JP2013193688A - 座席用送風装置、車両、および送風制御方法 - Google Patents
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【解決手段】座席用送風装置は、ユーザが乗車して着座する座席の着座面に形成される送風口と、送風口へ空気を供給する送風機と、送風機から送風口までの空気の流路に設けられ、ユーザが乗車する空間の温度または流路の空気の温度に応じて、送風口への空気の供給を変化させる調整部と、を有する。
【選択図】図2
Description
ユーザは、乗車後、座席装置の熱気または冷気に耐えて座席に着座しなければならない。または、ユーザは、ユーザがイグニッションキーを操作して車両のエンジンを始動することにより車室内を冷却、または加温する空気調和装置を作動させて、座席が適温になるのを待つ必要がある。
特許文献は何れもこのような従来の課題を解決するもので、特許文献1から8のように、冷却、または加温された空気を座席に設けられた通風路を通じてユーザが着座する着座面に供給する空調機能を有する座席装置を利用できる。
また、座席への送風に使用する空気が外気と同様に冷たい場合、座席およびユーザを暖めることができない。逆に、座席およびユーザをさらに冷やしてしまうことになる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、座席における空気の流れを適切な温度で供給する空調機能を有する座席装置を提供することを目的としている。
調整部は、ユーザが乗車する空間の温度または当該流路の空気の温度に応じて、送風口への空気の供給を変化させる。
よって、たとえば乗車空間および座席が熱い場合に座席へ空気を供給して、更に座席またはユーザを暖めないようにできる。この他にもたとえば、乗車空間および座席が冷たい場合に座席へ空気を供給して、更に座席またはユーザを冷やさないようにできる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る自動車1の部分透視の側面図である。
図1の自動車1は、車体2を有する。
車体2の中央部には、ユーザが乗り込む乗車空間3が設けられる。
乗車空間3内には、ユーザが着座する座席4が2列で設けられている。
座席4は、ユーザが着座する座部5と、着座したユーザが寄り掛かる背面部6と、を有する。
ユーザは、乗車後、座席4の熱気または冷気に耐えて、座席4に着座しなければならない。一般的な自動車1では、乗車したユーザがイグニッションキーを操作して、自動車1のエンジンを始動し、さらに自動車1の空気調和装置を作動させ、これに伴ってコンプレッサを駆動することで空気調和装置の冷却サイクルが始動する、あるいはエンジンの冷却水温の上昇後、ヒータを駆動することで空気調和装置の暖房サイクルが始動することにより座席4が乗車空間3とともに適温になる。
しかしながら、このように空気調和装置を用いて乗車空間3とともに座席4が適温になるには、乗車空間の空気を通じて間接的に座席を冷却あるいは加温するため、ユーザが着座してから座面が適温になるまで時間がかかる。
そこで、本実施形態では、短時間で座面を確実に適温にするために、座席への空気の供給を変化させる調整部に特徴を持つ座席用送風装置10を用いる。
図2の座席用送風装置10は、座席4へ空気を送り込み、座席4および着座したユーザから熱および湿気を取り除く。または、座席4および着座したユーザを暖める。
座席用送風装置10は、座席4に形成された複数の溝部11および貫通孔12、ダクト13、送風機14、コントローラ15を有する。
ダクト13には、調整部18が設けられる。
図3の座席4の座部5は、弾性部21、カバー部22、フレーム部23を有する。
座席4の背面部6は、弾性部24、カバー部25、フレーム部26を有する。
弾性部21,24は、たとえばウレタンなどの弾性材料で形成される。弾性部21,24は、所望の座面形状に形成される。
カバー部22,25は、たとえば通気性のあるメッシュ生地で形成される。カバー部22,25は、小さい貫通孔を多数形成した革シートで形成することもできる。図3のカバー部は、弾性部21,24の周囲全体を覆う。
フレーム部23,26は、たとえばアルミニウムなどの軽量で高剛性の金属材料で形成される。フレーム部23,26は、たとえば衝突時に乗員を保護し得る強度に形成される。
複数の溝部11は、弾性部21,24についてのユーザが着座する着座面に形成される。
貫通孔12は、弾性部21,24において、たとえばその裏面から着座面に貫通して形成される。
なお、複数の溝部11および貫通孔12は、弾性部21,24の成形時に同時に形成されても、弾性部21,24の成形後の加工により形成されてもよい。
図4は、座席4の表面に、溝部11および貫通孔12の位置を模式的に表したものである。
溝部11および貫通孔12は、実際には、弾性部21,24の表面(着座面)に形成される。
各送風口16には、複数本の溝部11が接続される。図1の溝部11は、6本である。複数の溝部11は、座部5の表面(着座面)において、送風口16から分岐して形成される。
座部5において、並行に配置される複数本の溝部11は、一定間隔で互いに並行に延在するように、送風口16から座部5の前面までに至る長さで形成される。
残りの複数本の溝部11は、一定間隔で互いに並行に延在するように、送風口16から座部5の背面までに至る長さで形成される。
なお、各並行組の複数本の溝部11の中心間隔は、たとえば着座した太めのユーザの腿の太さの範囲内に当該本数が配列される程度であればよい。具体的にはたとえば3から6cmの間隔でよい。
各送風口16には、複数本の溝部11が接続される。図4の溝部11は、6本である。複数の溝部11は、背面部6の表面において、送風口16から分岐して形成される。
背面部6において、並行に配置される複数本の溝部11は、一定間隔で互いに並行に延在するように、送風口16から背面部6の上端までに至る長さで形成される。
残りの複数本の溝部11は、一定間隔で互いに並行に延在するように、送風口16から背面部6の下面までに至る長さで形成される。
図5に示すように、溝部11は、第1凹部31と、第2凹部32とを有する。
本実施形態の第1凹部31は、溝部11の全長において、一定の幅および一定の深さに形成される。第1凹部31は、矩形断面を有する。第1凹部31の幅および深さは、たとえば2cmずつであればよい。
第1凹部31の幅および深さを大きくするほど、後述するようにユーザの着座により弾性部21,24が変形していたとしても、第1凹部31による空気の送風路を確保できる。
しかし、第1凹部31の幅および深さを大きくすると、着座したユーザのホールド性能が低下する。
このため、第1凹部31の幅および深さは、たとえば1から3cmの範囲内とするとよい。
また、図5に示すように、第2凹部32は、第1凹部31の座席4の中央側に形成される。
本実施形態の第2凹部32は、溝部11の全長において、一定の幅および一定の深さに形成される。第2凹部32は、平たい長方形の断面を有する。第2凹部32の幅は、たとえば1cmであればよい。第2凹部32の深さは、たとえば0.5cmであればよい。
第2凹部32の幅および深さを大きくするほど、着座したユーザの体(たとえば臀部、腿)の広い範囲において、弾性部21,24を離間させることができる。
しかし、第2凹部32の幅および深さを大きくすると、着座したユーザのホールド性能が低下し、着座による圧縮時に第1凹部31による通気路を確保するように変形させる機能が低下する。
このため、第2凹部32の幅および深さは、たとえば0.3から1.5cmの範囲内とするとよい。第2凹部32は、第1凹部31より幅狭にしてよい。
第1凹部31と第2凹部32は、溝部11の全長において図5に示す一体化した溝を形成する。
本実施形態において、溝部11の断面は、その全長において図5に示す形状となる。
溝部11の底面は、第1凹部31の底面と第2凹部32の底面とによる階段状の段差のある構造になる。
図2の座席用送風装置10のダクト13は、送風機14と、座席4の貫通孔12とを接続する。
ダクト13は、その途中で、貫通孔12毎に複数本に分岐される。
分岐されたダクト13には、調整部18が設けられる。
調整部18は、開閉することにより、各々の貫通孔12への空気の供給を制御する。
調整部18は、コントローラ15により開閉制御される。
図6の調整弁装置40は、ハウジング41、吸引孔42、排気孔43、感熱板44を有する。
ハウジング41には、吸引孔42と、排気孔43とが形成される。吸引孔42と、排気孔43とは、ハウジング41内で連通する。
感熱板44は、ハウジング41内に配置される。具体的には、感熱板44は、吸引孔42と排気孔43との連結箇所に配置される。
感熱板44は、温度に応じて形状を変化させる部材であればよく、たとえばバイメタル、形状記憶合金で形成する。
感熱板44により吸引孔42と排気孔43との連結箇所は閉塞される。
感熱板44は、たとえばハウジング41の温度または吸気の温度が低下すると、変形する。吸引孔42と排気孔43とは、連通する。
なお、感熱板44は、たとえばハウジング41の温度または吸気の温度が上昇すると、変形してもよい。
これにより、送風口16への空気の供給が変化する。
図7の調整弁装置50は、ハウジング51、吸引孔52、排気孔53、調整弁54、スプリング55、感熱部56を有する。
ハウジング51の下部には、吸引孔52と、排気孔53とが形成される。吸引孔52と、排気孔53とは、ハウジング51内で連通する。
調整弁54は、ハウジング51内に配置される。具体的には、調整弁54は、吸引孔52と排気孔53との連結箇所に配置される。
スプリング55および感熱部56は、ハウジング51の上部に設けられる。
スプリング55は、調整弁54のロッドとハウジング51との間に圧縮して挟み込まれる。スプリング55は、調整弁54を押し上げる。吸引孔52と排気孔53との連結箇所は、調整弁54により閉塞される。
感熱部56は、調整弁54およびスプリング55の上部に配置される。
感熱部56は、たとえばハウジング51の温度または吸気の温度が低下すると、スプリング55の付勢力に抗して、調整弁54を押し下げる。吸引孔52と排気孔53とは、連通する。
これにより、送風口16への空気の供給が変化する。
感熱部56は、温度により動作する装置である。温度により動作する感熱部56は、たとえばラジエタのファンの調整機構に用いられる。当該調整機構では、容積可変な容器にワックス(オイル)を密閉したものである。ワックス(オイル)の体積が温度に応じて変化することにより、調整機構の容積(長さ等)が変化する。この形状の変化により、調整弁54を押し下げればよい。
調整部18は、ダクト13を流れる空気の温度に応じて、貫通孔12への空気の供給を制御する。
乗車空間3の温度は、このダクト13を流れる空気により、冷却または加熱される。
なお、図6の調整弁装置40の場合、感熱板44は、吸引孔42と排気孔43との連結箇所に設けられる。
このため、感熱板44は、吸引孔42から排気孔43へ流れる空気の温度によっても、変形する。
送風機14は、ファンを有し、吸気口17から吸引した空気をファンにより圧送する。
吸気口17は、たとえば乗車空間3に設けられても、車外に設けられてもよい。ただし、乗車空間3とともに冷却または暖房するために、乗車空間3に設けるのが望ましい。吸気口17は、空気調和装置53のダクトに設けてもよい。
送風機14は、たとえば自動車1のエンジンまたはバッテリなどの動力源51のエネルギを用いて動作する。
送風機14に冷暖房機能を設けてもよい。送風機14の冷暖房機能には、たとえば自動車1に設けられる空気調和装置53の冷暖房機能を利用してよい。
コントローラ15は、送風機14へ起動信号を出力する。
コントローラ15は、送風機14へ、送風能力を制御する信号を出力してよい。
コントローラ15は、送風機14へ停止信号を出力する。
コントローラ15は、制御プログラムを記憶するメモリと、制御プログラムを実行する中央処理装置とを有する。コントローラ15は、独立したコントローラ15でよいが、自動車1のエンジンを制御するECU(Engine Control Unit)52の一部として実現されても、空気調和装置53のコントローラに実現されてもよい。
なお、コントローラ15は、時刻や時間を計測するタイマ、携帯電話機などと通信する無線通信部などを備えてよい。
このような信号としては、たとえばイグニッションキーの状態の検出信号、エンジンの起動信号若しくは停止信号、リモートコントロール開閉キーの検出信号、ドアパネルのロック開錠信号若しくは施錠信号、乗車検知信号がある。
この他にも、たとえば、空気調和装置53の冷暖房の開始信号がある。空気調和装置53は、一般的に温まったエンジンの排熱で暖房し、冷却されたエバポレータの冷気で冷房する。このため、エンジン始動時に空気調和装置53の動作が開始されたとしても、冷暖房された空気が乗車空間3へ供給され始めるまでに、時間を要する。
ユーザが座席4に着座する際、コントローラ15は、送風制御を開始する。
コントローラ15は、たとえばECU52からの乗車検知信号、エンジンの起動信号により、ユーザが座席4に着座したと判断してよい。コントローラ15は、たとえば空気調和装置53の冷暖房動作開始信号により、ユーザが座席4に着座したと判断してもよい。
ユーザが座席4に着座して動作開始と判断すると、コントローラ15は、送風機14へ起動信号を出力する。送風機14は、送風動作を開始する。送風機14により送風された空気は、ダクト13、座席4の貫通孔12を通じて、座席4の着座面へ供給される。
図2の点線に示すように、ユーザが座席4に着座している場合、座席4の着座面の送風口16は、ユーザの臀部または腰部より略塞がれる。
この状態では、座席4の着座面へ供給された空気は、送風口16から噴き出ることができないので、座席4の着座面に形成された複数の溝部11へ流入する。
空気は、複数の溝部11を通って、複数の溝部11の先端部分から乗車空間3へ放出される。
一部の空気は、溝部11とユーザの体(たとえば腿)との隙間から、乗車空間3へ放出される。
コントローラ15は、たとえばECU52からの降車検知信号、エンジンの停止信号により、ユーザが座席4から立ったと判断してよい。コントローラ15は、たとえば空気調和装置53の冷暖房動作終了信号により、ユーザが座席4から立ったと判断してもよい。
コントローラ15は、送風機14へ停止信号を出力し、調整部18を閉じる。送風機14は、動作を停止する。座席4への空気の送風が終了する。
図8では、説明のために、座部5のカバー部22を図示していない。
図8に示すように、ユーザが着座することにより、並行な複数の溝部11は、腿により、その全体または一部が塞がれる。
この際、浅い第2凹部32は、腿の裏面で略つぶれる。
これに対して、深い第1凹部31は、その内側(中央側)に隣接して当該浅い第2凹部32が形成され、且つ腿が第2凹部32の底面に接するので、第2凹部32がつぶれた状態でも、略その形状を維持できる。
腿が第2凹部32の底面に押し付けられることにより、第2凹部32が座部5の中央側へ引き寄せられる。第1凹部31は広がる。
これにより、第1凹部31の下部に、空気の流路を確保できる。
着座面の送風口16から溝部11へ流入した空気は、第1凹部31を流れ、溝部11の先端部分から放出される。
ユーザが着座した状態でも、各溝部11に空気を流すことができる。溝部11に対応する箇所から、熱気および湿気を取り除くことができる。
また、図8の左側の溝部11では、第2凹部32の底面の全体に、腿が密着していない。第2凹部32の底面と腿との間に、若干の隙間が確保されている。当該第2凹部32に対応する腿裏部分にも空気を当てて、熱気および湿気を取り除くことができる。
図9では、説明のために、カバー部等を図示していない。
これにより、着座面の送風口16から溝部11へ流入した空気は、第1凹部31内を流れ、溝部11の先端部分から放出される。
これにより、ユーザの腿により塞がれる範囲が変化する。溝部11に対して、腿の上下動による空気のポンピング効果が期待できる。
このポンピング効果により、ユーザの腿裏に流れる空気量を変動させ、熱および湿度を好適に取り除くことができる。
図10の横軸は、空気調和装置53が動作を開始してからの時間である。縦軸は、乗車空間3の温度である。
空気調和装置53が動作を開始し、しばらく経つと、乗車空間3の温度が低下し始める。その後、乗車空間3の温度は、空気調和装置53に設定された温度に安定する。
このような乗車空間3の温度制御が空気調和装置53によりなされる一方で、座席用送風装置10も、ユーザの乗車検出などに基づいて座席4の冷却動作を開始する。
コントローラ15が送風機14へ起動信号を出力し、送風機14からの空気の供給が開始される。
ここで、調整部18は、乗車空間3の温度が所定の温度以下である場合に空気の流路を開き、所定の温度を超えている場合に空気の流路を閉塞するものとする。
このような調整部18がダクト13に設けられている場合、室温が高い状態では、送風機14から供給された空気は、調整部18により止められる。座席4から熱い空気が吹き出さなくなる。
その後、室温が所定の温度まで低下すると、調整部18が開く。送風機14から供給された空気は、調整部18を通過し、座席4へ供給される。座席4および着座したユーザに対して、温度が低下した空気を当てることができる。
調整部18は、ユーザが乗車する空間の温度または当該流路の空気の温度に応じて、送風口への空気の供給を変化させる。
よって、たとえば乗車空間3および座席4が熱い場合に、座席4へ空気を供給しない。
このような熱い座席4またはユーザに対して、熱い空気を供給しないようにできる。
なお、調整部18の動作を図10と逆にすることにより、乗車空間3および座席4が冷たい場合に、座席4へ空気を供給しないようにもできる。
このような冷たい座席4またはユーザに対して、冷たい空気を供給しないようにできる。
これらの調整部装置40,50は、乗車空間3または流路の空気の温度を、空気調和装置53のダクトにおいて検出する。
よって、コントローラ15により、温度に応じた吐出制御をすることなく、簡易で機械的な構成により、上記効果を得ることができる。
図11は、本発明の第2実施形態に係る座席用送風装置10の概略構成図である。
図11の座席用送風装置10は、複数の座席4に対して空気を供給する。
このため、座席用送風装置10は、送風機14と複数の座席4とがダクト13で接続される。各座席4に対応するダクト13の分岐部分には、個別に、調整部18が設けられる。
図12に示すように、複数の調整部18は、各々が対応する座席4の下に設置される。
そして、各座席4の下に配置された調整部18は、それぞれの温度に応じて流路を開閉する。
第2実施形態に係る座席用送風装置10および自動車1の、これ以外の構成および動作は第1実施形態と同様であり、説明を省略する。
しかも、本実施形態では、調整部18については、座席4毎に設けている。各調整部18は、各座席4の下に配置する。
よって、座席用送風装置10の送風機14などを共通化しながらも、座席4毎の送風制御が可能である。
この他にもたとえば、座席用送風装置10は、バス、電車などのその他の車両に搭載されてよい。この場合、たとえば座席4に載せて使用するカバー部の着座面に、送風孔12および複数の溝部11を形成すればよい。
座席用送風装置10は、車両から分離された単独の装置として形成されてよい。
送風機14の駆動源に電動モータを使用することで、座席用送風装置10は、エンジン7の駆動力を動力源とすることなく送風動作できる。座席用送風装置10は、車両のバッテリ、太陽光発電パネル、家庭用電源の電力により動作できる。
4…座席(座席装置)
10…座席用送風装置
14…送風機
16…送風口
18…調整部
44…感熱板
54…調整弁
55…スプリング(弾性部材)
56…感熱部
Claims (7)
- ユーザが乗車して着座する座席の着座面に形成される送風口と、
前記送風口へ空気を供給する送風機と、
前記送風機から前記送風口までの空気の流路に設けられ、ユーザが乗車する空間の温度または前記流路の空気の温度に応じて、前記送風口への空気の供給を変化させる調整部と、
を有する座席用送風装置。 - 前記調整部は、
バイメタルまたは形状記憶合金のように温度に応じて形状を変化させる部材により前記流路を開閉し、前記送風口への空気の供給を変化させる
請求項1記載の座席用送風装置。 - 前記調整部は、
前記流路に設けられ、前記流路を開閉する調整弁と、
前記調整弁に付勢力を付与する弾性部材と、
前記弾性部材の付勢力に抗して前記調整弁を作動させる感熱部と、
を有し、
前記感熱部が温度変化に応じて動作することにより前記調整弁を開閉し、前記送風口への空気の供給を変化させる
請求項1記載の座席用送風装置。 - 前記調整部は、
ユーザが乗車する空間の温度または前記流路の空気の温度が低下すると、前記送風口への空気の供給を開始する
請求項1から3のいずれか一項記載の座席用送風装置。 - ユーザが着座する座席と、
前記座席へ空気を供給する送風機と、
前記送風機から前記座席までの空気の流路に設けられ、ユーザが乗車する空間の温度または当該流路の空気の温度に応じて、前記送風口への空気の供給を変化させる調整部と、
を有する車両。 - ユーザが個別に着座する複数の前記座席と、
前記座席と1対1対応で設けられた複数の前記調整部と、
を有し、
複数の前記調整部は、
前記送風機と複数の前記座席の各々との間に接続される
請求項5記載の車両。 - ユーザが乗車して着座する座席への送風制御方法であって、
ユーザが乗車する乗車空間の温度の調整が開始され、さらに前記乗車空間の温度が変化し始めた後に、前記座席への送風を開始する
送風制御方法。
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