JP3443836B2 - 座席用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は座席用空調装置に関する
もので、例えば自動車用座席の周囲空間及び座席内を空
調するための空調装置として用いて有効である。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車用の空調装置では、エンジ
ンルーム内に開口した外気吸込口より外気を取り入れ、
あるいは車室前方に開口した内気吸込口より車室内空気
を取り入れ、この空気を熱交換器により冷却，加熱し、
車室前方のダッシュパネルに形成さた吹出口より空調空
気を車室に向けて吐出させている。この空調空気は乗員
の数に係わらず車室全体に対流されている。

【０００３】また、実開昭６０−５１１１５号公報、実
開昭６０−１６３１０６号公報には、車両用座席に空調
空気の吹出口を複数形成し、空調された空気を車両用座
席の表面から吹き出す空調装置が開示されている。空気
の吸込口は上述の従来例と同様、エンジンルーム内に開
口した外気吸込口あるいは車室前方に開口した内気吸込
口より取り入れており、座席表面より吹き出された空調
空気は先ずは座席近傍を空調するが、その後は車室内全
体を対流し、車室内壁等と熱交換されて温度が上昇した
後、内気吸込口より再吸入されるか、あるいは車室後方
に形成された空気排出口より車室外に排出されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例では、ダッシュパネルあるいは座席に形成され
た吹出口より空調空気が車室内全体に吹き出されて対流
しているため、乗員に快適感を与えるに必要な動力以上
の動力が消費されている。これは、本来着座している乗
員の周辺のみ空調できれば、乗員に快適感を与えるのに
は十分であるが、実際には車室内全体を対流しているた
め、最低限必要な動力以上の動力が消費されてしまうの
である。

【０００５】また、座席表面に形成された吹出口より空
調空気を吹き出すものでは、乗員が着座した際にその吹
出口が塞がれてしまい、十分に空調空気が吹き出され
ず、空気循環性能が悪化してしまう。さらに、座席を冷
却するために座席内に導いた空気が座席内で滞留してし
まうため、徐々に温まっていったり、逆に、座席を加熱
するために座席内に導いた空気が座席内で滞留して徐々
に冷えていったりして、座席内空調の役割を果たせなく
なってしまう。

【０００６】そこで、本発明は上記課題を解決すること
を目的とし、消費動力の低減を図るとともに、吹き出し
た冷気又は暖気を座席内に導いて座席を空調することを
課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために本発明の座席用空調装置は、車室空間内には
着座部、背もたれ部、ヘッドレストとからなる座席が車
両の床面に固定されており、一端側に形成された吸込口
より座席の周囲空間の空気を導入し、他端側に形成され
た吹出口より前記周囲空間に向けて空気を吹き出すため
の導風ダクトと、この導風ダクト内に配設され、前記吸
込口より導入された導入空気と熱交換することによっ
て、この導入空気を冷却または加熱する熱交換器とを備
え、前記吸込口もしくは吹出口の少なくとも一方口を着
座員が着座する前記着座部に配設し、他方口を前記周囲
空間を介して一方口と対向する前記ヘッドレストに配設
し、前記導風ダクトの内、前記吸込口より前記熱交換器
までの吸込ダクト部の少なくとも一部を前記座席内に配
設し、前記吹出口から吹き出された冷気又は暖気を、前
記吹出口と対向して配置された前記吸込口に吸い込ま
せ、着座している着座員の周辺のみを集中的に空調する
ことをその要旨とする。

【０００８】本発明の座席用空調装置によれば、吹出口
から吹き出された冷気または暖気はその吹出口と対向し
て配置された吸込口に吸い込まれるため、着座している
着座員の周辺のみを集中的に空調することができる。ま
た、吹出口から吹き出された冷気または暖気が座席内に
配設された吸込ダクト部に導入され、この導入空気によ
って座席を冷却または加熱することができる。なお、請
求項２に示すように、他方口は、Ｌ字状に屈曲したダク
トを有し、そのダクトの先端部にはジャバラ部が形成さ
れ、ダクトの開放端である口部は、ジャバラ部の屈曲に
よって口部の開口方向が着座員の頭上から車両の天井方
向まで任意に設定可能に構成してもよい。 また、請求項
３に示すように、着座部に配設した一方口を、着座員が
着座した際に塞がれてしまうことのない着座部の左右両
端部において、上方へ開口して配設してもよい。このよ
うにすれば、乗員が着座部に着座しても吹出口あるいは
吸込口が塞がれてしまうことがなく、従って空気循環は
良好であり、座席を冷却するために座席内に導いた空気
が座席内で滞留してしまうこともない。

【０００９】

【実施例】以下本発明の座席用空調装置を自動車用空調
装置として用いた場合の第１実施例について説明する。
図１は自動車の車室前方を模式的に示した断面図で、天
井１０６、フロントガラス１０８等で囲まれた車室空間
１２６内には着座部５０、背もたれ部５２、ヘッドレス
ト５８とからなる座席が車両の床面１１４に固定されて
いる。

【００１０】背もたれ部５２は着座部５０に対してその
傾斜角度が任意に調整可能なようにして連結されてお
り、その外形は金属性のフレーム８８およびスプリング
８４により形成されている。このフレーム８８の周囲に
はクッション材５６が配され、その表面は皮製、あるい
は布製の表皮５４によって覆われている。

【００１１】背もたれ部５２の上方部には、連接棒１１
６を介してヘッドレスト５８が上下動可能なように連接
されている。ヘッドレスト５８もその表面は表皮５７で
覆われ、その内部にクッション材５９が詰め込まれてい
る。背もたれ部５２内には、後述する第１ダクト６２の
吹出側となる第２ダクト６６が位置しており、この第２
ダクト６６はジャバラダクト６１を介して第１ダクト６
２に連結されている。第２ダクト６６は背もたれ部５２
の下方端から上方端に向かって延びており、図２に示す
ように、背もたれ部５２内のスプリング８４にブラケッ
ト８６によって固定されている。また、この第２ダクト
６６は、背もたれ部５２の下方端付近においてジャバラ
ダクト部６４が形成されており、ジャバラダクト部６４
は背もたれ部５２の傾斜角度が変化した時に、第２ダク
ト６６の角度変位を吸収するためのものである。

【００１２】図３はヘッドレスト５８の内部構造を詳細
に示す図である。背もたれ部５２の上方より突出した第
２ダクト６６の一端はジャバラダクト６８に連結され、
このジャバラダクト６８はヘッドレスト５８の芯材１２
４に連結されている。この芯材１２４は内部が中空とな
っており、ダクト機能とヘッドレスト５８の芯材機能と
を有している。ジャバラダクト６８はヘッドレスト５８
が上下に移動した際に、芯材１２４と第２ダクト６６と
の相対変位を吸収するためのものである。

【００１３】芯材１２４の上方開放端には第３ダクト７
０が連結されている。この第３ダクト７０の連結端には
板バネ１２２が配されており、この板バネ１２２が芯材
１２４の内周面に形成された切欠き１２８に係合するこ
とによって、第３ダクト７０が上下方向に位置調整が可
能なようになっている。

【００１４】第３ダクト７０はおよそＬ字状に屈曲して
おり、さらにその先端部にはジャバラ部１１８が形成さ
れている。そして、その開放端である吹出口７２はジャ
バラ部１１８の屈曲によりその開口方向が乗員の頭上か
ら車両の天井方向まで任意に設定可能となっている。吹
出口７２の近傍部には複数の孔が穿設されたパンチメタ
ル１２０が固定されている。

【００１５】これら第１〜第３ダクト６２，６６，７０
は樹脂材料よりなるもので、ダクト壁内に複数の空間部
がダクトの長手方向に延びるように形成されたハニカム
構造をなしている。この空間部によりダクト自体のヒー
トマスが低減され、最大冷房時の冷却時間の短縮化を図
ることができる。また、空間部は断熱作用もなしてお
り、とくに背もたれ部５２内に配される第２ダクト６６
においては、特に日射より座席自身に与えられる熱、あ
るいは乗員からの熱を遮断する効果が大きい。

【００１６】一方、背もたれ部５２内のクッション材５
６内部には、背もたれ部導入ダクト２０１が配置されて
おり、この背もたれ部導入ダクト２０１の開口端である
第１吸込口２０３が背もたれ部５２の左右両端部に開口
している。背もたれ部導入ダクト２０１を図４、図５を
参照して詳しく説明する。吸込口２０３は複数に分割さ
れており、背もたれ部５２の長手方向に長く、左右方向
に短い長方形状をなしており、乗員の着座動作に支障の
ないものとなっている。

【００１７】そして、複数の直方体部２０５が立設され
た基板部２０７に、冷熱シート２０９を重ねることによ
り、内部に格子状の空気通路２１１が形成されている。
基板部２０７は熱伝導率が低く、乗員による背圧に対し
折れ曲がらない硬質ゴム材料でできており、一方、冷熱
シート２０９は熱伝導率が高い軟質材でできている。

【００１８】背もたれ部導入ダクト２０１の下端には開
口部２１３が形成されており、ジャバラダクト２１５を
介して後述する分岐ダクト２１７に連通している。図６
は図１の着座部５０を矢印Ａ方向から見た部分断面図で
ある。図６に示すように、着座部５０はその外形がフレ
ーム５１によって形成されており、その表面は表皮４９
で覆われ、その内部にクッション材５３が詰め込まれて
いる。この着座部５０の両脇には、第１ダクト６２の吸
込側となる第４ダクト６３が位置しており、この第４ダ
クト６３の開口端である吸込口６０が開口している。空
調された空気がこの吸込口６０より導入され、第４ダク
ト６３を介して第１ダクト６２内に吸入される。吸込口
６０は車両の前後方向に長く、左右方向に短い長方形状
をなしており、乗員の着座動作に支障のないものとなっ
ている。

【００１９】また、着座部５０内のクッション材５３内
部には、着座部導入ダクト２２１が配置されており、こ
の着座部導入ダクト２２１の開口端である第２吸込口２
２３が着座部５０の左右両端部において上方へ開口して
いる。この着座部導入ダクト２２１の構成は、背もたれ
部導入ダクト２０１と同様であるが、図６に示すよう
に、第２吸込口２２３の手前でジャバラダクト部２２５
が形成されており、乗員が着座した際、体重でクッショ
ン材５３が沈下しても、それに伴って着座部導入ダクト
２２１も下方への位置調整が可能とされている。

【００２０】着座部導入ダクト２２１の下端には開口部
２２７が形成されており、ジャバラダクト２２９を介し
て分岐ダクト２１７に連通している。そして、分岐ダク
ト２１７は、着座部導入ダクト２２１からの通路と上述
した背もたれ部導入ダクト２０１からの通路とが合流し
た後、第４ダクト６３に連通している。また、両導入ダ
クト２０１，２２１からの通路の合流部分には第１ダン
パ２３１が設けられており、両導入ダクト２０１，２２
１からそれぞれ吸い込まれる風量の比率等を調節可能に
されている。

【００２１】さらに、分岐ダクト２１７と第４ダクト６
３との合流部分には第２ダンパ２３３が設けられてお
り、分岐ダクト２１７と第４ダクト６３とからそれぞれ
吸い込まれる風量の比率等を調節可能とされている。上
述した第１ダクト６２は着座部５０と床面１１４との間
の空間に位置し、第１ダクト６２の左右中心位置には電
動モータ７６で回転駆動されるブロワーファン７４が配
置されている。このブロワーファン７４の回転により吸
込口６０からの空気吸引力が発生する。

【００２２】第１ダクト６２内にはブロワーファン７４
の後流に従来より公知の冷媒蒸発器７８が配置さてお
り、この蒸発器７８によって吸込口６０より吸入された
空気の熱が奪われ冷却される。蒸発器７８のさらに後流
には、エンジン冷却水の熱を利用して空気を加熱するヒ
ータ８０が配されている。このヒータの前面にはヒータ
を通過する空気量を調整するためのエアミックスダンパ
８２が回動自在に配されている。

【００２３】蒸発器７８は従来より公知の冷凍サイクル
の一部をなすもので、図１に示されているように、冷媒
を圧縮する圧縮器９０、高温高圧冷媒を冷却する凝縮器
９２、凝縮された冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する
気液分離器９４、分離された液冷媒を膨張させて減圧す
る膨張弁９６とが順次冷媒配管によって連結されてい
る。

【００２４】ヒータ８０はエンジン９８とラジエータ１
００とを連結する配管に接続されており、ヒータ８０に
流入する高温冷却水の量は流量調整弁１０４によって制
御されている。また、エンジンよりラジエータに冷却水
を流入させるか否かは、配管中に配設されたサーモスタ
ット１０２によって制御されている。

【００２５】吸込口６０より吸入された空気は蒸発器７
８、ヒータ８０によって所望温度に空調されるが、その
空調制御方法は従来公知の方法を用いられている。ま
た、空気を冷却、加熱する手段は上述の蒸発器７８、ヒ
ータ８０に限られるものではなく、例えばペルチェ素子
を用いた電気式の熱交換器を用いることも可能である。

【００２６】次に本第１実施例の作動について説明す
る。図示しないファンスイッチおよびエアコンスイッチ
を乗員がオンさせると、ブロワーファン７４が回転する
と同時に圧縮器９０が駆動される。ブロワーファン７４
の吸引力より車室空間１２６の空気が吸込口６０より吸
い込まれ、蒸発器７８によって冷却される。蒸発器７８
の作動は従来より公知の作動である。冷却された空気は
エアミックスダンパ８２の回度に応じてヒータ８０を通
過する空気とヒータ８０を迂回する空気とに振り分けら
れる。

【００２７】ヒータ８０は従来より公知の作動をなすも
ので、ヒータ８０を通過した空気は所定温度まで加熱さ
れる。ヒータ８０によって加熱された空気と、ヒータ８
０を迂回した空気とがヒータ８０の後流域で混合されて
所望温度に温度調節され、さらに第２ダクト６６、第３
ダクト７０を介して吹出口７２より吹き出される。吹き
出された空気は乗員の頭部から足元側に向かって流下す
る。

【００２８】そして、吹き出された空調空気は吸込口６
０、第１吸込口２０３及び第２吸込口２２３に吸引され
る。この空気の流れを図中破線で示す。従来の空調装置
では車室空間１２６全体を空調していたのに対し、本実
施例では座席近傍の空間のみを空調しており、所謂ゾー
ン空調をなしている。

【００２９】また、第１吸込口２０３より吸い込まれた
空調空気は、背もたれ部５２内のクッション材５６内部
に配置された背もたれ部導入ダクト２０１に導入され
る。格子状の空気通路２１１を空調空気が通ることによ
り、例えば、その空調空気が冷房用の冷却空気の場合に
は、熱伝導率の高い冷熱シートを冷却する。その結果、
背もたれ部５２自体を冷却することができる。空気通路
２１１を通過した空調空気は、開口部２１３より排出さ
れ、ジャバラダクト２１５を介して分岐ダクト２１７に
流れ込む。

【００３０】一方、第２吸込口２２３より吸い込まれた
空調空気は、着座部５０内のクッション材５３内部に配
置された着座部導入ダクト２２１に導入される。上述の
背もたれ部導入ダクト２０１と同様に、着座部導入ダク
ト２２１内を空調空気が通ることにより、例えば冷却空
気であれば着座部５０自体を冷却することができる。着
座部導入ダクト２２１を通過した空気は、開口部２２７
より排出され、ジャバラダクト２２９を介して分岐ダク
ト２１７に流れ込む。

【００３１】分岐ダクト２１７において、着座部導入ダ
クト２２１からの空気と背もたれ部導入ダクト２０１か
らの空気とが合流し、第４ダクト６３に流れ込む。そし
て、第４ダクト６３において吸込口６０から吸い込んだ
空気と合流して第１ダクト６２に戻される。

【００３２】このように、空調空気を背もたれ部５２及
び着座部５０内に導入して、周辺空気だけでなく乗員が
着座している座席自身を空調することにより、より快適
な空調を行うことができる。また、第１ダンパ２３１に
よって、背もたれ部導入ダクト２０１、着座部導入ダク
ト２２１からそれぞれ吸い込まれる風量を調節すること
ができ、例えば、背もたれ部５２側を重点的に冷却し、
着座部５０をやや高目の温度に保つ等、微妙な空調が可
能となる。

【００３３】本発明者等の検討結果によれば、フィーリ
ングテストにより、背もたれ部５２の表面温度は２６〜
２８℃程度が快適であることが判った。一方、着座部５
０を冷却し過ぎると逆に不快感が生じることも判ったの
で、例えば、真夏時の室温３０℃以上といった状態の場
合には、背もたれ部５２側を重点的に冷却し、ある程度
時間が経って、車内が全体的に冷却された後は、着座部
導入ダクト２２１への空調空気の導入を停止する等の調
整を行なうとよい。

【００３４】さらに、吹出口７２は座席の上方、吸込口
６０は着座部の両脇、背もたれ部導入ダクト２０１への
第１吸込口２０３及び着座部導入ダクト２２１への第２
吸込口２２３は共に座席の両端部に設けられており、乗
員が着座した際にその吹出口７２や吸込口６０，２０
３，２２３が塞がれてしまうことはない。従って、空気
循環は良好であり、座席を冷却するために座席内に導い
た空気が座席内で滞留してしまうこともなく、良好な座
席内空調を実現することができる。

【００３５】また、吹出口７２と吸込口６０とが対向し
て設けられているため、冷風回収効率が良い。すなわ
ち、冷気は乗員近傍の冷房に大部分使用され、他の部分
を冷房するために使用される量は比較的少なく消費動力
の低減を図ることができる。この点については本願出願
人による特願平３−２９９２７６号に詳しく記載されて
いるのでここでは省略する。

【００３６】なお、上述した実施例では吹出口７２を吸
込口６０より上方に配置し、吹き出し風が流下する構成
としたが、例えば、図１に示される吸込口６０より空調
空気を吹き出させ、吹出口７２より空気を吸い込ませる
構成としても良い。この場合には、ブロワーファン７
４、蒸発器７８、ヒータ８０の配置順が図１に示される
ものとは逆順になる。この様な構成は、特に暖房を主目
的にした空調を行う場合に適している。

【００３７】次に、第２実施例について説明する。図７
は第２実施例を示す模式的断面図、図８は図７の着座部
５０を矢印Ｂ方向から見た部分断面図である。第１実施
例と同じ部分は同じ番号を付して詳しい説明を省略す
る。第１実施例では、着座部５０側に第４ダクト６３の
開口端である吸込口６０と、着座部導入ダクト２２１の
開口端である第２吸込口２２３との２つの吸込口を設け
たが、本第２実施例では第２吸込口２２３のみにされて
いる。そして、着座部導入ダクト２２１に至る途中で分
岐して第４ダクト６３に連通されている。この分岐部分
に第３ダンパ２５０が設けられており、着座部導入ダク
ト２２１側へ吸い込まれる風量と第４ダクト６３側へ吸
い込まれる風量の比率等を調節可能とされている。これ
以外の部分は第１実施例と同じである。

【００３８】本第２実施例によれば、着座部５０側の吸
込口が一つでよく、着座部５０の両脇に部材が存在しな
いのでスペースに余裕が生まれる。また、第３ダンパ２
５０により、例えば第２吸込口２２３から吸い込まれた
空調空気を全て着座部導入ダクト２２１側へ導いて急速
に着座部５０を空調したり、これ以上着座部５０の空調
は必要ないという場合には全て第４ダクト６３に導くな
どして微妙な空調が可能となる。

【００３９】また、上述の実施例では一つの座席につい
ての例であったが、二つ以上の座席に対しても、各座席
ごとにブロワーファン７４、蒸発器７８、エアミックス
ダンパ８２、ヒータ８０を配置し、圧縮器９０、凝縮器
９２、気液分離器９４、膨張弁９６、ラジエータ１００
等は共用すればよい。

【００４０】さらにまた、日射量を測定する日射センサ
ー、吸込口６０内には吸い込まれる空気温度を測定する
室内温度センサー、および乗員が所望温度に設定する温
度設定装置等を設け、それらからの入力信号に基づいて
エアミックスダンパ８２、あるいは第１〜第３ダンパの
開度を調整するとよい。

【００４１】尚、上述のすべての実施例は自動車用の空
調装置として本発明を用いた場合の例であったが、本発
明は自動車用に限定されるものではなく、他の座席の空
調に用いることが可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の座席用空
調装置を用いれば、着座している着座員の周辺のみを集
中的に空調することができ、所望温度までの達成時間の
短縮を図ることができると同時に必要冷房能力を低減す
ることができる。すなわち省動力を達成することができ
消費動力の低減を図るとともに、吹出口から吹き出され
た冷気または暖気が座席内に配設された吸込ダクト部に
導入され、この導入空気によって座席を冷却または加熱
し、より良好な空調を実現することができるという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の座席用空調装置を自動車用空調装置と
して用いた第１実施例を示す模式的断面図である。

【図２】第２ダクトの取付構造を示す図である。

【図３】ヘッドレスト部の詳細を示す断面図である。

【図４】第１実施例の座席の部分断面斜視図である。

【図５】背もたれ部導入ダクト部分断面斜視図である。

【図６】図１における着座部を矢印Ａ方向から見た部分
断面図である。

【図７】第２実施例を示す模式的断面図である。

【図８】図７の着座部を矢印Ｂ方向から見た部分断面図
である。

【符号の説明】

５０…着座部、 ５２…背もたれ部、 ５８…
ヘッドレスト、６０…吸込口、 ６２…第１ダク
ト、 ６３…第４ダクト、６６…第２ダクト、 ７０
…第３ダクト、 ７２…吹出口、７４…ブロワーファ
ン、７８…蒸発器、 ８０…ヒータ、９０…圧縮
器、 ９２…凝縮器、 ２０１…背もたれ部導
入ダクト、２０３…第１吸込口、 ２２１…着座部導入
ダクト、 ２２３…第２吸込口、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−191212（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−31548（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 - 3/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車室空間内には着座部、背もたれ部、ヘッ
   ドレストとからなる座席が車両の床面に固定されてお
   り、 一端側に形成された吸込口より座席の周囲空間の空気を
   導入し、他端側に形成された吹出口より前記周囲空間に
   向けて空気を吹き出すための導風ダクトと、 この導風ダクト内に配設され、前記吸込口より導入され
   た導入空気と熱交換することによって、この導入空気を
   冷却または加熱する熱交換器とを備え、 前記吸込口もしくは吹出口の少なくとも一方口を着座員
   が着座する前記着座部に配設し、 他方口を前記周囲空間を介して一方口と対向する前記ヘ
   ッドレストに配設し、 前記導風ダクトの内、前記吸込口より前記熱交換器まで
   の吸込ダクト部の少なくとも一部を前記座席内に配設
   し、前記吹出口から吹き出させた冷気又は暖気を、前記吹出
   口と対向して配置された前記吸込口に吸い込ませ、着座
   している着座員の周辺のみを集中的に空調 することを特
   徴とする座席用空調装置。
2. 【請求項２】 前記他方口は、Ｌ字状に屈曲したダクトを
   有し、そのダクトの先端部にはジャバラ部が形成され、
   前記ダクトの開放端である口部は、前記ジャバラ部の屈
   曲によって前記口部の開口方向が前記着座員の頭上から
   車両の天井方向まで任意に設定可能に構成されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の座席用空調装置。
3. 【請求項３】 前記着座部に配設した前記一方口を、着座
   員が着座した際に塞がれてしまうことのない前記着座部
   の左右両端部において、上方へ開口して配設したことを
   特徴とする請求項１に記載の座席用空調装置。