JP6935785B2 - 空気袋の給排気装置 - Google Patents

Description

本発明は、マッサージ装置等に装備された空気袋の給排気を行う空気袋の給排気装置に関する。

一部の自動車では、座席内に装備した複数の空気袋に分配器を介して順次給排気を行い、着座乗員の体をマッサージするマッサージ装置が開発されている（特許文献１参照）。係るマッサージ装置の分配器では、膨張させる空気袋に対応する通気口にポンプから空気を供給し、収縮させる空気袋に対応する通気口は、大気圧に開放して排気を行っている。

特開２０１６−２２３４３６号公報

空気袋の排気を行う際の流路は、空気袋に連通された通気口が分配器の排気室に連通されることにより形成される。排気室は、複数の通気口に同時に連通可能とするために広がりを持って形成されている。そのため、排気される空気が通気口から排気室に流入するとき、空気の流れに乱流や渦流が発生して騒音が発生する。

本発明の課題は、空気袋の給排気装置において、空気袋の排気経路における空気の流れに乱流や渦流が発生するのを抑制することにある。それにより、排気時の騒音を抑制することにある。

本発明の第１発明は、膨張、収縮作動される複数の空気袋に対して分配器を介して給排気を行う空気袋の給排気装置であって、前記分配器は、前記各空気袋にそれぞれ連通された複数の通気口を備えたハウジングと、該ハウジングの各通気口に対向配置された状態で回転駆動されて、膨張されるべき前記空気袋に連通された通気口にポンプからの空気を供給すると共に、収縮されるべき前記空気袋に連通された通気口から排気を行うバルブ体とを備える。前記バルブ体は、前記ハウジングの各通気口のうち対向した通気口に対して、前記ポンプからの空気を供給する給気室と、前記ハウジングの各通気口のうち対向した通気口に連通された前記空気袋を大気開放口に連通させる排気通路とを備え、前記排気通路は、前記通気口と実質的に同じ通路断面積を備え、且つ前記通気口に対向する排気受入口と前記大気開放口との間を、前記バルブ体の回転中心の周りで湾曲され、少なくとも前記排気受入口の部分では前記バルブ体の回転軌跡に沿って円弧状に連通している。

第１発明によれば、空気袋からの排気は、通気口及び排気通路を通じて大気開放口から行われる。この間、排気経路では、通路断面積が殆ど変化せず、且つ屈曲部も少なくされている。そのため、排気経路の途中で乱流や渦流が発生するような空気流の乱れは抑制され、排気時の騒音を抑制することができる。

本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記バルブ体は、その回転方向を正逆反転可能とされており、前記排気通路は、前記バルブ体の回転方向で前記給気室の両側に対称形で一対設けられている。

第２発明によれば、分配器内に排気通路が一対設けられている。そのため、分配器をバルブ体の回転方向が違う場合にも共通に使用することができる。しかも、バルブ体内で排気通路が回転方向で対称形に配置されている。そのため、バルブ体の回転時における慣性モーメントが回転角度によってアンバランスとなることが抑制され、回転を安定させることができる。そのように、バルブ体の回転が安定することにより、長期間の使用でもバルブ体や隣接するハウジングが偏摩耗するのを抑制することができる。

本発明の第３発明は、上記第１又は第２発明において、前記ハウジングは、それぞれホースを介して前記各空気袋に連通される接続パイプを前記各空気袋に対応して備え、該接続パイプと前記通気口とを連通する通気路は途中に屈曲部を備え、該屈曲部は、屈曲の外周側内壁面が、前記接続パイプから前記通気口に向けて前記屈曲部を通じて流れる空気が前記屈曲部において遠回りする流れを抑制するように傾斜面で形成されている。

第３発明によれば、空気袋の排気が通気路を通って屈曲部を流れるとき、傾斜面に沿って流れる。そのため、屈曲部で遠回りする空気の流れにより乱流や渦流が発生することが抑制される。従って、屈曲部を流れる排気流により騒音が発生するのを抑制することができる。

本発明の第４発明は、上記第１〜第３発明において、前記通気口の一つとして前記ポンプからの空気を前記バルブ体の前記給気室に導入する給気用通気口を備え、前記排気通路に対向する前記通気口の開口端部は、前記給気用通気口の開口端部に比べて面取り量を少なくされて、前記通気口からの空気が前記排気通路に向かって直線的に流れ、脇に漏れる流れによる乱流を抑制されている。

第４発明によれば、通気口から排気通路に向かって流れる排気は、通気口の面取りにより脇に漏れて流れる流れが抑制されて直線的に流れる。そのため、脇に漏れる流れによって乱流や渦流が発生するのが抑制され、騒音を抑制することができる。

本発明の第５発明は、上記第１〜第４発明のいずれかにおいて、前記排気通路の前記大気開放口に対向して前記排気通路から排出される空気が吹き付けられる前記ハウジングの壁面は、吹き付けられる空気が前記壁面に沿って屈曲しながら遠回りする流れを抑制するように傾斜面で形成されている。

第５発明によれば、排気通路からハウジングの壁面に吹き付けられる空気は、傾斜面に沿って流れ、屈曲しながら遠回りする流れが抑制される。そのため、屈曲しながら遠回りする流れによって乱流や渦流が発生するのが抑制され、騒音を抑制することができる。

本発明の一実施形態を適用したマッサージ装置の外観斜視図である。 上記実施形態における分配器の外観斜視図である。 上記分配器の分解斜視図である。 上記分配器におけるハウジングの下面図である。 図４のＶ−Ｖ線断面矢視図である。 上記分配器の作用を説明する説明図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面矢視拡大図である。 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面矢視拡大図である。

<実施形態の構成（ブラダ６３）>
図１は、本発明の一実施形態である空気袋の給排気装置を適用したマッサージ装置４を示す。このマッサージ装置４は、自動車用シート（以下、単にシートという）１に適用されている。

シート１は、背凭れを成すシートバック２と座部を成すシートクッション３とを備え、シートバック２及びシートクッション３の着座面に沿って複数個のブラダ（本発明の空気袋に相当）６３を配置して成る。この場合、ブラダ６３は、シートバック２及びシートクッション３内に固定された各ボード６１上で横方向に２個ずつ、シートバック２の縦方向に３個、シートクッション３の前後方向に２個、合計１０個設けられている。そして、横方向の２個を一組として給排気され、例えば、シートバック２の下側から上側へ各ブラダ６３に順次、給排気が行われ、乗員の背中のマッサージが行われる。また、シートクッション３の前側から後側へ各ブラダ６３に順次、給排気が行われ、乗員の臀部から大腿部にかけての部位のマッサージが行われる。このマッサージ装置４は、ブラダ６３を５組備えることから５チャンネルのマッサージ装置と言われる。マッサージ装置４としては、５チャンネルのものに限定されず、シートバック２のみに適用された３チャンネルタイプとしてもよいし、シートクッション３のみに適用された２チャンネルタイプとしてもよい。

<実施形態の構成（分配器２０）>
図２〜６は、マッサージ装置４の分配器２０を示す。図２のように、分配器２０には、１個の接続パイプ４２ａと５個の接続パイプ４２ｂが設けられている。接続パイプ４２ａの先端部４２ｃには、ポンプ（図示略）が接続されており、各接続パイプ４２ｂの先端部４２ｄには、図１に示す５組のブラダ６３がホース６２を介して接続されている。従って、分配器２０が作動されることによりポンプから接続パイプ４２ａに供給された空気が、各接続パイプ４２ｂを介して各ブラダ６３に順次供給されて、各ブラダ６３が順次膨張される。

図３のように、分配器２０は、大きく分けて３つの部品から成り、モータアッシー３１と、バルブ体４１と、ハウジング４２から成る。モータアッシー３１は、ここでは内部構成の図示を省略したが、モータと減速機と出力軸３２が一つのケーシング内に収容されて成る。また、バルブ体４１は、円形容器状の回転体であり、円形の中心にある回転軸４１ｅがモータアッシー３１の出力軸３２に結合されて回転駆動可能とされている。ここでは、モータの回転方向を反転することによりバルブ体４１の回転方向を正逆反転可能とされている。更に、ハウジング４２は、図４、５のように、下面に形成された円形の凹部４２ｇ内にバルブ体４１の開放側上面を受け入れて、凹部４２ｇの下面にバルブ体４１の上面を対向配置している。

ハウジング４２の凹部４２ｇの反対側面上には、上述の接続パイプ４２ａ、４２ｂが一体成形にて設けられている。各接続パイプ４２ａは、円形の凹部４２ｇの中心に開口されて給気用通気口４２ｅが形成されている。接続パイプ４２ｂは、凹部４２ｇの給気用通気口４２ｅを中心とした仮想同心円４２ｈ上に等間隔に開口されて各袋用通気口４２ｆが形成されている。

図３、５、６のように、バルブ体４１の上面は、円形容器内が縦壁により３つの領域に分けられている。一つの領域は、バルブ体４１がハウジング４２の凹部４２ｇ内に受け入られた状態で、給気用通気口４２ｅ及び各袋用通気口４２ｆに連通可能な位置にあり、給気室４１ａを形成している。給気室４１ａは、給気用通気口４２ｅには常時連通した状態にあり、各袋用通気口４２ｆにはバルブ体４１の回転に応じて順次連通される。給気室４１ａは、バルブ体４１の上面の中心から外周側に拡がる扇形状とされている。給気用通気口４２ｅは扇形状の中心部に対応し、各袋用通気口４２ｆは扇形状の周辺部に対応している。

他の一つの領域は、給気室４１ａの外側を囲むように配置され、溝４１ｃを形成している。更に他の一つの領域は、給気室４１ａ及び溝４１ｃ以外の領域であり、排気室４１ｂを形成している。溝４１ｃ内には、オーリング４１ｄが嵌入されており、バルブ体４１がハウジング４２の凹部４２ｇ内に受け入られた状態で、給気室４１ａと排気室４１ｂとの間を気密状態にシールしている。給気室４１ａと排気室４１ｂの面積は、バルブ体４１の回転位置に係わらず、給気室４１ａに複数の袋用通気口４２ｆが同時に連通しないようにされている。

排気室４１ｂ内には、一対の排気通路４１ｆが設けられている。排気通路４１ｆは、ハウジング４２の下面に面する側が開放された溝であり、バルブ体４１の回転中心の周りで、概ね円形内周面に沿って湾曲して形成されている。各排気通路４１ｆの一端の排気受入口４１ｇは、溝４１ｃに密接されており、その位置は、バルブ体４１の回転時に各袋用通気口４２ｆが通過するバルブ体４１の回転軌跡に沿った円弧上の位置に対応されている。

各排気通路４１ｆの他端の大気開放口４１ｈは、概ねバルブ体４１の円形内周面の給気室４１ａに対向する位置に結合されている。大気開放口４１ｈに対応するバルブ体４１の壁面には貫通孔（図示略）が形成されている。従って、大気開放口４１ｈから排出される空気は、貫通孔を通ってハウジング４２内空間に放出される。図４のように、ハウジング４２の凹部４２ｇに隣接する部位には、開口４２ｏが形成されており、ハウジング４２内の空間に大気開放口４１ｈから排出された空気は、開口４２ｏを介して大気中に放出される。

図６のように、各排気通路４１ｆの排気受入口４１ｇと大気開放口４１ｈとの間の部位は、各袋用通気口４２ｆが位置する仮想同心円４２ｈより外周側に対応して配置されている。なお、各排気通路４１ｆの通路断面積は、各排気通路４１ｆの通路断面積と実質的に同じ大きさとされている。

図６では、仮想線の矢印で示すように、バルブ体４１が反時計回りに回転しており、給気室４１ａに対応する位置にあった排気通路４１ｆが、排気通路４１ｆの排気受入口４１ｇに対応する位置に入った直後の状態を示す。この状態では、それまでブラダ６３を膨張させていた空気が、図７に矢印で示すように、接続パイプ４２ｂの通気路４２ｎから袋用通気口４２ｆを通って排気通路４１ｆの排気受入口４１ｇに流れて排気される。

このとき、図５の矢印で示すように、接続パイプ４２ｂの通気路４２ｎから袋用通気口４２ｆに向かう空気は、接続パイプ４２ｂの屈曲部４２ｍで屈曲される。この場合、屈曲部４２ｍでは、屈曲の外周側内壁面が傾斜面４２ｊにて形成されている。そのため、屈曲部４２ｍを流れる空気は、傾斜面４２ｊの壁面に沿って層流となる。図５に仮想線で示すように、屈曲部４２ｍの内壁面が屈曲凹面とされていた場合には、そこを流れる空気が、屈曲凹面で屈曲しながら遠回りする流れを作り、そこで乱流や渦流が発生する。従って、屈曲部４２ｍの内壁面を傾斜面４２ｊとすることにより、乱流や渦流の発生を抑制してブラダ６３の排気に伴う屈曲部４２ｍでの騒音を抑制することができる。

また、袋用通気口４２ｆを通過して排気通路４１ｆの排気受入口４１ｇに流入する空気は、図５のように、袋用通気口４２ｆと排気受入口４１ｇの通路断面積が実質的に同じ大きさとされているため、袋用通気口４２ｆから排気受入口４１ｇに流入した空気の流れが乱されることはなく、そこでの騒音は抑制される。従来、排気通路４１ｆがなくて、袋用通気口４２ｆからの空気が排気室４１ｂに拡散される場合には、排気室４１ｂに流入した空気の流れに乱流や渦流が生じて騒音を発生していた。

また、図７のように、袋用通気口４２ｆでは、給気用通気口４２ｅに比べて、開口端部４２ｐでの面取り量が少なくされている。そのため、袋用通気口４２ｆから排気通路４１ｆの排気受入口４１ｇに向かって流れる空気は、袋用通気口４２ｆの面取りにより脇に漏れて流れる流れが抑制されて直線的に流れる。そのため、脇に漏れる流れによって乱流や渦流が発生するのが抑制され、騒音を抑制することができる。

図６の状態から更にバルブ体４１が反時計回りに回転されると、排気通路４１ｆの排気受入口４１ｇに対応していた袋用通気口４２ｆは、やがて排気通路４１ｆに対応しない状態となる。その状態で、袋用通気口４２ｆは、排気通路４１ｆに対応しないが、排気室４１ｂに対応している。排気室４１ｂは、ハウジング４２の凹部４２ｇとバルブ体４１との隙間を通じてハウジング４２内の空間と接続されているため、その状態で、ブラダ６３内に空気が残っていたとしてもブラダ６３の排気は継続可能とされている。

バルブ体４１の回転方向が時計回りの場合は、対称形で設けられている他方の排気通路４１ｆを通じて、同様にブラダ６３の排気が行われる。

図８は、排気通路４１ｆの大気開放口４１ｈ部分を示す。大気開放口４１ｈに対向して排気通路４１ｆから排出される空気が吹き付けられるハウジング４２の壁面は、傾斜面４２ｋで形成されている。そのため、吹き付けられる空気は、傾斜面４２ｋの壁面に沿って層流となる。図８に仮想線で示すように、ハウジング４２の壁面が屈曲凹面とされていた場合には、排気通路４１ｆから排出される空気が、ハウジング４２の壁面の屈曲凹面で屈曲しながら遠回りする流れを作り、そこで乱流や渦流が発生する。従って、ハウジング４２の壁面を傾斜面４２ｋとすることにより、乱流や渦流の発生を抑制してブラダ６３の排気に伴う大気開放口４１ｈ部分での騒音を抑制することができる。

<実施形態の作用>
ポンプ及び分配器２０が作動されると、ポンプからの空気が分配器２０の接続パイプ４２ａを介して給気室４１ａに供給される。そして、バルブ体４１の回転に応じて給気室４１ａに各接続パイプ４２ｂの袋用通気口４２ｆが順次連通される。給気室４１ａに連通された袋用通気口４２ｆには、給気室４１ａ内の空気が供給され、その空気は、各接続パイプ４２ｂを介して各ブラダ６３に供給される。一方、バルブ体４１の回転に応じて各接続パイプ４２ｂの袋用通気口４２ｆが排気通路４１ｆの排気受入口４１ｇに連通されると、その接続パイプ４２ｂに連通されたブラダ６３は排気される。このように、各ブラダ６３は順次給排気され、マッサージ動作が行われる。

<実施形態の効果>
各ブラダ６３からの排気は、袋用通気口４２ｆ及び湾曲形状の排気通路４１ｆを通じて大気開放口４１ｈから行われる。この間、排気経路は、排気通路４１ｆの通路断面積が袋用通気口４２ｆの通路断面積と実質的に等しくされている。また、排気通路４１ｆは、バルブ体４１の円形内周面に沿って屈曲部を持たずに湾曲されている。そのため、排気経路の通路断面積が殆ど変化せず、且つ屈曲部も少なくされている。そのため、排気の途中で乱流や渦流が発生するような空気流の乱れは抑制される。従って、排気時の騒音を抑制することができる。

＜その他の実施形態＞
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、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、本発明をマッサージ装置のブラダの給排気装置に適用したが、乗物用シートのランバーサポート等、他用途のアクチュエータとして用いる空気袋の給排気装置に適用してもよい。また、上記実施形態では、本発明を自動車用マッサージ装置に適用したが、マッサージ専用シートに適用してもよい。

１ 自動車用シート（シート）
２ シートバック
３ シートクッション
４ マッサージ装置
２０ 分配器
３１ モータアッシー
３２ 出力軸
４１ バルブ体
４１ａ 給気室
４１ｂ 排気室
４１ｃ 溝
４１ｄ オーリング
４１ｅ 回転軸
４１ｆ 排気通路
４１ｇ 排気受入口
４１ｈ 大気開放口
４２ ハウジング
４２ａ、４２ｂ 接続パイプ
４２ｃ、４２ｄ 先端部
４２ｅ 給気用通気口（通気口）
４２ｆ 袋用通気口（通気口）
４２ｇ 凹部
４２ｈ 仮想同心円
４２ｊ、４２ｋ 傾斜面
４２ｍ 屈曲部
４２ｎ 通気路
４２ｏ 開口
４２ｐ 開口端部
６１ ボード
６２ ホース
６３ ブラダ（空気袋）

Claims (5)

1. 膨張、収縮作動される複数の空気袋に対して分配器を介して給排気を行う空気袋の給排気装置であって、
   前記分配器は、
   前記各空気袋にそれぞれ連通された複数の通気口を備えたハウジングと、
   該ハウジングの各通気口に対向配置された状態で回転駆動されて、膨張されるべき前記空気袋に連通された通気口にポンプからの空気を供給すると共に、収縮されるべき前記空気袋に連通された通気口から排気を行うバルブ体とを備え、
   前記バルブ体は、
   前記ハウジングの各通気口のうち対向した通気口に対して、前記ポンプからの空気を供給する給気室と、
   前記ハウジングの各通気口のうち対向した通気口に連通された前記空気袋を大気開放口に連通させる排気通路とを備え、
   前記排気通路は、前記通気口と実質的に同じ通路断面積を備え、且つ前記通気口に対向する排気受入口と前記大気開放口との間を、前記バルブ体の回転中心の周りで湾曲され、少なくとも前記排気受入口の部分では前記バルブ体の回転軌跡に沿って円弧状に連通している空気袋の給排気装置。
2. 請求項１において、
   前記バルブ体は、その回転方向を正逆反転可能とされており、
   前記排気通路は、前記バルブ体の回転方向で前記給気室の両側に対称形で一対設けられている空気袋の給排気装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記ハウジングは、それぞれホースを介して前記各空気袋に連通される接続パイプを前記各空気袋に対応して備え、
   該接続パイプと前記通気口とを連通する通気路は途中に屈曲部を備え、
   該屈曲部は、屈曲の外周側内壁面が、前記接続パイプから前記通気口に向けて前記屈曲部を通じて流れる空気が前記屈曲部において遠回りする流れを抑制するように傾斜面で形成されている空気袋の給排気装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記通気口の一つとして前記ポンプからの空気を前記バルブ体の前記給気室に導入する給気用通気口を備え、
   前記排気通路に対向する前記通気口の開口端部は、前記給気用通気口の開口端部に比べて面取り量を少なくされて、前記通気口からの空気が前記排気通路に向かって直線的に流れ、脇に漏れる流れによる乱流を抑制されている空気袋の給排気装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記排気通路の前記大気開放口に対向して前記排気通路から排出される空気が吹き付けられる前記ハウジングの壁面は、吹き付けられる空気が前記壁面に沿って屈曲しながら遠回りする流れを抑制するように傾斜面で形成されている空気袋の給排気装置。

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