WO2022097697A1 - シート温調装置 - Google Patents

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WO2022097697A1
WO2022097697A1 PCT/JP2021/040666 JP2021040666W WO2022097697A1 WO 2022097697 A1 WO2022097697 A1 WO 2022097697A1 JP 2021040666 W JP2021040666 W JP 2021040666W WO 2022097697 A1 WO2022097697 A1 WO 2022097697A1
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WO
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control device
temperature
temperature control
sheet
seat
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PCT/JP2021/040666
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大介 和久田
愼一 式井
義弘 下村
亜麗 夏
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • B60N2/5678—Heating or ventilating devices characterised by electrical systems
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60N2210/40—Force or pressure sensors
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    • B60N2210/40—Force or pressure sensors
    • B60N2210/46—Electric switches

Definitions

  • This disclosure relates to a seat temperature control device.
  • a head cooling and heating device (awakening induction device including a headset and a temperature control device for adjusting the temperature of the headset) has been known (see, for example, Patent Document 1).
  • the present disclosure has been made in view of the above points, and the purpose of the present disclosure is to provide a seat temperature control device capable of achieving both an arousal maintenance effect and a feeling of comfort.
  • the seat temperature control device includes a control device capable of controlling the temperature of the seat for heating and cooling, and the control device continuously heats and cools within a temperature range of 10 ° C. And repeat.
  • FIG. 1A is a plan view of the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA'of FIG. 1A in the sheet temperature control device 100.
  • FIG. 2 is a block diagram of the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the installation position of the temperature control unit 110 in the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a part of the body of a driver sitting in the driver's seat.
  • FIG. 5 is a result diagram of typical behaviors of the seat temperature condition and the feeling of warmth and coldness.
  • FIG. 6A is a sheet temperature condition diagram of a temperature control stimulus in which heating and cooling are continuously repeated.
  • FIG. 6B is a sheet temperature condition diagram of a 24 ° C. constant value stimulus.
  • FIG. 7 is a diagram showing changes in the subjective evaluation of the feeling of warmth and coldness before and after the task.
  • FIG. 8 is a diagram showing changes in average skin temperature under each temperature condition.
  • FIG. 9 is a diagram showing the characteristics of averaging the arousal degree of all subjects and comparing them under temperature conditions.
  • FIG. 10A is an example of a temperature profile of temperature control in which heating / cooling is continuously repeated, and is a diagram showing a case where the temperature range and the heating / cooling rate are not constant.
  • FIG. 10B is an example of the same temperature profile, and is a diagram showing a case where there is a break-in period for a cooling stimulus.
  • FIG. 10A is an example of a temperature profile of temperature control in which heating / cooling is continuously repeated, and is a diagram showing a case where the temperature range and the heating / cooling rate are not constant.
  • FIG. 10B is an
  • FIG. 10C is an example of the same temperature profile, and is a diagram showing a case where the temperature range and the heating / cooling rate are constant.
  • FIG. 11A shows a feeling of temperature and coldness when the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment is maintained at 20 ° C./25 ° C./30 ° C./34 ° C. and 20 to 30 ° C. fluctuation conditions / 25 to 35 ° C. fluctuation conditions. It is a figure which shows the feeling of warmth and coldness.
  • FIG. 11B shows the pleasant / unpleasant feeling when the sheet temperature control device 100 is maintained at 20 ° C./25 ° C./30 ° C./34 ° C. and the pleasant / unpleasant feeling under the 20 to 30 ° C.
  • FIG. 12A is a block diagram of the seat temperature control device 700, which is a modification of the seat temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 12B is a flowchart showing the operation of the modified example.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the pressure distribution of the contact portion between the seat and the driver when seated, which is detected by the pressure seat sensor.
  • FIG. 14A is a block diagram of the seat temperature control device 800, which is a modification of the seat temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 14B is a flowchart showing the operation of the modified example.
  • FIG. 12A is a block diagram of the seat temperature control device 700, which is a modification of the seat temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 14B is a flowchart showing the operation of the modified example.
  • FIG. 15A is a block diagram of the seat temperature control device 900, which is a modification of the seat temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 15B is a flowchart showing the operation of the modified example.
  • FIG. 16A is a plan view of the sheet temperature control device 200, which is a modification of the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view of the temperature control unit 210 of the sheet temperature control device 200.
  • FIG. 17 is a diagram showing a temperature change in the thigh and heat transfer in the temperature control section 210.
  • FIG. 18 is a plan view of the sheet temperature control device 300, which is a modification of the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a temperature control unit 410 which is a modification of the temperature control unit 110 according to the present embodiment.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of a temperature control unit 510 which is a modification of the temperature control unit 110 according to the present embodiment.
  • FIG. 21A is a plan view of the seat temperature control device 600, which is a modification of the seat temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 21B is a cross-sectional view of the temperature control unit 610 of the sheet temperature control device 600.
  • FIG. 22 is an enlarged cross-sectional view of the sheet temperature control device 600, which is a modification of the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • Discomfort due to cold sensation is caused by the continuous decrease in skin temperature. Therefore, it is considered that it is possible to prevent an excessive decrease in skin temperature and suppress discomfort caused by a feeling of coldness by periodically creating a heating period while performing low temperature stimulation.
  • a higher degree of arousal can be maintained because the brainstem reticular formation that controls arousal can be continuously stimulated in the brain by performing such control. This is based on the characteristic that the reticular formation of the brainstem has a diminished response to the same stimulus, but exhibits strong excitement to new stimuli.
  • Maintaining arousal includes both eliminating drowsiness (lowering drowsiness level) and suppressing drowsiness (making it difficult for drowsiness level to rise).
  • the seat temperature control device can control the temperature of the seat to heat and cool.
  • the chair on which the user sits is not particularly limited, but may be, for example, a chair used for desk work, learning, driving, or the like.
  • the seat is the seat on which the user is seated.
  • the seat temperature control device is installed in the seat where the user is seated. Drowsiness reduces efficiency and reduces drowsiness.
  • it since it is a device capable of presenting a feeling of warmth and coldness, it can also be used for applications not intended for arousal. It may be used for the purpose of presenting a feeling of coldness in a hot environment, or for the purpose of presenting a feeling of warmth in a cold environment, for the purpose of comfort, exhilaration, and relaxation.
  • FIG. 1A is a plan view of the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken at the position of the broken line AA'shown in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a block diagram of the seat temperature control device 100.
  • the seat temperature control device 100 includes a temperature control unit 110, a control device 130, and a switch 140.
  • the control device 130 is connected to the temperature control unit 110 and controls the temperature of the Pelche element 111 in the temperature control unit 110.
  • the control device 130 can control the current value in each Pelche element 111 and invert the direction of the current.
  • the switch 140 is connected to the control device 130 and has a role (function) of switching the power supply of the control device 130.
  • the temperature control unit 110 includes a Pelche element 111 and a heat conductive sheet 112.
  • the temperature control unit 110 is a part of the seat temperature control device 100 where a temperature change actually occurs.
  • the temperature control unit 110 can receive an electric signal from the control device 130 and change the temperature of the sheet at a constant rate of change through the temperature change of the Pelche element 111.
  • the temperature control portion 110 is preferably arranged directly below the thigh of the driver (region 120). This is because the area directly below the thigh of the driver (region 120) is a portion that reliably contacts the seat when the driver is seated.
  • the thigh since the thigh has a large volume and a large heat capacity, it takes a long time to change the temperature, and the feeling of warmth and coldness felt by a rapid cooling stimulus is small. Therefore, it is less likely to cause thermal discomfort, and it is preferable as a position for arranging the temperature control unit 110.
  • FIG. 1A shows a case where two temperature control units 110 are provided, but the temperature control unit 110 is not limited to the case of FIG. 1A.
  • the number of temperature control units 110 is not limited to two, and may be one or three or more.
  • the Pelche element 111 is a means for performing heat exchange.
  • the means for heat exchange is not limited to the Pelche element.
  • a means for heat exchange for example, a device having a heat pump function can be used.
  • the means for heat exchange may be a means that combines compression / expansion of gas and heat exchange, or an element that utilizes the Pelche effect.
  • Means that use a heat pump and heat exchange means such as elements that utilize the Pelche effect are collectively referred to as "heat exchange devices".
  • Pelche elements have high rigidity and are easily cracked. Therefore, stress concentration can be reduced by embedding the Pelche element 111 inside the sheet surface instead of near the sheet surface.
  • the Pelche element 111 by using a bending type element as the Pelche element 111, cracking of the element can be suppressed. Further, it is preferable that the Pelche element 111 is installed with respect to the seat surface, for example, perpendicular to the seat surface. As a result, the concentration of stress on the Pelche element 111 can be further reduced, and cracking can be suppressed.
  • the heat conductive sheet 112 is arranged on the upper surface and the lower surface of one Pelche element 111 in the temperature control unit 110.
  • the upper surface and the lower surface of the Pelche element 111 are defined as one surface (first surface) of the Pelche element 111 as the upper surface 116 and the surface facing the upper surface 116 (second surface) as the lower surface 117. Will be done.
  • the definitions of the upper surface and the lower surface do not change.
  • the top and bottom do not mean the top and bottom in the vertical direction of the ground. In this way, two heat conductive sheets 112 are arranged with respect to one Pelche element 111.
  • Each of the heat conductive sheets 112 is arranged directly under a part of the body.
  • the term “directly under a part of the body” includes the case where the heat conductive sheet 112 is installed on the back portion.
  • "directly below” here does not mean directly below the ground in the vertical direction.
  • the heat conductive sheet 112 should be closer to the body in order to reduce the thermal resistance.
  • the heat conductive sheet 112 is preferably made of a material having high thermal conductivity, and is, for example, a metal plate, particularly a copper plate or an aluminum plate.
  • a carbon-based sheet, particularly a graphite sheet or a carbon nanotube sheet for example, tubular heat pipes and flexible heat pipes.
  • the heat conductive sheet 112 is installed near the body, a material having low rigidity does not impair the comfort of the user. Further, it may be breathable for the same reason.
  • the heat conductive sheet 112 is a mesh-like material made of a material having good thermal conductivity, a woven material, or a sheet having punch holes for ventilation. It is a thing.
  • FIG. 1A shows a case where one temperature control unit 110 is arranged so as to heat / cool one thigh, but the arrangement of the temperature control unit 110 is limited to the arrangement shown in FIG. 1A. not.
  • the temperature control unit 110 may be arranged as shown in FIG.
  • FIG. 3 shows an example of the installation position of the temperature control unit 110 in the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • the heat conductive sheets in FIG. 3 are not all shown by the same reference numerals, and FIG. 3 is divided into four parts, a heat conductive sheet 112, a heat conductive sheet 113, a heat conductive sheet 114, and a heat conductive sheet 115.
  • the temperature control unit 110 of FIG. 3 is installed so that both thighs are heated and cooled by one temperature control unit 110.
  • the drive control of the Pelche elements 111a and 111b installed in each temperature control unit 110 can be independently performed.
  • the control device 130 can arbitrarily set the current value in each of the Pelche elements 111a and 111b and the period for reversing the direction of the current. For example, in FIG. 3, when the period for reversing the current value and the direction of the current is set to be the same in one Pelche element 111a and the other Pelche element 111b, the heat conduction sheet 112 and the heat conduction sheet 114 are set to be the same. , Simultaneously heated or cooled, and the heat conductive sheet 113 and the heat conductive sheet 115 are simultaneously cooled or heated. As a result, the thermal stimulating effect is increased, and effective arousal maintenance can be promoted.
  • the heat conductive sheet 112 and the heat conductive sheet 114 are heated at the same time, the heat conductive sheet 113 and the heat conductive sheet 115 are cooled at the same time.
  • the heat conductive sheet 112 and the heat conductive sheet 114 are cooled at the same time, the heat conductive sheet 113 and the heat conductive sheet 115 are heated at the same time.
  • FIG. 4 is a diagram showing a part of the driver's body sitting in the driver's seat.
  • FIG. 4 shows the positions of the driver's back 121, waist 122, hips 123, and thigh 124, respectively.
  • the position where the seat temperature control device 100 (see FIG. 2) is installed is not particularly limited as long as it is a place where the user (driver) and the seat come into contact with each other. If the seat temperature control device 100 is installed on the backrest of the seat, a heat / cold stimulus can be given to the back 121, and if the seat temperature control device 100 is installed on the seat surface of the seat, a heat / cold stimulus can be given to the buttocks and thighs 124. Can be given. Above all, since the thigh 124 is a portion having a large volume and a large heat capacity, it takes a long time to change the temperature, the fluctuation of the feeling of warm / cold feeling is slow, and it is difficult to give a thermal discomfort.
  • the posture of the user can be grasped from a sheet-shaped pressure sensor or a camera, and the temperature control location can be changed according to the portion in contact with the sheet.
  • the faster the cooling rate, the less likely it is to feel a feeling of coldness based on the maximum change rate of -3 ° C / min that can be presented by this sheet temperature control device (sheet temperature control device 100), -1 ° C / min.
  • the conditions were 3 minutes and -0.5 ° C / min.
  • the subject verbally responds to the "warm / cold feeling" of the sheet temperature control section (temperature control section 110) at intervals of 10 seconds according to the signal of the test supervisor.
  • the feeling of warmth and coldness is evaluated on a 9-point scale from -4 (very cold) to 4 (very hot). This makes it possible to know the feeling of warmth and coldness felt by the subject in real time.
  • FIG. 5 shows the results of typical behaviors of the seat temperature condition and the feeling of warmth and coldness.
  • FIG. 5 shows the result of condition 4 as a result of the typical behavior of the seat temperature condition and the feeling of warm / cold feeling.
  • the average value of 10 subjects is plotted, and the vertical dotted line indicates the start point t1 and the end point t2 of the temperature change.
  • the feeling of warmth and coldness begins to decrease shortly after the start of the temperature change by the control device 130, and reaches -2 (cool) when the temperature reaches 22 ° C. (end point t2 of the temperature change). After that, it continues to decrease even though there is no temperature change.
  • Table 1 shows the feeling of warming and cooling when the predetermined reached temperature is reached (end point t2 of the temperature change) under each sheet temperature condition. Comparing conditions 1 to 3, it was found that even though the reached temperatures were all 20 ° C., it was difficult to feel a feeling of cold under conditions 2 and 3 where the cooling rate was faster than that of condition 1. It is considered that this is because the temperature change of the entire thigh takes time due to the large heat capacity, and the feeling of coldness is slowed down. From the above, the temperature of the seat is sharply lowered by the control device 130, and after the temperature is lowered to a predetermined temperature, the temperature is raised without maintaining the low temperature to give as much cold feeling and discomfort as possible. It is thought that it can be suppressed.
  • control device 130 can perform temperature modulation without causing discomfort by controlling the cooling rate to ⁇ 3 ° C./min and the temperature at which the lower limit is reached to 22 ° C.
  • the temperature profile of the cooling stimulus performed by the control device 130 has a lower limit of 22 ° C and an upper limit of 26 ° C, and heating and cooling are continuously performed at a change rate of 3 ° C / min between the upper limit and the lower limit. It was derived that the optimum condition was to repeat.
  • the following subject experiments were conducted to verify the arousal effect of the temperature control stimulus that was derived by continuously repeating heating and cooling.
  • the subjects were 7 males in their 20s, and the changes in arousal were compared under two types of sheet temperature conditions in a constant temperature room maintained at 22 ° C.
  • FIGS. 6A and 6B show two types of seat temperature conditions, respectively.
  • the subject In order to control the mental load on the subject, the subject performs a predetermined task in a sitting position for 24 minutes.
  • the task was a tracking task in which the mouse cursor kept track of points that regularly moved on the display placed in front of the subject.
  • the thermal condition was set to 22 ° C. ⁇ 1 ° C.
  • the illuminance condition was set to 100 lp x ⁇ 10%
  • the CO 2 concentration oxygen dioxide concentration
  • the clothing conditions were unified for long-sleeved shirts, sweatshirt tops and bottoms, socks, and underwear. In addition, as a precaution, the subjects were instructed to secure sufficient sleep time the day before.
  • VAS Visual Analogue Scale
  • Condition 1 is the temperature below the temperature before cooling after the control device 130 cools the seat, the upper limit is 26 ° C, the lower limit temperature is 22 ° C, and the change rate is ⁇ 3 ° C / min, and the temperature is between the upper limit and the lower limit. Heating and cooling were continuously changed within a range of 4 ° C. in width.
  • condition 2 after the control device 130 cooled the sheet, a low-temperature constant value stimulation at 24 ° C. corresponding to the time average temperature of condition 1 was performed. In both conditions, the control device 130 controls the temperature of the seat to 31 ° C. for the initial 3.5 minutes, and gives each temperature change from the middle of the task.
  • the subjects' arousal levels were "1 (not sleepy at all)", “2 (slightly sleepy)”, “3 (sleepy)”, “4 (quite sleepy)", and "5 (very sleepy)”. It was defined in 5 stages.
  • the transition of the arousal degree during the experiment is objectively evaluated by the evaluator looking at the subject's facial expression after the experiment is completed and evaluating the arousal degree every 5 seconds with an accuracy of 0.5 increments from the facial image of the subject taken during the task. Quantified.
  • FIG. 7 shows changes in the subjective evaluation of warmth and coldness before and after the task. Although there is no significant difference by the comparative test, the subject of condition 2 feels cold, while the feeling of warmth and coldness of condition 1 is neutral, and the stimulus to the subject of condition 1 is a stimulus that does not cause discomfort due to cold sensation. It is probable that there was.
  • FIG. 8 shows the change in average skin temperature under each temperature condition.
  • the left side of each condition is the average value in the initial 3.5 minutes, and the right side is the average value in the latter half of the task 20.5 minutes.
  • condition 2 there was no significant difference between the initial stage of the task and the latter half of the task, while under condition 1, which is a temperature control stimulus that continuously repeats heating and cooling, the average skin temperature after the stimulus was given (task).
  • condition 1 is a temperature control stimulus that continuously repeats heating and cooling
  • the average skin temperature in the latter half increased significantly. This is consistent with the tendency of hot and cold feeling, and it is suggested that the hot and cold feeling is determined by the change in skin temperature.
  • FIG. 9 shows the results of averaging the arousal levels obtained by facial expression evaluation for all subjects and comparing them under temperature conditions.
  • the arousal degree of the condition 1 is reduced by 0.1 and displayed.
  • the same behavior of rising to the right is shown up to about 6 minutes, and it can be seen that drowsiness gradually occurs.
  • Condition 2 continued to rise to the right and reached an arousal level of 3.5 (sleepy to quite sleepy) in 13 minutes.
  • condition 1 the increase in condition 1 after 6 minutes was gradual, the arousal degree did not exceed 3.5 over the entire experimental time, and drowsiness was suppressed as compared with condition 2.
  • the arousal level for 3 minutes was averaged and the difference between the two conditions was shown in the graph, but the difference became large after 12 minutes, and the arousal level was 0.4 due to the temperature control stimulus that continuously repeats heating and cooling. It is ⁇ 0.5 lower, and it can be said that the arousal maintenance effect is working effectively.
  • This study was carried out in a low temperature environment with a room temperature of 22 ° C., and it is possible to further superimpose the effect on the low temperature awakening effect of the air conditioner. From this, it can be said that the temperature control stimulus that continuously repeats heating and cooling can be expected to be used in combination.
  • FIG. 10A to 10C are examples of temperature profiles for temperature control in which heating and cooling are continuously repeated
  • FIG. 10A is a diagram showing a case where the temperature width and heating / cooling rate are not constant
  • FIG. 10B is cooling
  • FIG. 10C is a diagram showing a case where there is a break-in period for a stimulus
  • FIG. 10C is a diagram showing a case where the temperature range and the heating / cooling rate are constant.
  • the temperature control in which heating and cooling are continuously repeated here is temperature control in which the heating period and the cooling period appear alternately, and the time required for each and the temperature change rate do not have to be equal.
  • the number of times of switching between heating and cooling (FIG. 10A: switching 1, 2, 3, ...) Is not particularly limited as long as it is a plurality of times, but it is preferable because a new stimulus is repeatedly given. It may be 3 times or more, more preferably 5 times or more, still more preferably 10 times or more.
  • the temperature fluctuation range of heating / cooling indicates the difference between the maximum temperature and the minimum temperature at a series of switching points, and the fluctuation range may be such that a feeling of warm / cold feeling is alternately felt.
  • the temperature change rate is finite, if the temperature fluctuation range of heating / cooling is large, it takes time to heat / cool, and the frequency of giving a new stimulus decreases. Therefore, the fluctuating temperature range is preferably within 10 ° C, more preferably within 6 ° C, and even more preferably within 4 ° C.
  • the temperature at the time of switching from cooling to heating may be switched at a temperature higher than the minimum temperature before reaching the minimum temperature (FIG. 10B: switching 5 and 7) as a break-in period for the cooling stimulus (FIG. 10B). : Switching 1, 3).
  • the sheet temperature control device 100 may continuously repeat heating and cooling below the temperature before cooling (FIG. 10C: temperature without temperature control) after cooling the sheet first. Exposure to a temperature on the lower temperature side than the temperature before heating / cooling is effective as an arousal stimulus. This is because the number of cold points is larger in the warm and cold points of the sensory receptors, and the cold sensation is more effective as an arousal stimulus.
  • the lower limit temperature is preferably 20 ° C. and the upper limit temperature is preferably 30 ° C. More preferably, the lower limit temperature is 22 ° C. and the upper limit is 26 ° C. This is because there is no thermal discomfort because the temperature range does not give a strong feeling of coldness or warmth.
  • the temperature change rate of the temperature control in which heating and cooling are continuously repeated is preferably 1 ° C./min or more, and more preferably 3 ° C./min or more.
  • the rate of change is 1 ° C. or higher, the cooling sensation stimulus can be alleviated and the discomfort caused by the cold sensation can be alleviated. Further, when the change rate is 3 ° C. or higher, the cooling sensation stimulus can be further alleviated, and the discomfort due to the cold sensation can be further alleviated.
  • FIG. 11A is a diagram showing the feeling of warming and cooling when the sheet temperature control device 100 is maintained at 20 ° C./25 ° C./30 ° C./34 ° C. and under 20 to 30 ° C. fluctuation conditions / 25 to 35 ° C. fluctuation conditions. It is a figure which shows the pleasure / discomfort when the sheet temperature control device 100 was maintained at 20 degreeC / 25 degreeC / 30 degreeC / 34 degreeC, and the 20-30 degreeC fluctuation condition / 25-35 ° C. fluctuation condition.
  • the experimental results of FIGS. 11A and 11B are all based on the configurations of FIGS. 1A and 1B.
  • 11A and 11B show that the temperature of the sheet temperature control device 100 is maintained at 20 ° C./25 ° C./30 ° C./34 ° C. for 10 minutes and then heated in the temperature range of 20 to 30 ° C./25 to 35 ° C.
  • Table 2 shows an index of a feeling of warmth and coldness.
  • Table 3 shows an index of comfort. From FIG. 11A, the feelings of warm and cold at 20 ° C., 25 ° C., and 30 ° C. can be made to feel slightly cooler than neutral, and can be expected as an arousal maintenance effect.
  • the temperature range in which the arousal maintenance effect can be obtained without discomfort is a temperature range of 10 ° C. with an upper limit of 30 ° C. and a lower limit of 20 ° C.
  • the device that presents the temperature control stimulus that continuously repeats this heating and cooling is not particularly limited.
  • the seat temperature may be controlled by using an air conditioner, a combination of an air conditioner and an electric heater may be used, or a Pelche element may be used.
  • the sheet temperature control device 100 using a Pelche element is a suitable method in that it is easy to switch between heating and cooling, it can realize a high-speed temperature change, and it is possible to finely control the temperature. It is one.
  • FIG. 12A is a block diagram of the seat temperature control device 700, which is a modification of the seat temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 12B is a flowchart showing the operation of the modified example. The difference from FIG. 2 is that the determination device 750 and the drowsiness sensor 760 are used. The drowsiness sensor 760 is connected to the determination device 750. The determination device 750 is connected to the control device 730. The control device 730 is connected to the switch 740 and the determination device 750. The Pelche element 711 is connected to the control device 730.
  • the drowsiness sensor 760 detects the drowsiness of the user.
  • the drowsiness sensor 760 is not particularly limited, and examples thereof include a camera, a pressure sheet sensor, a motion sensor, a heart rate sensor, a pulse sensor, and a breathing sensor.
  • the determination device 750 determines the drowsiness level based on the user's information obtained from the drowsiness sensor 760. Further, the determination device 750 may determine the drowsiness level based on the user's information obtained from not only the drowsiness sensor 760 but also a plurality of sensors.
  • the drowsiness level may be a drowsiness level at a certain point in time from the past to the present based on the information accumulated in the past and the present information, or may be a drowsiness level expected at a certain point in the future.
  • the determination method is not particularly limited, but for example, the determination is made based on the number of blinks of the user obtained from the camera and the change in the position of the center of gravity of the user obtained from the pressure sheet sensor.
  • FIG. 13 shows an example of the pressure distribution of the contact portion with the seat at the time of sitting detected by the pressure seat sensor.
  • the dark portion has a high pressure
  • the light-colored portion has a low pressure.
  • the dotted line portion in FIG. 13 is the location where the temperature control unit 110 is located.
  • the pressure sheet sensor is installed in the seat and acquires the distribution of the contact pressure between the user and the seat in chronological order. For example, when it can be determined that the discomfort has become stronger, it is when the contact pressure between the user and the seat becomes weaker after the start of temperature control.
  • the pressure sheet sensor is not particularly limited, but may detect pressure as a change in resistance value or may detect pressure as a change in capacitance.
  • FIG. 13 shows the experimental results using a capacitive pressure sheet sensor.
  • the seat temperature control device 700 turns on the power of the drowsiness sensor 760 (S701) after the start (S700), and determines whether the power of the switch 740 is ON / OFF (S702). Next, when the switch 740 is OFF (S702), it ends (S703).
  • the determination device 750 determines whether or not the drowsiness level is equal to or higher than the threshold value (S704). When the determination device 750 detects a drowsiness level equal to or higher than the threshold value, the sheet temperature control device 700 starts a hot / cold stimulus to recover the drowsiness of the user (S705). Further, when the determination device 750 detects a drowsiness level below the threshold value, the sheet temperature control device 700 does not perform hot / cold stimulation, and the drowsiness sensor 760 returns to the monitoring state again.
  • FIG. 14A is a block diagram of the seat temperature control device 800, which is a modification of the seat temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 14B is a flowchart showing the operation of the modified example. The difference from FIG. 2 is that the determination device 850, the drowsiness sensor 860, and the notification device 870 are used.
  • the notification device 870 is connected to the control device 830.
  • the Pelche element 811 is connected to the control device 830.
  • the drowsiness sensor 860 is connected to the determination device 850.
  • the determination device 850 is connected to the control device 830.
  • the control device 830 is connected to the switch 840 and the determination device 850.
  • the notification device 870 notifies the start of temperature control by the seat temperature control device 800 in advance. If the seat temperature control device 800 starts the temperature control without notifying the user, the user may be annoyed by the sudden temperature change or the user may be confused due to a sense of discomfort, which may impair the safety in operation. There is.
  • the notification device 870 can prevent the user from being confused by giving advance notification of the start of temperature control.
  • the notification means of the notification device 870 is not particularly limited, and includes, for example, voice, video, lamp, vibration, and the like. When the notification means of the notification device 870 is voice, the speaker of the notification device 870 notifies that the drowsiness level has risen and that the seat temperature control is started to eliminate the drowsiness.
  • the seat temperature control device 800 turns on the power of the drowsiness sensor 860 (S801) after the start (S800), and determines whether the power of the switch 840 is ON / OFF (S802). Next, when the switch 840 is OFF (S802), it ends (S803).
  • the determination device 850 determines whether or not the drowsiness level is equal to or higher than the threshold value (S804).
  • the notification device 870 gives advance notification of the start of temperature control (S805).
  • the sheet temperature control device 800 starts a hot / cold stimulus to restore the user's drowsiness (S806). Further, when the determination device 850 detects a drowsiness level below the threshold value, the sheet temperature control device 800 does not perform hot / cold stimulation, and the drowsiness sensor 860 returns to the monitoring state again.
  • FIG. 15A is a block diagram of the seat temperature control device 900, which is a modification of the seat temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 15B is a flowchart showing the operation of the modified example. The difference from FIG. 2 is that the determination device 950, the drowsiness sensor 960, the discomfort determination device 980, and the discomfort sensor 990 are used.
  • the discomfort sensor 990 is connected to the discomfort determination device 980.
  • the Pelche element 911 is connected to the control device 930.
  • the determination device 950 is connected to the control device 930.
  • the discomfort determination device 980 is connected to the control device 930.
  • the control device 930 is connected to the switch 940 and the determination device 950.
  • the discomfort sensor 990 acquires the discomfort of the user.
  • the discomfort sensor 990 that acquires the discomfort of the user there is a pressure sheet sensor that can acquire the contact pressure between the user and the seat. This is because when the temperature condition of the seat temperature control device 900 is unpleasant, the user lowers the contact pressure with the seat.
  • the discomfort sensor 990 may be a posture monitor of the user by a camera. This is because if the temperature condition of the seat temperature control device 900 is unpleasant, the user keeps his / her body away from the seat temperature control device 900.
  • the discomfort determination device 980 outputs the discomfort level from the data obtained from the discomfort sensor 990.
  • the control device 930 can reduce the temperature range between the upper limit and the lower limit of the temperature control in which heating and cooling are continuously repeated when the degree of discomfort is equal to or higher than the threshold value, and can alleviate the temperature stimulus.
  • the seat temperature control device 900 turns on the drowsiness sensor 960 (S901), turns on the discomfort sensor 990 (S902), and turns on / off the power of the switch 940 after the start (S900). Is determined (S903).
  • the switch 940 is OFF (S903), it ends (S904).
  • the determination device 950 determines whether or not the drowsiness level is equal to or higher than the threshold value (S905).
  • the sheet temperature control device 900 starts a hot / cold stimulus to recover the drowsiness of the user (S906).
  • the discomfort determination device 980 determines whether or not the discomfort level is equal to or higher than the threshold value (S907).
  • the control device 930 changes the temperature condition (S908).
  • FIG. 16A is a plan view of the sheet temperature control device 200, which is a modification of the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view of the temperature control unit 210 of the sheet temperature control device 200.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view of the position of the broken line AA'shown in FIG. 16A.
  • the difference between the seat temperature control device 100 and the seat temperature control device 200 is that the seat temperature control device 200 uses only one temperature control unit 210.
  • the temperature control unit 210 includes a Pelche element 211 and a heat conductive sheet 212.
  • the means for heat exchange is not limited to the Pelche element, and any heat exchange device may be used.
  • the heat conductive sheet 212 is arranged directly below the thigh (region 220), which is a portion that reliably contacts the seat when the driver is seated.
  • a control device capable of controlling the seat to be heated and cooled through the temperature change of the Pelche element 211 is connected to the Pelche element 211.
  • FIG. 17 is a diagram showing a temperature change in the thigh and heat transfer in the temperature control section 210 (see FIG. 16A).
  • the endothermic part and the heating part can be exchanged by switching the direction of the electric current in the Pelche element 211 (see FIG. 16A).
  • This makes it possible not only to constantly cool or heat, but also to continuously repeat cooling and heating.
  • the temperature control unit 210 is repeatedly given a cooling stimulus and a heating stimulus, the brainstem reticular formation sensitive to the new stimulus is effectively activated, and the arousal effect can be enhanced.
  • the time for switching the direction of the current does not have to be a periodic time at equal intervals.
  • the Pelche element 211 takes heat from one side (cooling) and carries heat to the other side (heating).
  • the heat conductive sheet 212 is connected to the upper surface and the lower surface of the Pelche element 211, respectively.
  • the heat conductive sheet 212 connected to each of the upper surface and the lower surface of the Pelche element 211 has a structure extending in opposite directions. From such a configuration, the two heat conductive sheets 212 can realize a state in which one heat conductive sheet 212 is warm and the other heat conductive sheet 212 is cold, or vice versa. As for the temperature of the left and right thighs, one is cold and the other is warm, so that the arousal effect is considered to increase.
  • the temperature control unit 210 absorbs heat from one part (part) of the body and applies the absorbed heat to another part (part) of the body to give a temperature difference to the skin surface of the body. Due to such a structure, waste heat can be used for heating, which is considered to improve energy efficiency.
  • FIG. 18 is a plan view of the sheet temperature control device 300, which is a modification of the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • the difference between the seat temperature control device 100 and the seat temperature control device 300 is that the seat temperature control device 300 uses only one temperature control unit 310.
  • the temperature control unit 310 includes a Pelche element 311 and a heat conductive sheet 312.
  • the means for heat exchange is not limited to the Pelche element, and any heat exchange device may be used.
  • the heat conductive sheet 312 is arranged directly below the thigh (region 320), which is a portion that reliably contacts the seat when the driver is seated.
  • the heat conductive sheet 312 connected to each of the upper surface and the lower surface of the Pelche element 311 is not limited to a structure extending in opposite directions, and may be installed as shown in FIG. 18, for example.
  • the Pelche element 311 is connected to a control device capable of controlling the heating and cooling of the sheet through the temperature change of the Pelche element 311.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a temperature control unit 410 which is a modification of the temperature control unit 110 according to the present embodiment.
  • the difference between the temperature control unit 110 and the temperature control unit 410 is that the temperature control unit 410 includes a fan 413.
  • the temperature control unit 410 includes a Pelche element 411, a heat conductive sheet 412, and a fan 413.
  • the means for heat exchange is not limited to the Pelche element, and any heat exchange device may be used.
  • the temperature control unit 410 can efficiently dissipate heat.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of a temperature control unit 510 which is a modification of the temperature control unit 110 according to the present embodiment.
  • the difference between the temperature control unit 110 and the temperature control unit 510 is that the temperature control unit 510 includes a fan 513 and a heat radiation fin 514.
  • the temperature control unit 510 includes a Pelche element 511, a heat conductive sheet 512, a fan 513, and a heat dissipation fin 514.
  • the means for heat exchange is not limited to the Pelche element, and any heat exchange device may be used.
  • the Pelche element 511 may be provided with a heat dissipation fin 514 or a fan 513 in order to realize accurate temperature control.
  • the temperature control unit 510 can efficiently exchange heat by using the heat radiation fins 514.
  • FIG. 21A is a plan view of the seat temperature control device 600, which is a modification of the seat temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 21B is a cross-sectional view of the temperature control unit 610 of the sheet temperature control device 600.
  • 21B is a cross-sectional view of the position of the broken line AA'shown in FIG. 21A.
  • the difference between the sheet temperature control device 100 and the sheet temperature control device 600 is that the sheet temperature control device 600 uses only one temperature control unit 610 and uses only one heat conductive sheet 612.
  • the temperature control unit 610 includes a Pelche element 611 and a heat conductive sheet 612.
  • the means for heat exchange is not limited to the Pelche element 611, and any heat exchange device may be used.
  • the heat conductive sheet 612 is arranged directly below the thigh (region 620), which is a portion that reliably contacts the seat when the driver is seated.
  • the Pelche element 611 is connected to a control device capable of controlling the heating and cooling of the sheet through the temperature change of the Pelche element 611.
  • FIG. 22 is an enlarged cross-sectional view of the sheet temperature control device 600, which is a modification of the sheet temperature control device 100 according to the present embodiment.
  • the seat temperature control device 600 is arranged immediately below the right thigh portion 630 and the left thigh portion 640. Further, the Pelche element 611 is arranged directly below the left thigh portion 640, and the heat conductive sheet 612 is connected to the lower surface of the Pelche element 611. The portion of the heat conductive sheet 612 that is not connected to the Pelche element 611 is arranged so as to be located directly below the right thigh portion 630.
  • the Pelche element 611 is arranged directly under a part of the body (first part), and the heat conductive sheet 612 is arranged so as to be located directly under another part of the body (second part). No part of the body is specified.
  • the Pelche element 611 takes heat from the lower surface and warms the upper surface. Since the heat conductive sheet 612 is connected to the lower surface of the Pelche element 611, heat transfer occurs in the direction of the arrow shown in FIG. 22, and the heat of the right thigh portion 630 is taken away.
  • the seat temperature control device 600 can realize a warm state in the left thigh 640, a cold state in the right thigh 630, or vice versa at a time, so that the awakening effect is increased.
  • the temperature control unit 610 absorbs heat from one part (part) of the body and applies the absorbed heat to another part (part) of the body to give a temperature difference to the skin surface of the body. Due to such a structure, waste heat can be used for heating, which is considered to improve energy efficiency.
  • the seat temperature control device can achieve both an arousal maintenance effect and a feeling of comfort. Therefore, for example, it can be used for the driver's seat of the driver, and it is possible to maintain the awakening of the driver and to have a comfortable feeling at the same time.
  • the seat temperature control device of the present disclosure can be used, for example, in the driver's seat of a driver.

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Abstract

本開示の課題は、覚醒維持効果と快適感を両立させることである。シート温調装置（１００）は、シートの温度を加温及び冷却に制御可能な制御装置を備える。上記制御装置は、温度幅１０℃以内の範囲で加温と冷却とを連続して繰り返す。

Description

シート温調装置
　本開示は、シート温調装置に関する。
　従来、頭部冷却加温装置（ヘッドセットと、ヘッドセットの温度を調整する温調装置を備える覚醒誘導装置）が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
　上記従来の構成では、覚醒維持効果と快適感の両立が困難であった。
特開２００２－１２５９９３号公報 特開２００４－２９０４９９号公報 特開２００４－３２９６１１号公報
　本開示は上記の点に鑑みてなされており、本開示の目的は、覚醒維持効果と快適感を両立させることができるシート温調装置を提供することにある。
　本開示の一態様に係るシート温調装置は、シートの温度を加温及び冷却に制御可能な制御装置を備え、前記制御装置は、温度幅１０℃以内の範囲で加温と冷却とを連続して繰り返す。
図１Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の平面図である。図１Ｂは、同シート温調装置１００における図１ＡのＡ－Ａ’線断面図である。 図２は、本実施の形態に係るシート温調装置１００のブロック図である。 図３は、本実施の形態に係るシート温調装置１００における温調部１１０の設置位置の例を示す図である。 図４は、運転席に座るドライバの身体の部位を示す図である。 図５は、シート温度条件と温冷感の代表的な挙動の結果図である。 図６Ａは、加温・冷却を連続して繰り返す温調刺激のシート温度条件図である。図６Ｂは、２４℃定値刺激のシート温度条件図である。 図７は、タスク前後における温冷感の主観評価の変化を表す図である。 図８は、各温度条件における平均皮膚温の変化を表す図である。 図９は、覚醒度をすべての被験者で平均し温度条件で比較した特性を表す図である。 図１０Ａは、加温・冷却を連続して繰り返す温調の温度プロファイル例であり、温度幅と加温・冷却速度が一定でない場合を示す図である。図１０Ｂは、同温度プロファイル例であり、冷却刺激に対する慣らし期間がある場合を示す図である。図１０Ｃは、同温度プロファイル例であり、温度幅と加温・冷却速度が一定の場合を示す図である。 図１１Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００を２０℃／２５℃／３０℃／３４℃に維持したときの温冷感及び２０～３０℃変動条件／２５～３５℃変動条件の温冷感を示す図である。図１１Ｂは、同シート温調装置１００を２０℃／２５℃／３０℃／３４℃に維持したときの快／不快感及び２０～３０℃変動条件／２５～３５℃変動条件の快／不快感を示す図である。 図１２Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置７００のブロック図である。図１２Ｂは、同変形例の動作を表わすフローチャートである。 図１３は、圧力シートセンサーで検出した着座時の座席とドライバの接触部分の圧力分布の一例を示す図である。 図１４Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置８００のブロック図である。図１４Ｂは、同変形例の動作を表わすフローチャートである。 図１５Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置９００のブロック図である。図１５Ｂは、同変形例の動作を表わすフローチャートである。 図１６Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置２００の平面図である。図１６Ｂは、同シート温調装置２００の温調部２１０の断面図である。 図１７は、大腿部における温度変化と温調部２１０における熱移動を示した図である。 図１８は、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置３００の平面図である。 図１９は、本実施の形態に係る温調部１１０の変形例である温調部４１０の断面図である。 図２０は、本実施の形態に係る温調部１１０の変形例である温調部５１０の断面図である。 図２１Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置６００の平面図である。図２１Ｂは、同シート温調装置６００の温調部６１０の断面図である。 図２２は、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置６００の断面を拡大した図である。
　以下、本開示に係るシート温調装置の実施の形態を、図面に基づき説明する。なお、下記に開示される実施の形態はすべて例示であって、本開示に係るシート温調装置に制限を加える意図はない。
　また、下記に開示される実施の形態では、必要以上の詳細な説明を省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項についての詳細な説明や、実質的に同一の構成についての重複する説明を、省略する場合がある。これは、説明が不必要に冗長になるのを避けることで、当業者の理解を容易にするためである。
　冷感による不快感は皮膚温が低下した状態が続くことで引き起こされる。そこで、低温刺激を行いながら定期的に加温期間を作ることで過度な皮膚温低下を防ぎ、冷感に起因する不快感を抑制させることが出来ると考えられる。また、このような制御を行うことで脳の中で覚醒を司る脳幹網様体を刺激し続けられることができるため、より高い覚醒度を維持できると考えられる。これは、脳幹網様体が同じ刺激には反応が減弱するが、新規刺激には、強い興奮を示すという特徴に基づくものである。
　以上のことから、冷却と加温とを連続的に繰り返す刺激を行うことにより、これまで課題であった快適感と覚醒維持効果のトレードオフを打破し、より高い快適感を保ちながら高い覚醒度を維持することが出来ると考えられる。覚醒維持とは眠気を解消させる（眠気レベルを下げる）ことも眠気を抑制させる（眠気レベルが上がりにくくする）ことの両方を含む。
　本実施の形態に係るシート温調装置は、シートの温度を加温・冷却に制御可能である。ユーザが着席する椅子は、特に限定しないが、例えば、デスクワーク、学習、運転などで使用する椅子であればよい。シートは、ユーザが着席する座席である。シート温調装置は、ユーザが着席する座席に設置される。眠気によって効率が悪化したり、居眠り運転することを低減させる。また、温冷感を提示することが可能な装置であるため、覚醒を目的としない用途にも使用することができる。暑熱環境における冷感提示を目的とした利用や、寒冷環境における温感呈示を目的とした利用など、快適感、爽快感、リラクゼーションを目的としてもよい。
　図１Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の平面図である。図１Ｂは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の断面図である。図１Ｂは、図１Ａに示す破線Ａ－Ａ’の位置における断面図である。図２は、シート温調装置１００のブロック図である。
　シート温調装置１００は、図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように、温調部１１０と、制御装置１３０と、スイッチ１４０と、を備える。
　制御装置１３０は、温調部１１０に接続されており、温調部１１０内にあるペルチェ素子１１１の温度制御を行う。制御装置１３０は、それぞれのペルチェ素子１１１における電流値を制御したり、電流の向きを反転させることができる。
　スイッチ１４０は、制御装置１３０に接続されており、制御装置１３０の電源を切り替える役割（機能）を持つ。
　温調部１１０は、ペルチェ素子１１１と、熱伝導シート１１２と、を備える。温調部１１０は、シート温調装置１００において、実際に温度変化が起こる部分である。温調部１１０は、制御装置１３０から電気的な信号を受信して、ペルチェ素子１１１の温度変化を通じてシートの温度を一定の変化速度で変化させることができる。温調部１１０は、ドライバの大腿部の直下（領域１２０）に配置されることが好ましい。なぜなら、ドライバの大腿部の直下（領域１２０）は、ドライバが着座した際、確実にシートと接触する部位だからである。加えて、大腿部は体積が大きく熱容量が大きいために温度変化に時間が掛かり、急速な冷却刺激に対して感じる温冷感が小さい。このため、温熱的不快感を与えにくく、温調部１１０を配置する位置として好ましい。
　なお、図１Ａは温調部１１０を二つ備える場合を示すが、温調部１１０は、図１Ａの場合に限らない。例えば、温調部１１０の数は、二つに限らず、一つでも三つ以上であっても良い。
　ペルチェ素子１１１は、熱交換を行う手段である。なお、熱交換を行う手段は、ペルチェ素子に限らない。熱交換を行う手段として、例えば、ヒートポンプ機能を有する機器を用いることが可能である。熱交換を行う手段は、気体の圧縮・膨張と熱交換を組み合わせた手段でも、ペルチェ効果を利用した素子などでもよい。ヒートポンプを用いる手段や、ペルチェ効果を利用した素子などの熱交換手段を総称して「熱交換装置」と記載する。一般的にペルチェ素子は剛性が強く、割れやすい性質を有する。そのため、ペルチェ素子１１１をシート表面近傍ではなく、内部に埋め込むことにより応力の集中を軽減することができる。また、ペルチェ素子１１１として屈曲タイプの素子を用いることにより、素子の割れを抑制することができる。更に、ペルチェ素子１１１はシート表面に対して設置する向きは、例えば、シート表面に対して垂直に設置することが好ましい。これにより、ペルチェ素子１１１への応力の集中を更に軽減でき、割れを抑制することができる。
　熱伝導シート１１２は、図１Ｂに示すように温調部１１０において、一つのペルチェ素子１１１の上面と下面に配置される。ペルチェ素子１１１の上面と下面とは、図１Ｂに示すようにペルチェ素子１１１の一方の面（第１の面）が上面１１６、上面１１６に対向する面（第２の面）が下面１１７として定義される。例えば、ペルチェ素子１１１が垂直に立てて設置された状態でも、上面と下面の定義は変わらない。つまり、ここでの上下とは、地面垂直方向における上下の意味ではない。このように、熱伝導シート１１２は、一つのペルチェ素子１１１に対して二枚配置される。熱伝導シート１１２のそれぞれは、身体の一部の直下に配置される。この場合、身体の一部の直下とは、熱伝導シート１１２が背中部分に設置された場合も含む。つまり、ここでの直下とは、地面垂直方向に対して直下という意味ではない。熱伝導シート１１２は、熱抵抗を小さくするために、身体と近い場所にあるほどよい。熱伝導シート１１２は熱伝導率の高い素材であることが好ましく、例えば金属板、特に銅板やアルミ板である。例えば、カーボン系シート、特にグラファイトシートやカーボンナノチューブシートである。例えば、管状のヒートパイプやフレキシブルヒートパイプである。また、熱伝導シート１１２は身体近くに設置されるため、剛性の小さなものが、ユーザの快適性を損なわない。更に、同様の理由により通気性があってもよく、この場合の熱伝導シート１１２は、熱伝導率のよい素材から成るメッシュ状のもの、織り込まれたもの、シートに通気用のパンチ穴が空いたものである。
　なお、図１Ａは、一つの温調部１１０を一方の大腿部を加温・冷却するように配置した場合を示しているが、温調部１１０の配置は、図１Ａに示す配置に限らない。例えば、図３に示すように温調部１１０を配置してもよい。図３は、本実施の形態に係るシート温調装置１００における温調部１１０の設置位置の例を示す。図３における熱伝導シートは、すべて同符号で示さず、図３は、熱伝導シート１１２、熱伝導シート１１３、熱伝導シート１１４、熱伝導シート１１５の四つに分けて示す。図３の温調部１１０は、一つの温調部１１０で両方の大腿部を加温・冷却するように設置したものである。
　なお、複数の温調部１１０を設置する場合は、それぞれの温調部１１０内に設置されるペルチェ素子１１１ａ，１１１ｂの駆動制御を独立して行うことができる。制御装置１３０は、それぞれのペルチェ素子１１１ａ，１１１ｂにおける電流値や電流の向きを反転させる周期を任意に設定することが可能である。例えば、図３において、片方のペルチェ素子１１１ａと他方のペルチェ素子１１１ｂにおいて、電流値や電流の向きを反転させる周期が同じになるように設定した場合は、熱伝導シート１１２と熱伝導シート１１４は、同時に加温または冷却され、熱伝導シート１１３と熱伝導シート１１５は、同時に冷却または加温される。これにより、温熱的刺激効果が増大され、効果的な覚醒維持を促すことができる。
　具体的には、熱伝導シート１１２と熱伝導シート１１４とが同時に加温される場合、熱伝導シート１１３と熱伝導シート１１５とが同時に冷却される。熱伝導シート１１２と熱伝導シート１１４とが同時に冷却される場合、熱伝導シート１１３と熱伝導シート１１５とが同時に加温される。
　図４は、運転席に座るドライバの身体の部位を示す図である。図４は、ドライバの背中１２１、腰１２２、尻１２３、大腿部１２４の位置をそれぞれ示す。シート温調装置１００（図２参照）が設置される位置は、ユーザ（ドライバ）とシートと接触する場所であれば、特に限定されるものではない。シートの背もたれにシート温調装置１００を設置すれば背中１２１に温冷刺激を与える事ができ、シートの座面にシート温調装置１００を設置すれば臀部や大腿部１２４に温冷刺激を与える事ができる。中でも、大腿部１２４は体積が大きく熱容量が大きい部位であるために、温度変化に時間が掛かり、感じる温冷感の変動が鈍く、温熱的不快感を与えにくい。
　温調部１１０は、複数個所あってもよく、また、温調部１１０が複数個所ある場合には、互いに温調する部位やタイミングを変えても良い。例えば、シート状の感圧センサーやカメラからユーザの姿勢を把握し、シートに接触している部位に応じて温調する場所を変えることができる。
　以下、シート温調装置１００を用いた温冷感に関する実験結果について説明する。
　以下の実験結果はすべて図１Ａ及び図１Ｂの構成によるものである。以下の記載においてシートの温度変化は、シート温調装置１００の制御装置１３０によって与えられたものである。
　冷却刺激の温度特性（変調周期や温度）と温冷感の関係を検証するため、冷却速度と到達温度とを種々変化させ、その時の温冷感を把握する実験を行った。被験者は２０～５０代の男性１０名とし、２４℃に保たれた実験室にて表１に示す５種のシート温度条件で温冷感の推移を比較した。初期温度はアメリカ暖房冷凍空調学会が定めた快適ゾーンを参考に２６℃とした。冷却速度の速い方がより冷感を感じにくいという考えの元、本シート温調装置（シート温調装置１００）で提示可能な最大の変化速度-３℃/分をベースに、-１℃/分、-０．５℃/分の３条件とした。試験期間中被験者は試験監督者の合図に従い、１０秒に１回の間隔でシート温調部（温調部１１０）の「温冷感」を口頭で回答する。温冷感は、-４（非常に寒い）～４（非常に暑い）の９段階評価である。これにより、リアルタイムで被験者が感じる温冷感を知ることができる。
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　図５は、シート温度条件と温冷感の代表的な挙動の結果である。図５は、シート温度条件と温冷感の代表的な挙動の結果として、条件４の結果を示す。図５中の温冷感は、被験者１０人の平均値をプロットし、縦点線は温度変化の開始点ｔ１と終了点ｔ２を示している。温冷感は、制御装置１３０による温度変化の開始後しばらくして低下し始め、２２℃に到達した時点（温度変化の終了点ｔ２）で、-２（涼しい）に至る。その後、温度変化がないにも関わらず低下し続けている。
　ここで、それぞれのシート温度条件において、所定の到達温度に達した時点（温度変化の終了点ｔ２）の温冷感を表１に示す。条件１～３を比較すると、到達温度がすべて２０℃であるにもかかわらず、条件１に比べて、冷却速度が速い条件２、条件３で冷感を感じにくくなることがわかった。これは、熱容量が大きいために太もも全体の温度変化に時間が掛かり、冷感が鈍化したためと考えられる。以上のことから、シートの温度は、制御装置１３０によって、急峻に温度降下させ、所定の温度まで低下した後は、低温で維持することなく温度上昇させることにより、与える冷感・不快感を極力抑えることが可能であると考えられる。
　さらに、条件３～５を比較すると、到達温度が低いほど温冷感も低くなり、寒く感じていることが分かる。温冷感において-２は涼しいを意味しており快適な範囲であるが、-２を下回ると寒い領域となるため不快感を生じることになる。以上のことから、制御装置１３０が、冷却速度を-３℃/分、下限到達温度を２２℃に温度制御することで、不快感を生じない温度変調が可能と考えられる。
　これらの検討により、制御装置１３０が行う冷却刺激の温度プロファイルは、下限を２２℃、上限を２６℃とし、上限と下限の間を、３℃/分の変化速度で加温・冷却を連続して繰り返すことが最適な条件と導き出した。
　導き出した加温・冷却を連続して繰り返す温調刺激による覚醒効果を検証するため、以下の被験者実験を行った。被験者は２０代の男性７名とし、２２℃に保たれた恒温室にて、２種のシート温度条件で覚醒度の推移を比較した。
　図６Ａ及び図６Ｂは、２種のシート温度条件をそれぞれ示す。
　被験者に対する精神的負荷を統制するために、被験者は座位にて所定のタスクを２４分間行う。タスクは被験者前方に配置したディスプレイ上を規則的に移動する点をマウスカーソルで追い続けるトラッキングタスクを実施した。
　覚醒度の外乱要因を抑制するために温熱条件は２２℃±１℃とし，照度条件は１００ｌｘ±１０％、ＣＯ２濃度（二酸化酸素濃度）は１５００ｐｐｍ以下とした。着衣条件は長袖シャツ、トレーナー上下、靴下、下着で統一した。また、注意事項として被験者には前日は十分な睡眠時間を確保するよう指示した。
　皮膚表面温度の変化とそれに伴う温冷感との関連性を評価するため、Ｈａｒｄｙ－Ｄｕｂｏｉｓの７点法に従い、身体各部位に皮膚温センサを装着し、平均皮膚温（平均皮膚温＝０．０７×頭＋０．１４×前腕＋０．０５×手＋０．３５×腹＋０．１９×大腿＋０．１３×下腿＋０．０７×足）を算出した。
　温冷感は，タスク開始前後にＶＡＳ（Ｖｉｓｕａｌ　Ａｎａｌｏｇｕｅ　Ｓｃａｌｅ）による主観評価を行った。ＶＡＳ１０ｃｍの線分を用い、質問事項に対する主観的な程度を直線上に記しを付けることによって評定する。
　温調を実施しない場合、被験者の着座したシートは約３１℃に維持されることを示す。そのため、３１℃を本検討における初期温度とした。条件１は、制御装置１３０がシートを冷却した後、冷却前の温度以下であって、上限は２６℃、下限温度は２２℃、さらに変化速度±３℃/分で上限と下限の間を温度幅４℃以内の範囲で加温・冷却を連続して変化させた。条件２は、制御装置１３０が、シートを冷却した後、条件１の時間平均温度に相当する２４℃の低温定値刺激を行った。制御装置１３０は、どちらの条件も初期３．５分はシートの温度を３１℃に制御し、タスクの途中から各々の温度変化を与える。
　被験者の覚醒度は、「１（全く眠くなさそう）」、「２（やや眠そう）」、「３（眠そう）」、「４（かなり眠そう）」、「５（非常に眠そう）」の５段階で定義した。実験中の覚醒度の推移は、タスク中に撮影した被験者の顔画像から、評定者が実験終了後に被験者の表情を見て覚醒度０．５刻みの精度で５秒おきに評定することで客観的に定量化した。
　提示した２つの温度条件に対し、実測温度の時間平均値および総熱移動量を確認したところ、それぞれ有意差はなく、制御装置１３０は、熱的に同等の温熱刺激を与えたことが分かった。
　図７は、タスク前後における温冷感の主観評価の変化を示す。比較検定による有意差はないものの、条件２の被験者は寒く感じている一方、条件１の温冷感は中立的であり、条件１の被験者に対する刺激は、冷感による不快感が生じない刺激であったと考えられる。
　図８は、各温度条件における平均皮膚温の変化を示す。各条件の左側は初期３．５分における平均値、右側はタスク後半２０．５分における平均値である。条件２では、タスク初期とタスク後半とで有意差は見られなかった一方、加温・冷却を連続して繰り返す温調刺激である条件１では、刺激が与えられてからの平均皮膚温（タスク後半の平均皮膚温）が有意に上昇した。これは、温冷感の傾向とも一致しており、皮膚温変化によって温冷感が決定されることが示唆される結果であった。
　図９は、表情評定で得た覚醒度をすべての被験者で平均し、温度条件で比較した結果を示す。共通温度の最終時点（図９の例では３．５分後）での覚醒度をそろえるため、条件１の覚醒度を０．１下げて表示している。条件１、条件２において、約６分あたりまで右肩上がりの同様な挙動を示し、徐々に眠気が生じていることが分かる。条件２はその後も右肩上がりの上昇を続け、１３分で覚醒度３．５（眠そう～かなり眠そう）に達している。一方、条件１は６分以降の上昇は緩やかであり、全実験時間にわたり覚醒度は３．５を超えることなく、条件２と比較して眠気を抑制していることが分かる。３分間の覚醒度を平均し、２つの条件の差をグラフ内に示したが、１２分以降から差は大きくなり、加温・冷却を連続して繰り返す温調刺激によって覚醒度は０．４～０．５低く、覚醒維持効果が有効に働いていると言える。本検討は室温２２℃の低温環境で実施されており、エアコンによる低温覚醒効果に、更に効果を重畳させることが可能である。このことから、加温・冷却を連続して繰り返す温調刺激は複合的な利用も期待できる結果と言える。
　以上の結果より、加温・冷却を連続して繰り返す温調刺激では、冷感による不快感を生じさせず、低温定値刺激を上回る効果的な覚醒維持効果があることを明らかにした。
　図１０Ａ～図１０Ｃは、加温・冷却を連続して繰り返す温調の温度プロファイル例であり、図１０Ａは、温度幅と加温・冷却速度が一定でない場合を示す図、図１０Ｂは、冷却刺激に対する慣らし期間がある場合を示す図、図１０Ｃは、温度幅と加温・冷却速度が一定の場合を示す図である。脳の中で覚醒を司るのは脳幹網様体である。脳幹網様体の特性により、定値刺激ではその興奮が減弱してしまう。一方，脳幹網様体は新規刺激には敏感である。加温と冷却が繰り返されることで脳幹網様体が効果的に興奮を維持し、覚醒状態を長く保つことができる。従って、ここでいう加温・冷却を連続して繰り返す温調は、加温期間と冷却期間が交互に現れる温度制御のことであり、各々に要する時間や温度変化速度が等しくなくても良い。また、加温と冷却を切り替える回数（図１０Ａ：切替１、２、３、・・・）は、複数回であれば特に限定されるものではないが、新規刺激を繰り返し与える為に、好ましくは３回以上、より好ましくは５回以上、さらに好ましくは１０回以上であればよい。加温・冷却の温度変動幅は、一連の切り替え点における最高温度と最低温度の差を示しており、この変動幅は温冷感を交互に感じさせる程度あればよい。一方で、温度変化速度は有限であるため、加温・冷却の温度変動幅が大きいと加温・冷却に時間が掛かり、新規刺激を与える頻度が少なくなってしまう。その為、変動温度幅は、好ましくは温度１０℃以内、より好ましくは６℃以内、更に好ましくは４℃以内である。
　冷却から加温に切り替える時の温度は、冷却刺激に対する慣らし期間として、最低温度（図１０Ｂ：切替５、７）に到達させる前、最低温度よりも高い温度で切り替えをしてもよい（図１０Ｂ：切替１、３）。これにより、ユーザは初回から極端に低い温度にさらされることがないので、冷却刺激に対する慣れができており、突然の強い冷感にさらされることによるディストラクションの低減や、冷感に対する不快感を低減することができる。
　シート温調装置１００は、初めにシートを冷却した後、冷却前の温度（図１０Ｃ：温調なしの温度）以下で加温・冷却を連続して繰り返しても良い。加温・冷却前の温度よりも低温側の温度にさらされることは、覚醒刺激として効果的である。なぜなら、感覚受容器の温点と冷点においては、冷点の数の方が多く、冷感の方が覚醒刺激として効果的だからである。加温・冷却を連続して繰り返す温調の温度幅は、好ましくは下限温度を２０℃、上限を３０℃とするとよい。更に好ましくは、下限温度を２２℃、上限を２６℃とするとよい。強い冷感や温感を与えることがない温度範囲のため、温熱的不快感がないからである。
　加温・冷却を連続して繰り返す温調の温度変化速度は、好ましくは１℃/分以上、更に好ましくは３℃/分以上がよい。変化速度１℃以上の場合は、冷感刺激を和らげ、冷感による不快感を緩和することができる。また、変化速度３℃以上の場合は、冷感刺激を更に和らげ、冷感による不快感を更に緩和することができる。
　図１１Ａは、シート温調装置１００を２０℃／２５℃／３０℃／３４℃に維持したとき及び２０～３０℃変動条件／２５～３５℃変動条件の温冷感を示す図、図１１Ｂは、シート温調装置１００を２０℃／２５℃／３０℃／３４℃に維持したとき及び２０～３０℃変動条件／２５～３５℃変動条件の快／不快感を示す図である。図１１Ａ及び図１１Ｂの実験結果は、すべて図１Ａ及び図１Ｂの構成によるものである。図１１Ａ及び図１１Ｂは、シート温調装置１００の温度を２０℃／２５℃／３０℃／３４℃に１０分間維持した後及び、２０～３０℃／２５～３５℃の温度範囲で加温・冷却を連続して繰り返して温度変動した後の温冷感と快適感の主観評価の結果である。表２は、温冷感の指標を示す。表３は、快適感の指標を示す。図１１Ａより、２０℃、２５℃、３０℃の温冷感は、中立よりもやや涼しく感じさせることができており覚醒維持効果として期待できる。温度範囲が２０℃～３０℃の場合は、温度範囲が２５℃～３５℃の場合よりも温冷感が低く、不快感が低い。図１１Ｂのすべての維持温度における快適感の平均値は、１（やや不快）を超えていない。図１１Ａ及び図１１Ｂの結果から、不快感なく覚醒維持効果が得られる温度範囲は上限３０℃、下限２０℃の温度範囲１０℃である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　この加温・冷却を連続して繰り返す温調刺激を提示するデバイスは特に限定されるものではない。例えば、エアコンを用いたシート温調でもよいし、エアコンと電熱ヒーターを組み合わせたものでもよいし、ペルチェ素子を用いたものでもよい。中でも、ペルチェ素子を用いたシート温調装置１００は、加温・冷却の切り替えが容易である点、また高速な温度変化を実現できる点、細かな温度制御が可能な点で、好適な方法のひとつである。
　（変形例）
　（変形例１）
　図１２Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置７００のブロック図である。図１２Ｂは、同変形例の動作を表わすフローチャートである。図２との差分は、判定装置７５０と眠気センサー７６０を用いる点である。眠気センサー７６０は、判定装置７５０に接続されている。判定装置７５０は、制御装置７３０に接続されている。制御装置７３０は、スイッチ７４０と判定装置７５０とに接続されている。ペルチェ素子７１１は、制御装置７３０と接続される。
　眠気センサー７６０は、ユーザの眠気を検出する。眠気センサー７６０は、特に限定されないが、例えば、カメラ、圧力シートセンサー、モーションセンサー、心拍センサー、脈拍センサー、呼吸センサーが挙げられる。
　判定装置７５０は、眠気センサー７６０から得たユーザの情報に基づき、眠気レベルを判定する。また、判定装置７５０は、眠気センサー７６０に限らず複数のセンサーから得られたユーザの情報に基づき、眠気レベルを判定してもよい。眠気レベルは、過去に蓄積された情報と現在の情報に基づいた、過去から現在におけるある時点の眠気レベルでもよいし、未来のある時点に予想される眠気レベルでもよい。判定方法は特に限定されないが、例えば、カメラから得られたユーザの瞬き回数や圧力シートセンサーから得られたユーザの重心位置の変化に基づいて判定する。図１３は、圧力シートセンサーで検出した着座時の座席との接触部分の圧力分布の一例を示す。図１３は、色の濃い部分は圧力が高く、色の薄い部分は圧力が低い。図１３の点線部分は、温調部１１０が位置する場所である。圧力シートセンサーは、シート内に設置され、ユーザとシートとの接触圧の分布を時系列的に取得する。例えば、不快感が強くなったと判断できる場合は、温調開始後に、ユーザとシートとの接触圧が弱くなったときである。なぜなら、ユーザは、不快感によって、温調部１１０から大腿部などを遠ざけるように座り直すからである。圧力シートセンサーは特に限定されないが、抵抗値の変化として圧力を検出してもよいし、容量の変化として圧力を検出してもよい。図１３は、容量型の圧力シートセンサーによる実験結果である。
　シート温調装置７００は、図１２Ｂに示すように、開始（Ｓ７００）後、眠気センサー７６０の電源を入れ（Ｓ７０１）、スイッチ７４０の電源のＯＮ/ＯＦＦを判定する（Ｓ７０２）。次に、スイッチ７４０がＯＦＦの場合（Ｓ７０２）は、終了する（Ｓ７０３）。判定装置７５０は、スイッチ７４０がＯＮの場合（Ｓ７０２）に、眠気レベルが閾値以上であるかどうかを判定する（Ｓ７０４）。シート温調装置７００は、判定装置７５０が閾値以上の眠気レベルを検出すると、温冷刺激を開始し、ユーザの眠気を回復させる（Ｓ７０５）。また、シート温調装置７００は、判定装置７５０が閾値未満の眠気レベルを検出すると、温冷刺激を行わず、眠気センサー７６０が再び監視状態に戻る。
　（変形例２）
　図１４Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置８００のブロック図である。図１４Ｂは、同変形例の動作を表わすフローチャートである。図２との差分は、判定装置８５０と眠気センサー８６０と通告装置８７０を用いる点である。通告装置８７０は、制御装置８３０に接続されている。ペルチェ素子８１１は、制御装置８３０に接続されている。眠気センサー８６０は、判定装置８５０に接続される。判定装置８５０は、制御装置８３０に接続されている。制御装置８３０は、スイッチ８４０と判定装置８５０とに接続されている。
　通告装置８７０は、シート温調装置８００による温調の開始を事前に通告する。シート温調装置８００は、ユーザに通告を与えず温調を開始した場合、突然の温度変化にユーザが驚いたり、違和感からユーザが混乱したりすることで、運転における安全性を阻害する可能性がある。通告装置８７０は、温調開始の事前通告を行うことで、ユーザの混乱を防ぐことができる。通告装置８７０の通告手段は、特に限定するものではないが、例えば音声、映像、ランプ、振動などがある。通告装置８７０の通告手段が音声である場合は、通告装置８７０であるスピーカーから、眠気レベルが上がっていることや眠気解消のためにシート温調を開始することを通告する。
　シート温調装置８００は、図１４Ｂに示すように、開始（Ｓ８００）後、眠気センサー８６０の電源を入れ（Ｓ８０１）、スイッチ８４０の電源のＯＮ/ＯＦＦを判定する（Ｓ８０２）。次に、スイッチ８４０がＯＦＦの場合（Ｓ８０２）は、終了する（Ｓ８０３）。判定装置８５０は、スイッチ８４０がＯＮの場合（Ｓ８０２）に、眠気レベルが閾値以上であるかどうかを判定する（Ｓ８０４）。通告装置８７０は、判定装置８５０が閾値以上の眠気レベルを検出すると、温調開始の事前通告を行う（Ｓ８０５）。次に、シート温調装置８００は、温冷刺激を開始し、ユーザの眠気を回復させる（Ｓ８０６）。また、シート温調装置８００は、判定装置８５０が閾値未満の眠気レベルを検出すると、温冷刺激を行わず、眠気センサー８６０が再び監視状態に戻る。
　（変形例３）
　図１５Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置９００のブロック図である。図１５Ｂは、同変形例の動作を表わすフローチャートである。図２との差分は、判定装置９５０と眠気センサー９６０と不快判定装置９８０と不快センサー９９０を用いる点である。不快センサー９９０は、不快判定装置９８０に接続される。ペルチェ素子９１１は、制御装置９３０に接続される。判定装置９５０は、制御装置９３０に接続される。不快判定装置９８０は、制御装置９３０に接続されている。制御装置９３０は、スイッチ９４０と判定装置９５０とに接続されている。
　不快センサー９９０は、ユーザの不快感を取得する。例えば、ユーザの不快感を取得する不快センサー９９０としては、ユーザと座席との接触圧を取得できる圧力シートセンサーがある。シート温調装置９００の温度条件が不快であった場合、ユーザは座席との接触圧を低くするからである。また、不快センサー９９０は、カメラによるユーザの姿勢モニターでもよい。シート温調装置９００の温度条件が不快であった場合、ユーザはシート温調装置９００から身体を遠ざけるからである。
　不快判定装置９８０は、不快センサー９９０から得られたデータから不快度を出力する。制御装置９３０は、閾値以上の不快度の場合に、加温・冷却を連続して繰り返す温調の上限と下限の温度幅を小さくし、温度刺激を緩和させることができる。
　シート温調装置９００は、図１５Ｂに示すように、開始（Ｓ９００）後、眠気センサー９６０の電源を入れ（Ｓ９０１）、不快センサー９９０の電源を入れ（Ｓ９０２）、スイッチ９４０の電源のＯＮ/ＯＦＦを判定する（Ｓ９０３）。次に、スイッチ９４０がＯＦＦの場合（Ｓ９０３）は、終了する（Ｓ９０４）。判定装置９５０は、スイッチ９４０がＯＮの場合（Ｓ９０３）に、眠気レベルが閾値以上であるかどうかを判定する（Ｓ９０５）。シート温調装置９００は、判定装置９５０が閾値以上の眠気レベルを検出すると、温冷刺激を開始し、ユーザの眠気を回復させる（Ｓ９０６）。次に、不快判定装置９８０は、不快レベルが閾値以上であるかどうかを判定する（Ｓ９０７）。制御装置９３０は、不快判定装置９８０が閾値以上の不快レベルを検出すると、温度条件を変更する（Ｓ９０８）。
　（変形例４）
　図１６Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置２００の平面図である。図１６Ｂは、同シート温調装置２００の温調部２１０の断面図である。図１６Ｂは、図１６Ａに示す破線Ａ－Ａ’の位置の断面図である。シート温調装置１００とシート温調装置２００の差分は、シート温調装置２００は一つの温調部２１０のみを用いている点である。温調部２１０は、ペルチェ素子２１１と熱伝導シート２１２を備える。ただし、熱交換を行う手段は、ペルチェ素子に限らず熱交換装置であればよい。熱伝導シート２１２は、ドライバが着座した際、確実にシートと接触する部位である大腿部の直下（領域２２０）に配置されている。ペルチェ素子２１１には、ペルチェ素子２１１の温度変化を通じてシートを加温・冷却に制御可能な制御装置が接続されている。
　図１７は、大腿部における温度変化と温調部２１０（図１６Ａ参照）における熱移動を示す図である。ペルチェ素子２１１（図１６Ａ参照）は電流の向きを切り替えることによって、吸熱部位と加熱部位を入れ替えることができる。これにより常時冷却または加熱するだけでなく、冷却と加熱を連続して繰り返すことが可能となる。これにより、温調部２１０は冷却刺激と加熱刺激とを繰り返し与えられるため、新規刺激に敏感な脳幹網様体が効果的に活性化し、覚醒効果を高めることができる。電流の向きを入れ替える時間は、等間隔の周期時間である必要はない。
　ペルチェ素子２１１は、ペルチェ素子２１１に電流を流すと、片面から熱を奪い（冷却）、その反対の面に熱を運ぶ（加温）。熱伝導シート２１２は、ペルチェ素子２１１の上面と下面にそれぞれ接続されている。ペルチェ素子２１１の上面と下面のそれぞれに接続された熱伝導シート２１２は、互いに反対方向に伸びた構造である。このような構成から、２枚の熱伝導シート２１２は、片方の熱伝導シート２１２が温かい、他方の熱伝導シート２１２が冷たい状態、あるいはその逆の状態を一度に実現することができる。左右の大腿部の温度は、片方は冷たく、他方は温かくなるので覚醒効果が増加すると考えられる。温調部２１０では、身体の一部（部位）から熱を吸収し、吸収した熱を身体の別の一部（部位）に与える事により身体皮膚表面に温度差を与えることができる。このような構造から、排熱を加温に利用できるため、エネルギー効率が良くなると考えられる。
　（変形例５）
　図１８は、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置３００の平面図である。シート温調装置１００とシート温調装置３００の差分は、シート温調装置３００は一つの温調部３１０のみを用いている点である。温調部３１０は、ペルチェ素子３１１、熱伝導シート３１２を備える。ただし、熱交換を行う手段は、ペルチェ素子に限らず熱交換装置であればよい。熱伝導シート３１２は、ドライバが着座した際、確実にシートと接触する部位である大腿部の直下（領域３２０）に配置されている。ペルチェ素子３１１の上面と下面のそれぞれに接続された熱伝導シート３１２は、互いに反対方向に伸びた構造に限定されるものではなく、例えば図１８に示すように設置されても良い。ペルチェ素子３１１は、ペルチェ素子３１１の温度変化を通じてシートを加温・冷却に制御可能な制御装置が接続されている。
　（変形例６）
　図１９は、本実施の形態に係る温調部１１０の変形例である温調部４１０の断面図である。温調部１１０と温調部４１０の差分は、温調部４１０はファン４１３を備える点である。温調部４１０は、ペルチェ素子４１１、熱伝導シート４１２、ファン４１３を備える。ただし、熱交換を行う手段は、ペルチェ素子に限らず熱交換装置であればよい。ペルチェ素子４１１は熱伝導シート４１２の表面に対して垂直に設置することで、ペルチェ素子４１１への応力の集中を軽減でき、割れを抑制することができる。温調部４１０は、ファン４１３を備えることで、放熱を効率よく行うことができる。
　（変形例７）
　図２０は、本実施の形態に係る温調部１１０の変形例である温調部５１０の断面図である。温調部１１０と温調部５１０の差分は、温調部５１０はファン５１３と放熱フィン５１４を備える点である。温調部５１０は、ペルチェ素子５１１、熱伝導シート５１２、ファン５１３、放熱フィン５１４を備える。ただし、熱交換を行う手段は、ペルチェ素子に限らず熱交換装置であればよい。ペルチェ素子５１１は熱伝導シート５１２の表面に対して垂直に設置することで、ペルチェ素子５１１への応力の集中を軽減でき、割れを抑制することができる。ペルチェ素子５１１が、精度の良い温度制御を実現するために放熱フィン５１４やファン５１３を設けても良い。温調部５１０は、放熱フィン５１４を用いることで、熱交換を効率よく行うことができる。
　（変形例８）
　図２１Ａは、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置６００の平面図である。図２１Ｂは、同シート温調装置６００の温調部６１０の断面図である。図２１Ｂは、図２１Ａに示す破線Ａ－Ａ’の位置の断面図である。シート温調装置１００とシート温調装置６００の差分は、シート温調装置６００は一つの温調部６１０のみを用いる点と、一枚の熱伝導シート６１２のみを用いる点である。温調部６１０は、ペルチェ素子６１１と熱伝導シート６１２とを備える。ただし、熱交換を行う手段は、ペルチェ素子６１１に限らず熱交換装置であればよい。熱伝導シート６１２は、ドライバが着座した際、確実にシートと接触する部位である大腿部の直下（領域６２０）に配置されている。ペルチェ素子６１１は、ペルチェ素子６１１の温度変化を通じてシートを加温・冷却に制御可能な制御装置が接続されている。
　図２２は、本実施の形態に係るシート温調装置１００の変形例であるシート温調装置６００の断面を拡大した図である。シート温調装置６００は、右大腿部６３０と左大腿部６４０の直下に配置されている。さらに、ペルチェ素子６１１は左大腿部６４０の直下に配置され、熱伝導シート６１２は、ペルチェ素子６１１の下面に接続されている。熱伝導シート６１２におけるペルチェ素子６１１と接続されていない部分は、右大腿部６３０の直下に位置するように配置されている。ただし、ペルチェ素子６１１は、身体の一部（第１の部位）の直下に配置され、熱伝導シート６１２は、身体の別の一部（第２の部位）の直下に位置するように配置されておればよく、身体の部位は特定されない。図２２において、例えばペルチェ素子６１１の上面が温かく、下面が冷たくなるように制御された場合は、ペルチェ素子６１１は、下面から熱を奪い、上面を温める。ペルチェ素子６１１は、下面に熱伝導シート６１２が接続されているので、図２２に示す矢印の方向に熱移動が起こり、右大腿部６３０の熱を奪う。その結果、ペルチェ素子６１１の上面が温かくなり、左大腿部６４０は温められる。一方で熱を奪われた右大腿部６３０は、冷やされる。シート温調装置６００は、左大腿部６４０は温かい、右大腿部６３０は冷たい状態、あるいはその逆の状態を一度に実現することができるので覚醒効果が増加すると考えられる。温調部６１０は、身体の一部（部位）から熱を吸収し、吸収した熱を身体の別の一部（部位）に与える事により身体皮膚表面に温度差を与えることができる。このような構造から、排熱を加温に利用できるため、エネルギー効率が良くなると考えられる。
　実施の形態及び各変形例に係るシート温調装置は、覚醒維持効果と快適感を両立することができる。したがって、例えば、ドライバの運転席などに用いることができ、ドライバの覚醒維持と快適感を両立することができる。
　本開示のシート温調装置は、例えば、ドライバの運転席などに用いることができる。
１００、２００、３００、６００、７００、８００、９００　　シート温調装置
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０　　温調部
１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１、８１１、９１１　　ペルチェ素子
１１２、１１３、１１４、１１５、２１２、３１２、４１２，５１２、６１２　　熱伝導シート
１１６　　上面
１１７　　下面
１２０、２２０、３２０、６２０　　大腿部の直下の領域
６３０　　右大腿部
６４０　　左大腿部
１２１　　背中
１２２　　腰
１２３　　尻
１２４　　大腿部
１３０、７３０、８３０、９３０　　制御装置
１４０、７４０、８４０、９４０　　スイッチ
４１３、５１３　　ファン
５１４　　放熱フィン
７５０、８５０、９５０　　判定装置
７６０、８６０、９６０　　眠気センサー
８７０　　通告装置
９８０　　不快判定装置
９９０　　不快センサー

Claims (7)

  1. 　シートの温度を加温及び冷却に制御可能な制御装置を備え、
    　前記制御装置は、温度幅１０℃以内の範囲で加温と冷却とを連続して繰り返す、
    　シート温調装置。
  2. 　前記制御装置は、温度幅４℃以内の範囲で加温・冷却を連続して繰り返す、
    　請求項１に記載のシート温調装置。
  3. 　前記制御装置は、前記シートを冷却した後、冷却前の温度以下で加温・冷却を連続して繰り返す、
    　請求項１又は請求項２に記載のシート温調装置。
  4. 　前記制御装置は下限温度を２０℃、上限を３０℃とし、上限と下限の間を１℃/分以上の変化速度で加温・冷却を連続して繰り返す、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のシート温調装置。
  5. 　前記制御装置は下限温度を２２℃、上限を２６℃とし、上限と下限の間を３℃/分以上の変化速度で加温・冷却を連続して繰り返す、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載のシート温調装置。
  6. 　前記制御装置に接続されるペルチェ素子をさらに含み、
    　前記シートの加温・冷却は前記ペルチェ素子により行われる、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載のシート温調装置。
  7. 　ユーザの眠気を検出する少なくとも１つのセンサーと、
    　前記センサーからの情報に基づき前記ユーザの眠気レベルを判定する判定装置と、を備え、
    　前記制御装置は、前記判定装置の情報に基づいて制御を行う、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載のシート温調装置。
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