JP2011063257A - 自動車シ―トの冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車シ―トの冷却と暖房装置の構造を単純化させるとともに、設置及び分解が簡単な自動車シ―トの冷暖房装置を供給する。
【解決手段】本発明の自動車シ―トの冷暖房装置は、シ―トの内部へ空気を供給する空気供給口と前記のシ―トの外部へ空気を排出する空気排出口が形成されたハウジングと、前記の空気供給口と前記の空気排出口に向けてそれぞれ熱または冷気を選択的に発生させるように前記のハウジングに配置される熱電素子と、前記の空気供給口に装着されて空気を流動させる第１送風ファンと、を備え、前記空気供給口は前記ハウジングの上部に配置されて、前記空気排出口は前記ハウジングの側面下部に配置され、前記ハウジングの側面上部には内側通気孔が形成され、前記内側通気孔は前記シ―トの内側の空気を吸いこんで吸入された空気が前記熱電素子の一側面を通って前記空気供給口に供給されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は自動車シ―トの冷暖房装置に係り、より詳しくは自動車シ―トの冷却と暖房装置の構造を単純化させるとともに、設置及び分解が簡単な自動車シ―トの冷暖房装置に関する。

自動車には車両内部の温湿度を調節する空調器が装着される。
しかし、車両に装着される空調器は主として室内温度を調節するようになっており、シ―トの温度を直接調節する機能は考慮されていなかった。
従って、夏期には搭乗者がシ―トに着席した状態でエアコンを稼働させて室内の温度を下げてもシ―トの冷却速度が遅いため、搭乗者の体温がシ―トに伝えられて搭乗者の尻と背中に汗のにじむ状態が発生していた。
また、冬期には搭乗者がシ―トに着席した状態でヒーターを稼働させて室内の温度を上げても、ヒーターが稼動するまでかなりの時間を要するためシ―トは冷たい状態のままであるため搭乗者のシートと接する部分は冷たさを感じる状態であった。

最近、このような点を考慮して自動車シ―トの温度を直接調節することができるシ―ト専用冷暖房装置がシ―トに装着されるようになった。
図１は自動車シ―トの冷暖房装置の一例を示すものであり、図１に示す通り、シ―トの冷暖房装置１はシ―トＳのクッション部及びシートバックに設置される。シ―トＳはクッション部Ｓ１とシートバックＳ２とに分かれているので、シ―トの冷暖房装置１はクッション部Ｓ１とシートバックＳ２に設置され、シ―トＳをともに冷暖房する。

図１に示す通り、シ―トの冷暖房装置１はシートバックＳ２からクッション部Ｓ１に亘って設置される第１ダクト２と、クッション部Ｓ１に設置される第２ダクト３と、第１ダクト２及び第２ダクト３の間に設置されて第１ダクト２及び第２ダクト３の空気を流動させる送風部４と、それぞれが第１ダクト２及び第２ダクト３と繋がれてシ―トＳの内部に冷気または熱を送り込む熱交換部５，６から構成されている。
送風部４は第１ダクト２及び第２ダクト３へ同時に空気を送るブロワ―（ｂｌｏｗｅｒ）からなり、熱交換部５，６は熱または冷気を選択的に発生させることができる熱電素子ユニットを備えている。

しかし、従来技術による自動車シ―トの冷暖房装置は、シ―トバック内部に設置されるのでシ―トへの着脱が容易でないだけでなく、部品交換などの維持補修が困難という問題点があった。
また、空気を冷却または加熱させる熱交換部と、空気を流動させる送風部と、熱交換部と送風部をお互いに連通させるためのダクトが別々に形成されるため構造が複雑で体積が大きくなる問題点があった。

特開２００６−１２３７１８公報

本発明は、自動車シ―トの冷却と暖房装置の構造を単純化させるとともに、設置及び分解が簡単な自動車シ―トの冷暖房装置の供給を目的とする。

本発明の自動車シ―トの冷暖房装置は、シ―トの内部へ空気を供給する空気供給口と前記のシ―トの外部へ空気を排出する空気排出口が形成されたハウジングと、前記の空気供給口と前記の空気排出口に向けてそれぞれ熱または冷気を選択的に発生させるように前記のハウジングに配置される熱電素子と、前記の空気供給口に装着されて空気を流動させる第１送風ファンと、を備えることを特徴とする。

前記空気供給口は前記ハウジングの上部に配置されて、前記空気排出口は前記ハウジングの側面下部に配置されることを特徴とする。

前記ハウジングの側面上部には内側通気孔が形成され、前記内側通気孔は前記シ―トの内側の空気を吸いこんで吸入された空気が前記熱電素子の一側面を通って前記空気供給口に供給されることを特徴とする。

前記ハウジング下部には外側通気孔が形成され、前記外側通気孔は前記シ―トの外側の空気を吸いこんで吸入された空気が前記熱電素子の他側面を通って前記空気排出口に排出されることを特徴とする。

前記内側通気孔及び前記外側通気孔は前記ハウジングの円周方向に沿って複数個形成されることを特徴とする。

前記空気排出口より空気を排出させるための第２送風ファンをさらに備え、前記第１送風ファンは前記熱電素子の一側面に離隔設置され、前記第２送風ファンは前記熱電素子の他側面に離隔設置されることを特徴とする。

前記第１送風ファンと前記第２送風ファンは一つのモーターによって駆動されることを特徴とする。

前記内側通気孔及び前記外側通気孔の何れか一つにはエアフィルターが装着されることを特徴とする。

前記の熱電素子の何れかの面には放熱ピンが備えられることを特徴とする。

また、本発明は、シ―トの内部へ空気を供給する空気供給口と前記シ―トの外部へ空気を排出する空気排出口が形成されたハウジングと、前記空気供給口と前記空気排出口に向けてそれぞれ熱または冷気を選択的に発生させるように前記のハウジングに配置される熱電素子と、前記熱電素子の一側面と他側面にそれぞれ備えられた放熱ピンと、前記空気供給口と前記空気排出口にそれぞれ用意されて空気の流動を発生させる送風ファンと、を含むことを特徴とする。

本発明の自動車シ―トの冷暖房装置によれば、シ―トの背面に一部が露出するように設置されるのでシ―トへの着脱が容易であるほか部品交換を含む維持補修が簡単になる。
また、空気を冷却または加熱させる熱交換部と、空気を流動させる送風部と、熱交換部と送風部をお互いに連通させるためのダクトなどの従来の複雑な構造を一つのハウジングの内部に収納することができるので、構造が単純になるとともに体積が小さくなる。
さらに、シ―トのクッション部またはシートバックを個別に冷暖房制御することができるため、シ―トの冷却または暖房の效率を高めることができる。

従来技術による自動車シ―トの冷暖房装置の概略構成図。 本発明の自動車シ―ト冷暖房装置の使用状態図。 本発明の自動車シ―ト冷暖房装置の要部斜視図。 本発明の自動車シ―ト冷暖房装置の分解斜視図。 本発明の自動車シ―ト冷暖房装置の側断面図。

以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して詳しく説明する。
図２は本発明の一実施例による自動車シ―ト冷暖房装置の使用状態図であり、図３は図２の自動車シ―トの冷暖房装置の要部斜視図であり、図４は図３の分解斜視図であり、図５は図３の概略的な側断面図である。
図２に示す通り、本発明による自動車シ―ト冷暖房装置１は自動車シ―トＳのクッション部Ｓ１とシートバックＳ２の背面に装着される。シ―トＳは内部に空気の流れが自由な通気性構造を有し、シ―トの冷暖房装置１からの加熱または冷却された空気によって温度制御される。
本実施例では、シ―トの冷暖房装置１は便宜上クッション部Ｓ１とシートバックＳ２の背面の中央領域にそれぞれ１個装着された場合について図示したが、冷暖房效率を高めるために冷暖房装置１の装着位置及び数量は自由に設定できる。

図３ないし図５に示す通り、シ―トの冷暖房装置１は、熱電素子２０、送風ファン３０、モーター４０などを収納し、一部がシ―トＳの内部に挿入され残りの一部がシ―トＳの外部に露出されるハウジング１０と、ハウジング１０に収納されて熱または冷気を発生させる熱電素子２０と、空気を流動させる第１送風ファン３１及び第２送風ファン３３を含んで構成される。
ハウジング１０にはシ―トＳの内部へ空気を供給する空気供給口１１と、空気供給口１１に接した内側通気孔１５と、シ―トＳ の外部へ空気を排出する空気排出口１３と、空気排出口１３に接した外側通気孔１７が形成されている。
ハウジング１０がシ―トＳに装着される場合には空気供給口１１と内側通気孔１５はシ―トＳの内部に挿入され、空気排出口１３と外側通気孔１７はシ―トＳの外部に露出される。

ハウジング１０は円筒形をなし、空気供給口１１はハウジング１０の上部に設けられる。このため、開口された空気供給口１１を通じて大量の空気をシ―トＳの内部へ供給することができる。
内側通気孔１５はハウジング１０の上部側面に形成され、空気供給口１１と連通してシ―トＳの内側の空気がハウジング１０の内部を通って空気供給口１１へ流動できるようになっている。
内側通気孔１５はハウジング１０の円周方向に沿って多数形成され、シ―トＳの内側の空気は内側通気孔１５を通じてハウジング１０の内部へ效率的に案内される。

空気排出口１３はハウジング１０の下部側面に、ハウジング１０の円周方向に沿って多数形成される。多数の空気排出口１３はハウジング１０の内部の空気をシ―トＳの外部の多方向へ效率的に排出させる。
外側通気孔１７は空気排出口１３と連通してシ―トＳの外側の空気がハウジング１０の内部を通って空気排出口１３へ流動するようにするもので、ハウジング１０の下部に配置されて円形をなしている。
外側通気孔１７はハウジング１０の下部に設けられているため、その開口部から大量の空気を流入されることができ、空気排出口１３から排出される空気の流れを促進させてハウジング１０の内部の空気がシ―トＳの外部へ円滑に排出されるようにする。

ハウジング１０の内部の中央領域には、ハウジング１０の円筒形状に対応するように円筒形状の熱電素子２０が配置され、空気供給口１１と空気排出口１３に向けてそれぞれ熱または冷気を選択的に発生させる。
熱電素子２０にはペルチェ素子（Ｐｅｌｔｉｅｒ ｅｌｅｍｅｎｔ）を採用してシ―トＳを加熱冷却させる。ペルチェ素子は２個の異なる金属の接点を通じて電流を送ることにより熱の吸収または発生が起こるペルチェ效果を利用したものである。
熱電素子２０は、印可される電流の方向によって加熱される面が変わるようになっており、熱電素子２０に電流を流すと熱電素子２０の一側面は加熱され、同時に他側面は冷却される。
熱電素子２０の一側面はハウジング１０の上部の空気供給口１１へ向けるように配置され、他側面はハウジング１０の下部の外側通気孔１７へ向けるように配置される。
そして熱電素子２０の中央には送風ファン３０を回転させる回転軸４１が貫通する軸孔（未図示）が形成される。

熱電素子２０の何れか１つの面には放熱ピン（Ｈｅａｔ Ｓｉｎｋ）を備えるようにする。本実施例では、熱電素子２０の１の面の第１放熱ピン２４と他の面の第２放熱ピン２６を備えている。放熱ピン２４、２６は熱電素子２０に熱が効率的に吸収されるよう、または熱電素子２０から発生する熱が効率的に伝達されるように表面積を増大させるものである。
放熱ピン２４、２６は、中央領域に空間を有するドーナツ形状となるように、ハウジング１０の中心から放射状に配列する。中央領域の空間部には、モーター４０の回転軸４１、４２を通し、送風ファン３０が空気の流動性を高めることができるようになっている。。

送風ファン３０は空気供給口１１と空気排出口１３の何れか１つの空気の流動を発生させるために設けられるが、本実施例では、空気供給口１１側に配置される第１送風ファン３１と、空気排出口１３側に配置される第２送風ファン３３を備えている。
第１送風ファン３１は熱電素子２０の上面に設けられた第１放熱ピン２４の上部に、第２送風ファン３３は熱電素子２０の下面に設けられた第２放熱ピン２６の下部に取り付けられる。
そして、第１送風ファン３１と第２送風ファン３３は一つのモーター４０によって駆動されるため、モーター４０は反対方向に２個の回転軸４１、４２を有する両軸モーターが使われる。

両軸モーターによって第１送風ファン３１と第２送風ファン３３は同時に回転されるが、図４に示す通り、第１送風ファン３１と第２送風ファン３３はその回転羽がそれぞれ反対方向に形成され、第１送風ファン３１は空気供給口１１に向けて送風し、第２送風ファン３３は空気排出口１３に向けて送風する。
このように一つのモーター４０で第１送風ファン３１と第２送風ファン３３を同時に回転させるので冷暖房装置の構造をより簡単にし、シ―トＳへの着脱がより容易となる。

内側通気孔１５及び外側通気孔１７の中の何れか１つにはエアフィルター（Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）５０が装着され、内側通気孔１５及び外側通気孔１７を通過する空気を浄化する。エアフィルター５０は脱着可能に製作されており、長機関使用後の蓄積された異物の除去や新しいエアフィルター５０への交換が容易である。
本実施例では、内側通気孔１５用の第１エアフィルター５１と、外側通気孔１７用の第２エアフィルター５３が装着されている。
第１エアフィルター５１は内側通気孔１５のまわりの方向を囲むようにリング状にハウジング１０の外周面に取り付けられている。第１エアフィルター５１及び第２エアフィルター５３は異物を濾過するメッシュ（ｍｅｓｈ）型のフィルターである。
第１エアフィルター５１はシ―トＳの内部の空気が内側通気孔１５に流入する時シ―トＳの内部の異物を取り除く。
第２エアフィルター５３は外側通気孔１７の開口部を囲んで取り付けられ、シ―トＳの外部の空気が外側通気孔１７に流入する際に異物を取り除いて異物がハウジング１０の内部に流入するのを防ぐ。

本実施例の自動車シ―トの冷暖房装置１は、１つのハウジングの中に簡単な構造で冷暖房用の構成要素を取り込んだために、従来に比べて設置空間を減らすとともに着脱が容易に出来る效果がある。
すなわち、ハウジング１０の一部をシ―トＳの内部に埋め込み、ハウジング１０の残りはシ―トＳの外部に露出させる方式で取り付けられるため冷暖房装置１の着脱および維持補修が容易になる。

また、空気を加熱、冷却させる熱交換部と、空気を流動させる送風部と、熱交換部と送風部をお互いに連通させるためのダクトなどの従来の複雑な構造（図１参照）を一つのハウジング１０の内部に収納することができるので、簡単な構造となり体積が小くなる。
さらに本実施例のシ―トの冷暖房装置１はシ―トＳのクッション部Ｓ１またはシートバックＳ２に別々に設置され、クッション部Ｓ１またはシートバックＳ２を個別に制御できるためシ―トの冷却または暖房の效率を高めることができる。

以下、本実施例の自動車シ―トの冷暖房装置の作動について図５を参照して説明する。
本実施例のシ―トの冷暖房装置１はハウジング１０の一部がシ―トＳの内部（ｉｎ）に埋め込まれ、残りの部分がシ―トＳの外部（ｏｕｔ）に露出するように装着される。
搭乗者が自動車シ―トＳについての冷却または加熱モードを選択すれば、車またはシ―トの内部からシ―トの冷暖房装置１に電流が供給される。
電流が供給されれば熱電素子２０の上下面の内、加熱される面とこれに接する第Ｉ放熱ピン２４が加熱部になり、熱電素子２０の反対の側面、すなわち冷却される面とこれに接する第２放熱ピン２６が冷却部になる。

冷却部をハウジング１０の上部とすれば、冷却部上部の第１送風ファン３１は加熱された空気を流動させて空気供給口１１へ供給する。この時、矢印Ａ方向のように内側通気孔１５からシ―トＳの内部（ｉｎ）の空気がハウジング１０の内部へ送られる。この時、内側通気孔１５に設置された第１エアフィルター５１はシ―トＳの内部（ｉｎ）の異物がハウジング１０に送り込まれることを防止する。
ハウジング１０の内部へ流入した空気は熱電素子２０によって冷却された後に空気供給口１１を通じてシ―トＳの内部（ｉｎ）へ供給される。そして第１放熱ピン２４は表面積を増やして冷却效率を増大させ、シ―トＳの内部へ供給された空気によってシ―トＳは冷却される。

一方、ハウジング１０の下部、すなわち加熱部では熱電素子２０によって熱が発生する。加熱部に位置する第２送風ファン３３は加熱された空気を流動させてハウジング１０の下部側面の空気排出口１３へ排出する。この時、矢印Ｂ方向のように、外側通気孔１７からシ―トＳの外部の空気がハウジング１０の内部へ流入した後に加熱部の温度を冷やす。そして第２放熱ピン２６は表面積を増やして空気の冷却效率を増大させる。
外側通気孔１７に設置された第２エアフィルター５３はシ―トＳの外部の異物がハウジング１０に送り込まれるのを防ぐ。
ここで、空気排出口１３は、ハウジング１０の円周方向に沿って形成されるのでシ―トＳの外表面に平行な方向に空気が排出され、本実施例のシ―トの冷暖房装置１がシ―トＳの背面に露出するように装着されてもシ―トＳの後ろ側に着席した搭乗者に直接風が当たることはない。

そして本実施例のシ―トの冷暖房装置１をクッション部Ｓ１またはシートバックＳ２にそれぞれ個別的に設置するから、クッション部Ｓ１またはシートバックＳ２に対する冷暖房を個別的に制御することができる。
このように本発明の自動車シ―トの冷暖房装置によると、従来のブロワ―とダクト及び熱交換部が別々に具備されてシ―トの内部に設置された構造がハウジング内部に一体化させたことにより簡単にすることができる。。
また、ハウジングの一部をシ―トの内部に埋没させ残りの部分をシ―トの外部に露出させて設置されるため、シ―トへの冷暖房装置の着脱や維持補修が容易になり原価を節減することができる。

以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１ シ―トの冷暖房装置
２ 第１ダクト
３ 第２ダクト
４ 送風部
５、６ 熱交換部
１０ ハウジング
１１ 空気供給口
１３ 空気排出口
１５ 内側通気孔
１７ 外側通気孔
２０ 熱電素子
２４ 第１放熱ピン
２６ 第２放熱ピン
３０ 送風ファン
３１ 第１送風ファン
３３ 第２送風ファン
４０ モーター
４１、４２ 回転軸
５０ エアフィルター
５１ 第１エアフィルター
５３ 第２エアフィルター
Ｓ シ―ト

Claims (10)

1. シ―トの内部へ空気を供給する空気供給口と前記のシ―トの外部へ空気を排出する空気排出口が形成されたハウジングと、
   前記の空気供給口と前記の空気排出口に向けてそれぞれ熱または冷気を選択的に発生させるように前記のハウジングに配置される熱電素子と、
   前記の空気供給口に装着されて空気を流動させる第１送風ファンと、
   を備えることを特徴とする自動車シ―トの冷暖房装置。
2. 前記空気供給口は前記ハウジングの上部に配置されて、前記空気排出口は前記ハウジングの側面下部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の自動車シ―トの冷暖房装置。
3. 前記ハウジングの側面上部には内側通気孔が形成され、前記内側通気孔は前記シ―トの内側の空気を吸いこんで吸入された空気が前記熱電素子の一側面を通って前記空気供給口に供給されることを特徴とする請求項２に記載の自動車シ―トの冷暖房装置。
4. 前記ハウジング下部には外側通気孔が形成され、前記外側通気孔は前記シ―トの外側の空気を吸いこんで吸入された空気が前記熱電素子の他側面を通って前記空気排出口に排出されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の自動車シ―トの冷暖房装置。
5. 前記内側通気孔及び前記外側通気孔は前記ハウジングの円周方向に沿って複数個形成されることを特徴とする請求項４に記載の自動車シ―トの冷暖房装置。
6. 前記空気排出口より空気を排出させるための第２送風ファンをさらに備え、前記第１送風ファンは前記熱電素子の一側面に離隔設置され、前記第２送風ファンは前記熱電素子の他側面に離隔設置されることを特徴とする請求項１に記載の自動車シ―トの冷暖房装置。
7. 前記第１送風ファンと前記第２送風ファンは一つのモーターによって駆動されることを特徴とする請求項６に記載の自動車シ―トの冷暖房装置。
8. 前記内側通気孔及び前記外側通気孔の何れか一つにはエアフィルターが装着されることを特徴とする請求項４に記載の自動車シ―トの冷暖房装置。
9. 前記の熱電素子の何れかの面には放熱ピンが備えられることを特徴とする請求項１ないし請求項３、請求項６、請求項７のいずれか一項に記載の自動車シ―トの冷暖房装置。
10. シ―トの内部へ空気を供給する空気供給口と前記シ―トの外部へ空気を排出する空気排出口が形成されたハウジングと、
    前記空気供給口と前記空気排出口に向けてそれぞれ熱または冷気を選択的に発生させるように前記のハウジングに配置される熱電素子と、
    前記熱電素子の一側面と他側面にそれぞれ備えられた放熱ピンと、
    前記空気供給口と前記空気排出口にそれぞれ用意されて空気の流動を発生させる送風ファンと、
    を含むことを特徴とする自動車シ―トの冷暖房装置。

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