JPH05278452A - 座席用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空調に必要な消費動力の低減を図ることを目
的とする。 【構成】 着座部上方に配設された吹出口７２から空調
空気が下方に吹き出されるため、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７２の周りに設けられたエアカーテン用吹出口５から
吹き出された空気により、上述した空調空気の周囲にエ
アカーテンが形成される。従って、例えば冷房時にはエ
アカーテンがエアカーテン内部の冷気と外部の暖気とを
遮断し、空調空気の温度上昇が少なくなる。また、この
エアカーテンはエアカーテン用導風ダクト１内で空調す
る必要がなく例えば単に室内空気を循環させているだけ
でもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両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。この空調空気は着座
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、着座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
着座員の周辺のみ空調できれば、着座員に快適感を与え
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】そこで本発明は、消費動力の低減が可能な
座席用空調装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するためになされた本発明の座席用空調装置は、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、前記吹出口を着座員が着座する
着座部の一部に配設し、前記空調空気を必要空調部分に
吹き出すことにより、座席の周囲空間を空調する座席用
空調装置であって、一端側に形成されたエアカーテン用
吸込口より空気を導入し、他端側に形成されたエアカー
テン用吹出口より空気を吹き出すためのエアカーテン用
導風ダクトを備え、前記エアカーテン用吹出口を前記吹
出口の周りに設け、前記エアカーテン用吹出口より吹き
出した空気によって、前記吹出口より吹き出された空調
空気の周囲にエアカーテンを形成することを特徴とす
る。

【０００７】本発明の座席用空調装置によれば、例えば
着座部上方に配設された吹出口から空調空気が下方に吹
き出されるため、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、吹出口の周りに設け
られたエアカーテン用吹出口から吹き出された空気によ
り、上述した空調空気の周囲にエアカーテンが形成され
る。

【０００８】従って、例えば冷房時にはエアカーテンが
エアカーテン内部の冷気と外部の暖気とを遮断するた
め、空調空気の温度上昇が少なくなる。また、このエア
カーテンはエアカーテン用導風ダクト内で空調する必要
がなく例えば単に室内空気を循環させているだけでもよ
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。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。

【００１２】第１ダクト６２は、ジャバラダクト６４を
介して第２ダクト６６に連結されている。第２ダクト６
６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、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。ジャバラダクト６４は
背もたれ部５２の傾斜角度が変化した時に、第１ダクト
６２と第２ダクト６６と角度変位を吸収するためのもの
である。

【００１３】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６９に連
結されている。この芯材６９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。

【００１４】芯材６９の上方開放端には第３ダクト７０
が連結されている。第３ダクト７０はおよそＬ字状に屈
曲しており、天井１０６とほぼ平行に前方へ延出してい
る。そして、第３ダクト７０の天井１０６と平行な部分
の下側には複数の吹出口７２が形成されており、下方に
向かって空気を吹き出すようにされている。

【００１５】これら第１〜第３ダクト６２，６６，７０
が空調空気用の導風ダクトであり、加えてこの空調空気
用の導風ダクトとは連結しないエアカーテン用導風ダク
ト１も備えている。このエアカーテン用導風ダクト１の
一端に開口するエアカーテン用吸込口３は、着座部５０
に配置されている空調空気用の吸込口６０の周り（図１
では前方）に開口されている。そして、エアカーテン用
導風ダクト１は、第１ダクト６２と並行に配置され、背
もたれ部５２の後方において天井１０６に向かい、第３
ダクト７０と天井１０６との間を第３ダクト７０と並ん
で配置され、第３ダクトの吹出口７２の周り（図１では
前方）において、エアカーテン用吹出口５が開口されて
いる。このエアカーテン用吹出口５は、空調空気用の吹
出口７２の周り三方を囲むように配置したり、両側から
挟むように配置してもよい。

【００１６】これら第１〜第３ダクト６２，６６，７０
及びエアカーテン用導風ダクト１は樹脂材料よりなるも
ので、第１〜第３ダクト６２，６６，７０はそのダクト
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。

【００１７】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
着座員からの熱を遮断する効果が大きい。第１ダクト６
２内にはファンモータ７６により駆動される第１ブロワ
ーファン７４が配置され、その第１ブロワーファン７４
の後流には、従来より公知の冷媒蒸発器７８が配置され
ている。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。

【００１８】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、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。

【００１９】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。

【００２０】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、または加熱する手段は上述の蒸発器７
８、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。

【００２１】一方、エアカーテン用導風ダクト１内には
上述したファンモータ７６により駆動される第２ブロワ
ーファン７が配置されており、エアカーテン用吸込口３
より吸い込んだ空気をエアカーテン用吹出口５より吹き
出すよう構成されている。図１中、符号１１０は自動車
のボンネット、１１２はハンドルを示す。

【００２２】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
を着座員がオンさせると、第１ブロワーファン７４及び
第２ブロワーファン７が回転する。第１ブロワーファン
７４の吸引力により車室空間１２６の空気が吸込口６０
より吸い込まれ、蒸発器７８と熱交換して冷却される。
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。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
８０を迂回した空気とがヒータ８０の後流域で混合さ
れ、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。

【００２３】吹き出された空気は着座員の頭部から足元
側に向かって流下し、再度吸込口６０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。

【００２４】一方、第２ブロワーファン７の吸引力によ
り車室空間１２６の空気がエアカーテン用吸込口３より
吸い込まれ、エアカーテン用導風ダクト１を通ってエア
カーテン用吹出口５より吹き出される。吹き出された空
気は着座員の頭部から足元側に向かって流下する。そし
て、吹き出された空気はエアカーテン用吸込口３に再度
吸引される。この空気の流れを図１中に二点鎖線で示
す。

【００２５】このエアカーテン用吹出口５から吹き出さ
れた空気により、吹出口７２から吹き出された空調空気
の周囲にエアカーテンが形成される。従って、例えば冷
房時には、このエアカーテンがエアカーテン内部の冷気
と外部の暖気とを遮断する。このエアカーテンによる遮
断効果を実証するため、エアカーテンを形成した場合と
形成しない場合とを比較検討した結果を説明する。

【００２６】実験条件は、外気温度３５℃、相対湿度６
０％、日射量４３０Ｋｃａｌ／平方ｍ・ｈ、吹出口７２
からの空調空気側は吹出風温度１０℃、吹出風速７．５
ｍ／ｓ、コンデンサ前面風速４０ｋｍ／ｈ、そして、エ
アカーテン側は吹出風温度３５℃、吹出風速７．５ｍ／
ｓである。なお、本実験では、座席の両側を挟むように
エアカーテンを形成し、前方（フロントガラス１０８
側）にはエアカーテンは形成しないで行った。

【００２７】そして、車室内の所定点における温度を検
出したのであるが、車室内の温度は図２に示す第１検出
線ＤＬ１と第２検出線ＤＬ２の２種類の線上に熱電対を
配置することによって検出している。第１検出線ＤＬ１
は着座員Ｐのあご前からハンドル１１２を経由してフロ
ントガラス１０８に至り、その間を１４等分した位置に
それぞれ熱電対を配置してある。第２検出線ＤＬ２は着
座員Ｐの腰前から前方のダッシュボード下部辺りに至
り、その間をほぼ１３等分した位置にそれぞれ熱電対が
配置してある。

【００２８】図３（Ａ）には第１検出線ＤＬ１上の各検
出点における温度を示し、図３（Ｂ）には第２検出線Ｄ
Ｌ２上の各検出点における温度を示す。両図共、横軸が
各検出点の位置、縦軸が各検出点での温度を表し、白丸
がエアカーテンありの場合、黒丸がエアカーテン無しの
場合を表す。

【００２９】図３（Ａ）中の矢印イで示す部分、あるい
はそれよりも着座員Ｐ側では、エアカーテンが無い場合
よりもエアカーテンがある場合の方が温度が低下してい
る。これは、エアカーテン用吹出口５の近くでエアカー
テン気流の第２域であるため、エアカーテン外部の暖気
を良好に遮断しており、吹出冷気がエアカーテン内に充
満しているためだと考えられる。

【００３０】また、矢印ロで示す部分では、エアカーテ
ンが無い場合の方が有る場合よりも温度が低下してい
る。これは、エアカーテンから少し離れており、またエ
アカーテンの端であることからエアカーテン気流の第２
域から第３域の状態（拡散、巻き込み大）となり、周囲
の暖気を巻き込んでいるものと考えられる。

【００３１】矢印ハで示す部分では、エアカーテンが無
い場合よりもエアカーテンがある場合の方が温度が低下
している。これは、本実験例の場合、エアカーテンは前
方には形成されていないので、冷気が前に流れ、また、
エアカーテン気流により生じる暖気巻き込みにより温度
が低くなるためだと考えられる。

【００３２】このように、体の中でも比較的冷却される
ことを要求する上半身、特に頭周辺においては、エアカ
ーテンがあるとより温度が低くなり快適である。また、
フロントガラス１０８近傍でエアカーテンが無い場合よ
りも温度が高いが、着座員Ｐに対する冷房には何等影響
がない。

【００３３】一方、図３（Ｂ）中の矢印ニで示す部分で
は、それまで体に近づくにつれて徐々に温度が下がって
きたものが上昇している。これは、エアカーテン気流が
第３域となり、拡散や周囲の暖気の巻き込みが起こるこ
と、さらには、エアカーテン気流が着座員Ｐの大腿部に
衝突して拡散したり、まわりり込むことによって近傍の
温度を上昇させたためだと考えられる。

【００３４】また、矢印ホで示す部分では、エアカーテ
ンが無い場合、吹出冷気やエアカーテンから遠ざかって
いくにもかかわらず温度が低下している。これは、冷気
がかくはんせず滞留してしまっているものと考えられ
る。下半身は冷却されすぎると不快感を感じる場合もあ
り、図３（Ｂ）に示すように、エアカーテンが無い場合
に比べて温度がやや高い程度であるためあまり問題はな
い。逆に、矢印ホで示すように、エアカーテンが無い場
合には、着座員Ｐに対する冷房に直接関係のない位置に
おいて冷気が滞留している。従って、エアカーテンがあ
る場合の方が、本来着座している着座員の周辺のみ空調
できれば、着座員に快適感を与えるのには十分であると
いう観点からも効率的である。

【００３５】このように、吹出口７２から下方に吹き出
された冷気で、着座している着座員Ｐの周辺のみを集中
的に空調することができ、また、エアカーテン用吹出口
５から吹き出された空気により、冷気の周囲にエアカー
テンが形成される。従って、エアカーテンがエアカーテ
ン内部の冷気と外部の暖気とを遮断するため、冷気の温
度上昇が少なくなり、特に頭部周辺での効果が大きい。
そしてまた、このエアカーテンは内部と外部とを空気の
流れによって遮断できればよく、エアカーテン用導風ダ
クト１内でわざわざ冷却する必要がないため、単に室内
空気を循環させているだけでもよい。これらのことより
省動力が実現できる。

【００３６】次に、第２実施例を図４を参照して説明す
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３実施例以下も同様。第１実施例とは
第３ダクト７０及び吹出口７２の形状が異なるだけであ
る。本第２実施例の第３ダクト７０も、芯材６９の上方
開放端には連結されおよそＬ字状に屈曲しているが、さ
らにその開放端に吹出口７２が形成され、この吹出口７
２はジャバラ部（図示せず）の屈曲によりその開口方向
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
となっている。

【００３７】次に、第３実施例を図５を参照して説明す
る。第１実施例では１つのファンモータ７６で第１ブロ
ワーファン７４と第２ブロワーファン７とを回転させて
いたが、この第３実施例は第２ファンモータ９により第
２ブロワーファン７を回転させ、それぞれ別個の駆動で
きるようにした。さらに、ファンモータ７６及び第２フ
ァンモータ９の回転速度を可変にしたものである。

【００３８】例えば、エアカーテンの方は強く吹き出さ
せておけば、エアカーテンにより冷気とエアカーテン外
の暖気が遮断され、あまり暖められないため、冷気の吹
き出し速度を小さくして吹出量を少なくしても十分であ
る。従って、冷却に使用する動力は減少する。

【００３９】次に、第４実施例を図６及び図７を参照し
て説明する。この第４実施例は空調空気用の吸込口６０
とエアカーテン用吸込口３とを一体化したものである。
第１実施例と同じく１つのファンモータ７６で第１ブロ
ワーファン７４と第２ブロワーファン７とを回転させて
いるが、図６に示すように、ファンモータ７６に対して
同じ側にあり、第１ブロワーファン７４が上側、第２ブ
ロワーファン７が下側に配置されている。

【００４０】また、図７に示すように、空調空気用の吸
込口６０は内側に設けられており、吸込口６０より吸い
込まれた空気は上側の第１ブロワーファン７４によっ
て、蒸発器７８に向かって導かれる。また、エアカーテ
ン用吸込口３は外側に設けられており、エアカーテン用
吸込口３より吸い込まれた空気は下側の第２ブロワーフ
ァン７によって、エアカーテン用吹出口５に向かって導
かれる。

【００４１】次に、第５実施例を図８及び図９を参照し
て説明する。この第５実施例はエアカーテン風も空調し
ようとするものである。図８に示す場合には、第１実施
例で第１ダクト６２内だけに配置されていた蒸発器７８
を、エアカーテン用導風ダクト１にまで延長し、エアカ
ーテン用吸込口３から吸い込んだ空気も蒸発器７８によ
って冷却されることになる。

【００４２】また、図９（Ａ）に示すように、第１実施
例で第１ダクト６２内だけに配置されていたヒータ８０
もエアカーテン用導風ダクト１にまで延長し、エアカー
テン用のエアミックスダンパ２１を設けて、エアカーテ
ン用吸込口３から吸い込んだ空気を蒸発器７８とヒータ
８０とで空調するようにしてもよい。さらに、図９
（Ｂ）に示すように、エアカーテン用導風ダクト１内に
も、蒸発器２３、ヒータ２５、エアミックスダンパ２１
を設けてもよい。

【００４３】上述した第２〜第５実施例においても、吹
出口７２から下方に吹き出された冷気で、着座している
着座員Ｐの周辺のみを集中的に空調することができ、ま
た、エアカーテン用吹出口５から吹き出された空気によ
り、冷気の周囲にエアカーテンが形成される。従って、
エアカーテンがエアカーテン内部の冷気と外部の暖気と
を遮断するため、エアカーテン内部の冷気の温度上昇が
少なくなり、省動力化を達成することができる。

【００４４】また、上述の各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
席に空調空気用の吹出口７２及びエアカーテン用吹出口
５を設け、それぞれエアカーテンを形成するようにすれ
ばよい。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。

【００４５】

【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、吹出口から吹き出された空調空気に
より着座員の周辺のみを集中的に空調することができ、
また吹出口の周りに設けられたエアカーテン用吹出口か
ら吹き出された空気により、上述した空調空気の周囲に
エアカーテンが形成される。従って、例えば冷房時には
エアカーテンがエアカーテン内部の冷気と外部の暖気と
を遮断するため、空調空気の温度上昇が少なくなり、ま
たこのエアカーテンは単に室内空気を循環させているだ
けでもよく、省動力化を達成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】車室内の温度検出点を示す模式的断面図であ
る。

【図３】実験結果を示す図で、（Ａ）に第１検出線ＤＬ
１上の各検出点における温度を示す図、（Ｂ）は第２検
出線ＤＬ２上の各検出点における温度を示す図である。

【図４】第２実施例を示す模式的断面図である。

【図５】第３実施例を示す模式的断面図である。

【図６】第４実施例を示す模式的断面図である。

【図７】第４実施例における吸込口を示す斜視図であ
る。

【図８】第５実施例を示す模式的断面図である。

【図９】第５実施例の別形態示す概略説明図である。

【符号の説明】

ＤＬ１…第１検出線、 ＤＬ２…第２検出線、 Ｐ
…着座員、１…エアカーテン用導風ダクト、 ３…エ
アカーテン用吸込口、５…エアカーテン用吹出口、 ５
０…着座部、 ６０…吸込口、６２…第１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、７６…ファ
ンモータ、７８…蒸発器、 ８０…ヒータ、
８２…エアミックスダンパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大須賀 正彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、 前記吹出口を着座員が着座する着座部の一部に配設し、
   前記空調空気を必要空調部分に吹き出すことにより、座
   席の周囲空間を空調する座席用空調装置であって、 一端側に形成されたエアカーテン用吸込口より空気を導
   入し、他端側に形成されたエアカーテン用吹出口より空
   気を吹き出すためのエアカーテン用導風ダクトを備え、 前記エアカーテン用吹出口を前記吹出口の周りに設け、
   前記エアカーテン用吹出口より吹き出した空気によっ
   て、前記吹出口より吹き出された空調空気の周囲にエア
   カーテンを形成することを特徴とする座席用空調装置。