KR20080093456A - 차량용 온열 자극 장치 - Google Patents
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Abstract
차량의 승무원에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능한 차량용 온열 자극 장치를 제공한다. 차량용 온열 자극 장치 (10) 에서는 압전 센서 (26) 에 의해 승무원의 주기적인 변화를 수반하는 생체 리듬 (호흡 리듬 등) 이 검출되면, 이 검출 결과에 기초하여 제어 회로 (16) 에 의해 히터 엘리먼트 (22, 24) 가 온 오프되고, 이 히터 엘리먼트 (22, 24) 의 온 오프에 의해 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극이 주어진다. 따라서, 승무원의 자율 신경 (부교감 신경) 의 작용을 높임으로써 생체 기능을 높일 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능해진다.
차량용 온열 자극 장치
Description
본 발명은 차량용 온열 자극 장치와 관련된 것으로서, 특히 차량의 승무원에 대하여 온열 자극을 부여할 수 있는 차량용 온열 자극 장치에 관한 것이다.
종래, 히터 장치로서는 다음의 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 참조). 예를 들어, 특허 문헌 1 에는 차량용의 시트 히터의 예가 개시되어 있다. 이 특허 문헌 1 에 기재된 예에서는 차량용 시트에 복수의 히터를 분할하여 형성하고, 또한 이 복수의 히터의 발열량을 변화시키도록 하고 있다. 그리고, 인체의 따뜻함을 느끼기 쉬운 부위를 집중하여 따뜻하게 함으로써 착석 승무원에 대하여 속열감을 주도록 하고 있다.
또한, 예를 들어 특허 문헌 2 에는 전기 카페트의 예가 개시되어 있다. 이 특허 문헌 2 에 기재된 예에서는 이용자의 호흡수 또는 심박수를 측정하고, 이 호흡수 또는 심박수의 증감에 따라 히터의 온도의 높낮이를 조절하도록 하고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2003-332030호 (도 1, 도 2)
특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2002-250532호 (도 12)
특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 소64-67886호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그러나, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 에 기재된 예에서는 차량의 승무원에 대하여 온열 자극을 줌으로써, 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것에 대해서는 고려되어 있지 않다. 따라서, 차량의 승무원에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주도록 하기 위해서는 개선의 여지가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 차량의 승무원에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 줄 수 있는 차량용 온열 자극 장치를 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위하여, 청구항 1 에 기재된 차량용 온열 자극 장치는 승무원의 주기적인 변화를 수반하는 생체 리듬을 검출하는 생체 리듬 검출 수단과, 상기 승무원에 대하여 온열 자극을 주는 온열 자극 발생 수단과, 상기 온열 자극 발생 수단의 상기 승무원에 대한 온열 자극이 상기 승무원의 생체 리듬에 동기하도록 상기 생체 리듬 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 온열 자극 발생 수단을 작동시키는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
청구항 1 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에서는 생체 리듬 검출 수단에 의해 승무원의 주기적인 변화를 수반하는 생체 리듬이 검출되면, 제어 수단에 의해 생체 리듬 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여 온열 자극 발생 수단이 작동되고, 이 온열 자극 발생 수단의 작동에 의해 승무원의 생체 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극이 주어진다.
여기서, 일반적으로 사람은 예를 들어 호기시 등에 피부 자극이 주어지면 자율 신경 (교감 신경 및 부교감 신경) 의 작용이 높아져, 생체 기능이 높아지는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 제 55 회 일본 자율 신경 학회 총회/교육 강연 침의 생체 반응과 자율 신경 (전통 의술의 정신을 이어받아, 과학적 시점에 서는 침구 요법) 자율 신경 제 40 권 제 1 호 2003년 2월 15일 별쇄 제 26 페이지).
따라서, 청구항 1 에 기재된 차량용 온열 자극 장치와 같이, 승무원의 생체 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 하면, 승무원의 자율 신경 (부교감 신경) 의 작용을 높임으로써 생체 기능을 높일 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능해진다.
청구항 2 에 기재된 차량용 온열 자극 장치는 청구항 1 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에 있어서, 상기 생체 리듬 검출 수단은 상기 승무원의 호흡 리듬을 검출하고, 상기 제어 수단은 상기 온열 자극 발생 수단의 상기 승무원에 대한 온열 자극이 상기 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 상기 생체 리듬 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 온열 자극 발생 수단을 작동시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 2 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에서는 생체 리듬 검출 수단에 의해 승무원의 호흡 리듬이 검출되면, 제어 수단에 의해 생체 리듬 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여 온열 자극 발생 수단이 작동되고, 이 온열 자극 발생 수단의 작동에 의해 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극이 주어진다.
이와 같이, 청구항 2 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에 의하면, 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 줄 수 있으므로, 승무원의 자율 신경 (부교감 신경) 의 작용을 높임으로써 생체 기능을 높일 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능해진다.
청구항 3 에 기재된 차량용 온열 자극 장치는 청구항 1 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에 있어서, 상기 생체 리듬 검출 수단은 상기 승무원의 심박 리듬을 검출하고, 상기 제어 수단은 상기 온열 자극 발생 수단의 상기 승무원에 대한 온열 자극이 상기 승무원의 심박 리듬에 동기하도록 상기 생체 리듬 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 온열 자극 발생 수단을 작동시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 3 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에서는 생체 리듬 검출 수단에 의해 승무원의 심박 리듬이 검출되면, 제어 수단에 의해 생체 리듬 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여 온열 자극 발생 수단이 작동되고, 이 온열 자극 발생 수단의 작동에 의해 승무원의 심박 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극이 주어진다.
이와 같이, 청구항 3 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에 의하면, 승무원의 심박 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 줄 수 있으므로, 승무원의 자율 신경 (부교감 신경) 의 작용을 높임으로써 생체 기능을 높일 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능해진다.
청구항 4 에 기재된 차량용 온열 자극 장치는 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 차량용 온열 자극 장치에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 생체 리듬 검출 수단에 의해 검출된 상기 승무원의 생체 리듬에 동기하여 상기 온열 자극 발생 수단을 작동시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 4 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에서는 생체 리듬 검출 수단에 의해 승무원의 생체 리듬이 검출되면, 제어 수단에 의해 생체 리듬 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여 온열 자극 발생 수단이 승무원의 생체 리듬에 동기하여 작동된다. 이로써, 승무원의 생체 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 주는 것이 가능해진다.
청구항 5 에 기재된 차량용 온열 자극 장치는 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 차량용 온열 자극 장치에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 온열 자극 발생 수단의 상기 승무원에 대한 온열 자극이 상기 승무원의 생체 리듬에 동기하도록 상기 생체 리듬 검출 수단에 의해 검출된 상기 승무원의 생체 리듬에 대하여 위상차를 갖고 상기 온열 자극 발생 수단을 작동시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 5 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에서는 생체 리듬 검출 수단에 의해 승무원의 생체 리듬이 검출되면, 이 승무원의 생체 리듬에 온열 자극 발생 수단의 승무원에 대한 온열 자극이 동기하도록, 제어 수단에 의해 승무원의 생체 리듬에 대하여 위상차를 갖고 온열 자극 발생 수단이 작동된다. 따라서, 예를 들어 온열 자극 발생 수단과 승무원 사이에 개재하는 부재의 열전도 효율의 영향으로 온열 자극 발생 수단이 작동하고 나서 실제로 승무원에 대하여 온열 자극이 주어지기까지 시간을 필요로 하는 경우에도, 상기 서술한 바와 같이 승무원의 생체 리듬에 대하여 소정의 위상차를 갖고 온열 자극 발생 수단을 작동시킴으로써, 승무원의 생체 리듬에 승무원에 대한 온열 자극을 동기시킬 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에게 주는 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 한층 더 높이는 것이 가능해진다.
청구항 6 에 기재된 차량용 온열 자극 장치는 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 차량용 온열 자극 장치에 있어서, 상기 온열 자극 발생 수단은 열을 발생 및 흡수 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 6 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에서는 온열 자극 발생 수단이 열을 발생시키도록 동작하면 승무원에 대하여 온열 자극이 주어지고, 온열 자극 발생 수단이 열을 흡수하도록 동작하면 승무원의 온열 자극이 주어져 있던 부분이 냉각된다.
따라서, 청구항 6 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에 의하면, 승무원의 온열 자극이 주어져 있던 부분을 냉각시킨 후에 온열 자극을 줄 수 있으므로, 온열 자극의 부여 전후에 승무원에 대한 온도 변화를 크게 할 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에게 주는 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 한층 더 높이는 것이 가능해진다.
청구항 7 에 기재된 차량용 온열 자극 장치는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 차량용 온열 자극 장치에 있어서, 상기 온열 자극 발생 수단은 승무원에 대하여 열원을 접촉 분리 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 7 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에서는 온열 자극 발생 수단이 열원을 승무원에게 접촉시키면 승무원에 대하여 온열 자극이 주어지고, 온열 자극 발생 수단이 열원을 승무원으로부터 분리시키면 승무원에 대한 온열 자극이 소멸된다.
따라서, 청구항 7 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에 의하면, 예를 들어 열원의 온도를 일정하게 유지한 상태에서도, 이 열원을 승무원에 대하여 접촉 분리시킴으로써 승무원에 대하여 온열 자극을 줄 수 있다. 이로써, 열원의 온도 제어가 불필요해져 저비용화를 도모할 수 있다.
또한, 청구항 7 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에 있어서, 예를 들어 열원을 발열 상태와 발열 휴지 상태로 전환 가능하도록 구성하고, 열원이 승무원에게 접촉되어 있을 때에 열원을 발열 상태로 하여 승무원에 대하여 온열 자극을 주고, 열원이 승무원으로부터 분리되어 있을 때에 열원을 발열 휴지 상태로 하면, 열원이 승무원으로부터 분리되어 있을 때는 열원이 발열 휴지 상태가 됨으로써 열원을 냉각시킬 수 있으므로, 승무원에 대한 온열 자극의 온도 변화를 크게 할 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에게 주는 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 한층 더 높이는 것이 가능해진다.
청구항 8 에 기재된 차량용 온열 자극 장치는 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 차량용 온열 자극 장치에 있어서, 상기 온열 자극 발생 수단은 차량용 시트에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 8 에 기재된 차량용 온열 자극 장치에서는 온열 자극 발생 수단이 차량용 시트에 형성되어 있다. 따라서, 차량의 승무원에 대하여, 차량용 시트에 착석시킨 상태에서 온열 자극을 줄 수 있다.
발명의 효과
이상 상세히 서술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 차량의 승무원에 대하여 온열 자극을 줌으로써, 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능해진다.
[도 1] 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
[도 2] 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
[도 3] 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
[도 4] 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 변형예의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
[도 5] 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 전체 구 성을 나타내는 블록도이다.
[도 6] 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
[도 7] 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
[도 8] 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 변형예의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
[도 9] 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
[도 10] 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
[도 11a] 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 동작을 나타내는 설명도이다.
[도 11b] 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 동작을 나타내는 설명도이다.
[도 12] 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
[도 13] 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 변형예의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
[도 14] 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장 치의 변형예의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
[도 15] 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 변형예의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
[도 16] 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 변형예의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
[도 17a] 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 변형예를 설명하는 도면이다.
[도 17b] 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치의 변형예를 설명하는 도면이다.
발명을 실시하기
위한 최선의 형태
[제 1 실시형태]
이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 에 대하여 설명한다.
도 1 에는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 의 전체 구성을 나타내는 블록도, 도 2 에는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 의 동작을 나타내는 플로우 차트, 도 3 에는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 의 동작을 나타내는 타이밍 차트가 각각 나타나 있다.
도 1 에 나타내는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 는 예를 들어 승용 자동차 등의 차량에 바람직하게 장비되는 것으로서, 차량용 시트 (12) 와, 조작 스위치 (14) 와, 제어 수단으로서의 제어 회로 (16) 를 주요한 구성으로서 구비하고 있다.
차량용 시트 (12) 에는 시트 백 (18) 과 시트 쿠션 (20) 이 형성되어 있고, 이 시트 백 (18) 및 시트 쿠션 (20) 의 각 시트 표면측에는 온열 자극 발생 수단으로서의 히터 엘리먼트 (22, 24) 가 내장되어 있다. 또한, 이 히터 엘리먼트 (22, 24) 는 제어 회로 (16) 에 의해 작동되고, 작동시에는 발열하여 각 시트 표면을 따뜻하게 하여 착석 승무원에 대하여 온열 자극을 주는 구성이다. 또한, 본 실시형태 (그 밖의 실시형태도 동일) 에 있어서, 온열 자극이란, 예를 들어 승무원이 온열 자극이 주어졌을 때에 피부에 열적인 자극이 주어진 것을 느낄 수 있는 자극이다.
또한, 시트 백 (18) 의 히터 엘리먼트 (22) 보다 상측의 시트 표면측에는 뒤틀림에 따른 신호를 출력 가능한 생체 리듬 검출 수단으로서의 압전 센서 (26) 가 내장되어 있다. 이 압전 센서 (26) 는 착석 승무원의 호흡 동작에 수반하는 상반신의 변형에 의해 뒤틀리도록 배치 구성되어 있고, 예를 들어 도 3 의 신호 파형 (100) 에 나타내는 바와 같이 착석 승무원의 호기시에는 정의 신호를 출력하고, 착석 승무원의 흡기시에는 부의 신호를 출력 가능하도록 구성되어 있다.
조작 스위치 (14) 는 예를 들어 인스트루먼트 패널이나 차량용 시트 (12) 에 배치되고, 착석 승무원의 온 오프 조작에 따른 신호를 출력 가능하도록 구성되어 있다.
제어 회로 (16) 는 예를 들어 CPU, ROM, RAM 등을 구비한 전기 회로로 구성되어 있고, 그 입력부에 압전 센서 (26), 이그니션 스위치 (28) 및 조작 스위치 (14) 가 접속되어 있고, 그 출력부에 히터 엘리먼트 (22, 24) 가 접속되어 있다. 그리고, 제어 회로 (16) 는 압전 센서 (26), 이그니션 스위치 (28) 및 조작 스위치 (14) 로부터 출력된 신호에 기초하여 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 작동시키는 구성이다. 또한, 이 제어 회로 (16) 의 동작에 대해서는 이하에 상세히 서술한다.
다음으로, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 의 동작과 아울러 그 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
제어 회로 (16) 는 이그니션 스위치 (28) 로부터 출력된 스위치 온 신호 및 조작 스위치 (14) 로부터 출력된 스위치 온 신호를 입력하면, 도 2 의 플로우 차트로 나타내는 프로그램 처리를 개시한다.
제어 회로 (16) 는 도 2 의 플로우 차트로 나타내는 프로그램 처리를 개시하면, 먼저 압전 센서 (26) 로부터의 출력 신호를 입력함으로써 착석 승무원의 호흡 동작을 검출하고 (단계 S1), 이 때의 착석 승무원의 호흡 동작이 흡기의 동작인지 호기의 동작인지를 압전 센서 (26) 로부터의 출력 신호에 기초하여 판정한다 (단계 S2).
여기서, 착석 승무원의 상반신이 호흡 동작에 수반하여 변형되면, 압전 센서 (26) 는 도 3 의 신호 파형 (100) 에 나타내는 바와 같이 착석 승무원의 호기시에는 정(正)이 되고 착석 승무원의 흡기시에는 부(負)가 되는 정현파 신호를 출력한 다.
제어 회로 (16) 는 상기 서술한 단계 S1 의 처리에 있어서 압전 센서 (26) 로부터 예를 들어 도 3 의 신호 파형 (100) 중 기간 T1 로 나타내는 바와 같이 정의 신호를 입력한 경우에는 이 때의 착석 승무원의 호흡 동작이 호기인 것으로 판정하고, 도 3 의 신호 파형 (101) 중 기간 T1 로 나타내는 바와 같이 신호를 출력하고, 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 스위치 온으로서 작동시킨다 (단계 S3). 그리고, 히터 엘리먼트 (22, 24) 가 스위치 온이 되어 작동하여 발열하면, 차량용 시트 (12) 의 시트 백 (18) 및 시트 쿠션 (20) 이 따뜻해져 이들의 표면의 실제 온도가 도 3 의 온도 파형 (102) 에 나타내는 바와 같이 상승한다. 이로써, 착석 승무원에 대하여 온열 자극이 주어진다.
한편, 제어 회로 (16) 는 상기 서술한 단계 S1 의 처리에 있어서 압전 센서 (26) 로부터 예를 들어 도 3 의 신호 파형 (100) 중 기간 T2 로 나타내는 바와 같이 부의 신호를 입력한 경우에는 이 때의 착석 승무원의 호흡 동작이 흡기인 것으로 판정하고, 도 3 의 신호 파형 (101) 중 기간 T2 로 나타내는 바와 같이 신호를 출력하고, 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 스위치 오프로 하여 정지시킨다 (단계 S4). 그리고, 히터 엘리먼트 (22, 24) 가 스위치 오프가 되어 정지하면, 차량용 시트 (12) 의 시트 백 (18) 및 시트 쿠션 (20) 의 표면이 차실내의 공기에 의해 냉각되어 이들의 표면의 실제 온도가 도 3 의 온도 파형 (102) 에 나타내는 바와 같이 저하된다.
계속해서, 제어 회로 (16) 는 이그니션 스위치 (28) 로부터의 출력 신호 및 조작 스위치 (14) 로부터의 출력 신호에 기초하여 일련의 프로그램 처리를 종료할지 여부를 판단하고 (단계 S5), 일련의 프로그램 처리를 종료하지 않는 경우에는 상기 서술한 단계 S1 의 처리로 되돌아온다. 그리고, 단계 S5 의 처리에서 종료라고 판단할 때까지, 상기 서술한 단계 S1 ∼ 단계 S4 의 처리를 반복하여 실시한다. 이로써, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 하여 착석 승무원에 대하여 온열 자극이 반복하여 주어진다.
여기서, 일반적으로 사람은 예를 들어 호기시 등에 피부 자극이 주어지면 자율 신경 (교감 신경 및 부교감 신경) 의 작용이 높아져, 생체 기능이 높아지는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 제 55 회 일본 자율 신경 학회 총회/교육 강연 침의 생체 반응과 자율 신경 (전통 의술의 정신을 이어받아, 과학적 시점에 서는 침구 요법) 자율 신경 제 40 권 제 1 호 2003년 2월 15일 별쇄 26 페이지).
따라서, 본 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 와 같이, 착석 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 착석 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 하면, 승무원의 자율 신경 (부교감 신경) 의 작용을 높임으로써 생체 기능을 높일 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 에서는 히터 엘리먼트 (22, 24) 가 차량용 시트 (12) 에 형성되어 있다. 따라서, 차량의 승무원에 대하여, 차량용 시트 (12) 에 착석시킨 상태에서 온열 자극을 줄 수 있다. 특히, 본 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 를 운전 좌석에 형성하 면, 드라이버에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능해진다.
다음으로, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 의 변형예에 대하여 설명한다.
상기 실시형태에서는 제어 회로 (16) 가 단계 S1 의 처리에 있어서 임의의 타이밍으로 압전 센서 (26) 로부터의 출력 신호를 입력하고, 이 신호에 기초하여 착석 승무원의 호흡 동작의 판정을 실시하고, 이 판정 결과에 기초하여 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 온 오프함으로써 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 착석 승무원에 대하여 온열 자극을 반복하여 주도록 하고 있었지만, 다음과 같이 해도 된다.
즉, 제어 회로 (16) 는 압전 센서 (26) 로부터 연속하여 출력되는 신호를 입력하고, 착석 승무원의 흡기의 동작으로부터 호기의 동작으로 전환되었을 때 (요컨대, 도 3 의 타이밍 t1) 에 이것에 동기하여 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 스위치 온으로 하고, 착석 승무원의 호기의 동작으로부터 흡기의 동작으로 전환되었을 때 (요컨대, 도 3 의 타이밍 t2) 에 이것에 동기하여 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 스위치 오프로 해도 된다. 이와 같이 해도, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 주는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태 및 상기 변형예와 같이 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 해도, 실제로는 예를 들어 히터 엘리먼트 (22, 24) 와 승무원 사이에 개재하는 쿠션재나 시트 표피 등의 열전도 효율의 영향으로, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 승무원의 호흡 리듬에 대하여, 승무원에 대한 온열 자극에 지연 (위상차 θ) 이 생기는 경우가 있다. 따라서, 이 경우에는 다음과 같이 해도 된다.
요컨대, 제어 회로 (16) 는 승무원의 호흡 리듬에 히터 엘리먼트 (22, 24) 의 승무원에 대한 온열 자극이 위상차를 갖지 않고 동기하도록, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 승무원의 호흡 리듬 (요컨대 신호 파형 (100)) 에 대하여 신호 파형 (101) 과 같이 신호를 출력하고, 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 위상차 θ 를 갖고 (위상을 진행시켜) 온 오프시켜도 된다.
이렇게 하면, 예를 들어 히터 엘리먼트 (22, 24) 와 승무원 사이에 개재하는 쿠션재나 시트 표피 등의 열전도 효율의 영향으로 히터 엘리먼트 (22, 24) 가 작동하고 나서 실제로 승무원에 대하여 온열 자극이 주어지기까지 시간을 필요로 하는 경우에도, 승무원의 호흡 리듬에 위상차를 갖지 않고 승무원에 대한 온열 자극을 동기시킬 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에게 주는 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 한층 더 높이는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태에서는 승무원에 의해 호기가 이루어질 때마다 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 작동시켜 승무원에 대하여 온도 자극을 주도록 하고 있었지만, 예를 들어 호기의 복수회에 1 회의 비율로 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 작동시켜 승무원에 대하여 온도 자극을 주도록 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 차량용 시트 (12) 에 내장했지만, 예를 들어 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 도어 트림, 아암 레스트, 스티어링 핸들 등에 내장해도 된다. 또한, 본 발명에 관련된 온열 자극 발생 수단 은 히터 엘리먼트 (22, 24) 에 한정되지 않고, 예를 들어 온풍을 발생시키는 에어콘 유닛이나 발 근처의 할로겐 히터 등으로 구성해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 압전 센서 (26) 에 의해 승무원의 호흡 리듬을 검출하도록 구성하고 있었지만, 적외선 센서나 그 밖의 센서에 의해 승무원의 호흡 리듬을 검출 (요컨대 호기의 온도를 검출) 하도록 구성해도 된다.
[제 2 실시형태]
이하, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 에 대하여 설명한다.
도 5 에는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 의 전체 구성을 나타내는 블록도, 도 6 에는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 의 동작을 나타내는 플로우 차트, 도 7 에는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 의 동작을 나타내는 타이밍 차트가 각각 나타나 있다.
도 5 에 나타내는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 의 히터 엘리먼트 (22, 24) 대신에, 온열 자극 발생 수단으로서의 냉온 유닛 (42, 44) 을 형성한 것이다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 에 있어서, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용함으로써 그 설명을 생략한다.
본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 에 있어서, 냉온 유닛 (42, 44) 은 예를 들어 도시되지 않은 복수의 펠티에 소자를 갖고 구성되어 있다. 이 냉온 유닛 (42, 44) 에 형성된 각 펠티에 소자는 제어 회로 (16) 에 의해 작동되고, 예를 들어 제어 회로 (16) 로부터 인가되는 전압의 극성에 따라 열의 발생 (가온 동작) 과 열의 흡수 (냉각 동작) 를 행하도록 구성되어 있다. 그리고, 냉온 유닛 (42, 44) 에 형성된 복수의 펠티에 소자가 열을 발생했을 때에는 각 시트 표면이 따뜻해져 착석 승무원에 대하여 온열 자극이 주어지고, 냉온 유닛 (42, 44) 에 형성된 복수의 펠티에 소자가 열을 흡수했을 때에는 각 시트 표면이 냉각되는 구성이다.
또한, 제어 회로 (16) 는 그 출력부에 냉온 유닛 (42, 44) 이 접속되어 있고, 압전 센서 (26), 이그니션 스위치 (28) 및 조작 스위치 (14) 로부터 출력된 신호에 기초하여 냉온 유닛 (42, 44) 을 제어하는 구성이다. 또한, 이 제어 회로 (16) 의 동작에 대해서는 이하에 상세히 서술한다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 의 동작과 아울러 그 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
또한, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 의 제어 회로 (16) 는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 의 제어 회로 (16) 가 실시하는 도 2 의 플로우 차트로 나타내는 프로그램 처리의 단계 S3 및 단계 S4 대신에, 도 6 에 나타내는 바와 같이 단계 S3A 및 단계 S4A 를 실시하도록 한 것이다. 따라서, 이하, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서는 본 발명의 제 1 실시형태와 다른 부분에 대하여 설명하고, 공통 부분은 상기 제 1 실 시형태의 설명을 참조하는 것으로 한다.
본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 에 있어서, 제어 회로 (16) 는 단계 S1 의 처리에 있어서 압전 센서 (26) 로부터 예를 들어 도 7 의 신호 파형 (100) 중 기간 T1 로 나타내는 바와 같이 정의 신호를 입력한 경우에는 이 때의 착석 승무원의 호흡 동작이 호기인 것으로 판정하고, 도 7 의 신호 파형 (103) 중 기간 T1 로 나타내는 바와 같이 신호를 출력하고, 냉온 유닛 (42, 44) 의 각 펠티에 소자를 열을 발생 (가온 동작) 시키도록 작동시킨다 (단계 S3A). 그리고, 냉온 유닛 (42, 44) 이 열을 발생시키면, 차량용 시트 (12) 의 시트 백 (18) 및 시트 쿠션 (20) 을 따뜻하게 할 수 있어 이들의 표면의 실제 온도가 도 7 의 온도 파형 (102) 에 나타내는 바와 같이 상승한다. 이로써, 착석 승무원에 대하여 온열 자극이 주어진다.
한편, 제어 회로 (16) 는 단계 S1 의 처리에 있어서 압전 센서 (26) 로부터 예를 들어 도 7 의 신호 파형 (100) 중 기간 T2 로 나타내는 바와 같이 부의 신호를 입력한 경우에는 이 때의 착석 승무원의 호흡 동작이 흡기인 것으로 판정하고, 도 7 의 신호 파형 (103) 중 기간 T2 로 나타내는 바와 같이 신호를 출력하고, 냉온 유닛 (42, 44) 의 각 펠티에 소자를 열을 흡수 (냉각 동작) 하도록 작동시킨다 (단계 S4A). 그리고, 냉온 유닛 (42, 44) 이 열을 흡수하면, 차량용 시트 (12) 의 시트 백 (18) 및 시트 쿠션 (20) 의 표면이 냉각되어 이들의 표면의 실제 온도가 도 7 의 온도 파형 (102) 에 나타내는 바와 같이 저하된다.
그리고, 제어 회로 (16) 는 단계 S5 의 처리로 종료라고 판단할 때까지, 상 기 서술한 단계 S1 ∼ 단계 S4A 의 처리를 반복하여 실시한다. 이로써, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 하여 착석 승무원에 대하여 온열 자극이 반복하여 주어진다.
이와 같이, 본 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 에서는 착석 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 착석 승무원에 대하여 온열 자극을 줄 수 있으므로, 승무원의 자율 신경 (부교감 신경) 의 작용을 높임으로써 생체 기능을 높일 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 에서는 냉온 유닛 (42, 44) 이 열을 발생시키도록 동작하면 승무원에 대하여 온열 자극이 주어지고, 냉온 유닛 (42, 44) 이 열을 흡수하도록 동작하면 승무원의 온열 자극이 주어져 있던 부분이 냉각된다. 따라서, 본 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 에 의하면, 승무원의 온열 자극이 주어져 있던 부분을 냉각시킨 후에 온열 자극을 줄 수 있으므로, 온열 자극의 부여 전후에 승무원에 대한 온도 변화를 크게 할 수 있다.
요컨대, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 와 같이, 히터 엘리먼트 (22, 24) 의 온 오프 동작만으로는 승무원에 대한 온도 변화의 폭은 α 이다 (도 3 참조). 이것에 대하여, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 와 같이, 냉온 유닛 (42, 44) 에 의해 열의 발생과 흡수를 하면, 승무원에 대한 온도 변화의 폭을 α 보다 큰 β 로 할 수 있다 (도 7 참조). 이로써, 차량의 승무원에게 주는 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 한층 더 높이는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 에 있어서도, 냉온 유닛 (42, 44) 은 차량용 시트 (12) 에 형성되어 있다. 따라서, 차량의 승무원에 대하여, 차량용 시트 (12) 에 착석시킨 상태에서 온열 자극을 줄 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 의 변형예에 대하여 설명한다.
상기 실시형태에서는 제어 회로 (16) 가 단계 S1 의 처리에 있어서 임의의 타이밍으로 압전 센서 (26) 로부터의 출력 신호를 입력하고, 이 신호에 기초하여 착석 승무원의 호흡 동작의 판정을 실시하고, 이 판정 결과에 기초하여 냉온 유닛 (42, 44) 을 냉온 동작시킴으로써 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 착석 승무원에 대하여 온열 자극을 반복하여 주도록 하고 있었지만, 다음과 같이 해도 된다.
즉, 제어 회로 (16) 는 압전 센서 (26) 로부터 연속하여 출력되는 신호를 입력하고, 착석 승무원의 흡기의 동작으로부터 호기의 동작으로 전환되었을 때 (요컨대 도 7 의 타이밍 t1) 에 이것에 동기하여 냉온 유닛 (42, 44) 을 가온 동작시키고, 착석 승무원의 호기의 동작으로부터 흡기의 동작으로 전환되었을 때 (요컨대 도 7 의 타이밍 t2) 에 이것에 동기하여 냉온 유닛 (42, 44) 을 냉각 동작시켜도 된다. 이와 같이 해도, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 주는 것이 가능해진다.
또한, 제어 회로 (16) 는 승무원의 호흡 리듬에 시트 표면의 실제 온도 (냉 온 유닛 (42, 44) 의 승무원에 대한 온열 자극) 가 위상차를 갖지 않고 동기하도록, 도 8 에 나타내는 승무원의 호흡 리듬 (요컨대 신호 파형 (100)) 에 대하여 신호 파형 (103) 과 같이 신호를 출력하고, 냉온 유닛 (42, 44) 을 위상차 θ 를 갖고 (위상을 진행시켜) 냉온 동작시켜도 된다.
이와 같이 하면, 예를 들어 냉온 유닛 (42, 44) 과 승무원 사이에 개재하는 쿠션재나 시트 표피 등의 열전도 효율의 영향으로 냉온 유닛 (42, 44) 이 작동하고 나서 실제로 승무원에 대하여 온도 변화가 주어지기까지 시간을 필요로 하는 경우에도, 승무원의 호흡 리듬에 위상차를 갖지 않고 승무원에 대한 온열 자극을 동기시킬 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에게 주는 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 한층 더 높이는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태에서는 승무원에 의해 호기가 이루어질 때마다 냉온 유닛 (42, 44) 을 가온 동작시켜 승무원에 대하여 온도 자극을 주도록 하고 있었지만, 예를 들어 호기의 복수회에 1 회의 비율로 냉온 유닛 (42, 44) 을 가온 동작시켜 승무원에 대하여 온도 자극을 주도록 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 냉온 유닛 (42, 44) 을 차량용 시트 (12) 에 내장했지만, 예를 들어 냉온 유닛 (42, 44) 을 도어 트림, 아암 레스트, 스티어링 핸들 등에 내장해도 된다.
또한, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (50) 에 있어서, 상기 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 와 동일한 구성에 대해서는 상기 제 1 실시형태와 동일하게 변형할 수 있음은 물론이다.
[제 3 실시형태]
이하, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 에 대하여 설명한다.
도 9 에는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 의 전체 구성을 나타내는 블록도, 도 10 에는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 의 동작을 나타내는 플로우 차트, 도 11a, 도 11b 에는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 의 동작을 나타내는 설명도, 도 12 에는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 의 동작을 나타내는 타이밍 차트가 각각 나타나 있다.
도 9 에 나타내는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 의 히터 엘리먼트 (22, 24) 대신에, 온열 자극 발생 수단으로서의 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 를 형성한 것이다. 따라서, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 에 있어서, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하는 것으로 하고 그 설명을 생략한다.
본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 에 있어서, 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 는 히터부 (54) 와 구동부 (56) 를 갖고 구성되어 있다. 히터부 (54) 는 제어 회로 (16) 에 의해 작동되고, 작동시에는 발열하여 시트 백 (18) 의 럼버 서포트부 (18A) 의 시트 표면을 따뜻하게 하는 구 성이다. 또한, 구동부 (56) 는 제어 회로 (16) 에 의해 제어되어 히터부 (54) 를 승무원에 대하여 접촉 분리하는 방향으로 밀고 당겨 이동시키도록 구성되어 있다.
또한, 차량용 시트 (12) 에서는 구동부 (56) 에 의해 히터부 (54) 가 승무원에게 근접하는 측으로 밀려 이동되면, 도 11a 에 나타내는 바와 같이 시트 백 (18) 의 럼버 서포트부 (18A) 가 히터부 (54) 와 함께 승무원에게 접근하고 (접촉하고), 구동부 (56) 에 의해 히터부 (54) 가 승무원으로부터 멀어지는 측으로 당겨져 이동되면, 도 11b 에 나타내는 바와 같이 시트 백 (18) 의 럼버 서포트부 (18A) 나 히터부 (54) 와 함께 승무원으로부터 멀어지는 구성이다.
그리고, 본 실시형태에서는 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 의 히터부 (54) 가 발열한 상태에서 승무원에게 근접하면 착석 승무원에 대하여 온열 자극이 주어지고, 히터부 (54) 가 승무원으로부터 멀어지면 착석 승무원에 대한 온열 자극이 소멸하는 구성이다.
또한, 제어 회로 (16) 는 그 출력부에 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 가 접속되어 있고, 압전 센서 (26), 이그니션 스위치 (28) 및 조작 스위치 (14) 로부터 출력된 신호에 기초하여 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 를 제어하는 구성이다. 또한, 이 제어 회로 (16) 의 동작에 대해서는 이하에 상세히 서술한다.
다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 의 동작과 아울러 그 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
또한, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 의 제어 회로 (16) 는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 의 제어 회로 (16) 가 실시하는 도 2 의 플로우 차트로 나타내는 프로그램 처리의 단계 S1, 단계 S3 및 단계 S4 대신에, 도 10 에 나타내는 바와 같이 단계 S1A, 단계 S1B, 단계 S3B 및 단계 S4B 를 실시하도록 한 것이다. 따라서, 이하, 본 발명의 제 3 실시형태에 있어서는 본 발명의 제 1 실시형태와 다른 부분에 대하여 설명하고, 공통 부분은 상기 제 1 실시형태의 설명을 참조하는 것으로 한다.
본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 에 있어서, 제어 회로 (16) 는 도 10 의 플로우 차트로 나타내는 프로그램 처리를 개시하면, 먼저, 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 의 히터부 (54) 를 작동시켜 발열시킨다 (단계 S1A). 이로써, 시트 백 (18) 의 럼버 서포트부 (18A) 의 시트 표면을 따뜻하게 할 수 있다.
계속해서, 제어 회로 (16) 는 압전 센서 (26) 로부터의 출력 신호를 입력함으로써 착석 승무원의 호흡 동작을 검출하고 (단계 S1B), 이 때의 착석 승무원의 호흡 동작이 흡기의 동작인지 호기의 동작인지를 압전 센서 (26) 로부터의 출력 신호에 기초하여 판정한다 (단계 S2).
그리고, 제어 회로 (16) 는 단계 S1B 의 처리에 있어서 압전 센서 (26) 로부터 예를 들어 도 12 의 신호 파형 (100) 중 기간 T1 로 나타내는 바와 같이 정의 신호를 입력한 경우에는 이 때의 착석 승무원의 호흡 동작이 호기인 것으로 판정하고, 도 12 의 신호 파형 (104) 중 기간 T1 로 나타내는 바와 같이 신호를 출력하 고, 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 의 구동부 (56) 를 누름 방향으로 작동시킨다 (단계 S3B). 그리고, 구동부 (56) 가 누름 방향으로 작동하면, 도 11a 에 나타내는 바와 같이 시트 백 (18) 의 럼버 서포트부 (18A) 가 히터부 (54) 와 함께 승무원에게 접근하고, 이로써 도 12 의 온도 파형 (102) 에 나타내는 바와 같이 착석 승무원에 대하여 온열 자극이 주어진다.
한편, 제어 회로 (16) 는 단계 S1B 의 처리에 있어서 압전 센서 (26) 로부터 예를 들어 도 12 의 신호 파형 (100) 중 기간 T2 로 나타내는 바와 같이 부의 신호를 입력한 경우에는 이 때의 착석 승무원의 호흡 동작이 흡기인 것으로 판정하고, 도 12 의 신호 파형 (104) 중 기간 T2 로 나타내는 바와 같이 신호를 출력하고, 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 의 구동부 (56) 를 당김 방향으로 작동시킨다 (단계 S4B). 그리고, 구동부 (56) 가 당김 방향으로 작동하면, 도 11b 에 나타내는 바와 같이 시트 백 (18) 의 럼버 서포트부 (18A) 가 히터부 (54) 와 함께 승무원으로부터 멀어지고, 이로써 도 12 의 온도 파형 (102) 에 나타내는 바와 같이 착석 승무원에 대한 온열 자극이 소멸된다.
그리고, 제어 회로 (16) 는 단계 S5 의 처리에서 종료라고 판단할 때까지, 상기 서술한 단계 S1A ∼ 단계 S4A 의 처리를 반복하여 실시한다. 이로써, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 하여 착석 승무원에 대하여 온열 자극이 반복하여 주어진다.
이와 같이, 본 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 에서는 착석 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 착석 승무원에 대하여 온열 자극을 줄 수 있으므 로, 승무원의 자율 신경 (부교감 신경) 의 작용을 높임으로써 생체 기능을 높일 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 에서는 상기 서술한 바와 같이 구동부 (56) 의 온도를 일정하게 유지한 상태에서도, 이 구동부 (56) 를 승무원에 대하여 접촉 분리시킴으로써 승무원에 대하여 온열 자극을 줄 수 있다. 이로써, 열원의 온도 제어가 불필요해져 저비용화를 도모할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 에서는 호흡 리듬에 동기하도록 럼버 서포트부 (18A) 를 승무원에게 누름으로써 온열 자극에 더하여 누른다는 물리적 자극도 줄 수 있으므로, 온열 자극과의 상승 효과도 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 에 있어서도, 차량의 승무원에 대하여, 차량용 시트 (12) 에 착석시킨 상태에서 온열 자극을 줄 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 의 변형예에 대하여 설명한다.
상기 실시형태에서는 제어 회로 (16) 가 단계 S1B 의 처리에 있어서 임의의 타이밍으로 압전 센서 (26) 로부터의 출력 신호를 입력하고, 이 신호에 기초하여 착석 승무원의 호흡 동작의 판정을 실시하고, 이 판정 결과에 기초하여 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 의 히터부 (54) 를 승무원에 대하여 접촉 분리시켜 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 착석 승무원에 대하여 온열 자극을 반복하여 주도록 하고 있었지만, 다음과 같이 해도 된다.
즉, 제어 회로 (16) 는 압전 센서 (26) 로부터 연속하여 출력되는 신호를 입력하고, 착석 승무원의 흡기의 동작으로부터 호기의 동작으로 전환되었을 때 (요컨대 도 12 의 타이밍 t1) 에 이것에 동기하여 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 의 구동부 (56) 를 누름 방향으로 작동시키고, 착석 승무원의 호기의 동작으로부터 흡기의 동작으로 전환되었을 때 (요컨대 도 12 의 타이밍 t2) 에 이것에 동기하여 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 의 구동부 (56) 를 당김 방향으로 작동시켜도 된다. 이와 같이 해도, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 주는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태에서는 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 의 히터부 (54) 를 발열시킨 상태에서 승무원에 대하여 접촉 분리시키고 있었지만, 다음과 같이 해도 된다.
즉, 예를 들어 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 의 히터부 (54) 를 발열 상태와 발열 휴지 상태로 전환 가능하도록 구성하고, 히터부 (54) 가 승무원에 접촉하고 있을 때에 히터부 (54) 를 발열 상태로 하여 승무원에 대하여 온열 자극을 주고, 히터부 (54) 가 승무원으로부터 분리되어 있을 때에 히터부 (54) 를 발열 휴지 상태로 해도 된다. 이렇게 하면, 히터부 (54) 가 승무원으로부터 분리되어 있을 때에는 히터부 (54) 가 발열 휴지 상태가 됨으로써 히터부 (54) 를 냉각시킬 수 있으므로, 승무원에 대한 온열 자극의 온도 변화를 크게 할 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에게 주는 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 한층 더 높이는 것이 가능해진다.
또한, 이 경우에, 제어 회로 (16) 는 승무원의 호흡 리듬에 시트 표면의 실제 온도 (냉온 유닛 (42, 44) 의 승무원에 대한 온열 자극) 가 위상차를 갖지 않고 동기하도록, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 승무원의 호흡 리듬 (요컨대 신호 파형 (100)) 에 대하여 신호 파형 (105) 과 같이 신호를 출력하고, 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 의 히터부 (54) 를 위상차 θ 를 갖고 (위상을 진행시켜) 온 오프 동작시켜도 된다.
이와 같이 하면, 예를 들어 히터부 (54) 와 승무원 사이에 개재하는 쿠션재나 시트 표피 등의 열전도 효율의 영향으로 히터부 (54) 가 작동하여 발열 상태가 되고 나서 실제로 승무원에 대하여 온도 변화가 주어지기까지 시간을 필요로 하는 경우에도, 승무원의 호흡 리듬에 위상차를 갖지 않고 승무원에 대한 온열 자극을 동기시킬 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에게 주는 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 한층 더 높이는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태에서는 승무원에 의해 호기가 이루어질 때마다 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 의 구동부 (56) 을 누름 방향으로 작동시켜 승무원에 대하여 온도 자극을 주도록 하고 있었지만, 예를 들어 호기의 복수회에 1 회의 비율로 히터가 부착된 가동식 럼버 서포트 (52) 의 구동부 (56) 를 누름 방향으로 작동시켜 승무원에 대하여 온도 자극을 주도록 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 히터부 (54) 를 차량용 시트 (12) 의 럼버 서포 트부 (18A) 에 내장하고 이 히터부 (54) 를 접촉 분리시킴으로써 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 하고 있었지만, 그 외에도, 예를 들어 히터부 (54) 를 차량용 시트 (12) 의 허벅지 서포트부 (허벅지 뒤의 서포트부) 등에 내장하고 이 히터부 (54) 를 접촉 분리시킴으로써 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 해도 된다. 또한, 히터부 (54) 를 차량용 시트 (12) 이외의 예를 들어 도어 트림, 아암 레스트, 스티어링 핸들 등에 내장하고 이 히터부 (54) 를 접촉 분리시킴으로써 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 해도 된다.
또한, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (60) 에 있어서, 상기 제 1 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10) 와 동일한 구성에 대해서는 상기 제 1 실시형태와 동일하게 변형할 수 있음은 물론이다.
[각 실시형태에 공통된 변형예]
이하, 상기 각 실시형태에 공통된 변형예에 대하여 설명한다.
(변형예 1)
상기 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10, 50, 60) 에서는 승무원의 호기와 흡기의 전환을 호흡 리듬으로 하고, 이 호흡 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 하고 있었지만, 승무원의 호흡수의 변화의 추이를 호흡 리듬으로 하고, 이 호흡 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 해도 된다.
즉, 도 14 의 호흡 리듬 파형 (106) 중 기간 T1 로 나타내는 바와 같이 호흡수가 많을 때에는 신호 파형 (107) 중 기간 T1 로 나타내는 바와 같이 신호를 출력 함으로써 히터 온으로 하고, 승무원에 대하여 온열 자극을 주어 도 14 의 호흡 리듬 파형 (106) 중 기간 T2 로 나타내는 바와 같이 호흡수가 적을 때에는 신호 파형 (107) 중 기간 T2 로 나타내는 바와 같이 신호를 출력함으로써 히터 오프로 하여, 승무원에 대한 온열 자극을 휴지 상태로 해도 된다.
또한, 이 경우에, 예를 들어 스티어링 핸들에 장착한 심전 센서의 출력의 흔들림으로부터 승무원의 호흡수 변화의 추이의 호흡 리듬을 추정하도록 해도 된다.
(변형예 2)
또한, 상기 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 관련된 차량용 온열 자극 장치 (10, 50, 60) 에서는 승무원의 생체 리듬의 일례로서 승무원의 호흡 리듬을 검출하고, 이 호흡 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 구성되어 있었지만, 그 밖의 생체 리듬을 검출하고, 이 생체 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 구성되어 있어도 된다.
예를 들어, 도 15 에 나타내는 차량용 온열 자극 장치 (70) 와 같이, 승무원의 심전 파형을 검출 가능한 생체 리듬 검출 수단으로서의 심전계 (66) 를 형성하고, 제어 회로 (16) 가, 도 16 에 나타내는 바와 같이 승무원으로부터 검출한 심전 파형 (108) 중 R 파 (파형의 피크) 에, 온도 파형 (102) 으로 나타내는 바와 같이 시트 표면의 실제 온도의 피크가 일치하도록, 심전계 (66) 로부터 검출된 신호에 기초하여 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 작동시켜, 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 구성되어 있어도 된다.
이와 같이 해도, 착석 승무원의 심박 리듬에 동기하도록 착석 승무원에 대하 여 온열 자극을 줄 수 있으므로, 승무원의 자율 신경 (부문감 신경) 의 작용을 높임으로써 생체 기능을 높일 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능해진다.
또한, 본 변형예에서는 승무원으로부터 심전 파형 중 R 파가 검출될 때마다 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 작동시켜 승무원에 대하여 온도 자극을 주도록 하고 있었지만, 예를 들어 승무원으로부터 검출된 심전 파형의 R 파의 복수회에 1 회의 비율로 히터 엘리먼트 (22, 24) 를 작동시켜 승무원에 대하여 온도 자극을 주도록 해도 된다.
(변형예 3)
또한, 상기 변형예 2 에서는 승무원으로부터 심전 파형 중 R 파가 검출될 때마다 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 하고 있었지만, 승무원의 심박수 변화의 추이를 심박 리듬으로 하고, 이 심박 리듬에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 해도 된다.
즉, 도 17a 에 나타내는 바와 같이, 승무원으로부터 심전 파형 (108) 을 연속하여 검출하고 이 심전 파형 (108) 으로부터 R 파의 간격을 주파수 해석한다. 이 때, 승무원에 있어서는 예를 들어 도 17b 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 심전 파형의 R 파의 간격 (주파수) 은 교감 신경의 영향에 의한 흔들림 또는 호흡에 연동한 흔들림 등이 생긴다.
그리고, 승무원으로부터 검출된 심전 파형의 R 파의 간격의 조밀(粗密) (109) 에 따라, 예를 들어 승무원의 심박수 변화의 추이에 의한 심박 흔들림의 리 듬 (110) 을 얻고, 그리고 이 심박 흔들림의 리듬 (110) 에 동기하도록 승무원에 대하여 온열 자극을 주도록 해도 된다.
이와 같이 해도, 착석 승무원의 심박 리듬에 동기하도록 착석 승무원에 대하여 온열 자극을 줄 수 있으므로, 승무원의 자율 신경 (부교감 신경) 의 작용을 높임으로써 생체 기능을 높일 수 있다. 이로써, 차량의 승무원에 대하여 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능해진다.
본 발명은 차량의 승무원에 대하여 온열 자극을 줌으로써 예를 들어 피로 저감이나 체질 개선 등의 효과를 주는 것이 가능하여, 승용 자동차 등의 차량에 바람직하게 장비할 수 있다.
부호의 설명
10, 50, 60, 70 차량용 온열 자극 장치
12 차량용 시트
16 제어 회로 (제어 수단)
22, 24 히터 엘리먼트 (온열 자극 발생 수단)
26 압전 센서 (생체 리듬 검출 수단)
42, 44 냉온 유닛 (온열 자극 발생 수단)
52 가동식 럼버 서포트 (온열 자극 발생 수단)
66 심전계 (생체 리듬 검출 수단)
Claims (8)
- 승무원의 주기적인 변화를 수반하는 생체 리듬을 검출하는 생체 리듬 검출 수단과,상기 승무원에 대하여 온열 자극을 주는 온열 자극 발생 수단과,상기 온열 자극 발생 수단의 상기 승무원에 대한 온열 자극이 상기 승무원의 생체 리듬에 동기하도록 상기 생체 리듬 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 온열 자극 발생 수단을 작동시키는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 온열 자극 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 생체 리듬 검출 수단은 상기 승무원의 호흡 리듬을 검출하고,상기 제어 수단은 상기 온열 자극 발생 수단의 상기 승무원에 대한 온열 자극이 상기 승무원의 호흡 리듬에 동기하도록 상기 생체 리듬 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 온열 자극 발생 수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 온열 자극 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 생체 리듬 검출 수단은 상기 승무원의 심박 리듬을 검출하고,상기 제어 수단은 상기 온열 자극 발생 수단의 상기 승무원에 대한 온열 자 극이 상기 승무원의 심박 리듬에 동기하도록 상기 생체 리듬 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 온열 자극 발생 수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 온열 자극 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제어 수단은 상기 생체 리듬 검출 수단에 의해 검출된 상기 승무원의 생체 리듬에 동기하여 상기 온열 자극 발생 수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 온열 자극 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제어 수단은 상기 온열 자극 발생 수단의 상기 승무원에 대한 온열 자극이 상기 승무원의 생체 리듬에 동기하도록 상기 생체 리듬 검출 수단에 의해 검출된 상기 승무원의 생체 리듬에 대하여 위상차를 갖고 상기 온열 자극 발생 수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 온열 자극 장치.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 온열 자극 발생 수단은 열을 발생 및 흡수 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 온열 자극 장치.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 온열 자극 발생 수단은 승무원에 대하여 열원을 접촉 분리 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 온열 자극 장치.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 온열 자극 발생 수단은 차량용 시트에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 온열 자극 장치.
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