JP2014125086A - シート空調装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】内部構成の複雑化を抑制しつつ、空調の即効性の向上および空調の有効範囲の拡大を図ることが可能なシート空調装置を提供する。
【解決手段】空気循環回路15を、表皮部材11の裏側とシートパッド12との間に形成された第1空気流通部151、加熱器14を介して送風ユニット13の空気吹出側から第1空気流通部151へ空気を導く第2空気流通部152、および第1空気流通部151から送風ユニット13の空気吸入側へ空気を導く第3空気流通部153を有する構成とし、第3空気流通部151に、空気循環回路15の外部から空気を取り込む空気取込部16を設ける。さらに、表皮部材11における第1空気流通部151に対向する部位を通気性を有する部材で構成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、着座者に温度調整された空気を提供するシート空調装置に関する。
従来、着座者に温度調整された空気を提供するシート空調装置が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1には、表皮部材の一部を通気性のない無孔部、無孔部の周囲に通気性を有する有孔部を設け、無孔部の裏側に空気循環経路を配し、さらに有効部の裏側に有孔部へ温度調整された空気を導く空気吹出経路を設ける構成が提案されている。
このように、表皮部材における伝熱方式を、表皮部材の一部において空気循環経路を循環する空気の熱を着座者に対して間接的に伝達する伝導伝熱とし、表皮部材の残部において着座者に向かって温度調整された空気を吹き出す対流伝熱としている。
ここで、伝導伝熱では、着座者における表皮部材と接する部位に対して集中して熱を伝達することができ、空調の即効性に優れるといった利点がある。これに対して、対流伝熱では、着座者における表皮部材と接しない部位に対しても熱を伝達することができ、空調の有効範囲が広いといった利点がある。
特許第3920329号
ところで、従来技術では、空気吹出経路、および空気循環経路が独立した空気経路で構成されており、シート空調装置の内部構成が複雑化してしまうことから、設計や製造上の制約が大きくなり易く、コストが増大するといった問題がある。
また、従来技術では、表皮部材における同一箇所において伝導伝熱および対流伝熱それぞれを実現できず、伝導伝熱の利点である空調の即効性と、対流伝熱の利点である空調の有効範囲の拡大とを同一箇所にて両立することができない。
なお、従来技術では、表皮部材の一部を通気性のない無孔部としており、温度調整された空気が表皮部材を貫通して流れるような貫通気流が生じないことから、温度調整された空気と表皮部材等との間の通気による熱交換が期待できない。このことは、伝導伝熱の利点である空調の即効性を阻害する一因となる。
本発明は上記点に鑑みて、内部構成の複雑化を抑制しつつ、空調の即効性の向上および空調の有効範囲の拡大を図ることが可能なシート空調装置を提供することを目的とする。
本発明は、着座者に温度調整された空気を提供するシート空調装置を対象としている。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、表側が着座者の当り面をなす表皮部材(11)と、表皮部材の裏側に配置されるシートパッド(12)と、吸入した空気を吹き出す送風手段(13)と、送風手段から吹き出された空気の温度を調整する温度調整部(14、19)と、少なくとも送風手段と温度調整部との間で空気を循環させる空気循環回路(15)と、を備え、空気循環回路は、表皮部材の裏側とシートパッドとの間に形成された第1空気流通部(151)、温度調整部を介して送風手段の空気吹出側から第1空気流通部へ空気を導く第2空気流通部(152)、第1空気流通部から送風手段の空気吸入側へ空気を導く第3空気流通部(153)を有し、第3空気流通部には、空気循環回路の外部から空気を取り込む空気取込部(16)が設けられており、表皮部材は、少なくとも第1空気流通部に対向する部位が通気性を有する部材で構成されていることを特徴としている。
このように、表皮部材とシートパッドの間に空気循環回路の第1空気流通部を形成すると共に、表皮部材における第1空気流通部に対向する部位を通気性を有する部材で構成すれば、温度調整された空気を単一の空気循環回路内にて循環させつつ、着座者に向かって吹き出すことができるので、表皮部材における同一箇所にて、伝導伝熱および対流伝熱による空調を両立させることができる。
さらに、表皮部材における第1空気流通部と対向する部位を通気性を有する部材で構成とすれば、温度調整された空気が表皮部材を貫通して流れるような貫通気流が生じ易く、温度調整された空気と表皮部材等との間の通気による熱交換が期待できる。これにより、伝導伝熱の利点である空調の即効性の向上を図ることができる。
従って、本発明のシート空調装置によれば、内部構成の複雑化を抑制しつつ、空調の即効性の向上および空調の有効範囲の拡大を図ることが可能となる。
また、請求項2に記載の発明では、空気取込部における空気を取り込む取込通路は、空気取込部を介して第3空気流通部へ流入する取込空気の取込流量が、第1空気流通部から第3空気流通部へ流入する循環空気の循環流量よりも少なくなるように構成されていることを特徴としている。
このように、空気循環回路における空気の循環を優先する構成とすれば、温度調整部における空気の温度調整を促進させて、空気循環回路を循環する空気を早期に所望の温度に調整することができる。これにより、伝導伝熱の利点である空調の即効性の向上を図ることが可能となる。
加えて、シート空調の初期段階等の如く温度調整部における空気の温度調整が不充分となり易い場合に、第1空気流通部を流通する空気が着座者に対して吹き出されることが抑制されるので、着座者の快適性の向上も図ることができる。
また、請求項3に記載の発明では、空気取込部には、第1空気流通部から流入する循環空気の循環流量(Vr)に対する空気取込部を介して流入する取込空気の取込流量(Vin)の流量比を調整する流量調整機構(18)が設けられていることを特徴としている。
これによれば、流量調整機構による循環流量に対する取込流量の流量比の調整により、空気循環回路内の空気の循環を優先させたり、表皮部材からの空気の吹き出しを優先させたりすることができる。これにより、着座者に対して第1空気流通部を流通する空気の熱を間接的に伝達する空調(伝導伝熱)、および温度調整された空気を着座者に向かって吹き出す空調(対流伝熱)の優先度をシーンに応じて変更することができ、着座者の快適性の向上を図ることが可能となる。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
第1実施形態に係るシート空調装置の搭載例を示す模式図である。 第1実施形態に係るシート空調装置の全体構成図である。 第1実施形態に係る送風ユニットの要部を示す構成図である。 第1実施形態に係る空気取込部の要部を示す構成図である。 第1実施形態に係るシート空調装置の作動時における空気の流れを説明する説明図である。 第2実施形態に係る空気取込部の要部を示す構成図である。 第2実施形態に係る流量調整機構の作動例を示す構成図である。 第2実施形態に係る流量調整機構の作動例を示す構成図である。 第2実施形態に係るシート空調装置の作動時における空気の流れを説明する説明図である。 第2実施形態に係る流量調整機構の変形例を示す構成図である。 第3実施形態に係る空気取込部の要部を示す構成図である。 第3実施形態に係る制御装置による電動モータの制御を説明するための説明図である。 第3実施形態に係る制御装置による電動モータの制御の変形例を説明するための説明図である。 第4実施形態に係るシート空調装置の全体構成図である。 第4実施形態に係る空気取込部の要部を示す構成図である。 第5実施形態に係るシート空調装置の搭載例を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
第1実施形態では、本発明のシート空調装置10を車両用シート1に適用した例について説明する。車両用シート1は、運転席あるいは助手席のシートとして使用されるものを想定している。
車両用シート1は、図1に示すように、主に、着座者となる乗員の臀部を支持するシートクッション部2、および乗員の背中を支持するシートバック部3で構成されている。本実施形態では、シートクッション部2にシート空調装置10を適用している。なお、本実施形態のシートバック部3は、シート空調装置10を構成しないことから、その説明を省略する。
ここで、車両には、シート空調装置10以外に、別途、車室内前部の計器盤(インストルメントパネル)100の内側に設置され、車室内の温度を調整する空調ユニット110が搭載されている。この空調ユニット110は、温度調整された空調風を車室内に吹き出すことで、車室内の温度を調整する空調手段である。
本実施形態のシート空調装置10は、着座者を暖める暖房機器として機能するもので、図2に示すように、主な構成要素として、表皮部材11、シートパッド12、送風ユニット13、加熱器14、空気循環回路15、および制御装置50を備えている。
表皮部材11は、表側が着座者の臀部の当り面をなすもので、後述の空気循環回路15の第1空気流通部151に対向する部位が通気性を有する部材で構成されている。本実施形態の表皮部材11は、着座者と接触する表皮111、および表皮111の内側に配置されたクッション部112で構成されている。
表皮111は、表裏を貫通する多数の微細孔111aを有する通気性部材(革、織布、メッシュシート等)で構成されている。また、クッション部112は、弾性変形可能であって通気性を有する材料(綿や合成樹脂製のスポンジ等)で構成されている。
シートパッド12は、シートクッション部2にてクッション作用を主に発揮する部材であり、表皮部材11の裏側に配置され、表皮部材11に比較して充分大きな厚みを有するウレタンフォーム等の発泡材で構成されている。シートパッド12は、表皮部材11と異なり、実質的に通気性がない材料で構成されている。なお、図示しないが、実際には、シートクッション部2の内部には、骨格をなす金属製のフレームが設置されている。
続いて、送風ユニット13は、シートパッド12における表皮部材11の反対の下面側に設置されており、吸い込んだ空気を吹き出す送風手段を構成している。本実施形態の送風ユニット13は、図3に示すように、空気通路をなす送風ケース131、送風ケース131内部に配置された送風ファン132、送風ファン132を回転駆動する駆動モータ133で構成されている。
送風ケース131には、空気の吸入口131a、および空気の吹出口131bが形成されており、図3の矢印で示すように、送風ファン132にて吸入口131aから吸い込まれた空気が吹出口131bから吹き出される。
本実施形態の送風ファン132は、遠心式多翼ファン(シロッコファン)で構成されている。なお、送風ファン132は、遠心式多翼ファンに限らず、軸流式ファンや斜流式ファン等で構成してもよい。また、駆動モータ133は、電動モータで構成されており、後述する制御装置50からの制御信号に応じて回転数が制御される。
ここで、送風ケース131内部における空気吹出側には、空気温度センサ51が配置されている。この空気温度センサ51は、後述の空気循環回路15内を流通する空気の温度を検出する温度検出手段を構成している。なお、空気温度センサ51は、その検出温度が制御装置50に入力されるように制御装置50の入力側に接続されている。
図2に戻り、加熱器14は、送風ユニット13の空気吹出側に配置され、送風ユニット13から吹出された空気を加熱するものであり、送風ユニット13から吹出された空気の温度を調整する温度調整部を構成している。
本実施形態の加熱器14は、通電により発熱する電気ヒータで構成されている。なお、電気ヒータは、例えば、ワイヤ状の電気抵抗体から構成されPTCヒータやペルチェ素子等の熱電素子を用いた熱電モジュールで構成することができる。
空気循環回路15は、表皮部材11の裏側に形成され、送風ユニット13と加熱器14との間で空気を循環させる空気経路であり、第1〜第3空気流通部151〜153で構成されている。
第1空気流通部151は、表皮部材11とシートパッド12との間に形成された空気経路であり、シートパッド12における表皮部材11との対向面に形成された溝部と表皮部材11の裏側とで区画形成されている。なお、第1空気流通部15の上面を構成する表皮部材11が通気性を有する部材で構成されていることから、第1空気流通部151を流通する空気は、その一部が表皮部材11を介して表皮111の表側へ染み出るようになっている。
第2空気流通部152は、加熱器14を介して送風ユニット13の空気吹出側から第1空気流通部151へ空気を導く空気経路であり、シートパッド12を貫通する貫通溝、当該貫通溝に加熱器14を介して送風ユニット13の空気吹出側を接続する吹出用ダクトで構成されている。送風ユニット13から吹出された空気は、第2空気流通部152を流通する際に加熱器14にて加熱された後、第1空気流通部151へ流入する。
第3空気流通部153は、第1空気流通部151から送風ユニット13の空気吸入側へ空気を導く空気経路であり、シートパッド12を貫通する貫通溝、当該貫通溝に送風ユニット13の空気吹出側を接続する吸入用ダクトで構成されている。
このように構成される空気循環回路15では、送風ユニット13から吹き出された空気が、第2空気流通部152、第1空気流通部151、第33空気流通部153の順に流れ、再び送風ユニット13に吸い込まれる構成となっている。
ここで、第3空気流通部153には、空気循環回路15の外部(車室内等)から空気を取り込む空気取込部16が設けられている。本実施形態の空気取込部16は、図4に示すように、第3空気流通部153に形成された空気取込用の開口部161、当該開口部161に接続される取込ダクト162で構成されている。取込ダクト162は、車室内に吸込口を有する外部ダクト17に接続されている。なお、本実施形態では、開口部161および取込ダクト162の内部が、空気取込部16における空気を取り込む取込通路を形成している。
本実施形態の空気取込部16は、空気取込部16を介して第3空気流通部153へ流入する取込空気の取込流量Vinが、第1空気流通部151から第3空気流通部153へ流入する循環空気の循環流量Vrよりも少なくなるように、取込通路の通路断面積の大きさが設定されている。
具体的には、本実施形態の空気取込部16は、その取込通路の通路断面積が、第3空気流通部153における空気取込部16よりも空気流れ上流側の通路断面積よりも小さい大きさに設定されている。なお、空気取込部16は、空気取込部16を介して第3空気流通部153へ流入する取込空気の取込流量が、第1空気流通部151から第3空気流通部153へ流入する循環空気の循環流量よりも少なくなる構造であればよい。例えば、空気取込部16における通路断面積の大きさによらず、空気取込部16に空気の取り込みを阻害する抵抗要素を追加するようにしてもよい。
図2に戻り、制御装置50は、CPU、記憶手段である各種メモリ50a等からなるマイクロコンピュータ、およびその周辺機器で構成され、メモリ50aに記憶された制御プログラムに従って各種処理を実行するように構成されている。
具体的には、制御装置50には、入力側に空気温度センサ51、図示しないシート空調の実行ボタンや温度設定ボタンが設けられた操作パネル等が接続され、出力側に送風ユニットの駆動モータ133、加熱器14等が接続されている。
本実施形態の制御装置50は、操作パネルの操作や空気温度センサ51に応じて、送風ユニット13の駆動モータ133、および加熱器14の温度等を制御するように構成されている。なお、本実施形態では、制御装置50における送風ユニット13の駆動モータ133を制御する構成が送風量制御手段50bを構成し、加熱器14の温度を制御する構成が加熱制御手段50cを構成している。
次に、本実施形態のシート空調装置10の作動させた際のシートクッション部2における空気の流れについて図5を用いて説明する。
図5に示すように、送風ユニット13から吹き出された空気は、第2空気流通部152を流通する際に、加熱器14に流入して所望の温度に加熱され、加熱器14にて温度調整された空気が、第2空気流通部152から第1空気流通部151に流入する。
第1空気流通部151に流入した空気は、その大部分が表皮部材11に比べて圧損の少ない第3空気流通部153側へ向かって流通する一方、空気の一部が、通気性を有する表皮部材11から着座者側に染み出して着座者側に吹き出される。そして、第1空気流通部151から第3空気流通部153へ流入した空気は、空気取込部16にて車室内から取り込んだ空気と合流して、再び送風ユニット13に吸引される。
以上説明した本実施形態のシート空調装置10は、表皮部材11とシートパッド12の間に空気循環回路15の第1空気流通部151を形成すると共に、表皮部材11における第1空気流通部151に対向する部位を、通気性を有する部材で構成している。
これによれば、加熱器14にて昇温した空気を単一の空気循環回路15内にて循環させつつ、着座者に向かって吹き出すことができるので、表皮部材11における同一箇所にて、伝導伝熱および対流伝熱による空調を両立させることができる。
さらに、加熱器14にて昇温された空気が表皮部材11を貫通して流れるような貫通気流が生じ易くなるので、温度調整された空気と表皮部材11等との間の通気による熱交換が期待でき、伝導伝熱の利点である空調の即効性の向上を図ることができる。
従って、本実施形態のシート空調装置10によれば、内部構成の複雑化を抑制しつつ、空調の即効性の向上および空調の有効範囲の拡大を図ることが可能となる。
また、本実施形態では、空気取込部16から取り込む取込空気の取込流量が、第1空気流通部151から第3空気流通部153へ流入する循環空気の循環流量よりも少なくなるように、空気取込部16の取込通路の通路断面積を設定している。
このように、空気循環回路15における空気の循環を優先する構成とすれば、温度調整部における空気の温度調整を促進させて、空気循環回路15を循環する空気を早期に所望の温度に調整することができる。これにより、伝導伝熱の利点である空調の即効性の向上を図ることができる。
なお、加熱器14における加熱能力を増大させることにより、空調の即効性を向上させることが可能であるが、加熱器14を過度に発熱させると、その熱が周囲機器の熱害等になってしまう虞がある。
これに対して、本実施形態の如く、空気循環回路15における空気の循環を優先する構成とすれば、外部から空気を取り込む場合に比べて、加熱器14に流入する空気の温度が高くなるので、加熱器14の加熱能力が制限されている場合でも、空調の即効性を向上させることが可能となる。
ここで、空調の初期段階等のように空気循環回路15に冷気が存在する場合や、加熱器14による空気の加熱が不充分となる場合、低温の空気が表皮部材11を介して着座者に対して吹き出される虞がある。
これに対して、本実施形態では、前述の如く空気循環回路15における空気の循環を優先される構成としているので、低温の空気が第1空気流通部151を流通する際に着座者に対して吹き出されることも抑制でき、着座者の快適性の向上を図ることが可能となる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態では、第1実施形態に対して空気取込部16における構成を変更した例について説明する。なお、本実施形態では、第1実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
図6に示すように、本実施形態の空気取込部16には、第1空気流通部151から第3空気流通部153に流入する循環空気の循環流量Vrに対する空気取込部16を介して流入する取込空気の取込流量Vinの流量比(=Vin/Vr)を調整する流量調整機構18が設けられている。
この流量調整機構18は、空気取込部16の取込通路の通路開度を変更する可動部材181、および可動部材181を変位させる駆動部材182で構成されている。本実施形態の可動部材181は、回転変位する板状の弁体181aにより、空気取込部16における取込通路の通路開度を変更するバタフライ式の弁機構で構成されている。
本実施形態の駆動部材182は、空気循環回路15内を流れる空気の温度上昇に伴って、空気取込部16の取込通路の通路開度が大きくなるように可動部材181の弁体181aを回転変位させるように構成されている。
具体的には、駆動部材182は、空気循環回路15内を循環する空気の温度変化に伴って形状が変化するバイメタル182aを有し、バイメタル182aの形状変化により可動部材181の弁体181aを変位させる駆動機構で構成されている。
本実施形態のバイメタル182aは、熱膨張率の異なる金属板を貼り合わせた板状部材を渦巻き状に巻回したものであり、第3空気流通部153内に露出した部位の温度変化により伸び縮みするように構成されている。
このように構成される流量調整機構18は、空気循環回路15内に低温の空気が流通すると、図7に示すように、バイメタル182aが縮むことで、空気取込部16の取込通路の通路開度が小さくなる位置に可動部材181の弁体181aが回転変位する。
これにより、空気取込部16を介して流入する取込空気の取込流量Vinが減少し、第1空気流通部151から第3空気流通部153に流入する循環空気の循環流量Vrが増加する。つまり、循環流量Vrに対する取込流量Vinの流量比が小さくなる。
この場合、図5に示すように、空気循環回路15における空気の循環が優先され、加熱器14における空気の昇温が促進されるので、伝導伝熱の利点である空調の即効性の向上を図ることが可能となる。
一方、空気循環回路15内における空気の循環により、空気循環回路15内に高温の空気が流通するようになると、図8に示すように、バイメタル182aが伸び、空気取込部16の取込通路の通路開度が大きくなる位置に可動部材181の弁体181aが回転変位する。
これにより、空気取込部16を介して流入する取込空気の取込流量Vinが増加し、第1空気流通部151から第3空気流通部153に流入する循環空気の循環流量Vrが減少する。つまり、循環流量Vrに対する取込流量Vinの流量比が大きくなる。
ここで、循環流量Vrに対する取込流量Vinの流量比が大きくなった場合の空気循環回路15内における空気の流れについて、図9を用いて説明する。
図9に示すように、送風ユニット13から吹き出された空気は、加熱器14にて温度調整され、第2空気流通部152から第1空気流通部151に流入する。そして、第1空気流通部151に流入した空気は、第3空気流通部153側へ向かって流通すると共に、通気性を有する表皮部材11から着座者側に染み出して着座者側に吹き出される。
この際、流量調整機構18により、第1空気流通部151から第3空気流通部153に流入する循環空気の循環流量Vrが制限されることから、その分、第1空気流通部151を流通する空気が表皮部材11から着座者に向けて吹き出される。
このように、循環流量Vrに対する取込流量Vinの流量比が大きくなると、流量比が小さい図7の状態に比べて、表皮部材11からの空気の吹き出しが優先され、着座者に向かって暖かい空気を吹き出すことができる。
その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。本実施形態のシート空調装置10によれば、第1実施形態のシート空調装置10の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
すなわち、本実施形態では、空気取込部16に流量調整機構18を設ける構成としているので、流量調整機構18による循環流量Vrに対する取込流量Vinの流量比の調整により、空気循環回路15内の空気の循環を優先させたり、表皮部材11からの空気の吹き出しを優先させたりすることができる。これにより、着座者に対して第1空気流通部151を流通する空気の熱を間接的に伝達する空調(伝導伝熱)、および温度調整された空気を着座者に向かって吹き出す空調(対流伝熱)の優先度をシーンに応じて変更することができ、着座者の快適性の向上を図ることが可能となる。
特に、本実施形態では、温度調整部を加熱器14で構成すると共に、流量調整機構18の駆動部材182を、空気循環回路15内を流れる空気の温度上昇に伴って、取込通路の通路開度が大きくなるように可動部材181を変位させる構成している。
これよれば、空調の初期段階のように、空気循環回路15内を流れる空気が低くなり易い場合に、空気取込部16の取込通路の通路開度が小さくなり、空気循環回路15内の空気の循環が優先されることから、空気循環回路15内を流れる空気の早期昇温を図ることができる。
また、加熱器14による加熱によって、空気循環回路15内を流れる空気が上昇すると、空気取込部16の取込通路の通路開度が大きくなり、表皮部材11からの空気の吹き出しが優先されることから、着座者に向かって暖かい空気を吹き出すことができる。
また、本実施形態では、バイメタル182aで構成される駆動部材182により、可動部材181を変位させる構成としているので、流量調整機構18を簡素な構成で実現することができる。従って、シート空調装置10の内部構成の複雑化を適切に抑制することができる。
なお、本実施形態では、流量調整機構18の可動部材181をバタフライ式の弁機構で構成する例について説明したが、空気取込部16の取込通路の通路開度を変更可能なものであれば、適宜採用することができる。例えば、図10に示すように、流量調整機構18の可動部材181を、直線的に変位する板状の弁体181bにより、空気取込部16における取込通路の通路開度を変更するスライド式の弁機構で構成してもよい。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第1、第2実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
図11に示すように、本実施形態では、流量調整機構18の駆動部材182を電動モータ182bで構成し、当該電動モータ182bを制御装置50で制御する構成としている。なお、本実施形態では、制御装置50における電動モータ182bを制御する構成が駆動制御手段50dを構成している。
本実施形態の駆動部材182は、図示しないリンク機構を介して可動部材181の弁体181aを任意に変位させる電動モータ182bで構成されている。なお、電動モータ182bは、制御装置50の出力側に接続されており、制御装置50からの制御信号に応じて制御される。
本実施形態の制御装置50は、空気温度センサ51の検出温度に応じて駆動部材182の電動モータ182bを制御して、循環空気の循環流量Vrに対する取込空気の取込流量Vinの流量比を変更する流量比変更処理を実行するように構成されている。
具体的には、制御装置50は、図12に示すように、空気温度センサ51の検出温度の上昇に伴って、循環空気の循環流量Vrに対する取込空気の取込流量Vinの流量比が大きくなるように電動モータ182bを制御する。
これによれば、空調の初期段階のように、空気循環回路15内を流れる空気が低くなり易い場合に、空気取込部16の取込通路の通路開度が小さくなり、空気循環回路15内の空気の循環が優先されることから、空気循環回路15内を流れる空気の早期昇温を図ることができる。
また、加熱器14による加熱によって、空気循環回路15内を流れる空気が上昇すると、空気取込部16の取込通路の通路開度が大きくなり、表皮部材11からの空気の吹き出しが優先されることから、着座者に向かって暖かい空気を吹き出すことができる。
その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。本実施形態によれば、空気循環回路15を流れる空気の温度に応じて、流量調整機構18による循環流量に対する取込流量の流量比の調整することができるので、第1、第2実施形態のシート空調装置10と同様の作用効果を得ることができる。
ここで、シート空調の開始からの経過時間が長くなるにつれて、加熱器14による加熱によって空気循環回路15を流れる空気の温度が上昇することとなる。つまり、空気循環回路15を流れる空気の温度変化は、シート空調の開始からの経過時間と相関性を有する。
このため、図13に示すように、シート空調の開始からの経過時間が長くなるにつれて、循環空気の循環流量Vrに対する取込空気の取込流量Vinの流量比が大きくなるように制御装置50が電動モータ182bを制御するようにしてもよい。
なお、シート空調の開始からの経過時間以外にも、表皮部材11の表面温度や車室内の温度も、空気循環回路15を流れる空気の温度変化に相関して変化する傾向がある。それ故、表皮部材11の表面温度や車室内の温度上昇に応じて、循環空気の循環流量Vrに対する取込空気の取込流量Vinの流量比が小さくなるように制御装置50が電動モータ182bを制御するようにしてもよい。
(第4実施形態)
次に、第5実施形態について説明する。本実施形態では、シート空調装置10を、着座者を冷やす冷房機器として機能させる例について説明する。なお、本実施形態では、前述の各実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
本実施形態のシート空調装置10は、図14に示すように、表皮部材11、シートパッド12、送風ユニット13、冷却器19、空気循環回路15、および制御装置50を備えている。
冷却器19は、送風ユニット13から吹き出された空気を冷却するものであり、送風ユニット13から吹出された空気の温度を調整する温度調整部を構成している。本実施形態の冷却器19は、通電により温度が低下するペルチェ素子等の熱電素子を用いた熱電モジュールで構成されている。なお、冷却器19は、制御装置50に接続され、制御装置50からの制御信号に応じて、その温度が制御される。なお、本実施形態では、制御装置50における冷却器19の温度を制御する構成が冷却制御手段50eを構成している。
また、本実施形態の流量調整機構18は、駆動部材182が空気循環回路15内を流れる空気の温度低下に伴って、空気取込部16の取込通路の通路開度が大きくなるように可動部材181の弁体181aを回転変位させるように構成されている。なお、本実施形態の駆動部材182は、図15に示すように、第2実施形態と同様にバイメタル182aで構成されている。
このように構成される流量調整機構18は、空気循環回路15内に高温の空気が流通すると、バイメタル182aが伸びることで、空気取込部16の取込通路の通路開度が小さくなる位置に可動部材181の弁体181aが回転変位する。
これにより、空気取込部16を介して流入する取込空気の取込流量Vinが減少し、第1空気流通部151から第3空気流通部153に流入する循環空気の循環流量Vrが増加する。つまり、循環流量Vrに対する取込流量Vinの流量比が小さくなる。
この場合、図5に示すように、空気循環回路15における空気の循環が優先され、冷却器19における空気の冷却が促進されるので、伝導伝熱の利点である空調の即効性の向上を図ることが可能となる。
一方、空気循環回路15内における空気の循環により、空気循環回路15内に低温の空気が流通するようになると、バイメタル182aが縮み、空気取込部16の取込通路の通路開度が大きくなる位置に可動部材181の弁体181aが回転変位する。
これにより、空気取込部16を介して流入する取込空気の取込流量Vinが増加し、第1空気流通部151から第3空気流通部153に流入する循環空気の循環流量Vrが減少する。つまり、循環流量Vrに対する取込流量Vinの流量比が大きくなる。この場合、図9に示すように、表皮部材11からの空気の吹き出しが優先され、着座者に向かって冷たい空気を吹き出すことができる。
その他の構成および作動は、前述までの各実施形態と同様である。本実施形態のシート空調装置10によれば、第1〜第3実施形態のシート空調装置10の作用効果以外に、以下の作用効果を奏する。
すなわち、本実施形態では、温度調整部を冷却器19で構成すると共に、流量調整機構18の駆動部材182を、空気循環回路15内を流れる空気の温度低下に伴って、取込通路の通路開度が大きくなるように可動部材181を変位させる構成している。
これによれば、空調の初期段階のように、空気循環回路15内を流れる空気が高くなり易い場合に、空気取込部16の取込通路の通路開度が小さくなり、空気循環回路15内の空気の循環が優先されることから、空気循環回路15内を流れる空気を早期に冷やすことができる。
また、冷却器19による冷却によって、空気循環回路15内を流れる空気が低下すると、空気取込部16の取込通路の通路開度が大きくなり、表皮部材11からの空気の吹き出しが優先されることから、着座者に向かって冷えた空気を吹き出すことができる。
なお、本実施形態では、流量調整機構18の駆動部材182をバイメタル182aで構成する例について説明したが、これに限らず、第3実施形態の如く、駆動部材182を電動モータ182bで構成してもよい。
また、本実施形態のシート空調装置10は、第1実施形態の如く、空気取込部16から取り込む取込空気の取込流量が第1空気流通部151から第3空気流通部153へ流入する循環空気の循環流量よりも少なくなるように空気取込部16を構成してもよい。この場合、流量調整機構18を省略することができ、シート空調装置10の内部構成の簡素化を図ることができる。
(第5実施形態)
次に、第5実施形態について説明する。本実施形態のシート空調装置10は、図16に示すように、空気取込部16が、空調ユニット110にて温度調整された空気を導入する空調ダクト20に接続されている。なお、具体的には、空気取込部16の取込ダクト162が、空調ユニット110にて温度調整された空気が流通する空調ダクト20に接続されている。
その他の構成および作動は、前述の各実施形態と同様である。本実施形態のシート空調装置10によれば、第1〜第4実施形態のシート空調装置10の作用効果以外に、以下の作用効果を奏する。
すなわち、本実施形態の如く、シート空調装置1とは別の空調手段である空調ユニット110にて温度調整された空気を、空気循環回路15に取り込む構成とすれば、加熱器14や冷却器19といった温度調整部に要するエネルギを低減させることができる。この結果、シート空調装置1の省エネルギ化を図ることができる。
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述の各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。
また、上述の各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
また、上述の各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
また、上述の各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
なお、本発明は例えば、以下のように種々変形可能である。
(1)上述の第1実施形態の如く、空気循環回路15内の空気の循環を優先させるために、空気取込部16を、取込空気の取込流量が循環空気の循環流量よりも少なくなるように構成することが望ましいが、これに限定されない。例えば、表皮部材11から着座者への空気の吹き出しを優先させる場合、空気取込部16を、取込空気の取込流量が循環空気の循環流量以上となるように構成してもよい。
(2)上述の各実施形態では、シートクッション部2にシート空調装置10を適用する例について説明したが、これに限らず、例えば、シートバック部3にシート空調装置10を適用したり、シートクッション部2およびシートバック部3の双方にシート空調装置10を適用したりしてもよい。
(3)上述の各実施形態では、空気温度センサ51を送風ケース131内部に配置する例について説明したが、これに限定されず、空気循環回路15内を流通する空気の温度を検出可能であれば、任意の位置に配置すればよい。
(4)上述の各実施形態では、車両用シート1にシート空調装置10を適用する例について説明したが、これに限らず、家庭や業務で用いられる座椅子等にシート空調装置10を適用してもよい。
11 表皮部材
12 シートパッド
13 送風ユニット(送風手段)
14 加熱器(温度調整部)
15 空気循環回路
151 第1空気流通部
152 第2空気流通部
153 第3空気流通部
16 空気取込部
19 冷却器(温度調整部)

Claims (8)

  1. 表側が着座者の当り面をなす表皮部材(11)と、
    前記表皮部材の裏側に配置されるシートパッド(12)と、
    吸入した空気を吹き出す送風手段(13)と、
    前記送風手段から吹き出された空気の温度を調整する温度調整部(14、19)と、
    少なくとも前記送風手段と前記温度調整部との間で空気を循環させる空気循環回路(15)と、を備え、
    前記空気循環回路は、前記表皮部材の裏側と前記シートパッドとの間に形成された第1空気流通部(151)、前記温度調整部を介して前記送風手段の空気吹出側から前記第1空気流通部へ空気を導く第2空気流通部(152)、前記第1空気流通部から前記送風手段の空気吸入側へ空気を導く第3空気流通部(153)を有し、
    前記第3空気流通部には、前記空気循環回路の外部から空気を取り込む空気取込部(16)が設けられており、
    前記表皮部材は、少なくとも前記第1空気流通部に対向する部位が通気性を有する部材で構成されていることを特徴とするシート空調装置。
  2. 前記空気取込部における空気を取り込む取込通路は、前記空気取込部を介して前記第3空気流通部へ流入する取込空気の取込流量が、前記第1空気流通部から前記第3空気流通部へ流入する循環空気の循環流量よりも少なくなるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のシート空調装置。
  3. 前記空気取込部には、前記第1空気流通部から流入する循環空気の循環流量(Vr)に対する前記空気取込部を介して流入する取込空気の取込流量(Vin)の流量比(Vin/Vr)を調整する流量調整機構(18)が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のシート空調装置。
  4. 前記温度調整部は、前記送風手段から吹き出された空気を加熱する加熱器(14)で構成され、
    前記流量調整機構は、前記空気取込部における空気を取り込む取込通路の通路開度を変更する可動部材(181)、前記可動部材を変位させる駆動部材(182)を有し、
    前記駆動部材は、前記空気循環回路内を流れる空気の温度上昇に伴って、前記取込通路の通路開度が大きくなるように前記可動部材を変位させることを特徴とする請求項3に記載のシート空調装置。
  5. 前記温度調整部は、前記送風手段から吹き出された空気を加熱する冷却器(19)で構成され、
    前記流量調整機構は、前記空気取込部における空気を取り込む取込通路の通路開度を変更する可動部材(181)、前記可動部材を変位させる駆動部材(182)を有し、
    前記駆動部材は、前記空気循環回路内を流れる空気の温度低下に伴って、前記取込通路の通路開度が大きくなるように前記可動部材を変位させることを特徴とする請求項3に記載のシート空調装置。
  6. 前記駆動部材は、前記空気循環回路内を循環する空気の温度変化に伴って形状が変化するバイメタル(182a)を有し、前記バイメタルの形状変化により前記可動部材を変位させるように構成されていることを特徴とする請求項4または5に記載のシート空調装置。
  7. 前記駆動部材を制御する駆動制御手段(50d)と、
    前記空気循環回路内を循環する空気の温度を検出する温度検出手段(51)と、を備え、
    前記駆動制御手段は、前記温度検出手段の検出温度に応じて前記可動部材が変位するように前記駆動部材を制御することを特徴とする請求項4または5に記載のシート空調装置。
  8. 前記空気取込部は、別途設けられた空調手段(110)にて温度調整された空気が流通する空調ダクト(20)に接続されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載のシート空調装置。
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