JP6458644B2 - 乗物用空調シート - Google Patents

Description

本発明は、内部に送風手段と加熱手段とを備える乗物用空調シートに関する。

この種の乗物用空調シートとして、例えば下記特許文献１がある。特許文献１は、シートバックとシートクッションの内部に、それぞれ電気ヒータ及び送風ユニットを内蔵している。そして、シートカバーを電気ヒータにより加熱すると同時に、送風ユニットの送風空気をシートカバーに設けられた吹出開口部から吹き出し可能となっている。このとき、車室内環境によって乗員がシートが熱すぎると感じたり、冷たすぎると感じることを避けるため、１つの操作手段によって電気ヒータによる発熱量と送風ユニットからの送風量をそれぞれ調節可能となっている。

すなわち、特許文献１では、基本的に送風ユニット主体のクールモードと電気ヒータ主体のヒートモードの２つのモードを有する。そのうえで、各モードにおいて過熱や過冷を防ぐため、必要に応じて送風ユニットや電気ヒータを予備的に併用している。特許文献１では、シートクッションでもシートバックでも、全面を一様に温度調節している。

特開２００３−２３７３５４号公報

ところで、この種の乗物用空調シートでは、夏季にクールモードを使用し、冬季にヒートモードを使用するのみであって、春季や秋季にはあまり使用しないことが多い。春季や秋季に使用すれば、身体が冷えすぎたり蒸れたりすることで、逆に不快感を感じるからである。特許文献１でも、車室内環境に応じてクールモードにおける過冷やヒートモードにおける過熱を避けることができるものの、クールモード及びヒートモードの域を脱しず、やはり春季や秋季にはあまり使用されないことが想定される。これでは、乗物用空調シートの搭載メリットを最大限活かしきれていない。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、春季や秋季にも快適に使用できるモードを備える乗物用空調シートを提供することを目的とする。

そのための手段として、本発明は、内部に送風手段と加熱手段とを備える乗物用空調シートである。当該乗物用空調シートでは、前記送風手段により温度調節する領域と、前記加熱手段により温度調節する領域とのうち、少なくともいずれか一方を複数の領域に区分けしている。また、当該乗物用空調シートは、前記送風手段のみにより温度調節するクールモード、前記加熱手段のみにより温度調節するヒートモード、及び前記送風手段と加熱手段の双方を併用して温度調節するミックスモードを有する。前記ミックスモードでは、前記区分けされた各領域毎に送風手段による送風量と前記加熱手段による加熱量とを異ならせて、各領域毎に調節温度を行うことができる。

例えば前記ミックスモードには、前記送風手段によるクールモードを主体としながら、一部の領域において前記加熱手段も併用する冷え防止モードを含む。また、別の前記ミックスモードとして、前記加熱手段によるヒートモードを主体としながら、一部の領域において前記送風手段も併用する蒸れ防止モードをも含む。

本発明の乗物用空調シートは、前記送風手段のみにより温度調節するクールモードと、前記加熱手段のみにより温度調節するヒートモードに加えて、前記送風手段と加熱手段の双方を併用して温度調節するミックスモードを有する。したがって、従来と同様に夏季には前記クールモード、冬季には前記ヒートモードを使用しながら、春季や秋季にもこれらの季節に応じて領域毎に温度調節されたミックスモードを快適に使用することができる。つまり、春季や秋季にも乗物用空調シートを快適に使用することができ、乗物用空調シートの搭載メリットを最大限活かすことができる。

乗物用空調シートの概略断面図である。 乗物用空調シートの斜視図である。 クールモードの模式図である。 ヒートモードの模式図である。 冷え防止モードの模式図である。 冷え防止弱モードの模式図である。 蒸れ防止モードの模式図である。 蒸れ防止強モードの模式図である。 蒸れ防止弱モードの模式図である。 蒸れ防止強モードの別例を示す模式図である。 蒸れ防止強モードのさらに別例を示す模式図である。

本発明の空調シートは、自動車等の車両のほか、電車や新幹線等の列車、航空機、及び船舶などの各種乗物用シートに適用できる。そのうで、本実施形態の空調シート１は、図１等に示すように、乗員の背凭れとなるシートバック２と、乗員の着座部となるシートクッション３とを有する。

シートバック２は、骨格を成す金属製のバックフレームと、クッション材となる発泡樹脂製のバックパッド２１と、バックパッド２１の外面を覆うバックカバー２２とを有する。図１等には、バックフレームのうち、アッパフレーム２０ａ、アッパパネル２０ｂ、ロアパネル２０ｃが図示されている。アッパフレーム２０ａは、図外の左右のサイドフレームの上端同士に一体連結されている。アッパパネル２０ｂは、図外の左右のサイドフレームの上端部同士の間に架設されている。ロアパネル２０ｃは、図外の左右のサイドフレームの下端部同士の間に架設されている。符号２３は、シートバック２の背面を覆う、合成樹脂製の背面パネルである。

また、シートバック２の内部には、送風手段として送風ファン２５が内蔵されている。詳しくは、バックパッド２１と背面パネル２３との間の内部空間に、送風ファン２５が配設されている。送風ファン２５は、バックパッド２１又は背面パネル２３へ固設することができる。又は、専用のブラケットやステー等を用いて、バックフレームの一部へ固定することもできる。送風ファン２５としては、通電により駆動して気体を強制的に流動させるものであれば特に限定されない。具体的には、給気（吹出し）ファン又は吸気（吸込み）ファンのいずれも使用することもできる。又は、給気と吸気とを切り替え可能なファンを使用することもできる。図示していないが、送風ファン２５は、ケーブルを介して図外の電源（バッテリ）と電気的に連結されている。

バックパッド２１の内部には、一連の通風路が、バックパッド２１の面方向全体に亘って分岐状に形成されている。バックパッド２１の前面（座面）には、通風路と連通する複数の開口２１ｂが、前面全体に形成されている。ここで、本実施形態では、送風ファン２５による温度調節の領域を分けるため、通風路が上下２つの領域に区分けされている。具体的には、シートバック２の上部領域の温度調節を行う上部通風路２１ａｕと、シートバック２の下部領域の温度調節を行う下部通風路２１ａｄとに区分けされている。上部通風路２１ａｕは、乗員の肩甲骨周辺に対応する。下部通風路２１ａｄは、乗員の腰周辺に対応する。上部通風路２１ａｕと下部通風路２１ａｄとは、互いに独立している。上部通風路２１ａｕ及び下部通風路２１ａｄは、それぞれ上部ダクト２６ｕ及び下部ダクト２６ｄを介して送風ファン２５と連通している。上部ダクト２６ｕ及び下部ダクト２６ｄの内部には、当該上部ダクト２６ｕ及び下部ダクト２６ｄの連通状態と遮断状態とを切り替えるシャッタ２７ｕ及びシャッタ２７ｄが、それぞれ配設されている。シャッタ２７ｕ及びシャッタ２７ｄの切り替えは、空調制御装置により制御される。

バックカバー２２には、革材又は織物が使用される。バックカバー２２が革材の場合は通気性が無いので、面全体に小孔を多数形成して、通気性を確保する。バックカバー２２が織物の場合は、繊維相互間の隙間により通気性が確保されるので、わざわざ小孔を設ける必要は無い。

バックパッド２１とバックカバー２２との間には、加熱手段としてヒータが設けられている。ヒータとしては、通電により発熱する電熱線を好適に使用できる。電熱線は、シートバック２の前面全体に配索されている。そのうで、本実施形態では、ヒータによる加熱領域も上下２つの領域に区分けされている。具体的には、図２にも示すように、シートバック２の上部領域の温度調節を行う上部ヒータ２８ｕと、シートバック２の下部領域の温度調節を行う下部ヒータ２８ｄとに区分けされている。上部ヒータ２８ｕは、上部通風路２１ａｕと共に乗員の肩甲骨周辺に対応する。下部ヒータ２８ｄは、下部通風路２１ａｄと共に乗員の腰周辺に対応する。上部ヒータ２８ｕと下部ヒータ２８ｄとは、互いに独立している。図示していないが、上部ヒータ２８ｕ及び下部ヒータ２８ｄは、ケーブルを介して図外の電源（バッテリ）とそれぞれ電気的に連結されている。

図１に戻って、シートクッション３は、骨格を成す金属製のクッションフレームと、クッション材となる発泡樹脂製のクッションパッド３１と、クッションパッド３１の外面を覆うクッションカバー３２とを有する。図１等には、クッションフレームのうち、フロントパイプ３０ｆとリアパイプ３０ｒが図示されている。フロントパイプ３０ｆは、図外の左右のサイドフレームの前端部同士の間に架設されている。リアパイプ３０ｒは、図外の左右のサイドフレームの後端部同士の間に架設されている。フロントパイプ３０ｆには、クッションカバー３２の前縁が係止される。リアパイプ３０ｒには、クッションカバー３２の後縁が係止される。

シートクッション３の内部には、送風手段として送風ファン３５が内蔵されている。詳しくは、クッションパッド３１の下方空間に、送風ファン３５が配設されている。送風ファン３５は、クッションパッド３１へ固設したり、専用のブラケットやステー等を用いて、クッションフレームの一部へ固定することもできる。送風ファン３５としては、シートバック２で使用する送風ファン２５と同じものを使用すればよい。図示していないが、送風ファン３５は、ケーブルを介して図外の電源と電気的に連結されている。

クッションパッド３１の内部には、一連の通風路が、クッションパッド３１の面方向全体に亘って分岐状に形成されている。クッションパッド３１の上面（座面）には、通風路と連通する複数の開口３１ｂが、上面全体に形成されている。ここで、本実施形態では、送風ファン３５による温度調節の領域を分けるため、通風路が前後２つの領域に区分けされている。具体的には、シートクッション３の前部領域の温度調節を行う前部通風路３１ａｆと、シートクッション３の後部領域の温度調節を行う後部通風路３１ａｒとに区分けされている。前部通風路３１ａｆは、乗員の太腿周辺に対応する。後部通風路３１ａｒは、乗員の臀部周辺に対応する。前部通風路３１ａｆと後部通風路３１ａｒとは、互いに独立している。前部通風路３１ａｆ及び後部通風路３１ａｒは、それぞれ前部ダクト３６ｆ及び後部ダクト３６ｒを介して送風ファン３５と連通している。前部ダクト３６ｆ及び後部ダクト３６ｒの内部には、当該前部ダクト３６ｆ及び後部ダクト３６ｒの連通状態と遮断状態とを切り替える前部シャッタ３７ｆ及び後部シャッタ３７ｒが、それぞれ配設されている。前部シャッタ３７ｆ及び後部シャッタ３７ｒの切り替えは、空調制御装置により制御される。

クッションカバー３２には、バックカバー２２と同じものを使用すればよい。そのうえで、クッションパッド３１とクッションカバー３２との間には、加熱手段としてヒータが設けられている。ヒータとしては、通電により発熱する電熱線を好適に使用できる。電熱線は、シートクッション３の上面全体に配索されている。そのうで、本実施形態では、ヒータによる加熱領域も前後２つの領域に区分けされている。具体的には、図２にも示すように、シートクッション３の前部領域の温度調節を行う前部ヒータ３８ｆと、シートクッション３の後部領域の温度調節を行う後部ヒータ３８ｒとに区分けされている。前部ヒータ３８ｆは、前部通風路３１ａｆと共に乗員の太腿周辺に対応する。後部ヒータ３８ｒは、後部通風路３１ａｒと共に乗員の臀部周辺に対応する。前部ヒータ３８ｆと後部ヒータ３８ｒとは、互いに独立している。図示していないが、前部ヒータ３８ｆ及び後部ヒータ３８ｒは、ケーブルを介して図外の電源とそれぞれ電気的に連結されている。

空調制御装置には、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含んで構成される周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路から構成される。ＲＯＭ内に空調制御のための制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに基づいて、ＲＡＭ上で各種演算処理を行う。

空調シート１の空調は、各モードに対応した操作スイッチ（図示せず）により行うことができる。操作スイッチは、空調シート１の側面や、インストルメントパネル等に設けることができる。又は、カーナビゲーションシステムの表示画面において操作できるよう構成することもできる。各操作スイッチからの操作信号が空調制御装置へ入力され、これに基づき空調制御装置から送風ファン２５・３５やヒータ２８ｕ・２８ｄ・３８ｆ・３８ｒ等へ、必要な操作信号が出力される。

本実施形態では、送風ファン２５・３５のみによって乗員の体感温度を調節するクールモード、ヒータ２８・３８のみによって乗員の体感温度を調節するヒートモード、及びこれらを一部の領域で併用したミックスモードが設定されている。

クールモードは、主として夏季に使用されるモードである。クールモードでは、図３に示すように、全てのシャッタ２７ｕ・２７ｄ・３７ｆ・３７ｒが開かれる。これにより、全てのダクト２６ｕ・２６ｄ・３６ｆ・３６ｒが連通状態となる。そのうえで、両送風ファン２５・３５が駆動される。すると、各通風路２１ａｕ・２１ａｄ・３１ａｆ・３１ａｒを通して全ての開口２１ｂ・３１ｂを空気が流動する。これにより、シートバック２及びシートクッション３の座面全体において、乗員は涼しさを感じる。

なお、クールモードの操作スイッチに強弱ボタンを設けたり、専用の操作ダイヤル等を設けて、空気の流動量を変動可能に構成することもできる。また、送風ファン２５・３５は、給気ファンと吸気ファンのいずれでもよい。すなわち、開口２１ｂ・３１ｂから空気が吹き出すように構成してもよいし、開口２１ｂ・３１ｂから空気が吸い込まれるように構成してもよい。いずれにおいても、乗員は涼しさを感じるからである。各モードを示す図３〜図１１には、開口２１ｂ・３１ｂから空気が吹き出す態様を例示している。

ヒートモードは、主として冬季に使用されるモードである。ヒートモードでは、図４に示すように、全てのシャッタ２７ｕ・２７ｄ・３７ｆ・３７ｒが閉ざされ、全てのダクト２６ｕ・２６ｄ・３６ｆ・３６ｒが遮断されている。そのうえで、全てのヒータ２８ｕ・２８ｄ・３８ｆ・３８ｒに通電される。これにより、シートバック２及びシートクッション３の座面全体が加熱され、乗員は暖かさを感じる。なお、ヒートモードでも操作スイッチに強弱ボタンを設けたり、専用の操作ダイヤル等を設けて、加熱量を変動可能に構成することもできる。

ミックスモードとしては、例えば図５に示すような冷え防止モードを設定できる。当該冷え防止モードは、春季又は秋季の比較的暖かい時期に使用するモードである。冷え防止モードは、基本的にはクールモードを主体としながら、一部の領域ではヒータも併用するモードである。具体的には、シートバック２とシートクッション３の座面全体において空調すると同時に、シートバック２の下部領域にある下部ヒータ２８ｄと、シートクッション３の後部領域にある後部ヒータ３８ｒに通電される。これにより、乗員の腰から臀部周辺の過冷が防止され、乗員の身体が必要以上に冷やされるような不快感なく快適に空調機能を使用することができる。

当該冷え防止モードでも、強弱ボタン等により強弱モードを設定することができる。例えば冷え防止弱モードを設定する場合は、図６に示すように、シートバック２の上部領域及びシートクッション３の前部領域における空調量を抑える一方、シートバック２の下部領域及びシートクッション３の後部領域では、空調を停止する。そのためには、上部シャッタ２７ｕ及び前部シャッタ３７ｆによって上部ダクト２６ｕ及び前部ダクト３６ｆの開口量を抑えればよい。一方、下部ダクト２６ｄ及び後部ダクト３６ｒは、下部シャッタ２７ｄ及び後部シャッタ３７ｒによって閉じておく。その代わり、下部ヒータ２８ｄ及び後部ヒータ３８ｒに微量の電気を通電して、僅かに加熱するよう構成することができる。

また、ミックスモードとして、蒸れ防止モードを設定することもできる。当該蒸れ防止モードは、春季又は秋季の比較的涼しい時期に使用するモードである。蒸れ防止モードは、基本的にはヒートモードを主体としながら、一部の領域において送風ファンによる空調も併用するモードである。例えば図７に示すように、シートバック２の座面全体とシートクッション３の前部領域を、それぞれヒータ２８ｕ・２８ｄ・３８ｆによって加熱する。一方、シートクッション３の後部領域は、送風ファン３５によって空調する。このとき、シャッタ２７ｕ・２７ｄ・３７ｆによってダクト２６ｕ・２６ｄ・３６ｆは遮断され、後部シャッタ３７ｒによって後部ダクト３６ｒのみ連通される。これにより、乗員は基本的には暖かさを感じながらも、蒸れ易い臀部のみは空調されるので、快適に空調機能を使用することができる。

また、蒸れ防止モードでも、強弱ボタン等により強弱モードを設定することができる。例えば蒸れ防止強モードを設定する場合は、図８に示すように、ヒータ２８ｕ・２８ｄ・３８ｆによる加熱量を抑えながら、送風ファン３５からの通気量を増加させることができる。これにより、蒸れ防止効果が増大する。一方、蒸れ防止弱モードを設定する場合は、例えば図９に示すように、シートクッション３の後部領域において、僅かな空調と僅かな加熱とを併用することができる。これにより、蒸れ防止機能を抑えることができる。

なお、蒸れ防止モードは、臀部以外の部位における蒸れを防止するよう設定することもできる。例えば、図１０に示すように、乗員の太腿周辺の蒸れを防止するため、シートクッション３の前部領域のみにおいて空調するよう設定することもできる。また、一領域のみならず、複数領域の蒸れを同時に防止するよう設定することもできる。例えば図１１に示すように、乗員の太腿周辺と腰周辺を同時に空調するよう構成することもできる。

その他、ミックスモードは、図５〜図１１に示す態様に限らず、種々の組み合わせが可能である。その場合、体感温度が涼しく感じるか暖かく感じるかは、体温より低いか高いかで分かれるので、これを基準に設定すればよい。また、図７、図１０、図１１の状態を、一定時間毎に自動的に切り替わるよう設定することもできる。

また、上記実施形態ではシートバック２やシートクッション３の座面を２つの領域に区分けしたが、３つ以上の領域に細かく区分けすることもできる。この場合、シートバック２において区分けされる領域数と、シートクッション３において区分けされる領域数とが異なっていてもよい。送風ファンにより温度調節する領域と、ヒータにより温度調節する領域とのうち、少なくともいずれか一方を複数の領域に区分けしていればよいので、送風ファンにより温度調節する領域又はヒータにより温度調節する領域のいずれか一方は、区分けされていなくてもよい。また、上記実施形態では１つの送風ファン２５・３５を複数の領域に兼用していたが、区分けされた各領域毎に送風ファンを設けることもできる。この場合、各ダクトを開閉するシャッタは不要となる。

１ 空調シート
２ シートバック
３ シートクッション
２１ バックパッド
２１ａｕ 上部通風路
２１ａｄ 下部通風路
２５ 送風ファン
２６ｕ 上部ダクト
２６ｄ 下部ダクト
２７ｕ 上部シャッタ
２７ｄ 下部シャッタ
２８ｕ 上部ヒータ
２８ｄ 下部ヒータ
３１ クッションパッド
３１ａｆ 前部通風路
３１ａｒ 後部通風路
３５ 送風ファン
３６ｆ 前部ダクト
３６ｒ 後部ダクト
３７ｆ 前部シャッタ
３７ｒ 後部シャッタ
３８ｆ 前部ヒータ
３８ｒ 後部ヒータ

Claims (3)

1. シートクッション又はシートバックの内部に送風手段と加熱手段とを備える乗物用空調シートであって、
   前記シートクッション又は前記シートバックの座面を複数の領域に区分けし、該区分けされた各領域毎に前記送風手段による温度調節と、前記加熱手段により温度調節とを可能とするとともに、
   前記送風手段のみにより温度調節するクールモード、前記加熱手段のみにより温度調節するヒートモード、及び前記送風手段と前記加熱手段の双方により温度調節するミックスモードを有し、
   前記ミックスモードでは、前記区分けされた各領域毎に送風手段による送風量と前記加熱手段による加熱量とを異ならせて、各領域毎に温度調節が可能な、乗物用空調シート。
2. 前記ミックスモードには、前記送風手段によるクールモードを主体としながら、一部の領域において前記加熱手段も併用する冷え防止モードを含む、請求項１に記載の乗物用空調シート。
3. 前記ミックスモードには、前記加熱手段によるヒートモードを主体としながら、一部の領域において前記送風手段も併用する蒸れ防止モードを含む、請求項１に記載の乗物用空調シート。
   
   

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