JP7600975B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に設けられる空調装置に関する。

下記特許文献１には、この種の空調装置として、ＲＶ車の後部座席用のリヤ空調装置が開示されている。このリヤ空調装置は、後席座席よりも後方のクォータトリムに空調風の吹出口を備えている。このリヤ空調装置において、吹出口は、斜め前方且つ車室中心側へ吹き出すようにクォータトリムに設けられている。

特開２００８－１８９１８号公報

上記の空調装置によれば、クォータトリムの吹出口が後席座席よりも後方に設けられているため、この吹出口から吹き出した空調風を後部座席よりも前方にある乗員の足元まで確実に届けるのが難しい。すなわち、空調風は吹出口から車室に吹き出した後は車室内で拡散されるため、後部座席の乗員の足元まで届けるためには空調風に指向性を持たせて後部座席の乗員の足元まで誘導する必要がある。

このような問題に対しては、ダクトを前方に延長したり吹出口の数を増やしたりするという対策が有効であるが、この対策は、ダクト全般の複雑で大掛かりな設計変更を要するため、装置コストが高くなるという点や重量が増えるという点で不利である。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、車室内に空調風を簡単な構造を利用して効率良く供給することができる車両用空調装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、
車両に搭載される空調風供給装置であって、
車室に面する位置に設けられた吹出口を有するトリム部と、
車両シートのシートクッション部に車体フロア部との間の対向空間に設けられた空調風誘導部と、
を備え、
上記空調風誘導部は、空調風を上記車両の前後方向に誘導する誘導路と、上記トリム部の上記吹出口から上記車室に吹き出した空調風を上記誘導路に導入する導入開口と、上記誘導路から上記車室に空調風を導出する導出開口と、を有し、
上記車両シートは、上記トリム部の上記吹出口から最も離れた位置である前側位置から上記トリム部の上記吹出口に最も近い位置である後側位置までの間で上記前後方向にスライド可能なスライドシートであり、
上記空調風誘導部は、空調風を誘い込むために上記導入開口のまわりに立設して設けられた立設壁を有し、上記スライドシートの上記シートクッション部の下面に一体状に固定されており、上記スライドシートが上記前後方向にスライドすることに応じて前後に移動するように構成されており、
上記スライドシートが上記前側位置に配置されたときに上記トリム部の上記吹出口から吹き出した空調風を上記スライドシートよりも後方の領域に供給し、上記スライドシートが上記後側位置に配置されたときに上記トリム部の上記吹出口から吹き出した空調風を上記空調風誘導部によって誘導して上記スライドシートよりも前方の領域に供給する、空調風供給装置、
にある。

上述の態様の空調風供給装置において、トリム部には車室に面する位置に吹出口が設けられている。また、車両シートのシートクッション部と車体フロア部との間の対向空間には、誘導路と導入開口と導出開口を有する空調風誘導部が設けられている。

空調風誘導部によれば、トリム部の吹出口から車室に吹き出した空調風を導入開口から誘導路に導入し、誘導路で車両の前後方向に誘導したのち、この誘導路から導出開口を通じて車室に導出することができる。このため、車両シートの後方からこの車両シートの乗員の足元まで空調風を短距離の経路で誘導することが可能になる。

このとき、車両シートのシートクッション部と車体フロア部との間の対向空間を利用して、この対向空間に空調風誘導部を設けるようにすれば、空調用のダクトを延長したり吹出口の数を増やしたりするような複雑で大掛かりな設計変更を要しない。

以上のごとく、上述の態様によれば、車室内に空調風を簡単な構造を利用して効率良く供給することができる車両用空調装置を提供することが可能になる。

実施形態１にかかる車両の車室を側方からみた側面図。 図１のII-II線断面矢視図。 図１中の２列目の車両シートのシートクッション部を前側からみた図。 図３中の空調風誘導部を後側からみた図。 図４のV-V線断面矢視図。 ２列目の車両シートが前側位置にあるときにトリム部の吹出口から車室に空調風が供給される様子を示す平面図。 ２列目の車両シートが後側位置にあるときにトリム部の吹出口から車室に空調風が供給される様子を示す平面図。 トリム部の吹出口から吹き出した空調風のコアンダ効果を説明するための平面図。

上述の空調風供給装置において、上記空調風誘導部は、空調風を誘い込むために上記導入開口のまわりに立設して設けられた立設壁を有するのが好ましい。

この空調風供給装置によれば、空調風を導入開口に誘い込むのに有効な開口空間を形成するのに立設壁を利用できる。このため、トリム部の吹出口から吹き出した空調風が立設壁の表面に沿って導入開口に誘い込まれるように流れる空調風流れを形成させることができる。これにより、車両シートの後方からこの車両シートの乗員の足元まで誘導する空調風の風量を増やすことが可能になる。

上述の空調風供給装置において、上記車両シートは、前側位置から後側位置までの間で上記前後方向にスライド可能なスライドシートであり、
上記空調風誘導部は、上記スライドシートの上記シートクッション部の下面に一体状に固定されており、上記スライドシートが上記前側位置と上記後側位置のいずれかに配置されたときに、上記導入開口が上記トリム部の上記吹出口と対向するように構成されているのが好ましい。

この空調風供給装置によれば、空調風誘導部をスライドシートと一体化することによって、このスライドシートのスライド位置に応じて、トリム部の吹出口から吹き出した空調風の供給先を切り替えることができる。

以下、車両に搭載される空調風供給装置の実施形態の具体例について、図面を参照しつつ説明する。

なお、以下の説明で参照する図面において、車両前方を矢印ＦＲで示し、車両上方を矢印ＵＰで示し、車両内方を矢印ＩＮで示す。また、特にことわらない限り、車両に搭載された状態の空調風供給装置について、その前後方向（車長方向）を矢印Ｘで示し、その左右方向（車幅方向）を矢印Ｙで示し、その上下方向（車高方向）を矢印Ｚで示すものとする。

（実施形態１）
図１に示されるように、実施形態１にかかる車両１は、前席用の車両シート１０Ａと、後席用の２列の車両シート１０Ｂ，１０Ｃと、を備えるワンボックスカーである。車両シート１０Ａは、車室１ａの第１領域２に配置されている。車両シート１０Ｂは、車室１ａのうち第１領域２よりも後方の第２領域３に配置された２列目の車両シートである。この車両シート１０Ｂは、所謂「キャプテンシート」と称されるものであり、２つの車両シート１０Ｂが左右方向Ｙに互いに隣接して配置されている。車両シート１０Ｃは、車室１ａのうち第２領域３よりも後方の第３領域４に配置された３列目の車両シートである。この車両シート１０Ｃは、３人掛け用のシートであり、所謂「ベンチシート」と称されるものである。

なお、この車両１における車両シートの配列構造はあくまで例示的なものであって、図１のものに限定されるものではない。例えば、後席は２列以外であってもよい。また、各車両シートの構造及び形状は、図１に示されるものから適宜に変更が可能である。

車両シート１０Ｂは、左右方向Ｙの両側にシートレッグ部１３（図３を参照）を有し、このシートレッグ部１３が車体フロア部１ｂに前後方向Ｘに延びるように設けられたスライドレール１４を介して前後方向Ｘにスライド可能となるように支持されている。すなわち、この車両シート１０Ｂは、前側位置Ｐ１から後側位置Ｐ２までの間で前後方向Ｘにスライド可能なスライドシートとして構成されている。このため、乗員Ｃの脚部Ｌの位置は車両シート１０Ｂが前後方向Ｘにスライドすることに応じて前後に変化する。

図１に示されるように、実施形態１の空調風供給装置１０１は、車両１に搭載されるものであり、トリム部５と、空調風誘導部２０と、を備えている。

（トリム部の構造）
トリム部５は、車室１ａの第３領域４に突出状に設けられた右側の内装部品によって構成されている。このトリム部５は、車両シート１０Ｂよりも後方に配置されており、２つの吹出口８，９を有する。これら２つの吹出口８，９はいずれも、車両シート１０Ｂのシートクッション部１１よりも下方位置であって車室１ａの第３領域４に面する位置に互いに隣接して設けられている。また、これら２つの吹出口８，９は、ダクト６の内部に形成された空調風流路７に連通するように設けられている。このため、ヒータユニット（図示省略）で生成された空調風を、ダクト６の空調風流路７を介して２つの吹出口８，９から車室１ａに供給することができる。このとき、２つの吹出口８，９から吹き出す空調風は乗員の足元を温めるための温風とされる。

図２に示されるように、２つの吹出口８，９のうち前側に位置する第１吹出口８は、車室１ａに対して前斜め前方に向けて開口している。これに対して、２つの吹出口８，９のうち後側に位置する第２吹出口９は、車室１ａに対して前斜め前方に向けて開口しているが、第１吹出口８よりも若干前方側に傾いて開口している。すなわち、トリム部５を車室１ａの上方側から見たとき、前後方向Ｘに延びる仮想直線Ｋと第１吹出口８の開口方向とのなす角度θ１は、この仮想直線Ｋと第２吹出口９の開口方向とのなす角度θ２を若干上回るようになっている。このような構成によれば、２つの吹出口８，９のそれぞれから吹き出した空調風を互いの境界部分において干渉させることができる。

トリム部５は、空調風流路７において第１吹出口８と第２吹出口９との間に凸状に設けられた流れ規制部６ａを有する。このとき、空調風流路７を空調風が流れる方向について第１吹出口８の上流側に第２吹出口９が配置されている。流れ規制部６ａは、第２吹出口９に向かう空調風の流れの一部を遮って規制することにより第２吹出口９に比べて第１吹出口８に向けて流れる空調風の分流比率を増やすように構成されている。

本構成によれば、第１吹出口８から吹き出す空調風は、第２吹出口９から吹き出す空調風よりも風量が多く且つ吹き出し風速が速い主流となる。このため、第１吹出口８を「主流吹出口」或いは「主流開口」ということもできる。これに対して、第２吹出口９から吹き出す空調風は、第１吹出口８から吹き出す空調風よりも風量が少なく且つ吹き出し風速が遅い副流となる。このため、第２吹出口９を「副流吹出口」或いは「副流開口」ということもできる。

（空調風誘導部の構造）
空調風誘導部２０は、左右の車両シート１０Ｂのそれぞれのシートクッション部１１と車体フロア部１ｂとの間の対向空間１２に設けられている。シートクッション部１１の上面は乗員Ｃの着座面となる。空調風誘導部２０は、車両シート１０Ｂのシートクッション部１１の下面に一体状に固定されている。このため、空調風誘導部２０は、車両シート１０Ｂが前後方向Ｘにスライドすることに応じて前後に移動する。

空調風誘導部２０は、誘導路２１と、導入開口２４と、導出開口２７と、を有する。誘導路２１は、空調風を車両１の前後方向Ｘに誘導するための誘導空間である。導入開口２４は、トリム部５の吹出口８，９から車室１ａに吹き出した空調風の一部を誘導路２１に導入するための開口部分である。導出開口２７は、誘導路２１から車室１ａに空調風を導出するための開口部分である。

図３に示されるように、空調風誘導部２０は、誘導路２１の前側を区画する前壁２５と、誘導路２１の右側を区画する右壁２８と、誘導路２１の左側を区画する左壁２９と、を有する。前壁２５には、導出開口２７を構成する格子状のスリット開口を有するスリット部２６が設けられている。

図４に示されるように、空調風誘導部２０は、さらに、誘導路２１の後側を区画する後壁２２を有する。後壁２２には、導入開口２４を構成する格子状のスリット開口を有するスリット部２３が設けられている。スリット部２３は、空間を隔てて、トリム部５の吹出口８，９と向かい合うように配置されている。

なお、誘導路２１の上側は、車両シート１０Ｂのシートクッション部１１の下面によって区画され、誘導路２１の下側は、車体フロア部１ｂの表面によって区画されている。これにより、誘導路２１は、導入開口２４及び導出開口２７のそれぞれの開口部分と、車体フロア部１ｂの表面との間に形成される僅かな隙間と、を除いて、前後方向Ｘと左右方向Ｙと上下方向Ｚの三方向について密閉状に区画された密閉空間となる。このとき、誘導路２１は、概ね四角柱形状をなすように形成される。

図４及び図５に示されるように、空調風誘導部２０は、導入開口２４のまわりに立設して設けられた立設壁２２ａを有する。この立設壁２２ａによって囲まれる空間２２ｂは、空調風を導入開口２４に誘い込むのに有効な開口空間となっている。このため、図５に示されるように、第１吹出口８から吹き出した空調風が立設壁２２ａの表面に沿って導入開口２４に誘い込まれるような空調風流れ（図５中の矢印を参照）が形成される。

次に、図６及び図７を参照しながら、トリム部５の２つの吹出口８，９から車室１ａに空調風が吹き出すときの様子について説明する。

図６に示されるように、２列目の車両シート１０Ｂが前側位置Ｐ１にあるとき、車室１ａの第３領域４の前後方向Ｘの距離が最大になる。このとき、車両シート１０Ｂは、前後方向Ｘの各スライド位置の中でトリム部５の２つの吹出口８，９から最も離れた位置に配置される。このとき、２つの吹出口８，９から吹き出した空調風は、主に、車室１ａの第３領域４に供給される。

図７に示されるように、２列目の車両シート１０Ｂが後側位置Ｐ２にあるとき、車室１ａの第３領域４の前後方向Ｘの距離が最小になる。このとき、車両シート１０Ｂは、前後方向Ｘの各スライド位置の中でトリム部５の２つの吹出口８，９に最も近い位置に配置される。このため、２つの吹出口８，９から吹き出した空調風は、右側の車両シート１０Ｂのシートクッション部１１の下方に設けられた空調風誘導部２０によって誘導される。

空調風は、空調風誘導部２０の誘導路２１を通じて車室１ａの第３領域４から第２領域３に抜けるように前方へ流れる。誘導路２１は、前述のように、その上下及び左右がともに仕切られており、空調風の前後方向Ｘのみの流れを許容する。したがって、この誘導路２１は、単なる開口空間に空調風を流すのとは異なり、第３領域４から第２領域３へと指向性を持たせて空調風を誘導するのに有効である。このとき、２つの吹出口８，９から吹き出した空調風は、車室１ａの第２領域３と第３領域４の両方に供給される。

図６及び図７を参照した場合、空調風誘導部２０をスライドシートである車両シート１０Ｂと一体化することによって、この車両シート１０Ｂのスライド位置に応じて、トリム部５の吹出口８，９から吹き出した空調風の供給先を切り替えることができる。

空調風誘導部２０を使用することによって、トリム部５の位置に制約がある場合であっても、このトリム部５に設けられている吹出口８，９から吹き出した空調風を吹出口８，９から離れた第２領域３まで確実に誘導することができる。

図８に示されるように、トリム部５が、例えば車両シート１０Ｃの真横に配置されている場合、第１吹出口８は、車室１ａに吹き出した空調風が対象とする障害物Ｗに隣接した第１供給領域Ａ１に供給されるように開口している。ここで、車両シート１０Ｃの右側のシートレッグ部１３を障害物Ｗとしている。これに対して、第２吹出口９は、車室１ａに吹き出した空調風が障害物Ｗと第１供給領域Ａ１との境界に位置する第２供給領域Ａ２に供給されるように開口している。

第１吹出口８から吹き出す空調風は吹き出し風速が速く風量が十分に確保できるため、第１供給領域Ａ１においてこの第１吹出口８から離れた位置にある空調対象である車両シート１０Ｃの右側及び中央の乗員の足元を直接狙うことができる。このため、第１吹出口８から吹き出した空調風を、障害物Ｗに邪魔されることなく、第１供給領域Ａ１にある乗員の足元に届けることができる。

これに対して、第２吹出口９から吹き出す空調風の吹き出し風速が遅く風量が不足している場合には、この第２吹出口９から離れた位置にある空調対象である車両シート１０Ｃの左側の乗員の足元を直接狙うのが難しい。このため、第２吹出口９から吹き出した空調風を、車両シート１０Ｃの左側の乗員の足元に十分に届けるのが難しい。

そこで、本実施形態のトリム部５は、２つの吹出口８，９のうち第１吹出口８から車室１ａに吹き出した空調風が第２吹出口９から車室１ａに吹き出した空調風をコアンダ効果により引き込んで風量を高めるように構成されている。このコアンダ効果を得るために、２つの吹出口８，９の配置及び向き、２つの吹出口８，９の相対的な吹き出し風速の関係を適宜に設定するのが好ましい。

ここでいう「コアンダ効果」とは、流体に関する既知の現象を利用したものであり、その詳細な説明を省略するが、概して、流体がその粘性の効果により周りの流体を巻き込むように或いは引っ張るように引き込んで流れるような現象をいう。

本実施形態の場合、流速が速い主流である空調風（第１吹出口８から吹き出した空調風）がその粘性の効果により周りの流速が遅い副流（第２吹出口９から吹き出した空調風）を引き込んで流れるような現象がコアンダ効果に該当する。このコアンダ効果を得るために、前記の流れ規制部６ａ（図２を参照）を利用して、第１吹出口８から吹き出す空調風の吹き出し風速が速くなり、第２吹出口９から吹き出す空調風の吹き出し風速が第１吹出口８よりも遅くなるように制御するのが好ましい。

このコアンダ効果を得るための構造（以下、「コアンダ構造」という。）によれば、第２吹出口９から吹き出した空調風の吹き出し風速が遅い場合であっても、この空調風が車室１ａを流れる過程で第１吹出口８から吹き出した空調風によって巻き込まれるようにして引き込まれることによってその風量が増える。このとき、第１供給領域Ａ１と第２供給領域Ａ２との境界部分に、第１吹出口８から吹き出した空調風が第２吹出口９から吹き出した空調風を巻き込んでなるコアンダ流Ｆが形成される（図８を参照）。

これにより、第２吹出口９から吹き出した空調風を、障害物Ｗを越えた左斜め前方の第３供給領域Ａ３まで引っ張ることができ、車両シート１０Ｃの左側の乗員の足元に十分な風量で届けることが可能になる。すなわち、第２吹出口９による第２供給領域Ａ２を、コアンダ効果を得られない場合に比べて、第３供給領域Ａ３までのばすことができる。その結果、吹出口８，９の位置や数が限られている場合であっても、第１吹出口８と第２吹出口９のそれぞれから吹き出す空調風の協働によって、車室１ａ内の広範囲に空調風をバランス良く届けることが可能になる。

なお、本発明者は、コンピュータシステムを用いて実際に実施した流体解析（ＣＦＤ解析）において本効果を確認している。

次に、上述の実施形態１の作用効果について説明する。

実施形態１の空調風供給装置１０１において、トリム部５には車室１ａに面する位置に吹出口８，９が設けられている。また、車両シート１０Ｂのシートクッション部１１と車体フロア部１ｂとの間の対向空間１２には、誘導路２１と導入開口２４と導出開口２７を有する空調風誘導部２０が設けられている。

空調風誘導部２０によれば、トリム部５の吹出口８，９から車室１ａに吹き出した空調風を導入開口２４から誘導路２１に導入し、誘導路２１で車両１の前後方向Ｘに誘導したのち、この誘導路２１から導出開口２７を通じて車室１ａに導出することができる。このため、車両シート１０Ｂの後方からこの車両シート１０Ｂの乗員Ｃの足元まで空調風を短距離の経路で誘導することが可能になる。

このとき、車両シート１０Ｂのシートクッション部１１と車体フロア部１ｂとの間の対向空間１２を利用して、この対向空間１２に空調風誘導部２０を設けるようにすれば、空調用のダクトを延長したり吹出口の数を増やしたりするような複雑で大掛かりな設計変更を要しない。

以上のごとく、実施形態１によれば、車室１ａ内に空調風を簡単な構造を利用して効率良く供給することができる空調風供給装置１０１を提供することが可能になる。

また、空調風供給装置１０１は、コアンダ構造と空調風誘導部２０を兼ね備えることによって、空調風を車室１ａ内の遠い領域まで届ける機能と、空調風を所望の領域まで指向性を持たせて誘導する機能と、を両立するのに有効である。

本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。

上述の実施形態では、空調風誘導部２０の導入開口２４のまわりに立設壁２２ａを設ける場合について例示したが、例えば、所望の風量の空調風を導入開口２４から誘導路２１に導入できる場合には、この立設壁２２ａを省略してもよい。

上述の実施形態では、スライドシートである車両シート１０Ｂに空調風誘導部２０を設ける場合について例示したが、これに代えて、車両シート１０Ｂ以外の別のスライドシートや、車体フロア部１ｂにスライド不能に固定される固定式の車両シートに、空調風誘導部２０に相当する構造を設けるようにしてもよい。

上述の実施形態では、空調風誘導部２０とコアンダ構造の両方を兼ね備える空調風供給装置１０１について例示したが、この空調風供給装置１０１においてコアンダ構造のみを省略することもできる。

上述の実施形態では、トリム部５を車両シート１０Ｂよりも後方に配置し、車両シート１０Ｂが後側位置Ｐ２にあるときに吹出口８，９から吹き出した空調風を空調風誘導部２０によって前方へ誘導する場合について例示したが、これに代えて、トリム部５を車両シート１０Ｂよりも前方に配置し、車両シート１０Ｂが前側位置Ｐ１にあるときに吹出口８，９から吹き出した空調風を空調風誘導部２０によって後方へ誘導するようにしてもよい。

上述の実施形態では、トリム部５に２つの吹出口８，９を設ける場合について例示したが、吹出口の数はこれに限定されるものではなく、必要に応じて吹出口の数を１つ或いは３つ以上にすることもできる。また、第１吹出口８から吹き出す空調風を主流とし、第２吹出口９から吹き出す空調風を副流とする場合について例示したが、これに代えて、第２吹出口９から吹き出す空調風を主流とし、第１吹出口８から吹き出す空調風を副流とする構造や、２つの吹出口８，９から吹き出す空調風の吹き出し速度や風量が概ね同一となるような構造を採用することもできる。

上述の実施形態では、ヒータユニットで生成した温風を空調風として車室１ａに供給する構造について例示したが、本構造を、冷風を空調風として車室１ａに供給する構造に適用できることは勿論である。

１ 車両
１ａ 車室
１ｂ 車体フロア部
５ トリム部
８ 第１吹出口（吹出口）
９ 第２吹出口（吹出口）
１０Ｂ 車両シート
１１ シートクッション部
１２ 対向空間
２０ 空調風誘導部
２１ 誘導路
２２ａ 立設壁
２４ 導入開口
２７ 導出開口
１０１ 空調風供給装置
Ｐ１ 前側位置
Ｐ２ 後側位置
Ｘ 前後方向

Claims (1)

1. 車両に搭載される空調風供給装置であって、
   車室に面する位置に設けられた吹出口を有するトリム部と、
   車両シートのシートクッション部に車体フロア部との間の対向空間に設けられた空調風誘導部と、
   を備え、
   上記空調風誘導部は、空調風を上記車両の前後方向に誘導する誘導路と、上記トリム部の上記吹出口から上記車室に吹き出した空調風を上記誘導路に導入する導入開口と、上記誘導路から上記車室に空調風を導出する導出開口と、を有し、
   上記車両シートは、上記トリム部の上記吹出口から最も離れた位置である前側位置から上記トリム部の上記吹出口に最も近い位置である後側位置までの間で上記前後方向にスライド可能なスライドシートであり、
   上記空調風誘導部は、空調風を誘い込むために上記導入開口のまわりに立設して設けられた立設壁を有し、上記スライドシートの上記シートクッション部の下面に一体状に固定されており、上記スライドシートが上記前後方向にスライドすることに応じて前後に移動するように構成されており、
   上記スライドシートが上記前側位置に配置されたときに上記トリム部の上記吹出口から吹き出した空調風を上記スライドシートよりも後方の領域に供給し、上記スライドシートが上記後側位置に配置されたときに上記トリム部の上記吹出口から吹き出した空調風を上記空調風誘導部によって誘導して上記スライドシートよりも前方の領域に供給する、空調風供給装置。

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