JP2003252040A - 温調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストが嵩む不都合を招くことなく、冷房状
態と暖房状態の切り換えを頻繁に行うことに起因したペ
ルチェ素子の破損を未然に回避できるようにして、温調
装置としての信頼性の向上を図れるようにする。 【解決手段】 温調装置において、ペルチェ素子３を、
吹出口１２Ａと排気口１２Ｂとが形成された温調ダクト
１２に、ペルチェ素子３の吸熱側が吹出口１２Ａに面す
るとともに放熱側が排気口１２Ｂに面する冷房姿勢と、
吸熱側が排気口１２Ｂに面するとともに放熱側が吹出口
１２Ａに面する暖房姿勢とに、向き変更可能に装備し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ素子を利
用して構成してある温調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような温調装置は、直流低電圧で
も安定作動し、直流電源からの通電方向の切り換えで吸
熱側と放熱側とが切り換わる軽量で薄板状のペルチェ素
子を利用することから、冷暖切り換え操作を簡便に行え
る上に小型軽量化や省電力化を図れるものの、ペルチェ
素子に対する通電方向の切り換えによる冷房状態と暖房
状態との切り換えを頻繁に行うと、ペルチェ素子の吸熱
側と放熱側とが瞬間的に切り換わることによるバイメタ
ル現象によってペルチェ素子を破損させる虞を招き易く
なる。

【０００３】そこで従来では、電気的な保護回路を設け
ることやペルチェ素子自体の耐熱性を向上させること
で、上述したペルチェ素子の破損を防止することや、例
えば特開平８−２００８７７号公報で開示されているよ
うに、ペルチェ素子に対する通電方向の切り換えを行わ
ずに、ペルチェ素子の吸熱側に設けた冷房用ダクトとペ
ルチェ素子の放熱側に設けた暖房用ダクトのそれぞれに
複数の開閉ダンパを備え、それらの各開閉ダンパの開閉
切り換え操作で冷房状態と暖房状態の切り換えを行える
ようにすることで、上述したペルチェ素子の破損を未然
に回避することが考えられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来技術によると、電気的な保護回路を設ける、ペルチェ
素子自体の耐熱性を向上させる、あるいは、複数の開閉
ダンパを備える、といった比較的高価な改良を施すこと
から、いずれの従来技術においてもコストが嵩む不都合
を招くようになり、殊に複数の開閉ダンパを備えるもの
においては、それらの開閉制御が複雑になる不都合をも
招くようになっていた。

【０００５】本発明の目的は、コストが嵩む不都合を招
くことなく、冷房状態と暖房状態の切り換えを頻繁に行
うことに起因したペルチェ素子の破損を未然に回避でき
るようにして、温調装置としての信頼性の向上を図れる
ようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】〔構成〕上記目的を達成
するため、本発明のうちの請求項１に記載の発明では、
ペルチェ素子を、吹出口と排気口とが形成された温調ダ
クトに、前記ペルチェ素子の吸熱側が前記吹出口に面す
るとともに放熱側が前記排気口に面する冷房姿勢と、前
記吸熱側が前記排気口に面するとともに放熱側が前記吹
出口に面する暖房姿勢とに、向き変更可能に装備した。

【０００７】〔作用〕上記請求項１に記載の発明による
と、ペルチェ素子を冷房姿勢に向き変更すれば、ペルチ
ェ素子による吸熱で冷却された冷風を温調風として温調
ダクトの吹出口から吹き出させることができるととも
に、ペルチェ素子からの放熱で加熱された温風を温調ダ
クトの排気口から排出することができ、又、ペルチェ素
子を暖房姿勢に向き変更すれば、ペルチェ素子からの放
熱で加熱された温風を温調風として温調ダクトの吹出口
から吹き出させることができるとともに、ペルチェ素子
による吸熱で冷却された冷風を温調ダクトの排気口から
排出することができるようになる。

【０００８】つまり、温調ダクトにペルチェ素子を向き
変更可能に装備するという比較的安価な改良を施すこと
で、ペルチェ素子に対する通電方向の切り換えを行わな
くても、冷房状態と暖房状態との切り換えを、ペルチェ
素子の向き変更操作によって簡便に行えるようになり、
結果、冷房状態と暖房状態の切り換えを頻繁に行うこと
に起因したペルチェ素子の破損を未然に回避できるよう
になる。

【０００９】しかも、ペルチェ素子の一方の面が吸熱専
用になることから、その面に装備されるヒートシンクに
対して吸熱用としての最適設計を施すことができ、又、
他方の面が放熱専用になることから、その面に装備され
るヒートシンクに対して放熱用としての最適設計を施す
ことができ、結果、熱交換効率の向上を図れるようにな
る。

【００１０】〔効果〕従って、ペルチェ素子を利用する
ものでありながら、コストが嵩む不都合を招くことな
く、温調装置としての性能及び信頼性の向上を図れるよ
うになった。

【００１１】〔構成〕本発明のうちの請求項２に記載の
発明では、上記請求項１に記載の発明において、前記温
調ダクトに対する前記ペルチェ素子の回転で該ペルチェ
素子の向きを変更するように構成した。

【００１２】〔作用〕上記請求項２に記載の発明による
と、ペルチェ素子を回転させるだけのより簡便な操作
で、冷房状態と暖房状態との切り換えを行えるようにな
る。

【００１３】又、ペルチェ素子を、冷房姿勢と暖房姿勢
の間の姿勢に設定できるように構成すれば、冷風と温風
とを所望の割合で混合して温度調節したものを温調風と
して温調ダクトの吹出口から吹き出させることができ、
結果、ペルチェ素子に対する電力調節用の比較的高価な
コントローラを設けて温度調節可能に構成する場合に比
較して、コストの削減を図れるようになる。

【００１４】〔効果〕従って、操作性の向上並びにコス
トの削減を図れるようになった。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１〜３には乗用車に装備される
温調シートが示されており、この温調シートは、車床に
設置されるシートクッション１にシートバック２を連結
し、そのシートバック２にペルチェ素子３及び電動式の
送風ファン４を備えた温調装置５を装備して構成されて
いる。

【００１６】シートバック２は、シートバックフレーム
６の表面側に、温調ユニット５からの温調風を案内する
送風溝７Ａと複数の送風孔７Ｂとが形成されたシートバ
ックパッド７を装着し、そのシートバックパッド７の表
面を通気性の高いシートバック表皮８で覆うとともに、
裏面の送風溝７Ａを樹脂製の溝カバー９で閉塞し、シー
トバックフレーム６にシートバックパッド７の裏面側に
形成された空間１０を閉塞する樹脂製のシートバックボ
ード１１を連結して構成されている。

【００１７】図２〜７に示すように、温調装置５は、吹
出口１２Ａと排気口１２Ｂとが形成された温調ダクト１
２にその内部空間を２つの送風路に区画するように装備
されたペルチェ素子３と、ペルチェ素子３の吸熱面に装
備された吸熱専用のヒートシンク１３と、ペルチェ素子
３の放熱面に装備された放熱専用のヒートシンク１４と
から、温調ダクト１２に接続された送風ファン４からの
送風に対して吸熱及び放熱を行うように構成されるとと
もに、送風ファン４の吸気口４Ａがシートバックボード
１１に形成された吸気孔１１Ａに、温調ダクト１２の排
気口１２Ｂがシートバックボード１１に形成された排気
孔１１Ｂに、それぞれ接続された状態でシートバックボ
ード１１の内面に連結され、又、シートバックフレーム
６に対するシートバックボード１１の連結に伴って、温
調ダクト１２の吹出口１２Ａが溝カバー９に形成された
給気孔９Ａを介してシートバックパッド７の送風溝７Ａ
に接続されるようになっている。

【００１８】ペルチェ素子３は、その送風方向上手側の
端部に一体回転するように嵌合装着されるリング部材１
５、及び、その送風方向下手側の端部に一体回転するよ
うに嵌合装着される円形の操作具１６とスペーサ１７と
を介して、温調ダクト１２に軸心Ｐ周りに相対回転可能
となるように支持されており、シートバックボード１１
に形成されたスリット１１Ｃから一部が露出している操
作具１６を操作することで、その向きを、図６の（イ）
に示すように、その吸熱面が吸熱専用のヒートシンク１
３とともに温調ダクト１２の吹出口１２Ａに面し、か
つ、放熱面が放熱専用のヒートシンク１４とともに温調
ダクト１２の排気口１２Ｂに面して、ペルチェ素子３に
よる吸熱で冷却された冷風の全量が温調風として温調ダ
クト１２の吹出口１２Ａから吹き出す冷房姿勢、及び、
図６の（ロ）に示すように、その吸熱面が吸熱専用のヒ
ートシンク１３とともに温調ダクト１２の排気口１２Ｂ
に面し、かつ、放熱面が放熱専用のヒートシンク１４と
ともに温調ダクト１２の吹出口１２Ａに面して、ペルチ
ェ素子３からの放熱で加熱された温風の全量が温調風と
して温調ダクト１２の吹出口１２Ａから吹き出す暖房姿
勢に加えて、図６の（ハ）に示すように、多量の冷風に
少量の温風を混入させた弱冷風が温調風として温調ダク
ト１２の吹出口１２Ａから吹き出す弱冷姿勢と、図６の
（ニ）に示すように、多量の温風に少量の冷風を混入さ
せた弱温風が温調風として温調ダクト１２の吹出口１２
Ａから吹き出す弱暖姿勢とに変更できるようになってい
る。

【００１９】つまり、温調ダクト１２にペルチェ素子３
を向き変更可能に装備するという比較的安価な構成で、
ペルチェ素子３に対する通電方向の切り換えを行わなく
ても、ペルチェ素子３の向き変更操作によって冷房状態
と暖房状態との切り換えを簡便に行えるととも、ペルチ
ェ素子３に対する電力調節用の比較的高価なコントロー
ラを設けなくても、冷房状態と暖房状態のそれぞれにお
いて２段階の温度調節を可能にすることができ、結果、
コストが嵩む不都合を招くことなく、複数段階の温度調
節が可能で、冷房状態と暖房状態の切り換えを頻繁に行
うことに起因したペルチェ素子３の破損を未然に回避で
きる信頼性の高いものにすることができるようになって
いる。

【００２０】そして、車内温度が高い場合には、その車
内温度に応じてペルチェ素子３の姿勢を冷房姿勢又は弱
冷姿勢に変更するようにすれば、温調装置５からの冷風
又は弱冷風が、シートバックパッド７の送風溝７Ａや各
送風孔７Ｂを通ってシートバック表皮８から吹き出すよ
うになり、又、温調装置５からの温風又は弱温風が、シ
ートバックボード１１の排気孔１１Ｂからシートバック
２外に排出されるようになり、結果、シートバック２か
らの適度な冷却作用による快適感を着座者に与えること
ができるようになり、逆に、車内温度が低い場合には、
その車内温度に応じてペルチェ素子３の姿勢を冷房姿勢
又は弱冷姿勢に変更するようにすれば、温調装置５から
の温風又は弱温風が、シートバックパッド７の送風溝７
Ａや各送風孔７Ｂを通ってシートバック表皮８から吹き
出すようになり、又、温調装置５からの冷風又は弱冷風
が、シートバックボード１１の排気孔１１Ｂからシート
バック２外に排出されるようになり、結果、シートバッ
ク２からの適度な加温作用による快適感を着座者に与え
ることができるようになっている。

【００２１】尚、図４及び図７に示すように、ペルチェ
素子３の各姿勢での保持は、温調ダクト１２に形成した
単一の凸部１２Ｃとリング部材１５の外周面に形成した
４つの凹部１５Ａの対応するものとの係合で行えるよう
になっている。

【００２２】ちなみに、図８に示すように、各ヒートシ
ンク１３，１４のフィン１３Ａ，１４Ａを送風方向に対
して角度を付けて、熱交換効率の向上を図るようにして
もよい。

【００２３】〔別実施形態〕以下、本発明の別実施形態
を列記する。 （１）温調装置５を、シートクッション１に装備するよ
うにしてもよく、又、空調ユニットなどに利用するよう
にしてもよい。 （２）ペルチェ素子３の姿勢変更を、温調ダクト１２に
対するペルチェ素子３の抜き差しで行うように構成して
もよい。 （３）ペルチェ素子３の姿勢変更による温度調節を、冷
房状態と暖房状態のそれぞれにおいて３段以上の調節が
可能となるように構成してもよい。 （４）ペルチェ素子３の姿勢保持を摩擦で行うように構
成してもよい。この構成によると、ペルチェ素子３の姿
勢変更による無段階の温度調節操作を可能にすることが
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】温調シートの斜視図

【図２】シートバックの背面図

【図３】シートバックの縦断側面図

【図４】温調装置の分解斜視図

【図５】温調装置の縦断側面図

【図６】（イ）ペルチェ素子を冷房姿勢に変更した状態
を示す温調装置の横断平面図 （ロ）ペルチェ素子を暖房姿勢に変更した状態を示す温
調装置の横断平面図 （ハ）ペルチェ素子を弱冷姿勢に変更した状態を示す温
調装置の横断平面図 （ニ）ペルチェ素子を弱暖姿勢に変更した状態を示す温
調装置の横断平面図

【図７】ペルチェ素子の姿勢保持構造を示す温調装置の
横断平面図

【図８】ヒートシンクの別構成を示す温調装置の要部の
概略縦断正面図

【符号の説明】

３ ペルチェ素子 １２ 温調ダクト １２Ａ 吹出口 １２Ｂ 排気口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペルチェ素子を、吹出口と排気口とが形
   成された温調ダクトに、前記ペルチェ素子の吸熱側が前
   記吹出口に面するとともに放熱側が前記排気口に面する
   冷房姿勢と、前記吸熱側が前記排気口に面するとともに
   放熱側が前記吹出口に面する暖房姿勢とに、向き変更可
   能に装備してある温調装置。
2. 【請求項２】 前記温調ダクトに対する前記ペルチェ素
   子の回転で該ペルチェ素子の向きを変更するように構成
   してある請求項１に記載の温調装置。