JP2012126281A - シートの温度調節装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】シートにおける乗員側の面に加熱すべき高温部と冷却すべき低温部との両方が存在する場合に、それら高温部の加熱と低温部の冷却とを同時に実現して同シートに着座する使用者の快適性を向上させる。
【解決手段】夏季には、シートに着座する乗員の要求から、同シートの乗員側の面における第1パッド4及び第4パッド7が冷却すべき低温部となる一方、第2パッド5及び第3パッド6が加熱すべき高温部となる。これに対応して、第1ペルチェ素子11の面11aでの吸熱を通じて第1パッド4が冷却されるとともに、同素子11の面11bでの放熱を通じて第2パッド5が加熱される。更に、第2ペルチェ素子14の面14bでの吸熱を通じて第4パッド7が冷却されるとともに、第2ペルチェ素子14の面14aでの加熱を通じて第3パッド6が加熱される。従って、夏季でのシートにおける高温部の加熱と低温部の冷却とを同時に実現することができる。
【選択図】図1
【解決手段】夏季には、シートに着座する乗員の要求から、同シートの乗員側の面における第1パッド4及び第4パッド7が冷却すべき低温部となる一方、第2パッド5及び第3パッド6が加熱すべき高温部となる。これに対応して、第1ペルチェ素子11の面11aでの吸熱を通じて第1パッド4が冷却されるとともに、同素子11の面11bでの放熱を通じて第2パッド5が加熱される。更に、第2ペルチェ素子14の面14bでの吸熱を通じて第4パッド7が冷却されるとともに、第2ペルチェ素子14の面14aでの加熱を通じて第3パッド6が加熱される。従って、夏季でのシートにおける高温部の加熱と低温部の冷却とを同時に実現することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、シートの温度調節装置に関する。
自動車等の車両では、車室の空調に関係する装置の一つとして、乗員が着座して使用するシートの加熱や冷却を行う温度調節装置を設けることが提案されている。こうしたシートの温度調節装置は、例えば特許文献1に示されるように、同シートにおける加熱すべき高温部を熱電素子の放熱側で加熱したり、同シートにおける冷却すべき低温部を熱電素子の吸熱側で冷却したりする。具体的には、車室内の温度が高くなる夏季には、シートにおける同シートに着座した乗員(使用者)側の面に上記低温部が位置することになり、その低温部を熱電素子の吸熱側で冷却することにより、同シートに着座した乗員(使用者)を冷すようにしている。一方、車室内の温度が低くなる冬季には、シートにおける同シートに着座した乗員(使用者)側の面に上記高温部が位置することになり、その高温部を熱電素子の放熱側で冷却することにより、同シートに着座した乗員を温めるようにしている。
ところで、特許文献1に示されるシートの温度調節装置では、夏季にシートにおける同シートに着座した乗員側の面の低温部を熱電素子の吸熱側で冷却する際、それに伴い熱電素子の放熱側で生じる温熱をシートの背面側や下面側に排出している。また、冬季にシートにおける同シートに着座した乗員側の面の高温部を熱電素子の放熱側で加熱する際には、それに伴い熱電素子の吸熱側で生じる冷熱をシートの背面側や下面側に排出している。こうした温度調節装置では、シートの同シートに着座した乗員側の面における冷却すべき低温部の冷却や同シートにおいて加熱すべき高温部の加熱を行う際、それら低温部の冷却と高温部の加熱とのうちのいずれか一方しか行うことができない。従って、夏季において、シートに着座した使用者を冷やすための低温部が同シートにおける乗員側の面に存在するだけでなく、その面に使用者を温めるための高温部が存在する場合、同高温部を加熱することはできない。また、冬季において、シートに着座した使用者を温めるための高温部が同シートにおける乗員側の面に存在するだけでなく、その面に使用者を冷やすための低温部が存在する場合に、同低温部を冷却することもできない。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、シートにおける乗員側の面に加熱すべき高温部と冷却すべき低温部との両方が存在するとしても、それら高温部の加熱と低温部の冷却とを同時に実現して同シートに着座する使用者の快適性を向上させることのできるシートの温度調節装置を提供することにある。
請求項1記載の発明によれば、シートに着座する使用者の要求等に基づき、同シートにおける乗員側の面に加熱すべき高温部と冷却すべき低温部との両方が同時に存在する場合に、上記高温部を加熱しつつ上記低温部を冷却することができる。このため、シートの乗員側の面における高温部の加熱と低温部の冷却とを同時に実現し、それによってシートに着座する使用者の快適性を向上させることができる。また、シートにおける高温部及び低温部が上述したようにシートにおける同シートに着座した使用者側の面に存在する関係から、上記高温部の加熱及び上記低温部の冷却を行うことで、使用者をその要求等に応じて効果的に温めたり冷やしたりすることができる。
請求項2記載の発明によれば、上記高温部が熱電素子の放熱側で加熱されるとともに上記低温部が熱電素子の吸熱側で冷却されるため、上記高温部の加熱と上記低温部の冷却とを同時に効率よく行うことができる。
請求項3記載の発明によれば、夏季と冬季とでシートに着座する乗員の要求等が変化することに伴い同シートにおける高温部と低温部の位置が変化するとしても、そうした変化に対応して熱電素子による加熱及び冷却の位置が切換手段を通じて切り換えられる。従って、夏季と冬季とのいずれにおいても、シートにおける高温部の加熱と低温部の冷却とを同時に実現することができる。
なお、夏季と冬季とでのシートにおける高温部と低温部の位置の変化に対応して行われる熱電素子による加熱及び冷却の位置の切り換えについては、例えば請求項4に記載の発明のように、熱電素子の電極の極性を反転させることによって実現することが可能である。また、請求項5記載の発明のように、熱電素子の放熱側で生じる温熱の伝達経路や同熱電素子の吸熱側で生じる冷熱の伝達経路を切り換えることによって、上記熱電素子による加熱及び冷却の位置の切り換えを実現することも可能である。
[第1実施形態]
以下、本発明を自動車のシートに適用した第1実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
以下、本発明を自動車のシートに適用した第1実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
自動車の車室に設けられるシートは、図1に示すように、同シートに着座した乗員(使用者)の尻や股を支える座部1と、その座部1から上方に延びて乗員の腰や背中を支える背もたれ2と、その背もたれ2の上端に設けられて乗員の頭を支えるヘッドレスト3とを備えている。シートの座部1における乗員側の面のうち、乗員の尻や股を支える部分には通気性を有する第1パッド4が設けられている。また、シートの背もたれ2における乗員側の面のうち、乗員の腰を支える部分には通気性を有する第2パッド5及び第3パッド6が設けられており、乗員の背中を支える部分には同じく通気性を有する第4パッド7が設けられている。
シートには、そこに着座した乗員の快適性を向上すべく、第1パッド4、第2パッド5、第3パッド6、及び第4パッド7周りの加熱や冷却を行う温度調節装置8が設けられている。これらパッド4〜7のうち、車室内の温度が高くなる夏季には、第1パッド4及び第4パッド7がシートにおける冷却すべき低温部となり、第2パッド5及び第3パッド6がシートにおける加熱すべき高温部となる。これは、車室内の温度が高くなる夏季には、シートに着座した乗員の快適性を向上させるため、乗員の尻、股、及び背中を冷やすことが要求される一方、乗員の腰については健康上の観点から夏季であっても温めることが要求されるためである。なお、車室内の温度が低くなる冬季には、シートに着座した乗員の快適性を向上させるために同乗員の尻、股、及び背中を温めることが要求されることから、各パッド4〜7のうち第1パッド4及び第4パッド7がシートにおける加熱すべき高温部となる。
シートの温度調節装置8には、第1ブロワ9の駆動を通じて流動する空気を第1パッド4及び第2パッド5に送るための第1通路10が設けられている。この第1通路10は、第1ブロワ9の下流にて、第1パッド4に繋がる支流部10aと第2パッド5に繋がる支流部10bとの二つに分岐している。第1通路10における支流部10aと支流部10bとの間には、第1パッド4周りの加熱や冷却及び第2パッド5周りの加熱に用いられる第1ペルチェ素子11が設けられている。この第1ペルチェ素子11は、二つの面11a,11bのうちの一方で放熱を行うとともに他方で吸熱を行うものであり、同素子11の電極の極性を反転させることで上記二つの面11a,11bのうち放熱を行う面と吸熱を行う面とを反転させることが可能となっている。そして、面11aは支流部10aを流れる空気との間で熱交換可能となっており、面11bは支流部10bを流れる空気との間で熱交換が可能となっている。
また、温度調節装置8には、第2ブロワ12の駆動を通じて流動する空気を第3パッド6及び第4パッドに送るための第2通路13も設けられている。この第2通路13は、第2ブロワ12の下流にて、第3パッド6に繋がる支流部13aと第4パッド7に繋がる支流部13bとの二つに分岐している。第2通路13における支流部13aと支流部13bとの間には、第3パッド6周りの加熱及び第4パッド7周りの加熱や冷却に用いられる第2ペルチェ素子14が設けられている。この第2ペルチェ素子14は、二つの面14a,14bのうちの一方で放熱を行うとともに他方で吸熱を行うものであり、同素子14の電極の極性を反転させることで上記二つの面14a,14bのうち放熱を行う面と吸熱を行う面とを反転させることが可能となっている。そして、面14aは支流部13aを流れる空気との間で熱交換可能となっており、面14bは支流部13bを流れる空気との間で熱交換が可能となっている。
次に、シートの背もたれ2における支流部10b及び支流部13a周りの構造について、同背もたれ2の内部を概略的に表した図2を参照して詳しく説明する。
同図に示されるように、支流部10bには支流部10cが接続されている。同支流部10cは自動車の外部と繋がる外部通路15と接続されている。また、支流部10bと支流部10cとは第1バルブ16の切り換え動作を通じて一方が閉塞されるとともに他方が開放される。詳しくは、第1バルブ16が第1アクチュエータ16aにより図中の実線で示される位置(以下、夏季位置という)に切り換えられると、支流部10bが開放されるとともに支流部10cが閉塞される。この場合、第1ブロワ9から支流部10bに送り出された空気は、同支流部10bを通過して第2パッド5(図1)に供給されるようになる。また、第1バルブ16が第1アクチュエータ16aにより図2の二点鎖線で示される位置(以下、冬季位置という)に切り換えられると、支流部10bが閉塞されるとともに支流部10cが開放される。この場合、第1ブロワ9から支流部10bに送り出された空気は、同支流部10bに接続された支流部10cに流れ込んだ後、外部通路15を介して自動車の外部に排出される。
同図に示されるように、支流部10bには支流部10cが接続されている。同支流部10cは自動車の外部と繋がる外部通路15と接続されている。また、支流部10bと支流部10cとは第1バルブ16の切り換え動作を通じて一方が閉塞されるとともに他方が開放される。詳しくは、第1バルブ16が第1アクチュエータ16aにより図中の実線で示される位置(以下、夏季位置という)に切り換えられると、支流部10bが開放されるとともに支流部10cが閉塞される。この場合、第1ブロワ9から支流部10bに送り出された空気は、同支流部10bを通過して第2パッド5(図1)に供給されるようになる。また、第1バルブ16が第1アクチュエータ16aにより図2の二点鎖線で示される位置(以下、冬季位置という)に切り換えられると、支流部10bが閉塞されるとともに支流部10cが開放される。この場合、第1ブロワ9から支流部10bに送り出された空気は、同支流部10bに接続された支流部10cに流れ込んだ後、外部通路15を介して自動車の外部に排出される。
一方、支流部13aには支流部13cが接続されている。同支流部13cは自動車の外部と繋がる外部通路17と接続されている。また、支流部13aと支流部13cとは第2バルブ18の切り換え動作を通じて一方が閉塞されるとともに他方が開放される。詳しくは、第2バルブ18が第2アクチュエータ18aにより図中の実線で示される位置(以下、夏季位置という)に切り換えられると、支流部13aが開放されるとともに支流部13cが閉塞される。この場合、第2ブロワ12から支流部13aに送り出された空気は、同支流部13aを通過して第3パッド6(図1)に供給されるようになる。また、第2バルブ18が第2アクチュエータ18aにより図2の二点鎖線で示される位置(以下、冬季位置という)に切り換えられると、支流部13aが閉塞されるとともに支流部13cが開放される。この場合、第2ブロワ12から支流部13aに送り出された空気は、同支流部13aに接続された支流部13cに流れ込んだ後、外部通路17を介して自動車の外部に排出される。
次に、温度調節装置8の電気的構成について図3を参照して説明する。
この温度調節装置8は、自動車の車室における冷房や暖房といった空調を制御する電子制御装置21を備えている。同電子制御装置21には、上記制御に係る各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果等が一時記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等が設けられている。
この温度調節装置8は、自動車の車室における冷房や暖房といった空調を制御する電子制御装置21を備えている。同電子制御装置21には、上記制御に係る各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果等が一時記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等が設けられている。
電子制御装置21の入力ポートには、以下に示す各種のスイッチ及びセンサ等が接続されている。
・温度調節装置8によるシートの温度調節を実行したり停止したりすべく自動車の乗員によりオン操作やオフ操作されるシート空調スイッチ22。
・温度調節装置8によるシートの温度調節を実行したり停止したりすべく自動車の乗員によりオン操作やオフ操作されるシート空調スイッチ22。
・車室の冷房や暖房といった空調による車室内の温度設定を行うために自動車の乗員により操作される室温設定スイッチ23。
・自動車の外部の空気の温度を検出する外気温センサ24。
・自動車の外部の空気の温度を検出する外気温センサ24。
・車室の冷房や暖房といった空調のために同車室に吹き出される空気の吹き出し口での温度(吹き出し温度)を検出する吹き出し温センサ25。
・車室内への日射量を検出する日射量センサ26。
・車室内への日射量を検出する日射量センサ26。
また、電子制御装置21の出力ポートには、車室の冷房や暖房を行うエアコンディショナ27を制御するための各種機器の駆動回路が接続される他、温度調節装置8における第1ブロワ9、第1ペルチェ素子11、及び第1アクチュエータ16aといった各種機器の駆動回路等が接続されている。更に、温度調節装置8における第2ブロワ12、第2ペルチェ素子14、及び第2アクチュエータ18aといった各種機器の駆動回路等も上記出力ポートに接続されている。
そして、電子制御装置21は、上記各種のスイッチやセンサから入力した信号に基づき車室の冷房要求や暖房要求といった空調要求を把握し、同空調要求に基づいて車室の冷房や暖房といった空調を行うべくエアコンディショナ27における各種機器の駆動回路に対し指令信号を出力する。こうして車室の空調を行うためのエアコンディショナ27における各種機器の駆動制御等が電子制御装置21を通じて実施される。なお、車室の空調要求の大きさは、吹き出し温センサ25の検出信号から求められる吹き出し温度Trと、その吹き出し温度Trの目標値である目標吹き出し温度Ttとに基づいて把握することが可能である。また、上記目標吹き出し温度Ttは、車両の乗員により定められる車室内の設定温度、車室内の実際の温度(吹き出し温度Tr)、及び、車室内への日射量などに基づいて求められる値である。
更に、電子制御装置21は、シート空調スイッチ22の操作に応じた温度調節装置8によるシートの温度調節の実施及び停止も行う。以下、こうした温度調節の詳細について、シート温度調節ルーチンを示す図4のフローチャートを参照して説明する。このシート温度調節ルーチンは、電子制御装置21を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
同ルーチンにおいては、まずシート空調スイッチ22からの信号に基づき、同スイッチ22がオンであるか否かが判断される(S101)。ここで肯定判定であれば、今が夏季であるか、あるいは冬季であるかを判断すべく、外気温センサ24によって検出される外気温Toが予め定められた判定値よりも大きいか否かが判断される(S102)。そして、外気温Toが上記判定値よりも大きい場合には今が夏季である旨判断され、それに基づいてシートにおける夏季の温度調節が行われる(S103)。一方、外気温Toが上記判定値以下である場合には今が冬季である旨判断され、それに基づいてシートにおける冬季の温度調節が行われる(S104)。
次に、シート温度調節ルーチンで行われるシートの夏季の温度調節(S103)、及び冬季の温度調節(S104)について、それぞれ個別に詳しく説明する。
[夏季の温度調節(S103)]
シートにおける夏季の温度調節では、図1の第1ブロワ9の駆動によりシートの背面側の空気が第1通路10に吸い込まれて第1ペルチェ素子11側に送られるとともに、第2ブロワ12の駆動により同じくシートの背面側の空気が第2通路13内に吸い込まれて第2ペルチェ素子14側に送られる。
[夏季の温度調節(S103)]
シートにおける夏季の温度調節では、図1の第1ブロワ9の駆動によりシートの背面側の空気が第1通路10に吸い込まれて第1ペルチェ素子11側に送られるとともに、第2ブロワ12の駆動により同じくシートの背面側の空気が第2通路13内に吸い込まれて第2ペルチェ素子14側に送られる。
このとき、第1ペルチェ素子11においては、面11aにて吸熱が行われるとともに面11bにて放熱が行われるよう、同素子11の電極の極性が設定される。これにより、第1通路10の支流部10aを流れる空気が、第1ペルチェ素子11の面11aの近傍を通過する際、その面11aでの吸熱に基づいて冷却される。そして、このように冷却された後の空気が支流部10aを介して第1パッド4に送られることで同第1パッド4及びその周りが冷却される。また、第1通路10の支流部10bを流れる空気は、第1ペルチェ素子11の面11bの近傍を通過する際、その面11bでの放熱に基づいて加熱される。このとき、図2の第1バルブ16は実線で示される夏季位置に切り換えられた状態とされる。このため、上述したように第1ペルチェ素子11の面11bにて加熱された後の空気は、支流部10bを介して図1の第2パッド5に送られ、それによって同第2パッド5及びその周りが加熱される。
一方、第2ペルチェ素子14においては、面14aにて放熱が行われるとともに面14bにて吸熱が行われるよう、同素子14の電極の極性が設定される。これにより、第2通路13の支流部13bを流れる空気が、第2ペルチェ素子14の面14bの近傍を通過する際、その面14aでの吸熱に基づいて冷却される。そして、このように冷却された後の空気が支流部13bを介して第4パッド7に送られることで同第4パッド7及びその周りが冷却される。また、第2通路13の支流部13aを流れる空気は、第2ペルチェ素子14の面14aの近傍を通過する際、その面14aでの放熱に基づいて加熱される。このとき、図2の第2バルブ18は実線で示される夏季位置に切り換えられた状態とされる。このため、上述したように第2ペルチェ素子14の面14aにて加熱された後の空気は、支流部13aを介して図1の第3パッド6に送られ、それによって同第3パッド6及びその周りが加熱される。
[冬季の温度調節(S104)]
シートにおける冬季の温度調節でも、第1ブロワ9の駆動によりシートの背面側の空気が第1通路10に吸い込まれて第1ペルチェ素子11側に送られるとともに、第2ブロワ12の駆動により同じくシートの背面側の空気が第2通路13内に吸い込まれて第2ペルチェ素子14側に送られる。
シートにおける冬季の温度調節でも、第1ブロワ9の駆動によりシートの背面側の空気が第1通路10に吸い込まれて第1ペルチェ素子11側に送られるとともに、第2ブロワ12の駆動により同じくシートの背面側の空気が第2通路13内に吸い込まれて第2ペルチェ素子14側に送られる。
このとき、第1ペルチェ素子11においては、面11aにて放熱が行われるとともに面11bにて吸熱が行われるよう、同素子11の電極の極性が上記夏季の温度調節の場合と比較して反転した状態に設定される。これにより、第1通路10の支流部10aを流れる空気が、第1ペルチェ素子11の面11aの近傍を通過する際、その面11aでの放熱に基づいて加熱される。そして、このように加熱された後の空気が支流部10aを介して第1パッド4に送られることで同第1パッド4及びその周りが加熱される。また、第1通路10の支流部10bを流れる空気は、第1ペルチェ素子11の面11bの近傍を通過する際、その面11bでの吸熱に基づいて冷却される。このとき、図2の第1バルブ16は二点鎖線で示される冬季位置に切り換えられた状態とされる。このため、上述したように第1ペルチェ素子11の面11bにて冷却された後の空気は、支流部10bから支流部10cに流れ込んだ後、外部通路15を介して自動車の外部に排出される。
一方、第2ペルチェ素子14(図1)においては、面14aにて吸熱が行われるとともに面14bにて放熱が行われるよう、同素子14の電極の極性が上記夏季の温度調節の場合と比較して反転した状態に設定される。これにより、第2通路13の支流部13bを流れる空気が、第2ペルチェ素子14の面14bの近傍を通過する際、その面14bでの放熱に基づいて加熱される。そして、このように加熱された後の空気が支流部13bを介して第4パッド7に送られることで同第4パッド7及びその周りが加熱される。また、第2通路13の支流部13aを流れる空気は、第2ペルチェ素子14の面14aの近傍を通過する際、その面14aでの吸熱に基づいて冷却される。このとき、図2の第2バルブ18は二点鎖線で示される冬季位置に切り換えられた状態とされる。このため、上述したように第2ペルチェ素子14の面14aにて冷却された後の空気は、支流部13aから支流部13cに流れ込んだ後、外部通路17を介して自動車の外部に排出される。
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)夏季には、シートに着座する乗員の要求から、同シートにおける第1パッド4及び第4パッド7が冷却すべき低温部となる一方、第2パッド5及び第3パッドが加熱すべき高温部となる。これに対応して、第1ペルチェ素子11の面11aでの吸熱を通じて第1パッド4が冷却されるとともに、同素子11の面11bでの放熱を通じて第2パッド5が加熱される。更に、第2ペルチェ素子14の面14bでの吸熱を通じて第4パッド7が冷却されるとともに、第2ペルチェ素子14の面14aでの加熱を通じて第3パッド6が加熱される。従って、夏季にシートにおける乗員側の面での高温部の加熱と低温部の冷却とを同時に実現し、それによってシートに着座する乗員の快適性を向上させることができる。
(1)夏季には、シートに着座する乗員の要求から、同シートにおける第1パッド4及び第4パッド7が冷却すべき低温部となる一方、第2パッド5及び第3パッドが加熱すべき高温部となる。これに対応して、第1ペルチェ素子11の面11aでの吸熱を通じて第1パッド4が冷却されるとともに、同素子11の面11bでの放熱を通じて第2パッド5が加熱される。更に、第2ペルチェ素子14の面14bでの吸熱を通じて第4パッド7が冷却されるとともに、第2ペルチェ素子14の面14aでの加熱を通じて第3パッド6が加熱される。従って、夏季にシートにおける乗員側の面での高温部の加熱と低温部の冷却とを同時に実現し、それによってシートに着座する乗員の快適性を向上させることができる。
(2)夏季においては、シートに着座する乗員の要求から同シートにおける乗員側の面に、冷却すべき低温部と加熱すべき高温部とが同時に存在するようになる。詳しくは、シートにおける上記低温部となる第1パッド4及び第4パッド7と上記高温部となる第2パッド5及び第3パッド6とはそれぞれ、シートに着座する乗員の要求から同シートにおける乗員側の面に位置している。従って、夏季において上述したように第1パッド4及び第4パッド7周りを冷却するとともに第2パッド5及び第3パッド6周りを加熱することで、シートに着座した乗員をその要求に応じて効果的に温めたり冷やしたりすることができる。
(3)冬季においては、シートの第1パッド4及び第4パッド7が冷却すべき低温部ではなくなるとともに加熱すべき高温部になり、一方でシートの第2パッド5及び第3パッド6が加熱すべき高温部ではなくなる。このように夏季と冬季とではシートにおける上記高温部及び上記低温部の位置が変化するものの、そうした変化に対応して第1ペルチェ素子11による加熱及び冷却の位置が切り換えられるとともに、第2ペルチェ素子14における加熱及び冷却の位置が切り換えられる。
詳しくは、第1ペルチェ素子11及び第2ペルチェ素子14における電極の極性を夏季と冬季とで反転させることにより、第1パッド4及び第4パッド7に対する上記素子11,14による加熱と冷却とを切り換えるようにしている。すなわち、夏季には、第1ペルチェ素子11の面11aを吸熱側にするとともに第2ペルチェ素子14の面14bを吸熱側にすることで、第1パッド4を第1ペルチェ素子11で冷却するとともに第4パッド7を第2ペルチェ素子14で冷却する。一方、冬季には、第1ペルチェ素子11の面11aを放熱側にするとともに第2ペルチェ素子14の面14bを放熱側にすることで、第1パッド4を第1ペルチェ素子11で加熱するとともに第4パッド7を第2ペルチェ素子14で加熱する。
また、第1ペルチェ素子11及び第2ペルチェ素子14における放熱側で生じる温熱の伝達経路や吸熱側で生じる冷熱の伝達経路を、第1バルブ16及び第2バルブ18を用いて切り換えることにより、同素子11,14による加熱の位置及び冷却の位置を切り換えるようにもしている。すなわち、夏季に第1ペルチェ素子11の面11b及び第2ペルチェ素子14の面14aが放熱側とされたときには、第1バルブ16及び第2バルブ18を共に夏季位置とする。これにより、第1ペルチェ素子11の放熱側である面11bで生じた温熱の伝達経路が支流部10bを介して第2パッド5に至る経路に切り換えられるとともに、第2ペルチェ素子14の放熱側である面14aに生じる温熱の伝達経路が支流部13aを介して第3パッド6に至る経路に切り換えられる。その結果、第2パッド5周りが第1ペルチェ素子11で加熱されるとともに、第3パッド6周りが第2ペルチェ素子14で加熱されることになる。一方、冬季に第1ペルチェ素子11の面11b及び第2ペルチェ素子14の面14aが吸熱側とされたときには、第1バルブ16及び第2バルブ18を共に冬季位置とする。これにより、第1ペルチェ素子11の吸熱側である面11bで生じた冷熱の伝達経路が支流部10c及び外部通路15を介して自動車の外部に至る経路に切り換えられるとともに、第2ペルチェ素子14の吸熱側である面14aに生じる冷熱の伝達経路が支流部13c及び外部通路17を介して自動車の外部に至る経路に切り換えられる。その結果、第2パッド5が第1ペルチェ素子11で冷却されることはなくなり、第3パッド6が第2ペルチェ素子14で冷却されることもなくなる。
以上により、夏季にはシートにおける上記高温部の加熱と上記低温部の冷却とを同時に実現することができ、冬季にはシートにおける上記高温部の加熱を行いつつ同シートでの不必要な冷却が行われないようにすることができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図5に基づき説明する。
この実施形態では、図5に示すように、シートのヘッドレスト3における同シートの幅方向両側であって、且つシート(ヘッドレスト3)における同シートに着座した乗員側の面には、それぞれ空気吹き出し口31,32が設けられている。これら空気吹き出し口31,32は、シートに着座した乗員の顔に向けて空気を吹き出すことが可能となっている。冬季においては、シートに着座した乗員の快適性を向上するうえで、空気吹き出し口31,32から冷えた空気を吹き出すことが好ましい。従って、冬季において、シート(ヘッドレスト3)の空気吹き出し口31,32周りは、温度調節装置8によって冷えた空気を送るべき部分、言い換えればシートにおける冷却すべき低温部となる。
次に、本発明の第2実施形態を図5に基づき説明する。
この実施形態では、図5に示すように、シートのヘッドレスト3における同シートの幅方向両側であって、且つシート(ヘッドレスト3)における同シートに着座した乗員側の面には、それぞれ空気吹き出し口31,32が設けられている。これら空気吹き出し口31,32は、シートに着座した乗員の顔に向けて空気を吹き出すことが可能となっている。冬季においては、シートに着座した乗員の快適性を向上するうえで、空気吹き出し口31,32から冷えた空気を吹き出すことが好ましい。従って、冬季において、シート(ヘッドレスト3)の空気吹き出し口31,32周りは、温度調節装置8によって冷えた空気を送るべき部分、言い換えればシートにおける冷却すべき低温部となる。
上記空気吹き出し口31には、温度調節装置8の第1通路10における支流部10cが繋がっている。この支流部10cは、第1実施形態のように外部通路15(図2)に繋がる代わりに、上述したように空気吹き出し口31に繋がっている。また、上記空気吹き出し口32には、温度調節装置8の第2通路13における支流部13cが繋がっている。この支流部10cは、第1実施形態のように外部通路15(図2)に繋がる代わりに、上述したように空気吹き出し口32に繋がっている。従って、この実施形態の温度調節装置8ではシートにおける冬季の温度調節態様が第1実施形態のものとは異なっている。
ここで、本実施形態の温度調節装置8によるシートの冬季の温度調節について、第1実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
上記シートにおける冬季の温度調節では、第1バルブ16が二点鎖線で示される冬季位置に切り換えられた状態とされる。この場合、第1通路10の支流部10bを流れる空気が、第1ペルチェ素子11の面11bの近傍を通過する際に同面11bでの吸熱に基づいて冷却された後、支流部10bから支流部10cに流れ込んで空気吹き出し口31に送られる。一方、第2バルブ18も二点鎖線で示される冬季位置に切り換えられた状態とされる。この場合、第2通路13の支流部13aを流れる空気が、第2ペルチェ素子14の面14aの近傍を通過する際に同面14aでの吸熱に基づいて冷却された後、支流部13aから支流部13cに流れ込んで空気吹き出し口32に送られる。
上記シートにおける冬季の温度調節では、第1バルブ16が二点鎖線で示される冬季位置に切り換えられた状態とされる。この場合、第1通路10の支流部10bを流れる空気が、第1ペルチェ素子11の面11bの近傍を通過する際に同面11bでの吸熱に基づいて冷却された後、支流部10bから支流部10cに流れ込んで空気吹き出し口31に送られる。一方、第2バルブ18も二点鎖線で示される冬季位置に切り換えられた状態とされる。この場合、第2通路13の支流部13aを流れる空気が、第2ペルチェ素子14の面14aの近傍を通過する際に同面14aでの吸熱に基づいて冷却された後、支流部13aから支流部13cに流れ込んで空気吹き出し口32に送られる。
本実施形態によれば、第1実施形態における(1)及び(2)の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
(4)冬季には、シートに着座する乗員の要求から、同シートにおける第1パッド4及び第4パッド7が加熱すべき高温部となる一方、空気吹き出し口31,32周りが冷却すべき低温部となる。これに対応して、第1ペルチェ素子11の面11aでの放熱を通じて第1パッド4が加熱されるとともに、同素子11の面11bでの吸熱を通じて空気吹き出し口31周りが冷却される。更に、第2ペルチェ素子14の面14bでの放熱を通じて第4パッド7が加熱されるとともに、第2ペルチェ素子14の面14aでの吸熱を通じて空気吹き出し口32周りが冷却される。従って、冬季にシートにおける乗員側の面での高温部の加熱と低温部の冷却とを同時に実現し、それによってシートに着座する乗員の快適性を向上させることができる。
(4)冬季には、シートに着座する乗員の要求から、同シートにおける第1パッド4及び第4パッド7が加熱すべき高温部となる一方、空気吹き出し口31,32周りが冷却すべき低温部となる。これに対応して、第1ペルチェ素子11の面11aでの放熱を通じて第1パッド4が加熱されるとともに、同素子11の面11bでの吸熱を通じて空気吹き出し口31周りが冷却される。更に、第2ペルチェ素子14の面14bでの放熱を通じて第4パッド7が加熱されるとともに、第2ペルチェ素子14の面14aでの吸熱を通じて空気吹き出し口32周りが冷却される。従って、冬季にシートにおける乗員側の面での高温部の加熱と低温部の冷却とを同時に実現し、それによってシートに着座する乗員の快適性を向上させることができる。
(5)冬季においては、シートに着座する乗員の要求から同シートにおける乗員側の面に、冷却すべき低温部と加熱すべき高温部とが同時に存在するようになる。詳しくは、シートにおける上記低温部となる空気吹き出し口31,32と上記高温部となる第1パッド4及び第4パッド7とはそれぞれ、シートに着座する乗員の要求から同シートにおける乗員側の面に位置する。従って、冬季において上述したように空気吹き出し口31,32周りを冷却するとともに第1パッド4及び第4パッド7を加熱することで、シートに着座した乗員をその要求に応じて効果的に温めたり冷やしたりすることができる。
(6)夏季にはシートにおける第1パッド4及び第4パッド7周りが冷却すべき低温部になるとともに第2パッド5及び第3パッド6周りが加熱すべき高温部になる一方、冬季にはシートにおける第1パッド4及び第4パッド7周りが加熱すべき高温部になるとともに空気吹き出し口31,32周りが冷却すべき低温部になる。このように夏季と冬季とではシートにおける上記高温部及び上記低温部の位置が変化するものの、同変化に対応して第1ペルチェ素子11と第2ペルチェ素子14とによる加熱及び冷却の位置が切り換えられる。
詳しくは、第1ペルチェ素子11及び第2ペルチェ素子14における電極の極性を夏季と冬季とで反転させることにより、第1パッド4及び第4パッド7に対する上記素子11,14による加熱と冷却とを切り換えるようにしている。すなわち、夏季には、第1ペルチェ素子11の面11aを吸熱側にするとともに第2ペルチェ素子14の面14bを吸熱側にすることで、第1パッド4周りを第1ペルチェ素子11で冷却するとともに第4パッド7周りを第2ペルチェ素子14で冷却する。一方、冬季には、第1ペルチェ素子11の面11aを放熱側にするとともに第2ペルチェ素子14の面14bを放熱側にすることで、第1パッド4周りを第1ペルチェ素子11で加熱するとともに第4パッド7周りを第2ペルチェ素子14で加熱する。
また、第1ペルチェ素子11及び第2ペルチェ素子14における放熱側で生じる温熱の伝達経路や吸熱側で生じる冷熱の伝達経路を、第1バルブ16及び第2バルブ18を用いて切り換えることにより、同素子11,14による加熱の位置及び冷却の位置を切り換えるようにもしている。すなわち、夏季に第1ペルチェ素子11の面11b及び第2ペルチェ素子14の面14aが放熱側とされたときには、第1バルブ16及び第2バルブ18を共に夏季位置とする。これにより、第1ペルチェ素子11の放熱側である面11bで生じた温熱の伝達経路が支流部10bを介して第2パッド5に至る経路に切り換えられるとともに、第2ペルチェ素子14の放熱側である面14aに生じる温熱の伝達経路が支流部13aを介して第3パッド6に至る経路に切り換えられる。その結果、第2パッド5周りが第1ペルチェ素子11で加熱されるとともに、第3パッド6周りが第2ペルチェ素子14で加熱されることになる。一方、冬季に第1ペルチェ素子11の面11b及び第2ペルチェ素子14の面14aが吸熱側とされたときには、第1バルブ16及び第2バルブ18を共に冬季位置とする。これにより、第1ペルチェ素子11の吸熱側である面11bで生じた冷熱の伝達経路が支流部10cを介して空気吹き出し口31に至る経路に切り換えられるとともに、第2ペルチェ素子14の吸熱側である面14aに生じる冷熱の伝達経路が支流部13cを介して空気吹き出し口32に至る経路に切り換えられる。その結果、空気吹き出し口31周りが第1ペルチェ素子11で冷却されるとともに、空気吹き出し口32周りが第2ペルチェ素子14で冷却されることになる。
以上により、夏季と冬季とのいずれにおいても、シートにおける高温部の加熱と低温部の冷却とを同時に実現することができる。
[その他の実施形態]
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
[その他の実施形態]
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第1ペルチェ素子11及び第2ペルチェ素子14を設ける代わりに一つだけペルチェ素子を設け、以下のように同ペルチェ素子の吸熱側による冷却や放熱側による加熱を行うようにしてもよい。すなわち、夏季には、ペルチェ素子の吸熱側で生じた冷熱が第1パッド4周りと第4パッド7周りとに伝達されるよう上記冷熱の伝達経路が分岐されるとともに、ペルチェ素子の放熱側で生じた温熱が第2パッド5周りと第3パッド6周りとの両方に伝達されるよう上記温熱の伝達経路が分岐される。一方、冬季には、上記ペルチェ素子の極性が反転されることで、同ペルチェ素子の放熱側で生じた温熱が第1パッド4周りと第4パッド7周りとに分岐して伝達される。更に、このときにはペルチェ素子の吸熱側で生じた冷熱が自動車の外部に排出されたり空気吹き出し口31,32周りに伝達されたりするよう、上記冷熱の伝達経路が第2パッド5周り及び第3パッド6周りに向かう経路から自動車の外部に向かう経路、もしくは空気吹き出し口31,32周りに向かう経路に切り換えられる。
・夏季と冬季とでのシートにおける高温部の位置及び低温部の位置の変化に対応して、第1ペルチェ素子11及び第2ペルチェ素子14による加熱及び冷却の位置を変化させる際、その変化を第1ペルチェ素子11及び第2ペルチェ素子14の電極の極性の反転だけで実現してもよい。また、第1ペルチェ素子11及び第2ペルチェ素子14による加熱及び冷却の位置の変化を、それら素子11,14によって生じる温熱及び冷熱の伝達経路のバルブ等による切り換えだけで実現してもよい。
・温度調節装置8によるシートの温度調節を、夏季の温度調節だけ、もしくは冬季の温度調節だけとしてもよい。
・シートの座部1における同シートに着座した乗員側の面に、その乗員の足下に向けて空気を吹き出すことの可能な空気吹き出し口を設け、その空気吹き出し口を第1通路10の支流部10bにおける第1バルブ16の下流や、第2通路13の支流部13aにおける第2バルブ18の下流に繋げるようにしてもよい。夏季においては、シートに着座した乗員の快適性を向上するうえで、上記空気吹き出し口から暖かい空気を吹き出すことが好ましい。従って、夏季において、シートにおける上記空気吹き出し口周りは、温度調節装置8によって暖かい空気を送るべき部分、言い換えればシートにおける加熱すべき高温部となる。そして、上記空気吹き出し口周り(高温部)については同空気吹き出し口が上述したように支流部10b,13aに繋げられるため、夏季には上記空気吹き出し口周りに暖かい空気が送られるようになる。
・シートの座部1における同シートに着座した乗員側の面に、その乗員の足下に向けて空気を吹き出すことの可能な空気吹き出し口を設け、その空気吹き出し口を第1通路10の支流部10bにおける第1バルブ16の下流や、第2通路13の支流部13aにおける第2バルブ18の下流に繋げるようにしてもよい。夏季においては、シートに着座した乗員の快適性を向上するうえで、上記空気吹き出し口から暖かい空気を吹き出すことが好ましい。従って、夏季において、シートにおける上記空気吹き出し口周りは、温度調節装置8によって暖かい空気を送るべき部分、言い換えればシートにおける加熱すべき高温部となる。そして、上記空気吹き出し口周り(高温部)については同空気吹き出し口が上述したように支流部10b,13aに繋げられるため、夏季には上記空気吹き出し口周りに暖かい空気が送られるようになる。
・第1ペルチェ素子11の面11aと第1パッド4との間での冷熱や温熱の伝達を、空気の流れによって実現する代わりに、ヒートパイプ等の熱伝達部材によって実現してもよい。また、第2ペルチェ素子14の面14bと第4パッド7との間での冷熱や温熱の伝達を、空気の流れによって実現する代わりに、ヒートパイプ等の熱伝達部材によって実現してもよい。
・シートにおける第1パッド4に電気線を通電により発熱させる電気ヒータを設け、同電気ヒータの電気線を第1ペルチェ素子11の面11aに接触させてもよい。この場合、第1ペルチェ素子11の面11aと第1パッド4との間での冷熱や温熱の伝達を、空気の流れだけでなく上記電気線によっても行うことができる。また、シートにおける第4パッド7に上記と同じく電気ヒータを設け、その電気線を第2ペルチェ素子14の面14bに接触させたりしてもよい。この場合、第2ペルチェ素子14の面14bと第4パッド7との間での冷熱や温熱の伝達を、空気の流れだけでなく上記電気線によっても行うことができる。なお、上記電気ヒータの通電による電気線の発熱は冬季のみ行われ、夏季には行われないようにされる。
・シートにおける乗員側の面の高温部を電気ヒータで加熱し、その面の低温部をペルチェ素子の吸熱側で冷却するようにしてもよい。この場合、シートの構造をペルチェ素子の放熱側によって加熱された空気を自動車の車室外に排出する構造とすることが好ましい。なお、第1及び第2実施形態のように、高温部をペルチェ素子の放熱側で加熱しつつ低温部を熱電素子の吸熱側で冷却するようにした場合、上記高温部の加熱と上記低温部の冷却とを同時に効率よく行うことが可能になる。
1…座部、2…背もたれ、3…ヘッドレスト、4…第1パッド、5…第2パッド、6…第3パッド、7…第4パッド、8…温度調節装置、9…第1ブロワ、10…第1通路、10a…支流部、10b…支流部、10c…支流部、11…第1ペルチェ素子、11a…面、11b…面、12…第2ブロワ、13…第2通路、13a…支流部、13b…支流部、13c…支流部、14…第2ペルチェ素子、14a…面、14b…面、15…外部通路、16…第1バルブ(切換手段)、16a…第1アクチュエータ、17…外部通路、18…第2バルブ(切換手段)、18a…第2アクチュエータ、21…電子制御装置(切換手段)、22…シート空調スイッチ、23…室温設定スイッチ、24…外気温センサ、25…吹き出し温センサ、26…日射量センサ、27…エアコンディショナ、31…空気吹き出し口、32…空気吹き出し口。
Claims (5)
- 加熱すべき高温部と冷却すべき低温部とを備えたシートに設けられる温度調節装置であって、
前記シートにおける同シートに着座した使用者側の面に前記高温部及び前記低温部が位置しており、前記高温部を加熱しつつ前記低温部を冷却する
ことを特徴とするシートの温度調節装置。 - 前記高温部を熱電素子の放熱側で加熱しつつ前記低温部を前記熱電素子の吸熱側で冷却する
請求項1記載のシートの温度調節装置。 - 請求項2記載のシートの温度調節装置において、
前記熱電素子による加熱及び冷却の位置を切り換える切換手段を更に備え、
前記シートは、夏季と冬季とで前記高温部及び前記低温部の位置が変化するものであり、
前記切換手段は、夏季と冬季とでの前記シートの前記高温部と前記低温部との位置の変化に対応して、前記熱電素子による加熱及び冷却の位置を切り換え可能なものである
ことを特徴とするシートの温度調節装置。 - 前記切換手段は、前記熱電素子の電極の極性を反転させることにより、同熱電素子による加熱及び冷却の位置を切り換える
請求項3記載のシートの温度調節装置。 - 前記切換手段は、前記熱電素子の放熱側で生じる温熱や同熱電素子の吸熱側で生じる冷熱の伝達経路を切り換えることにより、同熱電素子による加熱の位置や同熱電素子による冷却の位置を切り換える
請求項3記載のシートの温度調節装置。
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