JPWO2011036860A1 - 座席用暖房装置およびそれを備えた車両 - Google Patents
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Abstract
座席用暖房装置は、座席の背もたれ部の裏側から、座席の座部の底面までを覆うカバー部と、カバー部の裏面で、かつ、カバー部と座席との間に可撓性を有した発熱部を配設される。これにより、後席の乗員に対して１つのヒータ部により下腿部から足部の輻射暖房が可能となる。
Description
本発明は、例えば車両の後席に座る乗員の足元暖房用として座席に配設される座席用暖房装置に関する。
近年、例えば低燃費自動車、ハイブリッド車または電気自動車のような車両の省エネ化が進む中、冬季でも車内を快適に過ごすために省エネ暖房が可能な車両が要望されている。このような要望に対応するものとして、車両のエンジン冷却水を前席の背もたれ部の背面に設置した輻射パネルまで供給しているものが開示されている（例えば特許文献１参照）。以下、図７を用いて車両のエンジン冷却水を利用した座席用暖房装置について説明する。
図７は、従来の座席用暖房装置の断面図である。図７に示すように、従来の座席用暖房装置は座席１の背もたれ部２の背面下部に設置された上側輻射パネル３と、座席１の座部４の背面に設置された下側輻射パネル５から構成されている。上側輻射パネル３は下腿部を、下側輻射パネル５は足部の輻射熱を照射する。上側輻射パネル３と下側輻射パネル５にはエンジン冷却水を循環させる温水用配管６が配設されている。
しかしながら、従来の構成では、温水用配管６に供給される温水温度が上昇するのに時間がかかり、冬季においては乗車直後の暖房不足が発生する。また、温水用配管６の配設は、車両の各部に配管を設置する必要があり手間がかかる。その上、従来の構成では、輻射パネルが上側輻射パネル３と下側輻射パネル５に分かれていないと座席をリクライニングさせることができない。例えば、上側輻射パネル３と下側輻射パネル５を一枚にすると、座席をリクライニングさせた際、パネルが割れ、水漏れが発生する場合がある。
本発明の座席用暖房装置は、座席の背もたれ部裏側から、座席の座部底面までを覆うカバー部と、カバー部の裏面で、かつ、カバー部と座席との間に配設され、可撓性を有する発熱部とを備える。これにより、後席の乗員に対して１つの発熱部で下腿部から足部の輻射暖房が可能となる。また、背もたれ部と座部の間がカバー部により目隠しされるので、外観品質がよい。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における座席用暖房装置を配設した座席の断面図である。
図１は、本発明の実施の形態１における座席用暖房装置を配設した座席の断面図である。
図１に示すように、座席用暖房装置は、背もたれ部２と座部４からなる座席１と背もたれ部２の裏面（座席１に座る側とは反対側）から座部４の底面に配設されたヒータ部８とカバー部７と断熱材９と弾性体１０を備える。カバー部７は、一端が背もたれ部２の裏側の表布と固定され、他端が弾性体１０を介して座部４の底面にヒータ部８を覆うように固定される。弾性体１０は、例えばゴム紐を用い、フックで座部４の底面に引っ掛けたり、座部４の底面にあるクッションバネに直接引っ掛けたりして、カバー部７は固定される。
上記構成により、本実施の形態の座席用暖房装置は、座席１の背もたれ部２の裏面からつながる座部４の背面にかかるようにヒータ部８を配設し、ヒータ部８をカバー部７で覆うように構成されている。これにより、ヒータ部８でカバー部７が加熱されて高温になり、カバー部７の表面（背もたれ部２とは反対側）から後席側に向けて輻射熱が発生し、後席の乗員に対して１つのヒータ部８により下腿部（膝から足首までの部分）から足部（足首から下の部分）の輻射暖房が可能となる。また、背もたれ部２と座部４の間がカバー部７により目隠しされるので、外観品質がよい。なお、本実施の形態の座席用暖房装置は、例えば低燃費自動車、ハイブリッド車、電気自動車、電車、航空機などのような車両に用いられる。
図２は、本発明の実施の形態１における座席用暖房装置のカバー部７、ヒータ部８、断熱材９の断面図である。
図２に示すように、座席用暖房装置は、カバー部７の背もたれ部２側に、発熱部であるヒータ部８と断熱材９を備える。断熱材９は、例えばウレタン材９ａの断熱部材からなる。そして、低摩擦体９ｂは、断熱材９の背もたれ部２側の表面を熱処理することにより形成される。ここで、ウレタン材９ａは熱伝導の少ない独立発泡タイプのウレタンを用いるとよい。また、ヒータ部８は電気ヒータを用い、例えば、シート状に成型した可撓性のあるＰＴＣ（正温度係数：Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータを使用するのが好ましい。ＰＴＣヒータは自己温度制御するので、サーミスタやサーモスタットが不要で薄型化でき、カバー部７への配設が容易となる。
なお、本実施の形態においてカバー部７、ヒータ部８、断熱材９は接着固定されていてもされていなくてもよいが、接着した方が固定されるのでより好ましい。
また、本実施の形態の座席用暖房装置は、例えばＰＣＴヒーターを用いるので、例えばカーエアコンなどの温風暖房に比べて少ないエネルギーで後席の足元暖房が可能となる。そして、室温を下げても輻射による足元暖房で体感温度を維持できる。そのため、例えば、ハイブリッド車の暖房に適用すると、暖房のためにエンジンを作動する頻度を低減できる。具体的には、輻射暖房に必要なエネルギーは通常、数十ワットであるのに対して、温風暖房のエネルギーは数百〜数キロワットになるので、最低でも数百ワットの省エネとなり、その分、燃費が向上する。また、排熱の全く無い電気自動車の暖房へ適用すると、航続距離（走行距離）が伸びるという顕著な効果がでる。
さらに、後席でシートヒータと併用したり、少ない風量でのリアダクト暖房と併用したり、靴を置く場所のみを限定した小面積での電気床暖房と併用したりすると、下腿部から足部だけでなく、周囲の温度を早く上げられるので快適性がさらに向上する。また、リクライニングしないような箇所にエンジン冷却水を利用して、排熱などの無駄なエネルギーを有効に活用してもよい。
以上のように構成された座席用暖房装置のリクライニング中の状態について図３Ａ、３Ｂを用いて説明する。
図３Ａは、本発明の実施の形態１における座席用暖房装置を配設した座席の背もたれ部を前方に倒した時の座席の断面図である。図３Ｂは、本発明の実施の形態１における座席用暖房装置を配設した座席１の背もたれ部を後方に倒した時の座席の断面図である。
図３Ａに示すように、背もたれ部２を前方に倒すと、背もたれ部２と接続されたカバー部７が矢印方向に引っ張られ、弾性体１０が伸びることによりカバー部７が矢印方向に移動する。そして、可撓性を有する、ヒータ部８と断熱材９も同時に移動する。この際、断熱材９は当接するシート部材（ウレタンやシートフレームの一部など）と擦れて、断熱材９が損傷したり引っかかったりする恐れがある。しかしながら、断熱材９の背もたれ部２側には低摩擦体９ｂが形成されているため、シート部材と擦れてもスムーズに移動可能となり、断熱材９が剥がれたり、磨耗するといったことがない。
図３Ｂに示すように、背もたれ部２を後方に倒すと、背もたれ部２と接続されたカバー部は弾性体１０により矢印方向に引っ張られ、弾性体１０が収縮することによりカバー部７が矢印方向に移動する。これにより、上記図３Ａを用いて説明したのと同様の効果が得られる。
上記説明したように、カバー部７の一端が背もたれ部２の裏側の表布と固定され、カバー部７の他端が弾性体１０を介して座部４の底面に固定されることで本実施の形態の座席用暖房装置が実現される。これにより、背もたれ部２がリクライニングしても、カバー部７とヒータ部８と断熱材９が背もたれ部２と一緒に移動する。その結果、弾性体１０により背もたれ部２が常に引っ張られているので、弛むことがなく、他のシート部材に引っ掛かったりするなどの不具合を生じない。また、シート下にリアダクトがある場合でも、カバー部７が弛んでシート下の通風経路を塞いでしまうということがなく、後席の乗員に対して１つのヒータ部で下腿部から足部の輻射暖房が可能となる。
なお、上記説明では、断熱材９の背もたれ部２側の表面を熱処理することにより低摩擦体９ｂを形成しているが、断熱材９の背もたれ部２側に別部材を設けてもよい。背もたれ部２側に別部材を設けて低摩擦体９ｂを構成しても同様の効果が得られる。
（実施の形態２）
図４Ａは、本発明の実施の形態２における座席用暖房装置の背もたれ部２にカバー部７を配設する前の状態でのシートカバー１１の斜視図である。図４Ｂは、本発明の実施の形態２における座席用暖房装置のカバー部７を背もたれ部２に配設した時の斜視図である。なお、実施の形態１と同様の構成をなすものについては同じ符号を付して説明する。
図４Ａは、本発明の実施の形態２における座席用暖房装置の背もたれ部２にカバー部７を配設する前の状態でのシートカバー１１の斜視図である。図４Ｂは、本発明の実施の形態２における座席用暖房装置のカバー部７を背もたれ部２に配設した時の斜視図である。なお、実施の形態１と同様の構成をなすものについては同じ符号を付して説明する。
図４Ａに示すように、座席用暖房装置の背もたれ部２はシートカバー１１と、背面上部１１ａと、背面下部１１ｂと、嵌合部１２ａ、１２ｂを備える。そして、本実施の形態の座席用暖房装置の背もたれ部２は以下の手順で作成される。
まず、背面上部１１ａと背面下部１１ｂを嵌合部１２ａ、１２ｂから開口し、シートカバー１１をウレタンパッド（図示せず）に被せる。次に、背面上部１１ａと背面下部１１ｂとを嵌合部１２ａ、１２ｂで嵌合し、さらに嵌合部１２ａと嵌合部１２ｂとを縫製することで、背面上部１１ａと背面下部１１ｂは固定される。
そして、図４Ｂに示すように、座席用暖房装置の背もたれ部２にカバー部７を配設する。カバー部７の一端は、嵌合部１２ａと嵌合部１２ｂを縫製する際に、同時に縫製され、カバー部７の他端は、弾性体１０を介して座席１の底面に固定される。これにより、カバー部７により嵌合部１２ａ、１２ｂが隠されて見えなくなり、座席背面側の外観品質がさらに向上する。
（実施の形態３）
図５Ａは本発明の実施の形態３における座席用暖房装置のカバー部７の斜視図である。図５Ｂは、本発明の実施の形態３における座席用暖房装置のカバー部７の断面図である。なお、実施の形態１と同様の構成をなすものについては同じ符号を付して説明する。
図５Ａは本発明の実施の形態３における座席用暖房装置のカバー部７の斜視図である。図５Ｂは、本発明の実施の形態３における座席用暖房装置のカバー部７の断面図である。なお、実施の形態１と同様の構成をなすものについては同じ符号を付して説明する。
図５Ａに示すように、座席用暖房装置のカバー部７は、開口部１３を有し、少なくとも開口部１３を覆うように可撓性の輻射透過部１４が配設されている。また、図５Ｂに示すように、輻射透過部１４の背もたれ部２側には、ヒータ部８と断熱材９が配設されている。この時、輻射透過部１４は、開口格子を有している。
上記構成により、ヒータ部８から発生する輻射熱がカバー部７を介することなく、輻射透過部１４の開口格子を透過して、直接、後席側に輻射されるので、さらに効率のよい暖房が可能となる。
以下、輻射透過部１４について具体的に説明する。
図６は本発明の実施の形態４における座席用暖房装置の輻射透過部１４の一部を示した斜視図である。
図６に示すように、座席用暖房装置の輻射透過部１４は、可撓性を有したシート状の第１部材１４ａと、可撓性を有し所定の開口率を有したメッシュ状の第２部材１４ｂと、第１部材１４ａと第２部材１４ｂの間に空隙を設けて第１部材１４ａと第２部材１４ｂとを接続する複数の連結部材１４ｃとを備えている点にある。ここで、輻射透過部１４は、第１部材１４ａと第２部材１４ｂと連結部材１４ｃの全てが織編糸によって立体的に繋がれて形成された織編物であることが望ましい。本実施の形態では、図６に示すような形状の、例えばダブルラッセル（３次元構造立体編物）の織編物を用いている。第１部材１４ａはヒータ部８と接着され、第２部材１４ｂはハニカム状の開口格子部１４ｄを有し、後席側に面している。
上記構成により、ヒータ部８で第１部材１４ａが加熱され、第１部材１４ａからの輻射熱が開口格子部１４ｄを透過して後席側に輻射され、後席の乗員の下腿部から足部の輻射暖房が可能となる。
また、第２部材１４ｂは第１部材１４ａと連結部材１４ｃを介して空隙を設けて離れているので、第２部材１４ｂの温度は第１部材１４ａより低温であり、かつ、織編物で形成された第２部材１４ｂは身体よりも熱容量が小さい。これにより、後席の乗員の身体の一部、例えば手などが、万一、第２部材１４ｂに触れても、接触面の第２部材１４ｂの温度は接触直後に手の皮膚温度近傍まで低下するので、接触面の身体が不要に加熱されることは無い。
また、連結部材１４ｃは織編物によって所定の弾性を有しているので、例えば、手のひらや指先で第２部材１４ｂを押しても連結部材１４ｃは容易に戻ってくる。これにより、後席の乗員の身体の一部が、万一、第２部材１４ｂに触れて押圧されても、身体が直接、第１部材１４ａに接することがなく、安全に使用できる。
また、さらに強い押圧により指先などが第１部材１４ａに接触しても、ヒータ部８と指先の間に第１部材１４ａが介在しているため、ヒータ部８に直接、指先が触れることは無く、かつ、第１部材１４ａは織編物で形成されていて熱容量が小さい。これにより、接触面の第１部材１４ａの温度は指先の温度の影響を受けて低下するので、安全に使用できる。この時、連結部材１４ｃの高さは、例えば４〜１０ｍｍ程度に設定する。これは、例えば、手のひらや指先で第２部材１４ｂを押しても連結部材１４ｃが容易に戻ってくる高さである。また、開口格子部１４ｄの最低開口寸法（開口格子部１４ｄの対角線のうち一番短い寸法）は、一般的に人の指が入らない大きさである３〜６ｍｍ程度に設定する。なお、安全上問題ない寸法であるならば、これに限られるものではない。
なお、第１部材１４ａから発生する輻射熱は、第１部材１４ａの表面と垂直な方向に開口格子部１４ｄをそのまま透過していく。一方、第１部材１４ａの表面から斜めの方向に放射される輻射熱は、その一部が連結部材１４ｃに遮られて、輻射透過部１４の前面に放射されない。したがって、輻射暖房の効率を上げるために、連結部材１４ｃの相互の間隔は、例えば、手のひらや指先で第２部材１４ｂを押しても連結部材１４ｃが容易に戻ってくる大きさに可能な限り広くする方が好ましい。具体的には、ダブルラッセルで輻射透過部１４を形成する場合、連結部材１４ｃに使用する織編糸はなるべく剛性の高いものを選択し、連結部材１４ｄ相互の間隔を広くする。
また、上記では、ダブルラッセルで輻射透過部１４を形成したが、輻射透過部１４はダブルラッセル以外の同様の素材で構成してもよい。例えば、第１部材１４ａを可撓性の樹脂シート、第２部材１４ｂを可撓性の樹脂網、連結部材１４ｃを樹脂製スペーサでそれぞれ形成して輻射透過部１４を構成してもよい。この際、樹脂網に植毛加工を施すと熱影響をさらに低減することができる。
また、上記実施の形態の座席用暖房装置は、座席の背もたれ部の裏面からつながる座部の背面にかかるように発熱部を配設しているが、背もたれ部のみ、または座部のみに発熱部を備える構成としてもよい。
次に、上記説明した座席用暖房装置を備えた車両について以下に述べる。
図８は、本発明の実施の形態１における座席用暖房装置を備えた車両の模式図である。なお、実施の形態２および３に記載の座席用暖房装置に適用しても同様の効果が得られる。
図８に示すように、座席１の背もたれ部２の裏側から座席１の座部４の底面までを覆うカバー部７と、カバー部７の裏面で、かつ、カバー部７と座席１との間に配設され、可撓性を有する発熱部８とを備えた座席用暖房装置が車両Ａに搭載されている。これにより、後席の乗員に対して１つのヒータ部により下腿部から足部の輻射暖房が可能となる車両が実現できる。
本発明にかかる座席用暖房装置は、車両のみならず、劇場などの観客席での暖房等の用途にも適用できる。
１ 座席
２ 背もたれ部
４ 座部
７ カバー部
８ ヒータ部（発熱部）
９ 断熱材（発熱部）
９ｂ 低摩擦体
１０ 弾性体
１１ シートカバー
１２ａ，１２ｂ 嵌合部
１４ 輻射透過部
１４ａ 第１部材
１４ｂ 第２部材
１４ｃ 連結部材
１４ｄ 開口格子部
２ 背もたれ部
４ 座部
７ カバー部
８ ヒータ部（発熱部）
９ 断熱材（発熱部）
９ｂ 低摩擦体
１０ 弾性体
１１ シートカバー
１２ａ，１２ｂ 嵌合部
１４ 輻射透過部
１４ａ 第１部材
１４ｂ 第２部材
１４ｃ 連結部材
１４ｄ 開口格子部
図６は本発明の実施の形態３における座席用暖房装置の輻射透過部１４の一部を示した斜視図である。
なお、第１部材１４ａから発生する輻射熱は、第１部材１４ａの表面と垂直な方向に開口格子部１４ｄをそのまま透過していく。一方、第１部材１４ａの表面から斜めの方向に放射される輻射熱は、その一部が連結部材１４ｃに遮られて、輻射透過部１４の前面に放射されない。したがって、輻射暖房の効率を上げるために、連結部材１４ｃの相互の間隔は、例えば、手のひらや指先で第２部材１４ｂを押しても連結部材１４ｃが容易に戻ってくる大きさに可能な限り広くする方が好ましい。具体的には、ダブルラッセルで輻射透過部１４を形成する場合、連結部材１４ｃに使用する織編糸はなるべく剛性の高いものを選択し、連結部材１４ｃ相互の間隔を広くする。
１ 座席
２ 背もたれ部
４ 座部
７ カバー部
８ ヒータ部（発熱部）
９ 断熱材（断熱部材）
９ｂ 低摩擦体
１０ 弾性体
１１ シートカバー
１２ａ，１２ｂ 嵌合部
１４ 輻射透過部
１４ａ 第１部材
１４ｂ 第２部材
１４ｃ 連結部材
１４ｄ 開口格子部
２ 背もたれ部
４ 座部
７ カバー部
８ ヒータ部（発熱部）
９ 断熱材（断熱部材）
９ｂ 低摩擦体
１０ 弾性体
１１ シートカバー
１２ａ，１２ｂ 嵌合部
１４ 輻射透過部
１４ａ 第１部材
１４ｂ 第２部材
１４ｃ 連結部材
１４ｄ 開口格子部
Claims (8)
- 座席の背もたれ部裏側から前記座席の座部底面までを覆うカバー部と、
前記カバー部の裏面で、かつ、前記カバー部と前記座席との間に配設され、可撓性を有する発熱部とを備えた座席用暖房装置。 - 前記カバー部の一端は前記背もたれ部の裏面と固定され、前記カバー部の他端は弾性体を介して前記座部の底面に固定された請求項１に記載の座席用暖房装置。
- 前記発熱部は少なくともヒーター部と断熱材とを有する請求項１に記載の座席用暖房装置。
- 前記断熱材は、前記背もたれ部側に設けられた請求項３に記載の座席用暖房装置。
- 前記断熱材は、前記背もたれ部側に低摩擦体をさらに設けた請求項４に記載の座席用暖房装置。
- 前記カバー部は、開口部を有し、前記開口部を覆うように設けられた輻射透過部を備えた請求項１に記載の座席用暖房装置。
- 前記輻射透過部は、
可撓性を有するシート状の第１部材と、
可撓性を有するメッシュ状の第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材の間に空隙を設けて前記第１部材と前記第２部材とを接続する複数の連結部材とを備えた請求項６に記載の座席用暖房装置。 - 請求項１に記載の座席用暖房装置を備えた車両。
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