CN104640723A - 车辆用座椅空气调节装置 - Google Patents

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CN104640723A CN201380048319.5A CN201380048319A CN104640723A CN 104640723 A CN104640723 A CN 104640723A CN 201380048319 A CN201380048319 A CN 201380048319A CN 104640723 A CN104640723 A CN 104640723A
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Abstract

本发明提供一种车辆用座椅空气调节装置(10)，其具备：车辆用座椅(20)；电动送风机(40)，其具有与构成车辆用座椅(20)的多个区域(32、31)分别对应的多个风扇(42a、43a；43c)、和一个电动马达(41)，利用一个电动马达(41)驱动多个风扇(42a、43a；43c)，按照风扇发挥与所述区域对应的送风能力；以及多个通道(50、60)，其在对应的多个区域(32、31)与多个风扇(42a、43a；43c)之间使从风扇产生的空气流按照所述风扇流通。利用在多个通道(50、60)内流动的空气流分别对多个区域(32、31)进行空气调节或者换气。

Description

车辆用座椅空气调节装置
关联申请的相互参照
本发明基于2012年9月18日申请的日本申请号2012-204517号主张优先权，在此引用其记载内容。
技术领域
本发明涉及车辆用座椅空气调节装置。
背景技术
在车辆用座椅空气调节装置中，公知为了提高乘坐人员与座椅接触的部位的舒适性而利用送风机从座椅表面向乘坐人员输送空气的技术。
如专利文献1、2所示，作为这样的空气调节装置的送风方式，有利用一个电动马达驱动一个风扇的方式。具体而言，有如专利文献1那样利用一个电动风扇分别向座面侧与靠背侧送风的具备两个吹出口的方式、如专利文献2所示那样具有将从一个电动风扇吹出的送风空气分别引导至座面侧与靠背侧的分支部通道的方式。或者如专利文献3所示，利用第一电动风扇向座面侧送风、并且利用第二电动风扇对靠背侧进行送风的双风扇方式。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-100585号公报
专利文献2：日本特开2005-30613号公报
专利文献3：日本特许3804566号说明书
本发明的发明人等为了提高车辆用座椅空气调节装置的空气调节能力而对提高电动风扇的送风能力这一点进行了研究。
在电动风扇中，若使用驱动风扇的能力大的电动马达、或使用多个电动马达构成送风能力大的电动风扇，则会导致成本的增加。另外，若想要为了实现车辆用座椅送风装置的低成本化而使用所述专利文献1的送风方式，利用一个电动风扇对座面侧与靠背侧两方进行空气调节或换气，则送风机的送风压力不足。
这样的问题在对座面以及靠背以外的其他多个区域进行空气调节或换气的情况下也会发生。
另外，在所述专利文献2的通道分支方式中，若乘坐人员改变落座姿态，乘坐人员的后背从座面抬起，则座面侧的压力损失与靠背侧的压力损失之间的平衡发生变化。因此，靠背侧的风量发生变化(参照图11)。由此，座面侧的风量与靠背侧的风量之间的平衡不期望地发生改变。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的第一目的在于，在车辆用座椅空气调节装置中实现低成本化并实现送风能力的增大化，另外，本发明的第二目的在于，即使乘坐人员改变落座姿态，也能抑制座面侧的风量与靠背侧的风量之间的风量平衡的变化。
为了实现所述目的，在本发明的第一方式中，车辆用座椅空气调节装置具备：车辆用座椅；电动送风机，其具有与构成车辆用座椅的多个区域分别对应的多个风扇、和一个电动马达，利用一个电动马达驱动多个风扇，按照风扇发挥与所述区域对应的送风能力；以及多个通道，其在对应的所述多个区域与所述多个风扇之间使从所述风扇产生的空气流按照所述风扇流通。利用在所述多个通道内流动的空气流分别对所述多个区域进行空气调节或者换气。
由此，在电动送风机中，按照风扇发挥与区域对应的送风能力。因此，能够实现电动送风机的送风能力的增大化。在此基础上，由于能够利用一个电动马达驱动多个种类的风扇，因此能够实现低成本化。因此，能够在实现低成本化的同时实现送风能力的增大化。
在本发明的第二方式中，所述多个区域由座面及靠背构成，多个风扇由两个风扇构成，所述电动送风机利用所述一个电动马达驱动与所述座面及所述靠背分别对应的两个所述风扇。
由此，电动送风机利用一个电动马达驱动与座面及靠背分别对应的两种风扇。座面侧的压力损失比靠背的压力损失高。电动马达的转速取决于具有更高压力损失的座面侧。因此，即使乘坐人员的后背从靠背抬起，座面侧的风量也不会损失。由此，即使乘坐人员的姿态变化所导致的压力损失发生变化，也能够抑制座面及靠背间的风量平衡的变化。
附图说明
本发明的上述目的以及其他目的、特征、优点通过参照附图并利用以下详细记述而更加明确。在该附图中：
图1是示出第一实施方式的车辆用座椅空气调节装置的结构的图。
图2是图1的车辆用座椅的分解图。
图3是图1的电动送风机的立体图。
图4是图1的电动送风机的立体图。
图5是图1的电动送风机的剖视图。
图6(a)是示出图1的送风通路的通风阻力的图，图6(b)是示出图1的电动送风机中的风量(m3/h)以及静压(Pa)的关系的图。
图7是示出第二实施方式的车辆用座椅空气调节装置的结构的图。
图8是第三实施方式的电动送风机的剖视图。
图9是示出图8的送风通路的通风阻力的图。
图10是第四实施方式的电动送风机的剖视图。
图11是示出比较例中的风量(m3/h)以及静压(Pa)的关系的图。
具体实施方式
以下，根据附图对实施方式进行说明。需要说明的是，在以下各实施方式彼此之间，为了简化说明，在附图中对彼此相同或等同的部分标注相同的附图标记。
(第一实施方式)
图1中示出第一实施方式的车辆用座椅空气调节装置10的整体结构。
如图1所示，车辆用座椅空气调节装置10具备车辆用座椅20、座椅表皮30、电动送风机40以及送风通道50、60。车辆用座椅20具备头枕21、座椅缓冲部22以及座椅背部23。
头枕21支承乘坐人员的头部。座椅缓冲部22支承乘坐人员的大腿以及臀部。座椅背部23支承乘坐人员的后背。
这里，如图2所示，车辆用座椅20具备座椅框架70。在座椅框架70上装备有作为弹性部件的多个座椅金属线71。座椅框架70与座椅金属线71一起支承头枕21、座椅缓冲部22以及座椅背部23。
本实施方式的座椅缓冲部22以及座椅背部23由聚氨酯树脂等构成。如图1以及图2所示，在座椅缓冲部22以及座椅背部23上设置有分别向乘坐人员侧开口的多个通风路24。
图1的座椅表皮30由具有通气性的座椅(例如无纺布)构成。座椅表皮30形成为分别覆盖座椅缓冲部22以及座椅背部23。座椅表皮30中的覆盖座椅缓冲部22的区域构成座面32。座椅表皮30中的覆盖座椅背部23的区域构成靠背31。
本实施方式的靠背31以及座面32分别构成权利要求书所记载的区域。图1的电动送风机40设置在座椅背部23内。
接下来，使用图3、图4、图5对本实施方式的电动送风机40的构造进行说明。图3是电动送风机40的剖视图，图4是示出电动送风机40的轴线方向一侧的立体图。图5是示出电动送风机40的轴线方向另一侧的立体图。
如图3所示，电动送风机40具备电动马达41以及送风机42、43。电动马达41是短筒状的转子41b相对于定子41a配置在径向外侧的外转子型的马达。
定子41a相对于旋转轴41c配置在径向外侧。旋转轴41c的轴线方向一侧与转子41b连接。由此，转子41b以及旋转轴41c以旋转轴41c的轴线为中心而旋转。
送风机42相对于电动马达41配置在其轴线方向一侧。送风机42具备西洛克风扇42a以及蜗壳44。
西洛克风扇42a是具备被转子41b支承且以转子41b的轴线为中心沿旋转方向排列的多片叶片的离心式多翼风扇。西洛克风扇42a通过其旋转将从轴线方向一侧吸入的空气向径向外侧吹出。
蜗壳44是收纳西洛克风扇42a并且具备吸入口44a的壳体。吸入口44a相对于西洛克风扇42a向轴线方向一侧开口。如图4所示，蜗壳44具备吹出口44b。吹出口44b相对于西洛克风扇42a向径向外侧开口。
在蜗壳44的相对于西洛克风扇42a靠径向外侧的位置形成有空气通路44c(参照图3)。空气通路44c是将从西洛克风扇42a吹出的空气集中而引导至吹出口44b(参照图4)的通风路。空气通路44c的截面面积在旋转轴41c的旋转方向上随着靠近吹出口44b而增大。空气通路44c的截面面积指的是，相对于空气朝向吹出口44b的流动方向正交的方向上的截面面积。
送风机43相对于电动马达41配置在其轴线方向另一侧。送风机43具备涡轮风扇43a以及壳体43b。
涡轮风扇43a支承在旋转轴41c的轴线方向另一侧。涡轮风扇43a是通过其旋转将从轴线方向另一侧吸入的空气向径向外侧吹出的离心式风扇。壳体43b收纳涡轮风扇43a，并且具备吸入口45a以及吹出口45b(参照图3)。吸入口45a相对于涡轮风扇43a向轴线方向另一侧开口。吹出口45b相对于涡轮风扇43a向径向外侧开口。
图1的送风通道50将座椅缓冲部22的多个通风路24与送风机42的蜗壳44的吸入口44a之间连通。送风通道60将座椅背部23的多个通风路24与送风机43的壳体43b的吸入口45a之间连通。由此，送风机42对应于座面32，送风机43对应于靠背31。
接下来，参照图6(a)、图6(b)对本实施方式的送风通路以及电动送风机40的特性进行说明。
图6(a)是使纵轴为送风通路内的静压(Pa)且横轴为送风通路内的风量(m3/h)而示出送风通路的通风阻力的曲线图。a是示出座面32侧的送风通路的通风阻力的曲线图，b是示出靠背31侧的送风通路的通风阻力的图。座面32侧的送风通路指的是，由送风通道50以及座椅缓冲部22的多个通风路24构成的通路。靠背31侧的送风通路是由送风通道60以及座椅背部23的多个通风路24构成的通路。
在本实施方式中，根据图6(a)中的曲线图a、b可知，座面32侧的送风通路内的静压比靠背31侧的送风通路内的静压大。
图6(b)是使纵轴为静压(Pa)且横轴为风量(m3/h)而示出送风机42、43的风量(m3/h)-静压(Pa)的特性的曲线图。c是示出送风机(西洛克风扇)42的风量(m3/h)-静压(Pa)的特性的曲线图。d是示出送风机(涡轮风扇)43的风量(m3/h)-静压(Pa)的特性的曲线图。
在本实施方式中，送风机42虽然在风量低的区域中静压高，但随着风量增高，静压急剧降低，在风量最高的区域中，静压为零。送风机43虽然随着风量增高而静压逐渐降低，但静压降低的斜率比送风机42的静压降低的斜率小。
接下来，对本实施方式的工作进行说明。
首先，当电动送风机40的电动马达41旋转时，与转子41b的旋转相伴，西洛克风扇42a旋转。通过该西洛克风扇42a的旋转对座椅表皮30的座面32进行换气。
具体而言，空气从乘坐人员的大腿、臀部侧通过座椅表皮30的座面32，向座椅缓冲部22的多个通风路24内流动。该流动的空气分别从多个通风路24通过送风通道50而向蜗壳44的吸入口44a内流动。向该吸入口44a内流动的空气通过西洛克风扇42a向空气通路44c流动。
即，利用西洛克风扇42a的旋转，空气通过座椅表皮30的座面32、座椅缓冲部22的多个通风路24、送风通道50以及吸入口44a被西洛克风扇42a吸入。该吸入的空气向空气通路44c集中，集中于该空气通路44c的空气从吹出口44b吹出。
在此基础上，当电动马达41旋转时，伴随着旋转轴41c的旋转，涡轮风扇43a旋转。通过该涡轮风扇43a的旋转对座椅表皮30的靠背31进行换气。
具体而言，伴随着涡轮风扇43a的旋转，空气从乘坐人员的后背侧通过座椅表皮30的靠背31，向座椅背部23的多个通风路24内流动。该流动的空气分别从多个通风路24通过送风通道60，之后通过送风机43的壳体43b的吸入口45a而被涡轮风扇43a吸入。被该涡轮风扇43a吸入的空气从壳体43b的吹出口45b吹出。
根据以上说明的本实施方式，伴随着西洛克风扇42a以及涡轮风扇43a各自的旋转，对靠背31以及座面32分别进行换气。并且，在对靠背31以及座面32进行换气时，座面32的压力损失比靠背31的压力损失大。在此基础上，为了使坐在车辆用座椅20上的乘坐人员感到凉爽，与座面32侧的风量相比，需要增多靠背31侧的风量。
考虑到这些，在压力损失更大的座面32上设定具备蜗壳44以及西洛克风扇42a的送风机42，对于需要更多风量的靠背31设定具备涡轮风扇43a的送风机43。
换句话说，与座面32以及靠背31对应地使用不同种类的风扇来构成送风机42、43。座面32所对应的西洛克风扇42a构成为与靠背31所对应的涡轮风扇43a相比送风压力(静压)更大的风扇形状。靠背31所对应的涡轮风扇43a构成为与座面32所对应的西洛克风扇42a相比送风量更大的风扇形状。由此，在图6(a)中，可以使与座面32对应的送风机42的工作点为a1，使与靠背31对应的送风机43的工作点为b1。工作点a1与工作点b1相比，静压更大，工作点b1与工作点a1相比，风量(m3/h)更大。
工作点是在使纵轴为静压且横轴为风量的二维坐标上示出送风机中的风量以及静压间的关系的点。在本实施方式中，在将图6(a)与图6(b)重叠的情况下，使曲线图a与曲线图c的交点为工作点a1，使曲线图b与曲线图d的交点为工作点b1。
这样，能够构成利用一个电动马达41驱动按照风扇与区域对应的在工作点a1、b1送风的送风机42、43而对座面32侧以及靠背31侧进行换气的电动送风机40。区域指的是车辆用座椅20中的成为换气(或者空气调节)的对象的区域(例如座面32、靠背31)。换句话说，在电动送风机40中，利用一个电动马达41驱动与座面32对应的西洛克风扇42a以及与靠背31对应的涡轮风扇43a，西洛克风扇42a发挥与座面32对应的送风能力，涡轮风扇43a发挥与靠背31对应的送风能力。由此，在电动送风机40中，能够实现低成本化，并且能够实现送风能力的增大化。
这里，在所述专利文献2中的通道分支方式中，当乘坐人员改变落座姿态，乘坐人员的后背从座面抬起时，座面的压力损失与靠背的压力损失之间的平衡改变，因此，座面侧的风量与靠背侧的风量之间的平衡不期望地发生改变。
与此相对，在本实施方式中，一个电动马达41驱动送风机42、43，并且设置有与座面32以及靠背31对应的送风通道50、60。因此，电动马达41的转速取决于具有更高压力损失的座面32侧。因此，即使乘坐人员的后背从靠背31抬起，座面32侧的风量也不会损失。由此，即使乘坐人员的姿态变化所导致的压力损失发生变化，也能够抑制座面32以及靠背31间的风量平衡的变化。
(第二实施方式)
在所述第一实施方式中，说明了将电动送风机40配置在靠背31侧的例子，但代替该情况，在本实施方式中，在座面32侧配置电动送风机40。
图7是示出本实施方式中的车辆用座椅空气调节装置10的结构的图。
本实施方式的电动送风机40配置在座椅缓冲部22内。电动送风机40既可以直接安装于构成座椅缓冲部22的座椅框架70，也可以经由托架安装于座椅金属线71。
根据以上说明的本实施方式，由于电动送风机40配置在座面32侧，因此，能够使电动送风机40远离坐在车辆用座椅20上的乘坐人员的耳朵位置。因此，能够抑制因从电动送风机40产生的噪声对乘坐人员造成不适感。
(第三实施方式)
在所述第二实施方式中，通过将电动送风机40配置在座面32侧，将座椅背部23的多个通风路24与送风机43之间连通的送风通道60增长，并且送风通道60的弯曲部位增加。因此，送风机43对靠背31进行换气时产生的压力损失增加。
因此，在本实施方式中，作为用于对座面32进行换气的送风机42，使用与所述第二实施方式相同的送风机42，另一方面，代替图3的涡轮风扇43a以及壳体43b，由图8的西洛克风扇43c以及蜗壳43d构成与靠背31对应的送风机43。
这里，蜗壳43d与蜗壳44相同，收纳西洛克风扇43c，并且构成使从西洛克风扇43c吹出的空气流集中而朝向吹出口45b流动的流通路43e。由此，能够使本实施方式的送风机43的静压比所述第二实施方式的送风机43的静压大。在图9中，a是示出座面32侧的送风通路的通风阻力的曲线图，b是示出靠背31侧的送风通路的通风阻力的曲线图。
a1是与座面32对应的送风机42的工作点，b1是与靠背31对应的送风机43的工作点。图9中的工作点b1设定在与图6(a)中的工作点b1相比静压更高并且风量更少的工作点。
需要说明的是，虽然本实施方式的送风机42、43均由相同种类的西洛克风扇构成，但构成送风机42的西洛克风扇42a构成为与构成送风机43的西洛克风扇43c相比静压更大的风扇形状，西洛克风扇43c构成为与西洛克风扇42a相比风量更大的风扇形状。
(第四实施方式)
在所述第一实施方式中，旋转轴41c的轴线方向另一侧支承涡轮风扇43a。因此，旋转轴41c的轴线与涡轮风扇43a的径向外侧之间的距离(即半径)增大。因此，涡轮风扇43a的离心力增大。由此，可能引发涡轮风扇43a的旋转的稳定性的降低以及噪声的产生。
与此相对，在本实施方式中，旋转轴41c的轴线方向另一侧支承西洛克风扇42a，并且转子41b支承涡轮风扇43a。在这种情况下，转子41b的径向外侧与涡轮风扇43a的径向外侧之间的距离R成为涡轮风扇43a的半径。由此，与所述第一～第三实施方式相比，能够减小涡轮风扇43a的半径。因此，涡轮风扇43a的离心力变小。由此，能够实现涡轮风扇43a的旋转的稳定性的提高以及噪声产生的降低。
需要说明的是，在本实施方式中，送风机42、43的径向尺寸设定为彼此相同。
说明所述的实施方式的变形例。在所述第一～第四实施方式中，说明了利用电动送风机40从座面32以及靠背31分别将空气向送风机42、43侧吸入，从而对座面32以及靠背31进行换气的例子，但也可以代替该情况而如以下(a)、(b)那样进行。
(a)通过电动送风机40从送风机42、43分别向座面32以及靠背31送入空气，从而对座面32以及靠背31进行换气。
(b)也可以使用第一、第二热交换器对座面32以及靠背31进行空气调节。具体而言，利用第一热交换器对从送风机42产生的空气进行热交换，使该进行热交换的空气向座面32侧流动，对座面32进行空气调节。利用第二热交换器对从送风机43产生的空气进行热交换，使该进行热交换的空气向靠背31侧流动，对靠背31进行空气调节。作为第一、第二热交换器，可以使用对空气进行加热的加热用热交换器或者对空气进行冷却的冷却用热交换器。
在所述第一～第四实施方式中，说明了由西洛克风扇42a、43c以及涡轮风扇43a这样的两个风扇构成电动送风机40的例子，但也可以代替该情况而利用三个以上的风扇构成电动送风机40。
在所述第一～第三实施方式中，说明了将座面32以及靠背31设定成作为换气对象的区域的例子，但也可以代替该情况，将座面32以及靠背31以外的区域(例如头枕)等设定成作为换气(或者空气调节)对象的区域。
在所述第三实施方式中，说明了在将电动送风机40配置于座面32侧的情况下，分别利用西洛克风扇42a、43c构成送风机42、43的例子，但并不局限于此，在将电动送风机40配置于靠背31侧的情况下，也可以分别利用西洛克风扇42a、43c构成送风机42、43。
在所述第一～第四实施方式中，说明了使用离心多翼风扇作为西洛克风扇42a、43c的例子，但也可以代替该情况，采用具备一个叶片(翼)的离心风扇来构成西洛克风扇42a、43c。
在所述第一～第四实施方式中，说明了使用西洛克风扇、涡轮风扇构成送风机42、43的例子，但也可以代替该情况，使用西洛克风扇、涡轮风扇以外的种类的风扇构成送风机42、43。
本发明基于实施例进行了叙述，但应理解为，本发明不限定于该实施例和构造。本发明也包括各种变形例、等同范围内的变形。此外，各种组合、方式、以及在此基础上增加仅一个要素或者减少仅一个要素的其他组合、方式也包含于本发明的范畴及思想范围内。

Claims (6)

1.一种车辆用座椅空气调节装置(10)，其特征在于，具备：
车辆用座椅(20)；
电动送风机(40)，其具有与构成所述车辆用座椅(20)的多个区域(32、31)分别对应的多个风扇(42a、43a；43c)、和一个电动马达(41)，利用所述一个电动马达(41)驱动所述多个风扇(42a、43a；43c)，由每个风扇发挥与所述区域对应的送风能力；以及
多个通道(50、60)，其与每个所述风扇对应地使从所述风扇产生的空气流在对应的所述多个区域(32、31)与所述多个风扇(42a、43a；43c)之间流通，
利用在所述多个通道(50、60)内流动的空气流分别对所述多个区域(32、31)进行空气调节或者换气。
2.根据权利要求1所述的车辆用座椅空气调节装置(10)，其特征在于，
所述多个区域(32、31)由座面(32)及靠背(31)构成，
所述多个风扇(42a、43a；43c)由两个风扇(42a、43a；43c)构成，
所述电动送风机(40)利用所述一个电动马达(41)驱动与所述座面(32)及所述靠背(31)分别对应的所述两个风扇(42a、43a；43c)。
3.根据权利要求2所述的车辆用座椅空气调节装置(10)，其特征在于，
与所述座面(32)对应的所述风扇(42a)构成为送风压力比与所述靠背(31)对应的所述风扇(43a；43c)的送风压力大的风扇形状。
4.根据权利要求2或3所述的车辆用座椅空气调节装置(10)，其特征在于，
与所述靠背(31)对应的所述风扇(43a；43c)构成为送风量比与所述座面(32)对应的所述风扇(42a)的送风量大的风扇形状。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的车辆用座椅空气调节装置(10)，其特征在于，
所述一个电动马达(41)设置在所述车辆用座椅(20)中的所述座面(32)侧。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用座椅空气调节装置(10)，其特征在于，
所述电动送风机(40)利用一个电动马达(41)驱动与所述多个区域(32、31)分别对应的多个种类的风扇(42a、43a；43c)。
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