JP2014054500A - 空調機能付き座体 - Google Patents

Abstract

【課題】 送風装置付き椅子の座面において、シート表面に向かって設けられた各送風孔からの冷風や温風の吹出し量の差を少なくすることで快適性を向上させ、着座部のシート表面が速やかに温度調節される空調装置付き椅子を提供することを目的とする。
【解決手段】 Ｈ字状の配風通路９２の交差部の送風孔１１ａの径は、他の送風孔１１ｂの５０％〜７０％としている。５０％以下では他の送風孔１１ｂからの送風量より少なくなり、７０％以上になると他の送風孔１１ｂより送風量が多くなる。好ましくは約６０％であり、これによって各送風孔１１からの送風量をほぼ均一化することができ、着座者の快適性の向上を実現している。
【選択図】図６

Description

本発明は、椅子等における着座部の温度調節を可能とした空調機能付き座体に関するものである。

例えば自動車用の椅子などで、椅子の座面を冷却あるいは加熱させることにより、個人の好みによって快適な着座感を得ることができるようにした空調装置付き椅子が知られている。

特許第４３４７６４６号公報 特開平５−２７７０２０号公報

特許文献１には、ウレタンフォームからなる２層のスラブに略Ｈ字状に配風通路を形成して構成されたクッションパッドによって、送風手段から空気導入孔に導入された空気が配風通路をシート面に沿って広範囲に渡り配風され、この配風通路に連通してシート表面に向かって設けられた送風路からシート表面に向けて冷風や温風が送風され、着座部のシート表面が速やかに温度調節される送風装置付き椅子が開示されている。

特許文献２には、表面にエア吹出し孔が形成されたシートと、シート内に形成されエア吹出し孔と連通する連通路と、連通路に配置されたペルチェ素子と、エア吹出し孔に向かって空気を送る連通路に配置されたファンとを備え、シート内に配置されたペルチェ素子により、加熱あるいは冷却されたエアがファンにより、エア吹出し孔から吹き出される自動車用シートが開示されている。

しかしながら、従来の送風装置付き椅子は、シート表面に向けて送風される冷風や温風が、送風手段から空気導入孔に導入され溝状の配風通路を通って、シート表面の送風孔から吹出されるが、複数個所設けられる前記送風孔は前記空気導入孔からの距離に関係なく同一形状であることから、前記空気導入孔の近傍の位置では吹出し量が多く圧損を生じ、遠い位置では吹出し量が少なくなるというムラが発生していた。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、空調機能付き座体において、座部などの人体密着部から吹き出す冷風や温風の吹出し量の差を少なくし、その人体密着部と接触する人体部分を均一に冷却又は加温することで、座体使用時の快適性を向上させるようにした空調機能付き座体を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明にあたっては、座体の下部に設けられた送風通路部材から温風又は冷風等の流体を吹き出させて座体の温度調節を可能とした空調機能付き座体において、前記送風通路部材に有する複数の送風孔の口径を変えて、前記座体表面をほぼ均一に冷却又は加温することを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明にあたっては、前記送風通路部材における、送風通路の交差部分又はその近傍の送風孔の口径を、他の送風孔の口径にくらべて小さくしたことを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明にあたっては、前記配風通路はＨ字状に形成されて、Ｈ字状の配風通路の交差部、もしくは交差部近傍に設けられた送風孔を、他の送風孔の５０％〜７０％の開口径にしたことを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明にあたっては、前記配風通路は、配風通路部材とカバー部材とが積層一体化されて構成され、前記カバー部材に前記送風孔が開口されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、空調機能付き座体において、座部などの人体密着部から吹き出す冷風や温風の吹出し量の差を少なくし、その人体密着部と接触する人体部分を均一に冷却又は加温することで、座体使用時の快適性を向上させるようにした空調機能付き座体を提供することができる。

本実施形態の空調機能付き椅子の斜視図 本実施形態の座部を斜め上方から見た分解斜視図 本実施形態の座部を斜め下方から見た分解斜視図 本実施形態の座部ベースフレームに空調ユニットとコントローラーが組み込まれた状態を示す座部ベースフレームの斜視図 本実施形態のカバー部材に配風通路部材を取付けた状態を示す斜視図 本実施形態のカバー部材の上面側を説明する斜視図 本実施形態の座部の構成を示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は同平面図におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図 本実施形態の空調ユニットと配風通路部材の連結位置関係を示す座部ベースフレームとシート表面部材の断面斜視図

以下に本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本実施の形態は空調機能付きの椅子を例にとって説明しているが、これに限定されるものではない。

図１に示すように、本発明に係る空調機能付き椅子５０は、脚部１の軸部３に伸縮可能且つ回転可能なガスシリンダー４を備え、該ガスシリンダー４の上端部に座部２の下面に設けた支持体５を回転不能に装着している。

更に詳しくは、前記脚部１は、放射状に延びた複数の支脚６の中心部に前記軸部３を立設したものであり、該軸部３にはガスシリンダー４を上下方向に伸縮可能且つ回転可能に装着している。

座部２は、図２、図３に示すように、座部ベースフレーム７と、カバー部材１０と、パッド２０と、シート表面材３０とが順次重なり合って構成されている。そして、座部ベースフレーム７には空調ユニット８が格納され、カバー部材１０には配風通路部材９が装着されている。

図２、図３、図４に示すように、前記座部ベースフレーム７は合成樹脂を材料に略皿状に形成され、内部はリブ構造にて補強が為されており、下面部には排気口７１と吸気口７２が開口されている。また、座部ベースフレーム７の下面部には前記ガスシリンダー４を支持する支持体５が装着されている。

座部ベースフレーム７に格納される空調ユニット８は、ユニット自体は公知であり、送風機８１と、送風機８１の吹出し側に設けられているダクト８２と、ダクト８２の下流側に設けられ、前記配風通路部材９と連通する吹出口８３と、座部ベースフレーム７の排気口７１に通じる第２吹出口８５（図３、図８）を備えている。

さらに、空調ユニット８は、ダクト８２内の送風機８１と吹出口８３との間に配置される、ペルチェ素子８４等からなる熱交換体を備えている。

ペルチェ素子８４は、２枚のセラミック製の薄い平板の間に、金属電極とｐ型半導体及びｎ型半導体がπの字型に交互に連結して熱交換本体（熱伝素子）を構成したものである。

図示しないが、前記熱交換本体は、第１熱交換部位と第２熱交換部位との間に設けられ熱交換体となる。前記熱交換本体は、電流の流れる方向の切り替えによって、第１熱交換部位側で吸熱させると同時に第２熱交換部位側で発熱させるか、または第１熱交換部位側で発熱させると同時に第２熱交換部位側で吸熱させることができる。

空調ユニット８のダクト８２は、前記熱交換体を挟むように組み付けられる。ダクト８２内で熱交換体は分離壁として機能する。すなわち、送風機８１により送風される風は熱交換体により、第１熱交換部位側と第２熱交換部位側とに分岐される。

前記電流の流れる方向の切り換えによって第１熱交換部位側で吸熱させると同時に第２熱交換部位側で発熱させると、分岐された空気の流れの一方は、冷却されて分岐後のダクトを通って、前記吹出口８３に導かれ、分岐された他方の空気の流れは加熱されて分岐後のダクトを通って第２吹出口８５により座部ベースフレーム７に形成された排気口７１（図３、図８）から廃熱として座部２外へ排出される。

空調ユニット８と隣接してコントローラー４０が備えられている。コントローラー４０はペルチェ素子８４に供給する電流の極性の切替え、印加電圧値の制御のほか、送風機８１の送風量をコントロールしている。図示しないが、コントローラー４０には商用電源から供給される交流が直流定電流に変換されて供給されており、コントローラー４０と空調ユニット８とは図示しない配線によって電気的導通が図られている。

前記配風通路部材９は、全体が略Ｈ字状をなしており、図２、図３に示すように、断面略Ｕ字状に形成された配風通路９２は左右両側通路９２ａ，９２ａと、これらを連結する連結通路９２ｂから構成され、連結通路９２ｂの下面中央部には空気導入口９１が突設されている。配風通路９２の各コーナーにはＲ付けを施して空気流動をスムーズにさせ熱損失および圧力損失の低減を図っている。

配風通路部材９の空気導入口９１には、空調ユニット８の吹出口８３が嵌入されており（図７（ｂ）、図８）、冷風や温風の漏れがないようにしている。図３、図４、図５に示すように、空調ユニット８で生成した冷風や温風は、空調ユニット８の吹出口８３から配風通路部材９の空気導入口９１に導入され、配風通路９２の内部全体に流入する。

図５に示すように、前記配風通路部材９は座部ベースフレーム７の上面をほぼ覆うカバー部材１０の下面に取付けられる。図６に示すように、このカバー部材１０は座部ベースフレーム７上面側の曲面形状に合うように合成樹脂材料で形成され、前記配風通路部材９に対応する箇所に、配風通路部材９を完全に覆う略Ｈ字状の凹状部１２が形成されている（図３、図７（ｃ））。前記配風通路部材９の配風通路９２は、この凹状部１２に嵌入されており、配風通路部材９の底面部９ａ（図３、図５）の周囲に一体で形成された複数の透孔９３と、この透孔９３に対応してカバー部材１０に設けた複数のビス受け部材１６に、図示しないビスを締め付けることによって、底面部９ａから冷風や温風が漏れないよう配風通路部材９をカバー部材１０に固定している。（図５、図６）

図２、図６、図７に示すように、前記カバー部材１０の表面部には、前記配風通路９２の左右両側通路９２ａ，９２ａの位置に対応して複数の送風孔１１が穿設されている。配風通路部材９の空気導入口９１から流入した冷風や温風は、連結通路９２ａにおいて左右両側通路９２ａ，９２ａの両方向に分流し、各送風孔１１から上方（パッド２０方向）に送風することになる。これら送風孔１１は同一径ではなく、略Ｈ字状の配風通路９２の交差部（左右両側通路９２ａ，９２ａと連結通路９２ｂとの接続部）の送風孔１１ａの径は、他の送風孔１１ｂの５０％〜７０％としている。５０％以下では他の送風孔１１ｂからの送風量より極端に少なくなり、７０％以上になると他の送風孔１１ｂより送風量が極端に多くなる。好ましくは約６０％であり、これによって各送風孔１１からの送風量をほぼ均一化することができ、着座者の快適性の向上を実現している。

送風孔１１ａの孔径を前述のように小さくした理由は、送風孔１１ａは、空気導入口９１に近く、しかも配風通路９２の交差部の断面積が他の部分より大きいため、その部分における冷風や温風の流量が大きくなり、送風孔１１ａからの送風量が、空気導入口９１から遠い位置にある他の送風孔１１ｂの送風量よりも高くなるためである。

本実施例では、図６に示すように送風孔１１をＨ字状の両側に４個ずつほぼ均等に配置したが、送風孔１１の開口部形状、開口数は選択可能である。しかし、Ｈ字状の中心に空気導入口９１があり配風通路９２を形成している場合、略Ｈ字状の配風通路９２の交差部に最も近接する送風孔１１ａの開口径を他の送風孔１１ｂに対して５０％〜７０％に設定すれば上述同様各送風孔１１からの送風量の均一化を図ることができる。

図２、図３、図７、図８に示すように、前記カバー部材１０のさらに上層には、例えばウレタンフォームなどの弾性を有するクッション材から構成されたパッド２０が装着される。また、パッド２０には配風通路部材９のＨ型形状に合わせて凹状部２２が形成されており、この凹状部２２に前記カバー部材１０の凹状部１２（カバー部材１０の表面側から見ると凸状部となっている）が嵌入される。また、パッド２０にはカバー部材１０の送風孔１１と対応して、該送風孔１１と連通する複数の貫通孔２１が形成されている。これら貫通孔２１は前記送風孔１１とは違い全て同じ径で構わない。

パッド２０の上面部には通気性を有するシート表面材３０が装着される。パッド２０の貫通孔２１から吹き出した冷風又は温風は、このシート表面材３０を介して外部に放出する。

また、図２、図７に示すように、本実施例の座面２においては、着座者が通常の姿勢で着座したときに、その着座者に接する面に、全ての前記貫通孔２１を配している。すなわち全ての貫通孔２１の上部開口が着座者によって塞がれるように構成されている。これは、空気が流動する貫通孔２１を広範囲に設けると、座面となるシート表面材３０の上面全体から上方に空気が自由に抜け出てしまい、着座者に快適さを感じさせるには送風機８１が送り出す空気の流量を極めて大量にしなければならず、能力の高い空調ユニット８が必要になるからである。このような構成は大きなスペースが必要となるだけでなく、全体のコストアップと重量の増大につながる。

そのため、空気が流動する貫通孔２１は着座者が自然に着座した姿勢において臀部から大腿部にかけて空気が吹き出すように複数の貫通孔２１を配置し、シート表面材３０の上面から上方に空気が自由に抜け出さない構成としている。

さらに、合成樹脂で成形された前記配風通路部材９は剛性があるので座面２に着座した着座者の重量で変形することはなく空気の安定した流動が確保できるが、パッド２０は、軟らかすぎると着座者の重量で大きく圧縮変形し、前記貫通孔２１が潰され空気をスムーズに流動させることができなくなる。逆にパッド２０が硬すぎると座り心地が悪化してしまい不快感を与えてしまう。従って、パッド２０の硬さは、この両者の要求を同時に満足させることができるように設定している。（図７（ｃ））

以上のように構成された空調機能付き椅子の空調装置について、以下、その動作、作用を説明する。

冷却する時には、送風機８１により座部ベースフレーム７の吸気口７２から吸気された空気が熱交換体であるペルチェ素子８４により冷却され、空調ユニット８の吹出口８３から配風通路部材９の空気導入口９１に流入する。この冷風は配風通路９２を通り配風通路９２と連通して穿設されたカバー部材１０の送風孔１１とパッド２０の貫通孔２１を通り通気性を有するシート表面材３０を介してシート表面材３０の上方に吹き出す。一方、空調ユニット８内で分岐された他方の空気の流れは加熱されてダクト８２を通って第２吹出口８５により座部ベースフレーム７に形成された排気口７１から廃熱として外部へ排出される。

また、加温する時には、空調ユニット８内の熱交換本体に流れる電流の極性を逆転することで、送風機８１により送られてくる空気がペルチェ素子８４によって加温され、この温風は空調ユニット８の吹出口８３から配風通路９２を通り配風通路９２と連通して穿設された送風孔１１、貫通孔２１を通りシート表面材３０の上方に吹きだす。一方、空調ユニット８内で分岐された他方の空気の流れは冷却されて上述と同様に座部ベースフレーム７の外部へ排出される。

以上のように、本発明に係る空調装置付き椅子は、座面となるシート表面材３０に向かって設けられた各送風孔１１からの冷風や温風の吹出し量の差を少なくでき、冷風や温風が均一の風量でシート表面材３０から吹き出るため、着座時の快適性を向上させることができる。

上述した実施形態は本発明の一例を示したに過ぎず、椅子の全体構造は任意であり、構造上可能であれば椅子の背凭れ部にも上述の空調装置を設けるようにしても良い。また、配風通路部材９の形状は、Ｙ字状、Ｘ字状、Ｕ字状、四角状、等の形状を採用することもでき、空調ユニット８等も機能性、組み付けスペース、コスト等を考慮して別タイプの空調ユニットを採用することができる。さらに、本発明は、事務用の椅子だけに留まらず、ソファ、ベッド等にも利用することが可能である。

１ 脚部
２ 座部
３ 軸部
４ ガスシリンダー
５ 支持体
６ 支脚
７ 座部ベースフレーム
７１ 排気口
７２ 吸気口
８ 空調ユニット
８１ 送風機
８２ ダクト
８３ 吹出口
８４ ペルチェ素子
８５ 第２吹出口
９ 配風通路部
９ａ 底面部
９１ 空気導入口
９２ 配風通路
９２ａ 左右両側通路
９２ｂ 連絡通路
９３ 透孔
１０ カバー部材
１１ａ，１１ｂ 送風孔
１２ 凹状部
１６ ビス受け孔
２０ パッド
２１ 貫通孔
２２ 凹状部
３０ シート表面材
４０ コントローラー
５０ 空調機能付き椅子

Claims (4)

1. 座体の下部に設けられた送風通路部材から、
   温風又は冷風等の流体を吹き出させて座体の温度調節を可能とした
   空調機能付き座体において、
   前記送風通路部材に有する複数の送風孔の口径を変えて、
   前記座体表面をほぼ均一に冷却又は加温することを特徴とする、
   空調機能付き座体。
2. 前記送風通路部材における、
   送風通路の交差部分又はその近傍の送風孔の口径を、
   他の送風孔の口径にくらべて小さくしたことを特徴とする、
   請求項１に記載の空調機能付き座体。
3. 前記配風通路はＨ字状に形成されて、
   Ｈ字状の配風通路の交差部、もしくは交差部近傍に設けられた送風孔を、
   他の送風孔の５０％〜７０％の開口径にしたことを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の空調機能付き座体。
4. 前記配風通路は、配風通路部材とカバー部材とが積層一体化されて構成され、
   前記カバー部材に前記送風孔が開口されていることを特徴とする、
   請求項１〜３の何れかに記載の空調機能付き座体。

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