JP2004098742A - 空調座席装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】空調座席装置において、乾燥空気を人体に吹付け、冷涼感を得るとともに、結露水の発生がなく、ダンパのない簡易な構成を実現する。
【解決手段】送風機３４と、前記送風機３４の吹出口４３に吸込口５０を近接させてた再生送風機４９を設置し、除湿手段の能力を再生させる再生モードでは、加熱手段４２と、再生送風機４９を駆動させ、除湿手段３６に吸着されていた水蒸気を脱離し、本体外へ排出する。乾燥空気を人体に送風する除湿モードでは、加熱手段４２と再生送風機４９を停止し、送風機３４を駆動する。送風機の吹出口４３と、再生送風機４９の吸込口５０は近接して設置されているので、送風機３４の吹出口４３から送風された送風流によって、吸込口５０から空気が誘引されて流出し、空気流は除湿手段３６で除湿されて、熱交換器３７によって冷却され、噴出口より人体に送風される。
【選択図】 図２
【解決手段】送風機３４と、前記送風機３４の吹出口４３に吸込口５０を近接させてた再生送風機４９を設置し、除湿手段の能力を再生させる再生モードでは、加熱手段４２と、再生送風機４９を駆動させ、除湿手段３６に吸着されていた水蒸気を脱離し、本体外へ排出する。乾燥空気を人体に送風する除湿モードでは、加熱手段４２と再生送風機４９を停止し、送風機３４を駆動する。送風機の吹出口４３と、再生送風機４９の吸込口５０は近接して設置されているので、送風機３４の吹出口４３から送風された送風流によって、吸込口５０から空気が誘引されて流出し、空気流は除湿手段３６で除湿されて、熱交換器３７によって冷却され、噴出口より人体に送風される。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座席のように人体を保持し、空調する機能を持った装置に関するもので、例えば除湿装置を備えた自動車用座席、オフィス用椅子、座椅子、寝椅子、ベッド、布団などとして利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の空調座席装置として第一の従来例では以下に示す構成が開示されている（例えば特許文献１参照）。第一の従来例に示す図１７に示すようにシート本体１の人体背面部が当接する部分に相当する部分の表皮クロス２を通して外気を強制的に吸気する空気袋３を前記シート本体１に内蔵し、且つ前記空気袋３が吸気した外気を除湿乾燥して前記空気袋３を通して人体背面部に排気する冷却除湿器４と加熱乾燥器５からなる除湿乾燥装置６をヘッドレストに内蔵して前記除湿乾燥装置６と空気袋３を吸気通気路７、排気通気路８で連通させた構成になっている。
【０００３】
上記構成において、人体背面の外気（３２℃、湿度８０％）は表皮クロス２を通して空気袋３に吸気され、吸気通気路７を通して冷却除湿器４に入り冷却除湿（結露）された空気（１５℃、１００％）となり、加熱乾燥器５に送られ加熱乾燥された空気（３０℃、５０％）となり、排気通気路８を通して空気袋３に入り、表皮クロス２から人体背面部に向けて吹出させ、冷却風による体温の奪われを防止しつつ蒸れ発生を防止するものである。
【０００４】
しかし、上記従来の構成では、除湿において冷却除湿器４で除湿を行うため、結露水を流すための排水管（図示せず）が必要になり、自動車用本体などでは特別な加工が必要であり、また移動可能なオフィス用椅子としては簡単に使用できない。
【０００５】
また、吸湿材料を使用した第二の従来例の空調座席装置が以下のように開示されている（例えば特許文献２）。すなわち第二の従来例の図１８、図１９、図２０に示すように、背もたれ部９は内部に空気通路１０を有しており、背もたれ部９と空気通路１０の間には水蒸気分圧の勾配にしたがった非通気性と透湿性を併せ持った透湿層１１が配置されており、空気通路１０には背もたれ部９から透湿してくる水蒸気が流れ込む。そして吸湿性材料を備えた空気乾燥装置１２を通して乾燥させた空気を空気通路１０に流すことで透湿層１１が背もたれ部９外側にある水蒸気が透過し、そして水蒸気は乾燥した空気中で蒸発する。
【０００６】
なお、空気乾燥装置１２は、図１９に示すように、１５、１６は空気入口を持ったゼオライトやシリカゲルのような吸着材料１７、１８で満たされた反応容器であり、それぞれ一体化された電気ヒーター２１、２２を有し、電気駆動される空気フラップ１４で空気通路１０の入口と接続されている通路出口２０、および車室に開口した車内出口１９に流路が切り替えられるようになっている。
【０００７】
上記構成において、空気乾燥装置１２を連続運転するために２つの反応容器１５、１６は交互に吸湿プロセス、ならびに再生プロセスと切り替えられる。一方の反応容器１５内の吸着材料１７が電気ヒーター２１で再生されている時（再生プロセス）、他の反応容器１６がその内部を流れる空気を吸着材料１８の吸湿作用によって乾燥させるとともに、吸着熱で空気を加熱する（吸湿プロセス）。反応容器１６の吸着材料１８が飽和すると、空気フラップ１４を破線のように切り替え電気ヒーター２２を通電し反応容器１６内の吸着材料１８を再生するとともに反応容器１５がその内部を流れる空気を吸着材料１７の吸湿作用によって乾燥させる。また図２０に示すように、ファン２３を車内出口１９近傍に配設してもよい。
【０００８】
しかし、上記従来の構成では、人体で発生した汗は椅子と接した場所以外は吸収されず、また、衣類と透湿層１１を通して水分を吸収するために、汗の吸収量が少ないものであった。また空気乾燥装置１２を出た空気は吸着熱で温度が高くなっているため、そのまま背もたれ部９から吹出しても冷涼感は得られない。
【０００９】
また、吸着材を用いて連続的に吸着再生を行う第三の従来例として、以下の内容が開示されている（例えば特許文献３参照）。この図２１に示すように、コルゲートまたはハニカム形状に成型された円筒状の吸着材２４が知られており、空気の湿度を調節する調湿装置等に利用されている。吸着材２４はタイミングベルト２５を介して駆動モーター２６でゆっくり回転しており、再生ファン２７によって送られた空気は再生用加熱ヒーター２８で高温に加熱された吸着材２４に送られ、吸着材２４に吸着していた水分を脱着し、湿り空気２９ａとして排出される。そして水分を放出し再生した吸着材２４は回転し送風ファン３０によって供給された高湿空気を、吸着材２４が再生した位置に送風し、吸着材２４内へ導入されて水蒸気が吸着され、乾燥空気２９ｂとして排出される構成となっており、連続して高湿空気の除湿を行うことができるものである。
【００１０】
しかし、上記従来の構成では、水分を脱着し再生している部位の吸着材２４の熱が、除湿している部位に伝わるので乾燥空気２９ｂの温度が高くなり、乾燥空気２９ｂによって、冷涼感を得るような装置には不適である。また、加熱ヒーター２８で高温に加熱した空気によって間接的に吸着材２４を加熱する構成のため、吸着材２４の加熱効率が低く、消費電力が大きい。また、吸着材２４に伝わらなかった熱は高温の湿り空気として大量に排出されるため室内の温度が上昇し、冷涼感を得るような装置には不適である。さらに風路が複雑であり、吸着材２４を回転させる構成が必要であり、吸着材２４も大きくなるので装置の小型化が難しかった。
【００１１】
【特許文献１】
特公平４−２７８４３号公報
【特許文献２】
特開平１１−１２３９５９号公報
【特許文献３】
特開平８−１２８６８１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の装置では、２つの反応容器が交互に吸湿プロセス、ならびに再生プロセスと交互に切り替えられることによって、連続運転を可能としていた。この場合、２つの反応容器が必要となり、装置の大型化、部品点数の増加、コストの増加となってしまう。
【００１３】
また、コルゲートまたはハニカム形状に成型された円筒状の吸着材を回転させて除湿運転と吸着材の再生を行うローター式の場合では、水分を脱着している部位の吸着材熱が、除湿している部位に伝わるので乾燥空気温度が高くなり、乾燥空気によって、冷涼感を得るような装置には不適である。また、加熱ヒーターで高温に加熱した空気によって間接的に吸着材を加熱する構成のため、吸着材の加熱効率が低く、消費電力が大きいとともに、再生時間が長くかかってしまう。
【００１４】
また、吸着材に伝わらなかった熱は高温の湿り空気として大量に排出されるため室内の温度が上昇するので、冷涼感を得るような装置には不適である。また、吸着材に伝わらなかった熱量の分だけ吸着材の再生乾燥が不充分となるため、吸着効率の低い装置となってしまう。さらに風路が複雑であり、吸着材を回転させる構成が必要であり、吸着材も大きくなるので装置の小型化が難しい。さらに、連続的に吸着運転と再生運転を行うために、一般的には乾燥空気送風用の送風機と吸着材再生用の送風機の２つの送風機が必要となるので、装置が大型となり、部品点数が増し、コストを増加させるという課題を有していた。
【００１５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ダンパー（フラップ）や吸着材の駆動機構が無い簡単な構成で、再生−吸着の連続運転が可能な、吸着材結露水の処理が必要なく、車内の室温が高くても人体の体感温度が低く感じられる空調座席装置の実現を目的としたものである。さらに、加熱効率が高く除湿材料の再生時間の早い小型の空調座席装置の実現を目的としたものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空調座席装置は、車室内空気を送風するシロッコファン等の送風機と、前記送風機の吹出口に吸込口を近接させて設置したシロッコファン等の再生送風機と、前記送風機と前記除湿手段を結ぶ送風路と、前記送風機で送風された空気をシリカゲルや活性アルミナなどの吸着材で除湿する除湿手段と、除湿後の空気を室内空気で冷却する熱交換器と、除湿手段を加熱させる加熱手段と、座席本体の表皮に設けられた空気を噴出する噴出口と、前記熱交換器で熱交換後の乾燥空気を噴出口に導く通風路とからなるものである。
【００１７】
上記構成において、吸着材の能力を再生させる再生モードでは送風機を停止し、加熱手段と、再生送風機を駆動させる。加熱手段で除湿手段が加熱されると、除湿手段に吸着されていた水蒸気は脱離する。脱離した水蒸気は、再生送風機によって再生送風機の吹出口から、本体外へ排出される。
【００１８】
次に噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段と再生送風機を停止し、送風機を駆動する。送風機吹出口と、再生送風機吸込口は近接して設置されているので、送風機吹出口から送風された送風流によって、再生手段の吸込口から空気が誘引されて流出し、送風流は除湿手段に入り、空気流は除湿手段で除湿されて、熱交換器によって冷却される。送風機によって０．２ｍ３／分の流量で除湿手段に送り込まれた車室内の空気（３５℃、５５％ＲＨ）は吸着材で水蒸気を吸着され湿度が低下するとともに吸着熱で発熱し（６５℃、３％ＲＨ）の空気となる。高温低湿度の空気は熱交換器に導かれ車室空気で冷却され（３７℃、２０％）の低湿度空気となって通風路に導かれ表皮の噴出口から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感をも防止する。
【００１９】
また、送風機の吹出口に吸込口を近接させて設置してあるので、ダンパー等で再生送風機の吸込口を塞がなくても、送風機の送風流によって、再生送風機から空気が誘引され、送風流が再生送風機から逆流して本体外へ流出することを防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、車室内空気を送風するシロッコファン等の送風機と、前記送風機の吹出口に吸込口を近接させて設置したシロッコファン等の再生送風機と、前記送風機と前記除湿手段を結ぶ送風路と、前記送風機で送風された空気をシリカゲルや活性アルミナなどの吸着材で除湿する除湿手段と、除湿後の空気を室内空気で冷却する熱交換器と、除湿手段を加熱させる加熱手段と、座席本体の表皮に設けられた空気を噴出する噴出口と、前記熱交換器で熱交換後の乾燥空気を噴出口に導く通風路とからなるものである。
【００２１】
上記構成において、吸着材の能力を再生させる再生モードでは送風機を停止し、加熱手段と、再生送風機を駆動させる。加熱手段で除湿手段が加熱されると、除湿手段に吸着されていた水蒸気は脱離する。脱離した水蒸気は、再生送風機によって再生送風機の吹出口から、本体外へ排出される。
【００２２】
次に噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段と再生送風機を停止し、送風機を駆動する。送風機吹出口と、再生送風機の吸込口は近接して設置されているので、送風機の吹出口から送風された送風流によって、再生手段の吸込口から空気が誘引されて流出し、送風流は除湿手段に入り、空気流は除湿手段で除湿されて、熱交換器によって冷却される。送風機によって０．２ｍ３／分の流量で除湿手段に送り込まれた車室内の空気（３５℃、５５％ＲＨ）は吸着材で水蒸気を吸着され湿度が低下するとともに吸着熱で発熱し（６５℃、３％ＲＨ）の空気となる。高温低湿度の空気は熱交換器に導かれ車室空気で冷却され（３７℃、２０％）の低湿度空気となって通風路に導かれ表皮の噴出口から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感をも防止する。
【００２３】
したがって、送風機の吹出口に吸込口を近接させて設置してあるので、ダンパー等で再生送風機の吸込口を塞がなくても、送風機の送風流によって、再生送風機から空気が誘引され、送風流が再生送風機から逆流して本体外へ流出することを防止できる。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、再生吹出送風機の吸込口に、吸込口面積を絞り、送風機の吹出口に臨ませた誘引補助手段を備えた構成としたものである。
【００２５】
上記構成において、吸着材の能力を再生させる再生モードでは送風機を停止し、加熱手段と、再生送風機を駆動させる。加熱手段で除湿手段が加熱されると、除湿手段に吸着されていた水蒸気は脱離する。脱離した水蒸気は、再生送風機によって再生送風機の吹出口から、本体外へ排出される。
【００２６】
次に、噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段と再生送風機を停止し、送風機を駆動する。誘引補助手段によって、再生送風機の吸込口は、送風機の吹出口に臨ませてあるので、再生送風機と、送風機を離れて設置しても、ダンパー等で再生送風機の吸込口を塞ぐことなく、送風機の送風流によって、再生送風機から空気が誘引され、送風流が再生送風機から逆流して本体外へ流出することを防止できる。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、請求項１の構成において、再生吹出送風機の吸込口に、吸込口面積を絞り、送風機の送風流下流に、送風機吹出口を臨ませた後、送風路全体へ送風機の送風流を拡大する誘引補助手段を備えた構成としたものである。
【００２８】
上記構成において、吸着材の能力を再生させる再生モードでは送風機を停止し、加熱手段と、再生送風機を駆動させる。加熱手段で除湿手段が加熱されると、除湿手段に吸着されていた水蒸気は脱離する。脱離した水蒸気は、再生送風機によって再生送風機の吹出口から、本体外へ排出される。
【００２９】
次に、噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段と再生送風機を停止し、送風機を駆動する。誘引補助手段によって、再生送風機の吸込口は、送風機の吹出口に臨ませてあるので、再生送風機と、送風機を離れて設置しても、ダンパー等で再生送風機の吸込口を塞ぐことなく、送風機の送風流によって、再生送風機から空気が誘引され、送風流が再生送風機から逆流して本体外へ流出することを防止できる。さらに誘引補助手段によって送風機から吹出した送風流が送風路全体に拡大されるので、除湿手段全体に送風流が流れ込み、送風流の除湿が効率よく行われる。
【００３０】
請求項４に記載の発明は、請求項１の構成において、送風機の吹出口に、送風機からの送風流を拡大するとともに、再生送風機の吸込口を絞る拡大手段を備えた構成としたものである。
【００３１】
上記構成において、吸着材の能力を再生させる再生モードでは送風機を停止し、加熱手段と、再生送風機を駆動させる。加熱手段で除湿手段が加熱されると、除湿手段に吸着されていた水蒸気は脱離する。脱離した水蒸気は、再生送風機によって再生送風機の吹出口から、本体外へ排出される。
【００３２】
次に、噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段と再生送風機を停止し、送風機を駆動する。拡大手段によって送風機から吹出した送風流が送風路全体に拡大されるので、除湿手段全体に送風流が流れ込み、送風流の除湿が効率よく行われる。また、拡大手段によって、再生送風機の吸込口は、送風機の送風流下流に臨ませてあるので、再生送風機と、送風機を離して設置しても、ダンパー等で再生送風機の吸込口を塞ぐことなく、送風機の送風流によって、再生送風機から空気が誘引され、送風流が再生送風機から逆流して本体外へ流出することを防止できる。
【００３３】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４に記載の構成において、電気抵抗発熱体等の加熱手段の表面に吸着材を担持した構成であるため、再生時において加熱手段の熱が直接吸着材に伝わり吸着材の昇温速度が大きくなる。つまり再生時間を短くしても吸着した大部分の水蒸気が放出されることになる。
【００３４】
従って、短時間で吸着能力が回復するため断続的に除湿モ−ドと吸着モ−ドを繰り返しても充分な除湿能力を発揮することが出来るため吸着材を大幅に小型化でき座席本体への組込みが容易となる。また直接吸着材を加熱するため、空気を加熱することが少なく、再生電力が少なくて良い。
【００３５】
さらに長期放置された場合でも除湿手段をすぐに再生できるので、大気中の水蒸気を吸着するのを防止するための厳重なシ−ル構成や、円筒状の吸着材を回転させる構成が不要となり、空調ユニットの小型化を実現できる。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００３７】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の空調座席装置の断面図であり、図２は除湿モードにおける座部の除湿手段等の断面図、図３は再生モードにおける座部の除湿手段等の断面図、図４は図２の送風路付近の拡大断面図、図５は図３の送風路付近の拡大断面図である。シート本体３１の座部３２、背部３３の内部に車室内空気を押込み送風するシロッコファン等の送風機３４と、前記送風機３４の吹出口４３に吸込口５０を近接させて設置したシロッコファン等の再生送風機と、前記送風機で送風された空気を除湿するコルゲート状や、粒状のゼオライトやシリカゲルや活性アルミナなどの吸着材３５からなる除湿手段３６と、送風機３４と除湿手段３６を結ぶ送風路４４と、除湿後の空気を車室内空気で冷却する仕切板４５の両側にフィン３８を設けたアルミ押出材の熱交換器３７と、熱交換器３７を強制冷却させる冷却ファン４７と、座席本体の表皮３９に設けられた空気を噴出する噴出口４０と、熱交換後の乾燥空気を噴出口に導く通風路４１と、除湿手段３６の下流に設けて加熱する電気ヒーター等の加熱手段４２と、送風機３４、再生送風機４９および冷却ファン４７の送風量を可変させることのできる制御手段４６とからなる。
【００３８】
上記構成において、図３、図５に示す、除湿手段３６の能力を再生させる再生モードでは、送風機３４を停止し、加熱手段４２と、再生送風機４９を駆動させる。加熱手段４２で除湿手段３６が加熱されると、除湿手段３６に吸着されていた水蒸気Ａは脱離する。脱離した水蒸気Ａは、再生送風機４９によって再生送風機の吹出口から、シート本体３１外へ排出される。
【００３９】
次に、車室内空気を除湿し噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、図２、図４に示すように、送風機３４を駆動させて、送風機３４の吸込口４３から車室内空気を除湿手段３６へ送風させる。送風機の吹出口４３と、再生送風機吸込口５０は近接して設置されているので、送風機の吹出口４３から送風された送風流Ｂによって、再生手段の吸込口から空気Ｃが誘引されて流出し、送風流Ｂは除湿手段に入り、空気流Ａは除湿手段３６で除湿されて、熱交換器３７によって除冷却される。送風機３４によって０．２ｍ３／分の流量で除湿手段３６に送り込まれた車室内の空気（３５℃、５５％ＲＨ）は吸着材３５で水蒸気を吸着され湿度が低下するとともに吸着熱で発熱し（６５℃、３％ＲＨ）の空気となる。高温低湿度の空気は熱交換器３７に導かれ、熱交換器３７の下部は車室空気で冷却され（３７℃、２０％）の低湿度空気となって通風路４１に導かれ表皮の噴出口４０から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感を防止する。
【００４０】
なお、図６に室温３５℃湿度５５％ＲＨの室内で、０．２ｍ３／分、湿度２０％の室温以上の温度の乾燥空気を噴出した場合の噴出温度と背部の冷涼感の官能実験結果を示す。図４で示されるように３９℃以下であれば、汗の気化熱で冷涼感を得ることができる。なお、０．２ｍ３／分温度３１℃湿度７５％の空気を噴出した場合は３８℃、２０％の乾燥空気と同じ冷涼感であった。
【００４１】
以上説明したように、送風機の吹出口４３に吸込口５０を近接させて設置してあるので、ダンパー等で再生送風機の吸込口５０を塞がなくても、送風機の送風流Ａによって、再生送風機から空気Ｂが誘引され、送風流が再生送風機４９から逆流して本体外へ流出することを防止できる。
【００４２】
なお、本発明では、両側にフィン３８を設けたアルミ押出材の熱交換器３７としたが、片側にフィンを設けたアルミ押出材のベース面を互い重ね合せてをシリコングリスなどの熱伝導材料で貼り合わせても同様の構成とすることができる。また、熱交換器の材質は、アルミ以外に銅・銀など熱伝導率の高いものを選べば熱交換性能が向上するのはいうまでもない。
【００４３】
なお、本発明では、冷却ファン４７によって車室内空気を強制的に熱交換器３７のフィン３８に吹き付けて冷却させたが、収納空間の上で熱交換器３７のサイズを大きくすることが可能であれば自然対流のみでも熱交換器３７は熱交換されて冷却されるのはいうまでもない。また、熱交換器３７にエアコンなどの空調装置の吹出風が送風されるように構成すれば、冷却ファン４７などの部品を追加させることなく、効果的に熱交換器を冷却させることができるのはいうまでもない。
なお、再生送風機４９のモーターを直流モーターとし、回転数を制御する制御手段４６を設けた構成においては、再生モード時は再生送風機４９の送風量を、０．０２ｍ３／分微弱風となるよう制御する。加熱手段４２を通電すると、空気の温度が１２０℃〜１４０℃となって除湿手段３６の吸着材３５に送られ、吸着材３５を加熱するとともに、吸着材３５から脱離した水蒸気を吹き飛ばし、除湿手段３６の吸着材の再生を短時間で行うことができる。
【００４４】
このようにして、送風機３４と再生送風機４９を交互に動作させることにより、除湿運転と吸着材の再生運転を交互に繰り返す間欠運転させることで、人体に冷涼感を与える。吸着材の再生運転中では、座席表面に送風させることができないが、再生時間が短いため、冷涼感に違和感はない。また、間欠運転は、ゆらぎ制御のような効果をもたらすとともに、除湿を定常運転させるよりも効果的な冷涼感を得ることができる。これは、除湿運転していないときに、人体が発汗した後に、除湿運転をすると、気化熱を奪われ、効果的に冷涼感を得ることになるからである。
【００４５】
また、図７に示すように、吹出口５２を通風路４１に向くようにし誘引板５３を設けて噴出口４０に送風を可能とする送風ファン５１を設けた構成では、除湿手段３６の除湿性能を回復させる再生モード時において、加熱手段４２、再生送風機４９、送風ファン５１を駆動することで再生運転中でも、座席表面に車室内空気を送風させることができるので、除湿運転と送風運転を交互に繰り返すことができ、座席表面には、全体として連続して風を送ることができる。また、車室内空気を除湿し噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、送風機３４を駆動させて、除湿空気を通風路４１へ送風する。この場合誘引板５３付近の除湿空気流によって、吹出口５２から車室内空気が通風路へ誘引されるので、ダンパ等の特別な機構を設けなくても、送風ファンから除湿空気が車室内に漏れることは無い。
【００４６】
なお、図１の座席装置のように、背部と座部にそれぞれ１つずつ装置を組み込んだ場合で説明したが、座部のみ、あるいは、他の車内の空間を利用して、１つの装置で背部と座部に送風させる方法でもよい。この場合、背部と座部の両方に除湿送風させるだけの能力から多少サイズが大きくなるが、１つの装置で済むので部品点数が減り、安価とすることができる。
【００４７】
（実施例２）
図８は、本発明の実施例２の通風路付近の拡大断面図、図９は除湿手段の斜視図、図１０は除湿手段の断面図、図１１は加熱手段の展開正面図であり、実施例１の構成において、除湿手段３６として、電気抵抗発熱体等の加熱手段４２の表面に吸着材３５を担持した構成としたものである。
【００４８】
図８、図９に示すように、除湿手段の内部に加熱手段を備えているため、再生時において加熱手段４２の熱が直接吸着材３５に伝わり吸着材の昇温速度が大きくなる。つまり再生時間を短くしても吸着した大部分の水蒸気が放出されることになる。従って短時間で吸着能力が回復するため断続的に除湿モ−ドと吸着モ−ドを繰り返しても充分な除湿能力を発揮することが出来るため吸着材を大幅に小型化でき座席本体への組込みが容易となる。また直接吸着材６１を加熱するため、空気を加熱することが少なく、再生電力が少なくて良い。
【００４９】
さらに長期放置された場合でも除湿手段をすぐに再生できるので、大気中の水蒸気を吸着するのを防止するための厳重なシ−ル構成や、円筒状の吸着材を回転させる構成が不要となり、空調ユニットの小型化を実現できる。
【００５０】
なお、図１０、図１１は、ステンレス等のエキスパンドメタル表面に水酸化アルミニウムや硝酸セリウム等を焼結酸化させたアンダーコート５４を施し、ゼオライト、チタシリケート、シリカゲル、活性アルミナ等の吸着材３５を担持させ、加熱手段４２をエキスパンドメタル５５で構成したものである。除湿モードではエキスパンドメタルの網目は開口しているので吸着材への接触面積が多くなり、また多孔体のため、送風の圧力損失を低くすることができる。再生モードでは、エキスパンドメタル５５全面に接触するように溶接した端子５６に通電させて発熱させる。エキスパンドメタルは薄板に切れ込みの入った構成のため、薄板に比べ同じ電気抵抗でも低熱容量であり、再生時間を短くすることができる。
【００５１】
（実施例３）
図１２は本発明の実施例３における、除湿モードの通風路付近の拡大断面図、図１３は再生モードにおける通風路付近の拡大断面図である。本実施例では、実施例１の構成において、再生送風機４９の吸込口５０に、吸込口面積を絞り、送風機吹出口を臨ませた誘引補助手段５７を備えた構成としたものである。なお、実施例１、実施例２と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５２】
上記構成において、図１３に示す吸着材の能力を再生させる再生モードでは送風機３４を停止し、加熱手段４２と、再生送風機４９を駆動させる。加熱手段４２で除湿手段３６の吸着材３５が加熱されると、吸着材に吸着されていた水蒸気Ａは脱離する。脱離した水蒸気Ａは、再生送風機４９によって再生送風機４９の吹出口から、本体外へ排出される。
【００５３】
次に、図１２に示す噴出口４０から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段４２と再生送風機４９を停止し、送風機３４を駆動する。誘引補助手段５７によって、再生送風機の吸込口５０は、送風機３４の吹出口４３に臨ませてあるので、再生送風機と、送風機を離れて設置しても、ダンパー等で再生送風機の吸込口を塞ぐことなく、送風機の送風流によって、再生送風機から空気Ｃが誘引され、送風流が除湿手段に送られず再生送風機から逆流して本体外へ流出することを防止できる。
【００５４】
なお、誘引補助手段５７の先端部５８は、送風機３４の吹出口４３の延長線上にまで伸ばすことが理想であるが、送風流のせん断力が及ぶ範囲まで離しても同様の効果が得られる。
【００５５】
なお、図１４に示すように、再生吹出送風機４９の吸込口５０に、吸込口面積を絞り、送風機３４の送風流下流に、送風機吹出口を臨ませた後、送風路４４全体へ送風機の送風流Ｂを拡大する誘引補助手段５７を設けた構成においては、除湿モードでは、加熱手段４２と再生送風機４９を停止し、送風機３４を駆動する。誘引補助手段５７によって、再生送風機４９の吸込口５０は、送風機の吹出口４３に臨ませてあるので、再生送風機４９と、送風機３４を離れて設置しても、ダンパー等で再生送風機の吸込口５０を塞ぐことなく、送風機３４の送風流Ｂによって、再生送風機４９から空気が誘引され、送風流Ｂが再生送風機４９から逆流して本体外へ流出することを防止できる。さらに誘引補助手段５７によって送風機から吹出した送風流Ｂが送風路４４全体に拡大されるので、除湿手段３６全体に送風流Ｂが流れ込み、送風流の除湿が効率よく行われる。
【００５６】
以上述べたように、本実施例によれば除湿モード、再生モードを行う際でもダンパーなどの風路切替駆動手段を設けずに、送風機のみで構成することができるので、簡単でコストの低減ができるとともに、車の走行中の振動、耐久性についてはダンパーを使用する構成に比べて信頼性の優れたものを実現できる。
【００５７】
（実施例４）
図１５は本発明の実施例４における、除湿モードの通風路付近の拡大断面図、図１６は再生モードにおける通風路付近の拡大断面図である。本実施例では、実施例１の構成において、送風機の吹出口に、送風機３４からの送風流を拡大するとともに、再生送風機４９の吸込口５０を絞る拡大手段５９を備えた構成としたものである。なお、実施例１、実施例２と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５８】
上記構成において、除湿手段３６の能力を再生させる再生モードでは、図１６に示すように、送風機３４を停止し、加熱手段４２と、再生送風機４９を駆動させる。加熱手段で除湿手段が加熱されると、除湿手段に吸着されていた水蒸気は脱離する。脱離した水蒸気Ａは、再生送風機４９によって再生送風機４９の吹出口から、シート本体３１外へ排出される。
【００５９】
次に、噴出口４０から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、図１５に示すように加熱手段４２と再生送風機４９を停止し、送風機３４を駆動する。拡大手段５９によって送風機３４から吹出した送風流Ｂが送風路４４全体に拡大されるので、除湿手段３６全体に送風流が流れ込み、送風流の除湿が効率よく行われる。また、拡大手段によって、再生送風機４９の吸込口は、送風機の送風流Ｂ下流に臨ませてあるので、再生送風機４９と、送風機３４を離して設置しても、ダンパー等で再生送風機４９の吸込口５０を塞ぐことなく、送風機３４の送風流Ｂによって、再生送風機４９から空気Ｃが誘引され、送風流Ｂが再生送風機４９から逆流してシート本体３１外へ流出することを防止できる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の空調座席装置によれば、再生送風機の吸込口は、送風機の吹出口に臨ませてあるので、風路を切替えたり、開閉を行うためのダンパーが必要ない。このようにしてダンパーがある構成よりも簡易で、安価で、ダンパー駆動電力も必要ないので電力消費が少なくできる。また、車の振動などによりダンパーが変形して動作しなくなるといった信頼性を配慮する必要がなくなる。
【００６１】
このようにして、噴出口から吹出した乾燥空気が体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感をも防止するので、特に夏季の車内の座席を急速に快適な着座感を有するものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における空調座席装置の断面図
【図２】本発明の実施例１の除湿モードにおける座部の除湿手段等の構成図
【図３】本発明の実施例１の再生モードにおける座部の除湿手段等の構成図
【図４】図２の送風路付近の拡大構成図
【図５】図３の送風路付近の拡大構成図
【図６】噴出温度と背部の冷涼感の官能実験結果を示す図
【図７】実施例１の他の構成の再生モードにおける座部の除湿手段等の構成図
【図８】本発明の実施例２の送風路付近の拡大構成図
【図９】本発明の実施例２の除湿手段の斜視図
【図１０】本発明の実施例２の加熱手段の他の一例を示す平面図
【図１１】本発明の実施例２の電気抵抗発熱体構成の一例を示す斜視図
【図１２】本発明の実施例３の除湿モードにおける送風路付近の拡大構成図
【図１３】本発明の実施例３の再生モードにおける送風路付近の拡大構成図
【図１４】本発明の実施例３の他の構成の除湿モードにおける送風路付近の拡大構成図
【図１５】本発明の実施例４の除湿モードにおける送風路付近の拡大構成図
【図１６】本発明の実施例４の再生モードにおける送風路付近の拡大構成図
【図１７】従来の空調座席装置の斜視図
【図１８】従来の空調座席装置の構成図
【図１９】従来の空調座席装置の空気乾燥装置の構成図
【図２０】従来の空調座席装置の空気乾燥装置の構成図
【図２１】従来の他の空調座席装置の空気乾燥装置の斜視図
【符号の説明】
３４ 送風機
３６ 除湿手段
３７ 熱交換器
３９ 表皮
４０ 噴出口
４１ 通風路
４２ 加熱手段
４３ 吹出口
４４ 送風路
４９ 再生送風機
５０ 吸込口
５７ 誘引補助手段
５９ 拡大手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、座席のように人体を保持し、空調する機能を持った装置に関するもので、例えば除湿装置を備えた自動車用座席、オフィス用椅子、座椅子、寝椅子、ベッド、布団などとして利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の空調座席装置として第一の従来例では以下に示す構成が開示されている（例えば特許文献１参照）。第一の従来例に示す図１７に示すようにシート本体１の人体背面部が当接する部分に相当する部分の表皮クロス２を通して外気を強制的に吸気する空気袋３を前記シート本体１に内蔵し、且つ前記空気袋３が吸気した外気を除湿乾燥して前記空気袋３を通して人体背面部に排気する冷却除湿器４と加熱乾燥器５からなる除湿乾燥装置６をヘッドレストに内蔵して前記除湿乾燥装置６と空気袋３を吸気通気路７、排気通気路８で連通させた構成になっている。
【０００３】
上記構成において、人体背面の外気（３２℃、湿度８０％）は表皮クロス２を通して空気袋３に吸気され、吸気通気路７を通して冷却除湿器４に入り冷却除湿（結露）された空気（１５℃、１００％）となり、加熱乾燥器５に送られ加熱乾燥された空気（３０℃、５０％）となり、排気通気路８を通して空気袋３に入り、表皮クロス２から人体背面部に向けて吹出させ、冷却風による体温の奪われを防止しつつ蒸れ発生を防止するものである。
【０００４】
しかし、上記従来の構成では、除湿において冷却除湿器４で除湿を行うため、結露水を流すための排水管（図示せず）が必要になり、自動車用本体などでは特別な加工が必要であり、また移動可能なオフィス用椅子としては簡単に使用できない。
【０００５】
また、吸湿材料を使用した第二の従来例の空調座席装置が以下のように開示されている（例えば特許文献２）。すなわち第二の従来例の図１８、図１９、図２０に示すように、背もたれ部９は内部に空気通路１０を有しており、背もたれ部９と空気通路１０の間には水蒸気分圧の勾配にしたがった非通気性と透湿性を併せ持った透湿層１１が配置されており、空気通路１０には背もたれ部９から透湿してくる水蒸気が流れ込む。そして吸湿性材料を備えた空気乾燥装置１２を通して乾燥させた空気を空気通路１０に流すことで透湿層１１が背もたれ部９外側にある水蒸気が透過し、そして水蒸気は乾燥した空気中で蒸発する。
【０００６】
なお、空気乾燥装置１２は、図１９に示すように、１５、１６は空気入口を持ったゼオライトやシリカゲルのような吸着材料１７、１８で満たされた反応容器であり、それぞれ一体化された電気ヒーター２１、２２を有し、電気駆動される空気フラップ１４で空気通路１０の入口と接続されている通路出口２０、および車室に開口した車内出口１９に流路が切り替えられるようになっている。
【０００７】
上記構成において、空気乾燥装置１２を連続運転するために２つの反応容器１５、１６は交互に吸湿プロセス、ならびに再生プロセスと切り替えられる。一方の反応容器１５内の吸着材料１７が電気ヒーター２１で再生されている時（再生プロセス）、他の反応容器１６がその内部を流れる空気を吸着材料１８の吸湿作用によって乾燥させるとともに、吸着熱で空気を加熱する（吸湿プロセス）。反応容器１６の吸着材料１８が飽和すると、空気フラップ１４を破線のように切り替え電気ヒーター２２を通電し反応容器１６内の吸着材料１８を再生するとともに反応容器１５がその内部を流れる空気を吸着材料１７の吸湿作用によって乾燥させる。また図２０に示すように、ファン２３を車内出口１９近傍に配設してもよい。
【０００８】
しかし、上記従来の構成では、人体で発生した汗は椅子と接した場所以外は吸収されず、また、衣類と透湿層１１を通して水分を吸収するために、汗の吸収量が少ないものであった。また空気乾燥装置１２を出た空気は吸着熱で温度が高くなっているため、そのまま背もたれ部９から吹出しても冷涼感は得られない。
【０００９】
また、吸着材を用いて連続的に吸着再生を行う第三の従来例として、以下の内容が開示されている（例えば特許文献３参照）。この図２１に示すように、コルゲートまたはハニカム形状に成型された円筒状の吸着材２４が知られており、空気の湿度を調節する調湿装置等に利用されている。吸着材２４はタイミングベルト２５を介して駆動モーター２６でゆっくり回転しており、再生ファン２７によって送られた空気は再生用加熱ヒーター２８で高温に加熱された吸着材２４に送られ、吸着材２４に吸着していた水分を脱着し、湿り空気２９ａとして排出される。そして水分を放出し再生した吸着材２４は回転し送風ファン３０によって供給された高湿空気を、吸着材２４が再生した位置に送風し、吸着材２４内へ導入されて水蒸気が吸着され、乾燥空気２９ｂとして排出される構成となっており、連続して高湿空気の除湿を行うことができるものである。
【００１０】
しかし、上記従来の構成では、水分を脱着し再生している部位の吸着材２４の熱が、除湿している部位に伝わるので乾燥空気２９ｂの温度が高くなり、乾燥空気２９ｂによって、冷涼感を得るような装置には不適である。また、加熱ヒーター２８で高温に加熱した空気によって間接的に吸着材２４を加熱する構成のため、吸着材２４の加熱効率が低く、消費電力が大きい。また、吸着材２４に伝わらなかった熱は高温の湿り空気として大量に排出されるため室内の温度が上昇し、冷涼感を得るような装置には不適である。さらに風路が複雑であり、吸着材２４を回転させる構成が必要であり、吸着材２４も大きくなるので装置の小型化が難しかった。
【００１１】
【特許文献１】
特公平４−２７８４３号公報
【特許文献２】
特開平１１−１２３９５９号公報
【特許文献３】
特開平８−１２８６８１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の装置では、２つの反応容器が交互に吸湿プロセス、ならびに再生プロセスと交互に切り替えられることによって、連続運転を可能としていた。この場合、２つの反応容器が必要となり、装置の大型化、部品点数の増加、コストの増加となってしまう。
【００１３】
また、コルゲートまたはハニカム形状に成型された円筒状の吸着材を回転させて除湿運転と吸着材の再生を行うローター式の場合では、水分を脱着している部位の吸着材熱が、除湿している部位に伝わるので乾燥空気温度が高くなり、乾燥空気によって、冷涼感を得るような装置には不適である。また、加熱ヒーターで高温に加熱した空気によって間接的に吸着材を加熱する構成のため、吸着材の加熱効率が低く、消費電力が大きいとともに、再生時間が長くかかってしまう。
【００１４】
また、吸着材に伝わらなかった熱は高温の湿り空気として大量に排出されるため室内の温度が上昇するので、冷涼感を得るような装置には不適である。また、吸着材に伝わらなかった熱量の分だけ吸着材の再生乾燥が不充分となるため、吸着効率の低い装置となってしまう。さらに風路が複雑であり、吸着材を回転させる構成が必要であり、吸着材も大きくなるので装置の小型化が難しい。さらに、連続的に吸着運転と再生運転を行うために、一般的には乾燥空気送風用の送風機と吸着材再生用の送風機の２つの送風機が必要となるので、装置が大型となり、部品点数が増し、コストを増加させるという課題を有していた。
【００１５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ダンパー（フラップ）や吸着材の駆動機構が無い簡単な構成で、再生−吸着の連続運転が可能な、吸着材結露水の処理が必要なく、車内の室温が高くても人体の体感温度が低く感じられる空調座席装置の実現を目的としたものである。さらに、加熱効率が高く除湿材料の再生時間の早い小型の空調座席装置の実現を目的としたものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空調座席装置は、車室内空気を送風するシロッコファン等の送風機と、前記送風機の吹出口に吸込口を近接させて設置したシロッコファン等の再生送風機と、前記送風機と前記除湿手段を結ぶ送風路と、前記送風機で送風された空気をシリカゲルや活性アルミナなどの吸着材で除湿する除湿手段と、除湿後の空気を室内空気で冷却する熱交換器と、除湿手段を加熱させる加熱手段と、座席本体の表皮に設けられた空気を噴出する噴出口と、前記熱交換器で熱交換後の乾燥空気を噴出口に導く通風路とからなるものである。
【００１７】
上記構成において、吸着材の能力を再生させる再生モードでは送風機を停止し、加熱手段と、再生送風機を駆動させる。加熱手段で除湿手段が加熱されると、除湿手段に吸着されていた水蒸気は脱離する。脱離した水蒸気は、再生送風機によって再生送風機の吹出口から、本体外へ排出される。
【００１８】
次に噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段と再生送風機を停止し、送風機を駆動する。送風機吹出口と、再生送風機吸込口は近接して設置されているので、送風機吹出口から送風された送風流によって、再生手段の吸込口から空気が誘引されて流出し、送風流は除湿手段に入り、空気流は除湿手段で除湿されて、熱交換器によって冷却される。送風機によって０．２ｍ３／分の流量で除湿手段に送り込まれた車室内の空気（３５℃、５５％ＲＨ）は吸着材で水蒸気を吸着され湿度が低下するとともに吸着熱で発熱し（６５℃、３％ＲＨ）の空気となる。高温低湿度の空気は熱交換器に導かれ車室空気で冷却され（３７℃、２０％）の低湿度空気となって通風路に導かれ表皮の噴出口から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感をも防止する。
【００１９】
また、送風機の吹出口に吸込口を近接させて設置してあるので、ダンパー等で再生送風機の吸込口を塞がなくても、送風機の送風流によって、再生送風機から空気が誘引され、送風流が再生送風機から逆流して本体外へ流出することを防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、車室内空気を送風するシロッコファン等の送風機と、前記送風機の吹出口に吸込口を近接させて設置したシロッコファン等の再生送風機と、前記送風機と前記除湿手段を結ぶ送風路と、前記送風機で送風された空気をシリカゲルや活性アルミナなどの吸着材で除湿する除湿手段と、除湿後の空気を室内空気で冷却する熱交換器と、除湿手段を加熱させる加熱手段と、座席本体の表皮に設けられた空気を噴出する噴出口と、前記熱交換器で熱交換後の乾燥空気を噴出口に導く通風路とからなるものである。
【００２１】
上記構成において、吸着材の能力を再生させる再生モードでは送風機を停止し、加熱手段と、再生送風機を駆動させる。加熱手段で除湿手段が加熱されると、除湿手段に吸着されていた水蒸気は脱離する。脱離した水蒸気は、再生送風機によって再生送風機の吹出口から、本体外へ排出される。
【００２２】
次に噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段と再生送風機を停止し、送風機を駆動する。送風機吹出口と、再生送風機の吸込口は近接して設置されているので、送風機の吹出口から送風された送風流によって、再生手段の吸込口から空気が誘引されて流出し、送風流は除湿手段に入り、空気流は除湿手段で除湿されて、熱交換器によって冷却される。送風機によって０．２ｍ３／分の流量で除湿手段に送り込まれた車室内の空気（３５℃、５５％ＲＨ）は吸着材で水蒸気を吸着され湿度が低下するとともに吸着熱で発熱し（６５℃、３％ＲＨ）の空気となる。高温低湿度の空気は熱交換器に導かれ車室空気で冷却され（３７℃、２０％）の低湿度空気となって通風路に導かれ表皮の噴出口から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感をも防止する。
【００２３】
したがって、送風機の吹出口に吸込口を近接させて設置してあるので、ダンパー等で再生送風機の吸込口を塞がなくても、送風機の送風流によって、再生送風機から空気が誘引され、送風流が再生送風機から逆流して本体外へ流出することを防止できる。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、再生吹出送風機の吸込口に、吸込口面積を絞り、送風機の吹出口に臨ませた誘引補助手段を備えた構成としたものである。
【００２５】
上記構成において、吸着材の能力を再生させる再生モードでは送風機を停止し、加熱手段と、再生送風機を駆動させる。加熱手段で除湿手段が加熱されると、除湿手段に吸着されていた水蒸気は脱離する。脱離した水蒸気は、再生送風機によって再生送風機の吹出口から、本体外へ排出される。
【００２６】
次に、噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段と再生送風機を停止し、送風機を駆動する。誘引補助手段によって、再生送風機の吸込口は、送風機の吹出口に臨ませてあるので、再生送風機と、送風機を離れて設置しても、ダンパー等で再生送風機の吸込口を塞ぐことなく、送風機の送風流によって、再生送風機から空気が誘引され、送風流が再生送風機から逆流して本体外へ流出することを防止できる。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、請求項１の構成において、再生吹出送風機の吸込口に、吸込口面積を絞り、送風機の送風流下流に、送風機吹出口を臨ませた後、送風路全体へ送風機の送風流を拡大する誘引補助手段を備えた構成としたものである。
【００２８】
上記構成において、吸着材の能力を再生させる再生モードでは送風機を停止し、加熱手段と、再生送風機を駆動させる。加熱手段で除湿手段が加熱されると、除湿手段に吸着されていた水蒸気は脱離する。脱離した水蒸気は、再生送風機によって再生送風機の吹出口から、本体外へ排出される。
【００２９】
次に、噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段と再生送風機を停止し、送風機を駆動する。誘引補助手段によって、再生送風機の吸込口は、送風機の吹出口に臨ませてあるので、再生送風機と、送風機を離れて設置しても、ダンパー等で再生送風機の吸込口を塞ぐことなく、送風機の送風流によって、再生送風機から空気が誘引され、送風流が再生送風機から逆流して本体外へ流出することを防止できる。さらに誘引補助手段によって送風機から吹出した送風流が送風路全体に拡大されるので、除湿手段全体に送風流が流れ込み、送風流の除湿が効率よく行われる。
【００３０】
請求項４に記載の発明は、請求項１の構成において、送風機の吹出口に、送風機からの送風流を拡大するとともに、再生送風機の吸込口を絞る拡大手段を備えた構成としたものである。
【００３１】
上記構成において、吸着材の能力を再生させる再生モードでは送風機を停止し、加熱手段と、再生送風機を駆動させる。加熱手段で除湿手段が加熱されると、除湿手段に吸着されていた水蒸気は脱離する。脱離した水蒸気は、再生送風機によって再生送風機の吹出口から、本体外へ排出される。
【００３２】
次に、噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段と再生送風機を停止し、送風機を駆動する。拡大手段によって送風機から吹出した送風流が送風路全体に拡大されるので、除湿手段全体に送風流が流れ込み、送風流の除湿が効率よく行われる。また、拡大手段によって、再生送風機の吸込口は、送風機の送風流下流に臨ませてあるので、再生送風機と、送風機を離して設置しても、ダンパー等で再生送風機の吸込口を塞ぐことなく、送風機の送風流によって、再生送風機から空気が誘引され、送風流が再生送風機から逆流して本体外へ流出することを防止できる。
【００３３】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４に記載の構成において、電気抵抗発熱体等の加熱手段の表面に吸着材を担持した構成であるため、再生時において加熱手段の熱が直接吸着材に伝わり吸着材の昇温速度が大きくなる。つまり再生時間を短くしても吸着した大部分の水蒸気が放出されることになる。
【００３４】
従って、短時間で吸着能力が回復するため断続的に除湿モ−ドと吸着モ−ドを繰り返しても充分な除湿能力を発揮することが出来るため吸着材を大幅に小型化でき座席本体への組込みが容易となる。また直接吸着材を加熱するため、空気を加熱することが少なく、再生電力が少なくて良い。
【００３５】
さらに長期放置された場合でも除湿手段をすぐに再生できるので、大気中の水蒸気を吸着するのを防止するための厳重なシ−ル構成や、円筒状の吸着材を回転させる構成が不要となり、空調ユニットの小型化を実現できる。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００３７】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の空調座席装置の断面図であり、図２は除湿モードにおける座部の除湿手段等の断面図、図３は再生モードにおける座部の除湿手段等の断面図、図４は図２の送風路付近の拡大断面図、図５は図３の送風路付近の拡大断面図である。シート本体３１の座部３２、背部３３の内部に車室内空気を押込み送風するシロッコファン等の送風機３４と、前記送風機３４の吹出口４３に吸込口５０を近接させて設置したシロッコファン等の再生送風機と、前記送風機で送風された空気を除湿するコルゲート状や、粒状のゼオライトやシリカゲルや活性アルミナなどの吸着材３５からなる除湿手段３６と、送風機３４と除湿手段３６を結ぶ送風路４４と、除湿後の空気を車室内空気で冷却する仕切板４５の両側にフィン３８を設けたアルミ押出材の熱交換器３７と、熱交換器３７を強制冷却させる冷却ファン４７と、座席本体の表皮３９に設けられた空気を噴出する噴出口４０と、熱交換後の乾燥空気を噴出口に導く通風路４１と、除湿手段３６の下流に設けて加熱する電気ヒーター等の加熱手段４２と、送風機３４、再生送風機４９および冷却ファン４７の送風量を可変させることのできる制御手段４６とからなる。
【００３８】
上記構成において、図３、図５に示す、除湿手段３６の能力を再生させる再生モードでは、送風機３４を停止し、加熱手段４２と、再生送風機４９を駆動させる。加熱手段４２で除湿手段３６が加熱されると、除湿手段３６に吸着されていた水蒸気Ａは脱離する。脱離した水蒸気Ａは、再生送風機４９によって再生送風機の吹出口から、シート本体３１外へ排出される。
【００３９】
次に、車室内空気を除湿し噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、図２、図４に示すように、送風機３４を駆動させて、送風機３４の吸込口４３から車室内空気を除湿手段３６へ送風させる。送風機の吹出口４３と、再生送風機吸込口５０は近接して設置されているので、送風機の吹出口４３から送風された送風流Ｂによって、再生手段の吸込口から空気Ｃが誘引されて流出し、送風流Ｂは除湿手段に入り、空気流Ａは除湿手段３６で除湿されて、熱交換器３７によって除冷却される。送風機３４によって０．２ｍ３／分の流量で除湿手段３６に送り込まれた車室内の空気（３５℃、５５％ＲＨ）は吸着材３５で水蒸気を吸着され湿度が低下するとともに吸着熱で発熱し（６５℃、３％ＲＨ）の空気となる。高温低湿度の空気は熱交換器３７に導かれ、熱交換器３７の下部は車室空気で冷却され（３７℃、２０％）の低湿度空気となって通風路４１に導かれ表皮の噴出口４０から吹き出し、人体背側面を流れる。その際体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感を防止する。
【００４０】
なお、図６に室温３５℃湿度５５％ＲＨの室内で、０．２ｍ３／分、湿度２０％の室温以上の温度の乾燥空気を噴出した場合の噴出温度と背部の冷涼感の官能実験結果を示す。図４で示されるように３９℃以下であれば、汗の気化熱で冷涼感を得ることができる。なお、０．２ｍ３／分温度３１℃湿度７５％の空気を噴出した場合は３８℃、２０％の乾燥空気と同じ冷涼感であった。
【００４１】
以上説明したように、送風機の吹出口４３に吸込口５０を近接させて設置してあるので、ダンパー等で再生送風機の吸込口５０を塞がなくても、送風機の送風流Ａによって、再生送風機から空気Ｂが誘引され、送風流が再生送風機４９から逆流して本体外へ流出することを防止できる。
【００４２】
なお、本発明では、両側にフィン３８を設けたアルミ押出材の熱交換器３７としたが、片側にフィンを設けたアルミ押出材のベース面を互い重ね合せてをシリコングリスなどの熱伝導材料で貼り合わせても同様の構成とすることができる。また、熱交換器の材質は、アルミ以外に銅・銀など熱伝導率の高いものを選べば熱交換性能が向上するのはいうまでもない。
【００４３】
なお、本発明では、冷却ファン４７によって車室内空気を強制的に熱交換器３７のフィン３８に吹き付けて冷却させたが、収納空間の上で熱交換器３７のサイズを大きくすることが可能であれば自然対流のみでも熱交換器３７は熱交換されて冷却されるのはいうまでもない。また、熱交換器３７にエアコンなどの空調装置の吹出風が送風されるように構成すれば、冷却ファン４７などの部品を追加させることなく、効果的に熱交換器を冷却させることができるのはいうまでもない。
なお、再生送風機４９のモーターを直流モーターとし、回転数を制御する制御手段４６を設けた構成においては、再生モード時は再生送風機４９の送風量を、０．０２ｍ３／分微弱風となるよう制御する。加熱手段４２を通電すると、空気の温度が１２０℃〜１４０℃となって除湿手段３６の吸着材３５に送られ、吸着材３５を加熱するとともに、吸着材３５から脱離した水蒸気を吹き飛ばし、除湿手段３６の吸着材の再生を短時間で行うことができる。
【００４４】
このようにして、送風機３４と再生送風機４９を交互に動作させることにより、除湿運転と吸着材の再生運転を交互に繰り返す間欠運転させることで、人体に冷涼感を与える。吸着材の再生運転中では、座席表面に送風させることができないが、再生時間が短いため、冷涼感に違和感はない。また、間欠運転は、ゆらぎ制御のような効果をもたらすとともに、除湿を定常運転させるよりも効果的な冷涼感を得ることができる。これは、除湿運転していないときに、人体が発汗した後に、除湿運転をすると、気化熱を奪われ、効果的に冷涼感を得ることになるからである。
【００４５】
また、図７に示すように、吹出口５２を通風路４１に向くようにし誘引板５３を設けて噴出口４０に送風を可能とする送風ファン５１を設けた構成では、除湿手段３６の除湿性能を回復させる再生モード時において、加熱手段４２、再生送風機４９、送風ファン５１を駆動することで再生運転中でも、座席表面に車室内空気を送風させることができるので、除湿運転と送風運転を交互に繰り返すことができ、座席表面には、全体として連続して風を送ることができる。また、車室内空気を除湿し噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、送風機３４を駆動させて、除湿空気を通風路４１へ送風する。この場合誘引板５３付近の除湿空気流によって、吹出口５２から車室内空気が通風路へ誘引されるので、ダンパ等の特別な機構を設けなくても、送風ファンから除湿空気が車室内に漏れることは無い。
【００４６】
なお、図１の座席装置のように、背部と座部にそれぞれ１つずつ装置を組み込んだ場合で説明したが、座部のみ、あるいは、他の車内の空間を利用して、１つの装置で背部と座部に送風させる方法でもよい。この場合、背部と座部の両方に除湿送風させるだけの能力から多少サイズが大きくなるが、１つの装置で済むので部品点数が減り、安価とすることができる。
【００４７】
（実施例２）
図８は、本発明の実施例２の通風路付近の拡大断面図、図９は除湿手段の斜視図、図１０は除湿手段の断面図、図１１は加熱手段の展開正面図であり、実施例１の構成において、除湿手段３６として、電気抵抗発熱体等の加熱手段４２の表面に吸着材３５を担持した構成としたものである。
【００４８】
図８、図９に示すように、除湿手段の内部に加熱手段を備えているため、再生時において加熱手段４２の熱が直接吸着材３５に伝わり吸着材の昇温速度が大きくなる。つまり再生時間を短くしても吸着した大部分の水蒸気が放出されることになる。従って短時間で吸着能力が回復するため断続的に除湿モ−ドと吸着モ−ドを繰り返しても充分な除湿能力を発揮することが出来るため吸着材を大幅に小型化でき座席本体への組込みが容易となる。また直接吸着材６１を加熱するため、空気を加熱することが少なく、再生電力が少なくて良い。
【００４９】
さらに長期放置された場合でも除湿手段をすぐに再生できるので、大気中の水蒸気を吸着するのを防止するための厳重なシ−ル構成や、円筒状の吸着材を回転させる構成が不要となり、空調ユニットの小型化を実現できる。
【００５０】
なお、図１０、図１１は、ステンレス等のエキスパンドメタル表面に水酸化アルミニウムや硝酸セリウム等を焼結酸化させたアンダーコート５４を施し、ゼオライト、チタシリケート、シリカゲル、活性アルミナ等の吸着材３５を担持させ、加熱手段４２をエキスパンドメタル５５で構成したものである。除湿モードではエキスパンドメタルの網目は開口しているので吸着材への接触面積が多くなり、また多孔体のため、送風の圧力損失を低くすることができる。再生モードでは、エキスパンドメタル５５全面に接触するように溶接した端子５６に通電させて発熱させる。エキスパンドメタルは薄板に切れ込みの入った構成のため、薄板に比べ同じ電気抵抗でも低熱容量であり、再生時間を短くすることができる。
【００５１】
（実施例３）
図１２は本発明の実施例３における、除湿モードの通風路付近の拡大断面図、図１３は再生モードにおける通風路付近の拡大断面図である。本実施例では、実施例１の構成において、再生送風機４９の吸込口５０に、吸込口面積を絞り、送風機吹出口を臨ませた誘引補助手段５７を備えた構成としたものである。なお、実施例１、実施例２と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５２】
上記構成において、図１３に示す吸着材の能力を再生させる再生モードでは送風機３４を停止し、加熱手段４２と、再生送風機４９を駆動させる。加熱手段４２で除湿手段３６の吸着材３５が加熱されると、吸着材に吸着されていた水蒸気Ａは脱離する。脱離した水蒸気Ａは、再生送風機４９によって再生送風機４９の吹出口から、本体外へ排出される。
【００５３】
次に、図１２に示す噴出口４０から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段４２と再生送風機４９を停止し、送風機３４を駆動する。誘引補助手段５７によって、再生送風機の吸込口５０は、送風機３４の吹出口４３に臨ませてあるので、再生送風機と、送風機を離れて設置しても、ダンパー等で再生送風機の吸込口を塞ぐことなく、送風機の送風流によって、再生送風機から空気Ｃが誘引され、送風流が除湿手段に送られず再生送風機から逆流して本体外へ流出することを防止できる。
【００５４】
なお、誘引補助手段５７の先端部５８は、送風機３４の吹出口４３の延長線上にまで伸ばすことが理想であるが、送風流のせん断力が及ぶ範囲まで離しても同様の効果が得られる。
【００５５】
なお、図１４に示すように、再生吹出送風機４９の吸込口５０に、吸込口面積を絞り、送風機３４の送風流下流に、送風機吹出口を臨ませた後、送風路４４全体へ送風機の送風流Ｂを拡大する誘引補助手段５７を設けた構成においては、除湿モードでは、加熱手段４２と再生送風機４９を停止し、送風機３４を駆動する。誘引補助手段５７によって、再生送風機４９の吸込口５０は、送風機の吹出口４３に臨ませてあるので、再生送風機４９と、送風機３４を離れて設置しても、ダンパー等で再生送風機の吸込口５０を塞ぐことなく、送風機３４の送風流Ｂによって、再生送風機４９から空気が誘引され、送風流Ｂが再生送風機４９から逆流して本体外へ流出することを防止できる。さらに誘引補助手段５７によって送風機から吹出した送風流Ｂが送風路４４全体に拡大されるので、除湿手段３６全体に送風流Ｂが流れ込み、送風流の除湿が効率よく行われる。
【００５６】
以上述べたように、本実施例によれば除湿モード、再生モードを行う際でもダンパーなどの風路切替駆動手段を設けずに、送風機のみで構成することができるので、簡単でコストの低減ができるとともに、車の走行中の振動、耐久性についてはダンパーを使用する構成に比べて信頼性の優れたものを実現できる。
【００５７】
（実施例４）
図１５は本発明の実施例４における、除湿モードの通風路付近の拡大断面図、図１６は再生モードにおける通風路付近の拡大断面図である。本実施例では、実施例１の構成において、送風機の吹出口に、送風機３４からの送風流を拡大するとともに、再生送風機４９の吸込口５０を絞る拡大手段５９を備えた構成としたものである。なお、実施例１、実施例２と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５８】
上記構成において、除湿手段３６の能力を再生させる再生モードでは、図１６に示すように、送風機３４を停止し、加熱手段４２と、再生送風機４９を駆動させる。加熱手段で除湿手段が加熱されると、除湿手段に吸着されていた水蒸気は脱離する。脱離した水蒸気Ａは、再生送風機４９によって再生送風機４９の吹出口から、シート本体３１外へ排出される。
【００５９】
次に、噴出口４０から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、図１５に示すように加熱手段４２と再生送風機４９を停止し、送風機３４を駆動する。拡大手段５９によって送風機３４から吹出した送風流Ｂが送風路４４全体に拡大されるので、除湿手段３６全体に送風流が流れ込み、送風流の除湿が効率よく行われる。また、拡大手段によって、再生送風機４９の吸込口は、送風機の送風流Ｂ下流に臨ませてあるので、再生送風機４９と、送風機３４を離して設置しても、ダンパー等で再生送風機４９の吸込口５０を塞ぐことなく、送風機３４の送風流Ｂによって、再生送風機４９から空気Ｃが誘引され、送風流Ｂが再生送風機４９から逆流してシート本体３１外へ流出することを防止できる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の空調座席装置によれば、再生送風機の吸込口は、送風機の吹出口に臨ませてあるので、風路を切替えたり、開閉を行うためのダンパーが必要ない。このようにしてダンパーがある構成よりも簡易で、安価で、ダンパー駆動電力も必要ないので電力消費が少なくできる。また、車の振動などによりダンパーが変形して動作しなくなるといった信頼性を配慮する必要がなくなる。
【００６１】
このようにして、噴出口から吹出した乾燥空気が体表面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼感を与えるとともに、ムレ感をも防止するので、特に夏季の車内の座席を急速に快適な着座感を有するものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における空調座席装置の断面図
【図２】本発明の実施例１の除湿モードにおける座部の除湿手段等の構成図
【図３】本発明の実施例１の再生モードにおける座部の除湿手段等の構成図
【図４】図２の送風路付近の拡大構成図
【図５】図３の送風路付近の拡大構成図
【図６】噴出温度と背部の冷涼感の官能実験結果を示す図
【図７】実施例１の他の構成の再生モードにおける座部の除湿手段等の構成図
【図８】本発明の実施例２の送風路付近の拡大構成図
【図９】本発明の実施例２の除湿手段の斜視図
【図１０】本発明の実施例２の加熱手段の他の一例を示す平面図
【図１１】本発明の実施例２の電気抵抗発熱体構成の一例を示す斜視図
【図１２】本発明の実施例３の除湿モードにおける送風路付近の拡大構成図
【図１３】本発明の実施例３の再生モードにおける送風路付近の拡大構成図
【図１４】本発明の実施例３の他の構成の除湿モードにおける送風路付近の拡大構成図
【図１５】本発明の実施例４の除湿モードにおける送風路付近の拡大構成図
【図１６】本発明の実施例４の再生モードにおける送風路付近の拡大構成図
【図１７】従来の空調座席装置の斜視図
【図１８】従来の空調座席装置の構成図
【図１９】従来の空調座席装置の空気乾燥装置の構成図
【図２０】従来の空調座席装置の空気乾燥装置の構成図
【図２１】従来の他の空調座席装置の空気乾燥装置の斜視図
【符号の説明】
３４ 送風機
３６ 除湿手段
３７ 熱交換器
３９ 表皮
４０ 噴出口
４１ 通風路
４２ 加熱手段
４３ 吹出口
４４ 送風路
４９ 再生送風機
５０ 吸込口
５７ 誘引補助手段
５９ 拡大手段
Claims (5)
- 送風機と、前記送風機の吹出口に吸込口を近接させて設置した再生送風機と、前記送風機で送風された空気を除湿する除湿手段と、送風機と除湿手段を結ぶ送風路と、除湿後の空気を冷却する熱交換器と、前記除湿手段を加熱させる加熱手段と、座席本体の表皮に設けられた空気を噴出する噴出口と、前記熱交換器で熱交換後の乾燥空気を噴出口に導く通風路とを備え、吸着材の能力を再生させる再生モードでは加熱手段と再生送風機を駆動させ、噴出口から乾燥空気を噴出し人体に送風する除湿モードでは、加熱手段と再生送風機を停止し、送風機を駆動する空調座席装置。
- 再生送風機の吸込口を絞る誘引補助手段を備えた請求項１記載の空調座席装置。
- 誘引補助手段が、送風機の吹出口から送風された送風流を送風路に拡大する請求項２記載の空調座席装置。
- 送風機の吹出口から送風された送風流を拡大するとともに、再生送風機の吸込口を絞る拡大手段を備えた請求項１記載の空調座席装置。
- 除湿手段は加熱手段表面に吸着材を担持した請求項１ないし請求項４記載の空調座席装置。
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