JP2006069376A - 車両用シート空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 空調性能の向上を図ることのできる車両用シート空調装置を提供する。
【解決手段】 シート表皮層５の裏側に熱交換室６を設け、空調ユニット９の送風装置８によって送られた空調空気を導入通路１１から熱交換室６内に流入させる。熱交換室６に送られた空調空気の一部は排出通路を介してシートの下方側に排出し、残余の空調空気はシート表皮層５に設けた吹き出し孔２３からシート表皮層５の表面側に吹き出させる。熱交換室６でシート表皮層５自体の熱交換を行って乗員の接触部の温度を制御すると共に、吹き出し孔２３を通して乗員に空調空気を当てることが可能となる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、乗員の着座するシートを通して空調を行う車両用シート空調装置に関するものである。

車両用シート空調装置として、着座した乗員に接触するシート表皮層の裏側に熱交換室を設け、その熱交換室に導入する空調空気を制御することによって、乗員の暖房や冷房を行うものが案出されている（特許文献１参照）。

このシート空調装置は、シート表皮層の裏側に設けられた熱交換室に気体通路を通して送風装置から空調空気が送り込まれ、空調空気が熱交換室内を流通する間に空調空気とシート表皮層の間で熱交換を行うようになっている。このシート空調装置の場合、乗員に接触するシート表皮層が熱交換室内の空調空気で暖められたり冷却されたりするものであるため、シートに着座した乗員が直接暖かさや冷たさを感じることができる。
特開２００１−１４５５４２号公報

しかし、この従来のシート空調装置においては、乗員の接触するシート表皮層がその裏面側の熱交換室を通して暖められたり冷やされたりするものであるため、乗員の着座姿勢や体形等によってはシート表皮層との接触が不充分になり、温かさや冷たさを感じられ難くなることがある。

そこでこの発明は、さらなる空調性能の向上を図ることのできる車両用シート空調装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、乗員の着座するシート（例えば、後述の実施形態におけるシート１）を通して空調を行う車両用シート空調装置であって、着座した乗員に面するシート表皮層（例えば、後述の実施形態におけるシート表皮層５）と、このシート表皮層の裏面側に位置し、導入された空調空気とシート表皮層との間で熱交換を行う熱交換室（例えば、後述の実施形態における熱交換室６）と、この熱交換室内に空調空気を流通させる気体通路（例えば、後述の実施形態における導入通路１１、及び、排出通路１２）と、この気体通路に空調空気を送り込む送風装置（例えば、後述の実施形態における送風装置８）と、を備えたものにおいて、前記シート表皮層に、前記熱交換室内の空調空気の一部をシート表皮層外側に吹き出させる吹き出し孔（例えば、後述の実施形態における吹き出し孔２３）を設けるようにした。

この発明の場合、気体通路を通して送風装置から熱交換室内に送られた空調空気は熱交換室内を流通する間にシート表皮層との間で熱交換を行い、その一部は吹き出し孔を通してシート表皮層の外側に吹き出される。そして、シート表皮層の外側に吹き出された空調空気は着座した乗員に当てられる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記シート表皮層の単位面積当たりのシート吹き出し孔の総開口面積を、乗員の着座による面圧分布に応じて変えるようにした。この場合、シート表皮層のうちの、乗員の身体が強く押し当てられる部分ほど多量の空調空気が吹き出されるようになる。

請求項１に記載の発明によると、熱交換室内に送られた空調空気がシート表皮層との間で熱交換を行うと同時に、吹き出し孔を通して着座した乗員に直接吹き付けられるため、シート表皮層の接触温度制御と空調空気の吹き出し作用によって暖かさや冷たさを乗員に充分に感じさせることができる。また、乗員の着座姿勢や体形等によって乗員の身体がシート表皮層に充分に密着しない場合にも、空調空気の吹き付けによる温かさや冷たさを乗員に感じさせることができる。

また、請求項２に記載の発明によると、乗員の身体が強く押し当てられる部分ほど多量の空調空気が吹き出されるため、シートに着座した乗員により効率よく暖かさや冷たさを感じさせることができる。

以下、この発明の一実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。
この実施形態の車両用シート空調装置は運転席や助手席のシート１に設けられたものであり、図２に示すようにシートクッション２と、シートバック３に同様の構成機器が配置されている。以下では、シートクッション２側の構成について詳細に説明し、シートバック３側については、同一部分に同一符号を付して重複する説明を省略するものとする。また、本明細書においては、冷房や暖房のために加熱したり冷却した気体を「空調気体」と呼ぶものとする。

シートクッション２は、図１に示すようにクッション本体４の周域がシート表皮層５によって覆われている。クッション本体４の上面中央付近（乗員が着座したときに乗員の荷重が直接作用する領域。）には浅い凹状部が設けられ、この各凹状部とシート表皮層５の間にできた空間部が熱交換室６とされている。この実施形態ではシート表皮層５を引っ張ってクッション本体４側に固着したつり込み部７によって前記空間部（熱交換室６）が複数に分割されている。したがって、クッション本体４とシート表皮層５の間には、独立した複数の熱交換室６が設けられている。なお、この実施形態では、クッション本体４の外面付近に難通気性の薄膜２１が埋設され、シート表皮層５は裏側のクッションシート５ａと表側の難通気性のカバーシート５ｂから成る二層構造となっている。また、シート表皮層５の裏面のうちの、乗員の荷重が作用する領域には、表裏の剛性が高く、かつ通気性を有する剛性維持素材（図示せず）が付設され、この剛性維持素材が熱交換室６内に充填されたかたちとなっている。

一方、クッション本体４の底部側には、送風装置８を含む空調ユニット９が配置され、この空調ユニット９の空調気体の供給ポート１０がクッション本体４の上部の熱交換室６に接続されている。クッション本体４には、熱交換室６と供給ポート１０を接続する導入通路１１が形成されると共に、熱交換室６に供給された気体をクッション本体４の底部側から外部に排出する排出通路１２が形成されている。この導入通路１１と排出通路１２はこの発明における気体通路を構成し、熱交換室６はこの気体通路の途中に介装されたかたちとなっている。

空調ユニット９は、図３に示すように、送風装置８の下流側に一対の熱交換器１３が並列に接続されて成り、送風装置８から送られた空気が各熱交換器１３で加熱若しくは冷却された後に供給ポート１０から熱交換室６側に送られるようになっている。各熱交換器１３は、図４に示すようにケーシング１４の内部が仕切壁１５によって上室１４ａと下室１４ｂに区画され、送風装置８に接続される両室１４ａ，１４ｂの入口側に夫々ヒートシンク１６ａ，１６ｂが配置されると共に、その両ヒートシンク１６ａ，１６ｂ間にペルチェ素子１７が配置されている。ペルチェ素子１７は、その相反する熱交換面が両ヒートシンク１６ａ，１６ｂに接触接続され、両ヒートシンク１６ａ，１６間、つまり、上室１４ａと下室１４ｂの間において、ペルチェ素子１７の通電方向に応じた熱交換を行うようになっている。なお、上室１４ａと下室１４ｂの入口側は共通の配管１８によって送風装置８に接続され、下室１４ｂの下流側は出口ポート１９を介して図２，図３に示す排気管２０に接続されている。この排気管２０は、ペルチェ素子１７で熱交換を行った下室１４ｂ側の空気をシート１の外部に排出する。
なお、空調ユニット９の送風装置８とペルチェ素子１７の通電電流はコントローラ２２によって制御される。

ここで、シート表皮層５のうちの熱交換室６に臨む部位には複数の吹き出し孔２３が形成され、熱交換室６内に導入された空調空気の一部をその吹き出し孔２３を通してシート表皮層５の外側に吹き出させるようになっている。
また、この実施形態の場合、個々の吹き出し孔２３の径（開口面積）は均一でなく、図５に示すように、シート表皮層５のうちの、シート着座時に面圧が高くなる部位ほど吹き出し孔２３の径が大きくなるように設定されている。

このシート空調装置は以上のような構成であるため、空調ユニット９のペルチェ素子１７で熱交換された上室１４ａ側の空調空気は供給ポート１０と導入通路１１を介して熱交換室６内に流入し、その空調空気が排出通路１２に抜けるまでの間にシート表皮層５との間で熱交換を行うと共に、一部の空調空気が吹き出し孔２３を通してシート表皮層５の外側に噴出される。したがって、今、例えば冷房を行っているとすると、空調空気である冷気が熱交換室６においてシート表皮層５を直接冷却すると共に、その冷気の一部が噴出し孔を通してシート表皮層５の上面側に吹き出し、その結果、シート１上に着座した乗員には、シート表皮層５の接触部の冷却と、冷気の吹き付けによって効果的に冷房感が与えられる。暖房時についても、熱交換室６に導入される冷気が暖気に代わるだけで、やはり同様の作用によって乗員に暖房感を効果的に与えることができる。

また、このシート空調装置は、シート表皮層５の熱交換とその表皮層５からの空調空気の吹き出しが並行して行われるため、乗員の身体がシート表皮層５に完全に密着しない場合にも、空調空気の吹き出し効果によって乗員に冷房感や暖房感を与えることができる。

また、この実施形態のシート空調装置は、吹き出し孔２３の開口面積が、シート表皮層５のうちの乗員の身体が強く押し当てられる部分ほど大きくなるように設定されているため、吹き出し孔２３が乗員の身体によって塞がれにくくなり、シート１に着座した乗員に確実に冷房感や暖房感を与えることが可能になるという利点がある。

さらに、この実施形態のシート空調装置は、シート１毎に配置した空調ユニット９のペルチェ素子１７によって空調空気を作り出すため、シート１の外側からの複雑な空調配管の引き回しを要しないうえ、乗員の着座の有無等に応じて各シート毎に個別に迅速な空調制御を行うことができる。また、この装置は、ペルチェ素子１７を用いることから、冷寒時おいては、内燃機関の熱を利用しての暖房と異なり、乗車早期に暖かい空調空気を利用することができ、前述のシート表皮層５自体の熱交換（加熱）と空調空気（暖房空気）の吹き出しによる効果と相まって、乗員に早急に暖房感を与えることができる。

以上で説明した第１の実施形態は、シート表皮層５のうちの、シート着座時に面圧が高くなる部位ほど吹き出し孔２３の径が大きくなるように設定したが、図６に示す第２の実施形態のように、吹き出し孔２３の径をほぼ均一にし、その孔の形成密度を、シート着座時に面圧が高くなる部位ほど高くなるように設定しても良い。この場合も、吹き出し孔２３の単位面積当たりの総開口面積が、シート表皮層５の面圧の高くなる部位ほど大きくなるため、第１の実施形態と同様に冷房感や暖房感を着座した乗員に確実に与えることができる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態はこの発明にかかるシート空調装置を車両の前部側のシートに適用したが、このシート空調装置は前部側シートに限らず後部側のベンチタイプのシート等にも適用可能である。
また、上記の実施形態ではシート内の熱交換室に導入する空調空気をペルチェ素子で作り出すものについて説明したが、エンジン冷却水の熱や冷媒ガスの断熱膨張等を利用した周知の空調システムによって空調空気を作り出すことも可能である。

この発明の一実施形態を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。 同実施形態を示す概略構成図。 同実施形態を示す斜視図。 同実施形態を示す図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図。 同実施形態を示す斜視図。 この発明の他の実施形態を示す斜視図。

符号の説明

１ シート
５ シート表皮層
６ 熱交換室
８ 送風装置
１１ 導入通路（気体通路）
１２ 排出通路（気体通路）
２３ 吹き出し孔

Claims (2)

1. 乗員の着座するシートを通して空調を行う車両用シート空調装置であって、
   着座した乗員に面するシート表皮層と、
   このシート表皮層の裏面側に位置し、導入された空調空気とシート表皮層との間で熱交換を行う熱交換室と、
   この熱交換室内に空調空気を流通させる気体通路と、
   この気体通路に空調空気を送り込む送風装置と、
   を備えたものにおいて、
   前記シート表皮層に、前記熱交換室内の空調空気の一部をシート表皮層外側に吹き出させる吹き出し孔を設けたことを特徴とする車両用シート空調装置。
2. 前記シート表皮層の単位面積当たりのシート吹き出し孔の総開口面積を、乗員の着座による面圧分布に応じて変えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用シート空調装置。
   
   

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