車両用空調装置
【課題】本発明は、車両の下方から上方に空調空気を輸送する際に、空調空気の熱ロスを低減可能な車両用空調装置を提供する。
【解決手段】座席１２内部には、上下方向に配管部３が設けられており、配管部３はペルチェ素子２と接続されている。ヘッドレスト１２１の上面には、ヘッドレスト通風口３２２が上側を向いて形成されている。車両の天井１４には空気を流通可能な天井配管部４が設けられている。天井配管部４において、ヘッドレスト通風口３２２の上方かつヘッドレスト通風口３２２と対応する位置には、複数の天井開口部４１１からなる第１天井通風部４１が形成されている。また、天井配管部４において、車両の第１天井通風部４１より車両の前方には空気を吹き出し可能な第２天井通風部４２が形成されている。ヘッドレスト通風口３２２と第１天井通風部４１とが離間して配置されている。
【解決手段】座席１２内部には、上下方向に配管部３が設けられており、配管部３はペルチェ素子２と接続されている。ヘッドレスト１２１の上面には、ヘッドレスト通風口３２２が上側を向いて形成されている。車両の天井１４には空気を流通可能な天井配管部４が設けられている。天井配管部４において、ヘッドレスト通風口３２２の上方かつヘッドレスト通風口３２２と対応する位置には、複数の天井開口部４１１からなる第１天井通風部４１が形成されている。また、天井配管部４において、車両の第１天井通風部４１より車両の前方には空気を吹き出し可能な第２天井通風部４２が形成されている。ヘッドレスト通風口３２２と第１天井通風部４１とが離間して配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、床下にペルチェ素子が設置された車両が開示されている。ペルチェ素子の吸熱フィンは車体の床から車体の下に向けて設けられており、ペルチェ素子に固定された放熱板が乗員の足元に配置されている。
【０００３】
特許文献２には、車室の前席側の空間と後席側の空間との間にエアカーテンを形成する空気を送風するエアカーテン装置と、車両前側から前席側の空間に向けて空気を送風する前席空調ユニットおよび車両側方から後席側の空間に向けて空気を送風する後席空調ユニットを備える車両用空調装置が開示されている。後席空調ユニットは、車両の側面部に配置されている。また、後席空調ユニットと接続されたフェイスダクト（２１６）が、後席空調ユニットから天井側に延設されている。空気は、後席空調ユニットからフェイスダクトを流通して後席側の空間に送風されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１１５１７号公報
【特許文献２】特開２００２−３６２１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のような車両用空調装置では、ペルチェ素子の熱は車両外部に向けて配置されたフィンにより放熱（吸熱）され乗員の足元を暖める（冷やす）ことができる。しかし、熱は車室において上方に輸送されないため、座席に着座した乗員に対して足元以外の箇所を暖める（冷やす）ことができない。
【０００６】
特許文献２のように、車両の側面に配置されたダクトを流通させることで空気を天井側に輸送する場合では、空気がダクトを流通される過程で、熱（温熱または冷熱）が車室外に流出されやすいという問題がある。
【０００７】
本発明は、車両の下方から上方に空調空気を輸送する際に、空調空気の熱ロスを低減可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の本発明は、少なくとも車両の座席において上下方向に延設され、空気を流通可能な第１空気流通手段と、前記第１空気流通手段と接続された熱供給部と、前記車両の天井に設けられ、空気を流通可能な第２空気流通手段と、前記第１空気流通手段より車室内へ空気を吹き出し可能な第１通風口と、前記第２空気流通手段に前記車室内から空気を取り入れ可能な第２通風口と、前記第２空気流通手段より前記車室内へ空気を吹き出し可能な第３通風口とを有する車両用空調装置であって、前記第１通風口は、前記第１空気流通手段から上側かつ前記第２通風口に対応する位置に開口向きを有するように設置され、前記第２通風口は、前記天井から下側かつ少なくとも前記第１通風口と対応する位置に開口向きを有するように設置され、前記第１通風口と前記第２通風口とが離間して配置されることを特徴とする。
【０００９】
また、第１通風口と前記第２通風口とが離間して配置されるとは、第１通風口から吹き出された空気が第２通風口から吸い込まれることが可能な程度に第１通風口と第２通風口との間が離れている場合を指し、第１通風口から吹き出された空気の一部が、第２通風口から吸い込まれずに車室内に広がる場合を含む。
【００１０】
また、第２通風口は、天井から下側かつ少なくとも第１通風口と対応する位置に開口向きを有するように設置されるとは、第１通風口に対応する領域に少なくとも第２通風口が位置するように第２通風口が設けられる場合を指し、第２通風口が第１通風口よりも十分広い面積に形成されており、第１通風口の位置や角度が変化した場合であっても、第１通風口から吹き出された空気が第２通風口から吸い込み可能である場合を含む。
【００１１】
したがって、請求項１に記載の本発明によれば、熱供給部により加熱または冷却された空気は、座席の内部を通過して第２空気流通手段に流通される。そのため、車両の下方から上方に空気を輸送する際に、空気の熱が車室外に流出することによる熱ロスを低減することができる。
【００１２】
請求項２に記載の本発明は、前記熱供給部は車両の床に設けられることを特徴とする。
【００１３】
なお、床に設けられるとは、床の下方に設けられる場合および床の上面に設けられる場合を指し、座席の内部において床と当接して設けられる場合を含む。
【００１４】
そのため、車両の下方から上方に空調空気を輸送する本発明に好適である。
【００１５】
請求項３に記載の本発明は、前記座席は位置または角度が調節可能な座席であり、前記第２通風口は前記第１通風口と対応する位置に開口向きを有するように調節されることを特徴とする
【００１６】
なお、第２通風口は第１通風口と対応する位置に開口向きを有するように調節可能であるとは、座席の位置または角度が変動されることにより、第２通風口に対する第１通風口の位置が調節された場合であっても、第１通風口の上方の第１通風口と対応する領域に第２通風口が配置され、第１通風口から吹き出された空気が第２通風口から吸い込み可能に構成されることを指し、第１通風口と対応する位置に第２通風口が位置されるように、天井における第２通風口の位置が調節される場合を含む。
【００１７】
そのため、座席の位置または角度が調節された場合であっても、第１空気流通手段と第空気流通手段とを接続する別部材を必要とすることなく、車両の下方から上方に空気を流通することができる。
【００１８】
請求項４に記載の本発明は、前記第１通風口は前記座席のヘッドレストの上面に設けられることを特徴とする。
【００１９】
したがって、座席の上面より上側に第１空気流通手段が設けられないため、乗員の視界が良好となる。
【００２０】
請求項５に記載の本発明は、前記第３通風口からの空気の吸い込みまたは吹き出し状態を、冷房時と暖房時とで切り替え可能な切り替え手段を有することを特徴とする。
【００２１】
そのため、乗員に対する空気の気流を切り替えることで、気流による体感温度の低下を空調に利用でき、空調効率が向上する。
【００２２】
請求項６に記載の本発明は、前記座席の前記座席に着座した乗員と当接される表面に、空気を吹き出し可能な直噴部が形成されることを特徴とする。
【００２３】
そのため、座席に着座した乗員に直接空気を吹き出すことができ、冷房または暖房の効率を向上することができる。
【００２４】
請求項７に記載の本発明は、前記直噴部は、前記直噴部の空気の吹き出し方向に通風可能な逆止弁を備えることを特徴とする。
【００２５】
そのため、制御装置を設けなくても圧力差または空気の流通方向により直噴部からの空気の吹き出し状態を切り替えることができ、部品点数を低減できる。
【００２６】
請求項８に記載の本発明は、前記熱供給部はペルチェ素子であることを特徴とする。
【００２７】
そのため、１つの熱供給部を冷熱供給部および温熱供給部として利用できるので、部品点数を低減できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、車両の下方から上方に空調空気を輸送する際に、空調空気の熱ロスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態の車両用空調装置１における冷房時の空気の流れを説明する模式図である。
【図２】実施形態の車両用空調装置１における天井配管部４を車室内側から見た構成を説明する模式図である。
【図３】実施形態の車両用空調装置１における暖房時の空気の流れを説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（実施形態）
実施形態を図１から図３に基づいて説明する。なお、図示の都合上、一部の寸法を誇張して分かり易くしてある。
【００３１】
まず、本実施形態の車両用空調装置１の構成について説明する。
図１に示すように、車両用空調装置１は車両の床１１に配置された熱供給部としてのペルチェ素子２と、ペルチェ素子２と熱的に結合して設けられた第１フィン２１および第２フィン２２と、座席１２の内部に設けられた第１空気流通手段としての配管部３と、天井１４に設けられた第２空気流通手段としての天井配管部４とを備えている。
本実施形態において、座席１２は、座席１２の位置の調節や、ヘッドレスト１２１または背もたれ部１２２の角度の調節が可能な構成となっている。
【００３２】
ペルチェ素子２は床１１の上面に配置されている。ペルチェ素子２の下面には、ペルチェ素子２と当接して第１フィン２１が配置されている。
第１フィン２１には、車両の外側の空気である外気を流通可能である床下外気導入部５が接続されている。床下外気導入部５は床１１の下方において車両の前方側（図１において左側）には、外気が流れている位置が開口され、外気を取り入れ可能な外気取り入れ口５１が設けられている。また、床下外気導入部５において車両の後側（図１において右側）には、車両の外側へ空気を排出可能に開口された外気排出口５２が設けられている。
ペルチェ素子２の上面には、ペルチェ素子２と当接して第２フィン２２が配置されており、第２フィン２２は配管部３の内部に位置される構成となっている。
【００３３】
配管部３において、車両の前側下方（図１において左下側）の座席１２に着座した乗員の足元付近に相当する位置には、配管部３と接続して足元配管部６が設置されている。足元配管部６において、車両の前側に位置し、配管部３と接続されていない側には、空気を流通可能に開口された足元通風口６１が形成されている。
配管部３は、第１経路部３１、第２経路部３２、第３経路部３３および第４経路部３４から構成されている。
【００３４】
第１経路部３１は、足元配管部６と接続された箇所から車両の前後方向（図１において左右方向）に延設されている。また、座席１２の着座部１２３の下方において、第１経路部３１において、足元配管部６と接続されていない側（図１において右側）の端部から車両の上下方向（図１において上下方向）に第２経路部３２が延設されている。第３経路部３３は、本実施形態においては第１経路部３１の上方に第１経路部３１と平行に設けられており、分岐点Ｐにおいて第２経路部３２と接続されている。第３配管部の一方の（車両の前側、図１において左側）の端部は、第３経路部３３の下方において車両の上下方向に延設された第４経路部３４と接続されている。第４経路部３４は第１経路部３１および足元配管部６と接続されている。
【００３５】
第２経路部３２において分岐点Ｐの上側は背もたれ配管部３２１に構成されている。背もたれ配管部３２１は、分岐点Ｐから座席の上部であるヘッドレスト１２１の上面部に延設されており、ヘッドレスト１２１の上面において開口されている。背もたれ配管部３２１において該開口された箇所は空気が流通可能であり、ヘッドレスト通風口３２２を構成している。
【００３６】
ヘッドレスト１２１と天井１４の間には隙間が空いており、ヘッドレスト通風口３２２と後述する第１天井通風部４１とが離間して配置されている。
また、第２経路部３２において分岐点Ｐの下方には羽の回転により空気を送風可能である第１ファン７が設置されている。なお、第１ファン７は羽の回転方向を切り替え可能な構成となっている。
【００３７】
背もたれ配管部３２１において、座席１２に着座した乗員の背中側（座席１２の表面側、図１において左側）には、空気を吹き出し可能に開口された背もたれ直噴部３２３が形成されている。背もたれ直噴部３２３には、逆止弁である背もたれ直噴部弁３２４（図３において図示する）が開閉可能に固定されている。背もたれ直噴部弁３２４は背もたれ配管部３２１の圧力差により、冷房時には開放され、暖房時には閉鎖されるように切り替え可能に構成されている。
また、第３経路部３３において、座席１２に着座した乗員の臀部側（座席１２の表面側、図１において上側）には、空気を吹き出し可能に開口された着座部直噴部３３３が形成されている。
【００３８】
第３経路部３３において、着座部直噴部３３３と分岐点Ｐの間には第１着座部弁３６が開閉可能に固定されている。また、第３経路部３３において、第４経路部３４と接続された箇所と着座部直噴部３３３との間には第２着座部弁３７が開閉可能に固定されている。
第１着座部弁３６および、第２着座部弁３７はいずれも圧力差で駆動可能な逆止弁であり、第３経路部３３の開閉を切り替え可能な構成となっている。
【００３９】
天井配管部４は、車両の天井１４において座席１２の上方に配置される構成となっている。天井配管部４において座席１２の上側（ヘッドレスト通風口３２２と対応する部分）には、空気を流通可能な構成である第１天井通風部４１が形成されている。なお、第１天井通風部４１は第２通風口に対応している。
つまり、ヘッドレスト通風口３２２は、背もたれ配管部３２１から上側かつ第１天井通風部４１に対応する位置に開口向きを有するように設置されており、第１天井通風口は、天井１４から下側かつ少なくともヘッドレスト通風口３２２と対応する位置に開口向きを有するように設置されている。
【００４０】
図２は天井配管部４を下側（車室内）から見た模式図である。第１天井通風部４１には、スリット状に開口された天井開口部４１１が、車両の前後方向（図２において上下方向）に並行して複数設けられている。なお、本実施形態において天井開口部４１１を開閉可能である図示しないシャッター部材が設置されている。シャッター部材は図示しない制御装置により天井開口部４１１の少なくとも一部を選択的に開閉可能となっており、第１天井通風部４１がヘッドレスト通風口３２２と対応する位置に開口向きを有するように調節可能である。つまり、座席１２の位置または角度が変動されることにより、天井配管部４に対するヘッドレスト通風口３２２の位置が変化した場合であっても、ヘッドレスト通風口３２２の上方に配置された天井開口部４１１が開放状態となるように制御されている。なお、本実施形態では、ヘッドレスト通風口３２２の真上に位置する天井開口部４１１が開放状態とされ、ヘッドレスト通風口３２２の真上に位置しない天井開口部４１１は閉鎖状態とされるように制御される構成となっている。
【００４１】
また、天井配管部４において車両の前側（図２において下側）には、車室内に向けて空気を流通可能である第２天井通風部４２が形成されている。本実施形態において、第２天井通風部４２は第３通風口に対応しており、座席１２に着座した乗員の上半身に空気を吹き出し可能な構成となっている。
【００４２】
天井配管部４において、第２天井通風部４２の上方（図１において上方）には第２ファン８が設置されている。第２ファン８は羽の回転により空気を送風可能であり、羽の回転方向が切り替え可能な構成となっている。この実施形態において、第２ファン８は切り替え手段に対応している。また、第２ファン８は冷房時において回転され、暖房時には回転が停止されるように図示しない制御手段により切り替えられる。つまり、第２天井通風部４２からの空気の吹き出し状態は、冷房時には吹き出され、暖房時には吹き出されないように切り替え可能に構成されている。
【００４３】
次に、本実施形態の車両用空調装置１における、冷房時の空気の流れについて説明する。
なお、図１において矢印は空気の流れる方向を示している。
【００４４】
床下外気導入部５を流通された外気の熱は、第１フィン２１によりペルチェ素子２に伝熱される。ペルチェ素子２の冷熱は第２フィン２２により、配管部３（第１経路部３１）を流通される空気を冷却する。冷却された空気（冷気）は第１ファン７の回転により、第１経路部３１から第２経路部３２に向けて流通（送風）される。送風された冷気の方向は分岐点Ｐにおいて、第３経路部３３および背もたれ配管部３２１に分岐され、第３経路部３３および背もたれ配管部３２１において矢印の方向に流通される。
【００４５】
冷房時においては、第１着座部弁３６は開放され、第２着座部弁３７が閉鎖されるように、切り替えられている。つまり、第３経路部３３の圧力差によって、第１着座部弁３６は開放され、第２着座部弁３７は閉鎖される。第３経路部３３に流通された冷気は、着座部直噴部３３３から座席１２の表面側に流通される。また、第２着座部弁３７により第３経路部３３が閉鎖されることにより、冷気は第３経路部３３から第４経路部３４に流通されることはない。また、第２着座部弁３７の閉鎖により、足元通風口６１から足元配管部６を流通して第１経路部３１に流通された空気は、第４経路部３４を経由して第３経路部３３に流通されることはない。
【００４６】
図１に示すように、冷房時には背もたれ直噴部弁３２４が開放されており、背もたれ配管部３２１に流通された冷気は、背もたれ直噴部３２３から座席１２の表面に向けて吹き出される。
つまり、座席１２に乗員が着座した場合には、背もたれ直噴部３２３または着座部直噴部３３３から、乗員の頭部、背中、脚、または臀部に向けて、冷気が直接吹き出される。
また、背もたれ配管部３２１に流通された冷気は、ヘッドレスト通風口３２２より上方に吹き出される。
【００４７】
ヘッドレスト通風口３２２から吹き出された冷気は、第１天井通風部４１より天井配管部４に流通される。なお、冷房時には、第２ファン８は、空気を第１天井通風部４１から吸い込み、第２天井通風部４２から吹き出すように回転されている。第２ファン８の回転により、冷気は第１天井通風部４１より吸い込まれ、第２天井通風部４２から吹き出される。なお、冷気は第２天井通風部４２から座席１２に向けて吹き出される。
つまり、座席１２に乗員が着座した場合には、冷気は第２天井通風部４２から乗員に向けて吹き出される。
【００４８】
次に、本実施形態の車両用空調装置１における、暖房時の空気の流れについて説明する。
なお、図３において矢印は空気の流れる方向を示している。
【００４９】
暖房時において、第１ファン７の回転方向は冷房時と逆向きに切り替えられる。第１ファン７の回転により、車両の天井付近に滞留する暖かい空気（暖気）はヘッドレスト通風口３２２より吸い込まれる。
背もたれ直噴部３２３に開閉可能に固定された背もたれ直噴部３２３弁は、図示しない制御装置により、暖房時には閉鎖されるように切り替えられている。背もたれ配管部３２１に流入された空気は、背もたれ直噴部弁３２４の閉鎖により、背もたれ直噴部３２３から吹き出されることなく、第２経路部３２（背もたれ配管部３２１）を経由して下方に向けて流通される。暖房時において、第１着座部弁３６は閉鎖され、第２着座部弁３７が開放されるように図示しない制御装置により切り替えられている。
【００５０】
第２経路部３２に流通された空気は、第１経路部３１に流通される。床下外気導入部５より導入された外気の熱は第１フィン２１によりペルチェ素子２に伝熱され、ペルチェ素子２の熱は第２フィン２２により第１経路部３１の空気に伝熱される。つまり、外気が冷たい場合には、第１経路部３１の空気はペルチェ素子２により加熱され、暖気となる。暖気は第１経路部３１を経由して足元配管部６の足元通風口６１より吹き出される。つまり、座席１２に乗員が着座している場合には、足元通風口６１より乗員の足元に暖気が吹き出される。
【００５１】
また、第１経路部３１から流通され、第４経路部３４を上方に流通された暖気は、第２着座部弁３７が開放されているために、第３経路部３３に流通される。第３経路部３３に流通された暖気は、着座部直噴部３３３より座席１２の表面に吹き出される。つまり、座席１２に乗員が着座している場合には、乗員の脚または臀部に直接暖気が吹き出される。
【００５２】
次に、本実施形態における作用について説明する。
配管部３において、第２経路部３２（背もたれ配管部３２１）は座席１２内部において上下方向（床１１から天井１４を向いた方向、図１において上下方向）に延設されている。配管部３は第１経路部３１においてペルチェ素子２と接続されている。また、ヘッドレスト１２１の上面には、配管部３が開口されたヘッドレスト通風口３２２が上側を向いて形成されている。
【００５３】
車両の天井１４には空気を流通可能な天井配管部４が設けられている。天井配管部４において、ヘッドレスト通風口３２２の上方かつヘッドレスト通風口３２２と対応する位置には、複数の天井開口部４１１からなる第１天井通風部４１が形成されている。また、天井配管部４において、車両の第１天井通風部４１より車両の前方（図１において左側）には空気を吹き出し可能な第２天井通風部４２が形成されている。
ヘッドレスト通風口３２２と第１天井通風部４１とは離間して配置されている。
【００５４】
ペルチェ素子２により冷却された空気は、座席１２の内部に設けられた背もたれ配管部３２１を通過して、ヘッドレスト通風口３２２から吹き出された後、第１天井通風部４１から天井配管部４に流通される。そのため、車両の床１１の上面（車両の下方）に設けられたペルチェ素子２で冷却された空気を、天井１４の側（上方）に輸送する際に、空気を座席１２の内部を流通させることができるため、空気の熱が車室外に流出されにくい。したがって、空調における熱ロスを低減することができる。
【００５５】
座席１２は座席１２の位置または角度が調節可能である。天井配管部４には、座席１２の位置または角度と連動して第１天井開口部４１１の開閉状態を調節可能であるシャッター部材が備えられている。シャッター部材は、天井配管部４に対するヘッドレスト通風口３２２の位置が変化した場合に、ヘッドレスト通風口３２２の上方に配置された天井開口部４１１が開放状態となるように制御される。シャッター部材により、第１天井部の開閉状態は、ヘッドレスト通風口３２２の真上に位置する天井開口部４１１が開放状態となり、ヘッドレスト通風口３２２の真上に位置しない天井開口部４１１が閉鎖状態に制御される。
【００５６】
ヘッドレスト通風口３２２と第１天井通風部４１との間には、隙間が存在する。つまり、背もたれ配管部３２１（ヘッドレスト通風口３２２）と天井配管部４（第１天井通風部４１）との間には、空間が形成されている。該空間において空気が下方から上方に流通される場合に、背もたれ配管部３２１と天井配管部４とをダクト等の別部材で接続する場合が考えられる。しかし、該別部材の中に空気を流通させる場合では、座席１２が天井１４と別部材により接続されているため、座席１２の位置または角度を変動することができない。つまり、座席１２の位置または角度の自由度が制限されるという問題があった。
それに対して、ヘッドレスト通風口３２２と第１天井通風部４１とを設け、ヘッドレスト通風口３２２と第１天井通風部４１との間の空間を通して空気を背もたれ配管部３２１から天井配管部４に流通する場合には、座席１２の位置または角度の自由度が制限されない。つまり、座席１２の位置または角度を調整される場合であっても、車両の下方（車両の床１１）から上方（天井）に空気を流通することができる。
【００５７】
ヘッドレスト通風口３２２は座席１２のヘッドレスト１２１の上面に設けられている。つまり、背もたれ配管部３２１はヘッドレスト１２１の上面から上側に設けられない。したがって、ヘッドレスト１２１と天井１４との間に乗員の視界を遮る部材が設置されないため、乗員の視界が良好となる。
【００５８】
第２天井通風部４２には、座席１２に着座した乗員の上半身に空気を吹き出し可能な構成となっている。また、第２ファン８は冷房時において回転され、暖房時には回転が停止されるように制御手段により切り替えられる。つまり、第２天井通風部４２からの空気の吹き出し状態は、冷房時には第２天井通風部４２から空気が吹き出され、暖房時には第２天井通風部４２から空気が吹き出されないように切り替えられている。
【００５９】
そのため、冷房時には乗員に直接空気を吹き出すことで、乗員の体感温度を低下させることができる。それに対し、暖房時には、乗員に直接空気が吹き出されないように調節することで、乗員の体感温度の低下を防止できる。つまり、冷房時と暖房時とで乗員に対する空気の気流を切り替えることで、気流による体感温度の変化を空調に利用でき、空調効率が向上する。
【００６０】
車両の天井に滞留する暖かい空気を、背もたれ配管部３２１を通して、足元通風口６１から乗員の足元に吹き出している。そのため、天井付近の暖かい空気を暖房に利用することができる。また、暖房時において乗員の頭部が暖められることに起因する乗員の不快感を抑制でき、空調負荷を低減することができる。
【００６１】
座席１２には、座席１２に着座した乗員と当接される表面（背もたれ部１２２、着座部１２３の表面）に、空気を吹き出し可能な背もたれ直噴部３２３および着座部直噴部３３３が形成されている。
座席１２に着座した乗員の頭部、背中、脚または臀部に直接空気を吹き出すことができるため、乗員の体感温度を低下することができる。したがって、冷房時において冷房効率を向上することができる。
【００６２】
熱供給部としてのペルチェ素子２が床１１の上面に設けられている。ペルチェ素子２は冷熱供給部および温熱供給部を兼ねることができるため、例えば、冷熱供給部としてのエバポレーターと、温熱供給部としてのヒーターの両方を設置する場合に比べて、部品点数が少なくてよい。また、例えばエバポレーターを設置した場合と比較し、複雑な配管を設ける必要がない。
【００６３】
配管部３において、車両の前側下方の座席１２に着座した乗員の足元付近に相当する位置には、配管部３と接続して足元配管部６が設置されており、足元配管部６において車両の前側には空気を流通可能に開口された足元通風口６１を形成されている。暖気は第１経路部から足元配管部６に流通された後、足元通風口６１から吹き出される。そのため、乗員の足元を暖めることができる。
【００６４】
冷房時には背もたれ直噴部３２３および着座部直噴部３３３から冷気を吹き出し、暖房時には足元配管部６の足元通風口６１から暖気を吹き出すように、冷房時と暖房時とで空気の吹き出し口を切り替えている。そのため、冷房時、暖房時にそれぞれ適した部位を空調することで、少ない空調負荷で体感温度を快適に保つことができ、冷房または暖房効率が向上する。
【００６５】
背もたれ直噴部３２３または着座部直噴部３３３からの空気の吹き出しを切り替え可能な逆止弁である背もたれ直噴部弁３２４、第１着座部弁３６および第２着座部弁３７を備えている。そのため、背もたれ直噴部弁３２４、第１着座部弁３６および第２着座部弁３７の開閉状態を制御するための制御装置を設けなくても、配管部３の圧力差により直噴部からの空気の吹き出し状態を切り替えることができ、部品点数を低減できる。
【００６６】
前記した実施形態は以下の作用効果を有する。
（１）座席１２内部には、上下方向には配管部３（背もたれ配管部３２１）が設けられており、配管部３は第１経路部３１においてペルチェ素子２と接続されている。また、ヘッドレスト１２１の上面には、配管部３が開口されたヘッドレスト通風口３２２が上側を向いて形成されている。車両の天井１４には空気を流通可能な天井配管部４が設けられている。天井配管部４において、ヘッドレスト通風口３２２の上方かつヘッドレスト通風口３２２と対応する位置には、複数の天井開口部４１１からなる第１天井通風部４１が形成されている。また、天井配管部４において、車両の第１天井通風部４１より車両の前方には空気を吹き出し可能な第２天井通風部４２が形成されている。ヘッドレスト通風口３２２と第１天井通風部４１とは離間して配置されている。したがって、ペルチェ素子２により冷却された空気は、座席１２の内部を通過して天井配管部４に流通される。そのため、車両の下方から上方に空気を輸送する際に、空気の熱が車室外に流出することによる熱ロスを低減することができる。
【００６７】
（２）座席１２は位置または角度が調節可能であり、第１天井通風部４１はヘッドレスト通風口３２２と対応する位置に開口向きを有するように調節可能であるシャッター部材を備えている。
そのため、座席１２の位置または角度が調節された場合であっても、背もたれ配管部３２１と天井配管部４とを接続する別部材を必要とすることなく、車両の下方から上方に空気を流通することができる。
【００６８】
（３）ヘッドレスト通風口３２２は座席１２のヘッドレスト１２１の上面に設けられている。そのため、座席１２の上面より上側に背もたれ配管部３２１が設けられないため、乗員の視界が良好となる。
【００６９】
（４）天井配管部４には、第２天井通風部４２からの空気の吸い込みまたは吹き出し状態を、冷房時と暖房時とで切り替え可能な切り替え手段を備えられている。そのため、乗員に対する空気の気流を、冷房時と暖房時とで切り替えることで、気流による体感温度の低下を空調に有効に利用できるため空調効率が向上する。
【００７０】
（５）座席１２において、座席１２に着座した乗員と当接される表面（背もたれ部１２２および着座部１２３の表面）に、空気を吹き出し可能な背もたれ直噴部３２３および着座部直噴部３３３が形成されている。そのため、座席１２に着座した乗員に直接空気を吹き出すことができ、冷房または暖房の効率が向上する。
【００７１】
（６）熱供給部はペルチェ素子２であるため、１つの熱供給部で冷熱供給部および温熱供給部を兼ねることができる。したがって、部品点数を低減できる。
【００７２】
（７）配管部３において、車両の前側下方の座席１２に着座した乗員の足元付近に相当する位置には、配管部３と接続して足元配管部６が設置されており、足元配管部６において車両の前側には空気を流通可能に開口された足元通風口６１が形成されている。そのため、乗員の足元を暖めることができる。
【００７３】
（８）冷房時には背もたれ直噴部３２３および着座部直噴部３３３から冷気を吹き出し、暖房時には足元配管部６の足元通風口６１から暖気を吹き出すように、冷房時と暖房時とで空気の吹き出し口を切り替えている。そのため、冷房時、暖房時にそれぞれ適した部位を空調することで、少ない空調負荷で体感温度を快適に保つことができ、冷房または暖房効率が向上する。
【００７４】
（９）背もたれ直噴部または着座部直噴部からの空気の吹き出しを切り替え可能な逆止弁である背もたれ直噴部弁３２４、第１着座部弁３６および第２着座部弁３７を備えている。そのため、背もたれ直噴部弁３２４、第１着座部弁３６および第２着座部弁３７の開閉状態を制御するための制御装置を設けなくても、配管部３の圧力差または空気の流通方向により直噴部からの空気の吹き出し状態を切り替えることができ、部品点数を低減できる。
【００７５】
本発明は、前記した実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、次のように実施することができる。
【００７６】
○実施形態において、ヘッドレスト通風口３２２には暖房時に閉鎖可能な弁が備えられていてもよい。例えば暖房時において、該弁によりヘッドレスト通風口３２２が閉鎖され、第１ファン７が冷房時と同一の方向に回転されることで、足元配管部６から流入された空気がペルチェ素子２で加熱された後、背もたれ直噴部３２３または着座部直噴部３３３から吹き出されてもよい。
【００７７】
○実施形態において、暖房時において、第２天井通風口から空気が乗員に向けて吹き出されてもよい。
【００７８】
○実施形態において、第１通風口としてのヘッドレスト通風口３２２は、ヘッドレスト１２１に形成されていなくてもよい。例えば、背もたれ部１２２の上面に形成されていてもよい。また、第１通風口が座席１２の上面に形成されていなくてもよい。例えば、背もたれ配管部３２１の一部が座席１２の表面よりも上側に設けられており、座席１２の表面より上側に設けられた背もたれ配管部３２１が開口された第１通風口が備えられていてもよい。
【００７９】
○実施形態において、第２天井通風部４２から吹き出された空気の一部が、第１天井通風部４１から吸い込まれてもよい。その場合、天井配管部４において、空気を循環させることができるため、車室内において座席１２の周囲以外への熱の流出を低減することができ、熱ロスが少なくなる。
【００８０】
○実施形態において、第２天井通風口は座席１２に着座した乗員の上半身に空気を吹き出し可能な構成に限らない。少なくとも乗員に吹き出されればよく、例えば、乗員の脚等に吹き出される構成であってもよい。なお、空気が乗員の上半身や頭部に吹き出される場合には、乗員の体感温度をより低下させることができる。
【００８１】
○実施形態において、後部座席に着座した乗員に空気を吹き出し可能な通風口を有する別の天井配管部４が設置されてもよい。また、後部座席用に別の天井配管部４が備えられる構成に限らず、１つの天井配管部４に後部座席に着座した乗員に空気を吹き出し可能な通風口が設けられていてもよい。
【００８２】
○実施形態において、シャッター部材が設けられていなくてもよい。例えば第１天井通風部４１は、ヘッドレスト通風口３２２よりも十分広い面積に形成されており、ヘッドレスト通風口３２２から吹き出された空気が座席１２の位置や角度に関わらず、常に天井配管部４に流通可能な構成であればよい。なお、ここで十分広い面積とは、座席１２の位置または角度が変化することで、ヘッドレスト通風口３２２が配置される位置に対応する領域に少なくとも第１天井通風部４１が形成されている場合を指す。
【００８３】
○実施形態において、背もたれ直噴部３２３または着座部直噴部３３３が備えられていなくてもよい。またその場合、背もたれ直噴部弁３４２、第１着座部弁３６または第２着座部弁３７が備えられていなくてもよい。
【００８４】
○実施形態において、冷房時と暖房時とで第１ファン７または第２ファン８の回転方向が切り替えられなくてもよい。少なくとも、ペルチェ素子２で加熱または冷却された空気が、背もたれ配管部３２１から天井配管部４に流通可能であればよい。
【００８５】
○実施形態において、熱供給部はペルチェ素子２でなくてもよい。例えば、ヒーターやエバポレーターであってもよい。
【００８６】
○実施形態において、足元配管部６が設けられていなくてもよく、空気が第２天井通風部４２から乗員に向けて吹き出し可能であればよい。また、冷房時において、冷気が足元通風口６１から吹き出し可能に構成されていてもよい。その場合、乗員の足元を冷却することができる。
【００８７】
○実施形態において、車両の床１１には熱供給部として蓄熱材を有し、蓄熱材がエンジンルームに設けられた空調装置等から供給された冷熱または温熱を蓄えても良い。
【００８８】
○実施形態において、第２天井通風部４１は、天井１２に沿って少なくともヘッドレスト通風口３２２と対応する領域に、車両の前後方向を向いて設けられた空気流通方向が変更可能な形状（例えば断面弓状の形状）であるガイド部材であってもよい。その場合、ガイド部材に沿って空気が流通されるため、第２ファン８がない場合であってもヘッドレスト通風口３２２より吹き出された空気を車室内に流通させることができる。
【符号の説明】
【００８９】
１ 車両用空調装置
２ ペルチェ素子
３ 配管部
４ 天井配管部
７ 第１ファン
８ 第２ファン
１１ 床
１２ 座席
１４ 天井
４１ 第１天井通風部
４２ 第２天井通風部
１２１ ヘッドレスト
３２２ ヘッドレスト通風口
３２３ 背もたれ直噴部
３３３ 着座部直噴部
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、床下にペルチェ素子が設置された車両が開示されている。ペルチェ素子の吸熱フィンは車体の床から車体の下に向けて設けられており、ペルチェ素子に固定された放熱板が乗員の足元に配置されている。
【０００３】
特許文献２には、車室の前席側の空間と後席側の空間との間にエアカーテンを形成する空気を送風するエアカーテン装置と、車両前側から前席側の空間に向けて空気を送風する前席空調ユニットおよび車両側方から後席側の空間に向けて空気を送風する後席空調ユニットを備える車両用空調装置が開示されている。後席空調ユニットは、車両の側面部に配置されている。また、後席空調ユニットと接続されたフェイスダクト（２１６）が、後席空調ユニットから天井側に延設されている。空気は、後席空調ユニットからフェイスダクトを流通して後席側の空間に送風されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１１５１７号公報
【特許文献２】特開２００２−３６２１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のような車両用空調装置では、ペルチェ素子の熱は車両外部に向けて配置されたフィンにより放熱（吸熱）され乗員の足元を暖める（冷やす）ことができる。しかし、熱は車室において上方に輸送されないため、座席に着座した乗員に対して足元以外の箇所を暖める（冷やす）ことができない。
【０００６】
特許文献２のように、車両の側面に配置されたダクトを流通させることで空気を天井側に輸送する場合では、空気がダクトを流通される過程で、熱（温熱または冷熱）が車室外に流出されやすいという問題がある。
【０００７】
本発明は、車両の下方から上方に空調空気を輸送する際に、空調空気の熱ロスを低減可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の本発明は、少なくとも車両の座席において上下方向に延設され、空気を流通可能な第１空気流通手段と、前記第１空気流通手段と接続された熱供給部と、前記車両の天井に設けられ、空気を流通可能な第２空気流通手段と、前記第１空気流通手段より車室内へ空気を吹き出し可能な第１通風口と、前記第２空気流通手段に前記車室内から空気を取り入れ可能な第２通風口と、前記第２空気流通手段より前記車室内へ空気を吹き出し可能な第３通風口とを有する車両用空調装置であって、前記第１通風口は、前記第１空気流通手段から上側かつ前記第２通風口に対応する位置に開口向きを有するように設置され、前記第２通風口は、前記天井から下側かつ少なくとも前記第１通風口と対応する位置に開口向きを有するように設置され、前記第１通風口と前記第２通風口とが離間して配置されることを特徴とする。
【０００９】
また、第１通風口と前記第２通風口とが離間して配置されるとは、第１通風口から吹き出された空気が第２通風口から吸い込まれることが可能な程度に第１通風口と第２通風口との間が離れている場合を指し、第１通風口から吹き出された空気の一部が、第２通風口から吸い込まれずに車室内に広がる場合を含む。
【００１０】
また、第２通風口は、天井から下側かつ少なくとも第１通風口と対応する位置に開口向きを有するように設置されるとは、第１通風口に対応する領域に少なくとも第２通風口が位置するように第２通風口が設けられる場合を指し、第２通風口が第１通風口よりも十分広い面積に形成されており、第１通風口の位置や角度が変化した場合であっても、第１通風口から吹き出された空気が第２通風口から吸い込み可能である場合を含む。
【００１１】
したがって、請求項１に記載の本発明によれば、熱供給部により加熱または冷却された空気は、座席の内部を通過して第２空気流通手段に流通される。そのため、車両の下方から上方に空気を輸送する際に、空気の熱が車室外に流出することによる熱ロスを低減することができる。
【００１２】
請求項２に記載の本発明は、前記熱供給部は車両の床に設けられることを特徴とする。
【００１３】
なお、床に設けられるとは、床の下方に設けられる場合および床の上面に設けられる場合を指し、座席の内部において床と当接して設けられる場合を含む。
【００１４】
そのため、車両の下方から上方に空調空気を輸送する本発明に好適である。
【００１５】
請求項３に記載の本発明は、前記座席は位置または角度が調節可能な座席であり、前記第２通風口は前記第１通風口と対応する位置に開口向きを有するように調節されることを特徴とする
【００１６】
なお、第２通風口は第１通風口と対応する位置に開口向きを有するように調節可能であるとは、座席の位置または角度が変動されることにより、第２通風口に対する第１通風口の位置が調節された場合であっても、第１通風口の上方の第１通風口と対応する領域に第２通風口が配置され、第１通風口から吹き出された空気が第２通風口から吸い込み可能に構成されることを指し、第１通風口と対応する位置に第２通風口が位置されるように、天井における第２通風口の位置が調節される場合を含む。
【００１７】
そのため、座席の位置または角度が調節された場合であっても、第１空気流通手段と第空気流通手段とを接続する別部材を必要とすることなく、車両の下方から上方に空気を流通することができる。
【００１８】
請求項４に記載の本発明は、前記第１通風口は前記座席のヘッドレストの上面に設けられることを特徴とする。
【００１９】
したがって、座席の上面より上側に第１空気流通手段が設けられないため、乗員の視界が良好となる。
【００２０】
請求項５に記載の本発明は、前記第３通風口からの空気の吸い込みまたは吹き出し状態を、冷房時と暖房時とで切り替え可能な切り替え手段を有することを特徴とする。
【００２１】
そのため、乗員に対する空気の気流を切り替えることで、気流による体感温度の低下を空調に利用でき、空調効率が向上する。
【００２２】
請求項６に記載の本発明は、前記座席の前記座席に着座した乗員と当接される表面に、空気を吹き出し可能な直噴部が形成されることを特徴とする。
【００２３】
そのため、座席に着座した乗員に直接空気を吹き出すことができ、冷房または暖房の効率を向上することができる。
【００２４】
請求項７に記載の本発明は、前記直噴部は、前記直噴部の空気の吹き出し方向に通風可能な逆止弁を備えることを特徴とする。
【００２５】
そのため、制御装置を設けなくても圧力差または空気の流通方向により直噴部からの空気の吹き出し状態を切り替えることができ、部品点数を低減できる。
【００２６】
請求項８に記載の本発明は、前記熱供給部はペルチェ素子であることを特徴とする。
【００２７】
そのため、１つの熱供給部を冷熱供給部および温熱供給部として利用できるので、部品点数を低減できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、車両の下方から上方に空調空気を輸送する際に、空調空気の熱ロスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態の車両用空調装置１における冷房時の空気の流れを説明する模式図である。
【図２】実施形態の車両用空調装置１における天井配管部４を車室内側から見た構成を説明する模式図である。
【図３】実施形態の車両用空調装置１における暖房時の空気の流れを説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（実施形態）
実施形態を図１から図３に基づいて説明する。なお、図示の都合上、一部の寸法を誇張して分かり易くしてある。
【００３１】
まず、本実施形態の車両用空調装置１の構成について説明する。
図１に示すように、車両用空調装置１は車両の床１１に配置された熱供給部としてのペルチェ素子２と、ペルチェ素子２と熱的に結合して設けられた第１フィン２１および第２フィン２２と、座席１２の内部に設けられた第１空気流通手段としての配管部３と、天井１４に設けられた第２空気流通手段としての天井配管部４とを備えている。
本実施形態において、座席１２は、座席１２の位置の調節や、ヘッドレスト１２１または背もたれ部１２２の角度の調節が可能な構成となっている。
【００３２】
ペルチェ素子２は床１１の上面に配置されている。ペルチェ素子２の下面には、ペルチェ素子２と当接して第１フィン２１が配置されている。
第１フィン２１には、車両の外側の空気である外気を流通可能である床下外気導入部５が接続されている。床下外気導入部５は床１１の下方において車両の前方側（図１において左側）には、外気が流れている位置が開口され、外気を取り入れ可能な外気取り入れ口５１が設けられている。また、床下外気導入部５において車両の後側（図１において右側）には、車両の外側へ空気を排出可能に開口された外気排出口５２が設けられている。
ペルチェ素子２の上面には、ペルチェ素子２と当接して第２フィン２２が配置されており、第２フィン２２は配管部３の内部に位置される構成となっている。
【００３３】
配管部３において、車両の前側下方（図１において左下側）の座席１２に着座した乗員の足元付近に相当する位置には、配管部３と接続して足元配管部６が設置されている。足元配管部６において、車両の前側に位置し、配管部３と接続されていない側には、空気を流通可能に開口された足元通風口６１が形成されている。
配管部３は、第１経路部３１、第２経路部３２、第３経路部３３および第４経路部３４から構成されている。
【００３４】
第１経路部３１は、足元配管部６と接続された箇所から車両の前後方向（図１において左右方向）に延設されている。また、座席１２の着座部１２３の下方において、第１経路部３１において、足元配管部６と接続されていない側（図１において右側）の端部から車両の上下方向（図１において上下方向）に第２経路部３２が延設されている。第３経路部３３は、本実施形態においては第１経路部３１の上方に第１経路部３１と平行に設けられており、分岐点Ｐにおいて第２経路部３２と接続されている。第３配管部の一方の（車両の前側、図１において左側）の端部は、第３経路部３３の下方において車両の上下方向に延設された第４経路部３４と接続されている。第４経路部３４は第１経路部３１および足元配管部６と接続されている。
【００３５】
第２経路部３２において分岐点Ｐの上側は背もたれ配管部３２１に構成されている。背もたれ配管部３２１は、分岐点Ｐから座席の上部であるヘッドレスト１２１の上面部に延設されており、ヘッドレスト１２１の上面において開口されている。背もたれ配管部３２１において該開口された箇所は空気が流通可能であり、ヘッドレスト通風口３２２を構成している。
【００３６】
ヘッドレスト１２１と天井１４の間には隙間が空いており、ヘッドレスト通風口３２２と後述する第１天井通風部４１とが離間して配置されている。
また、第２経路部３２において分岐点Ｐの下方には羽の回転により空気を送風可能である第１ファン７が設置されている。なお、第１ファン７は羽の回転方向を切り替え可能な構成となっている。
【００３７】
背もたれ配管部３２１において、座席１２に着座した乗員の背中側（座席１２の表面側、図１において左側）には、空気を吹き出し可能に開口された背もたれ直噴部３２３が形成されている。背もたれ直噴部３２３には、逆止弁である背もたれ直噴部弁３２４（図３において図示する）が開閉可能に固定されている。背もたれ直噴部弁３２４は背もたれ配管部３２１の圧力差により、冷房時には開放され、暖房時には閉鎖されるように切り替え可能に構成されている。
また、第３経路部３３において、座席１２に着座した乗員の臀部側（座席１２の表面側、図１において上側）には、空気を吹き出し可能に開口された着座部直噴部３３３が形成されている。
【００３８】
第３経路部３３において、着座部直噴部３３３と分岐点Ｐの間には第１着座部弁３６が開閉可能に固定されている。また、第３経路部３３において、第４経路部３４と接続された箇所と着座部直噴部３３３との間には第２着座部弁３７が開閉可能に固定されている。
第１着座部弁３６および、第２着座部弁３７はいずれも圧力差で駆動可能な逆止弁であり、第３経路部３３の開閉を切り替え可能な構成となっている。
【００３９】
天井配管部４は、車両の天井１４において座席１２の上方に配置される構成となっている。天井配管部４において座席１２の上側（ヘッドレスト通風口３２２と対応する部分）には、空気を流通可能な構成である第１天井通風部４１が形成されている。なお、第１天井通風部４１は第２通風口に対応している。
つまり、ヘッドレスト通風口３２２は、背もたれ配管部３２１から上側かつ第１天井通風部４１に対応する位置に開口向きを有するように設置されており、第１天井通風口は、天井１４から下側かつ少なくともヘッドレスト通風口３２２と対応する位置に開口向きを有するように設置されている。
【００４０】
図２は天井配管部４を下側（車室内）から見た模式図である。第１天井通風部４１には、スリット状に開口された天井開口部４１１が、車両の前後方向（図２において上下方向）に並行して複数設けられている。なお、本実施形態において天井開口部４１１を開閉可能である図示しないシャッター部材が設置されている。シャッター部材は図示しない制御装置により天井開口部４１１の少なくとも一部を選択的に開閉可能となっており、第１天井通風部４１がヘッドレスト通風口３２２と対応する位置に開口向きを有するように調節可能である。つまり、座席１２の位置または角度が変動されることにより、天井配管部４に対するヘッドレスト通風口３２２の位置が変化した場合であっても、ヘッドレスト通風口３２２の上方に配置された天井開口部４１１が開放状態となるように制御されている。なお、本実施形態では、ヘッドレスト通風口３２２の真上に位置する天井開口部４１１が開放状態とされ、ヘッドレスト通風口３２２の真上に位置しない天井開口部４１１は閉鎖状態とされるように制御される構成となっている。
【００４１】
また、天井配管部４において車両の前側（図２において下側）には、車室内に向けて空気を流通可能である第２天井通風部４２が形成されている。本実施形態において、第２天井通風部４２は第３通風口に対応しており、座席１２に着座した乗員の上半身に空気を吹き出し可能な構成となっている。
【００４２】
天井配管部４において、第２天井通風部４２の上方（図１において上方）には第２ファン８が設置されている。第２ファン８は羽の回転により空気を送風可能であり、羽の回転方向が切り替え可能な構成となっている。この実施形態において、第２ファン８は切り替え手段に対応している。また、第２ファン８は冷房時において回転され、暖房時には回転が停止されるように図示しない制御手段により切り替えられる。つまり、第２天井通風部４２からの空気の吹き出し状態は、冷房時には吹き出され、暖房時には吹き出されないように切り替え可能に構成されている。
【００４３】
次に、本実施形態の車両用空調装置１における、冷房時の空気の流れについて説明する。
なお、図１において矢印は空気の流れる方向を示している。
【００４４】
床下外気導入部５を流通された外気の熱は、第１フィン２１によりペルチェ素子２に伝熱される。ペルチェ素子２の冷熱は第２フィン２２により、配管部３（第１経路部３１）を流通される空気を冷却する。冷却された空気（冷気）は第１ファン７の回転により、第１経路部３１から第２経路部３２に向けて流通（送風）される。送風された冷気の方向は分岐点Ｐにおいて、第３経路部３３および背もたれ配管部３２１に分岐され、第３経路部３３および背もたれ配管部３２１において矢印の方向に流通される。
【００４５】
冷房時においては、第１着座部弁３６は開放され、第２着座部弁３７が閉鎖されるように、切り替えられている。つまり、第３経路部３３の圧力差によって、第１着座部弁３６は開放され、第２着座部弁３７は閉鎖される。第３経路部３３に流通された冷気は、着座部直噴部３３３から座席１２の表面側に流通される。また、第２着座部弁３７により第３経路部３３が閉鎖されることにより、冷気は第３経路部３３から第４経路部３４に流通されることはない。また、第２着座部弁３７の閉鎖により、足元通風口６１から足元配管部６を流通して第１経路部３１に流通された空気は、第４経路部３４を経由して第３経路部３３に流通されることはない。
【００４６】
図１に示すように、冷房時には背もたれ直噴部弁３２４が開放されており、背もたれ配管部３２１に流通された冷気は、背もたれ直噴部３２３から座席１２の表面に向けて吹き出される。
つまり、座席１２に乗員が着座した場合には、背もたれ直噴部３２３または着座部直噴部３３３から、乗員の頭部、背中、脚、または臀部に向けて、冷気が直接吹き出される。
また、背もたれ配管部３２１に流通された冷気は、ヘッドレスト通風口３２２より上方に吹き出される。
【００４７】
ヘッドレスト通風口３２２から吹き出された冷気は、第１天井通風部４１より天井配管部４に流通される。なお、冷房時には、第２ファン８は、空気を第１天井通風部４１から吸い込み、第２天井通風部４２から吹き出すように回転されている。第２ファン８の回転により、冷気は第１天井通風部４１より吸い込まれ、第２天井通風部４２から吹き出される。なお、冷気は第２天井通風部４２から座席１２に向けて吹き出される。
つまり、座席１２に乗員が着座した場合には、冷気は第２天井通風部４２から乗員に向けて吹き出される。
【００４８】
次に、本実施形態の車両用空調装置１における、暖房時の空気の流れについて説明する。
なお、図３において矢印は空気の流れる方向を示している。
【００４９】
暖房時において、第１ファン７の回転方向は冷房時と逆向きに切り替えられる。第１ファン７の回転により、車両の天井付近に滞留する暖かい空気（暖気）はヘッドレスト通風口３２２より吸い込まれる。
背もたれ直噴部３２３に開閉可能に固定された背もたれ直噴部３２３弁は、図示しない制御装置により、暖房時には閉鎖されるように切り替えられている。背もたれ配管部３２１に流入された空気は、背もたれ直噴部弁３２４の閉鎖により、背もたれ直噴部３２３から吹き出されることなく、第２経路部３２（背もたれ配管部３２１）を経由して下方に向けて流通される。暖房時において、第１着座部弁３６は閉鎖され、第２着座部弁３７が開放されるように図示しない制御装置により切り替えられている。
【００５０】
第２経路部３２に流通された空気は、第１経路部３１に流通される。床下外気導入部５より導入された外気の熱は第１フィン２１によりペルチェ素子２に伝熱され、ペルチェ素子２の熱は第２フィン２２により第１経路部３１の空気に伝熱される。つまり、外気が冷たい場合には、第１経路部３１の空気はペルチェ素子２により加熱され、暖気となる。暖気は第１経路部３１を経由して足元配管部６の足元通風口６１より吹き出される。つまり、座席１２に乗員が着座している場合には、足元通風口６１より乗員の足元に暖気が吹き出される。
【００５１】
また、第１経路部３１から流通され、第４経路部３４を上方に流通された暖気は、第２着座部弁３７が開放されているために、第３経路部３３に流通される。第３経路部３３に流通された暖気は、着座部直噴部３３３より座席１２の表面に吹き出される。つまり、座席１２に乗員が着座している場合には、乗員の脚または臀部に直接暖気が吹き出される。
【００５２】
次に、本実施形態における作用について説明する。
配管部３において、第２経路部３２（背もたれ配管部３２１）は座席１２内部において上下方向（床１１から天井１４を向いた方向、図１において上下方向）に延設されている。配管部３は第１経路部３１においてペルチェ素子２と接続されている。また、ヘッドレスト１２１の上面には、配管部３が開口されたヘッドレスト通風口３２２が上側を向いて形成されている。
【００５３】
車両の天井１４には空気を流通可能な天井配管部４が設けられている。天井配管部４において、ヘッドレスト通風口３２２の上方かつヘッドレスト通風口３２２と対応する位置には、複数の天井開口部４１１からなる第１天井通風部４１が形成されている。また、天井配管部４において、車両の第１天井通風部４１より車両の前方（図１において左側）には空気を吹き出し可能な第２天井通風部４２が形成されている。
ヘッドレスト通風口３２２と第１天井通風部４１とは離間して配置されている。
【００５４】
ペルチェ素子２により冷却された空気は、座席１２の内部に設けられた背もたれ配管部３２１を通過して、ヘッドレスト通風口３２２から吹き出された後、第１天井通風部４１から天井配管部４に流通される。そのため、車両の床１１の上面（車両の下方）に設けられたペルチェ素子２で冷却された空気を、天井１４の側（上方）に輸送する際に、空気を座席１２の内部を流通させることができるため、空気の熱が車室外に流出されにくい。したがって、空調における熱ロスを低減することができる。
【００５５】
座席１２は座席１２の位置または角度が調節可能である。天井配管部４には、座席１２の位置または角度と連動して第１天井開口部４１１の開閉状態を調節可能であるシャッター部材が備えられている。シャッター部材は、天井配管部４に対するヘッドレスト通風口３２２の位置が変化した場合に、ヘッドレスト通風口３２２の上方に配置された天井開口部４１１が開放状態となるように制御される。シャッター部材により、第１天井部の開閉状態は、ヘッドレスト通風口３２２の真上に位置する天井開口部４１１が開放状態となり、ヘッドレスト通風口３２２の真上に位置しない天井開口部４１１が閉鎖状態に制御される。
【００５６】
ヘッドレスト通風口３２２と第１天井通風部４１との間には、隙間が存在する。つまり、背もたれ配管部３２１（ヘッドレスト通風口３２２）と天井配管部４（第１天井通風部４１）との間には、空間が形成されている。該空間において空気が下方から上方に流通される場合に、背もたれ配管部３２１と天井配管部４とをダクト等の別部材で接続する場合が考えられる。しかし、該別部材の中に空気を流通させる場合では、座席１２が天井１４と別部材により接続されているため、座席１２の位置または角度を変動することができない。つまり、座席１２の位置または角度の自由度が制限されるという問題があった。
それに対して、ヘッドレスト通風口３２２と第１天井通風部４１とを設け、ヘッドレスト通風口３２２と第１天井通風部４１との間の空間を通して空気を背もたれ配管部３２１から天井配管部４に流通する場合には、座席１２の位置または角度の自由度が制限されない。つまり、座席１２の位置または角度を調整される場合であっても、車両の下方（車両の床１１）から上方（天井）に空気を流通することができる。
【００５７】
ヘッドレスト通風口３２２は座席１２のヘッドレスト１２１の上面に設けられている。つまり、背もたれ配管部３２１はヘッドレスト１２１の上面から上側に設けられない。したがって、ヘッドレスト１２１と天井１４との間に乗員の視界を遮る部材が設置されないため、乗員の視界が良好となる。
【００５８】
第２天井通風部４２には、座席１２に着座した乗員の上半身に空気を吹き出し可能な構成となっている。また、第２ファン８は冷房時において回転され、暖房時には回転が停止されるように制御手段により切り替えられる。つまり、第２天井通風部４２からの空気の吹き出し状態は、冷房時には第２天井通風部４２から空気が吹き出され、暖房時には第２天井通風部４２から空気が吹き出されないように切り替えられている。
【００５９】
そのため、冷房時には乗員に直接空気を吹き出すことで、乗員の体感温度を低下させることができる。それに対し、暖房時には、乗員に直接空気が吹き出されないように調節することで、乗員の体感温度の低下を防止できる。つまり、冷房時と暖房時とで乗員に対する空気の気流を切り替えることで、気流による体感温度の変化を空調に利用でき、空調効率が向上する。
【００６０】
車両の天井に滞留する暖かい空気を、背もたれ配管部３２１を通して、足元通風口６１から乗員の足元に吹き出している。そのため、天井付近の暖かい空気を暖房に利用することができる。また、暖房時において乗員の頭部が暖められることに起因する乗員の不快感を抑制でき、空調負荷を低減することができる。
【００６１】
座席１２には、座席１２に着座した乗員と当接される表面（背もたれ部１２２、着座部１２３の表面）に、空気を吹き出し可能な背もたれ直噴部３２３および着座部直噴部３３３が形成されている。
座席１２に着座した乗員の頭部、背中、脚または臀部に直接空気を吹き出すことができるため、乗員の体感温度を低下することができる。したがって、冷房時において冷房効率を向上することができる。
【００６２】
熱供給部としてのペルチェ素子２が床１１の上面に設けられている。ペルチェ素子２は冷熱供給部および温熱供給部を兼ねることができるため、例えば、冷熱供給部としてのエバポレーターと、温熱供給部としてのヒーターの両方を設置する場合に比べて、部品点数が少なくてよい。また、例えばエバポレーターを設置した場合と比較し、複雑な配管を設ける必要がない。
【００６３】
配管部３において、車両の前側下方の座席１２に着座した乗員の足元付近に相当する位置には、配管部３と接続して足元配管部６が設置されており、足元配管部６において車両の前側には空気を流通可能に開口された足元通風口６１を形成されている。暖気は第１経路部から足元配管部６に流通された後、足元通風口６１から吹き出される。そのため、乗員の足元を暖めることができる。
【００６４】
冷房時には背もたれ直噴部３２３および着座部直噴部３３３から冷気を吹き出し、暖房時には足元配管部６の足元通風口６１から暖気を吹き出すように、冷房時と暖房時とで空気の吹き出し口を切り替えている。そのため、冷房時、暖房時にそれぞれ適した部位を空調することで、少ない空調負荷で体感温度を快適に保つことができ、冷房または暖房効率が向上する。
【００６５】
背もたれ直噴部３２３または着座部直噴部３３３からの空気の吹き出しを切り替え可能な逆止弁である背もたれ直噴部弁３２４、第１着座部弁３６および第２着座部弁３７を備えている。そのため、背もたれ直噴部弁３２４、第１着座部弁３６および第２着座部弁３７の開閉状態を制御するための制御装置を設けなくても、配管部３の圧力差により直噴部からの空気の吹き出し状態を切り替えることができ、部品点数を低減できる。
【００６６】
前記した実施形態は以下の作用効果を有する。
（１）座席１２内部には、上下方向には配管部３（背もたれ配管部３２１）が設けられており、配管部３は第１経路部３１においてペルチェ素子２と接続されている。また、ヘッドレスト１２１の上面には、配管部３が開口されたヘッドレスト通風口３２２が上側を向いて形成されている。車両の天井１４には空気を流通可能な天井配管部４が設けられている。天井配管部４において、ヘッドレスト通風口３２２の上方かつヘッドレスト通風口３２２と対応する位置には、複数の天井開口部４１１からなる第１天井通風部４１が形成されている。また、天井配管部４において、車両の第１天井通風部４１より車両の前方には空気を吹き出し可能な第２天井通風部４２が形成されている。ヘッドレスト通風口３２２と第１天井通風部４１とは離間して配置されている。したがって、ペルチェ素子２により冷却された空気は、座席１２の内部を通過して天井配管部４に流通される。そのため、車両の下方から上方に空気を輸送する際に、空気の熱が車室外に流出することによる熱ロスを低減することができる。
【００６７】
（２）座席１２は位置または角度が調節可能であり、第１天井通風部４１はヘッドレスト通風口３２２と対応する位置に開口向きを有するように調節可能であるシャッター部材を備えている。
そのため、座席１２の位置または角度が調節された場合であっても、背もたれ配管部３２１と天井配管部４とを接続する別部材を必要とすることなく、車両の下方から上方に空気を流通することができる。
【００６８】
（３）ヘッドレスト通風口３２２は座席１２のヘッドレスト１２１の上面に設けられている。そのため、座席１２の上面より上側に背もたれ配管部３２１が設けられないため、乗員の視界が良好となる。
【００６９】
（４）天井配管部４には、第２天井通風部４２からの空気の吸い込みまたは吹き出し状態を、冷房時と暖房時とで切り替え可能な切り替え手段を備えられている。そのため、乗員に対する空気の気流を、冷房時と暖房時とで切り替えることで、気流による体感温度の低下を空調に有効に利用できるため空調効率が向上する。
【００７０】
（５）座席１２において、座席１２に着座した乗員と当接される表面（背もたれ部１２２および着座部１２３の表面）に、空気を吹き出し可能な背もたれ直噴部３２３および着座部直噴部３３３が形成されている。そのため、座席１２に着座した乗員に直接空気を吹き出すことができ、冷房または暖房の効率が向上する。
【００７１】
（６）熱供給部はペルチェ素子２であるため、１つの熱供給部で冷熱供給部および温熱供給部を兼ねることができる。したがって、部品点数を低減できる。
【００７２】
（７）配管部３において、車両の前側下方の座席１２に着座した乗員の足元付近に相当する位置には、配管部３と接続して足元配管部６が設置されており、足元配管部６において車両の前側には空気を流通可能に開口された足元通風口６１が形成されている。そのため、乗員の足元を暖めることができる。
【００７３】
（８）冷房時には背もたれ直噴部３２３および着座部直噴部３３３から冷気を吹き出し、暖房時には足元配管部６の足元通風口６１から暖気を吹き出すように、冷房時と暖房時とで空気の吹き出し口を切り替えている。そのため、冷房時、暖房時にそれぞれ適した部位を空調することで、少ない空調負荷で体感温度を快適に保つことができ、冷房または暖房効率が向上する。
【００７４】
（９）背もたれ直噴部または着座部直噴部からの空気の吹き出しを切り替え可能な逆止弁である背もたれ直噴部弁３２４、第１着座部弁３６および第２着座部弁３７を備えている。そのため、背もたれ直噴部弁３２４、第１着座部弁３６および第２着座部弁３７の開閉状態を制御するための制御装置を設けなくても、配管部３の圧力差または空気の流通方向により直噴部からの空気の吹き出し状態を切り替えることができ、部品点数を低減できる。
【００７５】
本発明は、前記した実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、次のように実施することができる。
【００７６】
○実施形態において、ヘッドレスト通風口３２２には暖房時に閉鎖可能な弁が備えられていてもよい。例えば暖房時において、該弁によりヘッドレスト通風口３２２が閉鎖され、第１ファン７が冷房時と同一の方向に回転されることで、足元配管部６から流入された空気がペルチェ素子２で加熱された後、背もたれ直噴部３２３または着座部直噴部３３３から吹き出されてもよい。
【００７７】
○実施形態において、暖房時において、第２天井通風口から空気が乗員に向けて吹き出されてもよい。
【００７８】
○実施形態において、第１通風口としてのヘッドレスト通風口３２２は、ヘッドレスト１２１に形成されていなくてもよい。例えば、背もたれ部１２２の上面に形成されていてもよい。また、第１通風口が座席１２の上面に形成されていなくてもよい。例えば、背もたれ配管部３２１の一部が座席１２の表面よりも上側に設けられており、座席１２の表面より上側に設けられた背もたれ配管部３２１が開口された第１通風口が備えられていてもよい。
【００７９】
○実施形態において、第２天井通風部４２から吹き出された空気の一部が、第１天井通風部４１から吸い込まれてもよい。その場合、天井配管部４において、空気を循環させることができるため、車室内において座席１２の周囲以外への熱の流出を低減することができ、熱ロスが少なくなる。
【００８０】
○実施形態において、第２天井通風口は座席１２に着座した乗員の上半身に空気を吹き出し可能な構成に限らない。少なくとも乗員に吹き出されればよく、例えば、乗員の脚等に吹き出される構成であってもよい。なお、空気が乗員の上半身や頭部に吹き出される場合には、乗員の体感温度をより低下させることができる。
【００８１】
○実施形態において、後部座席に着座した乗員に空気を吹き出し可能な通風口を有する別の天井配管部４が設置されてもよい。また、後部座席用に別の天井配管部４が備えられる構成に限らず、１つの天井配管部４に後部座席に着座した乗員に空気を吹き出し可能な通風口が設けられていてもよい。
【００８２】
○実施形態において、シャッター部材が設けられていなくてもよい。例えば第１天井通風部４１は、ヘッドレスト通風口３２２よりも十分広い面積に形成されており、ヘッドレスト通風口３２２から吹き出された空気が座席１２の位置や角度に関わらず、常に天井配管部４に流通可能な構成であればよい。なお、ここで十分広い面積とは、座席１２の位置または角度が変化することで、ヘッドレスト通風口３２２が配置される位置に対応する領域に少なくとも第１天井通風部４１が形成されている場合を指す。
【００８３】
○実施形態において、背もたれ直噴部３２３または着座部直噴部３３３が備えられていなくてもよい。またその場合、背もたれ直噴部弁３４２、第１着座部弁３６または第２着座部弁３７が備えられていなくてもよい。
【００８４】
○実施形態において、冷房時と暖房時とで第１ファン７または第２ファン８の回転方向が切り替えられなくてもよい。少なくとも、ペルチェ素子２で加熱または冷却された空気が、背もたれ配管部３２１から天井配管部４に流通可能であればよい。
【００８５】
○実施形態において、熱供給部はペルチェ素子２でなくてもよい。例えば、ヒーターやエバポレーターであってもよい。
【００８６】
○実施形態において、足元配管部６が設けられていなくてもよく、空気が第２天井通風部４２から乗員に向けて吹き出し可能であればよい。また、冷房時において、冷気が足元通風口６１から吹き出し可能に構成されていてもよい。その場合、乗員の足元を冷却することができる。
【００８７】
○実施形態において、車両の床１１には熱供給部として蓄熱材を有し、蓄熱材がエンジンルームに設けられた空調装置等から供給された冷熱または温熱を蓄えても良い。
【００８８】
○実施形態において、第２天井通風部４１は、天井１２に沿って少なくともヘッドレスト通風口３２２と対応する領域に、車両の前後方向を向いて設けられた空気流通方向が変更可能な形状（例えば断面弓状の形状）であるガイド部材であってもよい。その場合、ガイド部材に沿って空気が流通されるため、第２ファン８がない場合であってもヘッドレスト通風口３２２より吹き出された空気を車室内に流通させることができる。
【符号の説明】
【００８９】
１ 車両用空調装置
２ ペルチェ素子
３ 配管部
４ 天井配管部
７ 第１ファン
８ 第２ファン
１１ 床
１２ 座席
１４ 天井
４１ 第１天井通風部
４２ 第２天井通風部
１２１ ヘッドレスト
３２２ ヘッドレスト通風口
３２３ 背もたれ直噴部
３３３ 着座部直噴部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも車両の座席において上下方向に延設され、空気を流通可能な第１空気流通手段と、
前記第１空気流通手段と接続された熱供給部と、
前記車両の天井に設けられ、空気を流通可能な第２空気流通手段と、
前記第１空気流通手段より車室内へ空気を吹き出し可能な第１通風口と、
前記第２空気流通手段に前記車室内から空気を取り入れ可能な第２通風口と、
前記第２空気流通手段より前記車室内へ空気を吹き出し可能な第３通風口とを有する車両用空調装置であって、
前記第１通風口は、前記第１空気流通手段から上側かつ前記第２通風口に対応する位置に開口向きを有するように設置され、
前記第２通風口は、前記天井から下側かつ少なくとも前記第１通風口と対応する位置に開口向きを有するように設置され、
前記第１通風口と前記第２通風口が離間して配置されることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記熱供給部は車両の床に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記座席は位置または角度が調節可能な座席であり、
前記第２通風口は前記第１通風口と対応する位置に開口向きを有するように調節されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記第１通風口は前記座席のヘッドレストの上面に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記第３通風口からの空気の吸い込みまたは吹き出し状態を、冷房時と暖房時とで切り替え可能な切り替え手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記座席の前記座席に着座した乗員と当接される表面に、空気を吹き出し可能な直噴部が形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記直噴部は、前記直噴部の空気の吹き出し方向に通風可能な逆止弁を備えることを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記熱供給部はペルチェ素子であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項１】
少なくとも車両の座席において上下方向に延設され、空気を流通可能な第１空気流通手段と、
前記第１空気流通手段と接続された熱供給部と、
前記車両の天井に設けられ、空気を流通可能な第２空気流通手段と、
前記第１空気流通手段より車室内へ空気を吹き出し可能な第１通風口と、
前記第２空気流通手段に前記車室内から空気を取り入れ可能な第２通風口と、
前記第２空気流通手段より前記車室内へ空気を吹き出し可能な第３通風口とを有する車両用空調装置であって、
前記第１通風口は、前記第１空気流通手段から上側かつ前記第２通風口に対応する位置に開口向きを有するように設置され、
前記第２通風口は、前記天井から下側かつ少なくとも前記第１通風口と対応する位置に開口向きを有するように設置され、
前記第１通風口と前記第２通風口が離間して配置されることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記熱供給部は車両の床に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記座席は位置または角度が調節可能な座席であり、
前記第２通風口は前記第１通風口と対応する位置に開口向きを有するように調節されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記第１通風口は前記座席のヘッドレストの上面に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記第３通風口からの空気の吸い込みまたは吹き出し状態を、冷房時と暖房時とで切り替え可能な切り替え手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記座席の前記座席に着座した乗員と当接される表面に、空気を吹き出し可能な直噴部が形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記直噴部は、前記直噴部の空気の吹き出し方向に通風可能な逆止弁を備えることを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記熱供給部はペルチェ素子であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１９５０７８（Ｐ２０１１−１９５０７８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６５９２８（Ｐ２０１０−６５９２８）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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