JP2006521127A - 特に自動車の座席表面を冷却及び加熱するための温度制御システム - Google Patents

Abstract

特に車両の座席表皮（４）を急速に冷却するための温度制御マット（５）が、流体室（１０）を形成する少なくとも二枚の相互に結合された薄いプラスチックフィルム（５ａ、５ｂ）と、開口（１１）とを具備し、前記開口（１１）は温度制御マット一面に配置され、またプラスチックフィルム（５ａ、５ｂ）を含めて温度制御マット（５）を貫通している。温度制御のために、最初に温度制御流体が流体室システムに導入される。その後、前記システムは空にされて、開口（１１）を通過する湿気を放散するために空気の流れがスペーサ構造体（６）を通って導かれる。

Description

本発明は、特に自動車の座席表面の急速冷却及びことによると加熱にも使用可能な温度制御システムに関するものである。さらに、本発明は、それぞれそのような温度制御システムを取り付けられた、特に皮革の表皮を備える座席及び／又は背もたれ要素、並びに自動車の完成した座席に関係する。最後に、本発明は、そのような温度制御システム用の温度制御マット、並びに座席及び／又は背もたれ要素を冷却及びことによると加熱するための温度制御方法にも関係する。

特に自動車の座席を加熱することだけでなく冷却することも公知である。冷却は、自動車の座席が強い日射を受けて高温に加熱される場合に必要であり、前記高温は皮膚の深刻な火傷を招くことがある。この問題は、特に暗色の皮革の座席の場合に生じる。一般的に、運転者は、自動車のエアコンシステム又は自然換気によって座席が快適に座れる温度にで冷えるまで待たなければならない。従って、基本的な関心事は、座席の表面温度を短時間のうちに快適なレベルまで下げることである。

フィルムによって包まれた繊維状インサートを座席表皮とクッション芯との間に備えることは、米国特許第６００３９５０号明細書から公知である。座席表皮の方に向いているフィルムの部分は、空気の流通のための開口を有する。そのとき、空気は、座席を冷却するために、ファンによって吸引されて座席表皮とインサートを通る。

水が中を通るホース管路又はパイプラインの曲流システムを、要求に従って座席の領域を加熱又は冷却するために、座席表皮の下側の平らなクッション内に配置することは、米国特許第６２５４１７９号明細書から公知である。管路内の水の温度は、例えば車両の加熱及びエアコンシステムに連結された複雑な熱交換システムによって制御される。

また同様の構造のシステムが、独国特許出願第４４３２４９７号明細書にも記載されている。この場合には、冷却液用配管システムが、配管に生じることがある凝縮水が乾燥できるように、通気性材料の二つの層の間の温度制御マットに配置される。温度制御マットは座席支持体として機能するか、又は車両の座席と一体の構成要素である。

ホース又はパイプの比較的剛性のある性質のために、配管システムは座席のシート越しに不快に圧迫して、座席の感触に悪影響を与える。この欠点を軽減するために配管システムが座席のさらに中に配置された場合には、温度を制御する表面からの距離の増大に結び付いた熱伝達の低下のために効率の著しい低下が生じる。

さらに前述されたシステムの場合には、例えば前記表面上に座っている人の汗に由来する湿気が除去されない。このことは、暑い日に衣服が汗で濡れるという結果を招く。

液体の代わりに気体が座席の温度制御に使用されることもある。そのようなシステムは、例えば米国特許第４５７２４３０号明細書に記載されている。この場合には、温度制御された空気が後側から座席及び背もたれクッション内に導入される。座席表皮は通気性があり、その結果空気は再び前側から出ることができる。

同様のシステムが米国特許第６２７３８１０号明細書で提案されている。そこでは、温度制御された空気が座席表皮の下に置かれた空気室内に導かれる。個々の空気室は単に膨張させられて、もっぱら座席の下に置かれた構造体の快適性を高めるために働く。他の空気室は、座席表皮の方に向いた側に穴をあけられ、温度制御された空気が、空気室の壁の穴及びさらに同様に穴をあけられた座席表皮を通って外部に押し出される。

最後に記載された二つのシステムの場合には配管が座席表皮をとおして圧迫することはないが、いくらかの乾燥が座席から現れ出る空気の流れによって確実に得られるとはいえ、湿気の除去はこれらの場合にも理想的ではない。しかしながら、座席に座っている人が座席の気孔を閉じ、その結果こうなると湿気の移送及び空気の交換はほとんど完全に阻止される。さらに、開放している気孔から現れ出る空気は、人を通り過ぎて流れ、このことは不快に感じられ、また特に腰部領域の健康に害を与えることがある。

さらに、特に皮革で作られて穿孔された座席表皮は、埃と汚れの粒子で詰まる傾向を有し、また設計的理由のためにやはり望まれていない。更なる欠点は、記載されたシステムは、自動車が始動されるとき、つまり座席の冷却が始まる前に運転者が熱い座席に最初に座ってようやく作動し始めるということである。

従って、本発明の目的は、特に皮革の表皮をもつ自動車の座席の熱せられた表面を極短時間のうちに快適な温度まで冷却し、同時に特に汗による湿気を座席表皮を通して効果的に運び去ることを保証する解決法を提案することである。同時に、座ることの快適さと表面の外観は維持されるべきである。

この目的は、特許請求の範囲の独立請求項の特徴をもつ、温度制御システム又は温度制御マット並びに座席要素及び／若しくは背もたれ要素の温度制御方法によって達成される。本発明の有利な発展形体及び改良形体は、これら独立請求項に従属する請求項で規定される。

本発明による温度制御マットは、一方では通気性をもっており、他方では流体室システムを具備しており、前記流体室システムの中を温度制御流体が導かれる。このために、二又は三層の液体不透過性プラスチック層が、該プラスチック層の間の空間に流体室システムが形成されるように、例えば溶着又は接着接合によって互いに結合される。互いに分離された複数の流体室システムがプラスチック層の間に形成されることもある。

プラスチック層の間に形成された流体室システムは、温度制御流体を受容するための一つ以上の流体室と、温度制御流体を流体室システムに供給するための一つ以上の流体入口及び流体室システムから排出するための一つ以上の流体出口とを具備する。一実施例における流体室システムの最大体積は、０．３ l/m²から３ l/m²である。流体室システムの一部の又は全ての流体室は互いに流体接続されており、その結果温度制御流体は、一つ以上の流体入口から流体室システムの相互に接続された流体室を通って一つ以上の流体出口へ流れることができる。流体室の間の接続ゾーンはこれ以降“流体通路”と呼称される。

温度制御マットの通気性は、温度制御マットを貫通して分散された様式で配置された開口に基づく。これら開口は、流体室システムが密閉形システムを形成するように、流体室システムを形成するプラスチック層を貫通する。

座席表皮を通る湿気の移送を保証するために温度制御マットは開放したスペーサ構造体と組み合わせられる。一方では座席表皮を通った水蒸気を放散するために気体の通過する流れを許容し、他方では適切に可撓性があり、またそうでなければ、それに荷重を与える人の体重を受けたときでもそれがつぶれないように圧力に対して安定である、任意の二次元開放構造体をスペーサ構造体として使用することが可能である。スペーサ構造体は、例えば縫合又は好適には接着接合によって温度制御マットに確実に接続され、その結果スペーサ構造体を含む温度制御マットを容易に取り扱って座席内に組み込むことが可能である。スペーサ構造体は、好適には温度制御マットと座席クッションとの間に横たえられ、その結果、層構造の順序は次のとおり、つまり、座席表皮、温度制御マット、スペーサ構造体、座席クッション、及び間に横たわる任意の追加的な層である。

この配置は、温度制御マットが座席表皮の直ぐ下側に横たわるので特に効果的である。これは、大きな熱伝導と、水蒸気のための短い放散経路とを生み出す。そして座席表皮を通過する発汗による湿気は、温度制御マットの開口を通り抜けて開放スペーサ構造体内に入り、そしてそこから放散され得る。湿気の運び去りは、運ばれる湿気を積極的に除去するために、座席表皮の表面に平行にスペーサ構造体の中を導かれる空気の流れによって好適に補助される。スペーサ構造体の一方の側にある温度制御マットと、スペーサ構造体の他方の側にある通常は独立気泡フォームからなる座席クッションとは、この場合スペーサ構造体を通って導かれる空気のための空気誘導ダクトを形成する。

言うまでもないことであるが、スペーサ構造体を温度制御マットの他方の側に、つまり座席表皮と温度制御マットとの間に配置することも可能である。この場合、温度制御マットの効率は座席表皮からの距離のために大きく低下するが、温度制御マットの貫通開口は、発汗による湿気が温度制御マットを通ることを可能にすることに対しては重要性をもたない。そうではなく、そのとき前記開口は、温度制御マットの後側からその開口を通ってスペーサ構造体内に空気の流れを導くために使用することが可能である。

スペーサ構造体と組み合わせられたそのような温度制御マットが、外側の座席表皮と実際のクッション材料との間で座席要素及び／又は背もたれ要素内に配置された場合、座席表皮の温度は、急速に影響されて約６０秒以内で体温まで下げることが可能である。皮革の座席表皮を約８５℃から快適な体温である３７℃〜４０℃まで冷却することを例えば一分で達成することができる。このために、温度制御流体は、所望の座席表面温度に達するまで流体室システムの流体室を通って流れる。好適には、例えばグリコール又は塩溶液のような不凍液及び腐食防止剤及び他の添加剤が混合された例えば水のような環境適合性液体が、温度制御流体として使用される。液体の使用は、大きな熱容量をもつ気体に対する優位性を良好な熱伝達特性と共に提供し、その結果座席表皮の温度制御は特に効率的である。

この効率性の故に、人が座席表皮に座る前でも、座席表皮を非常に短時間のうちに所望の温度にもってくることが可能である。例えば、車両が開錠されたとき温度制御のスイッチを自動的に入れることが可能である。遠隔制御又はタイマー回路による作動も同様に可能である。特に、座席表皮の温度制御に必要な動力を利用可能にするために車両を始動させる必要はない。温度制御液体は、座席表皮を冷やすために必ずしも冷却される必要はないが、例えば車両の床の領域のような比較的涼しい場所に配置された貯蔵タンクからポンプで圧送され、その結果温度制御液体は高くても周囲温度と同じである。この貯蔵タンクは、好適には断熱ケースをもっている。そこに収容される液体の供給は、例えば走行中に、又は車両のバッテリーが十分な電力を生み出すなら、あるいはエンジンが停止されているときに追加的に冷却されることが可能である。例えばペルチエ素子が、冷却要素として考慮される。

同じ原理に従って、座席表皮を加熱することが可能である。このために、例えば水のような加熱液体が流体室システムを通って流れる。好適な実施例では、流体は、発熱体によって約４０℃〜５０℃の温度まで加熱される。

所望の温度が達せられるまで、温度制御流体が流体室システムの中をポンプで圧送される。その後、流体室システムの流体室は吐出されて空になる。流体室システムは、相互に結合されたプラスチックフィルムによって形成されているので、吐出されて空になった流体室は、つぶれて大きく平らな面を形成する。流体室システムの全ての領域を完全に空にすることを保証するために、例えば細い繊維、織物、又は不織布のようなスペーサを流体室システムに組み込むことが有利である。流体室システムが空にされると、その結果として温度制御マットは座席表皮を圧迫せず、その結果所望の座席表皮温度に到達した直後に、元の快適な着座の特性は回復される。表面の視覚的印象は、温度制御マットによって悪影響を受けない。座席に座っている人は温度制御マットを全く感じない。

そしてあらかじめ許容できる温度にされた座席に人が座ると、この人は通常の程度で、又は外の温度が高い場合にはあるいは強められた程度で汗をかくであろう。従来型の座席の場合には、このことは、しばしば、座席表皮に接している衣服を発汗により濡らすことを招く。これに関連して、温度制御マットに分散された様式で配置された開口は、非常に重要なものである。つまり、これら開口は、この発汗による湿気を受動的に又は好適には能動的に除去する可能性を提供するからである。これの前提条件は、第一に湿気が座席表皮を通過できることである。織物の表皮の場合、織物の表皮は湿気のためのウイックのように働くので、これは容易に保証される。標準的な皮革の自動車の座席表皮は、呼吸できないか又はほとんど呼吸できない、つまりそれらはせいぜい最小量の水蒸気を除去するだけである。しかしながら、現在呼吸可能な皮革も存在し、それらは穿孔することなしに適切な透湿性を有し、従って座席表皮に使用することができる。透湿性皮革表皮の代わりに、言うまでもないことであるが、穿孔された皮革を座席表皮に使用してもよい。

前述された温度制御マットは、基本的には表面の冷却を意図しているとはいえ、表面の加熱に使用することも可能である。二つの機能を組み合わせることも可能である。好適な実施例は、この目的のために流体回路にバイパス管路を設け、前記バイパス管路によって冷却流体貯槽は迂回される。バイパス管路中に、好ましくは連続流れヒーターのような発熱体があり、この手段によって表面を加熱するために、前記ヒーターによって温度制御流体が加熱される。言うまでもないことであるが、本発明による温度制御マットの加熱機能は、例えば座席要素及び／又は背もたれ要素等の中の電気抵抗ヒーターのような従来型の発熱体を単に補助するために、そのような発熱体と組み合わせられてもよい。

本発明により獲得される格別の利点は、それが、特に急速冷却及び加熱並びに効果的な湿気の除去のための急速に作動する温度制御システムを提供することに見られ、前記温度制御システムは、着座の快適性又は冷却されるべき表面の外観に悪影響を与えることはなく、効率的であり、また座席に座る人が不快さを感じることがない。さらに、本発明による温度制御マットは、容易に取り扱うことができ、また単純なやり方で座席要素及び背もたれ要素内へ組み込むことができる。

本発明による温度制御マットが備える本発明による温度制御システムのさらなる利点は、自動車の座席の座席要素が受ける典型的な荷重に対する抵抗性である。自動車の座席は、継続する荷重を受け、座席内に組み込まれた温度制御システムによって前記荷重は持ちこたえられるべきでもある。従来型の管路及びホース管路温度制御システムは、この場合それらが複雑なやり方で座席要素内に組み込まれない限り、移動されて長期間では機械的に損傷を受けることがある。これと比較して、本発明による温度制御マットは、接着接合及び／又は縫合によって座席表皮又はクッション芯に単純なやり方で確実に結合可能である。しかしながらそのような固定がなくても、本発明による温度制御マットは、それが座席表皮の下の広い領域にわたって広がっているので移動しない。これは特に、温度制御マットがスペーサ構造体に確実に組み合わせられた場合に生じない。本発明による温度制御マットの高い抵抗性は、温度制御マットのプラスチックフィルムの特にフルオロポリマーの場合の非常に滑らかな表面にも追加的に基づいており、前記非常に滑らかな表面はまさにこの特性の故に、座席表皮に対して擦れることはなく、その結果摩擦による磨耗が生じない。最後に、流体室システムを形成するプラスチックの層が、例えばナイロン織物の形をした追加の補強層を有することが可能であることも言及されるべきである。

前述の利点は、流体室システムを形成するプラスチックの層を適切に選択することによって最適化できる。

温度制御マットを単純なやり方で作り出すことを可能にするために、プラスチックの層は互いに、溶着、積層、同時押出し、焼結、又は吹込成形が可能なものであるべきである。基本的には例えば次の材料、つまり、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性ポリエステル（ＴＰＥ）、ポリアミド（ＰＡ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、ポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、弗化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、及び他のフッ素ポリマーが適当である。これらの材料は、好適には繊維強化又は織物強化されたものである。

これらの材料の中のＴＰＵが、他の材料、特に皮革との接着接合の良好な親和性と共にその柔軟性の故に格別な程度で適している。フルオロポリマーは、その浸透不透過性、及び良好な滑動特性、及びそれに付随の耐摩耗性の故に適切であるが、座席表皮の材料と接着で接合することがほとんど不可能である。フルオロポリマーは、さらに高い耐熱性を有しているのでクッションに組み込まれる発熱体との組合せに特に適している。そのような発熱体は１２０℃まで加熱されることがある。特に耐熱性のフルオロポリマーは、例えば、ＰＴＦＥである。最後に、フルオロポリマーは高い耐薬品性によって特徴付けられ、前記高い耐薬品性は添加剤が温度制御流体に使用された場合に重要である。

さらに、流体室システムを形成するプラスチックの層は、流体室システムが、困難性を有さずに空にでき、及びそれによって大きな折り目なしにつぶれるために可能な限り薄く可撓性を有しているべきであり、その結果非作動の温度制御マットをクッション表皮越しに感じたりまたは見たりすることはできない。プラスチックの層は、例えば、１０μmから１mmの範囲の厚さをそれぞれ有し、例えばそれぞれの場合に２００μmの厚さの層でより良好な結果が得られた。

保守の少ないシステムのために、流体室システムの流体回路を閉鎖系として動作させることが有利である。この場合、耐用年数を通しての流体の逸失を低く維持するために、使用されるプラスチックフィルムの浸透不透過性に大きな値が加えられるべきである。

しかしながら、部分開放系である変形形体も可能である。この場合には流体室システムを空にすることと完全に充填することとが、少なくとも一部の領域で液体不透過性であるが通気性を有し流体室システムを形成するプラスチックの少なくとも一つの層によって追加的に支援され、その結果、空気交換が流体室の壁を通して行われ、特に望ましくない含有空気の排出が行われる。動作中の蒸発による逸失を低く維持するために低い気孔率を有する延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）がこれに関連して特に適切である。例えば、（米国ＰＭＩポーラスマテリアルからの毛管流ポロメータＣＦＰ−１５００−ＡＸＬＳで測定した）２％〜３０％の低い気孔率と、６ｂａｒを超える高い水進入圧力とによる試験が良好な結果を生み出した。

湿気除去のために働く温度制御マットにおける開口は、流体室システムを形成するプラスチックの層の各々の投影表面積の２０％から８０％を含む。良好な結果が、例えば合計投影表面積の３０％から４０％の割合を占める開口表面積によって得られた。開口の輪郭は要望どおり選択され得る。特に、それらは、円形である必要はなく、また様々なサイズのものであってよい。開口は、できるだけ小さな放散抵抗を示すべきであり、またそれ故、該開口を通して除去される湿気を妨げないように少なくとも肉眼で見えるべきである。平均開口直径は、例えば１mmから３０mmの範囲にある。良好な結果が、例えば約５mmの平均開口直径で得られた。流体室システムの薄い壁厚さと、流体室システムを貫通する大きな開口とに起因して、開口を通過する水蒸気に対する小さな放散抵抗が実現される。湿気を含んだ空気は、比較的抵抗を受けずに開口を通過してスペーサ構造体の中に入ることができ、またスペーサ構造体の中を流通している空気によって運び去られる。

開口が、温度制御マット内で任意の所望の輪郭、大きさ、及び配置を有してよいのとちょうど同じように、流体室システムの流体室も極めて異なる形状を有してよい。言うまでもないことであるが、流体室の一様な配置が、座席表皮の一様な温度制御のために好ましい。この場合、一つ以上の流体室システムを温度制御マットに実現する可能性があり、今度は各流体室システムが一つ以上の流体入口及び／又は流体出口を有することが可能である。一つ以上の共通の流体入口及び出口を設けてもよいが、流体室を通る連続した流れを可能にするためには互いに独立した流体入口及び出口が好ましい。まさに一つの流体入口と流体出口とが、座席要素と背もたれ要素とにそれぞれ設けられ、またそれぞれの流体室システムが互いに流体接続された多くの流体室を有するなら特に有利であり、その結果、流体出口から後で再び流れ出るために、温度制御流体は、一方では流体室システム内に流れ込んで、一部は平行で一部は連続している多くの流体室の中を流れる。

そのような構造は、一方ではその製造と回路システムへの組み込みとが単純である。他方では、流路が短く、その結果流れ抵抗が小さくまた流れの全長にかけての熱伝達がほとんど均一である。互いに接続された流体室間に形成された流体通路は、流体の最適な混合を得るために３mmから５０mmの範囲の長さを有するべきである。

効果的な熱伝達は、温度制御流体が温度制御マットの中を流れている状態において、温度制御マットがわずかに膨張して座席表皮を圧迫することによってさらに促進される。充填された温度制御マットの全体の厚さは、約０．５mmから１０mmの間の範囲にある。

本発明は、添付図面に基づいて例示を目的として以下に説明される。

図１ａは、座席要素２と背もたれ要素３とを具備する自動車の座席１を示している。座席要素２と背もたれ要素３の両方の座席表皮４の下のそれぞれに、温度制御マット５があり、該温度制御マット５はスペーサ構造体６によってクッション芯７から距離を置いて保持されている。座席表皮４の温度を後側から制御して（温度制御段階）特に冷却するために（冷却段階）、水（Ｈ₂Ｏ）が、温度制御流体として貯蔵タンク９からポンプＰによって圧送されて黒矢印をもつ細い破線で表された流体配管システム８と温度制御マット５とを通る。温度制御段階が完了した後、座席表皮４を通過する汗の湿気の放散を助けるために、空気の流れ（白矢印）がファンによって作られてスペーサ構造体６を通って流れる。

図１ｂは、図１による自動車の座席１における温度制御マット５の配置を示す平面図である。

冷却段階（又は加熱段階）は、図２の断面図でやや詳細に図式的に表されている。温度制御マット５は、規則的に配置されて相互に接続された流体室１０を具備しており、個々の流体室は、温度制御マット５を貫通している開口１１によって互いに離間されている。流体室１０によって構成された流体室システムが冷却液で充填されたとき、流体室１０は、０．５から１０mmの間にある厚さまで拡大して、座席表皮４の裏側に密接する。結果として、特に効果的な熱伝達が、流体室１０内の温度制御流体と座席表皮４との間で実現される。流体室システムを通る流れは、間歇的に又は連続的に生じることができる。流体室システムの構造は、この温度制御段階では座席表皮４をわずかに圧迫する。

所望の座席表皮温度に到達したとき、温度制御マット５へ至る流体配管システム８の供給配管内にある、図１には不図示の締切り弁が閉じられて、温度制御マット５内に残っていたすべての温度制御流体は貯蔵タンク９の中に圧送される。これが起こるとき、流体室１０はつぶれ、その結果温度制御マット５もつぶれる。これは、図３にいくらか詳細に図式的に表されている。流体室システムを形成する薄くて柔軟なプラスチックフィルムであるが故に、つぶれた状態の温度制御マット５は座席表皮４をもはや圧迫しない。少しの小さな皺もはっきり目立つことはない。

冷却段階の後に、人が温度制御された座席に着座すると、人の発汗による湿気を座席表皮４と温度制御マット５の開口１１とを通して除去する目的で第二の温度制御段階が始まる。この目的のために、スペーサ構造体６がクッション芯７と温度制御マット５との間に備えられる。座ることについて座席を快適にするために一方では柔軟であるが、他方では圧力を受けたとき完全には圧縮不可能であり、その結果スペーサ構造体６を通る換気がどんな状況においても依然として保証される任意の開放構造体が、スペーサ構造体６として考慮される。例えば、不織の又は織物のポリマー繊維布が適している。座席表皮４を通って運ばれた湿気の放散は、スペーサ構造体６内に積極的に作り出された空気の流れによって促進され、前記空気の流れは図３の矢印によって示される。

図３で示された詳細は、個々の層を実際の比率で拡大して図４でもう一度再現される。座席表皮４は、例えば、１．２mmの厚さを有し、また水蒸気透過性を有する。通気性の皮革、微細穴あき皮革、アルカンターラ（商標）のような超極細繊維、又は織物の表皮が座席表皮の材料として用いられる。座席表皮は、好適には、５から２０m²Pa/WのＲｅｔ値を有する。Ｒｅｔ値は、織物及び他の織物材料構造の比較材料特性として、材料の水蒸気透過抵抗を規定するものである。この場合、存在する定常状態の分圧の結果として所与の領域を通る潜在的蒸発熱流束が決定される。Ｒｅｔ値は、ホーヘンシタイン（Hohenstein）皮膚モデル試験によって確かめられ、前記試験は、衣服生理学研究所登記社団ホーヘンシタインによる１９８７年９月の標準試験規格Ｎｅ．ＢＰＩ１．４に記載されている。

それが皮革の表皮であるなら、その外側は通常は保護層１２によって大部分はシールされる。従って皮革の座席表皮４の透湿性は、基本的には保護層１２の水蒸気移送特性に依存する。本発明の目的のために、皮革の表皮は、好適には１０mg/cm²hより大きいＭＶＴＲ値（ドイツ工業規格ＤＩＮ５３３３３による）を有している。１２mg/cm²hより大きいＭＶＴＲ値をもつ通気性皮革が特に好適である。そのような皮革は、例えばオーストリアのマッチングホーフェンにあるフォーグル（Vogl）レザーファクトリーから入手可能である。非通気性の特に完全にシールされた皮革の表皮の場合には、表皮の微細穴も考慮される。これは、針打ち工程で通常は作り出される、８０μmから１００μmの直径の穴をもつ皮革を意味することとして理解されるべきである。１．９mmから２．５mmの間の厚さをもつ微細穴あき皮革は、２から６mg/cm²hの間のＭＶＴＲ値を獲得し、該皮革が本発明の目的に適している。

そして発汗による湿気は透湿性座席表皮４を通って温度制御マット５へ、及び温度制御マット５の開口１１を通ってその下に横たわっているスペーサ構造体６の中に放散する。温度制御マット５は基本的にはプラスチックの二枚の薄いフィルム５ａ、５ｂを具備しており、前記二枚の薄いフィルム５ａ、５ｂは、その一方が他方の上面の上に横たわりまた適切な方法で互いに結合されている。空の状態では、温度制御マット５は、プラスチックの薄いフィルム５ａ、５ｂの皺の形成に起因してわずかに凹凸のある表面を有している。結果として、湿気は、開口１１が直接に下に位置していない座席表皮４の場所から温度制御マット５の開口１１に達することも可能である。

例えば２００μmの厚さをそれぞれもつ二枚の薄いフィルム５ａ、５ｂであるが故に、開口１１を通る経路は非常に短い。一実施例では、充填された温度制御マット５は４mmの厚さを有する。特に、開口１１に湿気が蓄積されず、また開口１１内の空気とスペーサ構造体６を通って流れる空気との間に境界層が形成されず、その結果座席表皮４を通って放散された湿気は、スペーサ構造体６内の空気の流れによって確実に運び去られる。同じ理由のために、開口１の開口部直径は比較的に大きく選択され、示された例示的実施例では約３．５mmである。

スペーサ構造体６は、示された例示的実施例では約６mmから１０mmの厚さを有している。スペーサ構造体６に使用される材料に応じてスペーサ構造体６を厚く又は薄く作ることは意味のあることである。

スペーサ構造体６はその後側でクッション芯７に隣接しており、前記クッション芯７は例えば独立気泡フォーム芯である。スペーサ構造体６を通って導かれる空気の流れ（矢印）は、従って基本的には表皮に平行に温度制御マット５と独立気泡クッション芯７との間を案内される。

スペーサ構造体６及び温度制御マット５は、互いに接着接合されるので、全体の配置構造を容易に取り扱うことが可能であり、また相応して容易に自動車の座席内に組み込むことが可能である。温度制御マット５がスペーサ構造体６に接着接合されない場合は、スペーサ構造体６は非研磨性表面を有することが基本であり、そうでなければ温度制御マット５のプラスチックの薄いフィルム５ａ、５ｂに対する損傷を長期間では懸念しなければならないからである。

温度制御マット５は、好適には接着接合で、スペーサ構造体６をともなって又はスペーサ構造体６なしで座席表皮４に結合されることが好適である。結果として、座席表皮４と温度制御マット５との間の擦れが回避されて、温度制御マット５の耐用寿命が相応して延ばされる。

湿気を座席表皮４から除去するための、スペーサ構造体６を通る必要な空気の流量は、ほんの少しの湿気だけが座席表皮を通して除去されるので、非常に少ない。従って、空気が、車両の客室からスペーサ構造体６を通って、例えば０．３から３Ｗの出力を持つ単純なファンを使って単純な方法で送風されるなら十分である。一実施例では、スペーサ構造体６は、車両の換気システム又はエアコンシステムに直接にまたは間接に接続されている。

図５では、温度制御マット５の第一の例示的実施例が平面図に示されている。温度制御マット５は、二枚のフィルムを具備しており、前記二枚のフィルムは、互いに溶着又は積層され、また規則的に分布した開口１１によって貫通されている。結果として、互いに接続された多数の流体室１０を具備する流体室システムが形成される。二枚の相互に結合されたフィルム５ａ、５ｂは、ブロー成形されて平に置かれたフィルムチューブによって、又は同時押出し成形によって作り出されてもよく、開口１１は、フィルムの溶着を同時に行うその後の方法段階においてフィルムのスタックから切り抜かれる。

温度制御流体としての水（Ｈ₂Ｏ）が流体入口１３を経由して流体室システム内に導入されて、再び流体出口１４を通って出てゆく。それにより温度制御流体Ｈ₂Ｏは、配管の曲流システムとは対照的に、均一に分配されて、流体入口１３から流体出口１４へ比較的短い経路で流れる。しかしながら、図５に示される例示的実施例からの発展形として、流体室システムは、平行又は曲流する様態で配置された一つ以上の配管状流体室を有してもよい。複数の流体入口及び／又は流体出口が設けられてもよい。しかしながら、図５による例示的実施例は、特に効果的であると共に容易に作り出すことが可能で、またただ二つの入口と出口であることから少ない努力で座席内に組み込むことが可能である。

図６は、温度制御マット５の第二の例示的実施例を同様に概略的に平面図で示している。この場合には開口１１は互いにずれた関係で配置されており、その結果開口１１は、より密接して集められて、開口を通る湿気の除去が相応してより効果的である。

図７は、温度制御マット５の第三の例示的実施例を同様に概略的に平面図で示している。この場合、二つの流体入口１３及び二つの流体出口１４が設けられている。流体は、流体入口分配室１３ａを経由してそれに隣接する複数の流体室１０に流れ、また複数の流体室１０から流体出口集中室１４ａを経由して流れ、前記複数の流体室１０は、それらの流れの方向において、一部は平行に、また一部は相前後して配置されている。流体室１０は、任意の所望の長さの流体通路を形成し、前記流体通路は、好適には、約５０mm以下の長さを有する。温度制御マット５を形成するフィルムは、流体室１０の間で互いに溶着される。これらの溶着領域に開口１１が設けられて、該開口１１を通して湿気の除去が行われる。温度制御マット５は、この場合、ここでは表されていない座席クッションにシーム２２によって固定される。しかしながら、接着接合は、それが座席表皮に表れないので好ましい。

図８は、適切な温度制御システムを概略的に示している。水Ｈ₂Ｏは、貯蔵タンク９からポンプＰによって圧送されて温度制御マット５を通って貯蔵タンク９に戻る。システム全体における温度制御流体の体積は、例えば５００mlから１５００mlの範囲にあり、貯蔵タンク９は、例えば８００ml又は１０００mlを保持し、温度制御マット５は５０mlから２５０mlの間の例えば２００mlを保持する。ポンプＰの動作圧力は、０．２から２ｂａｒの間の範囲にあり、例えば約０．５ｂａｒである。ポンプの作動時間は、好適には、１０秒から１２０秒の間にあるが、できる限り９０秒を超えるべきではない。これに必要な動力は、車両自身のバッテリーから不自由なく供給される。貯蔵タンク９内の温度制御流体が３２℃から４０℃の周囲温度にあったとしても、皮革の座席表皮を例えば最長９０秒で約３７℃から４４℃の所望の温度にすることがこのシステムを使って可能である。４０Ｋの冷却を６０秒未満で達成可能である。座席表皮の温度が例えば３５℃まで下げられた場合、温度制御マット５は流体を押出されて空になってポンプＰは停止する。流体室システムが高圧力用に設計されているなら、高い動作圧力も可能であることは言うまでもない。１．５から２ｂａｒの動作圧力が現在現実的に達成可能である。安全上の理由から、温度制御マットは約３ｂａｒまでの動作圧力に耐えるべきである。動作圧力を高めると、温度制御マット５は座席表皮を強く圧迫して熱伝達効率を高め、その結果座席表皮の温度制御を効果的にする。従って、熱伝達はシステムの圧力によって制御されることが可能である。

貯蔵タンク９の温度を温度センサーによって監視すること、及び必要に応じて適切な冷却装置によって冷却することが可能である。例えばペルチエ素子が冷却装置１５として適している。さらに、貯蔵タンク９は、より高温の周囲環境との熱交換を防ぐために、断熱材で包まれる。

所望の座席表皮温度に到達すると、流体配管システム８の供給管路にある弁１７が閉じられて温度制御マット５は流体を吐出されて空にされる。次に続く走行中の湿気除去段階では、空気が、前述したように単純なファンによって、温度制御マット５に接している図６には示されていないスペーサ構造体６の中を導かれて通り過ぎる。

特別な発展形がバイパス１８を提供し、前記バイパス１８によって冷却流体貯蔵タンク９が迂回される。複流路弁として適切に形成された締切り弁１７及びさらなる締切り弁１９の適切な切替によって、温度制御システム内に存在する流体は、バイパス１８を通って導かれて、バイパス１８内に配置された、例えば連続流れヒーターのような発熱体２０によって加熱されることが可能である。結果として、温度制御システムは座席を加熱すること及び冷却することの両方の機能を有する。動作圧力に起因して、今度は温度制御マット５は座席表皮４を圧迫し、そのことにより効率的な熱伝達が保証される。この熱伝達は、座席に座る人の体重によってさらに促進される。発熱体は、流体配管システム８の吐出管路内に配置された温度センサー２１によって調節され得る。さらに温度センサー２１は、温度制御マットに、又は直接に座席表皮に、又は冷却液貯蔵タンク９に設けられる。全ての温度センサー２１は、図示されていない制御システムに接続され、測定された温度の値が前記制御システムにおいて処理されて、温度制御システムの個々の構成要素が相応に制御される。

試験結果
上で説明されたシステムにより、皮革の座席表皮の表面を８５℃の初期温度から４４℃の温度へ１分未満の内に下げることが可能であり、また温度制御液体は、４０℃の温度と、８００mlのシステム全体体積とを備えていた。

一体にされた温度制御マットを備える自動車の座席を示す概略断面図である。 図１による温度制御マットの自動車の座席における配置を示す平面図である。 冷却又は加熱段階の間の、図１のＡ部の詳細図である。 冷却又は加熱段階が終わった後の湿気除去段階における図２と同様の詳細図である。 図３を実際の相対サイズで示す詳細図である。 温度制御マットの第一の例示的実施例の平面図である。 温度制御マットの第二の例示的実施例の平面図である。 温度制御マットの第三の例示的実施例の平面図である。 温度制御回路の回路図である。

符号の説明

１ 自動車の座席
２ 座席要素
３ 背もたれ要素
４ 座席表皮
５ 温度制御マット
５ａ，５ｂ 温度制御マットのフィルム
６ スペーサ構造体
７ クッション芯
８ 流体配管システム
９ 貯蔵タンク
１０ 流体室
１１ 開口
１２ 保護層
１３ 流体入口
１３ａ 流体入口分配室
１４ 流体出口
１４ａ 流体出口集中室
１５ 冷却装置
１６ 断熱材
１７ 締切り弁
１８ バイパス
１９ 締切り弁
２０ 発熱体
２１ 温度センサー
Ｐ ポンプ

Claims (46)

1. 特に座席要素（２）及び／又は背もたれ要素（３）の中で使用するための温度制御マット（５）であって、
   液体不透過性プラスチックの少なくとも二つの層（５ａ，５ｂ）にして、前記少なくとも二つの層（５ａ，５ｂ）が流体室システムをそれらの間に形成するように互いに結合された、液体不透過性プラスチックの少なくとも二つの層（５ａ，５ｂ）と、
   流体室システムの中を通して流体を導くための少なくとも一つの流体入口（１３）及び少なくとも一つの流体出口（１４）と、
   プラスチックの少なくとも二つの層（５ａ，５ｂ）に分散された様式で配置された開口（１１）であって、水蒸気が該開口（１１）を通り抜けて流体室システムを通り過ぎることができるように、前記プラスチックの少なくとも二つの層（５ａ，５ｂ）を貫通する開口（１１）と、を具備する温度制御マット（５）。
2. 開口（１１）が、プラスチックの相互に結合された層（５ａ，５ｂ）の投影表面積の２０％から８０％を形成する、請求項１に記載の温度制御マット。
3. 流体室システムが、０．３ l/m²から３ l/m²の最大体積を有する、請求項２に記載の温度制御マット。
4. 開口（１１）が、１mmから２０mmの範囲の平均直径を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の温度制御マット。
5. プラスチックの少なくとも二つの層（５ａ，５ｂ）が、流体室システムが流体で充填されているとき、前記プラスチックの少なくとも二つの層の間の最大距離が０．５mmから１０mmの範囲にあるように、互いに結合される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の温度制御マット。
6. 流体室システムが何個かの室（１０）に区分されて各室（１０）が流体通路を形成するように、プラスチックの少なくとも二つの層（５ａ，５ｂ）が互いに結合される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の温度制御マット。
7. 前記流体通路が、３mmから１５mmの範囲にある平均長さを備えて形成される、請求項６に記載の温度制御マット。
8. 前記流体通路の何個か又は全てが、共通の流体分配室（１３ａ）及び／又は流体集中室（１４ａ）に接続される、請求項６又は７に記載の温度制御マット。
9. 一つ以上の共通の流体入口及び出口が備えられる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の温度制御マット。
10. 単一の流体入口（１３）及び単一の流体出口（１４）が全体の温度制御マットに設けられる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の温度制御マット。
11. プラスチックの少なくとも二つの層の各々が、１０μmから１mmの範囲にある厚さを有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の温度制御マット。
12. プラスチックの少なくとも二つの層の各々の厚さが約２００μmである、請求項１１に記載の温度制御マット。
13. プラスチックの少なくとも二つの層のうちの少なくとも一つが、少なくとも一部の領域で通気性を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の温度制御マット。
14. プラスチックの層のうちの少なくとも一つが熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）からなる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の温度制御マット。
15. プラスチックの層のうちの少なくとも一つがフルオロポリマーからなる、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の温度制御マット。
16. 前記フルオロポリマーがポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である、請求項１５に記載の温度制御マット。
17. 前記ＰＴＦＥが、流体室システムの通気を促進するために、２％〜３０％の範囲にある気孔率を有する圧縮延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）である、請求項１６に記載の温度制御マット。
18. 外側表皮（４）、及び該外側表皮の下側のクッション芯（７）、及び請求項１〜１７のいずれか一項に記載され外側表皮（４）とクッション芯（７）との間に配置された温度制御マット（５）を備える座席要素（２）及び／又は背もたれ要素（３）。
19. 当該開放形スペーサ構造体（６）を通して換気を可能にするために、開放形スペーサ構造体（６）が表皮（４）とクッション芯（７）との間に設けられた、請求項１８に記載の座席要素及び／又は背もたれ要素。
20. 前記スペーサ構造体（６）が、温度制御マット（５）とクッション芯（７）との間に配置される、請求項１９に記載の座席要素及び／又は背もたれ要素。
21. 温度制御マット（５）は、外側表皮（４）の表面を目に見えるほどには押さない、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の座席要素及び／又は背もたれ要素。
22. 表皮（４）が水蒸気透過性皮革材料を含む、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の座席要素及び／又は背もたれ要素。
23. 前記皮革材料が、１０mg/cm²hより大きいＭＶＴＲ値であって特に１２mg/cm²hより大きいＭＶＴＲ値を有する、請求項２２に記載の座席要素及び／又は背もたれ要素。
24. 温度制御マット（５）が表皮（４）に結合されている、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の座席要素及び／又は背もたれ要素。
25. スペーサ構造体（６）が温度制御マット（５）に結合されている、請求項１８〜２４のいずれか一項に記載の座席要素及び／又は背もたれ要素。
26. 請求項１８〜２５のいずれか一項に記載された座席要素（２）及び／又は背もたれ要素（３）を具備する温度制御システムであって、請求項９又は１０に記載された温度制御マットが流体入口（１３）及び流体出口（１４）を介して接続される液体回路システムをさらに具備する、温度制御システム。
27. 流体室システムの中を通して液体を吸引するために流体出口（１４）の下流の液体回路システム内にポンプ（Ｐ）を、及び流体室システム内への液体の流れを妨げるために流体入口（１３）の上流に入口締切り弁（１７）をさらに具備する、請求項２６に記載の温度制御システム。
28. 表皮（４）を通して座席要素（２）又は背もたれ要素（３）に進入した湿気及び水蒸気を放散するために、温度制御マット（５）の表面上に空気の流れを生み出すための換気をさらに具備する、請求項２６又は２７に記載の温度制御システム。
29. 液体を冷却するために液体回路システム内に冷却装置（１５）をさらに具備する、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載の温度制御システム。
30. 冷却装置（１５）に必要な電力が車両自身のバッテリーによって供給されることが可能であるように冷却装置（１５）が設備された、請求項２９に記載の温度制御システム。
31. 冷却装置（１５）が、遠隔制御又はタイムスイッチによって作動可能である、請求項３０に記載の温度制御システム。
32. 液体貯槽（９）をさらに具備する、請求項２６〜３１のいずれか一項に記載の温度制御システムであって、液体貯槽（９）内で液体を冷却するために冷却装置（１５）が設けられる、温度制御システム。
33. 液体貯槽（９）用の断熱材（１６）をさらに具備する、請求項３２に記載の温度制御システム。
34. 液体を加熱するために液体回路システム内に加熱装置（２０）をさらに具備する、請求項２６〜３３のいずれか一項に記載の温度制御システム。
35. バイパス管路（１８）をさらに具備する請求項３４に記載の温度制御システムであって、加熱装置（２０）が作動されたとき、液体回路システム内の液体がバイパス管路（１８）を通って導かれる、温度制御システム。
36. 請求項１８〜２５のいずれか一項に記載された座席要素（２）及び／又は背もたれ要素（３）を具備する車両の座席。
37. 請求項２６〜３６のいずれか一項に記載された温度制御システムを具備する、車両の座席。
38. 請求項３２又は３３に記載された温度制御システムを有する請求項３７に記載の車両の座席であって、液体貯槽（９）が車両の座席の下に配置されている、車両の座席。
39. 外側表皮（４）と、該外側表皮の下のクッション芯（７）と、請求項１〜１７のいずれか一項に記載された温度制御マット（５）と、当該スペーサ構造体（６）を通る換気を可能にするために外側表皮（４）とクッション芯（７）との間に配置されたスペーサ構造体（６）とを備える特に請求項１８〜２５のいずれか一項に記載された座席要素（２）及び／又は背もたれ要素（３）を具備する車両の座席。
40. 外側表皮（４）と該表皮（４）の下のクッション芯（７）とを有する座席要素及び／又は背もたれ要素の温度を制御する方法であって、
    表皮（４）とクッション芯（７）との間に配置された密閉形流体室システムにして、開口（１１）が、該流体室システムを形成する流体室（１０）の間に配置されて、水蒸気及び／又は空気の流れが該開口（１１）を通り抜けて該流体室システムを通り過ぎるようになっている密閉形流体室システムの中に冷却又は加熱流体を通して密閉形流体室システムを充填する段階と、
    座席要素及び／又は背もたれ要素の所定の部位が設定値温度に達したとき、前記流体を流体室システムから排出することによって流体室システムを空にする段階と、を含んで成る、座席要素及び／又は背もたれ要素の温度を制御する方法。
41. 流体室システムが、充填されている間は膨張していて、空にされている間はつぶれている、請求項４０に記載の方法。
42. 流体室システムが流体で充填されているとき、流体が連続的に又は間歇的に流体室システムを通って流れる、請求項４０又は４１に記載の方法。
43. 流体室システムの表面上に空気の流れを生み出す段階をさらに含んで成る、請求項４０〜４２のいずれか一項に記載の方法。
44. 前記流体が液体である、請求項４０〜４３のいずれか一項に記載の方法。
45. 請求項２６〜３５のいずれか一項に記載の温度制御システムが用いられる、請求項４０〜４４のいずれか一項に記載の方法。
46. 空気の流れを表皮（４）に平行にスペーサ構造体（６）の中を通して導く段階を含んで成る、請求項１９に記載された座席要素の温度を制御する方法。

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