JP4655865B2 - 車両用シート空調装置および車両用シート - Google Patents

Description

本発明は、シートに着座した乗員に空調風を吹き出す車両用シート空調装置および車両用シートに関する。

従来、ヘッドレストに設けられた吹出口から乗員の首元に向けて空調風を吹き出し、乗員を覚醒させるようにした車両用シート空調装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
実開平２−１１０５１４号公報

しかし、上述の車両用シート空調装置において、吹出口から空調風が乗員の肩や後頭部に当たると乗員に不快感を与えてしまう。このため、ヘッドレストの上下方向の位置を予め調整して、吹出口の吹出方向を首元に合わせておくことが必要である。

ここで、乗員にとって、座席に着座して車両前方を向いた状態ではヘッドレストの位置を調整することは困難である。したがって、吹出口の吹出方向を調整する毎に、乗員は車両後方に向きを変える必要があり、乗員にとって手間がかかった。

本発明は、上記点に鑑み、乗員にとって手間をかけることなく、吹出口の吹出方向を首元に合わせることが可能である車両用シート空調装置および車両用シートを提案することを目的とする。

本発明は、乗員の頭部のうち予め決められた部位である耳、目、鼻又は口を検出する検出手段と、予め決められた部位の位置データと前記乗員の首元の位置データとが１対１で対応づけられて構成されている身体データを記憶するメモリと、身体データを構成する乗員の首元の位置データにおいて検出手段により検出された部位の位置に対応する首元の位置データを特定し、この特定された首元の位置データに基づいて、駆動手段を制御して、吹出口の吹出方向を前記乗員の首元に合わせる制御手段と、を備えることを第１の特徴とする。

したがって、乗員にとっては、手間をかけることなく、吹出口の吹出方向を乗員の首元に合わせることが可能である。

本発明は、シートクッションの前方への移動に伴って風向調整手段を一方向に回転させ、シートクッションの後方への移動に伴って風向調整手段を他方向に回転させることを第２の特徴とする。

したがって、乗員は、シートに着座した状態で、風向調整手段の角度、ひいては吹出方向を調整することができるので、乗員にとっては、乗員にとって手間をかけることなく、吹出口の吹出方向を首元に合わせることが可能である。

（第１実施形態）
図１に本発明に係る車両用シート空調装置の第１実施形態を示す。図１は、本実施形態の車両用シート空調装置の概略構成を示す図である。

車両用シート空調装置は、図１に示すように、空調風を発生する空調ユニット１０と、ヘッドレスト２１に配置されて空調風を吹き出す２つの吹出口１１（図１では、１つの吹出口を示す）と、ヘッドレスト２１を上下方向に移動させる駆動部１２と、車両のインストルメントパネル３０に配置されて乗員の頭部を撮影するデジタルカメラ１４と、電子制御装置１３とから構成されている。

空調ユニット１０は、図２に示すように、ダクト４０、送風機４１、ペルチェ素子４２、蛇腹状ダクト４３、およびコ字状ダクト４４から構成される。ダクト４０は、シートバック２０の後側に開口する吸込口４１ａと、シートバック２０の上側に開口する排出口４１ｂとを備える。なお、空調ユニット１０が特許請求項の範囲に記載の空調手段に相当する。

送風機４１は、ダクト４０内に配置されて、遠心式の羽根車と、この羽根車を回転する電動モータとを備える。ペルチェ素子４２は、ダクト４０内に配置されて、送風機４１から送風される空気を冷却する。蛇腹状ダクト４３は、伸縮自在に構成されるダクトであって、コ字状ダクト４４およびダクト４０の間を連通する。コ字状ダクト４４は、ヘッドレスト２１内に配置され、ヘッドレスト２１の各吹出口１１に向けて空気を流す。各吹出口１１は、乗員の首元に空気を吹き出す。

図３に、ヘッドレスト２１の駆動部１２の概略構成を示す。駆動部１２は、円板状の歯車５０ａ、５０ｂ、および歯車５０ａ、５０ｂをそれぞれ回転させるステッピングモータ５１ａ、５１ｂを備えている。なお、駆動部１２は、特許請求項の範囲に記載の駆動手段に相当する。

歯車５０ａは、Ｌ字状のステー５２の脚部５２ａの歯５３ａに噛み合っており、歯車５０ｂは、ステー５２の脚部５２ｂの歯５３ａに噛み合っている。歯５３ａ、は、ステー５２の脚部５２ａにその長手方向に沿うように設けられており、歯５３ｂは、ステー５２の脚部５２ｂにその長手方向に沿うように設けられている。

ここで、ステー５２の脚部５２ａ、５２ｂは、シートバック２０内に上下方向に差し込まれており、ステー５２の基部５２ｃは、ヘッドレスト２１に固定されている。このことにより、ヘッドレスト２１がシートバック２０に対して上下方向移動可能に支持されていることになる。

また、電子制御装置１３は、マイクロコンピュータ、メモリ等から構成されており、マイクロコンピュータは、デジタルカメラ１４の撮影データに応じて、運転者の首元に吹出口１１の吹出方向を合わせるための制御処理を実施する。

メモリには、運転者の首元の上下方向の位置データと運転者の耳の上下方向の位置データとが１対１で対応づけられて記憶される身体データを有している。なお、身体データは、後述するように、運転者の首元の上下方向の位置データを求めるために用いられる。

デジタルカメラ１４は、図４に示すように、マトリックス状に並べられる複数の受光素子１４ａから構成され、運転者の顔を撮影する。なお、デジタルカメラ１４は、特許請求項の範囲に記載の検出手段に相当する。

次に、本実施形態の電子制御装置１３の具体的な作動について説明する。電子制御装置１３は、図５に示すフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムを実行する。コンピュータプログラムは、イグニッションスイッチＩＧがオンされると一定期間毎に実行される。

まず、ステップＳ１０１において、デジタルカメラ１４から撮影データを取り込み、次のステップＳ１０２において、撮影データから運転者の瞬きの状態を推定するとともに、この瞬き状態から居眠り状態か否かを判定する。運転者が居眠り状態であるときにはＹＥＳと判定して、ステップＳ１０３に移行して、撮影データを画像処理して運転者の耳の上下方向の位置データ（すなわち、運転者の耳のｙ座標）を推定する。

次のステップＳ１０４において、メモリに予め記憶される身体データを参照して、ステップＳ１０３で推定された耳の上下方向の位置データに対応する運転者の首元の上下方向の位置データを求める。このことにより、ヘッドレスト２１の吹出口１１の位置が求められることになる。

なお、運転者の耳の上下方向の位置データから首元の上下方向の位置データを求める理由は、首元には顕著な目印がなく、デジタルカメラ１４による撮影データを画像処理しても、首元の上下方向の位置データを求めることができないからである。

次のステップＳ１０５において、首元の上下方向の位置データに基づいて、ステッピングモータ５１ａ、５１ｂをそれぞれ回転させるように制御する。すると、歯車５０ａ、５０ｂが回転し始め、ステー５２、すなわち、ヘッドレスト２１が上下方向に移動するため、吹出口１１の吹出方向が運転者の首元に合わせることができる。

次のステップＳ１０５においては、送風機４１およびペルチェ素子４２に通電する。これに伴い、送風機４１が吸込口４１ａを介して車室内の空気を吸い込み、ペルチェ素子４２に向けて吹き出す。ペルチェ素子４２が送風機４１からの送風空気を冷却し、この冷却された空気が排出口４２を通して蛇腹状ダクト４３およびコ字状ダクト４４を経て各吹出口１１から運転者の首元に向けて吹き出される。このため、運転者を覚醒することができる。

以上説明した本実施形態によれば、電子制御装置１３がデジタルカメラ１４から撮影データに基づいて運転者の耳の首元の上下方向の位置を推定するとともに、この推定された首元の位置に応じてステッピングモータ５１ａ、５１ｂをそれぞれ制御する。このため、ヘッドレスト２１は、上下方向の位置が調整されて、運転者の首元に吹出口１１の吹出方向を合わせることができる。したがって、乗員にとって手間をかけることなく、吹出口１１の吹出方向を調整することが可能になる。

上述の第１実施形態では、デジタルカメラ１４による撮影データを画像処理して運転者の耳の上下方向の位置データを求め、この耳の上下方向の位置データを用いて首元の上下方向の位置データを求める例について説明したが、これに限らず、デジタルカメラ１４による撮影データから、運転者の耳の以外の目、鼻、口などの位置データを求め、この位置データを用いて首元の上下方向の位置データを求めるようにしてもよい。

上述の第１実施形態では、ヘッドレスト２１の上下方向の位置を調整することにより、吹出口１１の吹出方向を調整するようにした例について説明したが、これに代えて、図６に示すように、ヘッドレスト２１に対して回転可能に支持される球形状のルーバー（風向調整手段）７０を設けるようにしてもよい。

ルーバー７０は、ヘッドレスト２１内において吹出口１１の内側に配置されており、ルーバー７０は、吹出口１１およびコ字状ダクト４４の間を連通する通風路７１を備えている。ルーバー７０は、図７に示すように、ステッピングモータ５１ａにより回転される。なお、図７は、図６中上側から見た図である。

ここで、上述の第１実施形態と同様に、電子制御装置１３がデジタルカメラ１４から撮影データに基づいて運転者の首元の上下方向の位置データを求め、この運転者の首元の上下方向の位置データに基づいてステッピングモータ５１ａを制御する。このため、ルーバー７０を図６中矢印Ｂ方向に回転するため、吹出口１１の吹出方向を運転者の首元に合わせることができる。

また、ルーバー７０の回転により吹出口１１の吹出方向を変更する車両用シート空調装置の場合には、吹出口１１は、ヘッドレスト２１に限らず、シートクッション２３に配置してもよい。

（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、デジタルカメラ１４による撮影データに基づいて、ヘッドレストを自動的に上下方向に移動する例について説明したが、これに代えて、本第２の実施形態では、シートクッションの前後方向の移動に伴ってヘッドレストを上下方向に移動させる。

ここで、本実施形態の車両用シートには、上述の第１実施形態と同様の空調ユニット１０が設けられているが、空調ユニット１０の説明を省略し、以下、ヘッドレストを移動させる車両用シートの構成についてのみ説明する。この場合の車両用シートの構成を図８に示す。

本実施形態のヘッドレスト２１は、上述の第１実施形態と同様に、シートバック２０に対して上下方向に移動可能に支持されており、ヘッドレスト２１のステー５２には、歯が設けられているのではなく、ワイヤー８１の一端が接続されている。ステー５２は、バネ８０により下側から支えられて、上方向に付勢されている。なお、バネ８０の下側端部は、シートバック２０に固定されている。

また、シートバック２０内においてステー５２の下側には、回転可能に支持されるレバー８２が設けられており、レバー８２には、ワイヤー８１の他端が接続されている。レバー８２には、下側に延びるワイヤー８３の一端が接続されている。ワイヤー８３の他端は、滑車８４および滑車８５に案内されて後側に延出しており、この延出したワイヤー８３の他端が、車体側に固定されている。滑車８４、８５は、シートクッション２３に対して回転可能に支持されている。

また、シートクッション２３には、回転可能に支持される車輪９１、９２を有している。車輪９１、９２は、レール９４の上に配置されており、レール９４は、車室内の床上にて前後方向に配設されている。なお、バネ８０、ワイヤー８１、８３、滑車８４、８５、レバー８２が特許請求（請求項４）の範囲に記載の駆動手段を構成している。

以上のように構成された車両用シートにおいて、乗員がシートクッション２３を図８の矢印Ｃ方向（すなわち、前方向）に押して、シートクッション２３を矢印Ｃ方向に移動させる。これに伴い、レバー８２がワイヤー８３によって引かれて時計回りに回転するので、レバー８２の回転に伴って、ワイヤー８１を下側に引く。このため、ヘッドレスト２１のステー５２がワイヤー８１により矢印Ｃ方向（下側）に引かれる。このとき、ステー５２が下側に移動するのでバネ８０が圧縮し、バネ８０の弾性力により、ワイヤー８１、８３は緊張状態になる。

その後、乗員がシートクッション２３を図８の矢印Ｄ方向（すなわち、後方向）に押すと、シートクッション２３が矢印Ｄ方向（すなわち、後方向）に移動する。これに伴い、ワイヤー８１、８３の緊張状態に緩みが生じて、バネ８０が弾性力によりステー５２、すなわちヘッドレスト２１を図８の矢印Ｄ方向（上側）に押し上げる。

以上により、シートクッション２３を前方向に移動させると、ヘッドレスト２１、すなわち吹出口１１を上側に移動させ、シートクッション２３を後方向に移動させると、ヘッドレスト２１、すなわち吹出口１１を下側に移動させることができる。したがって、運転者はシートに着座した状態で吹出口１１の吹出方向を調整することができる。このため、運転者にとって手間がかかることなく、吹出口１１の吹出方向を首元に合わせることができる。

上述の第２の実施形態では、乗員がシートクッション２３を押して前後方向に移動させるようにした例について説明したが、これに限らず、電動モータによりシートクッション２３を前後方向に移動させるようにしてもよい。

上述の第２の実施形態では、シートクッション２３の移動に伴いヘッドレスト２１を移動させるようにした例について説明したが、これに代えて、図９に示すように、シートクッション２３の移動に伴い球形状のルーバー７０（風向調整手段）を回転させて吹出口１１の吹出方向を変更するようにしてもよい。図９においては、ルーバー７０の一端部にワイヤー８１を接続し、他端部にバネ８０の端部を接続する。

このため、上述の第２の実施形態と同様に、シートクッション２３を図８の矢印Ｃ方向（前方）に移動させてワイヤー８１が下側に引かれると、ルーバー７０が反時計回りに回転する。このため、吹出口１１の吹出方向が下側に向く。このとき、バネ８０が延びてバネ８０の弾性力によりワイヤー８１に緊張が生じる。その後、シートクッション２３を図８の矢印Ｄ方向（後方）に移動させると、ワイヤー８１の緊張に緩みが生じる。これに伴い、バネ８０の弾性力により、ルーバー７０が時計回りに回転するため、吹出口１１の吹出方向が上側に向く。

また、ルーバー７０の回転により吹出口１１の吹出方向を変更するように構成される車両用シートの場合には、吹出口１１は、ヘッドレスト２１に限らず、シートクッション２３に配置しても良い。

本発明のシート空調装置の第１実施形態を示す模式図である。 図１の空調ユニットを示す斜視図である。 図１の駆動部を示す模式図である。 図１のデジタルカメラ説明する為の図である。 図１の電子制御装置の制御処理を示すフローチャートである。 上述の第１実施形態の変形例にかかる構成を示す図である。 上述の第１実施形態の変形例にかかる構成を示す図である。 本発明のシート空調装置の第２実施形態を示す模式図である。 上述の第１実施形態の変形例にかかる構成を示す図である。

符号の説明

１１…吹出口、１３…電子制御装置、１４…デジタルカメラ、
５１ａ、５１ｂ…ステッピングモータ、２１…ヘッドレスト。

Claims (4)

1. 乗員が着座するシートに設けられる吹出口を有し、前記乗員に前記吹出口から空調風を吹き出させる空調手段と、
   前記吹出口の吹出方向を変更する駆動手段と、
   前記乗員の頭部のうち予め決められた部位である耳、目、鼻又は口の位置を検出する検出手段と、
   前記予め決められた部位の位置データと前記乗員の首元の位置データとが１対１で対応づけられて構成されている身体データを記憶するメモリと、
   前記身体データを構成する前記乗員の首元の位置データにおいて前記検出手段により検出された部位の位置に対応する首元の位置データを特定し、この特定された首元の位置データに基づいて、前記駆動手段を制御して、前記吹出口の吹出方向を前記乗員の首元に合わせる制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両用シート空調装置。
2. 前記吹出口は、前記乗員の頭部を支え、かつ上下移動可能に支持されるヘッドレストに設けられ、
   前記駆動手段は、前記ヘッドレストを上下方向に移動することにより、前記吹出口の吹出方向を変更す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。
3. 前記シートに回転可能に支持され、かつ前記吹出口の吹出方向を回転により変更する風向調整手段を備え、
   前記駆動手段は、前記風向調整手段を回転することにより、前記吹出口の吹出方向を変更す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。
4. 車室内の床に対して前後方向に移動可能に支持され、かつ乗員の尻部を支えるシートクッションと、
   前記乗員の背部を支えるシートバックと、
   前記乗員の頭部を支えるヘッドレストと、
   前記ヘッドレストおよび前記シートバックのうち一方に設けられ、前記乗員の首元に空調風を吹き出す吹出口と、
   回転可能に支持され、かつ前記吹出口の吹出方向を変更する風向調整手段と、
   前記シートクッションの前方への移動に伴って前記風向調整手段を一方向に回転させ、前記シートクッションの後方への移動に伴って前記風向調整手段を他方向に回転させる駆動手段と、
   を備えることを特徴とする車両用シート。

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