JP7168282B2

JP7168282B2 - 座席空調システム

Info

Publication number: JP7168282B2
Application number: JP2018165467A
Authority: JP
Inventors: 卓郎岩田; 一樹和田; 規敏田中
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2022-11-09
Anticipated expiration: 2038-09-04
Also published as: JP2020038033A

Description

特許法第３０条第２項適用平成３０年７月２０日一般社団法人日本建築学会発行「２０１８年度日本建築学会大会（東北）学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集（ＤＶＤ版）」にて公開

本発明は、座席空調システムに関する。

従来、涼風又は温風を自動車の運転者に対して吹きつける座席の背もたれが知られている（例えば、特許文献１）。この背もたれは、複数の吹き出し口と切換レバーとを備えており、この切換レバーによって涼風又は温風の吹き出し口が切換えられる。

また、運転席と助手席とに対応してそれぞれ複数の空調風吹出し口を設け、これら運転席と助手席の空調風の特性を別々に独立して調整可能な空調制御装置が知られている（例えば、特許文献２）。

また、空調機能付き椅子が知られている（例えば、特許文献３）。この空調機能付き椅子は、座部空調機構と肘部空調機構とを備え、座部空調機構および肘部空調機構に対する給電状態の切り替えを行う。

実開昭54-99241号公報特開2005-96538号公報特開2012-24198号公報

上記特許文献１～上記特許文献３に記載されている技術は、座席の複数箇所から吹き出す空調空気を制御する技術である。

しかし、座席の空調空気の吹き出しを制御するのみでは、座席を利用するユーザに対して快適な温熱環境を提供することは難しい。

例えば、空調空気の吹き出しによってユーザの人体が冷やされることにより熱的中立状態となった場合、そのまま空調空気の吹き出しが継続されると、人体の冷え方が過剰となり、ユーザは不快と感じる場合がある。このため、人体が熱的中立状態となった後は、空調空気の吹き出しの風量が小さくなるように調節されることが多い。しかし、空調空気の吹き出しの風量による方法は、ユーザの温冷感に応じた微細な調節は困難である。

そのため、空調空気の吹き出しのみによって適切な温熱環境を実現することは難しい、という課題がある。

本発明は上記事実を考慮して、座席を利用するユーザの熱的状態に応じて、適切な温熱環境を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の座席空調システムは、空調空気を吹き出す座席と、前記座席の座面部及び前記座席の背もたれ部とは異なる箇所に設置され、かつ放射による熱伝達が可能な要素と、前記座席の座面部及び前記座席の背もたれ部の少なくとも一方から空調空気が吹き出されるモードを表す第１モードと、前記要素による冷却又は加熱が行われるモードを表す第２モードとを制御する制御手段と、を備える。本発明の座席空調システムによれば、座席を利用するユーザの熱的状態に応じて、適切な温熱環境を提供することができる。

本発明の座席空調システムは、送風手段を更に備え、前記制御手段は、前記送風手段による送風を更に制御するようにすることができる。これにより、座席を利用するユーザを、効率的に冷やす又は暖めることができる。

本発明の座席空調システムの前記制御手段は、ユーザからのモード切り替え動作に関する情報、前記第１モード及び前記第２モードによる前記座席空調システムの動作に関する統計情報、並びに前記ユーザの状態情報の少なくとも１つに応じて、前記第１モードと前記第２モードとを制御するようにすることができる。これにより、放射による熱伝達が可能な要素による冷却又は加熱と、空調空気による冷却又は加熱とを適切に制御することができる。

本発明によれば、座席を利用するユーザの熱的状態に応じて、適切な温熱環境を提供することができる、という効果が得られる。

第１実施形態に係る座席空調システムの概略構成を示す図である。座席空調システムの第１モードを説明するための説明図である。座席空調システムの第２モードを説明するための説明図である。座席空調システム１００の制御部１８によって実行される切り替え処理ルーチンの一例を示す図である。第２実施形態に係る座席空調システムの概略構成を示す図である。第３実施形態及び第４実施形態に係る座席空調システムの概略構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

＜第１実施形態＞

＜第１実施形態の座席空調システムのシステム構成＞

図１は、本発明の第１実施形態に係る座席空調システム１００の構成の一例を示すブロック図である。座席空調システム１００は、機能的には、図１に示すように、座席１０、座席空調駆動装置１２、天蓋部１４、天蓋部駆動装置１６、及び制御部１８を含んだ構成で表すことができる。

座席１０は、図１に示されるように、背もたれ部１０Ａと、座面部１０Ｂとを備える。背もたれ部１０Ａ及び座面部１０Ｂの内部には、空調空気を吹き出すための配管（図示省略）が敷設されている。

座席空調駆動装置１２は、後述する制御部１８の制御に応じて、座席１０の背もたれ部１０Ａ及び座面部１０Ｂから空調空気が吹き出されるように駆動する。

天蓋部１４は、放射による熱伝達が可能な要素の一例である放射パネル１４Ａを含んで構成されている。天蓋部１４のうちの放射パネル１４Ａは、例えば、アルミ製のパンチングパネルによって実現される。

天蓋部駆動装置１６は、後述する制御部１８の制御に応じて、天蓋部１４の放射パネルを駆動させる。天蓋部駆動装置１６の駆動に応じて、天蓋部１４の放射パネル１４Ａによって放射がなされる。

制御部１８は、座席１０の背もたれ部１０Ａ及び座席１０の座面部１０Ｂから空調空気が吹き出されるモードを表す第１モードと、放射パネル１４Ａによる冷却又は加熱が行われるモードを表す第２モードとを制御する。制御部１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、各処理ルーチンを実現するためのプログラム等を記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、記憶手段としてのメモリ、ネットワークインタフェース等を含むコンピュータによって構成されている。

図２及び図３に、第１モード及び第２モードを説明するための説明図を示す。図２には、座席１０の背もたれ部１０Ａ及び座席１０の座面部１０Ｂから空調空気が吹き出されるモードを表す第１モードの様子が示されている。また、図３には、天蓋部１４の放射パネル１４Ａによって放射が行われるモードを表す第２モードの様子が示されている。

例えば、ユーザＵは、座席１０へ着座した直後に、操作部（図示省略）を操作する。そして、ユーザＵは、操作部（図示省略）を介して、モード切り替え動作に関する情報を表す切り替え情報を制御部１８へ入力する。切り替え情報は、座席空調システム１００が第１モードによって駆動するのか、又は座席空調システム１００が第２モードによって駆動するのかを表す情報である。

制御部１８は、ユーザＵから入力された切り替え情報を受け付けると、切り替え情報が第１モードを表しているのか、又は切り替え情報が第２モードを表しているのかを判定する。

切り替え情報が第１モードを表している場合には、図２に示されるように、座席１０から空調空気が吹き出し、着座したユーザＵが冷却又は加熱される。

一方、切り替え情報が第２モードを表している場合には、図３に示されるように、天蓋部１４の放射パネル１４Ａが駆動し、着座したユーザＵが冷却又は加熱される。

例えば、夏季に座席空調システム１００が利用される場合を例に説明する。座席１０へ着座した直後、ユーザＵは、第１モードによって座席空調システム１００が駆動するように、第１モードを表す切り替え情報を、操作部（図示省略）へ入力する。制御部１８は、切り替え情報を受け付けると、座席１０から冷たい空調空気が吹き出されるように、座席空調駆動装置１２を制御する。

そして、ユーザＵは、自身の体が冷え熱的中立状態に達したと思う場合には、第２モードによって座席空調システム１００が駆動するように、第２モードを表す切り替え情報を、操作部（図示省略）へ入力する。制御部１８は、切り替え情報を受け付けると、座席１０からの空調空気の吹き出しを停止するように、座席空調駆動装置１２を制御する。そして、制御部１８は、天蓋部１４の放射パネル１４Ａが駆動するように天蓋部駆動装置１６を制御する。

このように、本実施形態の座席空調システム１００は、ユーザＵから入力された切り替え情報に応じて、第１モード及び第２モードの切り替え制御を行う。これにより、座席１０に着座したユーザＵの熱的状態に応じて、適切な温熱環境を提供することができる。具体的には、空調空気のみによる冷却又は加熱では、ユーザＵの温冷感に応じた微細な調整は困難であるが、本実施形態の座席空調システム１００は、天蓋部１４の放射パネル１４Ａによる放射によって、座席１０に着座したユーザを加熱又は冷却する。これにより、ユーザＵは不快を感じることなく、適切な温熱環境が実現される。

＜座席空調システムの作用＞

次に、図４を参照して、座席空調システム１００の作用を説明する。まず、ユーザＵは、座席１０へ着座すると、第１モードを表す切り替え情報及び第２モードを表す切り替え情報の何れか一方を、制御部１８へ入力する。座席空調システム１００の制御部１８は、ユーザＵから入力された切り替え情報を受け付けると、図４に示される切り替え制御処理ルーチンを実行する。図４に示される切り替え制御処理ルーチンは、切り替え情報が入力される毎に実行される。

ステップＳ１００において、制御部１８は、ユーザＵから入力された切り替え情報を取得する。

ステップＳ１０２において、制御部１８は、上記ステップＳ１００で取得した切り替え情報が第１モードを表しているのか、又は切り替え情報が第２モードを表しているのかを判定する。そして、切り替え情報が第１モードを表している場合には、ステップＳ１０４へ進む。一方、切り替え情報が第２モードを表している場合には、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０４において、制御部１８は、座席１０の空調が駆動するように座席空調駆動装置１２を制御する。

ステップＳ１０６において、制御部１８は、天蓋部１４の放射パネル１４Ａが駆動するように天蓋部駆動装置１６を制御する。

以上詳細に説明したように、本実施形態の座席空調システムは、座席の座面部及び座席の背もたれ部から空調空気が吹き出されるモードを表す第１モードと、放射パネルによる冷却又は加熱が行われるモードを表す第２モードとを制御する。これにより、座席を利用するユーザの熱的状態に応じて、適切な温熱環境を提供することができる。

また、本実施形態の座席空調システムによれば、ユーザは自身の好みに応じて第１モードと第２モードとを切り替えることができるため、ユーザの好みに応じた複数の座席空調を設置する必要がない、という効果を得られる。

ユーザが座席に着座した時点と、その後の熱的中立状態とではユーザの代謝量が異なり、一般には着座直後は暑く感じることが多い。本実施形態の座席空調システムは、ユーザが「暑い」と感じる状態に対して強い気流での除熱を行うことにより、熱的中立状態に至る時間を短縮することができる。また、本実施形態の座席空調システムは、ユーザの身体的な負担を小さくすることができる。

＜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。第２実施形態では、座席空調システムが送風手段を更に備える点が第１実施形態と異なる。なお、第１実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。

＜第２実施形態の座席空調システムのシステム構成＞

図５は、本発明の第２実施形態に係る座席空調システム２００の構成の一例を示すブロック図である。座席空調システム２００は、機能的には、座席１０、天蓋部１４、座席空調駆動装置１２、天蓋部駆動装置１６、第１送風手段２０Ａ、第２送風手段２０Ｂ、送風手段駆動装置２２、及び制御部２１８を含んだ構成で表すことができる。なお、図５では、座席空調駆動装置１２及び天蓋部駆動装置１６の図示は省略されているものとする。

座席空調システム２００は、送風手段の一例である、第１送風手段２０Ａ及び第２送風手段２０Ｂを備えている。

第１送風手段２０Ａは、図５に示されるように、座席１０の背もたれ部１０Ａの上部小口の内部に設置され、空調空気を送風する。なお、第１送風手段２０Ａによる送風の方向は、図５に示されるＺ方向である。このため、第１送風手段２０Ａから送風される空調空気は、ユーザＵへは直接吹き掛けられることなく、図５の矢印のような軌跡となる。このため、例えば、ユーザＵが熱的中立状態となった後は、第１送風手段２０Ａによる空調空気の送風を行うことで、ユーザＵは不快と感じることなく、快適な状態となる。

第２送風手段２０Ｂは、図５に示されるように、天蓋部１４の内部に設置され、放射パネル１４Ａに対し送風する。第２送風手段２０Ｂによる送風により、放射パネル１４Ａによって加熱又は冷却された空気が、ユーザＵへ伝達されることが促される。これにより、座席を利用するユーザＵを、効率的に冷やす又は暖めることができる。

制御部２１８は、第１送風手段２０Ａ及び第２送風手段２０Ｂの送風を制御する。具体的には、制御部２１８は、ユーザＵから操作部（図示省略）を介して入力された操作情報に応じて、送風手段駆動装置２２を制御し、第１送風手段２０Ａ及び第２送風手段２０Ｂの送風を制御する。

例えば、ユーザＵからの操作情報が、第１送風手段２０Ａの送風の開始を表す場合には、制御部２１８は第１送風手段２０Ａを駆動するように送風手段駆動装置２２を制御する。また、ユーザＵからの操作情報が、第２送風手段２０Ｂの送風の開始を表す場合には、制御部２１８は、第２送風手段２０Ｂを駆動するように送風手段駆動装置２２を制御する。

以上詳細に説明したように、第２実施形態の座席空調システムは、送風手段である、第１送風手段及び第２送風手段による送風を更に制御する。これにより、座席を利用するユーザを、効率的に冷やす又は暖めることができる。

＜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。第３実施形態では、ユーザの状態を表す状態情報に応じて第１モードと第２モードとを切り替える点が、第１及び第２実施形態と異なる。なお、第１又は第２実施形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。

＜第３実施形態の座席空調システムのシステム構成＞

図６は、本発明の第３実施形態に係る座席空調システム３００の構成の一例を示すブロック図である。座席空調システム３００は、機能的には、座席１０、座席空調駆動装置１２、天蓋部１４、天蓋部駆動装置１６、ウェアラブル端末２４、及び制御部３１８を含んだ構成で表すことができる。

ユーザＵは、ウェアラブル端末２４を装着している。ユーザＵが装着しているウェアラブル端末２４は、ユーザＵの状態を表す状態情報を収集する。ユーザＵの状態情報としては、例えば、運動履歴に関する情報としての、直近のユーザＵの歩行距離等が挙げられる。

制御部３１８は、ウェアラブル端末２４と通信処理を行い、ユーザＵの状態情報を取得する。制御部３１８は、ユーザＵの状態情報に基づき、ユーザＵの代謝量を推定する。そして、制御部３１８は、ユーザＵの代謝量に応じて、第１モードから第２モードへ切り替えるまでの時間（第１モードの継続時間）を設定する。

例えば、制御部３１８は、第１モードの継続時間を設定する際に、代謝量と第１モードの継続時間とが予め対応付けられたテーブルを用いる。

この場合、例えば、代謝量が大きい場合には、ユーザＵは「暑い」と感じている可能性が高いため、第１モードの継続時間は長く設定される。また、代謝量が小さい場合には、ユーザＵは「暑い」と感じている可能性が低いため、第１モードの継続時間は短く設定される。

制御部３１８は、設定された第１モードの継続時間に応じて、第１モードによって座席空調システム３００が駆動するように座席空調駆動装置１２を制御する。そして、制御部３１８は、第１モードの継続時間が経過した場合に、第２モードによって座席空調システム３００が駆動するように天蓋部駆動装置１６を制御する。

以上詳細に説明したように、第３実施形態の座席空調システムは、ユーザの状態情報に応じて、第１モードと第２モードとを制御する。これにより、ユーザの状態に応じて、放射パネルによる冷却又は加熱と、空調空気による冷却又は加熱とを適切に制御することができる。

＜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。第４実施形態では、複数のユーザの座席空調システムの動作に関する統計情報に応じて第１モードと第２モードとを切り替える点が、第１～第３実施形態と異なる。なお、第４実施形態に係る座席空調システムの構成は、第３実施形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。

第４実施形態の制御部３１８は、複数のユーザの各々について、当該ユーザが装着するウェアラブル端末２４のユーザＩＤを取得する。そして、制御部３１８は、ユーザが座席空調システム３００を利用した際の、第１モードから第２モードへ切り替えるまでの時間（第１モードの継続時間）を取得し、ユーザＩＤと対応付けて記憶領域（図示省略）へ格納する。記憶領域（図示省略）に格納された、複数のユーザの各々についての第１モードの継続時間に関する情報は、第１モード及び第２モードによる座席空調システム３００の動作に関する統計情報となる。

制御部３１８は、任意のユーザＵが座席１０に着座した際には、記憶領域（図示省略）に格納された統計情報に基づき、第１モードの継続時間を決定する。例えば、制御部３１８は、記憶領域（図示省略）に格納された統計情報に基づき、利用頻度が最も高い第１モードの継続時間を、任意のユーザＵが着座した際の第１モードの継続時間として決定する。

制御部３１８は、決定された第１モードの継続時間に応じて、第１モードによって座席空調システム３００が駆動するように座席空調駆動装置１２を制御する。そして、制御部３１８は、第１モードの継続時間が経過した場合に、第２モードによって座席空調システム３００が駆動するように天蓋部駆動装置１６を制御する。

以上詳細に説明したように、第４実施形態の座席空調システムは、第１モード及び第２モードによる座席空調システムの動作に関する統計情報に応じて、第１モードと第２モードとを制御する。これにより、統計情報に基づいて、放射パネルによる冷却又は加熱と、空調空気による冷却又は加熱とを適切に制御することができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上記実施形態では、放射による熱伝達が可能な放射パネル１４Ａが天蓋部１４に設置される場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、放射パネル１４Ａは、座席１０の背もたれ部１０Ａ及び座席１０の座面部１０Ｂとは異なる箇所であれば、どのような箇所に設置されてもよい。

また、上記実施形態では、第１モードから第２モードへ切り替える場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２モードから第１モードへ切り替えるようにしてもよい。また、例えば、第１モード及び第２モードの両方を同時に駆動させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、座席１０の背もたれ部１０Ａ及び座席１０の座面部１０Ｂの両方から空調空気が吹き出される場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、背もたれ部１０Ａ及び座面部１０Ｂの何れか一方から空調空気が吹き出されるようにしてもよい。

また、上記第４実施形態では、複数のユーザの各々から取得された統計情報に基づき、第１モードの継続時間が決定される場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、ユーザ毎の統計情報に基づき、第１モードの継続時間を決定するようにしてもよい。例えば、制御部３１８は、ウェアラブル端末２４からユーザＩＤを取得し、取得したユーザＩＤに対応する統計情報に基づき、当該ユーザＩＤで利用頻度が最も高い第１モードの継続時間を、そのユーザＵが着座した際の第１モードの継続時間として決定する。これにより、ユーザ毎の好みに応じて、放射パネルによる冷却又は加熱と、空調空気による冷却又は加熱とを自動的に制御することができる。

また、上記では本発明に係るプログラムが記憶部（図示省略）に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、本発明に係るプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ及びマイクロＳＤカード等の記録媒体の何れかに記録されている形態で提供することも可能である。

１０座席
１０Ａ背もたれ部
１０Ｂ座面部
１２座席空調駆動装置
１４天蓋部
１４Ａ放射パネル
１６天蓋部駆動装置
１８，２１８，３１８制御部
２０Ａ第１送風手段
２０Ｂ第２送風手段
２２送風手段駆動装置
２４ウェアラブル端末
１００，２００，３００座席空調システム

Claims

空調空気を吹き出す座席と、
前記座席の座面部及び前記座席の背もたれ部とは異なる箇所であって、かつ前記座席の上方箇所に設置され、かつ放射による熱伝達が可能な要素と、
前記座席の座面部及び前記座席の背もたれ部の少なくとも一方から空調空気が吹き出されるモードを表す第１モードと、前記要素による冷却又は加熱が行われるモードを表す第２モードとを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１モード及び前記第２モードによる座席空調システムの動作に関する統計情報、及びユーザの状態情報の少なくとも１つに応じて、前記第１モードと前記第２モードとを制御する、
座席空調システム。
送風手段を更に備え、
前記制御手段は、前記送風手段による送風を更に制御する、
請求項１に記載の座席空調システム。