전체에서 열이 발생하여 유입유로(111) 및 배출유로(112)의 공간으로 복사된다.
상기 면상발열체(121,122)의 복사열은 대향 위치의 열전도플레이트(141,142)에 전달되어 열전도플레이트(141,142) 내에서 전도 및 축적됨으로써 열전도플레이트(141,142)가 가열된다. 가열된 열전도플레이트(141,142)에서도 복사열이 유입유로(111) 및 배출유로(112)로 방출된다.
따라서 유입유로(111)의 입구부로 흡입된 공기는 유입유로(111)를 지나면서 히터플레이트(120)의 일측면과 그에 대향된 열전도플레이트(141)로부터 복사열을 흡수하여 1차로 가열된다. 이때 히터플레이트(120)의 일측면과 열전도플레이트(141)에 접촉하여 흐르는 공기에는 열전도가 이루어질 수 있다.
상기와 같이 1차 가열된 공기는 팬(130)을 통과한 후 배출유로(112)를 통해 하강하면서 히터플레이트(120)의 타측면과 그에 대향된 열전도플레이트(142) 사이를 통과하며 복사 및 전도에 의해 2차 가열된다. 이때에도 히터플레이트(120)의 타측면과 열전도플레이트(142)에 접촉하여 흐르는 공기에는 열전도가 이루어질 수 있다.
또한 공기가 유입유로(111)와 배출유로(112)를 통과하는 동안 유동의 내부의 온도차에 의해 대류 열전달이 이루어져 유동 전체의 승온이 이루어질 수 있다.
상기와 같이 1차 및 2차 가열 과정을 거쳐 승온된 공기가 배출구를 통해 토출되어 탑승자의 목과 어깨에 공급됨으로써 탑승자가 난방풍에 의한 온열감을 느낄 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 자동차의 헤드레스트 공조장치는 면상발열체를 이용함으로써 기존의 전기저항열선에 비하여 전력 소비량이 감소된다(발생 열량이 같다고 할 때 면상발열체가 전기저항열선에 비해 적은 전력을 소비함).
또한, 공기가 헤드레스트의 하단부터 상단에 이르는 경로를 상승 및 하강하면서 이동하므로 긴 경로 동안 가열되고, 이동 중 유로의 양측 면에서 전달되는 열에 의해 가열되며, 유로의 양측 면 전체에서 발열(면 발열)이 이루어지므로 보다 적은 전력을 소비하면서 효율적으로 가열될 수 있다.
또한, 유로의 양측 면에서 공간으로 열전달이 이루어지고 유로 공간에는 유동 저항을 발생시키는 어떤 부품도 없기 때문에 유로를 통과하는 공기의 유동 저항이 매우 작으며, 이에 공기를 흡입 및 배출하는 상기 팬(130)의 회전속도를 감소시킬 수 있게 됨으로써 전력 소비량이 감소된다.
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.
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.
또한, 상기와 같이 팬(130)의 회전속도를 감소시킬 수 있으므로 팬(130) 작동 소음이 감소된다.
상기와 같이 본 발명에 따른 헤드레스트 공조장치는 전력 소비량 감소 및 소음 감소의 효과가 있다.
또한, 배출유로(112)의 출구부 전방에 코안다 곡면(114)이 형성됨으로써 공기의 토출 방향이 탑승자의 목과 어깨쪽으로 정확히 유도되는 효과가 있다.
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 히터플레이트(120)와 팬(130)이 설치되는 것은 제1실시예와 동일하다.
제2실시예에 따른 헤드레스트 공조장치(100)는 복수 개의 히터플레이트(120)를 구비할 수 있다. 유입유로(111)와 배출유로(112)를 분리하는 기본 히터플레이트(120) 이외에 추가로 설치되는 히터플레이트(120)의 양측면에도 면상발열체가 구비됨은 물론이다. 추가 설치되는 히터플레이트(120)는 유입유로(111) 또는 배출유로(112)에 설치될 수 있다. 도 2에는 배출유로(112)에 설치된 실시예가 도시되었다.
또한, 추가 설치되는 히터플레이트(120)는 상기 중간부(113)에 길이 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 격벽(113a)에 하단부가 지지될 수 있다.
상기와 같이 히터플레이트(120)가 추가 설치됨으로써 히터플레이트(120)에 의해 공간이 분리되어 유로의 수가 증가되고, 또한 발열면의 수가 증가되며, 발열면 사이의 거리가 감소된다. 따라서 개별 유로를 통과하는 공기량이 감소함과 더불어 개별 유로에 가해지는 열량은 증가됨으로써 보다 신속하게 공기를 가열할 수 있게 된다. 즉, 공기 가열 성능이 향상된다.
또한 상기 히터플레이트(120)에는 다수의 역류홀(123)이 형성된다. 역류홀(123)은 횡방향으로 길게 형성된 직선 형상의 홀이며 상하 방향으로 일정 간격으로 형성된다. 상기 역류홀(123)들을 통해서 공기 유동 흐름 방향의 하류 부분에서 상류 부분으로 역류(Backflow)가 발생할 수 있다. 즉, 배출유로(112)에서 유입유로(111)로 역류가 발생할 수 있으며, 따라서 역류된 공기가 유로를 다시 흐르면서 추가로 가열됨으로써 보다 쉽게 더 높은 온도로 승온될 수 있다. 즉, 공기 가열 성능이 향상된다.
한편, 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.
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 설계된다.
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.
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.
상기 케이스(110)의 후면부와 아웃터케이스(150)의 후면부는 서로 밀착되어 있고, 아웃터케이스(150)는 헤드레스트쿠션(200)으로 둘러싸여 있다.
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.
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.
상기와 같이 케이스(110)가 리어케이스(110a)와 프론트케이스(110b)로 분할 형성됨으로써 케이스(110)의 내부에 히터플레이트(120)와 팬(130)을 용이하게 설치할 수 있다.
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.
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.
본 발명은 자동차의 헤드레스트 공조장치에 관한 것으로, 자동차 시트의 헤드레스트와 관련된 산업 분야에 이용 가능하다.
100 : 공조장치 110 : 케이스
110a : 리어케이스 110b : 프론트케이스
110aa : 소음배출홀 110ba : 헬름홀츠홀
111 : 유입유로 112 : 배출유로
113 : 중간부 113a : 격벽
114 : 코안다 곡면 120 : 히터플레이트
121,122 : 면상발열체 123 : 역류홀
130 : 팬 141,142 : 열전도플레이트
150 : 아웃터케이스 151 : 헬름홀츠챔버
152 : 개구홀

Claims (12)

  1. 헤드레스트의 내부에 설치되는 케이스;
    상기 케이스의 내부에 설치되고, 측면에 면상발열체가 구비된 히터플레이트;
    상기 히터플레이트에 의해 케이스의 내부 공간이 구획되어 형성된 유입유로와 배출유로; 및
    상기 유입유로와 배출유로의 연결 공간에 설치된 팬;을 포함하고,
    상기 히터플레이트의 양측면에 면상발열체가 구비되고, 상기 유입유로와 배출유로에서 상기 양측 면상발열체와 각각 마주보는 벽면에 열전도플레이트가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    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.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배출유로의 출구부 전방 내측면이 배출 공기를 탑승자의 목과 어깨 부위로 유도하는 코안다 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터플레이트가 케이스의 전후 방향을 따라 일정 간격으로 복수개 설치되어 유로의 수가 증가되고, 유로의 간격은 좁아지며, 발열면의 수가 증가된 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터플레이트에 공기 유동 방향의 하류 부분에서 상류 부분으로 공기를 역류시키는 다수의 역류홀이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    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.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 헬름홀츠챔버는 아웃터케이스의 내부 전방부와 양측부를 연결하는 하나의 밀폐 공간인 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    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.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스가 프론트케이스와 리어케이스로 분할 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 리어케이스의 하단 내측에 유입유로의 입구부와 배출유로의 출구부를 구획하는 중간부가 형성되고, 상기 중간부에 히터플레이트의 하단부가 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 중간부에 리어케이스의 폭 방향으로 다수의 격벽이 형성되고, 상기 격벽에 히터플레이트의 하단부가 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차의 헤드레스트 공조장치.
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