JP2018095019A - シート着座者の下腿部冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】着座用シートを設置したフロアに足をつけて着座した着座者の下腿部を温めたり冷やしたりすることにある。それにより、フロアに足をつけて着座した着座者の下腿部の温度環境を快適にする。【解決手段】シートクッションの前端下部に設けられ、着座用シートの着座者Ｐの下腿部Ｐ２に面して配置されたパネル４０と、該パネル４０を、着座者Ｐの下腿部Ｐ２から離れた格納位置Ａ、及び格納位置Ａよりも着座者Ｐの下腿部Ｐ２に接近した使用位置Ｃの間で移動する移動手段と、パネル４０に設けられ、使用位置Ｃにて作動されて、着座用シートの着座者Ｐの下腿部Ｐ２を加温又は冷却する発熱体５１とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車、飛行機、船、電車等の乗物用シート、若しくは安楽椅子、映画館用シート等に適用されるシート着座者の下腿部冷暖房装置に関する。

特許文献１には、前部に足載せ部（以下、オットマンという）が配設された椅子型のマッサージ機において、オットマンに温熱部を設け、着座者の下腿部を温める装置が開示されている。特許文献１の装置は、オットマンが着座者の下腿部を持ち上げた状態において温熱部を作動させて下腿部を温めるものである。

特許第３８１５１４８号公報

しかし、着座者の下腿部を持ち上げた状態ではなく、下腿部が下がった位置にある状態で下腿部を温める必要性は高い。なぜなら、下腿部が低い位置にある状態では高い位置にある状態に比べて低い温度の空気に晒されて着座者は寒さを感じ易い。

本発明の課題は、着座用シートを設置したフロアに足をつけて着座した着座者の下腿部を温めたり冷やしたりすることにある。それにより、フロアに足をつけて着座した着座者の下腿部の温度環境を快適にすることにある。

第１発明であるシート着座者の下腿部冷暖房装置は、座部を成すシートクッションと背凭れを成すシートバックとを備える着座用シートにおいて、前記シートクッションの前端下部に設けられ、着座用シートの着座者の下腿部に面して配置されたパネルと、該パネルを、着座者の下腿部から離れた格納位置、及び該格納位置よりも着座者の下腿部に接近した使用位置の間で移動する移動手段と、前記パネルに設けられ、前記使用位置にて作動されて、着座用シートの着座者の下腿部を加温又は冷却する発熱体とを備える。

第１発明において、パネルは、着座者の下腿部を支持するオットマンの下腿部支持体により構成することができる。また、パネルは、オットマンを備えない着座用シートのシートクッションの前端下部に設置してもよい。発熱体としては、電気的に発熱するもの、若しくは熱媒体を介して加熱又は冷却される伝熱体とすることができる。パネルは、使用位置において、着座者の下腿部に接触してもよいし、離間していてもよい。

第１発明によれば、発熱体の作動時は、パネルが使用位置に移動して着座者の下腿部に接近する。そのため、下腿部を効果的に加温又は冷却することができる。しかも、発熱体の温度を過度に高温又は低温にしなくても下腿部を近い位置で加温又は冷却できるため、発熱体のエネルギの浪費を抑えることができる。一方、パネルが格納位置にあるときは、着座者の足元のスペースを広く確保して居住性を良好にすることができる。

第２発明は、上記第１発明において、前記パネルに設けられ、前記格納位置にて作動されて、前記発熱体よりも高い出力で発熱して着座用シートの着座者の下腿部を加温又は冷却する高出力発熱体を備える。

第２発明において、高出力発熱体は、使用位置で作動する発熱体と同一の発熱体を使用して発熱体に供給するエネルギ量を大きくすることにより発熱量を大きくすることができる。また、高出力発熱体は、使用位置で作動する発熱体とは別の専用の発熱体としてもよい。

第２発明によれば、格納位置において高出力発熱体が作動し、着座者の下腿部を使用位置で作動する発熱体よりも高い出力で加温又は冷却することができる。

第３発明は、上記第１又は第２発明において、前記パネルは、着座者の下腿部を裏側から持ち上げて支持するオットマン装置の下腿部支持体により構成されている。

第３発明によれば、パネルが、着座者の下腿部を支持するオットマンの下腿部支持体により構成されている。そのため、オットマンを利用して発熱体を設置することができ、パネルを別途設ける必要をなくすことができる。

第４発明は、上記第３発明において、前記下腿部支持体は、着座者の下腿部の長さ方向に伸縮自在に構成されており、前記下腿部支持体の長さが短縮された状態で前記下腿部支持体を成す支持体本体と、前記下腿部支持体が伸長された状態で前記支持体本体から前記長さ方向に突出して、前記支持体本体と共に前記下腿部支持体を成す延長体とを備える。前記発熱体は、前記支持体本体及び前記延長体の下腿部側表面に設けられており、下腿部支持体が着座者の下腿部を持ち上げて支持した状態であるオットマンの展開位置において前記発熱体は作動する。

第４発明において、下腿部支持体の伸縮状態は段階的に多段に行われるようにすることができる。その場合、延長体は、支持体本体からの突出量が段階的に変化する。そのため、延長体に設けられる発熱体の延長体表面上における面積も段階的に変化するように構成し、突出量に応じて発熱体の作動域が段階的に変化するようにしてもよい。

第４発明によれば、オットマンの下腿部支持体が伸縮自在に構成されており、下腿部支持体は、支持体本体と延長体とを備える。そして、発熱体は、支持体本体と延長体の両方に設けられている。そのため、オットマンの下腿部支持体が伸縮自在に構成されたものにおいても、下腿部支持体の全体で下腿部を広範囲に加温又は冷却することができる。

第５発明は、上記第１〜４発明のいずれかにおいて、前記移動手段は、前記パネルを使用位置に移動するとき、前記格納位置から予め決められた移動量だけ前記パネルを移動させるか、若しくは前記パネルが着座者の下腿部に触れる位置まで前記パネルを移動させる。

第５発明において、パネルを移動させる予め決められた移動量は、平均的な体の大きさの着座者の下腿部にパネルが触れる程度の移動量とすることができる。また、着座者の体の大きさを何等かの手段で確認してパネルの移動量を設定してもよい。一方、パネルが着座者の下腿部に触れる位置の検出は、パネルの表面にタッチセンサを設け、そのタッチセンサの検出信号により行うことができる。また、着座者の下腿部を撮影した画像認識により行ってもよい。

第５発明によれば、パネルを予め決められた移動量だけ移動する場合は、パネルの移動制御のための構成を簡略化することができる。また、パネルを着座者の下腿部に触れる位置まで移動させる場合は、パネルを作動させるのに適切な位置まで移動させることができる。

本発明の第１実施形態を適用した自動車用シートの斜視図である。 第１実施形態の使用状態を説明する側面説明図である。 第１実施形態のオットマン装置及び発熱体の制御回路を示すブロック図である。 上記制御回路の発熱体制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態のオットマン装置及び発熱体の制御回路を示すブロック図である。 上記制御回路の発熱体制御ルーチンを示すフローチャートである。

図１、２は、本発明の第１実施形態を示す。この実施形態は、自動車用シート（以下、単にシートという。本発明の着座用シートに相当）に本発明を適用した例を示す。各図中、矢印によりシートを自動車に搭載した状態における各部の方向を示している。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。

図１、２のように、シートは、座部を成すシートクッション１と、背凭れを成すシートバック２とを備える。シートクッション１の左右両側には、それぞれ肘掛けを成すアームレスト３を備え、シートクッション１の前側には、オットマン装置４を備える。アームレスト３は、シートクッション１の左右両側の全体を被うように構成されている。

オットマン装置４は、着座者Ｐの下腿部Ｐ２を裏側から持ち上げて支持する下腿部支持体４０を備え、下腿部支持体４０は、シートクッション１の下方に格納された格納位置Ａと、シートクッション１の前方に展開された展開位置Ｂとの間で回動可能とされている。展開位置Ｂとされた下腿部支持体４０は、着座者Ｐの下腿部Ｐ２を裏側から持ち上げて、着座者Ｐに安楽姿勢を取らせることができる。格納位置Ａにあるとき、下腿部支持体４０は、シートクッション１の前端下部に設けられ、着座者Ｐの下腿部Ｐ２に面して配置されている。下腿部支持体４０は、本発明におけるパネルを構成している。図２において、Ｆは車室内でシートを支持するフロア、Ｐ１は着座者Ｐの足、Ｐ３は着座者Ｐの大腿部をそれぞれ示す。

下腿部支持体４０は、着座者Ｐの下腿部Ｐ２の長さ方向に伸縮自在に構成されており、下腿部支持体４０の長さが短縮された状態で下腿部支持体４０を成す支持体本体４１と、下腿部支持体４０が伸長された状態で支持体本体４１から前記長さ方向に突出して、支持体本体４１と共に下腿部支持体４０を成す延長体４２とを備える。下腿部支持体４０が伸縮自在に構成される理由は、オットマン装置４が格納位置Ａではコンパクトに格納され、展開位置Ｂでは着座者Ｐの下腿部Ｐ２の先端まで支持可能として支持圧力が局部的に高くなるのを抑制するためである。

支持体本体４１及び延長体４２の下腿部側表面には、下腿部Ｐ２を加温する発熱体５０が設けられている。発熱体５０は、通電によりジュール熱を発生するニクロム線により構成され、支持体本体４１及び延長体４２に埋設されている。発熱体５０のうち、支持体本体４１に設けられた発熱体５１は、後述のように発熱スイッチがオン操作されることにより通電され、延長体４２に設けられた発熱体５２は、発熱スイッチがオン操作され、且つオットマン装置４が展開位置Ｂとされ、下腿部支持体４０が伸長されて支持体本体４１から延長体４２が突出状態とされることにより通電される。

図３は、オットマン装置４及び発熱体５０の制御回路６０を示す。制御回路６０には、発熱スイッチ５３と、オットマン展開スイッチ４３と、オットマン格納スイッチ４４とが、それぞれの信号を入力するように接続されている。発熱スイッチ５３は、発熱体５０を作動させる際にオン操作され、作動停止（非作動）する際にオフ操作されるスイッチであり、オットマン展開スイッチ４３は、オットマン装置４を展開位置Ｂへ移動させる際に操作されるスイッチであり、オットマン格納スイッチ４４は、オットマン装置４を格納位置Ａへ移動させる際に操作されるスイッチである。また、制御回路６０には、発熱体５１、５２と、オットマンモータ４５とが、それぞれ制御回路６０からの出力信号を受けるように接続されている。オットマンモータ４５は、オットマン装置４を格納位置Ａ及び展開位置Ｂ間で移動させるものである。

制御回路６０は、マイクロコンピュータを含んで構成されており、図４は、そのマイクロコンピュータによる制御回路６０の動作フローの一部を示す。即ち、図４は、発熱体５１、５２の制御ルーチンを示す。

図４のルーチンが起動されると、ステップＳ２において、発熱スイッチ５３がオン操作されたか否かが判定される。発熱スイッチ５３がオン操作されるまでステップＳ２は否定判断されるが、発熱スイッチ５３がオン操作されると、ステップＳ２が肯定判断されて、ステップＳ４において、オットマン装置４が格納位置Ａにあるか展開位置Ｂにあるかが判定される。格納位置Ａにある場合は、ステップＳ６に進んで、フラグＦ１がセット状態にあるか否かが判定される。フラグＦ１がセット状態になければ、ステップＳ６は否定判断されて、ステップＳ８において発熱体５１が通電開始される。そして、次のステップＳ１０において、下腿部支持体４０を所定量移動させる。即ち、オットマンモータ４５が作動されて、下腿部支持体４０が着座者Ｐの下腿部Ｐ２に接近するように移動される。このときの所定量（移動量）は、平均的な体の大きさの着座者Ｐの下腿部Ｐ２に発熱体が触れる程度の移動量とされている。従って、下腿部支持体４０は使用位置Ｃとなる。なお、下腿部支持体４０の使用位置Ｃへの移動量は、着座者Ｐの好みに応じて任意に調整可能としてもよい。

従って、発熱体５１の発熱により下腿部Ｐ２を効果的に加温又は冷却することができる。しかも、下腿部支持体４０が使用位置Ｃに移動して着座者Ｐの下腿部Ｐ２に接近するため、発熱体５１の温度を過度に高温にしなくても下腿部Ｐ２を近くで適度に加温でき、発熱体５１のエネルギの浪費を抑えることができる。なお、発熱スイッチ５３がオン操作されるまでは、下腿部支持体４０が格納位置Ａにあって着座者Ｐの足元のスペースを広く確保して居住性を良好にすることができる。

ステップＳ１０における下腿部支持体４０の移動は、下腿部支持体４０が着座者Ｐの下腿部Ｐ２に触れる位置までとすることもできる。その場合、下腿部支持体４０の表面にはタッチセンサ（図示略）を備え、タッチセンサは、下腿部Ｐ２に接触した際の圧力を検知する構成とされている。そして、タッチセンサが圧力を検知するとオットマンモータ４５の作動を停止する構成とされている。そのため、下腿部支持体４０は図２の「Ｄ」で示す位置まで移動する。ここでは、「Ｄ」で示す位置は、使用位置Ｃよりも格納位置Ａからの角度が大きくされている。但し、使用位置Ｃは、ステップＳ１０における移動量の設定の仕方により変更することができる。

次のステップＳ１２では、上述のフラグＦ１がセット状態とされ、下腿部支持体４０が使用位置Ｃとされた状態で発熱体５１が通電されたことを記憶する。

ステップＳ４の判定の結果、オットマン装置４が展開位置Ｂにあった場合は、ステップＳ１４に進んで、フラグＦ２がセット状態にあるか否かが判定される。フラグＦ２がセット状態になければ、ステップＳ１４は否定判断されて、ステップＳ１６において発熱体５１の通電が開始され、ステップＳ１６において、発熱体５２の通電が開始される。そして、ステップＳ１８に進んで、フラグＦ２がセット状態とされ、下腿部支持体４０が展開位置Ｂとされた状態で発熱体５１、５２が通電されたことを記憶する。

従って、オットマン装置４の下腿部支持体４０が展開位置Ｂとされも発熱体５１の作動は継続される。その上、下腿部支持体４０が展開位置Ｂとされると、延長体４２が支持体本体４１から突出され、発熱体５２も作動される。そのため、オットマン装置４の下腿部支持体４０が伸縮自在に構成されたものにおいて、延長体４２を含む下腿部支持体４０の全体で着座者Ｐの下腿部Ｐ２を広範囲に加温することができる。

ステップＳ１２においてフラグＦ１がセット状態とされると、その後、ステップＳ６は肯定判断され、ステップＳ８〜ステップＳ１２の処理はスキップされる。また、ステップＳ１８においてフラグＦ１がセット状態とされた後は、ステップＳ１４が肯定判断され、ステップＳ１６〜ステップＳ１８の処理はスキップされる。

次にステップＳ２０では、発熱スイッチ５３がオフ操作されたか否かが判定される。発熱スイッチ５３がオフ操作され、ステップＳ２０が肯定判断されると、ステップＳ２２において、フラグＦ１がセット状態にあるか否かが判定される。フラグＦ１がセット状態にあれば、ステップＳ２２は肯定判断され、ステップＳ２４において、発熱体５１の通電が停止される。また、下腿部支持体４０を格納位置Ａへ移動する。

ステップＳ２２が否定判断された場合は、ステップＳ２３において、フラグＦ２がセット状態にあるか否かが判定される。フラグＦ２がセット状態にあれば、ステップＳ２３は肯定判断され、ステップＳ２５において、発熱体５１、５２が共に通電停止される。次のステップＳ２８では、フラグＦ１、Ｆ２が共にリセット状態とされ、初期状態に戻される。

ステップＳ２０が否定判断される場合、及びステップＳ２２、Ｓ２３が共に否定判断される場合は、ステップＳ２４〜ステップＳ２８の処理はスキップされて、このルーチンの処理を終了する。

図４では、発熱体５１、５２に関する制御内容のみを示し、オットマン装置４に関する制御内容の記載及び説明は、従来技術と同様であるため省略した。

図４の発熱体制御ルーチンにおけるステップＳ１０、Ｓ２６の処理、並びに図３のオットマンモータ４５は、本発明の移動手段に相当する。

図５、６は、本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態が上記第１実施形態に対して特徴とする点は、オットマン装置４が格納位置Ａにある状態で、発熱体５１を高出力で作動可能とした点にある。その他の構成は、第２実施形態においても第１実施形態と同一であり、同一部分についての再度の説明は省略する。

そのため、図５のように、制御回路６０には、高出力発熱スイッチ５４が接続されている。高出力発熱スイッチ５４は、発熱体５１を高出力で作動させる際にオン操作され、発熱体５１の高出力作動を停止する際にオフ操作されるスイッチである。

図６において、ステップＳ３２〜ステップＳ４４が図４のフローチャートに対して変更、追加された処理であり、その他の処理は図４の場合と同一である。

ステップＳ３２においては、発熱スイッチ５３又は高出力発熱スイッチ５４がオン操作されたか否かが判定される。発熱スイッチ５３又は高出力発熱スイッチ５４のいずれかがオン操作されると、ステップＳ３２は肯定判断され、ステップＳ４以降の処理が第１実施形態の場合と同様に行われる。

ステップＳ３４では、発熱スイッチ５３がオン操作されたか否かが判定される。発熱スイッチ５３がオン操作されていてステップＳ３４が肯定判断されれば、ステップＳ８以降の処理が第１実施形態の場合と同様に行われる。発熱スイッチ５３がオン操作されておらずステップＳ３４が否定判断されれば、ステップＳ３６において、高出力発熱スイッチ５４がオン操作されたか否かが判定される。高出力発熱スイッチ５４がオン操作されていてステップＳ３６が肯定判断されれば、ステップＳ３８にて発熱体５１が高出力にて通電開始される。そのため、格納位置Ａにある下腿部支持体４０の発熱体５１により着座者Ｐの下腿部Ｐ２を加温する。このとき、着座者Ｐの下腿部Ｐ２は、後方に離れている下腿部支持体４０の発熱体５１が高出力で作動されるため、発熱体５１からの輻射熱により加温される。ステップＳ３８の処理が終了すると、ステップＳ１２以降の処理が第１実施形態の場合と同様に行われる。なお、ステップＳ３６が否定判断される場合は、ステップＳ３８、Ｓ１２の処理はスキップされ、ステップＳ２０以降の処理が実行される。

ステップＳ４０では、高出力発熱スイッチ５４がオフ操作されたか否かが判定される。高出力発熱スイッチ５４がオフ操作されていてステップＳ４０が肯定判断されれば、ステップＳ４２にてフラグＦ１がセット状態にあるか否かが判定される。発熱体５１が通電されていてフラグＦ１がセット状態にあれば、ステップＳ４２は肯定判断されてステップＳ４４において発熱体５１の通電が停止される。ステップＳ４４の処理が行われた後は、ステップＳ２８にてフラグＦ１、Ｆ２が共にリセット状態とされる。高出力発熱スイッチ５４がオフ操作されておらず、ステップＳ４０が否定判断される場合は、ステップＳ４２以降の処理はスキップされ、ステップＳ４２が否定判断される場合は、ステップＳ４４以降の処理がスキップされる。

以上のように、第２実施形態によれば、オットマン装置４の下腿部支持体４０が格納位置Ａにある状態において、高出力発熱スイッチ５４がオン操作されると、発熱体５１が高出力にて作動され、着座者Ｐの下腿部Ｐ２を輻射熱により加温する。また、下腿部支持体４０が格納位置Ａにある状態において、発熱スイッチ５３がオン操作されると、発熱体５１は、高出力発熱スイッチ５４がオン操作された場合に比べて低出力にて作動され、下腿部支持体４０が格納位置Ａから使用位置Ｃに移動される。そのため、着座者Ｐの下腿部Ｐ２を近い位置で加温する。このとき、下腿部支持体４０が下腿部Ｐ２に当接していれば、下腿部Ｐ２は発熱体５１から伝熱により加温される。

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明を自動車のシートに適用したが、飛行機、船、電車等に搭載の乗物用シート、若しくは安楽椅子、映画館用シート等に適用してもよい。上記実施形態では、発熱体を加温するものとしたが、冷媒等により冷却される伝熱体としてもよい。

１ シートクッション
２ シートバック
３ アームレスト
４ オットマン装置
４０ 下腿部支持体（パネル）
４１ 支持体本体
４２ 延長体
４３ オットマン展開スイッチ
４４ オットマン格納スイッチ
４５ オットマンモータ
５０〜５２ 発熱体
５３ 発熱スイッチ
５４ 高出力発熱スイッチ
６０ 制御回路
Ｆ フロア
Ｐ 着座者
Ｐ１ 足
Ｐ２ 下腿部
Ｐ３ 大腿部

Claims (5)

1. 座部を成すシートクッションと背凭れを成すシートバックとを備える着座用シートにおいて、
   前記シートクッションの前端下部に設けられ、着座用シートの着座者の下腿部に面して配置されたパネルと、
   該パネルを、着座者の下腿部から離れた格納位置、及び該格納位置よりも着座者の下腿部に接近した使用位置の間で移動する移動手段と、
   前記パネルに設けられ、前記使用位置にて作動されて、着座用シートの着座者の下腿部を加温又は冷却する発熱体と
   を備えるシート着座者の下腿部冷暖房装置。
2. 請求項１において、
   前記パネルに設けられ、前記格納位置にて作動されて、前記発熱体よりも高い出力で発熱して着座用シートの着座者の下腿部を加温又は冷却する高出力発熱体を備えるシート着座者の下腿部冷暖房装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記パネルは、着座者の下腿部を裏側から持ち上げて支持するオットマン装置の下腿部支持体により構成されているシート着座者の下腿部冷暖房装置。
4. 請求項３において、
   前記下腿部支持体は、着座者の下腿部の長さ方向に伸縮自在に構成されており、前記下腿部支持体の長さが短縮された状態で前記下腿部支持体を成す支持体本体と、前記下腿部支持体が伸長された状態で前記支持体本体から前記長さ方向に突出して、前記支持体本体と共に前記下腿部支持体を成す延長体とを備え、
   前記発熱体は、前記支持体本体及び前記延長体の下腿部側表面に設けられており、下腿部支持体が着座者の下腿部を持ち上げて支持した状態であるオットマンの展開位置において前記発熱体は作動するシート着座者の下腿部冷暖房装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記移動手段は、前記パネルを使用位置に移動するとき、前記格納位置から予め決められた移動量だけ前記パネルを移動させるか、若しくは前記パネルが着座者の下腿部に触れる位置まで前記パネルを移動させるシート着座者の下腿部冷暖房装置。
   

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