JP6044506B2 - 車両用シート空調装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用シートにて空調風を吹き出す車両用シート空調装置に関するものである。
車両用シート空調装置に関する従来技術として、例えば特許文献1には、シート表面に形成された複数の微細孔から空調風を吹き出す車両用シート空調装置が開示されている。その特許文献1の車両用シート空調装置では、車室内のクールダウンおよびウォームアップが行われる時においてシート空調を開始する時に、シート表面からの吹出し風速が0.4m/s以下となるようにその吹出し風速が制限される。
特開2001−307731号公報
シート空調の開始時には、空気を加熱または冷却する熱交換器から吹出口に至る通風路において熱損失が大きいので、吹出空気の調温が不十分となり、それに起因して、車両用シートに着座しその吹出空気が吹き付けられる乗員の快適性を損なうという課題があった。特許文献1の車両用シート空調装置では、そのような調温が不十分な空気を弱く吹き出させることによって、その課題の解決を図っている。
しかし、特許文献1の車両用シート空調装置では、吹出空気の調温が不十分となっている期間内において、通風路を通過する空気の風量が小さいので、その空気から通風路へ移動する単位時間当たりの熱量が小さい。そのため、通風路を通過する空気の温度に通風路の温度がなかなか近づかず、乗員に向けた吹出し空気温度を十分に調温された温度にするまでに要する時間が長くなるという問題を生じていた。
本発明は上記点に鑑みて、空調開始時に吹出風量を抑制することを必要とせずに車両用シートに着座している乗員の快適性を維持することができる車両用シート空調装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明に係る車両用シート空調装置では、空気を送風する送風機(18)と、
送風機が送風する空気を加熱または冷却する熱交換器(20)と、
車室内へ開放され熱交換器から導かれた空気を吹き出す空気吹出部(122p、122q、321、422)と、
車両用シート(12)に着座している乗員を支持する車両用シートの乗員支持面(122k)上を占める乗員空間(34)から外れるように空気を吹き出す第1吹出状態と、乗員空間へ向けて空気を吹き出す第2吹出状態とに空気吹出部を択一的に切り替える第1切替装置(24)と、
空気吹出部から吹き出される空気が予め定められた調温状態に到達する前の調温前状態にある場合には、第1切替装置に、空気吹出部を第1吹出状態へ切り替えさせる一方で、空気吹出部から吹き出される空気が調温状態にある場合には、第1切替装置に、空気吹出部を第2吹出状態へ切り替えさせる制御装置(26)とを備えていることを特徴とする。
上述の発明によれば、制御装置は、空気吹出部から吹き出される空気が上記調温前状態にある場合には、第1切替装置に、空気吹出部を上記第1吹出状態へ切り替えさせる一方で、空気吹出部から吹き出される空気が上記調温状態にある場合には、第1切替装置に、空気吹出部を上記第2吹出状態へ切り替えさせるので、空調開始時に吹出風量を抑制することを必要とせずに、十分に調温されていない空気が乗員に吹き付けられることを回避することが可能である。そのため、車両用シートに着座している乗員の快適性を維持することができる。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載した各符号に対応したものである。
第1実施形態の車両用シート空調装置10とその車両用シート空調装置10が取り付けられた車両用シート12とを示した概略斜視図である。 図1の車両用シート12を見易く表示した車両用シート12の斜視図である。 第1実施形態における図1のIII−III断面図であって、シートクッション122およびシート空調装置10の断面図である。 第1実施形態における図1のIII−III断面図であって、図3とは異なり第2吹出口321bが開放されている状態を表している図である。 図3の制御装置26の制御処理を示すフローチャートである。 第2実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第1実施形態の図3に相当する図である。 第2実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第1実施形態の図4に相当する図である。 第3実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第1実施形態の図3に相当する図である。 第3実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第1実施形態の図4に相当する図である。 第4実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第1実施形態の図3に相当する図である。 第4実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第1実施形態の図4に相当する図である。 第5実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第4実施形態の図10に相当する図である。 第5実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第4実施形態の図11に相当する図である。 第6実施形態の特徴を示した図であって、空気吹出部321と空気吸込部441とを空気流れに沿った断面で表した断面図である。 図14の上側から空気吹出部321と空気吸込部441とを見た平面図である。 図14のXVI−XVI断面図である。 第6実施形態において送風機18の吸引力が吸入通風管44に作用しておらず空気吹出部321から空気が吹き出される場合の空気流れを示すための空気吹出部321と空気吸込部441との断面図であって、矢印によりその空気流れを示した図である。 図14のXVI−XVI断面図である図16に対する第1の変形例を示す図である。 図14のXVI−XVI断面図である図16に対する第2の変形例を示す図である。
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)
図1は、本実施形態の車両用シート空調装置10とその車両用シート空調装置10が取り付けられた車両用シート12とを示した概略斜視図である。車両用シート12のシートバック121とシートクッション122とのそれぞれに車両用シート空調装置が取り付けられているが、本発明が適用された車両用シート空調装置10(以下、単にシート空調装置10という)は、シートクッション122に取り付けられた車両用シート空調装置である。なお、図1において矢印DR1は車両の左右方向DR1すなわち車両幅方向DR1を表し、矢印DR2は車両の上下方向DR2すなわち車両上下方向DR2を表し、矢印DR3は車両の前後方向DR3すなわち車両前後方向DR3を表している。
図1に示す車両用シート12は、車両用シート12に着座している乗員すなわち着座者の背もたれとなるシートバック121と、その着座者の座部として機能し着座者の臀部および大腿部14を支持するシートクッション122とを備えている。車両用シート12は、車両幅方向DR1に対称的な形状をなしている。
図2は、図1の車両用シート12を見易く表示した車両用シート12の斜視図である。図3は、図1のIII−III断面図であって、シートクッション122およびシート空調装置10の断面図である。図3では、シートクッション122上に着座者の大腿部14が断面図示されている。また、シートクッション122およびシート空調装置10は車両幅方向DR1において略対称形状を成しているので、図3では、車両幅方向DR1での車両左側半分の図示を省略している。この図示の省略は、後述の図4、図6〜13でも同様である。
図2および図3に示すように、車両用シート12のシートクッション122は、弾力性を有する発砲ウレタン性のシートパッド122aと、シートパッド122aの着座者側の表面を覆うシート表皮122bとから構成されている。
シート表皮122bは、シートパッド122aの外形形状に沿うことができるように立体的に縫製されていると共に、吊り込み構造によりシートパッド122aの外形形状に追従している。その吊り込み構造は、シート表皮122bの裏面側に設けられた吊込みワイヤ122cをシートパッド122aに埋設されたインサートワイヤ122dに係止することにより、シートパッド122aの表面に形成された吊込み溝122eにシート表皮122bを吊り込む構成となっている。
この吊込みワイヤ122cおよびインサートワイヤ122dから成る吊込み部122fは、図2に示すように、車両幅方向DR1に並んで一対をなすように配置されており、シートクッション122の着座者側の表面形状に沿って車両前後方向DR3に延びるようにそれぞれ形成されている。そして、吊込み部122fは、図3に示すように、シート表皮122bをシートパッド122aへ接合している表皮接合部として機能している。
図2に示すように、シートクッション122の着座者側表面は、車両幅方向DR1に並んだ3つの部位、すなわち、右側シート周縁部122hと左側シート周縁部122iとそれらシート周縁部122h、122iの間に挟まれた中央着座部122jとから構成されている。その2つのシート周縁部122h、122iは中央着座部122jを挟んで対称的な形状をなしている。中央着座部122jの着座者側には、その着座者である乗員を支持する乗員支持面122k(図3参照)が形成されている。すなわち、中央着座部122jは乗員に直接接触して乗員を支持する乗員支持部である。
車両幅方向DR1において、右側シート周縁部122hと中央着座部122jとは一対の吊込み部122fのうちの一方を介して隣接し、左側シート周縁部122iと中央着座部122jとは一対の吊込み部122fのうちの他方を介して隣接している。なお、シートバック121の構造も上記したシートクッション122の構造と同様である。
図1および図3に示すように、シート空調装置10は車両用シート12に設けられ、シートクッション122の下方から側方にかけて設置されている。シート空調装置10は、車室内空調ユニット16からの空気または車室内の空気を吸い込み、その空気を加熱した温風を車両幅方向DR1におけるシートクッション122の両側から着座者の左右の大腿部14のそれぞれに吹き付ける空調装置である。要するに、シート空調装置10は、車両用シート12まわりから着座者へ温風を吹き出す空調装置である。なお、車室内空調ユニット16は、エバポレータおよびヒータコアを備えインストルメントパネル内に配置された一般的な空調ユニットであり、車室外に設けられた熱交換器により加熱または冷却される冷媒が循環されることにより車室内の空調を行う。
図3に示すように、シート空調装置10は、送風機18、熱交換器20、導入空気切替装置22、吹出風切替装置24、それらをつなぐ通風管、および制御装置26等を備えている。送風機18は、空気吸入口18aから吸い込んだ空気を空気吹出口18bから吹き出す電動の遠心式送風機である。送風機18は、制御装置26からの制御信号に従って回転して送風する。
送風機18の空気吸入口18aには吸入通風管28の一端が接続されており、その吸入通風管28の他端には、導入空気切替装置22が配設されている。その導入空気切替装置22は、回動ドア221と、その回動ドア221を制御装置26からの制御信号に従って回動するアクチュエータとを備えている。
導入空気切替装置22は、回動ドア221の回動位置に応じて、吸入通風管28の他端である空気吸入部28aを、車室内の空気を吸入通風管28に導入可能とする一方で車室内空調ユニット16からの空気導入を遮断する第1導入状態と、車室内からの空気導入を遮断する一方で車室内空調ユニット16からの空気を吸入通風管28に導入可能とする第2導入状態とに択一的に切り替える。このようにして、送風機18の空気吸入口18aには、車室内の空気または車室内空調ユニット16からの空気が導かれる。この車室内空調ユニット16からの空気は、例えば車室内空調ユニット16のフット吹出口に接続された配管から分岐した配管によって導かれるものであり、車室内空調ユニット16内のエバポレータを通った空調風である。
熱交換器20は、送風機18が送風する空気を加熱する加熱用熱交換器であり、例えば、PTCヒータで構成されている。そのPTCヒータは、詳細に言えば、所定温度にて電気抵抗値が急増する正の抵抗温度特性を有する電気抵抗体で構成されている。熱交換器20と送風機18の空気吹出口18bとの間には中継通風管30が設けられており、熱交換器20の空気流入側は中継通風管30を介して送風機18の空気吹出口18bに接続されている。
熱交換器20の空気流出側には吹出用通風管32が接続されており、その吹出用通風管32は車両幅方向DR1の一方と他方とにそれぞれ分岐している。吹出用通風管32における熱交換器20側とは反対側の端部は、車室内へ開放され熱交換器20から導かれた空気を吹き出す空気吹出部321となっている。その空気吹出部321は、車両幅方向DR1におけるシートクッション122の外側に配置されている。なお、吸入通風管28、中継通風管30、および吹出用通風管32は、例えば一体的に構成された樹脂製のダクト部材を構成している。
空気吹出部321には、車両幅方向DR1において外側に向けて開放された第1吹出口321aと、シートクッション122側の斜め上方に向けて開放された第2吹出口321b(図4参照)とが形成されている。図4は、図3と同様に図1のIII−III断面図であるが、図3とは異なり第2吹出口321bが開放されている状態を表している。なお、図3は、第1吹出口321aが開放されている状態を表している。
吹出風切替装置24は空気吹出部321に配設されている。その吹出風切替装置24は、回動ドア241と、その回動ドア241を制御装置26からの制御信号に従って回動するアクチュエータとを備えている。吹出風切替装置24は本発明の第1切替装置に対応する。
吹出風切替装置24は、回動ドア241の回動位置に応じて、空気吹出部321を、第1吹出口321aを開放する一方で第2吹出口321bを閉塞する第1吹出状態と、第1吹出口321aを閉塞する一方で第2吹出口321bを開放する第2吹出状態とに択一的に切り替える。すなわち、吹出風切替装置24は、第1吹出口321aと第2吹出口321bとを択一的に開放する。
空気吹出部321は、上記第1吹出状態に切り替えられると、第1吹出口321aが開放されるので、それにより、中央着座部122jの乗員支持面122k(図3参照)上を占める乗員空間34(図3参照)から外れるように空気を吹き出す。言い換えれば、その乗員空間34から離れる方向すなわち乗員空間34へ向かわない方向へ空気を吹き出す。その一方で、空気吹出部321は、上記第2吹出状態に切り替えられると、第2吹出口321bが開放されるので、それにより、乗員空間34へ向けて空気を吹き出す。なお、上記乗員空間34とは、乗員支持面122k上を占める三次元的な範囲を意味するので、乗員支持面122k上に着座者が居ても居なくても変わるものではない。
図3に示す制御装置26は、CPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路とから構成された電子制御装置であり、ROM等に予め記憶されたコンピュータプログラムに従って種々の制御処理を実行する。
シート空調装置10は、吹出温度センサ40など、一般的なシート空調装置が有するセンサ類を備えている。吹出温度センサ40は、吹出用通風管32内において空気吹出部321に設けられており、吹出用通風管32から吹き出される空気の温度すなわち吹出空気温度Tsptを検出する。制御装置26には、吹出温度センサ40等のセンサから検出信号が逐次入力され、制御装置26は、送風機18、熱交換器20、導入空気切替装置22、および吹出風切替装置24などを作動させて種々の空調制御を実行する。例えば、制御装置26は、後述する図5の制御処理を実行する。
図5は、制御装置26の制御処理を示すフローチャートである。例えば、シート空調装置10は、乗員に操作される不図示のシート空調スイッチがオンにされると動作状態となり、制御装置26は、送風機18に送風を開始させると共に熱交換器20に送風空気の加熱を開始させる。それと同時に、図5のフローチャートに示す制御処理を実行する。このとき、制御装置26は、導入空気切替装置22に、上記第1導入状態と第2導入状態との何れに吸入通風管28の空気吸入部28aを切り替えさせていても差し支えない。また、上記シート空調スイッチの他に乗員に操作される不図示の風量設定スイッチが設けられており、制御装置26は、送風機18の吹き出す風量が風量設定スイッチにより設定された設定風量となるように送風機18の回転速度を制御する。
先ず、図5のS101では、制御装置26は、吹出温度センサ40の検出信号から吹出空気温度Tsptを取得する。そして、空気吹出部321から吹き出される空気が予め定められた調温状態に到達する前の調温前状態にあるか否かを判定する。その調温状態とは、予め実験的に設定された空気の温度状態であって、具体的には吹出空気温度Tsptが予め実験的に設定された温度閾値T1spt以上になっている状態である。そして、調温前状態とは、熱交換器20が送風空気を加熱し始めてから調温状態に到達する前の状態であるので、具体的には吹出空気温度Tsptが温度閾値T1sptよりも低い状態である。すなわち、制御装置26は、吹出空気温度Tsptが温度閾値T1spt以上になっている場合には、空気吹出部321から吹き出される空気が調温状態にあると判定し、逆に、吹出空気温度Tsptが温度閾値T1sptよりも低い場合にはその空気が調温前状態にあると判定する。
S101において、空気吹出部321から吹き出される空気が調温前状態にあると判定した場合には、S102へ進む。その一方で、空気吹出部321から吹き出される空気が調温前状態にはないと判定した場合、すなわち、その空気が調温状態にあると判定した場合には、S103へ進む。
S102では、吹出風切替装置24に、空気吹出部321を図3に示す第1吹出状態へ切り替えさせる。制御装置26は、空気吹出部321から吹き出される空気が調温前状態にあると判定している間でも、送風機18の風量が風量設定スイッチによる設定風量となるように送風機18の回転速度を制御する。
S102の次はS101へ戻る。すなわち、空気吹出部321から吹き出される空気が調温前状態にあると判定している間は、空気吹出部321を第1吹出状態のまま継続させる。
S103では、吹出風切替装置24に、空気吹出部321を図4に示す第2吹出状態へ切り替えさせる。S103が終了すると、その後、一般的なシート空調装置が行う通常の空調制御を行う。その通常の空調制御では、例えば、上述したように送風機18の風量が風量設定スイッチによる設定風量となるように送風機18の回転速度を制御する。要するに、吹出風切替装置24はS101の判定結果に応じて作動させられるが、それ以外の機器例えば送風機18および熱交換器20は、S101の判定結果とは関係なく作動させられる。
なお、上述した図5の各ステップでの処理は、それぞれの機能を実現する手段を構成している。
上述したように、本実施形態によれば、制御装置26は、空気吹出部321から吹き出される空気が上記調温前状態にある場合には、吹出風切替装置24に、空気吹出部321を上記第1吹出状態へ切り替えさせる。その一方で、空気吹出部321から吹き出される空気が上記調温状態にある場合には、吹出風切替装置24に、空気吹出部321を上記第2吹出状態へ切り替えさせる。そして、第1吹出状態では、図3のように第1吹出口321aが開放される一方で第2吹出口321bが閉塞される。逆に、第2吹出状態では、図4のように第1吹出口321aが閉塞される一方で第2吹出口321bが開放される。従って、シート空調装置10の空調開始時に吹出風量を特許文献1のように抑制することを必要とせずに、十分に調温されていない空気が着座者に吹き付けられることを回避することが可能である。そのため、車両用シートに着座している着座者の快適性を損なわないようにすることができる。
また、例えば車室内を急速に暖房する急速暖房時において、着座者の快適性を損なわないようにしつつ熱交換器20において十分な風量を通過させることができるので、十分に調温された吹出空気を短時間で得ることが可能である。
また、本実施形態によれば、調温不十分な空気をシートクッション122から車両幅方向DR1外側に向けて吹き出す第1吹出口321aは吹出用通風管32の先端に設けられているので、第1吹出口321aから空気が吹き出されている場合に、熱損失の主要因である冷えた吹出用通風管32を、熱交換器20への接続部分からその反対側の空気吹出部321まで略全長にわたって加熱することができる。このことからも、例えば急速暖房時において、十分に調温された吹出空気を短時間で得ることが可能である。
また、本実施形態によれば、送風機18は吸入通風管28を通じて車室内空調ユニット16で調温された空調空気を吸い込むことができるので、その車室内空調ユニット16の空調能力を利用してシート空調を行うことが可能である。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。後述の第3実施形態以降でも同様である。
図6は、本実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第1実施形態の図3に相当する図である。図7は、本実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第1実施形態の図4に相当する図である。図7は、図6に対して吹出風切替装置24の導風部材242の向きが異なっている。
図6および図7に示すように、本実施形態の吹出用通風管32はシートクッション122の側方には回り込んでおらず、吹出用通風管32は空気吹出部321(図3参照)を有していない。吹出用通風管32における熱交換器20側とは反対側の端部322は、シートクッション122の下側からシートクッション122に形成された通風穴122mに接続されている。このシートクッション122の通風穴122mはシート表面にまで貫通しており右側シート周縁部122hにて開口している。このことは左側シート周縁部122i(図2参照)でも同様である。
本実施形態のシート空調装置10はベゼル42を備えている。そのベゼル42は、シートクッション122よりも硬度が高く弾性を有するゴムなど弾性部材で構成されている。ベゼル42には貫通孔である通風路421が形成されており、ベゼル42はその通風路421が通風穴122mに接続されるようにシートクッション122へ上側すなわち着座者側から差し込まれている。ベゼル42においてシートクッション122上に開口している端部は、車室内へ開放され熱交換器20から導かれた空気を吹き出す空気吹出部422となっている。
本実施形態の吹出風切替装置24は、ベゼル42の空気吹出部422に配設されている。そして、この吹出風切替装置24は、第1実施形態の回動ドア241(図3参照)に替えて導風部材242を備えている。その導風部材242は、空気吹出部422から吹き出す空気の吹出方向を変える導風板であり、第1実施形態の回動ドア241と同様に、制御装置26からの制御信号に従って作動するアクチュエータにより回動させられる。導風部材242は、車両幅方向DR1において図6の矢印AR01のようにシートクッション122から外側に向けて空気を吹き出させる第1回動位置と、図7の矢印AR02のように中央着座部122j側の斜め上方に向けて空気を吹き出させる第2回動位置とに択一的に位置決めされる。
図6および図7に示すように、吹出風切替装置24は、空気吹出部422から吹き出す空気の吹出方向を、上記のように第1回動位置または第2回動位置に位置決めされる導風部材242で変えることにより、空気吹出部422を、乗員空間34から外れるように空気を吹き出す第1吹出状態と、その乗員空間34へ向けて空気を吹き出す第2吹出状態とに択一的に切り替える。詳細には、導風部材242が図6のように第1回動位置に位置決めされると、空気吹出部422は第1吹出状態になる。その一方で、導風部材242が図7のように第2回動位置に位置決めされると、空気吹出部422は第2吹出状態になる。
上述したように、本実施形態によれば、第1実施形態と同様に空気吹出部422は第1吹出状態または第2吹出状態に切り替えられるので、それによる第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。
図8は、本実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第1実施形態の図3に相当する図である。図9は、本実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第1実施形態の図4に相当する図である。図8では、吹出風切替装置24の開閉ドア243の回動位置が図9に対して異なっている。
図8および図9に示すように、本実施形態の吹出用通風管32はシートクッション122の側方には回り込んでおらず、吹出用通風管32は空気吹出部321(図3参照)を有していない。吹出用通風管32における熱交換器20側とは反対側の端部322は、シートクッション122の下側からシートパッド122aに形成された通風路122nに接続されている。
このシートパッド122aの通風路122nは、熱交換器20からの空気をシート表面の全体へ送ることができるようにシートパッド122a内で枝分かれしており、シート表皮122bに向けて開放されている。また、シートクッション122は、その通風路122nに連通した吹出口122pを有している。このシートクッション122の吹出口122pは、通風路122nに連通しているので、熱交換器20から導かれた空気を吹き出す開口部である。そして、吹出口122pは、乗員支持面122k以外の部位、具体的には車両幅方向DR1に向いたシートクッション122の側面に形成されている。
シートクッション122の乗員支持面122kを含むシート表皮122bは、複数の微細孔122qが形成されているパーフォレーション付き表皮である。シート表皮122bは、例えば天然皮革または人工皮革で構成されている。そのシート表皮122bの微細孔122qはそれぞれ直径1mm程度の通風孔であり、熱交換器20から通風路122nを通って導かれた空気を着座者に対して吹き出す。シートクッション122の複数の微細孔122qの全部と吹出口122pとは全体として、車室内へ開放され熱交換器20から導かれた空気を吹き出す空気吹出部を構成している。
本実施形態の吹出風切替装置24は、シートクッション122の吹出口122pに配設されている。そして、この吹出風切替装置24は、第1実施形態の回動ドア241(図3参照)に替えて開閉ドア243を備えている。その開閉ドア243は、吹出口122pを開閉する部材であり、第1実施形態の回動ドア241と同様に、制御装置26からの制御信号に従って作動するアクチュエータにより回動させられる。開閉ドア243は、図8のように吹出口122pを開放する開位置と、図9のように吹出口122pを閉塞する閉位置とに択一的に位置決めされる。
また、シートクッション122の吹出口122pから空気を吹き出すときの通風抵抗は、複数の微細孔122qから空気を吹き出すときの通風抵抗よりも小さくなっている。そのため、吹出口122pが開放されれば、シートパッド122aの通風路122nを通る空気は複数の微細孔122qからは吹き出ずに専ら吹出口122pから吹き出す。逆に、吹出口122pが閉塞されれば、シートパッド122aの通風路122nを通る空気は複数の微細孔122qから吹き出す。すなわち、吹出風切替装置24は、吹出口122pと複数の微細孔122qとから成る空気吹出部を、乗員空間34から外れるように空気を吹き出す第1吹出状態へ切り替えるときには吹出口122pを図8のように開放する。その一方で、空気吹出部を、乗員空間34へ向けて空気を吹き出す第2吹出状態へ切り替えるときには吹出口122pを図9のように閉塞する。
上述したように、本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、上述の空気吹出部は第1吹出状態または第2吹出状態に切り替えられるので、それによる第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。
図10は、本実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第1実施形態の図3に相当する図である。図11は、本実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第1実施形態の図4に相当する図である。図11は、図10に対して吹出風切替装置24の回動ドア241の向きが異なっている。
図10および図11に示すように、本実施形態においては、送風機18の空気吸入側に設けられている部材および装置が第1実施形態に対して異なっている。具体的に本実施形態のシート空調装置10は、第1実施形態と異なり、車室内へ開放された吸込配管部としての吸入通風管44を備えている。その吸入通風管44は、車室内へ開放された空気吸込部441と、送風機18の空気吸入口18aに接続された空気流出部442と、空気吸込部441と空気流出部442とをつなぐ空気流路443とを有している。
車両幅方向DR1において、空気吸込部441はシートクッション122の左右両側それぞれに一対を成すように配設されている。そのため、空気流路443も空気流出部442から枝分かれするように分岐して、分岐した空気流路443の一方は空気吸込部441の一方につながり、分岐した空気流路443の他方は空気吸込部441の他方につながっている。
また、空気吸込部441は、空気吹出部321の第1吹出口321aから吹き出された空気の殆どを吸い込むようにその第1吹出口321aに隣接して配置されている。
このような吸入通風管44の構成から、空気流出部442は、空気吸込部441から吸い込まれた空気を送風機18の空気吸入側へ流出させ、送風機18は、その吸入通風管44から吸い込んだ空気を熱交換器20へ送り込む。
本実施形態によれば、第1実施形態と同様に空気吹出部321は第1吹出状態または第2吹出状態に切り替えられるので、それによる第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、図10に示すように、空気吹出部321の第1吹出口321aから吹き出された空気の殆どは吹出用通風管32に吸い込まれ、空気吹出部321が第1吹出状態にある間は空気が循環するので、十分に調温された吹出空気を短時間で得るという効果を向上させることが可能である。
なお、本実施形態を前述の第2、第3実施形態の何れかと組み合わせることも可能である。本実施形態を第2実施形態と組み合わせる場合には、例えば、空気吹出部422(図6参照)を、図3に示す第1実施形態の空気吹出部321のようにシートクッション122の外側に配置すればよい。
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第4実施形態と異なる点を主として説明する。
図12は、本実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第4実施形態の図10に相当する図である。図13は、本実施形態のシートクッション122およびシート空調装置10の断面図であって、第4実施形態の図11に相当する図である。
図12および図13に示すように、本実施形態では、送風機18の空気吸入側が第4実施形態と異なっている。具体的に言うと、第4実施形態では送風機18の空気吸入口18aに吸入通風管44の空気流出部442だけが接続されている。これに対し、本実施形態のシート空調装置10は導入空気切替装置22と吸入通風管28と吸込経路切替装置50とを備え、吸入通風管28の一端と吸入通風管44の空気流出部442とがそれぞれ経路切替装置50を介して送風機18の空気吸入口18aに接続されている。
本実施形態の導入空気切替装置22および吸入通風管28は、前述の第1実施形態のものと同様のものであるが、図12および図13では略して図示されている。従って、その導入空気切替装置22および吸入通風管28は、車室内空調ユニット16から導かれた空気または車室内からの空気を導入する空気導入部として機能する。
吸込経路切替装置50は、送風機18の空気吸入口18aと吸入通風管28および吸入通風管44との間に配設されている。その吸込経路切替装置50は、回動ドア501と、その回動ドア501を制御装置26(図3参照)からの制御信号に従って回動するアクチュエータとを備えている。
吸込経路切替装置50は、回動ドア501の回動位置に応じて、図12のように吸入通風管44の空気流出部442を送風機18の空気吸入口18aへ連通させる一方で吸入通風管28を塞ぐ第1連通状態と、図13のように吸入通風管44の空気流出部442を塞ぐ一方で吸入通風管28を送風機18の空気吸入口18aへ連通させる第2連通状態とに択一的に切り替わる。すなわち、吸込経路切替装置50は、吸入通風管44の空気流出部442と吸入通風管28とを択一的に送風機18の空気吸入口18aへ接続する装置であり、本発明の第2切替装置に対応する。
また、本実施形態の制御装置26は、吹出風切替装置24に空気吹出部321を上述の第1吹出状態へ切り替えさせるときには、それと共に、吸込経路切替装置50に吸入通風管44の空気流出部442を送風機18の空気吸入口18aへ接続させる。
具体的に言うと、制御装置26は、図5のS102において、図12に示すように、吹出風切替装置24に空気吹出部321を第1吹出状態へ切り替えさせると共に、吸込経路切替装置50を上記第1連通状態に切り替えさせる。また、図5のS103において、図13に示すように、吹出風切替装置24に空気吹出部321を第2吹出状態へ切り替えさせると共に吸込経路切替装置50を上記第2連通状態に切り替えさせる。
本実施形態によれば、本実施形態のシート空調装置10は第4実施形態と同様の構成を含んでいるので、第4実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、送風機18は吸入通風管28を通じて車室内空調ユニット16で調温された空調空気を吸い込むことができるので、その車室内空調ユニット16の空調能力を利用してシート空調を行うことが可能である。
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第5実施形態と異なる点を主として説明する。
本実施形態では、第5実施形態と異なり、図14〜16に示すように、吹出用通風管32の空気吹出部321と吸入通風管44の空気吸込部441とが一体的に構成されている。その図14は、空気吹出部321と空気吸込部441とを空気流れに沿った断面で表した断面図である。図15は、図14の上側から空気吹出部321と空気吸込部441とを見た平面図である。図16は、図14のXVI−XVI断面図である。
なお、図14に記載の矢印は、吸込経路切替装置50が第1連通状態に切り替えられ空気流路443に送風機18の吸引力が作用しているときの空気流れを示している。また、空気吹出部321および空気吸込部441は、シートクッション122の左右何れの側でも図14〜16に示すように形成され、シートクッション122を挟んで対称的な形状を成している。
図14〜16に示すように、吸入通風管44の軸方向すなわち図14の矢印ARstの方向に見ると、空気吹出部321は、空気吸込部441の外側にその空気吸込部441を取り囲むように環状に形成されている。そして、空気吹出部321および空気吸込部441は、送風機18が送風し吸込経路切替装置50が第1連通状態に切り替えられている場合(図12参照)、すなわち、送風機18の吸引力が吸入通風管44に作用している場合には、空気吹出部321から空気吸込部441へ空気が吸い込まれるように形成されている。このときの空気流れを図14の矢印は示している。
更に、空気吹出部321および空気吸込部441は、吸込経路切替装置50が第2連通状態に切り替えられている場合(図13参照)、すなわち、吸入通風管44が回動ドア501によって塞がれ送風機18の吸引力が吸入通風管44に作用していない場合には、空気吹出部321から乗員空間34(図13参照)へ向けて空気を吹き出すように形成されている。
具体的には、環状に形成された空気吹出部321の内側には第1開口321cが形成されており、送風機18の吸引力が吸入通風管44に作用している場合には、空気吹出部321から吹き出す空気はその第1開口321cを通って空気吸込部441へ流入する(図14参照)。
また、図14の矢印ARstの方向に見たときに、空気吸込部441を隠すように遮風板52が設けられており、空気吹出部321には、吹出用通風管32の軸方向に開口した第2開口321dが形成されている。この第2開口321dは、遮風板52まわりに環状に形成されている。送風機18の吸引力が吸入通風管44に作用しておらず空気吹出部321から空気が吹き出される場合には、その空気吹出部321から吹き出す空気は第2開口321dを通って車室内へ吹き出される(図17参照)。図17は、そのときの空気流れを示すための空気吹出部321と空気吸込部441との断面図であって、図17の矢印がその空気流れを示している。
図17に示すように、空気吹出部321から吹き出す空気は環状の第2開口321dから吹き出るので、空気吹出部321は、内側の空気流れの方が外側の空気流れよりも遅い環状噴流となるように空気を吹き出す。
図14および図17に示すように、本実施形態のシート空調装置10は、本発明の第1切替装置に第5実施形態にて対応する吹出風切替装置24を備えてはいない。但し、本実施形態では、吸込経路切替装置50(図12参照)が本発明の第1切替装置に対応する。そして、吸込経路切替装置50は上述の第1連通状態に切り替わることで、空気吹出部321を、図14に示すように乗員空間34(図12参照)へ向かわない方向へ空気を吹き出す第1吹出状態にする。逆に、吸込経路切替装置50は上述の第2連通状態に切り替わることで、空気吹出部321を、図17に示すように乗員空間34へ向けて空気を吹き出す第2吹出状態にする。
なお、上述の第5実施形態では吸込経路切替装置50が本発明の第2切替装置に対応するが、本実施形態では吸込経路切替装置50は本発明の第2切替装置には対応せず、本発明の第2切替装置に対応する装置は本実施形態では設けられていない。
本実施形態によれば、本実施形態のシート空調装置10は第5実施形態と同様の構成を含んでいるので、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、空気吹出部321は、吸込経路切替装置50が第2連通状態に切り替えられ送風機18が送風している場合には、環状噴流となるように空気を吹き出すので、その環状噴流の特性を活かして温風を遠くまで到達させることが可能である。
なお、本実施形態を前述の第4実施形態と組み合わせることも可能である。
(他の実施形態)
(1)上述の各実施形態において、送風機18は遠心式送風機であるが、その形式に限定はなく、例えば軸流式送風機であっても差し支えない。
(2)上述の各実施形態において、熱交換器20は、例えばPTCヒータであるが、PTCヒータなどの電気ヒータに限られるわけではなく、他の方式の加熱器であっても差し支えない。
(3)上述の各実施形態において、シート空調装置10は温風を吹き出す空調装置であるが、冷風を吹き出す空調装置であっても差し支えない。その場合には、熱交換器20は加熱用熱交換器ではなく、送風機18が送風する空気を冷却する冷却用熱交換器である。その冷却用熱交換器は、例えばペルチェ素子などで構成されている。冷風を吹き出すシート空調装置に本発明が適用されれば、十分に調温された冷風を短時間で吹き出させることができ、車室内を急速に冷房する急速冷房時において特に有効である。
シート空調装置10が冷風を吹き出す空調装置である場合においては、図5のS101において、制御装置26は、第1実施形態で説明した温度閾値T1sptに替えて予め実験的に定められた温度閾値T2sptを用い、吹出空気温度Tsptがその温度閾値T2sptよりも高い場合に、空気吹出部321から吹き出される空気が上述の調温前状態にあると判定する。
(4)上述の各実施形態において、図5のS101では、空気吹出部321から吹き出される空気が調温前状態にあるか否かは、吹出空気温度Tsptに基づいて判定されるが、他のパラメータに基づいて判定されてもよい。例えば、調温不十分な空気が吹出されるとすれば、熱交換器20による加熱開始当初だけであるので、制御装置26はタイマーを用いてS101の判定を行ってもよい。
タイマーを用いるとすれば、制御装置26は、熱交換器20による空気の加熱開始から予め実験的に定められた判定時間TIME1が経過するまで、空気吹出部321から吹き出される空気が上述の調温前状態にあると判定する。そして、その判定時間TIME1が経過すれば、空気吹出部321から吹き出される空気が上述の調温状態にあると判定する。なお、熱交換器20が冷却用熱交換器とされる変形例でも同様であり、その変形例では、熱交換器20による空気の冷却開始から判定時間TIME1が経過するまで、空気吹出部321から吹き出される空気が上記調温前状態にあると判定する。
(5)上述の第1〜3、5、6実施形態では、送風機18の空気吸入口18aには車室内の空気または車室内空調ユニット16からの空気が導入されるが、その空気吸入口18aにその何れか一方が導入されるだけであっても差し支えない。そのようにした場合には、導入空気切替装置22は不要である。
(6)上述の第6実施形態では、図14のXVI−XVI断面において空気吹出部321と空気吸込部441との全体は円形状を成しているが、図18のように楕円形状を成していてもよいし、図19のように矩形形状を成していてもよい。図18は、図14のXVI−XVI断面図である図16に対する第1の変形例を示す図であり、図19はその図16に対する第2の変形例を示す図である。
(7)上述の第3実施形態において、シート表皮122bは例えば天然皮革または人工皮革で構成されているが、モケット等の織布であっても差し支えない。その場合には、織布の織り目が微細孔122qとして機能する。
(8)上述の各実施形態において、シート空調装置10はシートクッション122に設けられているが、シートバック121に設けられていても差し支えない。
(9)上述の第2実施形態において、シートクッション122に形成された通風穴122mがシート空調装置10の通風路の一部を構成しているが、これは、その通風路がシートクッション122の撓みを吸収できるようにするためであるので、その通風穴122mに替えて蛇腹またはゴム管等がその通風路の一部を構成していても差し支えない。
(10)上述の第1、2、4〜6実施形態において、空気吹出部321、422は車両幅方向DR1において左右一対を成すように合計2つ設けられているが、その2つのうちの一方だけが設けられており他方が設けられていなくても差し支えない。このことは第3実施形態の吹出口122p(図8参照)に関しても同様である。
(11)上述の第2実施形態の図6において、空気吹出部422はシートクッション122のシート周縁部122h、122iに設けられているが、図3の空気吹出部321と同様にシートクッション122の外側に設けられていても差し支えない。
(12)上述の各実施形態では、空気吹出部321から吹き出される空気が調温前状態にあると図5のS101で判定されている間において、送風機18は、その送風機18の風量が風量設定スイッチによる設定風量となるように制御されるが、送風機18の風量がその設定風量よりも所定量多くなるように制御されても差し支えない。そのようにしたとすれば、送風機18の風量が設定風量となるように制御される場合と比較して、熱交換器20から空気吹出部321へ至る通風路が早期に暖まるようにすることが可能である。
(13)上述の各実施形態において、図5のフローチャートに示す各ステップの処理はコンピュータプログラムによって実現されるものであるが、ハードロジックで構成されるものであっても差し支えない。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記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、上記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るものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、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材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
10 車両用シート空調装置
12 車両用シート
122p 吹出口(空気吹出部)
122q 微細孔(空気吹出部)
18 送風機
20 熱交換器
24 吹出風切替装置(第1切替装置)
26 制御装置
321 空気吹出部
422 空気吹出部

Claims (12)

  1. 空気を送風する送風機(18)と、
    前記送風機が送風する空気を加熱または冷却する熱交換器(20)と、
    車室内へ開放され前記熱交換器から導かれた空気を吹き出す空気吹出部(122p、122q、321、422)と、
    車両用シート(12)に着座している乗員を支持する前記車両用シートの乗員支持面(122k)上を占める乗員空間(34)から外れるように空気を吹き出す第1吹出状態と、前記乗員空間へ向けて空気を吹き出す第2吹出状態とに前記空気吹出部を択一的に切り替える第1切替装置(24、50)と、
    前記空気吹出部から吹き出される空気が予め定められた調温状態に到達する前の調温前状態にある場合には、前記第1切替装置に、前記空気吹出部を前記第1吹出状態へ切り替えさせる一方で、前記空気吹出部から吹き出される空気が前記調温状態にある場合には、前記第1切替装置に、前記空気吹出部を前記第2吹出状態へ切り替えさせる制御装置(26)とを備えていることを特徴とする車両用シート空調装置。
  2. 前記空気吹出部(321)は、前記第1切替装置(24)により択一的に開放され空気を吹き出す第1吹出口(321a)と第2吹出口(321b)とを備え、前記第1吹出口が開放されることにより前記第1吹出状態になり、前記第2吹出口が開放されることにより前記第2吹出状態になることを特徴とする請求項1に記載の車両用シート空調装置。
  3. 前記第1切替装置(24)は、前記空気吹出部から吹き出す空気の吹出方向を変える導風部材(242)を有し、その空気の吹出方向を前記導風部材で変えることにより前記空気吹出部を前記第1吹出状態と前記第2吹出状態とに択一的に切り替えることを特徴とする請求項1に記載の車両用シート空調装置。
  4. 前記空気吹出部(122p、122q)は、前記車両用シートの前記乗員支持面に形成され前記熱交換器から導かれた空気を吹き出す複数の微細孔(122q)と、前記乗員支持面以外の部位に形成され前記熱交換器から導かれた空気を吹き出す吹出口(122p)とを有し、
    前記吹出口から空気を吹き出すときの通風抵抗は、前記複数の微細孔から空気を吹き出すときの通風抵抗よりも小さくなっており、
    前記第1切替装置(24)は、前記空気吹出部を前記第1吹出状態へ切り替えるときには前記吹出口を開放する一方で、前記空気吹出部を前記第2吹出状態へ切り替えるときには前記吹出口を閉塞することを特徴とする請求項1に記載の車両用シート空調装置。
  5. 前記車室内へ開放され前記第1吹出状態の前記空気吹出部から吹き出された空気を吸い込むように前記空気吹出部に隣接して配置された空気吸込部(441)と、その空気吸込部から吸い込まれた空気を前記送風機の空気吸入側へ流出させる空気流出部(442)と、前記空気吸込部と前記空気流出部とをつなぐ空気流路(443)とを有している吸込配管部(44)を備えていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用シート空調装置。
  6. 前記車両用シートとは別個に設けられる車室内空調ユニット(16)から導かれた空気または前記車室内からの空気を導入する空気導入部(22、28)と、
    前記吸込配管部の空気流出部と前記空気導入部とを択一的に前記送風機の空気吸入側へ接続する第2切替装置(50)とを備え、
    前記制御装置は、前記第1切替装置に前記空気吹出部を前記第1吹出状態へ切り替えさせるときには、それと共に前記第2切替装置に前記吸込配管部の空気流出部を前記送風機の空気吸入側へ接続させ、前記第1切替装置に前記空気吹出部を前記第2吹出状態へ切り替えさせるときには、それと共に前記第2切替装置に前記空気導入部を前記送風機の空気吸入側へ接続させることを特徴とする請求項5に記載の車両用シート空調装置。
  7. 前記車室内へ開放され前記第1吹出状態の前記空気吹出部から吹き出された空気を吸い込むように前記空気吹出部に隣接して配置された空気吸込部(441)と、その空気吸込部から吸い込まれた空気を前記送風機の空気吸入側へ流出させる空気流出部(442)と、前記空気吸込部と前記空気流出部とをつなぐ空気流路(443)とを有している吸込配管部(44)を備え、
    前記空気吹出部は、前記空気吸込部の外側にその空気吸込部を取り囲むように環状に形成され、
    前記空気吹出部と前記空気吸込部とは、前記送風機の吸引力が前記吸込配管部に作用しているときには前記空気吹出部から前記空気吸込部へ空気が吸い込まれるように、互いに一体的に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用シート空調装置。
  8. 前記空気吹出部は、内側の空気流れの方が外側の空気流れよりも遅い環状噴流となるように空気を吹き出すことを特徴とする請求項7に記載の車両用シート空調装置。
  9. 前記車両用シートとは別個に設けられる車室内空調ユニット(16)から導かれた空気または前記車室内からの空気を導入する空気導入部(22、28)を備え、
    前記第1切替装置(50)は、前記吸込配管部の空気流出部と前記空気導入部との一方を前記送風機の空気吸入側へ接続し他方を閉塞するものであり、
    前記制御装置は、前記第1切替装置に前記吸込配管部の空気流出部を前記送風機の空気吸入側へ接続させることで、前記空気吹出部を前記第1吹出状態へ切り替えさせ、逆に、前記第1切替装置に前記吸込配管部の空気流出部を閉塞させることで、前記空気吹出部を前記第2吹出状態へ切り替えさせることを特徴とする請求項7または8に記載の車両用シート空調装置。
  10. 前記熱交換器は、空気を加熱する加熱用熱交換器であり、
    前記制御装置は、前記空気吹出部から吹き出される空気の温度(Tspt)が予め定められた温度閾値(T1spt)よりも低い場合には、前記空気吹出部から吹き出される空気が前記調温前状態にあると判定することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の車両用シート空調装置。
  11. 前記熱交換器は、空気を冷却する冷却用熱交換器であり、
    前記制御装置は、前記空気吹出部から吹き出される空気の温度(Tspt)が予め定められた温度閾値(T2spt)よりも高い場合には、前記空気吹出部から吹き出される空気が前記調温前状態にあると判定することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の車両用シート空調装置。
  12. 前記制御装置は、前記熱交換器による空気の加熱開始または冷却開始から予め定められた判定時間(TIME1)が経過するまで、前記空気吹出部から吹き出される空気が前記調温前状態にあると判定することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の車両用シート空調装置。
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