JP2021020593A - Arrangement structure of peltier element module, seat with the arrangement structure, and automobile seat - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人が着座する座席に備えるペルチェ素子モジュールの配置構造、及びペルチェ素子モジュールの配置構造を備える座席に関する。 The present invention relates to a seat having a Peltier element module arrangement structure provided for a seat on which a person sits, and a seat having a Peltier element module arrangement structure.
電気自動車の冷暖房装置として、座席の座面又は背面、或いはステアリングホイールの内側に冷暖房ユニットを設けたものがある。そして、冷暖房ユニットとしてペルチェ素子を用い、このペルチェ素子を伝熱部材（金属製）に装着し、この伝熱部材（金属製）を介して冷房又は暖房作用を乗員が接触する部位に伝達する冷暖房装置が公知である（特許文献１）。 As a heating / cooling device for an electric vehicle, there is a heating / cooling unit provided on the seat surface or the back surface of a seat or inside a steering wheel. Then, a Peltier element is used as the heating / cooling unit, the Peltier element is attached to a heat transfer member (metal), and the cooling or heating action is transmitted to a portion where the occupant contacts through the heat transfer member (metal). The device is known (Patent Document 1).
また、乗用シートにおいて、一つの送風機でペルチェ素子によるシート冷却とシートベンチレーションシステムを両立させることが可能な乗用シートが公知である（特許文献２）。 Further, as a passenger seat, a passenger seat capable of achieving both seat cooling by a Peltier element and a seat ventilation system with one blower is known (Patent Document 2).
しかしながら、上述の冷暖房装置や乗物用シートでは、十分な冷暖房を行うには十分な電力消費が必要であることから、電力消費量が増加する恐れがあった。 However, in the above-mentioned heating / cooling device and vehicle seat, sufficient power consumption is required to perform sufficient heating / cooling, so that the power consumption may increase.
また、特許文献１の図２に示されているように、冷暖房ユニットを乗員が接触する部位の内側、座席の座面や背もたれの内側に配置した場合、乗員に冷暖房ユニットが直接あたることからまるで異物のように感じてしまうことや、冷暖房ユニットを構成する伝熱部材（金属製）が座席の通気性を著しく損なう懸念があった。 Further, as shown in FIG. 2 of Patent Document 1, when the heating / cooling unit is arranged inside the portion where the occupant contacts, the seat surface of the seat or the inside of the backrest, the heating / cooling unit directly hits the occupant. There was a concern that it would feel like a foreign object and that the heat transfer member (made of metal) that constitutes the air conditioning unit would significantly impair the air permeability of the seat.
さらに、冷暖房ユニット内の伝熱部材及び熱伝導部材が金属製であることから、電気自動車の総重量が増加することにより、エネルギー負担が増加してしまう懸念があった。また、特許文献２の図２に示される自動車用シートのシートバック内の熱伝導部材も重量を増加させてしまうことから同様の懸念があった。 Further, since the heat transfer member and the heat conduction member in the heating / cooling unit are made of metal, there is a concern that the energy burden will increase due to the increase in the total weight of the electric vehicle. Further, since the heat conductive member in the seat back of the automobile seat shown in FIG. 2 of Patent Document 2 also increases the weight, there is a similar concern.
また、いずれの文献にもこれらの懸念等を払拭するための手段、すなわち、金属製の伝熱部材を介して乗員が接触する部位に冷房又は暖房作用を伝達するという構成による異物感を感じることのない座席や、エネルギー負担の抑制と電力消費量の低減、さらに効果的に人が体感できるペルチェ素子モジュールの配置構造については開示されていなかった。 In addition, in any of the documents, it is possible to feel a foreign body sensation due to a means for dispelling these concerns, that is, a configuration in which a cooling or heating action is transmitted to a part where an occupant contacts through a metal heat transfer member. There was no disclosure about seats without air conditioners, reduction of energy burden and reduction of power consumption, and the arrangement structure of Peltier element modules that humans can experience more effectively.
本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、電力消費量の低減、及び重量の増加を抑制しつつ人が体感できるペルチェ素子モジュールの効果的な配置構造を提供すること、及び人が着座した際の異物感のない快適な座席、及び自動車用座席を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a technical background, and provides an effective arrangement structure of a Peltier element module that can be experienced by a person while suppressing a reduction in power consumption and an increase in weight. It is an object of the present invention to provide a comfortable seat without a foreign body sensation when a person is seated, and an automobile seat.
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
［１］表皮材と、
ペルチェ素子モジュールと、を備え、
少なくとも２個以上の前記ペルチェ素子モジュールのそれぞれが、前記表皮材の裏面に接触するとともに、
前記ペルチェ素子モジュール同士が、略平面内において互いに離間するように配置されて構成され、
前記表皮材の面積に対する前記ペルチェ素子モジュールの配置面積の比率が、３％〜４５％の範囲であることを特徴とするペルチェ素子モジュールの配置構造。
[1] Epidermis material and
Equipped with a Peltier element module,
Each of at least two or more Peltier element modules comes into contact with the back surface of the skin material and
The Peltier element modules are arranged and configured so as to be separated from each other in a substantially plane.
The arrangement structure of the Peltier element module, wherein the ratio of the arrangement area of the Peltier element module to the area of the skin material is in the range of 3% to 45%.
［２］離間する前記ペルチェ素子モジュール同士の最短距離が４ｃｍ〜２４ｃｍの範囲である前項１に記載のペルチェ素子モジュールの配置構造。 [2] The arrangement structure of the Peltier element modules according to item 1 above, wherein the shortest distance between the Peltier element modules separated from each other is in the range of 4 cm to 24 cm.
［３］前記表皮材の略中心部を対称の中心として、ペルチェ素子モジュールの配置が点対称である前項１又は２に記載のペルチェ素子モジュールの配置構造。 [3] The arrangement structure of the Peltier element module according to the above item 1 or 2, wherein the arrangement of the Peltier element modules is point-symmetrical with the substantially central portion of the skin material as the center of symmetry.
［４］前項１〜３のいずれか１項に記載のペルチェ素子モジュールの配置構造を備え、
前記表皮材が、繊維を含んでなる織物、編物、不織布、又は合成樹脂を含んでなる合成皮革もしくは人工皮革からなる群より選ばれる１もしくは複数からなることを特徴とする座席。
[4] The Peltier element module arrangement structure according to any one of the above items 1 to 3 is provided.
A seat characterized in that the skin material is one or more selected from the group consisting of woven fabrics containing fibers, knitted fabrics, non-woven fabrics, or synthetic leathers or artificial leathers containing synthetic resins.
［５］座面及び背もたれを有する座席において、
前記座席は、表皮材と、
ペルチェ素子モジュールと、を備え、
少なくとも２個以上の前記ペルチェ素子モジュールのそれぞれが、前記表皮材の裏面に接触するとともに、
前記ペルチェ素子モジュール同士が、略平面内において互いに離間するように配置されて構成され、
前記表皮材の面積に対する前記ペルチェ素子モジュールの配置面積の比率が、３％〜４５％の範囲で、かつ
離間する前記ペルチェ素子モジュール同士の最短距離が４ｃｍ〜２４ｃｍの範囲であることを特徴とする自動車用座席。
[5] In a seat having a seat surface and a backrest
The seat is made of skin material and
Equipped with a Peltier element module,
Each of at least two or more Peltier element modules comes into contact with the back surface of the skin material and
The Peltier element modules are arranged and configured so as to be separated from each other in a substantially plane.
The ratio of the arrangement area of the Peltier element modules to the area of the skin material is in the range of 3% to 45%, and the shortest distance between the Peltier element modules separated from each other is in the range of 4 cm to 24 cm. Car seat.
［６］前記表皮材の略中心部を対称の中心として、ペルチェ素子モジュールの配置が点対称である前項５に記載の自動車用座席。 [6] The automobile seat according to item 5, wherein the arrangement of the Peltier element modules is point-symmetrical with the substantially central portion of the skin material as the center of symmetry.
［１］の発明では、ペルチェ素子モジュールの総電力消費量を確実に低減することができるとともに、ペルチェ素子モジュールが表皮材の裏面に接触していることから、冷たさや、暖かさを効果的に人が体感できる。すなわち、必ずしも人体に触れる部分の全てを冷やしたり、又は温めたりしなくても、十分に冷たさや温かさを体感できるペルチェ素子モジュールの配置構造とすることができる。さらに、ペルチェ素子モジュール同士が、略平面内において互いに離間するように配置されて構成されていることから、表皮材の裏面の全面にペルチェ素子モジュールを並べる構成と比較して、５０％〜９６％と大幅に電力消費量及び重量を低減することができるうえに、異物感を緩和することがきる。すなわち、電力消費量の低減、及び重量の増加を抑制しつつ人が体感できるペルチェ素子モジュールの効果的な配置構造とすることができる。 In the invention of [1], the total power consumption of the Peltier element module can be surely reduced, and since the Peltier element module is in contact with the back surface of the skin material, coldness and warmth can be effectively reduced. People can experience it. That is, the Peltier element module can be arranged so that the parts that come into contact with the human body do not necessarily have to be cooled or warmed so that the Peltier element module can be sufficiently cooled or warmed. Further, since the Peltier element modules are arranged so as to be separated from each other in a substantially plane, 50% to 96% as compared with the configuration in which the Peltier element modules are arranged on the entire back surface of the skin material. In addition to being able to significantly reduce power consumption and weight, it is also possible to alleviate the feeling of foreign matter. That is, it is possible to provide an effective arrangement structure of the Peltier element modules that can be experienced by humans while suppressing the reduction of power consumption and the increase in weight.
［２］の発明では、略平面内において互いに離間するように配置したペルチェ素子モジュール同士の最短距離が４ｃｍ〜２４ｃｍの範囲内とすることで、人体の皮膚のみならず血流等を通して冷たさや、暖かさを伝え、人は十分に冷感又は温感を十分実感することができるとともに、ペルチェ素子モジュールの総電力消費量を確実に低減することができるペルチェ素子モジュールの配置構造とすることができる。 In the invention of [2], by setting the shortest distance between the Peltier element modules arranged so as to be separated from each other in a substantially plane within the range of 4 cm to 24 cm, it is possible to cool the Peltier element modules not only through the human skin but also through the bloodstream. It is possible to have a Peltier element module arrangement structure that conveys warmth, allows a person to fully experience a feeling of coldness or warmth, and can reliably reduce the total power consumption of the Peltier element module. ..
［３］の発明では、意図しない不均一な効果を招くことなく、効果的なペルチェ素子モジュールの配置構造を実現することができる。 In the invention of [3], an effective arrangement structure of the Peltier element module can be realized without causing an unintended non-uniform effect.
［４］の発明では、［１］〜［３］の少なくともいずれかの効果に加え、人が着座した際に異物感のないより快適な座席を提供することができる。 In the invention of [4], in addition to the effect of at least one of [1] to [3], it is possible to provide a more comfortable seat without a foreign body sensation when a person sits down.
［５］の発明では、ペルチェ素子モジュールが表皮材の裏面に接触していることから、冷たさや、暖かさを効果的に人が体感できる。すなわち、必ずしも人体に触れる部分の全てを冷やしたり、又は温めたりしなくても、十分に冷たさや温かさを体感でき、ペルチェ素子モジュール同士が、略平面内において互いに離間するように配置されて構成されていることから、表皮材の裏面の全面にペルチェ素子モジュールを並べる構成と比較して、５０％〜９６％と大幅に電力消費量及び重量を低減することができるうえに、異物感を緩和することがきる。すなわち、電力消費量の低減、及び重量の増加を抑制しつつ人が体感できる人が着座した際に快適な自動車用座席を提供することができる。加えて、ペルチェ素子モジュール同士の最短距離が４ｃｍ〜２４ｃｍの範囲内で、略平面内において互いに離間するように配置したペルチェ素子モジュール間においても、人体の皮膚のみならず血流等を通して冷たさや、暖かさを伝えることから、人は十分に冷感又は温感を十分実感することができるとともに、ペルチェ素子モジュールの総電力消費量を確実に低減することができる人が着座した際に快適な自動車用座席を提供することができる。 In the invention of [5], since the Peltier element module is in contact with the back surface of the skin material, a person can effectively experience the coldness and warmth. That is, it is possible to experience sufficient coldness and warmth without necessarily cooling or warming all the parts that come into contact with the human body, and the Peltier element modules are arranged so as to be separated from each other in a substantially plane. Therefore, compared with the configuration in which the Peltier element modules are arranged on the entire back surface of the skin material, the power consumption and weight can be significantly reduced by 50% to 96%, and the foreign body sensation is alleviated. I can do it. That is, it is possible to provide an automobile seat that is comfortable when a person who can experience it is seated while suppressing the reduction of power consumption and the increase in weight. In addition, the shortest distance between the Peltier element modules is within the range of 4 cm to 24 cm, and even between the Peltier element modules arranged so as to be separated from each other in a substantially plane, not only the skin of the human body but also the coldness through the blood flow and the like. By transmitting warmth, a person can fully feel a feeling of coldness or warmth, and can surely reduce the total power consumption of the Peltier element module. A comfortable automobile when a person sits down. A seat can be provided.
［６］の発明では、意図しない不均一な効果を招くことなく、効果的に冷感又は温感を人に対して与えることができる自動車用座席を提供することができる。 According to the invention of [6], it is possible to provide an automobile seat capable of effectively giving a feeling of coldness or warmth to a person without causing an unintended non-uniform effect.
次に、本発明に係るペルチェ素子モジュールの配置構造、及び該配置構造を備えた座席、及び自動車用座席の実施形態について詳しく説明する。なお、本発明のペルチェ素子モジュールは、ｐ型及びｎ型半導体を有するペルチェ素子を複数個配列し構成した単位を意味し、例えば、外観は板状であってプラス極、マイナス極の端子がそれぞれ設けられている。ペルチェ素子モジュールを電源に接続し、給電することでペルチェ素子モジュールの一方の面が暖かくなり、反対面が冷たくなる。なお、電流の向きを入れ替えることで、暖かくなる面と冷たくなる面を反転させることができる。 Next, an arrangement structure of the Peltier element module according to the present invention, a seat provided with the arrangement structure, and an embodiment of an automobile seat will be described in detail. The Peltier element module of the present invention means a unit formed by arranging a plurality of Peltier elements having p-type and n-type semiconductors. For example, the appearance is plate-shaped, and the positive and negative terminals are respectively. It is provided. By connecting the Peltier element module to a power source and supplying power, one side of the Peltier element module becomes warm and the other side becomes cold. By switching the direction of the electric current, the surface that becomes warm and the surface that becomes cold can be reversed.
本発明に係るペルチェ素子モジュールの配置構造について、各実施例を図１〜図３に示す。なお、ペルチェ素子モジュール３が表皮材２の裏面に接触するとともに、ペルチェ素子モジュール３同士が、略平面内において互いに離間するように配置された構成され、表皮材２の面積に対する配置面積の比率が３％〜４５％の範囲内に配置した。さらに好ましい配置面積の比率は１５％〜４３％である。また、離間する前記ペルチェ素子モジュール３同士の最短距離が４ｃｍ〜２４ｃｍの範囲が好ましく、より好ましくは最短距離が４ｃｍ〜１２ｃｍの範囲である。また、表皮材２の略中心部を対称の中心として、ペルチェ素子モジュール３の配置が点対称であるのが好ましい。 Examples of the arrangement structure of the Peltier element module according to the present invention are shown in FIGS. 1 to 3. The Peltier element module 3 is in contact with the back surface of the skin material 2, and the Peltier element modules 3 are arranged so as to be separated from each other in a substantially flat surface, and the ratio of the arranged area to the area of the skin material 2 is It was placed in the range of 3% to 45%. A more preferable ratio of the arranged area is 15% to 43%. Further, the shortest distance between the Peltier element modules 3 to be separated is preferably in the range of 4 cm to 24 cm, and more preferably in the range of 4 cm to 12 cm. Further, it is preferable that the arrangement of the Peltier element modules 3 is point-symmetrical with the substantially central portion of the skin material 2 as the center of symmetry.
図１は、本発明に係るペルチェ素子モジュールの配置構造の第一の実施形態を示す平面図であり、図１において表皮材２の裏面に接触してペルチェ素子モジュール３を１２個備え、表皮材２はたて×よこが２４ｃｍ×３０ｃｍの大きさで、ペルチェ素子モジュール３は４ｃｍ角の大きさであり、ペルチェ素子モジュール３の表皮材２に対して占める面積比率は２７％となり、また、離間する前記ペルチェ素子モジュール３同士の最短距離は、４ｃｍ〜２４ｃｍの範囲であった。 FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the arrangement structure of the Peltier element module according to the present invention. In FIG. 1, 12 Peltier element modules 3 are provided in contact with the back surface of the skin material 2 and the skin material is provided. 2 has a size of 24 cm x 30 cm in length and width, and the Peltier element module 3 has a size of 4 cm square. The area ratio of the Peltier element module 3 to the skin material 2 is 27%, and the distance between them is 27%. The shortest distance between the Peltier element modules 3 was in the range of 4 cm to 24 cm.
図２は、本発明に係るペルチェ素子モジュールの配置構造の第二の実施形態を示す平面であり、図２において表皮材２の裏面に接触してペルチェ素子モジュール３を４個備え、表皮材２はたて×よこが４０ｃｍ×４０ｃｍの大きさで、ペルチェ素子モジュール３は４ｃｍ角の大きさであり、ペルチェ素子モジュール３の表皮材２に対して占める面積比率は４％となり、また、離間する前記ペルチェ素子モジュール３同士の最短距離は、４ｃｍ〜２４ｃｍの範囲であった。 FIG. 2 is a plane showing a second embodiment of the arrangement structure of the Peltier element module according to the present invention. In FIG. 2, the skin material 2 is provided with four Peltier element modules 3 in contact with the back surface of the skin material 2. The vertical and horizontal dimensions are 40 cm and 40 cm, the Peltier element module 3 is 4 cm square, and the area ratio of the Peltier element module 3 to the skin material 2 is 4%, and they are separated from each other. The shortest distance between the Peltier element modules 3 was in the range of 4 cm to 24 cm.
図３は、本発明に係るペルチェ素子モジュールの配置構造の第三の実施形態を示す平面であり、図３において表皮材２の裏面に接触してペルチェ素子モジュール３を１６個備え、表皮材２はたて×よこが４０ｃｍ×４０ｃｍの大きさで、ペルチェ素子モジュール３は４ｃｍ角の大きさであり、ペルチェ素子モジュール３の表皮材２に対して占める面積比率は１６％となり、また、離間する前記ペルチェ素子モジュール３同士の最短距離は、４ｃｍ〜２４ｃｍの範囲であった。 FIG. 3 is a plane showing a third embodiment of the arrangement structure of the Peltier element module according to the present invention. In FIG. 3, 16 Peltier element modules 3 are provided in contact with the back surface of the skin material 2 and the skin material 2 is provided. The vertical and horizontal dimensions are 40 cm and 40 cm, the Peltier element module 3 is 4 cm square, and the area ratio of the Peltier element module 3 to the skin material 2 is 16%, and they are separated from each other. The shortest distance between the Peltier element modules 3 was in the range of 4 cm to 24 cm.
本発明の表皮材２としては、特に限定はされないが、例えば繊維を含んでなる織物、編物、不織布、又は合成樹脂を含んでなる合成皮革もしくは人工皮革からなる群より選ばれる１もしくは複数からなることが好ましい。また、繊維としても特に限定されないが、例えば熱伝導繊維を含むことが好ましく、熱伝導繊維を含むことでペルチェ素子モジュールとの熱の交換が効率的に行える。熱伝導繊維としては、例えば、レーヨン繊維、キュプラ繊維、麻、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維等を挙げることができる。なかでもポリエチレン繊維が好ましい。 The skin material 2 of the present invention is not particularly limited, and is composed of one or more selected from the group consisting of, for example, a woven fabric containing fibers, a knitted fabric, a non-woven fabric, or a synthetic leather or an artificial leather containing a synthetic resin. Is preferable. Further, the fiber is not particularly limited, but for example, it is preferable to include a heat conductive fiber, and by including the heat conductive fiber, heat can be efficiently exchanged with the Peltier element module. Examples of the heat conductive fiber include rayon fiber, cupra fiber, hemp, polyvinyl chloride fiber, polyester fiber, polyethylene fiber and the like. Of these, polyethylene fiber is preferable.
ペルチェ素子モジュール３としては、外観の形状、大きさ、筐体の材質、ペルチェ素子の数も特に限定されることなく、一般に入手可能なものを用いればよく、例えば４ｃｍ角、５ｃｍ角等の大きさがある。 As the Peltier element module 3, the shape and size of the appearance, the material of the housing, and the number of Peltier elements are not particularly limited, and generally available ones may be used, for example, a size of 4 cm square, 5 cm square, or the like. There is.
ペルチェ素子モジュール３の筐体の材質としては、セラミック、熱可塑性樹脂、弾性樹脂を挙げることができ、これらを組合せてもよい。 Examples of the material of the housing of the Peltier element module 3 include ceramics, thermoplastic resins, and elastic resins, and these may be combined.
ペルチェ素子モジュール３を構成するペルチェ素子の数（カップル数）としては、適宜ペルチェ素子モジュール３の大きさや、形状に見合う数にすればよい。 The number of Peltier elements (couples) constituting the Peltier element module 3 may be appropriately set to a number suitable for the size and shape of the Peltier element module 3.
以上のようにして、電力消費量の低減、及び重量の増加を抑制しつつ人が体感できるペルチェ素子モジュールの効果的な配置構造を提供することができる。 As described above, it is possible to provide an effective arrangement structure of the Peltier element module that can be experienced by a person while suppressing the reduction of power consumption and the increase in weight.
本発明に係る座席について、実施例を図４、図５を示し説明する。 Examples of the seat according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
図４は、本発明に係る座席の一実施形態を示す断面図である。図４において、座席４は、表皮材２の裏面に接触してペルチェ素子モジュール３が配置され、最下層にシートパッド６が積層され、ペルチェ素子モジュール３が配置されていないところには、通気性のある断熱材５（目付６０ｇ／ｍ２の不織布で、厚みはペルチェ素子モジュールの厚み（３．３ｍｍ）と同じ））が配置されている。すなわち、ペルチェ素子モジュール３が表皮材２の裏面に接触するとともに、ペルチェ素子モジュール３同士が、略平面内において互いに離間するように配置された構成を備えており、表皮材２の面積に対する配置面積の比率が３％〜４５％の範囲内で配置した。なお、さらに好ましい配置面積の比率は１５％〜４３％である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of the seat according to the present invention. In FIG. 4, in the seat 4, the Peltier element module 3 is arranged in contact with the back surface of the skin material 2, the seat pad 6 is laminated on the lowermost layer, and the seat 4 is breathable where the Peltier element module 3 is not arranged. A heat insulating material 5 (a non-woven fabric having a grain size of 60 g / m 2 and having the same thickness as the thickness of the Peltier element module (3.3 mm)) is arranged. That is, the Peltier element module 3 is in contact with the back surface of the skin material 2, and the Peltier element modules 3 are arranged so as to be separated from each other in a substantially plane, and the arrangement area with respect to the area of the skin material 2 is provided. The ratio of the above was in the range of 3% to 45%. The ratio of the more preferable arrangement area is 15% to 43%.
図５は、図４に示す座席の平面図であり、表皮材２はたて×よこが２４ｃｍ×３０ｃｍの大きさで、ペルチェ素子モジュール３は４ｃｍ角の大きさであり、ペルチェ素子モジュール３の表皮材２に対して占める面積比率は２７％となり、また、離間する前記ペルチェ素子モジュール３同士の最短距離は、４ｃｍ〜２４ｃｍの範囲であった。なお、２つのペルチェ素子モジュールを１つのグループとし、まずＡグループとし、同様にＢ〜Ｆグループまで配置した。すなわち、同一のアルファベットは同じグループである。このようにグループ分けし、後述する官能評価試験Ｂによって評価した。 FIG. 5 is a plan view of the seat shown in FIG. 4, in which the skin material 2 has a vertical × horizontal size of 24 cm × 30 cm, the Peltier element module 3 has a size of 4 cm square, and the Peltier element module 3 has a size of 24 cm × 30 cm. The area ratio to the skin material 2 was 27%, and the shortest distance between the Peltier element modules 3 separated from each other was in the range of 4 cm to 24 cm. The two Peltier element modules were grouped into one group, first group A, and similarly arranged groups B to F. That is, the same alphabet is in the same group. The group was divided in this way and evaluated by the sensory evaluation test B described later.
前記シートパッド６としては、特に限定されず、綿、固綿、軟質ウレタンフォーム等を挙げることができる。座席の形状に合わせて、シートパッド６を所望の形に成形、又は成型すればよい。 The seat pad 6 is not particularly limited, and examples thereof include cotton, solid cotton, and soft urethane foam. The seat pad 6 may be molded or molded into a desired shape according to the shape of the seat.
前記断熱材５としては、放熱又は冷熱を通さないものであれば特に限定されない、例えば、発泡ポリエチレン、ポリウレタン、不織布、スタイロフォーム（登録商標）、自然布、合成布、天然スポンジ、合成スポンジ、クッション材料等が挙げることができる。 The heat insulating material 5 is not particularly limited as long as it does not allow heat dissipation or cold heat to pass through, for example, polyethylene foam, polyurethane, non-woven fabric, Styrofoam (registered trademark), natural cloth, synthetic cloth, natural sponge, synthetic sponge, cushion material. Etc. can be mentioned.
以上のようにして、人が着座した際に異物感のない快適な座席を提供することができる。なお、座面もしくは背もたれ、または、座面と背もたれに適用することで、自動車用座席を提供することができる。 As described above, it is possible to provide a comfortable seat without a foreign body sensation when a person is seated. In addition, a seat for an automobile can be provided by applying it to a seat surface or a backrest, or a seat surface and a backrest.
本願発明のペルチェ素子モジュールの配置構造について、次の官能評価試験Ａを行い、結果を表１に示した。 The following sensory evaluation test A was performed on the arrangement structure of the Peltier element module of the present invention, and the results are shown in Table 1.
＜官能評価試験Ａ＞
（ペルチェ素子モジュール）
外形４ｃｍ角（型番ＴＥＣ１−１２７１０、最大電流１０Ａ、最大電圧１５．２Ｖ、抵抗１．１６Ω、ペルチェ素子カップル数１２７個）
（表皮材）
織物（ポリエステル繊維１００％、目付１５８ｇ／ｃｍ２、経糸、緯糸とも太さ１００デニール、経密度、緯密度とも：６５本／インチの平織物（繊維表面の毛羽を除去した織物））
（電源）
安定化電源（「ＤＰＳ−３００３」（株式会社カスタム））を用い、３Ｖ、２Ａを給電
室温２５℃、相対湿度５０％の環境のもとで、ペルチェ素子モジュール９個を吸熱側が表皮材に接触するように、表皮材上に直線状に並べて表皮材が被験者の皮膚に触れるようにし、５人（男）の被験者の肩甲下部、腰部、大腿裏面の測定部位のそれぞれについて官能評価試験Ａを実施した。この時、被験者は両目にアイマスクを付けて行い、各試験はペルチェ素子モジュールの離間距離４ｃｍ、８ｃｍ、１２ｃｍ、１６ｃｍ、２０ｃｍ、２４ｃｍ、２８ｃｍの７種類について、直線状に並んだ９個のペルチェ素子モジュールを被験者の各測定部位にセットした後に、試験者がそのうちから任意の２個を選んで電源をオンにした。
被験者の回答をもとに、次の基準で数値化した。
「＋１」：２個のペルチェ素子モジュールを個別に冷たいと知覚できた
「−１」：２個のペルチェ素子モジュールを個別に冷たいと知覚できず、広く冷たいと知覚した
「０」 ：「＋１」、「−１」のいずれとも判断できず、判断に迷った
なお、各測定部位について各離間距離をランダムに２回行い、回答が「−１」と「＋１」となった場合には３回目を行い、３回目の回答を採用した。すなわち、各被験者の数値の集計は、回答が「−１」と「−１」の組合せの場合は「−１」とし、「−１」と「０」の組合せの場合も「−１」とし、「−１」と「＋１」の組合せの場合は、３回目の回答が「−１」」の場合「−１」とし、「−１」と「＋１」の組合せの場合は、３回目の回答が「０」の場合「０」とし、「−１」と「＋１」の組合せの場合は、３回目の回答が「＋１」の場合「＋１」とし、「０」と「０」の組合せの場合は「０」とし、「０」と「＋１」の組合せの場合は「＋１」とし、そして、「＋１」と「＋１」の組合せの場合も「＋１」とした。
こうして集計した値について測定部位の離間距離毎に被験者全員分を合計し、次の基準で評価し、「○」、「△」、「×」の３つに分類した。評価「○」と「△」は２個のペルチェ素子モジュールを個別に冷たいと知覚できた離間距離、「×」は知覚できない距離と評価した。
「○」：合計が−１以下
「△」：合計が０
「×」：合計が１以上
<Sensory evaluation test A>
(Peltier element module)
External shape 4 cm square (model number TEC1-12710, maximum current 10 A, maximum voltage 15.2 V, resistance 1.16 Ω, number of Peltier element couples 127)
(Skin material)
Woven fabric (100% polyester fiber, 158 g / cm 2 grain, 100 denier thickness for both warp and weft, both warp density and weft density: 65 lines / inch plain woven fabric (woven fabric with fluff removed from the fiber surface))
(power supply)
Powered 3V and 2A using a regulated power supply ("DPS-3003" (Custom Co., Ltd.))
In an environment of room temperature of 25 ° C. and relative humidity of 50%, nine Peltier element modules were arranged in a straight line on the skin material so that the heat absorbing side touched the skin material so that the skin material touched the skin of the subject. A sensory evaluation test A was performed on each of the measurement sites of the lower shoulder, lumbar region, and back of the thigh of five (male) subjects. At this time, the subject put eye masks on both eyes, and each test was performed with 9 Peltier elements arranged in a straight line for 7 types of Peltier element module separation distances of 4 cm, 8 cm, 12 cm, 16 cm, 20 cm, 24 cm, and 28 cm. After setting the element module to each measurement site of the subject, the examiner selected any two of them and turned on the power.
Based on the subjects' responses, they were quantified according to the following criteria.
"+1": Two Peltier element modules could be perceived as cold individually "-1": Two Peltier element modules could not be perceived as cold individually, but widely perceived as cold "0": "+1" , "-1" could not be judged, and it was difficult to judge. In addition, each separation distance was randomly set twice for each measurement site, and if the answers were "-1" and "+1", the third time. And adopted the third answer. That is, the total of the numerical values of each subject is "-1" when the answer is a combination of "-1" and "-1", and "-1" when the answer is a combination of "-1" and "0". , In the case of a combination of "-1" and "+1", if the third answer is "-1", it will be "-1", and if it is a combination of "-1" and "+1", it will be the third time. If the answer is "0", it is set to "0", if the answer is a combination of "-1" and "+1", it is set to "+1" if the third answer is "+1", and the combination of "0" and "0". Was set to "0", the combination of "0" and "+1" was set to "+1", and the combination of "+1" and "+1" was also set to "+1".
The values aggregated in this way were totaled for all subjects for each distance distance of the measurement site, evaluated according to the following criteria, and classified into three categories: "○", "Δ", and "×". Evaluations "○" and "Δ" were evaluated as distances at which the two Peltier element modules could be perceived as cold, and "x" was evaluated as a distance that could not be perceived.
"○": Total is -1 or less "△": Total is 0
"X": Total is 1 or more
表１から明らかなように、２個のペルチェ素子モジュールの離間距離が２４ｃｍ以下に配置された際には、人体の別々のところがそれぞれ冷たく感じるというよりは、全体が冷たいと感じた。すなわち、局部的な冷感ではなく、一体とした冷たさを感じるペルチェ素子モジュール配置構造であった。 As is clear from Table 1, when the distance between the two Peltier element modules was arranged to be 24 cm or less, the whole body felt cold rather than the separate parts of the human body. That is, it was a Peltier element module arrangement structure that felt an integrated cold feeling instead of a local cold feeling.
次に、図４に示す本発明に係る座席について、次の官能評価試験Ｂを行い、結果を表２に示した。 Next, the following sensory evaluation test B was performed on the seat according to the present invention shown in FIG. 4, and the results are shown in Table 2.
＜官能評価試験Ｂ＞
（ペルチェ素子モジュール）
官能評価試験Ａで用いたものと同一のペルチェ素子モジュールを１２個を配置した。
（表皮材）
合成皮革（目付７６０ｇ／ｃｍ２、厚み６５０μｍ、塩化ビニル樹脂、熱抵抗３５℃・ｍ２／Ｗ）
（電源）
１００Ｖ交流電源からＡＣアダプタにより９Ｖ、２．５Ａ給電
被験者：被験者Ａと被験者Ｂは、上衣は肌着（ポリエステル９４％、ポリウレタン６％、熱抵抗０．０２２℃・ｍ２／Ｗ）にポロシャツ（綿６５％、ポリエステル３５％、熱抵抗０．０２５℃・ｍ２／Ｗ）を着て、チノパン（綿６０％、ポリエステル３７％、ポリウレタン３％、熱抵抗０．０３３℃・ｍ２／Ｗ）を着用していた。また、被験者Ｃと被験者Ｄは、上衣はポロシャツ（綿６５％、ポリエステル３５％、熱抵抗０．０２５℃・ｍ２／Ｗ）を着て、チノパン（綿６０％、ポリエステル３７％、ポリウレタン３％、熱抵抗０．０３３℃・ｍ２／Ｗ）を着用していた。
室温２６℃、相対湿度６０％の環境のもとで、４人（男）の被験者（被験者Ａ、被験者Ｂ、被験者Ｃ、被験者Ｄ）が座席に深く座り、腰と背中が背もたれに当るように座り、座面（大腿裏面）、背もたれ（腰部）のそれぞれについて官能評価試験Ｂを実施した。１２個のペルチェ素子モジュールを、離間するように配置した（図４、図５参照）座席を用意した。図４と図５に示すように、ペルチェ素子モジュール３が表皮材２の裏面に接触するとともに、ペルチェ素子モジュール３同士が、略平面内において互いに離間するように配置された構成を備えており、表皮材２の面積に対する配置面積の比率が３％〜４５％の範囲内であり、ペルチェ素子モジュール３同士の最短距離が４ｃｍ〜２４ｃｍの範囲内に配置した。図５において、２つのペルチェ素子モジュールを１つのグループとし、まずＡグループとし、同様にＢ〜Ｆグループまで配置した。座席の中心付近において互いに対向するＡグループとＤグループ、ＢグループとＥグループ、ＣグループとＦグループのそれぞれの離間距離は８ｃｍであった。
同一グループ内は電気的に直列に接続され、それぞれ対向するＡグループとＤグループのペルチェ素子モジュール４個を同時に電流を流し駆動させ、１０秒経過後に電流を停止させ、続いてＢグループとＥグループのペルチェ素子モジュール４個を、その後ＣグループとＦグループのペルチェ素子モジュール４個を同様にして駆動と停止を繰り返すサイクルで３分間連続して官能評価試験Ｂを実施した。なお、ペルチェ素子モジュールの設定温度は、「冷たさ」の評価では座席の表皮材の温度より５℃低く、「暖かさ」の評価では座席の表皮材の温度より５℃高い温度に設定した。着座ののちにペルチェ素子モジュールの電源をオンした。ここで、同時に駆動するペルチェ素子モジュールは４個であることから、座席の座面表皮材に対する面積比率は８．９％で、座席の背もたれ表皮材に対する面積比率も８．９％であった。
４人の被験者について、「冷たさ」と「暖かさ」という温度変化について次の基準で評価した。
「◎」：温度変化を強く感じた
「○」：温度変化を感じた
「×」：温度変化を感じなかった
<Sensory evaluation test B>
(Peltier element module)
Twelve Peltier element modules, the same as those used in the sensory evaluation test A, were arranged.
(Skin material)
Synthetic leather (Metsuke 760 g / cm 2 , thickness 650 μm, vinyl chloride resin, thermal resistance 35 ° C. m 2 / W)
(power supply)
9V, 2.5A power supply from 100V AC power supply by AC adapter
Subject: Subject A and B had an undergarment (94% polyester, 6% polyurethane, thermal resistance 0.022 ° C.m 2 / W) and a polo shirt (65% cotton, 35% polyester, thermal resistance 0.025 ° C).・ M 2 / W) and chinos (60% cotton, 37% polyester, 3% polyurethane, thermal resistance 0.033 ° C. ・ m 2 / W) were worn. In addition, subject C and subject D wore a polo shirt (65% cotton, 35% polyester, thermal resistance 0.025 ° C. m 2 / W) and chinos (60% cotton, 37% polyester, 3% polyurethane). , Thermal resistance 0.033 ℃ ・ m 2 / W) was worn.
In an environment with a room temperature of 26 ° C and a relative humidity of 60%, four (male) subjects (subject A, subject B, subject C, subject D) sit deep in the seats so that their hips and back touch the backrest. A sensory evaluation test B was performed on each of the sitting, the seating surface (back of the thigh), and the backrest (lumbar region). Seats were prepared in which 12 Peltier element modules were arranged so as to be separated from each other (see FIGS. 4 and 5). As shown in FIGS. 4 and 5, the Peltier element module 3 is in contact with the back surface of the skin material 2, and the Peltier element modules 3 are arranged so as to be separated from each other in a substantially plane. The ratio of the arranged area to the area of the skin material 2 was in the range of 3% to 45%, and the shortest distance between the Peltier element modules 3 was arranged in the range of 4 cm to 24 cm. In FIG. 5, the two Peltier element modules are grouped into one group, first group A, and similarly arranged groups B to F. The distance between the A group and the D group, the B group and the E group, and the C group and the F group, which face each other near the center of the seat, was 8 cm.
The same group is electrically connected in series, and four Peltier element modules of the A group and D group facing each other are driven by passing a current at the same time, and the current is stopped after 10 seconds, and then the B group and the E group. The sensory evaluation test B was continuously carried out for 3 minutes in a cycle of repeating driving and stopping of the four Peltier element modules of the above group and then four Peltier element modules of the C group and the F group in the same manner. The set temperature of the Peltier element module was set to a temperature 5 ° C. lower than the temperature of the seat skin material in the evaluation of "coldness" and 5 ° C. higher than the temperature of the seat skin material in the evaluation of "warmth". After sitting down, the power of the Peltier element module was turned on. Here, since there are four Peltier element modules that are driven at the same time, the area ratio of the seat to the seat surface skin material was 8.9%, and the area ratio to the seat backrest skin material was also 8.9%.
Four subjects were evaluated for temperature changes of "coldness" and "warmth" according to the following criteria.
"◎": I strongly felt the temperature change "○": I felt the temperature change "×": I did not feel the temperature change
表２から明らかなように、いずれの被験者も座面（大腿裏面）、背もたれ（腰部）の両方とも「冷たさ」と「暖かさ」という温度変化を実感することができた。 As is clear from Table 2, all the subjects were able to experience the temperature changes of "coldness" and "warmth" on both the seat surface (back side of the thigh) and the backrest (lumbar region).
本発明のペルチェ素子モジュールの配置構造、及び該配置構造を備えた座席、及び自動車用座席は、電力消費量の低減に貢献し、人が感じる冷感又は温感を効果的に体感できることから、座席及び自動車用座席に好適である。 The arrangement structure of the Peltier element module of the present invention, the seat provided with the arrangement structure, and the seat for an automobile contribute to the reduction of power consumption and can effectively experience the feeling of coldness or warmth felt by a person. Suitable for seats and automobile seats.
１・・・ペルチェ素子モジュールの配置構造
２・・・表皮材
３・・・ペルチェ素子モジュール
４・・・座席
５・・・断熱材
６・・・シートパッド
1 ... Peltier element module arrangement structure 2 ... Skin material 3 ... Peltier element module 4 ... Seat 5 ... Insulation material 6 ... Seat pad
Claims (6)
ペルチェ素子モジュールと、を備え、
少なくとも２個以上の前記ペルチェ素子モジュールのそれぞれが、前記表皮材の裏面に接触するとともに、
前記ペルチェ素子モジュール同士が、略平面内において互いに離間するように配置されて構成され、
前記表皮材の面積に対する前記ペルチェ素子モジュールの配置面積の比率が、３％〜４５％の範囲であることを特徴とするペルチェ素子モジュールの配置構造。 With skin material
Equipped with a Peltier element module,
Each of at least two or more Peltier element modules comes into contact with the back surface of the skin material and
The Peltier element modules are arranged and configured so as to be separated from each other in a substantially plane.
The arrangement structure of the Peltier element module, wherein the ratio of the arrangement area of the Peltier element module to the area of the skin material is in the range of 3% to 45%.
前記表皮材が、繊維を含んでなる織物、編物、不織布、又は合成樹脂を含んでなる合成皮革もしくは人工皮革からなる群より選ばれる１もしくは複数からなることを特徴とする座席。 The Peltier element module arrangement structure according to any one of claims 1 to 3 is provided.
A seat characterized in that the skin material is one or more selected from the group consisting of woven fabrics containing fibers, knitted fabrics, non-woven fabrics, or synthetic leathers or artificial leathers containing synthetic resins.
前記座席は、表皮材と、
ペルチェ素子モジュールと、を備え、
少なくとも２個以上の前記ペルチェ素子モジュールのそれぞれが、前記表皮材の裏面に接触するとともに、
前記ペルチェ素子モジュール同士が、略平面内において互いに離間するように配置されて構成され、
前記表皮材の面積に対する前記ペルチェ素子モジュールの配置面積の比率が、３％〜４５％の範囲で、かつ
離間する前記ペルチェ素子モジュール同士の最短距離が４ｃｍ〜２４ｃｍの範囲であることを特徴とする自動車用座席。 In seats with seats and backrests
The seat is made of skin material and
Equipped with a Peltier element module,
Each of at least two or more Peltier element modules comes into contact with the back surface of the skin material and
The Peltier element modules are arranged and configured so as to be separated from each other in a substantially plane.
The ratio of the arrangement area of the Peltier element modules to the area of the skin material is in the range of 3% to 45%, and the shortest distance between the Peltier element modules separated from each other is in the range of 4 cm to 24 cm. Car seat.
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