KR20150060798A

KR20150060798A - 열소자를 구비한 차량 시트

Info

Publication number: KR20150060798A
Application number: KR1020157010107A
Authority: KR
Inventors: 로버트 씨. 피츠패트릭; 다나 알. 로웰
Original assignee: 포레시아 오토모티브 시팅, 엘엘씨
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2015-06-03
Also published as: DE112013004698T5; CN104736387A; DE202013012369U1; US20150266405A1; CN104736387B; WO2014052145A1; US9676310B2

Abstract

차량 시트는 시트 바닥 및 시트 등받이에 포함된 시트 패드를 포함한다. 시트 패드는 시트 패드에 앉아있는 탑승자에게 냉감각과 온감각을 제공하도록 구성된다. 본 개시에 따르면, 차량 시트는 탑승자-지지대를 포함한다. 탑승자-지지대는 쿠션-수용 공간을 한정하는 쿠션 커버, 및 쿠션-수용 공간에 놓이도록 위치되는 쿠션을 포함한다.

Description

열소자를 구비한 차량 시트{VEHICLE SEAT WITH THERMAL DEVICE}

관련 출원

본 출원은 35 U.S.C. § 119(e)에 의거하여 2012년 9월 25일에 출원된 미국 가출원번호 제61/705,480호의 우선권을 주장하며, 이는 본원에 참조로 명백히 포함된다.

본 개시는 차량 시트, 특히 시트 바닥 및 시트 등받이에 포함되는 시트 패드에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 시트 패드에 앉아있는 탑승자에게 냉감각과 온감각을 제공하도록 구성되는 시트 패드에 관한 것이다.

본 개시에 따르면, 차량 시트는 탑승자-지지대(occupant-support base)를 포함한다. 탑승자-지지대는 쿠션-수용 공간을 한정하는 쿠션 커버, 및 쿠션-수용 공간에 놓이도록 위치되는 쿠션을 포함한다.

예시적인 구현예들에서, 탑승자-지지대는 시트 바닥, 및 시트 바닥으로부터 상향 연장되는 시트 등받이를 포함한다. 시트 바닥 및 시트 등받이 각각은 쿠션 커버, 및 이 쿠션 커버에 의해 한정된 쿠션-수용 공간 내의 쿠션을 포함한다.

예시적인 구현예들에서, 탑승자-지지대는 시트 바닥 또는 시트 등받이에 포함된 쿠션과 연관된 쿠션-수용 공간에 놓이도록 이 쿠션에 연결되는 열소자를 더 포함한다. 열소자는 대류 열전달 없이 쿠션 내에 위치된 열전달 기기(heat-transfer station)와 탑승자-지지대에 앉아있는 탑승자 사이에 열을 이동시키기 위한 수단을 제공하도록 구성된다. 탑승자 냉방 모드에서, 열소자는 탑승자-지지대에 앉아있는 탑승자로부터 쿠션 커버를 통해 열전달 기기에 구비된 방열판으로 열을 이동시킨다. 탑승자 난방 모드에서, 열소자는 열전달 기기에 포함된 열원으로부터 쿠션 커버를 통해 시트 탑승자로 열을 이동시킨다.

예시적인 구현예들에서, 열소자는 열전달 기기 및 열전도체를 포함한다. 열전도체의 일부는 쿠션 커버와 대향 관계(confronting relation)로 놓이기 위해 쿠션 커버의 내표면과 쿠션의 외표면 사이에 놓이도록 위치된다. 열전도체는 열이 탑승자와 열전달 기기 사이에 흐르도록 열전달 기기에 연결된다.

예시적인 구현예들에서, 열소자는 탑승자 냉방 모드 또는 탑승자 난방 모드로 작동하도록 구성될 수 있다. 열소자가 탑승자 냉방 모드에 있을 때, 열은 탑승자에게 냉감각을 제공하기 위해 열전도체를 통해 탑승자로부터 멀리 흐른다. 열소자가 탑승자 난방 모드에 있을 때, 열은 탑승자에게 온감각을 제공하기 위해 열전달 기기로부터 열전도체를 통해 탑승자쪽으로 흐른다.

다른 구현예에서, 차량 시트는 시트 바닥 또는 시트 등받이에 포함된 시트 패드를 포함하고, 차량 시트는 시트 바닥 또는 시트 등받이 중 하나 또는 둘 다인 탑승자-지지대를 포함하며, 탑승자-지지대는 열소자 및 시트 패드를 포함하고, 열소자는 열-전달 기기를 포함한다. 이 추가 구현예에서, 시트 패드는 쿠션, 쿠션-수용 공간, 및 쿠션 커버를 포함하고, 커버는 쿠션-수용 공간을 한정하며 쿠션을 덮는다. 이 추가 구현예에서, 열소자는 쿠션에 연결되며, 쿠션-수용 공간에 놓이도록 위치되고, 열소자는 대류 열전달 없이 시트 패드 내에 위치된 쿠션에 연결된 열전달 기기와 차량 시트에 앉아있는 탑승자 사이에 열을 이동시킴으로써, 차량 시트에 앉아있는 탑승자에게 냉감각 또는 온감각을 선택적으로 제공하도록 구성된다.

다른 구현예에서, 열전달 기기는 방열판을 포함하고, 탑승자 냉방 모드에서, 열소자는 탑승자로부터 쿠션 커버를 통해 열전달 기기에 구비된 방열판으로 열을 이동시킨다.

다른 구현예에서, 열전달 기기는 열원을 포함하고, 탑승자 난방 모드에서, 열소자는 열전달 기기의 열원으로부터 쿠션 커버를 통해 시트 탑승자로 열을 이동시킨다.

다른 구현예에서, 열소자는 또한 열전도체를 포함하고, 그 일부는 쿠션 커버와 대향 관계로 놓이기 위해 쿠션 커버의 내표면과 쿠션의 외표면 사이에 놓이도록 위치된다.

다른 구현예에서, 열전도체는 열이 탑승자와 열전달 기기 사이에 흐르도록 열전달 기기에 연결된다.

다른 구현예에서, 열소자는 탑승자 냉방 모드 또는 탑승자 난방 모드로 작동하도록 구성된다.

다른 구현예에서, 열소자가 탑승자 냉방 모드에 있을 때, 열은 탑승자에게 냉감각을 제공하기 위해 열전도체를 통해 탑승자로부터 멀리 흐른다.

다른 구현예에서, 열소자가 탑승자 난방 모드에 있을 때, 열은 탑승자에게 온감각을 제공하기 위해 열전달 기기로부터 열전도체를 통해 탑승자쪽으로 흐른다.

다른 구현예에서, 차량 시트는 열소자가 탑승자 냉방 모드에 있을지 탑승자 난방 모드에 있을지 제어하기 위해 열소자에 연결되는 제어기를 포함한다. 이 추가 구현예에서, 제어기는 탑승자 냉방 모드 또는 탑승자 난방 모드의 선택을 가능하게 하는 제어 인터페이스에 연결된다.

다른 구현예에서, 차량 시트는 시트 바닥 내의 탑승자-지지대 및 시트 등받이 내의 탑승자-지지대를 포함하고, 시트 기저부 및 시트 등받이 각각은 열소자 및 시트 패드를 포함하며, 열소자는 열전달 기기를 포함하고, 각각의 시트 패드는 쿠션, 쿠션-수용 공간, 및 쿠션 커버를 포함하며, 각각의 쿠션 커버는 쿠션-수용 공간을 한정하며 쿠션을 덮고, 각각의 탑승자-지지대의 열소자는 차량 시트에 앉아있는 탑승자에게 냉감각 또는 온감각을 선택적으로 제공하도록 제어기에 의해 개별적으로 제어된다. 이 추가 구현예에서, 제어기는 시트 바닥 탑승자-지지대 및 시트 등받이 탑승자-지지대 각각에 대해 탑승자 냉방 모드 또는 탑승자 난방 모드의 독립적인 선택을 가능하게 하는 제어 인터페이스에 연결된다.

다른 구현예에서, 제어 인터페이스는 제어기에 탑승자를 위해 복수의 상이한 열쾌적 옵션들을 제공할 것을 지시하도록 구성된다.

다른 구현예에서, 차량 시트는 차량 내의 차량 프레임에 장착된다.

다른 구현예에서, 쿠션은 발포체로 이루어진다.

다른 구현예에서, 쿠션은 쿠션의 외표면에 위치되는 외부 열전달 노드들의 어레이를 포함한다.

다른 구현예에서, 쿠션은 내층, 중간층, 및 외층을 포함하고, 열소자는 외층 및 중간층에 내장된다.

다른 구현예에서, 열전달 기기는 열소자가 냉방 모드에 있을 때 열소자에 의해 발생된 폐열을 배출하기 위해 중간층에 연결되는 팬(fan)을 포함한다.

다른 구현예에서, 탑승자-지지대는 시트 패드에 연결되는 지지팬(support pan)을 포함하고, 지지팬은 시트 패드 밑에 놓여 이를 지지하도록 배치된다.

다른 구현예에서, 쿠션 커버는 쿠션-수용 공간으로부터 탑승자-지지대에 앉아있는 탑승자로의 공기의 전달을 차단한다.

다른 구현예에서, 열전달 기기는 열이동자(heat mover), 열원, 및 방열판을 포함한다.

다른 구현예에서, 열이동자는 쿠션에 연결되며, 쿠션의 외표면 아래에 이격 관계로 놓이도록 위치된다.

다른 구현예에서, 열전도체는 열이동자에 연결되며, 열이동자와 쿠션 커버의 내표면 사이에 연장된다.

다른 구현예에서, 열이동자는 온도 구배를 생성한 결과로 열에너지를 이동시킨다.

다른 구현예에서, 열은 탑승자에게 온감각을 제공하기 위해 전도성 열전달 및 방사성 열전달의 조합에 의해 쿠션 커버를 통해 탑승자에게 전달된다.

다른 구현예에서, 열원은 저항 히터에 의해 가열되는 가열 유체 또는 겔을 포함하는, 쿠션에 형성된 하나 이상의 공동들을 포함한다.

다른 구현예에서, 유체는 공기 또는 액체이다.

다른 구현예에서, 열소자는 하나 이상의 열전소자 마이크로칩들을 포함한다.

다른 구현예에서, 열소자는 열전달 노드들의 대응하는 어레이 및 열파이프들의 대응하는 어레이와 함께 열전도체들의 어레이를 포함한다.

다른 구현예에서, 열소자는 쿠션의 외층에 형성된 구멍들의 어레이를 통해 엮어진 복수의 전선들을 포함한다.

다른 구현예에서, 외부 열전달 노드들의 어레이는 열소자의 전선들에 의해 형성되고, 전선들은 쿠션 커버와 접촉하며, 관련 열파이프들은 전선들이 구멍들을 통해 연장되며 관련 열전소자 마이크로칩들의 어레이에 연결되는 곳에 형성된다.

다른 구현예에서, 열소자는 탑승자와 탑승자-지지대 사이에 발생된 습기를 관리하기 위한 습기-관리 수단을 포함한다. 이 추가 구현예에서, 습기-관리 수단은 탑승자와 탑승자-지지대 사이에 안내되는 가압 조절된 공기의 공급원을 포함한다.

다른 구현예에서, 습기-관리 수단은 탑승자로부터 멀리 습기를 전달하도록 구성된 재료로 이루어진 쿠션 커버 및 쿠션 내에 구현된다.

다른 구현예에서, 습기-관리 수단은 습기를 흡수하는 재료로 이루어진 쿠션 커버 및 쿠션 내에 구현된다.

다른 구현예에서, 차량 시트는 열소자, 쿠션, 쿠션 및 열소자를 덮는 쿠션 커버, 및 열소자에 연결되는 제어기를 포함하고, 열소자는 쿠션에 연결되며, 열소자는, 제어기의 제어 하에, 대류 열전달 없이 열소자와 차량 시트에 앉아있는 탑승자 사이에 열을 이동시킴으로써, 차량 시트에 앉아있는 탑승자에게 냉감각 또는 온감각을 선택적으로 제공하도록 구성된다.

다른 구현예에서, 차량 시트를 위한 탑승자-지지대는 내부에 쿠션-수용 공간을 한정하는 쿠션 커버, 쿠션-수용 공간에 놓이도록 위치되는 쿠션, 및 쿠션에 연결되며, 쿠션-수용 공간에 놓이도록 배치되는 열소자를 포함한다. 열소자는 열이 탑승자-지지대에 앉아있는 탑승자로부터 쿠션 커버를 통해 열전달 기기에 구비된 방열판으로 이동하는 냉방 모드, 및 열이 열전달 기기에 포함된 열원으로부터 쿠션 커버를 통해 시트 탑승자로 이동하는 난방 모드 중 하나에서 대류 열전달 없이 쿠션 내에 위치된 열전달 기기와 탑승자-지지대에 앉아있는 탑승자 사이에 열을 이동시키기 위한 수단을 제공하도록 구성된다.

다른 구현예에서, 쿠션 커버는 쿠션을 향하도록 배치되는 내표면, 및 쿠션의 반대편을 향하도록 배치되는 외표면을 포함한다. 열소자는 열전달 기기 및 열전도체를 포함하고, 열전도체의 일부는 쿠션 커버와 대향 관계로 놓이기 위해 쿠션 커버의 내표면과 쿠션의 외표면 사이에 놓이도록 위치된다.

다른 구현예에서, 열전도체는 열이 열전도체를 통해 탑승자와 열전달 기기 사이에 흐르도록 열전달 기기에 연결된다.

다른 구현예에서, 열전달 기기는, 쿠션에 연결되며 쿠션의 외표면 아래에 이격 관계로 놓이도록 위치되는 열이동자, 열원, 및 방열판을 포함한다.

다른 구현예에서, 탑승자는 온감각이 탑승자에게 제공될 때 방열판을 제공한다.

다른 구현예에서, 탑승자-지지대는 탑승자-지지대가 약 2시간 동안 약 50 ℃의 고온에 노출되고 열소자가 냉방 모드에 있은 후 약 2분 내에 탑승자-지지대에 앉아있는 탑승자에게 열감각을 제공한다.

다른 구현예에서, 열감각까지의 시간은 약 1분 40초 미만이다.

다른 구현예에서, 탑승자-지지대는 탑승자-지지대가 약 2시간 동안 약 -10 ℃의 저온에 노출되고 열소자가 난방 모드에 있은 후 약 2분 내에 탑승자-지지대에 앉아있는 탑승자에게 열감각을 제공한다.

다른 구현예에서, 열감각까지의 시간은 약 1분 미만이다.

본 개시의 추가적인 특징들은 현재 인지된 바와 같은 본 개시를 실행하는 최선의 방식을 보여주는 예시적인 구현예들을 고려 시에 당업자들에게 명백해질 것이다.

상세한 설명은 특히 첨부 도면을 참조한다:
도 1은 차량 시트가 시트 바닥으로 구성된 제1 탑승자-지지대 및 시트 등받이로 구성된 제2 탑승자-지지대를 포함하는 것을 보여주며, 각각의 탑승자-지지대가 쿠션, 쿠션 커버, 및 탑승자-지지대에 앉아있는 탑승자(미도시)에게 열소자가 냉방 모드에 있을 때 냉감각을 제공하고 열소자가 난방 모드에 있을 때 온감각을 제공하도록 구성된 열소자를 포함하는 것을 제시하는 차량 시트의 사시도이자 모식도이다.
도 2는 열소자가 열이동자 및 외부 열전달 노드와 열파이프를 구비한 열전도체를 포함하는 것을 보여주며, 열소자가 도 14에 제시된 바와 같이 열이동자가 탑승자쪽으로 열을 이동시키는 난방 모드, 또는 도 15에 제시된 바와 같이 열이동자가 탑승자로부터 멀리 열을 이동시키는 냉방 모드를 취하도록 제어기에 연결된 사용자 입력기를 통해 탑승자가 열소자를 제어하는 것을 제시하는 부분 사시도이자 모식도이다.
도 3은 상부 열소자가 시트 등받이 내에 장착될 수 있고, 하부 열소자가 시트 바닥 내에 장착될 수 있으며, 공통 사용자 입력기 및 제어기가 하부 열소자와 무관하게 상부 열소자를 작동시키기 위해 사용될 수 있는 것을 보여주는 차량의 차량 프레임에 장착된 본 개시에 따른 차량 시트의 사시도이자 모식도이다.
도 4는 본 개시에 따른 차량 시트의 사진이다.
도 5a는 쿠션 커버가 발포 쿠션을 드러내기 위해 제거되어 있고, 외부 열전달 노드들의 어레이가 쿠션의 외표면에 위치되어 있는, 외부 열전달 노드들이 쿠션 커버와 대향 관계로 놓이도록 배치되는 것을 제시하는 도 4의 차량 시트에 포함된 시트 등받이의 사진이다.
도 5b는 쿠션 커버가 쿠션을 드러내기 위해 제거되어 있고, 외부 열전달 노드들의 어레이가 발포 쿠션의 외표면에 위치되어 있는, 외부 열전달 노드들이 쿠션 커버와 대향 관계로 놓이도록 배치되는 것을 제시하는 도 4의 차량 시트에 포함된 시트 바닥의 사진이다.
도 6은 탑승자-지지대가 아래에서 위로 시트팬, 내층과 중간층과 외층을 구비한 쿠션, 및 도 9, 도 10, 및 도 12에 제시된 바와 같이 외층 및 중간층에 내장된 열소자를 포함하는 것을 보여주는 본 개시에 따른 탑승자-지지대의 다른 구현예의 사진이다.
도 7은 열소자가 냉방 모드에 있을 때 열이동자에 의해 발생된 폐열을 배출하기 위해 중간층에 결합된 팬을 더 포함하는 것을 보여주는 도 6의 탑승자-지지대의 다른 사진이다.
도 8은 상부 열전달 노드가 일련의 전선들이 쿠션 커버와 접촉하는 곳에 형성되고, 도 9에 제시된 바와 같이 일련의 전선들이 구멍들을 통해 연장되며 열이동자에 연결되는 곳에 관련 열파이프들이 형성되도록, 쿠션의 외층에 형성된 구멍들을 통해 일련의 전선들을 엮은 결과로 형성된 외부 열전달 노드들의 어레이를 보여주는 도 7의 탑승자-지지대의 사진이다.
도 9는 쿠션의 외층이 쿠션의 중간층으로부터 이격되어 있는, 열파이프들이 열이동자들에 연결되는 것을 보여주는 도 8의 탑승자-지지대의 사진이다.
도 10은 일련의 전선들이 쿠션의 중간층에 하부 열전달 노드를 형성하기 위해 중간층 내로 연장되는 것을 보여주는 도 8 및 도 9의 탑승자-지지대의 사진이다.
도 11은 열전달 노드들의 어레이에 포함된 열전달 노드들의 행을 보여주되, 각각의 외부 열전달 노드가 쿠션의 외층에 형성된 2개의 이웃한 구멍들 사이에 형성되는 것을 보여주는 도 8의 사진의 확대부이다.
도 12는 열이동자가 쿠션의 외층의 외표면 아래에 놓이도록 위치되며, 각각의 외부 열전달 노드가 관련 열이동자에 연결되는 것을 보여주는 도 9의 사진의 확대부이다.
도 13은 탑승자-지지대가, 탑승자-지지대에 앉아있는 탑승자와 접촉하도록 구성된 쿠션 커버 및 쿠션 커버에 의해 한정된 쿠션-수용 공간에 놓이며 탑승자를 지지하도록 배치된 쿠션을 구비한 시트 패드, 및 쿠션의 외표면 아래에 이격 관계로 놓이도록 위치된 열이동자들의 어레이, 대류의 사용 없이 탑승자와 열이동자들 사이에 열을 전달하기 위해 쿠션의 외표면과 쿠션 커버 사이에 놓이도록 위치된 외부 상부 열전달 노드들의 어레이, 및 외부 및 내부 열전달 노드들 사이에 열이동자들을 위치지정하도록 위치된 내부 열전달 노드들의 어레이를 구비한 열소자를 포함하는 것을 보여주는 본 개시에 따른 탑승자-지지대의 모식도이다.
도 14 및 도 15는 열소자가 도 14에 제시된 바와 같은 난방 모드 및 도 15에 도시된 바와 같은 냉방 모드에 있을 때 열이 어떻게 이동하는지 보여주는 일련의 도면들이다.
도 14는 열이 쿠션의 외층을 통해 열파이프들에 의해 쿠션 커버와 대향 관계에 있는 외부 열전달 노드들 및 탑승자에게 전달되는 난방 모드의 열소자를 보여주는 도 13과 유사한 도면이다.
도 15는 열이 외부 열전달 노드들에서 탑승자로부터 모아지며, 쿠션의 외층을 통해 쿠션의 중간층으로 열파이프들에 의해 이동되고, 여기서 폐열은 팬에 의해 중간층을 통해 이동된 공기에 전달되는 냉방 모드의 열소자를 보여주는 도 14와 유사한 도면이다.
도 16은 열소자가 탑승자-냉방 모드에 있을 때, 열에너지(열)가 탑승자로부터 열전도체 및 열이동자를 통해 쿠션의 방열판으로 흐르는 것을 보여주는 모식도이다.
도 17은 열소자가 탑승자-난방 모드에 있을 때, 열에너지(열)가 쿠션의 열원으로부터 열이동자 및 열전도체를 통해 탑승자로 흐르는 것을 보여주는 도 16과 유사한 도면이다.

예컨대, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 탑승자-지지대(10)는 차량 시트(16)의 시트 바닥(12) 또는 시트 등받이(14)로 사용될 수 있다. 도 1 내지 도 3 및 도 6에 제시된 바와 같이, 탑승자-지지대(10)는 시트 패드(20) 및 열소자(22)를 포함한다. 시트 패드(20)는 시트 패드(20) 밑에 놓여 이를 지지하도록 배치되는 지지팬(18)에 연결될 수 있다. 열소자(22)는 시트 패드(20)에 연결되며, 도 14 내지 도 17에 제시된 바와 같이 대류 열전달 없이 열전달 기기(11)와 탑승자-지지대(10)에 앉아있는 탑승자(24) 사이에 열(17)을 이동시키기 위한 수단을 제공하도록 구성된다.

도 1에 제시된 바와 같이, 시트 패드(20)는 예컨대 내부에 쿠션-수용 공간(28)을 한정하는 쿠션 커버(26) 및 쿠션(30)을 포함한다. 쿠션(30)은 쿠션-수용 공간(28)에 놓이도록 위치된다. 열소자(22)는 쿠션(30)에 연결되며, 쿠션(30)과 함께 쿠션-수용 공간(28)에 놓이도록 위치된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 쿠션 커버(26)는 일반적으로 기밀하며, 쿠션-수용 공간(28)으로부터 탑승자-지지대(10)에 앉아있는 탑승자(24)로의 공기의 전달을 차단한다.

도 1 내지 도 3, 도 16, 및 도 17에 도시된 바와 같이, 열소자(22)는 열전달 기기(11) 및 열전도체(36)를 포함한다. 열전달 기기(11)는 쿠션(30)에 연결되며, 쿠션(30)의 외표면(38) 아래에 이격 관계로 놓이도록 위치된다. 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 열전도체(36)는 열전달 기기(11)와 쿠션 커버(26)의 내표면(40) 사이에 연장되도록 열전달 기기(11)에 연결된다.

도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 열전달 기기(11)는 열이동자(34), 열원(13), 및 방열판(15)을 포함한다. 열이동자(34)는 쿠션(30)에 연결되며, 쿠션(30)의 외표면(38) 아래에 이격 관계로 놓이도록 위치된다. 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 열전도체(36)는 열이동자(34)와 쿠션 커버(26)의 내표면(40) 사이에 연장되도록 열이동자(34)에 연결된다. 열이동자(34)는 온도 구배를 생성한 결과인 열에너지의 이동자이다. 하나의 예시적인 실시예에서, 열이동자(34)는 약 10 ℉의 온도 구배를 형성한다.

도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 열소자(22)는 난방 모드 및 냉방 모드 중 하나로 배치될 수 있다. 도 17에 제시된 바와 같이, 열소자(22)는 난방 모드에 있을 때 열이동자(34)가 열원(13)으로부터 열전도체(36)를 통해 쿠션 커버(26)로 열(17)을 이동시키게 한다. 거기서, 열(17)은 탑승자(24)에게 온감각(44)을 제공하기 위해 전도성 열전달 및 방사성 열전달의 조합에 의해 쿠션 커버(26)를 통해 탑승자(24)에게 전달된다. 열소자(22)는 냉방 모드에 있을 때 탑승자(24)에게 냉감각(46)을 제공하기 위해 열이동자(34)가 탑승자(24)로부터 모아진 열(17)을 열전도체(36)를 통해 방열판(15)으로 이동시키게 한다.

하나의 예시적인 실시예에서, 열원(13)은 공기를 포함하는, 쿠션(30)에 형성된 하나 이상의 공동들(58)이다. 다른 실시예에서, 열원은, 쿠션에 형성되며 저항 히터에 의해 가열된 공기로 충진되는 하나 이상의 공동들이다. 또 다른 실시예에서, 열원은 열이동자(34)에 연결되는, 공기, 물, 또는 다른 적절한 매체와 같은 고온 유체로 충진되는 열교환기일 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서, 방열판(15)은 공기를 포함하는, 쿠션(30)에 형성된 하나 이상의 공동들(58)이다. 다른 실시예에서, 공동들은 물, 겔, 또는 다른 적절한 매체로 충진될 수 있다.

열전달 기기는 열원과 별개의 방열판을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이, 방열판 및 열원은 쿠션(30)에 형성된 공동(58)으로 결합될 수 있다. 그 결과, 열소자(22)가 탑승자 난방 모드에 있을 때 열(17)은 공동(58)의 공기로부터 인출될 수 있다. 열소자(22)가 탑승자 냉방 모드에 있을 때 열은 공동(58)의 공기로 반송된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 열이동자(34)는 열이동자(34)에 연결된 제어기(42)에 의해 탑승자 난방 모드 또는 탑승자 냉방 모드로 배치된다. 사용자 입력기(48)가 제어기(42)에 연결되며, 제어기(42)가 열이동자(34)에 난방 모드 또는 냉방 모드를 취할 것을 지시하도록, 탑승자(24)로부터 수신된 명령어를 제어기(42)로 전송하도록 구성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자 입력기(48)는 시트 바닥(12)과 연관된 하부 열소자(22L)와 무관하게 시트 등받이(14)와 연관된 상부 열소자(22U)를 제어하도록 제어기(42)에 연결될 수 있다. 그 결과, 하나의 사용자 입력기(48) 및 하나의 제어기를 이용하여 상하부 열소자(22U, 22L)를 제어할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 열이동자(34)는 아리조나 투산 소재의 TEMPRONICS™에 의해 제공된 열전소자 마이크로칩이다. 이러한 열전소자 마이크로칩과 관련된 개시를 위해, 에너지 변환 장치(ENERGY CONVERSION DEVICE)라는 명칭으로 2009년 2월 9일에 출원된 미국 가출원번호 제12/367,965호, 분산된 열전 스트링과 단열 패널(DISTRIBUTED THERMOELECTRIC STRING AND INSULATING PANEL)이라는 명칭으로 2011년 5월 4일에 출원된 제13/101,015호, 에너지 변환, 전기 스위칭, 및 열 스위칭을 위한 디바이스(DEVICE FOR ENERGY CONVERSION, ELECTRICAL SWITCHING, AND THERMAL SWITCHING)라는 명칭으로 2011년 5월 26일에 출원된 제13/131,535호, 및 분산된 열전기 가열 및 냉각의 통합(INTEGRATION OF DISTRIBUTED THERMOELECTRIC HEATING AND COOLING)이라는 명칭으로 2012년 7월 3일에 출원된 제13/541,530호, 및 분산된 열전 스트링과 단열 패널 및 국부 가열, 국부 냉각, 및 열에 의한 전력 발생을 위한 적용들(DISTRIBUTED THERMOELECTRIC STRING AND INSULATING PANEL AND APPLICATIONS FOR LOCAL HEATING, COOLING, AND POWER GENERATION FROM HEAT)이라는 명칭으로 2011년 9월 12일에 출원된 국제 (PCT) 출원번호 제PCT/US11/51227호, 및 분산된 열전기 가열 및 냉각의 통합(INTEGRATION OF DISTRIBUTED THERMOELECTRIC HEATING AND COOLING)이라는 명칭으로 2012년 7월 3일에 출원된 제PCT/US12/45443호를 이에 참조하며, 상기 출원들은 전체가 이에 포함된다.

도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 열전도체(36)는 외부 열전달 노드(50), 열파이프(52), 및 내부 열전달 노드(54)를 포함한다. 도 1 및 도 13 내지 도 15에 제시된 바와 같이, 외부 열전달 노드(50)는 쿠션(30)의 외표면(38)과 쿠션 커버(26)의 내표면(40) 사이에 놓이도록 위치된다. 내부 열전달 노드(54)는 외부 열전달 노드(50)와 이격 관계로 놓이며 쿠션(30)의 외표면(38) 아래에 놓이도록 위치된다. 도 12 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 열파이프(52)는 외부 열전달 노드(50)와 열이동자(34) 사이에 연장되며 이들을 서로 연결하도록 배치된다. 내부 열전달 노드(54)는 열이동자(34)에 연결되며, 내부 열전달 노드(54)와 열파이프(52) 사이에 열이동자(34)를 위치지정하도록 위치된다.

일 실시예에서, 내부 열전달 노드(54)는 열전달 기기(11)의 열원(13) 및 방열판(15) 내에 위치되거나 이들에 연결된다. 도 10에 제시된 바와 같이, 내부 열전달 노드(54)는 열원(13) 및 방열판(15) 역할을 하는 공동(58) 내에 위치된다. 본 실시예에서, 열전달 기기(11)는 대류 열전달을 통해 공동(58)에 열을 전달한다.

열소자(22)는 열감각까지의 시간량을 최소화하기 위해 쿠션 커버(26)를 통해 탑승자(24)와 쿠션(30) 사이에 열(17)을 이동시키도록 쿠션(30)에 연결된다. 도 6, 도 7, 및 도 13에 도시된 바와 같이, 쿠션(30)은 내층(31), 중간층(32), 및 외층(33)을 포함한다. 내층(31)은 지지팬(18) 상에 놓이며 그에 의해 지지되도록 배치될 수 있다. 중간층(32)은 내층(31)과 외층(33) 사이에 놓이도록 위치된다. 예컨대, 도 6, 도 7, 및 도 13에 도시된 바와 같이, 외층(33)은 쿠션 커버(26)와 중간층(32) 사이에 놓이도록 위치된다. 몇몇 구현예들에서, 내층(31)은 생략될 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 외부 열전달 노드(50)는 쿠션 커버(26)와 대향 관계로 놓이도록 위치된다. 도 9, 도 12, 및 도 13에 도시된 바와 같이, 열이동자(34)는 외부 열전달 노드(50)로부터 이격되며, 중간층(32)에 놓이도록 위치된다. 열파이프(52)는 외부 열전달 노드(50) 및 열이동자(34)를 서로 연결하기 위해 쿠션(30)의 외층(33)에 형성된 구멍(56)을 통해 연장되도록 배치된다. 도 10 및 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 내부 열전달 노드(54)는 열이동자(34)에 연결되며, 중간층(32)에 놓이도록 위치된다.

일 사용예로, 탑승자(24)는 열이동자(34)가 난방 모드에 있도록 사용자 입력기(48)를 통해 제어기(42)로 명령을 제공한다. 열이동자(34)가 난방 모드에 있을 때, 열은 대류의 사용 없이 열이동자(34)로부터 열파이프(52)를 통해 외부 열전달 노드(50)로 이동된다. 도 14에 제시된 바와 같이, 열은 전도성 열전달 및 방사성 열전달을 통해 외부 열전달 노드(50)로부터 쿠션 커버(26)를 통해 탑승자(24)로 계속 이동한다.

다른 사용예로, 탑승자(24)는 열이동자(34)가 냉방 모드에 있도록 사용자 입력기(48)를 통해 제어기(42)로 상이한 명령을 제공한다. 열이동자(34)가 냉방 모드에 있을 때, 열은 외부 열전달 노드(50)에 의해 모아지며, 쿠션(30)의 외층(33)을 통해 열파이프(52)에 의해 내부 열전달 노드(54)로 전달된다. 거기서, 내부 열전달 노드(54)는 쿠션(30)의 중간층(32)으로 폐열을 반송한다. 일 실시예에서, 도 2, 도 6, 도 7, 도 10, 도 12, 도 13, 및 도 15에 제시된 바와 같이, 중간층(32)은 공동(58)을 포함하되, 이를 통해 공기가 팬(60)에 의해 이동될 수 있다.

예컨대, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 열소자는 열전도체들(36)의 어레이(136) 및 열이동자들(34)의 어레이(134)를 포함한다. 열전도체들(36)의 어레이(136)는 외부 열전달 노드들(50)의 어레이(150) 및 열파이프들(52)의 관련 어레이(152)를 포함한다. 열소자는 쿠션(30)의 외층(33)에 형성된 구멍들(56)의 어레이(156)를 통해 일련의 전선들을 엮음으로써 형성될 수 있다. 그 결과, 외부 열전달 노드들(50)은 일련의 전선들이 쿠션 커버(26)와 접촉하는 곳에 형성된다. 동시에, 도 9에 제시된 바와 같이, 관련 열파이프들(52)은 일련의 전선들이 구멍들(56)을 통해 연장되며 관련 열이동자들(34)에 연결되는 곳에 형성된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 외부 열전달 노드들(50)의 어레이(150)는 서로 이격되는 외부 열전달 노드들(50)의 하나 이상의 행들(162)을 포함한다. 각각의 외부 열전달 노드(50)는 쿠션(30)의 외층(33)에 형성된 2개의 이웃한 구멍들(56) 사이에 형성된다. 일 실시예에서, 구멍들(56)의 어레이(156)는 224개의 구멍들을 포함한다.

탑승자-지지대(10)를 제조하는 일 실시예에서, 일련의 전선들이 제1 구멍(56)을 하향 관통하며, 열이동자(34)에 연결되고, 내부 열전달 노드(54)를 형성하도록 배치되며, 다시 열이동자(34)에 연결되고, 제1 구멍(56)을 다시 관통한다. 이후, 일련의 전선들은 쿠션(30)의 외표면(38)을 가로질러 놓이며 이웃한 제2 구멍(56)을 관통하고, 여기서 제1 구멍(56)에 대해 수행된 동일한 공정이 다시 수행된다. 열전도체들(36)의 어레이(136) 및 열이동자들(34)의 어레이(134)가 형성될 때까지 동일한 공정이 어레이(156)의 각각의 구멍(56)에 수행된다. 어레이(134)의 모든 열이동자들(34)은 동일한 전기 회로 내에 있고, 모든 열이동자들(34)은 동시에 난방 모드 또는 냉방 모드에 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 공통 사용자 입력기(48) 및 제어기(42)를 이용하여 상부 열소자(22U) 및 하부 열소자(22L)를 제어할 수 있다. 상부 열소자(22U)는 하부 열소자(22L)와 별개의 전기 회로 상에 있다. 그 결과, 그 자체의 별개의 전기 회로 상의 각각의 열소자는 다른 모든 열소자와 무관하게 작동될 수 있다. 다른 실시예에서, 시트 바닥은 별개의 전기 회로들 상에서 작동하는 적어도 2개의 열소자들을 구비할 수 있다.

몇몇 구현예들에서, 열소자는 탑승자와 탑승자-지지대 사이에 발생된 습기를 관리하기 위한 습기-관리 수단을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 습기-관리 수단은 탑승자와 탑승자-지지대 사이에 안내되는 가압 조절된 공기의 공급원을 포함한다. 가압 조절된 공기는 주변 습도를 제거하기 위해 냉각될 수 있고, 이후 탑승자와 탑승자-지지대 사이의 습기를 증발시키기 위한 용량이 최대화되도록 가열될 수 있다. 다른 실시예에서, 쿠션 커버 및 쿠션은 탑승자로부터 멀리 쿠션의 중간층쪽으로 습기를 전달하도록 구성된 재료로 이루어질 수 있고, 중간층에서 습기는 공기에 의해 멀리 운반될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 쿠션 커버 및 쿠션의 일부는 탑승자가 있을 때 습기를 흡수하고 탑승자가 차량을 나갈 때 습기를 방출하는 다른 재료로 이루어질 수 있다.

본 개시에 따른 열소자는 탑승자로/탑승자로부터 열에너지를 이동시킬 때 효율을 최소화한다. 열소자의 외부 열전달 노드들에 대한 접근 및 접촉은 열감각까지의 시간의 관점에서 바라볼 때 효율을 최대화한다. 열감각까지의 시간은 탑승자가 원하는 대로 탑승자-지지대가 열을 공급하거나 제거하는 것을 차량 시트에 앉아있는 탑승자가 느끼는 데 걸리는 시간량을 측정하는 측정 기준(metric)이다.

일 실시예에서, 탑승자-지지대는 2시간 동안 50 ℃의 고온 챔버에 배치된다. 이후, 탑승자-지지대가 고온 챔버로부터 제거되고, 탑승자가 탑승자-지지대에 앉는다. 이후, 열소자는 냉방 모드를 취하도록 지시된다. 열감각까지의 시간은 약 1분 38초로 측정되었다.

다른 실시예에서, 탑승자-지지대는 2시간 동안 -10 ℃의 저온 챔버에 배치된다. 이후, 탑승자-지지대가 저온 챔버로부터 제거되고, 탑승자가 탑승자-지지대에 앉는다. 이후, 열소자는 난방 모드를 취하도록 지시된다. 열감각까지의 시간은 약 1분 1초로 측정되었다.

본 개시에 따른 차량 시트는 시트 바닥, 및 시트 바닥에 연결되는 시트 등받이를 포함한다. 차량 시트는 시트의 탑승자-지지면 및 그에 따라 시트의 탑승자에게 난방 및 냉방을 제공하는 분산형 열전 어레이를 더 포함한다. 시트 등받이 및 시트 바닥은 각각 분산형 열전 어레이를 포함하는 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 모듈은 습도 및 폐열의 반송을 위한 기층을 제공하며 분산형 열전 어레이를 지지하는 다양한 층들을 포함한다. 모듈은 모듈들의 비탑승자측으로부터 부온도를 제거하기 위해 기층을 통해 공기를 이동시키기 위한 팬을 더 포함할 수 있다. 습도 제거를 위해 팬들을 또한 사용할 수 있다. 분산형 열전 어레이는 또한 자가-진단 장치를 포함할 수 있다. 이 자가-진단 장치는 시스템의 지능형 제어를 제공한다.

모듈은 또한 탑승자를 위해 복잡도를 최소화하는 방식으로 모듈을 제어하기 위해 전자 제어 장치(ECU)를 포함할 수 있다. 모듈은 탑승자를 위해 다양한 열쾌적 옵션들을 제공하도록 제어기(42)를 통해 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 시트 등받이가 오프되어 냉방 또는 난방 모드에 있지 않는 동안 시트 바닥은 냉방 모드에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 시트 바닥은 오프일 수 있고 시트 등받이는 난방 모드에 있을 수 있다.

모듈은 제어 인터페이스(48)를 더 포함할 수 있다. 제어 인터페이스(48)는 시트(26) 상에 위치될 수 있거나, 조향 휠, 센터 콘솔, 계기판, 또는 다른 적절한 위치와 같은 차량의 다른 영역들에 멀리 위치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 차량 시트(16)는 시트 바닥(12) 또는 시트 등받이(14)에 포함된 시트 패드(20)를 포함할 수 있고, 차량 시트(16)는 시트 바닥(12) 또는 시트 등받이(14) 중 하나 또는 둘 다인 탑승자-지지대(10)를 포함한다. 탑승자-지지대(10)는 열소자(22) 및 시트 패드(20)를 포함할 수 있고, 열소자(22)는 열-전달 기기(11)를 포함할 수 있다. 이 추가 구현예에서, 시트 패드(20)는 쿠션(30), 쿠션-수용 공간(28), 및 쿠션 커버(26)를 포함할 수 있다. 커버(26)는 쿠션-수용 공간(28)을 한정하며 쿠션(30)을 덮을 수 있다. 이 추가 구현예에서, 열소자(22)는 쿠션(30)에 연결되며, 쿠션-수용 공간(28)에 놓이도록 위치될 수 있다. 열소자(22)는 대류 열전달 없이 시트 패드(20) 내에 위치된 쿠션(30)에 연결된 열전달 기기(11)와 차량 시트(16)에 앉아있는 탑승자(24) 사이에 열을 이동시킴으로써, 차량 시트(16)에 앉아있는 탑승자(24)에게 냉감각(46) 또는 온감각(44)을 선택적으로 제공하도록 구성될 수 있다.

열전달 기기(11)는 방열판(15)을 포함할 수 있고, 탑승자 냉방 모드에서, 열소자(22)는 탑승자(24)로부터 쿠션 커버(26)를 통해 열전달 기기(11)에 구비된 방열판(15)으로 열을 이동시킨다.

열전달 기기(11)는 열원(13)을 포함할 수 있고, 탑승자 난방 모드에서, 열소자(22)는 열전달 기기(11)의 열원(13)으로부터 쿠션 커버(26)를 통해 시트 탑승자(24)로 열을 이동시킨다.

열소자(22)는 또한 열전도체(36)를 포함할 수 있고, 그 일부는 쿠션 커버(26)와 대향 관계로 놓이기 위해 쿠션 커버(26)의 내표면(40)과 쿠션(30)의 외표면 사이에 놓이도록 위치된다.

열전도체(36)는 열(17)이 탑승자(24)와 열전달 기기(11) 사이에 흐르도록 열전달 기기(11)에 연결될 수 있다.

열소자(22)는 탑승자(24) 냉방 모드 또는 탑승자 난방 모드로 작동하도록 구성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 열소자(22)가 탑승자(24) 냉방 모드일 수 있을 때, 열(17)은 탑승자(24)에게 냉감각을 제공하기 위해 열전도체(36)를 통해 탑승자(24)로부터 멀리 흐른다. 또한, 열소자(22)가 탑승자(24) 난방 모드에 있을 때, 열(17)은 탑승자(24)에게 온감각(44)을 제공하기 위해 열전달 기기(11)로부터 열전도체(36)를 통해 탑승자(24)쪽으로 흐른다.

차량 시트(16)는 열소자(22)가 탑승자(24) 냉방 모드에 있을지 탑승자(24) 난방 모드에 있을지를 제어하기 위해 열소자(22)에 연결되는 제어기(42)를 포함할 수 있다. 이 추가 구현예에서, 제어기(42)는 탑승자(24) 냉방 모드 또는 탑승자(24) 난방 모드의 선택을 가능하게 하는 제어 인터페이스(48)에 연결될 수 있다.

차량 시트(16)는 시트 바닥(12) 내의 탑승자-지지대(10) 및 시트 등받이(14) 내의 탑승자-지지대(10)를 포함할 수 있다. 시트 기저부 및 시트 등받이(14) 각각은 열소자(22) 및 시트 패드(20)를 포함하고, 열소자(22)는 열전달 기기(11)를 포함할 수 있으며, 각각의 시트 패드(20)는 쿠션(30), 쿠션-수용 공간(28), 및 쿠션 커버(26)를 포함할 수 있다. 각각의 쿠션 커버(26)는 쿠션-수용 공간(28)을 한정하며 쿠션(30)을 덮고, 각각의 탑승자-지지대(10)의 열소자(22)는 차량 시트(16)에 앉아있는 탑승자(24)에게 냉감각(46) 또는 온감각(44)을 선택적으로 제공하도록 제어기(42)에 의해 개별적으로 제어된다. 이 추가 구현예에서, 제어기(42)는 시트 바닥-특정 탑승자-지지대(10) 및 시트 등받이-특정 탑승자-지지대(10) 각각에 대해 냉방 모드 또는 난방 모드의 독립적인 선택을 가능하게 하는 제어 인터페이스(48)에 연결될 수 있다.

제어 인터페이스(48)는 제어기(42)에 탑승자(24)를 위해 복수의 상이한 열쾌적 옵션들을 제공할 것을 지시하도록 구성될 수 있다.

차량 시트(16)는 차량 내의 차량 프레임에 장착될 수 있다.

쿠션(30)은 발포 재료로 이루어질 수 있다. 쿠션(30)은 쿠션(30)의 외표면에 위치되는 외부 열전달 노드들(50)의 어레이(150)를 포함할 수 있다. 쿠션(30)은 내층(31), 중간층(32), 및 외층(33)을 포함할 수 있고, 열소자(22)는 외층(33) 및 중간층(32)에 내장될 수 있다.

열전달 기기(11)는 열소자(22)가 탑승자 냉방 모드에 있을 때 열소자(22)에 의해 발생된 열원(13) 열을 배출하기 위해 중간층(32)에 연결되는 팬(60)을 포함할 수 있다.

탑승자-지지대(10)는 시트 패드(20)에 연결되는 지지팬(18)을 포함할 수 있고, 지지팬(18)은 시트 패드(20) 밑에 놓여 이를 지지하도록 배치된다.

쿠션 커버(26)는 쿠션-수용 공간(28)으로부터 탑승자-지지대에 앉아있는 탑승자(24)로의 공기의 전달을 차단할 수 있다.

열전달 기기(11)는 열이동자(34), 열원(13), 및 방열판(15)을 포함할 수 있다.

열이동자(34)는 쿠션(30)에 연결되며, 쿠션(30)의 외표면 아래에 이격 관계로 놓이도록 위치될 수 있다.

열전도체(36)는 열이동자(34)에 연결될 수 있고, 열이동자(34)와 쿠션 커버(26)의 내표면(40) 사이에 연장된다. 열이동자(34)는 온도 구배를 생성한 결과로 열에너지를 이동시킨다.

따라서, 열은 탑승자(24)에게 온감각(44)을 제공하기 위해 전도성 열전달 및 방사성 열전달의 조합에 의해 쿠션 커버(26)를 통해 탑승자(24)에게 전달될 수 있다.

열원(13)은 저항 히터에 의해 가열되는 가열 유체 또는 겔을 포함하는, 쿠션(30)에 형성된 하나 이상의 공동들(58)을 포함할 수 있다. 유체는 공기 또는 액체일 수 있다.

열전소자는 하나 이상의 열전소자 마이크로칩들을 포함할 수 있다. 열소자(22)는 열전달 노드들(50)의 대응하는 어레이(150) 및 열파이프들(52)의 대응하는 어레이(152)와 함께 열전도체들(36)의 어레이를 포함할 수 있다. 열소자(22)는 쿠션(30)의 외층에 형성된 구멍들(56)의 어레이(156)를 통해 엮어진 복수의 전선들을 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 외부 열전달 노드들(50)의 어레이(150)는 열소자(22)의 전선들에 의해 형성될 수 있고, 전선들은 쿠션 커버(26)와 접촉하며, 관련 열파이프들(52)은 전선들이 구멍들(56)을 통해 연장되며 관련 열전소자 마이크로칩들의 어레이에 연결되는 곳에 형성된다.

열소자(22)는 탑승자(24)와 탑승자-지지대(10) 사이에 발생된 습기를 관리하기 위한 습기-관리 수단을 포함할 수 있다. 이 추가 구현예에서, 습기-관리 수단은 탑승자(24)와 탑승자-지지대(10) 사이에 안내되는 가압 조절된 공기의 공급원을 포함할 수 있다.

습기-관리 수단은 탑승자(24)로부터 멀리 습기를 전달하도록 구성된 재료로 이루어질 수 있는 쿠션 커버(26) 및 쿠션(30) 내에 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 습기-관리 수단은 습기를 흡수하는 재료로 이루어질 수 있는 쿠션 커버(26) 및 쿠션(30) 내에 구현될 수 있다.

전술한 바와 같이, 차량 시트(16)는 열소자(22), 쿠션(30), 쿠션(30) 및 열소자(22)를 덮는 쿠션 커버(26), 및 열소자(22)에 연결되는 제어기(42)를 포함할 수 있다. 열소자(22)는 쿠션(30)에 연결될 수 있고, 열소자(22)는, 제어기의 제어 하에, 대류 열전달 없이 열소자(22)와 차량 시트(16)에 앉아있는 탑승자(24) 사이에 열을 이동시킴으로써, 차량 시트(16)에 앉아있는 탑승자(24)에게 냉감각(46) 또는 온감각(44)을 선택적으로 제공하도록 구성될 수 있다.

차량 시트(16)를 위한 탑승자-지지대(10)는 내부에 쿠션-수용 공간(28)을 한정하는 쿠션 커버(26), 쿠션-수용 공간(28)에 놓이도록 위치되는 쿠션(30), 및 쿠션(30)에 연결되며, 쿠션-수용 공간(28)에 놓이도록 배치되는 열소자(22)를 포함할 수 있다. 열소자(22)는 열이 탑승자-지지대(10)에 앉아있는 탑승자로부터 쿠션 커버(26)를 통해 열전달 기기(11)에 구비된 방열판(15)으로 이동하는 냉방 모드, 및 열이 열전달 기기(11)에 포함된 열원(13)으로부터 쿠션 커버(26)를 통해 시트 탑승자로 이동하는 난방 모드 중 하나에서 대류 열전달 없이 쿠션(30) 내에 위치된 열전달 기기(11)와 탑승자-지지대(10)에 앉아있는 탑승자 사이에 열을 이동시키기 위한 수단을 제공하도록 구성될 수 있다.

쿠션 커버(26)는 쿠션을 향하도록 배치되는 내표면(40), 및 쿠션(30)의 반대편을 향하도록 배치되는 외표면(40B)을 포함할 수 있다. 열소자(22)는 열전달 기기(11) 및 열전도체(36)를 포함하고, 열전도체(36)의 일부는 쿠션 커버(26)와 대향 관계로 놓이기 위해 쿠션 커버(26)의 내표면(40)과 쿠션(30)의 외표면(38) 사이에 놓이도록 위치된다.

열전도체(36)는 열이 열전도체(36)를 통해 탑승자와 열전달 기기(11) 사이에 흐르도록 열전달 기기(11)에 연결될 수 있다.

열전달 기기(11)는, 쿠션(30)에 연결되며 쿠션(30)의 외표면(38) 아래에 이격 관계로 놓이도록 위치되는 열이동자(34), 열원(13), 및 방열판(15)을 포함할 수 있다.

열전도체(36)는 열이동자(34)에 연결될 수 있고, 열이동자(34)와 쿠션 커버(26)의 내표면(40) 사이에 연장된다.

탑승자는 온감각이 탑승자에게 제공될 때 방열판(15)을 제공할 수 있다.

열이동자(34)는 온도 구배를 생성한 결과로 열에너지를 이동시킬 수 있다.

탑승자-지지대(10)는 탑승자-지지대(10)가 약 2시간 동안 약 50 ℃의 고온에 노출되고 열소자(22)가 냉방 모드에 있은 후 약 2분 내에 탑승자-지지대(10)에 앉아있는 탑승자에게 열감각을 제공할 수 있다.

열감각까지의 시간은 약 1분 40초 미만일 수 있다.

탑승자-지지대(10)는 탑승자-지지대(10)가 약 2시간 동안 약 -10 ℃의 저온에 노출되고 열소자(22)가 난방 모드에 있은 후 약 2분 내에 탑승자-지지대(10)에 앉아있는 탑승자에게 열감각을 제공할 수 있다.

열감각까지의 시간은 약 1분 미만일 수 있다.

Claims

시트 바닥 또는 시트 등받이에 포함된 시트 패드를 포함하는 차량 시트에 있어서,
시트 바닥 또는 시트 등받이 중 하나 또는 둘 다인 탑승자-지지대를 포함하되, 상기 탑승자-지지대는 열소자 및 시트 패드를 포함하고,
상기 열소자는 열-전달 기기를 포함하며,
상기 시트 패드는 쿠션, 상기 쿠션에 형성된 쿠션-수용 공간, 및 쿠션 커버를 포함하고,
상기 쿠션 커버는 상기 쿠션-수용 공간을 한정하며, 상기 쿠션 주위에 연장되어 상기 쿠션을 덮도록 배치되고,
상기 열소자는 상기 쿠션에 연결되며, 상기 쿠션-수용 공간에 놓이도록 위치되고,
상기 열소자는 대류 열전달 없이 상기 시트 패드 내에 위치된 상기 쿠션에 연결된 상기 열전달 기기와 상기 차량 시트에 앉아있는 탑승자 사이에 열을 이동시킴으로써, 상기 차량 시트에 앉아있는 상기 탑승자에게 냉감각 또는 온감각을 선택적으로 제공하도록 구성되는, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 열전달 기기는 방열판을 포함하고, 탑승자 냉방 모드에서, 상기 열소자는 상기 탑승자로부터 상기 쿠션 커버를 통해 상기 열전달 기기에 구비된 상기 방열판으로 열을 이동시키는, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 열전달 기기는 열원을 포함하고, 탑승자 난방 모드에서, 상기 열소자는 상기 열전달 기기의 상기 열원으로부터 상기 쿠션 커버를 통해 상기 시트 탑승자로 열을 이동시키는, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 열소자는 또한 열전도체를 포함하고, 그 일부는 상기 쿠션 커버와 대향 관계로 상기 쿠션 커버의 내표면과 상기 쿠션의 외표면 사이에 놓이도록 위치되는, 차량 시트.
제4항에 있어서,
상기 열전도체는 열이 상기 탑승자와 상기 열전달 기기 사이에 흐르도록 상기 열전달 기기에 연결되는, 차량 시트.
제5항에 있어서,
상기 열소자는 탑승자 냉방 모드 또는 탑승자 난방 모드로 작동하도록 구성되는, 차량 시트.
제6항에 있어서,
상기 열소자가 탑승자 냉방 모드에 있을 때, 열은 상기 탑승자에게 냉감각을 제공하기 위해 상기 열전도체를 통해 상기 탑승자로부터 멀리 흐르는, 차량 시트.
제6항에 있어서,
상기 열소자가 탑승자 난방 모드에 있을 때, 열은 상기 탑승자에게 온감각을 제공하기 위해 상기 열전달 기기로부터 상기 열전도체를 통해 상기 탑승자쪽으로 흐르는, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 열소자가 탑승자 냉방 모드에 있을지 탑승자 난방 모드에 있을지를 제어하기 위해 상기 열소자에 연결되는 제어기를 더 포함하는, 차량 시트.
제9항에 있어서,
상기 제어기는 탑승자 냉방 모드 또는 탑승자 난방 모드의 선택을 가능하게 하는 제어 인터페이스에 연결되는, 차량 시트.
제9항에 있어서,
상기 차량 시트는 상기 시트 바닥 내의 탑승자-지지대 및 상기 시트 등받이 내의 탑승자-지지대를 포함하고, 상기 시트 기저부 및 상기 시트 등받이 각각은 열소자 및 시트 패드를 포함하며, 상기 열소자는 열전달 기기를 포함하고, 상기 각각의 시트 패드는 쿠션, 쿠션-수용 공간, 및 쿠션 커버를 포함하며, 상기 각각의 쿠션 커버는 상기 쿠션-수용 공간을 한정하며, 상기 쿠션 주위에 연장되어 상기 쿠션을 덮도록 배치되고, 상기 각각의 탑승자-지지대의 상기 열소자는 상기 차량 시트에 앉아있는 상기 탑승자에게 냉감각 또는 온감각을 선택적으로 제공하도록 상기 제어기에 의해 개별적으로 제어되는, 차량 시트.
제9항에 있어서,
상기 제어기는 상기 시트 기저부를 형성하는 상기 탑승자-지지대 및 상기 시트 등받이를 형성하는 상기 탑승자-지지대 각각에 대해 탑승자 냉방 모드 또는 탑승자 난방 모드의 독립적인 선택을 가능하게 하는 제어 인터페이스에 연결되는, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 제어 인터페이스는 상기 제어기에 상기 탑승자를 위해 복수의 상이한 열쾌적 옵션들을 제공할 것을 지시하도록 구성되는, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 차량 시트는 차량 내의 차량 프레임에 장착되는, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 쿠션은 발포체인, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 쿠션은 상기 쿠션의 외표면에 위치되는 외부 열전달 노드들의 어레이를 포함하는, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 탑승자-지지대는 상기 시트 패드에 연결되는 지지팬을 포함하고, 상기 지지팬은 상기 시트 패드 밑에 놓여 이를 지지하도록 배치되는, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 쿠션 커버는 상기 쿠션-수용 공간으로부터 상기 탑승자-지지대에 앉아있는 상기 탑승자로의 공기의 전달을 차단하는, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 열전달 기기는 열이동자, 열원, 및 방열판을 포함하는, 차량 시트.
제19항에 있어서,
상기 열이동자는 상기 쿠션에 연결되며, 상기 쿠션의 외표면 아래에 이격 관계로 놓이도록 위치되는, 차량 시트.
제19항에 있어서,
상기 열전도체는 상기 열이동자에 연결되며, 상기 열이동자와 상기 쿠션 커버의 내표면 사이에 연장되는, 차량 시트.
제19항에 있어서,
상기 열이동자는 온도 구배를 생성한 결과로 열에너지를 이동시키는, 차량 시트.
제1항에 있어서,
열은 상기 탑승자에게 온감각을 제공하기 위해 전도성 열전달 및 방사성 열전달의 조합에 의해 상기 쿠션 커버를 통해 상기 탑승자에게 전달되는, 차량 시트.
제19항에 있어서,
상기 열원은 가열 유체 및 가열 겔 중 하나를 포함하는, 상기 쿠션에 형성된 하나 이상의 공동들을 포함하고, 상기 하나의 가열 유체 및 가열 겔은 저항 히터에 의해 가열되는, 차량 시트.
제24항에 있어서,
상기 가열 유체는 공기 및 액체 중 하나인, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 열소자는 하나 이상의 열전소자 마이크로칩들을 포함하는, 차량 시트.
제1항에 있어서,
상기 열소자는 상기 탑승자와 상기 탑승자-지지대 사이의 습기가 최소화되도록 상기 탑승자와 상기 탑승자-지지대 사이에 발생된 습기를 관리하기 위한 습기-관리 수단을 포함하는, 차량 시트.
제27항에 있어서,
상기 습기-관리 수단은 상기 탑승자와 상기 탑승자-지지대 사이에 안내되는 가압 조절된 공기의 공급원을 포함하는, 차량 시트.
제28항에 있어서,
상기 습기-관리 수단은 상기 쿠션 커버 및 상기 쿠션 내에 구현되고, 상기 쿠션 커버 및 상기 쿠션은 상기 탑승자로부터 멀리 습기를 전달하도록 구성된 재료로 이루어지는, 차량 시트.
제29항에 있어서,
상기 습기-관리 수단은 상기 쿠션 커버 및 상기 쿠션 내에 구현되고, 상기 쿠션 커버 및 상기 쿠션은 습기를 흡수하는 재료로 이루어지는, 차량 시트.
열소자;
쿠션;
상기 쿠션에 연결되며, 상기 쿠션 주위에 연장되어 상기 쿠션 및 상기 열소자를 덮도록 배치되는 쿠션 커버; 및
상기 열소자에 연결되는 제어기를 포함하고,
상기 열소자는 상기 쿠션에 연결되며,
상기 열소자는, 상기 제어기의 제어 하에, 대류 열전달 없이 상기 열소자와 차량 시트에 앉아있는 탑승자 사이에 열을 이동시킴으로써, 상기 차량 시트에 앉아있는 상기 탑승자에게 냉감각 또는 온감각을 선택적으로 제공하도록 구성되는, 차량 시트.
차량 시트를 위한 탑승자-지지대에 있어서,
내부에 쿠션-수용 공간을 한정하는 쿠션 커버;
상기 쿠션-수용 공간에 놓이도록 위치되는 쿠션; 및
상기 쿠션에 연결되며, 상기 쿠션-수용 공간에 놓이도록 배치되는 열소자로, 열이 상기 탑승자-지지대에 앉아있는 탑승자로부터 상기 쿠션 커버를 통해 열전달 기기에 구비된 방열판으로 이동하는 냉방 모드, 및 열이 상기 열전달 기기에 포함된 열원으로부터 상기 쿠션 커버를 통해 상기 시트 탑승자로 이동하는 난방 모드 중 하나에서 대류 열전달 없이 상기 쿠션 내에 위치된 상기 열전달 기기와 상기 탑승자-지지대에 앉아있는 상기 탑승자 사이에 열을 이동시키기 위한 수단을 제공하도록 구성되는 열소자를 포함하는 탑승자-지지대.
제32항에 있어서,
상기 쿠션 커버는 상기 쿠션을 향하도록 배치되는 내표면, 및 상기 쿠션의 반대편을 향하도록 배치되는 외표면을 포함하고, 상기 열소자는 상기 열전달 기기 및 열전도체를 포함하고, 상기 열전도체의 일부는 상기 쿠션 커버와 대향 관계로 놓이기 위해 상기 쿠션 커버의 내표면과 상기 쿠션의 외표면 사이에 놓이도록 위치되는, 탑승자-지지대.
제33항에 있어서,
상기 열전도체는 열이 상기 열전도체를 통해 상기 탑승자와 상기 열전달 기기 사이에 흐르도록 상기 열전달 기기에 연결되는, 탑승자-지지대.
제34항에 있어서,
상기 열전달 기기는, 상기 쿠션에 연결되며 상기 쿠션의 외표면 아래에 이격 관계로 놓이도록 위치되는 열이동자, 열원, 및 방열판을 포함하는, 탑승자-지지대.
제33항에 있어서,
상기 열전도체는 상기 열이동자에 연결되며, 상기 열이동자와 상기 쿠션 커버의 내표면 사이에 연장되는, 탑승자-지지대.
제36항에 있어서,
상기 탑승자는 온감각이 상기 탑승자에게 제공될 때 상기 방열판을 제공하는, 탑승자-지지대.
제37항에 있어서,
상기 열이동자는 온도 구배를 생성한 결과로 열에너지를 이동시키는 탑승자-지지대.