JP2017061289A - 空調機連動シート装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】室内空気と空調機から供給された空気とを同時に吸入することができるようにすると共に空調機の作動時にもシートの冷房性能を確保することができるようにした空調機連動シート装置を提供する。
【解決手段】車両の室内空気状態を制御するための空調機と、シートに装着され、ブロアー吸入口を通じて流入した車両の室内空気をシートクッション及びシートバック側に流動させるシートブロアーと、シートブロアーと空調機との間に空気流動可能に取り付けられる連結ダクトと、ブロアー吸入口の縁部に通気可能に形成され、前記連結ダクトに連結されるメッシュフレームを含むことを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は空調機連動シート装置に係り、より詳しくは、空調機に連結されたシート通気及び後部座席冷暖房のための空調機連動シート装置に関する。
自動車のシートは、主に搭乗者の身体下部の荷重を支持する座面部であるシートクッションと、搭乗者の身体上部の荷重を支持する背板部にであるシートバックと、に区分できる。
このような構成のシートには、乗客の快適な環境のために、多様な技術が適用されている。
冷却性能を確保するための代表的な技術の例として、シートクッションに特定形態のマットを適用して空気を送り出す技術、ダクトを用いて空気を送出する技術、及び空調装置に連結され空調された空気を送出する技術がある。
また、他の技術として、シートの冷却性能を確保するために熱電素子を用いてシートを冷却したが、車両の室内空気を吸入してから熱電素子を通過させることで、空気の温度をより低めてシートの表面に送出することによってシートの冷房を行う方法が開示された。
更に他の技術として、送風機モジュールによって吸入した室内空気を、シートの表面に送出する前に、熱電素子モジュールを通過させて熱電素子モジュールの内部で室内空気を冷却させた後、空気分配構造によって冷却空気をシートバックの前面とシートクッションの下面とに送り出した。
ところが、このような熱電素子モジュールを用いた従来技術の場合、熱電素子モジュールのコストが高く、熱電素子モジュールの空気冷却のために吸入風量の2/3以上を室内に捨てなければならないという問題があった。
更に他の従来技術は、シートの冷却性能を確保するために、車両の空調装置に連結してシートの冷房を行う技術として、空調装置の冷却空気をシート通気ブロアーに直接連結してシートの冷房を行う技術が開示されている(例えば特許文献1を参照)。
しかしながら、特許文献1は、空調された空気をシート通気ブロアーに直接連結することによって、通気シートを作動させる際に、従来の空調装置は、吐出風量の低下が大きく発生し、空調装置のオフ条件で通気シートを作動させた時に、ダクトの抵抗によって通気シートから風が吐き出されないという問題点があった。
言い換えれば、シート通気ブロアーに空調された風の連結のためのダクトを直接連結することにより、ダクトの出口の風量が減少し、これにより、前部座席シートを冷房した際、後部座席シートの冷房性能が悪くなるという問題をもたらす。
一方従来は、後部座席の冷房のために、前部座席の中央に位置する後部座席コンソールと、前部座席の左右両側に位置するセンターピラーと、にベント構造を採用し、空調機から、リアフロアー又はコンソール/センターピラー側への風向を調節することが必要になる。
ところが、このような後部座席コンソール及びセンターピラーのベント構造によって後部座席に排出される空気は主に乗客の身体下部側に送出されるから、身体上部側への風量が不足し、またダクト流動経路が長くなって熱損失が発生することになった。
特許文献2には、車両の空調装置に連結してシート通気及び後部座席の空調を行う技術として、コンソール連結ダクトからシート通気のために分岐されたダクトがシートバックの後面から後部座席に空気を吐き出す技術が開示されている。
ところが、特許文献2は、通気のためのシートクッション吐出口及びシートバックベントが同一流路で連結されるため、シートクッションの吐出口は着席した乗客によって塞がれて抵抗が発生し、シートバックベントを通じての後部座席の吐出口は塞がれ方が相対的に小さいため、大部分の空気がシートバックベントを通じて後部座席に吐き出されるため、シートクッションの通気機能を実質的に果たすことができないという問題があった。
実開昭60−163106号公報 実開昭62−170311号公報
本発明は、かかる課題を解決するために成されたものであって、車両の空調機(HVAC)に連結してシート通気を行うに当たり、シート通気用ブロアー吸入口と空調機連結ダクトとを離隔構造で連結し、室内空気と空調機から供給された空気とを同時に吸入することができるようにすると共に、室内空気の吸入のためにブロアー吸入口側に通気性不織布シートを装着して、空調機の作動時にもシートの冷房性能を確保することができるようにした空調機連動シート装置を提供することにその目的がある。
また、本発明は、空調機から供給される空気を用いて、シート通気及びシートバックベント構造各々を独立的に作動させ、シート通気性能及び後席部座冷暖房性能の何れも確保することができる空調機連動シート装置を提供することに他の目的がある。
従って本発明は、車両の室内空気状態を制御するための空調機と、シートに装着され、ブロアー吸入口を通じて流入した車両の室内空気をシートクッション及びシートバック側に流動させるシートブロアーと、シートブロアーと空調機との間に空気流動可能に取り付けられる連結ダクトと、ブロアー吸入口の縁部に通気可能に形成され、連結ダクトに連結されるメッシュフレームと、を含んでなることを特徴とする空調機連動シート装置を提供する。
前記ブロアー吸入口は、その幅方向に連結ダクトの端部との間に一定間隔を持つことができる。
またブロアー吸入口はその垂直方向に連結ダクトの端部との間に一定間隔を持つことができる。
前記メッシュフレームには、ブロアー吸入口に流入した空気が車両の室内に漏洩することを防止するための通気性不織布シートを装着することができる。
前記空調機連動シート装置は、空気を受けるように空調機に連結されてシートに装着され、シートバックの後面とシートクッションの下面の中から選択されたいずれか一方又は両方に、空調機から供給された空気を吐出する風向転換ベント部を更に含むことができる。
前記風向転換ベント部は、シートバックの内部に装着され、シートバックの後面に空気を吐き出す上部ダクトと、前記上部ダクトに空気流動可能に連結され、シートクッションの下面に空気を吐き出すための開口部を持つ中間ダクトと、開口部を開閉するためのモード転換ドアと、モード転換ドアの開閉動作のためのドアアクチュエーターと、を含むことができる。
前記風向転換ベント部は、ドアアクチュエーターの動作を制御する制御器を含むことができる。
前記制御器は、空調機が乗客の上体に空気を送風するモードであれば、ドアアクチュエーターによってモード転換ドアが中間ダクトの開口部を閉めるように動作させることができる。
前記制御器は、空調機が乗客の上体及び下体の両方に空気を送風するモードであれば、ドアアクチュエーターによってモード転換ドアが中間ダクトの開口部を一部のみ閉めるように動作させることができる。
前記制御器は、空調機が乗客の下体に空気を送風するモードであれば、ドアアクチュエーターによってモード転換ドアが中間ダクトの開口部を開くように動作させることができる。
前記風向転換ベント部は、シートバックの位置変動に対応して変形可能なシートバックフレキシブルダクトを含み、シートバックフレキシブルダクトは上部ダクトと中間ダクトとの間に連結することができる。
前記風向転換ベント部は、シートクッションの位置変動に対応して変形可能なシートクッションフレキシブルダクトを含み、シートクッションフレキシブルダクトは中間ダクトと空調機との間に連結することができる。
前記シートブロアーと空調機との間には、空気流動のための連結ダクトが取り付けられ、連結ダクトは、シートクッションの位置変動に対応して変形可能なフレキシブルダクト部を含むことができる。
本発明による空調機連動シート装置は次のような効果がある。
1.熱電素子を用いないでシート通気及び冷房性能を改善することができ、よってコスト低減及び性能向上が可能である。
2.室内温度制御のための空調機の吐出風量低下を最小限にしながら、シート冷暖房性能を向上し、空調機のオフ条件でシート通気を行う時にも、通気性能を維持することができる。
3.空調機から供給される空気を用いて、シート通気とシートバックベント構造とを独立的に備え、シート通気及び後部座席冷暖房性能の何れも充分に確保することができる。
4.空調機から供給された空気(冷気又は暖気)を用いて後部座席冷暖房のためのベント機能を空気の損失なしに実現することができるので、熱損失を最小限にして、後部座席に冷気又は暖気を吐き出すことができる。
本発明による空調機連動シート装置の冷房のための空気流れを示した図である。 本発明による空調機連動シート装置の通気構造を説明する図である。 本発明による空調機連動シート装置の通気構造を説明する図である。 本発明による空調機とシートの連結構造及びシートのベント構造を概略的に示した図である。 本発明によるシートに適用された2列ベント構造及びモード転換ドアの動作によるベントモードを示した図である。 本発明によるシートに適用された2列ベント構造をより詳細に示した図である。
以下、本発明を、当該技術分野で通常の知識を持った者が容易に実施することができるように説明する。
図1は、本発明による空調機連動シート装置の冷房のための空気流れを示した図である。
図1に示すように、本発明の一実施例によれば、車両のシート10には、車両の室内空気状態を制御するための空調機20が連結される。
周知のように、空調機(HVAC)は車両の室内空気の温度などを制御するためのものであって、冷房時には室内に冷気を供給して室内温度を下げ、暖房時には室内に暖気を供給して室内温度を上げる機能を果たすように構成される。
シート10は、乗客の身体下部の荷重を支持する座面部にあたるシートクッション12と、乗客の身体上部の荷重を支持する背板部にあたるシートバック14と、を含んでなる。
図2、3は、本発明による空調機連動シート装置の通気構造を説明する図である。
図2、3に示すように、シートクッション12の下部一側に通気空気の吸入及び送風のためのシートブロアー30が取り付けられる。
シートブロアー30は、室内空気を吸入してシートクッション12及びシートバック14側に吐き出すように構成され、空気流入のためのブロアー吸入口31を持つ。
この際、ブロアー吸入口31を通じて吸入した空気を、シートバック14及びシートクッション12側に送出するための第1送出ダクト32と第2送出ダクト34とがシートブロアー30に連結され、第1送出ダクト32はシートクッション12側に延設され、第2送出ダクト34はシートバック14側に延設される。
前記シートブロアー30と空調機20との間には、空調機20から供給される冷気或は暖気の流動のための連結ダクト22が取り付けられる。
空調機20で冷却あるいは加熱されて連結ダクト22側に供給された空気は、連結ダクト22に連結されたブロアー吸入口31を通じてシートブロアー30に流入し、シートブロアー30が吸入した室内空気とともにシートバック14及びシートクッション12側に送出される。
この際、図3に示すように、室内空気の冷房又は暖房のための空調機20の吐出風量の低下を最小限にし、空調機20のオフ(未作動)の際にも室内空気を吸入して通気機能を実行するために、ブロアー吸入口31と連結ダクト22とはメッシュフレーム36を介して連結される。
メッシュフレーム36は、シートブロアー30の作動時に室内空気を吸入するためにメッシュ(MESH)構造を有し、ブロアー吸入口31の縁部に通気可能に形成されて連結ダクト22と一体に連結される。
この際、ブロアー吸入口31は、連結ダクト22の端部との間に、幅方向に一定間隔を持ち、且つ連結ダクト22の端部との間に、垂直方向に一定間隔を持つ。
そして、メッシュフレーム36には、ブロアー吸入口31に流入した空気が車両の室内に漏洩するのを最小化するか又は防止するための通気性不織布シート38が付着される。
通気性不織布シート38をメッシュフレーム36に付着して、ブロアー吸入口31から冷気又は温気が室内に漏気するのを制限することにより、シートブロアー30の吸入空気温度を低く又は高く維持することができる。
このように、ブロアー吸入口31と連結ダクト22を離隔間隔を持って結合することにより、シートバック14及びシートクッション12に送出するための空気流量をなだらかに確保することができる。
また、ブロアー吸入口31と連結ダクト22とを、メッシュフレーム36を介して離隔連結し、メッシュフレーム36に通気性不織布シート38を付着することにより、空調機20の作動時には連結ダクト22を通じて供給される空調機20の冷気が車両の室内に排出されることを防止し、空調機20の非作動時には室内空気を吸入できるようにする。
一方、このようなシート通気構造を前部座席に設置する場合、後部座席の冷房及び暖房のために、前記シート通気構造と独立的に作動可能な後席ベント構造を構成することにより、シート通気機能と後席ベント機能を何れも満足させるようにする。
図4は、本発明による空調機とシートの連結構造及びシートのベント構造を概略的に示したものであり、図5は、本発明によるシートに適用された2列ベント構造及びモード転換ドアの動作によるベントモードを示したものであり、図6は、本発明によるシートに適用された2列ベント構造をより詳細に示したものである。
図4〜図6に示すように、車両の室内空気状態を制御するための空調機20は、シート10に装着された風向転換ベント部50及びシートブロアー30と、空気流動可能に連結される。
前述したように、シートブロアー30は、車両の室内空気を吸入してシートバック14及びシートクッション12に送出することができるように構成され、空気を受けることができるように連結ダクト22を介して空調機20と連結され、室内空気と共に空調機20の供給空気を用いてシート通気を可能にする。
風向転換ベント部50は、空調機20から空気を受けて車両のリアフロアー及び/又はシートバック14の後方に吐き出すことができるように構成されて、後部座席ベント機能を具現する。このために、シートバック14に取り付けられる風向調節グリル部51と、上部ダクト52及びシートバックフレキシブルダクト53と、シートクッション12に取り付けられる中間ダクト54と、シートクッションフレキシブルダクト55と、下部ダクト56及びドアアクチュエーター58と、を含む。
下部ダクト56は、空調機20の空気吐出のための吐出口に隣り合うように位置して、シートクッションフレキシブルダクト55と空調機20の吐出口とを連結し、空調機20から流入する空気を風向転換ベント部50に伝達して上部ダクト52まで供給できるようにする。
風向転換ベント部50は、空気を受けるように、下部ダクト56を介して空調機20と連結され、シートバック14の後面及びシートクッション12の下面から選択された何れか一方に空調機20の供給空気を吐出して、シートバック14の後方に空気を吐出するか、又はリアフロアー側に空気を吐出し、或はシートバック14の後面とシートクッション12の下面とに同時に空気を吐出することも可能である。
上部ダクト52は、シートバック14の内部に装着されて、シートバック14の後面に空気を吐出して伝達するもので、空気流動可能にシートバックフレキシブルダクト53を介して中間ダクト54と連結され、下部ダクト56は、空気流動可能にシートクッションフレキシブルダクト55を介して中間ダクト54と連結される。
中間ダクト54は、シートクッション12の下面に空気を吐出するための開口部54aを持ち、開口部54aの開閉のためのモード転換ドア57が取り付けられる。
モード転換ドア57は、中間ダクト54の内部にヒンジ構造を介して回動可能に取り付けられて開口部54aを開閉し、開口部54aを開いた状態(つまり、フットベントモード)では、中間ダクト54の内部流路を閉めることになり、開口部54aを閉めた状態(つまり、シートバックベントモード)では、中間ダクト54の内部流路を開くことになる。
言い換えれば、モード転換ドア57は、空調機20から供給された空気の流動経路を転換するために、中間ダクト54の内部流路及び開口部54aを選択的に開閉するように構成され、更に開口部54aを一部のみ開いて中間ダクト54の内部流路を部分的に開放することもできる。
モード転換ドア57は、開口部54aを全面的に開いたフットベントモードにおいては、中間ダクト54の内部流路を完全に閉め、開口部54aを通じて吐き出された空気がリアフロアーに送出されるようにし、開口部54aを完全に閉めたシートバックベントモードにおいては、中間ダクト54の内部流路を全面的に開き、下部ダクト56を通じて流入した空気を上部ダクト52に伝達するようにする。
ドアアクチュエーター58は、中間ダクト54の側面に装着され、このようなモード転換ドア57の開閉動作のための動力を提供するもので、制御器59から受けた信号に応じてモード転換ドア57の開閉動作を調節して、モード転換ドア57によって送風経路を切り替えるようにする。
制御器59は、シートクッション12に取り付けることができ、ドアアクチュエーター58と信号伝送可能に連結される。
制御器59は、ドアアクチュエーター58を作動させてモード転換ドア57の開閉動作を制御することによって、中間ダクト54の送風経路を変換させ、また空調機20の風向調節モード別に連動して(或いは従属して)モード転換ドア57の開閉動作を調節する信号をドアアクチュエーター58に伝送して、シート10のベントモードを制御することができる。
一例として、空調機20が前部座席乗客の胸部に近づくように身体上部に空気(冷気あるいは暖気)を送風するベントモードである場合に、制御器59は、モード転換ドア57が中間ダクト54の開口部54aを閉めるように制御し、ドアアクチュエーター58によって中間ダクト54の内部流路を通じて上部ダクト52に伝達された空気をシートバック14の後方に吐出させて後部座席乗客の上体側に送風する。
他の例として、空調機20が前部座席乗客の身体上部及び身体下部の両方に空気(冷気あるいは温気)を送風するバイレベル(bi−level)モードであれば、制御器59は、モード転換ドア57が中間ダクト54の開口部54aを一部のみ閉めるようにドアアクチュエーター58を制御し、中間ダクト54の内部流路を通じて上部ダクト52に伝達された一部空気をシートバック14の後方に吐出させて後席乗客の上体側に送風し、開口部54aを通じてシートクッション12の下方に吐出された残りの空気をリアフロアー側に供給されて後席乗客の下体側に送風する。
更に他の例として、空調機20が前席乗客の足に近づくように身体下部に空気(冷気あるいは温気)を送風するフットモードの場合に、制御器59は、モード転換ドア57が中間ダクト54の開口部54aを開くように制御し、ドアアクチュエーター58によって中間ダクト54の内部流路が閉まり、中間ダクト54に流入した空気の全てを開口部54aを通じてシートクッション12の下方に吐き出させて後部座席乗客の下体側に送風する。
このように、制御器59は、空調機20のコントローラーと連動して前記のようなシートベントモードを制御することができる。
一方、下部ダクト56は、空調機20のリアフロアー側吐出口に連結され、シートブロアー30と空調機20との間に設けられた空気流動のための連結ダクト22は、空調機20のシート側吐出口に連結される。この際、シート10のスライド移動及びシートバック14の位置移動のために、風向転換ベント部50と連結ダクト22とには収縮及び膨脹などの柔軟な変形が可能な波形管形状のフレキシブル構造が適用される。
風向転換ベント部50には、シートバックフレキシブルダクト53とシートクッションフレキシブルダクト55とが適用され、連結ダクト22にはフレキシブルダクト部23(図2参照)が適用される。
言い換えれば、風向転換ベント部50は、シートバック14の傾き変動などによる位置変動に対応して柔軟に変形可能なシートバックフレキシブルダクト53がシートバック14の内部で上部ダクト52と中間ダクト54との間に連結され、シート10の前後方向及び高さ方向への移動によるシートクッション12の位置及び高さなどの変動に対応して柔軟に変形可能なシートクッションフレキシブルダクト55がシートクッション12の下面で中間ダクト54と下部ダクト56との間に連結される。
そして、連結ダクト22は、その中央部にシートクッション12の位置変動に対応して柔軟に変形可能なフレキシブルダクト部23が設けられる。
このようなシートバック及びシートクッションフレキシブルダクト53、55とフレキシブルダクト部23は、シート10及びシートバック14の位置調節の際、長さ(収縮及び膨脹)、方向、及び形態などの変化が可能であり、これにより空気を損失なしに伝達することができる。
また、シートバック14の傾き調節などの位置変化の際、シートバック14と一緒に移動する上部ダクト52の端部には、シートバック14の後面に配置される風向調節グリル部51が吐出口の役目をするように取り付けられる。
風向調節グリル部51は、シートバック14の後面(つまり、シートバックボード)に位置するように取り付けられ、上部ダクト52に流入する空調機20の空気(冷気あるいは温気)を後部座席乗客に吐出して送風する。この際、送風方向を調節することができるように、左右及び上下にそれぞれ独立的に送風方向を調節することができる格子構造を持つ。
このようなシート通気及びベント構造によって、前部座席シート通気性能と後部座席冷暖房性能を独立的に具現して同時に満足させることができ、更にシートバック14の後面とシートクッション12の下面への空気吐出を選択的に調節することにより、空調機20からリアフロアー又はセンターピラー/コンソール側に吐き出される空気の流動方向を調節するための従来のドアをなくすことができる。
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は前述した実施例に限定されることはなく、以下の特許請求範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の多くの変形及び改良も本発明の権利範囲に含まれるものである。
10 シート
12 シートクッション
14 シートバック
20 空調機
22 連結ダクト
23 フレキシブルダクト部
30 シートブロアー
31 ブロアー吸入口
32 第1送出ダクト
34 第2送出ダクト
36 メッシュフレーム
38 通気性不織布シート
40 後席コンソール
50 風向転換ベント部
51 風向調節グリル部
52 上部ダクト
53 シートバックフレキシブルダクト
54 中間ダクト
55 シートクッションフレキシブルダクト
56 下部ダクト
57 モード転換ドア
58 ドアアクチュエーター
59 制御器

Claims (13)

  1. 車両の室内空気状態を制御するための空調機と、
    シートに装着され、ブロアー吸入口を通じて流入した車両の室内空気をシートクッション及びシートバック側に流動させるシートブロアーと、
    該シートブロアーと前記空調機との間に空気流動可能に取り付けられる連結ダクトと、
    前記ブロアー吸入口の縁部に通気可能に形成され、前記連結ダクトに連結されるメッシュフレームと、
    を含んでなることを特徴とする空調機連動シート装置。
  2. 前記ブロアー吸入口は、その幅方向に連結ダクトの端部との間に一定間隔を持つことを特徴とする請求項1に記載の空調機連動シート装置。
  3. 前記ブロアー吸入口は、その垂直方向に前記連結ダクトの端部との間に一定間隔を持つことを特徴とする請求項1に記載の空調機連動シート装置。
  4. 前記メッシュフレームには、前記ブロアー吸入口に流入した空気が車両の室内に漏洩することを防止するための通気性不織布シートが付着されることを特徴とする請求項1に記載の空調機連動シート装置。
  5. 空気を受けるように前記空調機に連結されてシートに装着され、シートバックの後面とシートクッションの下面の中で選択された何れか一方又は両方に、前記空調機から供給された空気を吐き出す風向転換ベント部を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の空調機連動シート装置。
  6. 前記風向転換ベント部は、
    シートバックの内部に装着され、シートバックの後面に空気を吐き出す上部ダクトと、
    該上部ダクトに空気流動可能に連結され、シートクッションの下面に空気を吐き出すための開口部を持つ中間ダクトと、
    前記開口部を開閉するためのモード転換ドアと、
    該モード転換ドアの開閉動作のためのドアアクチュエーターと、
    を含むことを特徴とする請求項5に記載の空調機連動シート装置。
  7. 前記風向転換ベント部は、前記ドアアクチュエーターの動作を制御する制御器を含むことを特徴とする請求項6に記載の空調機連動シート装置。
  8. 前記制御器は、前記空調機が乗客の身体上部に空気を送風するモードであれば、前記ドアアクチュエーターによって前記モード転換ドアが前記中間ダクトの開口部を閉めるように動作させることを特徴とする請求項7に記載の空調機連動シート装置。
  9. 前記制御器は、前記空調機が乗客の身体上部及び身体下部の両方に空気を送風するモードであれば、前記ドアアクチュエーターによって前記モード転換ドアが前記中間ダクトの開口部を一部のみ閉めるように動作させることを特徴とする請求項7に記載の空調機連動シート装置。
  10. 前記制御器は、前記空調機が乗客の身体下部に空気を送風するモードであれば、前記ドアアクチュエーターによって前記モード転換ドアが前記中間ダクトの開口部を開くように動作させることを特徴とする請求項7に記載の空調機連動シート装置。
  11. 前記風向転換ベント部は、シートバックの位置変動に対応して変形可能なシートバックフレキシブルダクトを含み、該シートバックフレキシブルダクトは、上部ダクトと中間ダクトとの間に連結されることを特徴とする請求項6に記載の空調機連動シート装置。
  12. 前記風向転換ベント部は、シートクッションの位置変動に対応して変形可能なシートクッションフレキシブルダクトを含み、該シートクッションフレキシブルダクトは前記中間ダクトと前記空調機との間に連結されることを特徴とする請求項6に記載の空調機連動シート装置。
  13. 前記シートブロアーと前記空調機との間には、空気流動のための連結ダクトが取り付けられ、該連結ダクトは、シートクッションの位置変動に対応して変形可能なフレキシブルダクト部を含むことを特徴とする請求項5に記載の空調機連動シート装置。
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