JP3855935B2

JP3855935B2 - 車両用シート空調装置

Info

Publication number: JP3855935B2
Application number: JP2003012096A
Authority: JP
Inventors: 敏文神谷; 新治青木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2023-01-21
Also published as: JP2004224108A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
車両用シートに内蔵される車両用シート空調装置に関するものであって、特に動圧タイプの送風機を使用する場合において有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用シート空調装置は種々提案されており、シートの裏側に配置した送風ユニットで室内の空気をシート表皮近くに配置された通気性の良い素材へ送風穴から吸い込み、更に上記素材を通風路として使用し、最終的には送風穴とは別に設けられた排気穴から排出するものがある。これにより、送風穴と排気穴を分けて設けることで、シート内の喚起を良くさせようとしている。
【０００３】
上記車両用シート空調装置では、送風穴に送風ユニットが挿入されている。そして、送風ユニットと隙間を有して保護部材が配置されている。この保護部材は送風ユニットに対向する部位が板状で、送風ユニットを保護するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３１３７３０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術では、乗員が着座した場合の送風ユニットの吸い込み開口部側の通気性の検討がなされておらず、例え、排気穴を設けても、吸い込み開口部側の通気性が悪ければ送風ユニットの送風量が低下し、心地よい送風感が得られない。一般的に、乗員が着座すると、保護部材と送風ユニットの吸い込み側端部との隙間は減少し、通気性が悪くなる。
【０００６】
そこで、発明者らは送風ユニットに対向する部位が板状の保護部材と、送風ユニットの吸い込み側端部との間の隙間を適宜設定して吹出風量の適正範囲を実験検証した。その結果、隙間が小さくなるにしたがって、送風ユニットの吸い込んだ空気が送風穴側から吸い込み開口部側へ逆流する現象が発生し、乗員が十分な送風量を得られないことを確認した。これは、軸流式（動圧タイプ）の送風機を高圧損下で使用すると、吸い込んだ空気の一部が送風穴側から吸い込み開口部側へ逆流することに起因する。
【０００７】
また、ファンの吸い込み側端部と保護部材の隙間が狭いと、送風される空気の流速が増し、吸い込み時の異音が大きくなって、乗員が不快感を催す。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、車両用空調シート装置において、十分な送風量を確保し、騒音による不快感の低減を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、乗員のクッション作用を行うクッション部材（２３）と、
クッション部材（２３）の背面側に配置され、クッション部材（２３）内部に送風する送風ユニット（１４）と、
送風ユニット（１４）の更に背面側において隙間（２７）を有して送風ユニット（１４）を保護する保護部材（２４、１６ａ）とを備えた車両用シート空調装置であって、
保護部材（２４、１６ａ）のうち、送風ユニット（１４）が対向する部位に、送風ユニット（１４）に空気を供給する通気口（２８）を設け、
保護部材（２４、１６ａ）に、通気口（２８）を見えないように目隠しするカバー部（２４ａ、２９）を設け、
カバー部（２４ａ、２９）がクッション部材（２３）と隙間を有して配置されていることを特徴とする。
【００１６】
これにより、保護部材（２４、１６ａ）に通気口（２８）が設けられるので、車両のスペース上、どうしてもシート後方に保護部材（２４、１６ａ）を張り出せない場合であっても、送風ユニット（１４）の空気吸い込み量が低下しない。
したがって、送風ユニット（１４）の空気吸い込み量を確保できるので、吸い込み口側の通気性が良く、心地よい送風感が得られる。また、吸い込み時の異音が低減されるので、乗員の不快感を低減できる。
さらに、通気口（２８）がカバー部（２４ａ、２９）により目隠しされるので、意匠上の美観を損なわない。また、乗員が通気口（２８）に手を入れて怪我をすることを防止できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、通気口（２８）が複数の穴部（２８ａ）で形成されていることを特徴とする。
【００１８】
これにより、通気口（２８）が複数の穴部（２８ａ）で形成されているので、送風ユニット（１４）の吸い込み風量を確保しつつ、通気口（２８）の内部を見えにくくすることができ、大きな異物を穴部（２８ａ）から吸い込まないようにできる。
【００１９】
請求項３に記載の発明のように、請求項２において、穴部（２８ａ）をスリット状の細長い穴で形成すれば、異物混入をより一層防止することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つにおいて、保護部材（２４、１６ａ）のうち、空気を吸い込む部位が交換可能な交換部材（３０）で構成され、交換部材（３０）に通気口（２８）を設けたことを特徴とする。
【００２３】
これにより、交換部材（３０）の通気口（２８）に車室内から吸い込んだ空気のゴミ、塵等汚れが付着しても、容易に交換ができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、請求項４において、交換部材（３０）が空気を浄化するフィルタ機能を有していることを特徴とする。
【００２５】
これにより、車室内から吸い込んだ空気のゴミ、塵等を除去することができ、しかも、交換部材（３０）に空気中のゴミ、塵等汚れが付着しても、容易に交換ができる。
【００２６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
第１実施形態は、本発明の車両用シート空調装置をシート背もたれ部１２に適用したものである。
【００２８】
図１は第１実施形態による車両用シート１０の概要を示すもので、この車両用シート１０は具体的には運転席あるいは助手席のシートとして使用されるものである。また、図２（ａ）は第２送風ユニット１４単体の正面であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面図であり、図３はシート背もたれ部１２への第２送風ユニット１４の搭載構造を示す断面図である。なお、図３に示すｖ１は第２送風ユニット１４の空気流れ方向、ｖ２は第２送風ユニット１４の空気流れ方向と反対側の方向を示す。
【００２９】
図１に示すように、車両用シート１０には、乗員の尻部を支持するシートクッション部１１と、乗員の背中部を支持するシート背もたれ部（シートバック部）１２が備えられている。シートクッション部１１の内部およびシート背もたれ部１２の内部にはそれぞれ、第１送風ユニット１３、本発明の送風ユニットを構成する第２送風ユニット１４が内蔵されている。第１送風ユニット１３は第１実施形態では、遠心ファンが用いられている。
【００３０】
このうち、第２送風ユニット１４は、空気送風機能を果たすものであり、シート背もたれ部１２のうち下部側の部位に配置された空気吸入口２６（後述の図３）から車室内空気を吸入し、そして、シート背もたれ部１２の内部の空気通路１５を経由して、シート背もたれ部１２の表皮部材１６に設けた多数の***からなる吹出開口部１７から空気（空調風）を矢印ａのように乗員の身体に向けて吹き出すようになっている。
【００３１】
第２送風ユニット１４の構成を説明すると、図２に示すように、外形状が矩形状になっている枠体状の送風ケーシング１９を有しており、その内部には軸流式の送風ファン２０が回転可能に配置されている。
【００３２】
この送風ファン２０は、その回転中心周りに多数のブレード２０ａが配置されている。そして、回転中心に位置する駆動用モータ２１により送風ファン２０が回転駆動されるようになっている。
【００３３】
次に、シート背もたれ部１２の内部構成を図３により概略説明すると、表皮部材１６の裏側にはクッション部材２３が配置されている。表皮部材１６は通常、シート意匠を考慮して革またはファブリック（編織物の総称）で構成され、クッション部材２３は弾性的に伸縮可能な材質から構成される。クッション部材２３は、十分な厚み寸法（例えば、４０ｍｍ程度）が設定され、シートのクッション作用を主に発揮できる部分である。
【００３４】
このクッション部材２３の車両後方側の部位（表皮部材１６裏側の部位）に、ばね鋼材からなる断面円形のワイヤー状シートばね２２が車両左右方向（水平方向）に延びるように配置されており、送風ケーシング１９を変位可能に弾性的に支持することができる。
【００３５】
なお、図３に示すシート背もたれ部１２には図示しないが、シート背もたれ部１２の形態を保持する強度（骨格）部材の役割を果たすフレーム部が備えられており、このフレームにシートばね２２が支持されている。その結果、乗員の上半身から車両後方側への押圧力がシート背もたれ部１２に作用しても、クッション部材２３等をシートばね２２により変位可能に弾性的に支持することができる。
【００３６】
次に、シート背もたれ部１２内部の空気通路１５を図３により概略説明すると、クッション部材２３にはその厚さ方向（車両前後方向）に貫通する送風穴２３ａが開けてあり、送風穴２３ａは図示しない配風溝を経由して、表皮部材１６の吹出開口部１７と連通している。この配風溝はシート背もたれ部１２の乗員当たり面の広い範囲に送風穴２３ａからの空調風を配風するためものであり、表皮部材１６の表面近傍において、送風穴２３ａの部位から配風溝は車両上下方向に複数に分岐されて延びるようになっている。従って、配風溝内の空調風は表皮部材１９の裏側の空間１８に到達した後、表皮部材１６の多数の吹出開口部１７から乗員の身体を包み込むように空調風を吹き出す。
【００３７】
次に、第２送風ユニット１４の吸い込み側の通路構成を図３により説明すると、シート背もたれ部１２の背面側（車両後方側）には、シート背もたれ部１２の背面側を覆う樹脂製のバックボード２４が配置されている。本例では、このバックボード２４により本発明の保護部材が構成される。
【００３８】
ところで、クッション部材２３とバックボード２４との間には空間２５が形成されており、第２送風ユニット１４の送風ケーシング１９の吸い込み側端部１９ａはこの空間２５に連通している。上記バックボード２４の車両後方側は、足入れ性を考慮して、第２送風ユニット１４とバックボード２４との隙間２７が１００ｍｍ以下となるように形成されている。足入れ性とは、乗員が後部側座席に乗席した際の足の出し入れの良さを示す。
【００３９】
そして、空間２５はその下方開口部により空気吸入口２６を構成しており、この空気吸入口２６がシート背もたれ部１２の背面側の車室内空間に連通している。
【００４０】
従って、第２送風ユニット１４の駆動用モータ２１により送風ファン２０が回転駆動すると、車室内空気が下方空気吸入口２６から矢印ｂのように空間２５内に流入し、この空間２５から送風ケーシング１９内に吸い込まれる。更に、送風ファン２０から吐出された送風空気は送風穴２３ａから配風溝を経由して表皮部材１９の吹出開口部１７に到達し、ここから吹き出す。
【００４１】
なお、乗員が乗席しない場合の送風ケーシング１９の吸い込み側端部１９ａとバックボード２４の隙間Ｌを隙間２７、乗員が乗席した場合の送風ケーシング１９の吸い込み側端部１９ａとバックボード２４の隙間Ｌ２を着座時隙間２７ａと称するものとする。したがって、乗員が乗席した場合にシートばね２２が撓んで送風ファン２０がバックボード２４側に移動する移動量をＬ１とすると、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２で表される。
【００４２】
図４は発明者らが試作検証したものであって、第２送風ユニット１４に送風量が７０ｍ３／ｈ相当のものを使用し、着座時隙間２７ａを横軸に、第２送風ユニット１４の吹き出し風量および騒音を横軸にとったものである。図４によれば、着座時隙間２７ａが３０ｍｍ以下になると、第２送風ユニット１４の軸近傍から空気が逆流する現象が出て、送風ケーシング１９の吹き出し風量が急激に低下することが確認されている。そこで、着座時隙間２７ａの最小限界値を３０ｍｍに設定することにより、第２送風ユニット１４の送風空気が送風方向ｖ１と反対方向ｖ２に逆流することを実質上防止し、所定の送風量を確保できるようにしている。ここで言う「実質上防止する」とは、わずかに送風空気が逆流する現象が発生していても、乗員が送風感を得られるだけの送風量があることを意味する。また、着座時隙間２７ａが１０→５０ｍｍになるにつれて、吸い込み時の異音が小さくなることを検証済みである。
【００４３】
次に、第１実施形態による作用効果を説明する。第１実施形態によれば、着座時隙間２７ａは、乗員が着座して所定寸法Ｌ１だけ撓んでも、更に３０ｍｍ以上の空間を確保するように設定されている。したがって、乗員が乗席しても、第２送風ユニット１４の軸近傍から空気がほとんど逆流せず、第２送風ユニット１４の吹き出し風量を確保できる。また、吸い込み時の異音が低減されるので、乗員の不快感を低減できる。
【００４４】
（第２実施形態）
第１実施形態ではバックボード２４のうち、送風ファン２０に対向する部位には車室内の空気と通気する通気口が設けられなかったが、第２実施形態では、図５に示すように、バックボード２４のうち、第２送風ユニット１４に対向する部位に、１つ以上の穴部２８ａで構成された通気口２８が設けられ、この通気口２８が後部座席の乗員から見えないように、目隠し部２４ａが設けられる点が異なる。目隠し部２４ａは本発明のカバー部を構成するものである。
【００４５】
ところで、図６は乗員が乗席した場合の送風ケーシング１９の吸い込み側端部１９ａとバックボードの着座時隙間Ｌ２（２７ａ）を縦軸に、第２送風ユニット１４の吹き出し風量Ｖを横軸にとり、バックボード２４の通気口２８の開口割合による第２送風ユニット１４の吹き出し風量の変化を示したものである。
【００４６】
図６中、Ｄ１は送風ケーシング１９の搭載位置の可動域、Ｄ２は後席足入れ性による意匠限界、Ｖ１はシート空調としての最低必要風量を表し、それぞれ１０ｍｍ、１００ｍｍ、５ｍ３／ｈである。また、直線ｍ１は開口割合が１００％の場合であり、ｍ５は開口割合が５％である。なお、ここで言う開口割合とは、送風ケーシング１９の吸い込み開口部１９ｂの断面積に対する通気口２８の断面積の割合を言う。
【００４７】
図６によれば、着座時隙間Ｌ２の範囲を搭載位置の可動域から１０ｍｍ以上、後席足入れ性による意匠限界から１００ｍｍ以下としている。また、第２送風ユニット１４の吹き出し風量は、シート空調としての最低必要風量を５ｍ３／ｈと定めている。したがって、着座時隙間２７ａが１０ｍｍ〜１００ｍｍ、かつ、第２送風ユニット１４の吹き出し風量が５ｍ３／ｈ以上を使用領域と規定する。上記によれば、着座時隙間２７ａおよび第２送風ユニット１４の吹き出し風量、通気口２８の開口割合を決定できる。
【００４８】
第２実施形態によれば、バックボード２４に１つ以上の穴部２８ａで構成された通気口２８が設けられるので、車両のスペース上、シート後方にバックボード２４を張り出せない場合であっても、第２送風ユニット１４の空気吸い込み量が低下しない。したがって、シート後方にバックボード２４を張り出せない場合であっても、第２送風ユニット１４の空気吸い込み量を確保できるので、吸い込み口側の通気性が良く、心地よい送風感が得られる。また、吸い込み時の異音が低減されるので、乗員の不快感を低減できる。
【００４９】
また、穴部２８ａが細長い穴で形成されているので、穴部２８ａの内部を見えにくくすることができ、大きな異物を穴部２８ａから吸い込まないようにできる。
【００５０】
（第３実施形態）
第２実施形態では、通気口２８は、バックボード２４のうち、第２送風ユニット１４に対向する部位にのみ設けられたが、第３実施形態では、図７のように、通気口２８を、上記第２送風ユニット１４に対向する部位に加え、バックボード２４の上部に設けてもよい。
【００５１】
（第４実施形態）
第１実施形態では、バックボード２４のうち、第２送風ユニット１４より車両下方側の部位は、足入れ性を考慮して、第２送風ユニット１４とバックボード２４との隙間２７が１００ｍｍ以下となるように形成されたが、車種によっては１００ｍｍ以下でも足入れスペースが取れなくなって、足入れ性が悪くなる場合がある。
【００５２】
そこで、第４実施形態では、図８に示すように、足入れ部はシート背もたれ部１２の厚さを薄くするようにして十分なスペースを確保するとともに、バックボード２４のうち第２送風ユニット１４と対向する部位のみをシート背もたれ部１２の背面側に凸に湾曲させた湾曲部２４ｂを設けている。
【００５３】
具体的には、乗員着座時の第２送風ユニット１４と湾曲部２４ｂの着座時隙間２７ａをＬ２とすると、バックボード２４のうち第２送風ユニット１４と対向する部位の車両上方向および下方向の部位における第２送風ユニット１４と送風ケーシング１９との隙間Ｌ３を着座時隙間Ｌ２より小さくなるようにバックボード２４が形成されている。
【００５４】
なお、着座時隙間２７ａは第２送風ユニット１４の送風空気が送風方向ｖ１と反対方向ｖ２に逆流することを実質上防止する所定間隔以上に設定されており、ユニット１４の空気吸い込み量を十分に確保できるように設定されている。
【００５５】
第４実施形態によれば、第２送風ユニット１４の空気吸い込み量を確保でき、かつ、後部座席の乗員の圧迫感を押さえつつ、足元の空間を確保できる。
【００５６】
（第５実施形態）
第１〜第４実施形態では、空気吸入口２６はシート背もたれ部１２のうち下部側の部位に配置されたが、第５実施形態では図９に示すように、上記下部側の部位に加え、シート背もたれ部１２の上側にも空気吸入口２６を配置している。
【００５７】
（第６実施形態）
第２実施形態（図５）では、バックボード２４の通気口２８が後席の乗員から見えないようにバックボード２４に目隠し部２４ａを設けているが、第６実施形態では、通気口２８の穴部２８ａが大きな異物を吸い込まない場合、例えば図１０に示すように穴部２８ａが細長いスリット状の穴である場合は、バックボード２４に目隠し部２４ａを配置しなくてもよい。
【００５８】
（第７実施形態）
第６実施形態では通気口２８の穴部２８ａが大きな異物を吸い込まない場合について説明したが、第７実施形態では、通気口２８が大きな異物を吸い込むような場合は、図１１に示すように、通気口２８を目隠しする蓋体２９を設けてもよい。この蓋体２９は請求項７のカバー部を構成するものである。
【００５９】
第７実施形態によると、蓋体２９はバックボード２４に固定部材２９ａを介して固定され、上記蓋体２９とバックボード２４の間から通気口２８に空気を供給する。通気口２８が蓋体２９により目隠しされるので、意匠上の美観を損なわない。
【００６０】
（第８実施形態）
第２、第３、第６、第７実施形態ではバックボード２４に直接、通気口２８を設けたが、第８実施形態では、図１２に示すように、バックボード２４のうち、空気を吸い込む部位を交換可能な交換部材３０で構成し、交換部材３０に通気口２８を設ける。具体的には、交換部材３０は複数の打ち抜き穴で形成されたパンチメタルで構成できる。これによれば、交換部材３０の通気口２８に車室内から吸い込んだ空気のゴミ、塵等の汚れが付着しても、交換部材３０の交換により容易にゴミ、塵等の汚れを除去できる。
【００６１】
（第９実施形態）
第２実施形態（図５）では、通気口２８に吸い込まれる空気の塵やごみを除去するフィルタ手段を設けていないが、第９実施形態では図１３に示すように、バックボード２４のうち、通気口２８にフィルタ３１を設けて、通気口２８に吸い込まれる空気の塵やごみをフィルタ３１により除去するようにしている。
【００６２】
（第１０実施形態）
第１〜第９実施形態では、第２送風ユニット１４の背面側に保護部材をなすバックボード２４を配置して空間２５を形成したが、第１０実施形態では、図１４に示すように、バックボード２４を配置せず、第２送風ユニット１４の背面側を背面側表皮部材１６ａで覆うようにして空間２５を形成し、背面側の表皮部材１６ａの下部側の部位に車室内空間と連通する空気吸入口２６を設けている。
【００６３】
従って、第１０実施形態では、背面側表皮部材１６ａにより本発明の保護部材が構成される。なお、上記背面側表皮部材１６ａに、図８の湾曲部２４ｂに相当する湾曲部を形成してもよい。
【００６４】
（他の実施形態）
第１〜第１０実施形態では本発明の車両用シート空調装置をシート背もたれ部１２に適用したが、シートクッション部１１に適用してもよい。シートクッション部に設けられた第１送風ユニット１３は遠心式であるが、軸流式にした場合、シート背もたれ部１２と同様の構造とすることができ、第１〜第１０実施形態と同様の効果が期待できる。
【００６５】
また、第２、第３、第６、第７実施形態の通気口２８の穴部２８ａは、図１０のようなスリット状のものに限定されるのではなく、丸穴、矩形の穴等、種々の穴形状であってよい。
【００６６】
また、第８実施形態に示す交換部材３０に第９実施形態のフィルター３１を取り付けてもよい。
また、交換部材３０が空気を浄化するフィルター機能を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による送風ユニットのシート搭載状態の概要を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態によるシート背もたれ部における送風ユニットの正面図である。（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図３】第１実施形態によるシート断面図である。
【図４】送風機と保護部材の着座時隙間と送風機の風量、騒音の関係を示す特性図である。
【図５】第２実施形態によるシート断面図である。
【図６】送風機と保護部材の着座時隙間と、通気口の開口割合と、送風機の風量との関係を示す特性図である。
【図７】第３実施形態によるシート断面図である。
【図８】第４実施形態によるシート断面図である。
【図９】第５実施形態によるシート断面図である。
【図１０】第６実施形態による送風穴を説明するシート背面図である。
【図１１】第７実施形態による送風穴を説明するシート背面図である。
【図１２】第８実施形態による送風穴を説明するシート背面図である。
【図１３】第９実施形態によるシート断面図である。
【図１４】第１０実施形態によるシート断面図である。
【符号の説明】
１４…送風ユニット、１６ａ、２４…保護部材、２４ｂ…湾曲部、
２３…クッション部材、２４ａ、２９…カバー部、２７…隙間、
２７ａ…着座時隙間、２８…通気口、２８ａ…穴部、３０…交換部材、
３１…フィルター。

Claims

乗員のクッション作用を行うクッション部材（２３）と、
前記クッション部材（２３）の背面側に配置され、前記クッション部材（２３）内部に送風する送風ユニット（１４）と、
前記送風ユニット（１４）の更に背面側において隙間（２７）を有して前記送風ユニット（１４）を保護する保護部材（２４、１６ａ）とを備えた車両用シート空調装置であって、
前記保護部材（２４、１６ａ）のうち、前記送風ユニット（１４）が対向する部位に、前記送風ユニット（１４）に空気を供給する通気口（２８）を設け、
前記保護部材（２４、１６ａ）に、前記通気口（２８）を見えないように目隠しするカバー部（２４ａ、２９）を設け、
前記カバー部（２４ａ、２９）が前記クッション部材（２３）と隙間を有して配置されていることを特徴とする車両用シート空調装置。
前記通気口（２８）が複数の穴部（２８ａ）で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用シート空調装置。
前記穴部（２８ａ）がスリット状の細長い穴で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用シート空調装置。
前記保護部材（２４、１６ａ）のうち、空気を吸い込む部位が交換可能な交換部材（３０）で構成され、
前記交換部材（３０）に前記通気口（２８）を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用シート空調装置。
前記交換部材（３０）が空気を浄化するフィルタ機能を有していることを特徴とする請求項４に記載の車両用シート空調装置。