JPH10503733A

JPH10503733A - 空気調和シート

Info

Publication number: JPH10503733A
Application number: JP8524664A
Authority: JP
Inventors: フェルディナンドシューラー; ハンスゲオルクラウフ; ギュンターローレンツェン; ミヒャエルヴァイス
Original assignee: ヴェルメウントエレクトロテヒニクベールーテンベルクゲーエムベーハー
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1998-04-07
Anticipated expiration: 2016-02-14
Also published as: KR100305560B1; US5921314A; WO1996025301A1; DE59601826D1; JP3064016B2; KR19980702159A; EP0809576A1; EP0809576B1; CA2211943A1; ES2133942T3

Abstract

(57)【要約】その外側がシートに着席中の人の体の部分に向いている少なくとも１つのシート接触面（３１）を有する空気調和シートに関する。空気調和装置（１８）によって調節された空気はシート接触面（３１）の内側領域に供給される。シート接触面（３１）の内側領域には、シート接触面（３１）を暖めるための電熱部材が配置されている。温度センサー（２８）は、シート接触面（３１）の領域における温度を検出する。周囲の温度に関係なくシートの温度を予め設定された所望温度に素早く調節するために、空気調和装置（１８）と電熱部材（２６）との両方に接続する制御装置（２０）が設置され、これらの空気調和装置（１８）及び電熱部材（２６）を温度センサー（２８）によって計測された温度に従って予め設定された所望温度値になるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】空気調和シート本発明は、シート加熱システム及び空気調和装置を備えた空気調和シートに関するものである。人間の熱バランスは、個人の幸福感を保つために不可欠である。体表面が比較的広範にわたって自動車のシート面に接触した結果、熱バランスが悪くなると、そういった個人の幸福感は悪影響を受け、極端な場合、健康を損なうこともある。例えば、環境条件が寒冷の場合、そのような課題を解決する方法としては自動車シート用の加熱システムが知られており、このような加熱システムでは冷たくなった自動車のシートを着席中の人が快適と感じる温度まで短時間で加熱することができるようになっている。それだけでなく、例えば夏のような暑い環境条件においても、人体の熱バランスが崩れるのは好ましくない。つまり、人体により生成された熱や人体に周囲から取り込まれた熱は、一部は湿った空気による熱の損失（水分蒸発）によって、一部は乾いた空気による熱の損失（対流）によって放散されることになる。しかしながら、接触しているシート面により人体が遮られると、これらの熱の損失による人体からの熱の放散が妨げられるため、人体の熱バランスが崩れてしまい好ましくない。このような理由から、どんなに良いシートに座っていても、暑い環境条件の下では、比較的長く自動車に乗っていると発汗が起きることになる。このため、自動車から降りる時になって服のあちらこちらが湿っているので、自分が汗をかいているのに気付き、不愉快になるものである。ドイツ特許番号ＤＥ４１１２６３１Ｃ１では、このような服の湿りを防ぐため、背もたれのシート接触面の内側の近くにダクトを配し、この背もたれ部分のダクトに空気を流す自動車シートが提案されている。ダクトの中には、ダクト中を流れる空気を露点よりも低い温度まで冷やす空気乾燥装置が配置されており、ここで空気中の水分が凝縮され、ダクトから排出されるようになっている。なお、シート接触面は、水蒸気を透過することができるが、ダクトを流れる空気はほとんど透過しない。空気乾燥装置によって乾燥された空気は、空気の相対湿度が下がるまでもう一度暖められる。このため、水蒸気分圧は非常に低下し、飽和水蒸気圧に達するまで、シート接触面を通ってきた水蒸気を吸収することが可能となる。こうして、シート接触面を通過した水蒸気を除去し、シート接触面を常に乾燥させておくことができるのである。既に知られている自動車シートの空気乾燥装置の場合は、単にシート接触面の外の湿気を放散させるだけで、空気乾燥装置を用いた温度制御については考慮されていない。本発明は、単純な構造の手段を用いた空気調和シートの製造に関する課題をもとにしたものである。このようなシートでは、周囲の状況に関係なく単純な方法でシート接触面の温度を調節でき、それと同時に、確実に一定の温度バランスを保ち、シート接触面から湿気を除去する。このような課題は、シート接触面を少なくとも１つ有する空気調和シートの発明によって解決することができる。この場合、シート接触面の外側は、シートに着席している人の体の一部に向いている。また、この空気調和シートには、シート接触面の内側領域に、温度、或いは湿度及び温度に関する選択に応じて空気調和された空気を供給する空気調和装置が備えられている。さらに、シート接触面の内側領域にはシート接触面を加熱するために電熱部材が配置され、シート接触面の領域の温度を検出するための温度センサーも有している。加えて、空気調和装置及び電熱装置と連繋し、温度センサーが計測した温度をもとに、予め設定した所望の温度値に従ってこれらの空気調和装置及び電熱装置を制御する制御装置も備えている。センサーをどこに設置するかによって、温度センサーは、乾球温度センサーにすることも、或いは蒸発潜熱も計測できる湿球温度センサーにすることも可能である。本発明の空気調和シートの場合、制御装置は空気調和装置と電熱部材とに連繋しているため、周囲の状況に関係なく空気調和シートを短時間で所望温度にすることが可能である。つまり、例えばシート接触面が太陽熱で熱くなったり、冬場に初期温度（調節前の温度）が−２０℃になっている場合でも、温度を一定に保つことができ、同時にシート接触面から確実に湿気を除去することができるのである。なお、所望温度の設定は、単一の気候条件調節装置によって行なうことができる。ここで使用される空気調和装置は、シート接触面の内側領域に供給される周囲の空気の温度のみを調節するのに使用されるが、これは周囲の空気の水蒸気分圧が、通常、シート接触面から湿気を除去するのに十分低下しているためである。しかしながら、空気調和装置により生成された空気の温度及び湿度は、共に制御装置によって制御できるのが望ましい。そうすることによって、まだ比較的低い状態にある水蒸気分圧の力で、極度に熱くなったシートを急速に冷却することができ、更に所望温度を保ち、低い水蒸気分圧によって湿気をより良好に除去することができるのである。実際の制御装置は、計測温度に従って空気調和装置と電熱部材とを制御する制御手段を備えるマイクロプロセッサーによって構成されるのが望ましい。こうして、初期温度に従って正しい温度を自動的に設定することが可能となる。この制御手段では、シート接触面と空気調和装置の間の領域に関するマテリアル・パラメーターを考慮しうる。脱湿機能を備える空気調和装置を使用する場合、ペルティエ素子を備えさせ、このペルティエ素子の冷却側に第１熱交換器を、加熱側に第２熱交換器を配置するのが好ましい。これらの第１，第２熱交換器は空気ダクトの中に伸びており、この空気ダクトは、第２熱交換器の下流方向で空気供給システムに接続されている。そして、この空気供給システムが第２熱交換器を通じて流れてきた空気をシート接触面の内側領域に供給するようになっている。第２熱交換器は冷却空気が流れる冷却ダクトの中に伸びているのが望ましい。特に、制御装置によって回転速度を制御しうるファンが空気ダクトと冷却ダクトとのそれぞれに配置されている場合には、空気調和装置を離れた空気の温度及び湿度を制御することができる。第１熱交換器の下流の空気ダクトに配置され、ペルティエ素子の加熱側に伸びるウィックによって、空気ダクト中で凝結された水分を出すことができる。空気調和シートの温度制御をシート接触面の領域の初期温度が高い時に行なう場合は、空気調和装置によってシート接触面の領域に供給された空気が、シート接触面の温度を予め設定された所望温度より明らかに低い温度まで急速に、且つ短時間で下げるように空気調和装置を作動させ、続いて空気調和装置がシート接触面の領域に供給した空気によって、所望の温度を得ることができ、その後も所望の温度を保つことができるように空気調和装置を作動させるのが望ましい。一方、空気調和シートの温度制御をシート接触面の領域の初期温度が低い時に行なう場合は、所望の温度になるまで電熱部材を最大限有効に作動させる。その後、所望の温度に達すると、それに加えて空気調和装置を作動させるとともに、電熱部材の出力は減少させ、その結果、所望の温度が保たれる。一旦シート接触面とその周辺領域が十分に加熱されると、電熱部材がスイッチ・オフされ、空気調和装置がシート接触面の領域に供給した調節された空気によって、所望の温度を得ることができ、その後も所望の温度を保つことができるように空気調和装置を作動させる。以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図１は、空気調和シートの構造を示す概略図である。図２は、空気調和装置（空気乾燥装置）を備えた空気調和シートのシート表面の状態を示す図である。図３は、初期温度に応じた空気調和シートの温度制御を示す図である。図１には、車両用空気調和シートの背もたれ２２とシート部分２４との概略図が示されている。自動車の加熱装置として既に知られているシート型電熱部材２６，２７が、背もたれ２２とシート部分２４とのそれぞれに既に知られている方法で配置されている。シート型電熱部材のそれぞれには、線状をなし、例えば銅などでできている熱伝導体２９が備えられている。この熱伝導体２９は電源（図示せず）に接続され、熱伝導体２９を流れる電流は、制御装置としてのマイクロプロセッサー２０によって調節される。更に、このマイクロプロセッサー２０は、空気調和装置１８によってシート部分２４及び背もたれ２２のシート接触面に供給される多量の空気流（air mass f lows）Ｑ４１，Ｑ４２の温度及び湿度を制御する。導線１６によって制御装置２０の入力側に接続されているのは、気候条件調節装置１４であり、この気候条件調節装置１４にはオン・オフ・スイッチ１０と、例えば６つの設定値を有する設定値調節部１２が備えられている。この設定値調節部１２によってシートに着席している人は、所望の温度（所望温度値）を選択することができる。所望温度値は、例えばポテンシオメータの抵抗値、抵抗デケード（Widerstandsdecade,resistance decade）その他可変抵抗値によって予め設定される。シート部分２４のシート接触面の領域における実際の温度は、例えばＮＴＣ温度センサー２８によって検出され、それに対応する温度信号がマイクロプロセッサー２０に入力される。このマイクロプロセッサー２０には制御手段が備えられ、このマイクロプロセッサーに備えられる制御手段によって、シート部分２４及び／又は背もたれ２２のシート接触面の初期温度（調節前の温度）に従って空気調和装置１８とシート型電熱部材２６，２７とが制御される。マイクロプロセッサー２０の制御手段では、同時に、例えば、シート・カバーの空気透過性、空気調和装置１８と特定のシート接触面との間の空気調和シートの構造、分圧に従ってこの領域に流れ込む湿気の移動、熱伝導率等のような空気調和シートのマテリアル・パラメーターが考慮されうる。空気調和シートの構造は、空気調和シートのシート部分２４の状態を示す図２により詳細に説明される。空気調和シートのシート部分２４はシート接触面３１を有し、空気や水蒸気を透過することができる。これは、織物（Stoff,Fabric）、或いは、穴あき（Perforiertem,Perforate）或いは通気性（Porosem,Porous）のある皮でできており、その内側下部には、空気や水蒸気を透過しうるシート型電熱部材２６が接している。これは、例えばドイツ特許番号ＤＥ３０４０８８８Ａ１に示されている。このシート型電熱部材２６の下には、即ちシート接触面３１と反対側には、空気や水蒸気を透過しうる詰め物材（Polstermaterial, Upholstery Materia）でできた中間層３２が配置されており、圧縮状態にあっても、空気や水蒸気の透過性に関する最低限の要求に応えることができる。この中間層は発砲パッド３４の上部にある。中間層３２の下にある発砲パッド３４の下部から上部にかけては、幾つかの垂直に伸びた供給ダクト３６が配置されている。図２の左側に示した供給ダクト３６の上部領域であって中間層３２の下部には、温度センサー２８が配置されている。それぞれの供給ダクト３６には、空気ダクト４０の排出端に接する空気調和装置１８の本管４１に接続される支管３８が挿入されている。空気ダクト４０は縦方向（図２中、左右方向）にＵ字型の構造をしている。周囲の空気に接する空気ダクト４０の空気吸入側には通気ファン５０が配置されており、この通気ファン５０によって空気ダクト４０の中に周囲の空気を送り、空気ダクト４０に空気を流す。空気ダクト４０の吸入端アームに接する形で、ペルティエ素子４２が空気ダクト４０の２つのアームの間に配置されている。ペルティエ素子４２の冷却側は吸入端アームの側を向き、加熱側は空気ダクト４０の排出端アームの側を向いている。空気ダクト４０の吸入端アームの熱交換器４４は、ペルティエ素子４２の冷却側に設置されることになる。熱交換器はマルチプル・リーフ熱交換器の構造を有し、あらゆるサイズ、流動抵抗、熱伝達に対して最適に利用することができる。ウィック４８はペルティエ素子４２の加熱側に接続され、空気ダクト４０の吸入端アームにある第１熱交換器４４の上流に配置されている。第２熱交換器４６はペルティエ素子４２の加熱側に備えられる。この熱交換器はペルティエ素子４２の冷却側に近接している。また、この熱交換器は、これらのアームに平行に配置された冷却ダクト５２へ、更に空気ダクト４０の排出端アームへと延びるように配置されている。冷却ダクト５２の吸入端には、周囲の空気を冷却ダクト５２の中に送り込む通気ファン５４が備えられている。上記の空気調和装置の構造に基づき、ファン５０によって空気ダクト４０の中に送り込まれた多量の空気流（Luftmassenstrom，air mass flow）Ｑ１は、ペルティエ素子４２の冷却側に配置された第１熱交換器４４によって露点よりも低い温度まで冷却される。これにより、空気中の水分は凝縮し、凝結する。この水分はウィック（Docht,Wick）４８によってペルティエ素子４２の加熱側に出され、ここで周囲の空気中に蒸発する。脱湿された空気は次に第２熱交換器４６へと流れ、ここで暖められた結果、空気の相対湿度が更に下げられる。このようにして調節された空気は、続いて本管４１及び支管３８を通って送られ、供給ダクト３８の中へと到達する。シート素材及び空気誘導（Luftfuhrung，Air Conduction）の選択をそれぞれ行なうことにより、調節された空気は、上部シート構造やシートとシートに着席中の人との間の空気と影響し合い、水蒸気の分圧差によって乾燥される。一旦相互作用が起きると、一部の空気が発砲材３４を通って周囲の空気中に戻り、その間にその他の空気はシートに着席中の人を通って放出される。ペルティエ素子４２の所定出力（Vorgegebener Leistung，Given Capacity）Ｐとした場合、空気流Ｑ１の冷却はファン５０の速度によって調節される。また、ファン５４の速度を適切に選択することによって空気ダクト４０を離れる多量の空気流Ｑ４の温度が特に冷却される。これは、ファン５４によって冷却ダクト５２に送り込まれた周囲の空気が第２熱交換器４６を通り、この第２熱交換器４６が温度を低下させるからである。冷却ダクト５２を通った冷却空気は、多量の空気流Ｑ３となって大気中に運ばれる。従って、多量の空気流Ｑ４の温度は、ファン５４の速度に直接影響されることになる。電熱部材２６、ファン５０，５４及びペルティエ素子４２は、マイクロプロセッサー２０に接続され、マイクロプロセッサーの入力側に接続された温度センサー２８によって計測された実際の温度と予め設定された所望温度とに従って調節される。シートに着席中の人が、気候条件調節装置のオン・オフ・スイッチ１０を押し、適切な所望温度が設定されて調節システムが作動すると、温度センサー２８によってシート接触面３１の領域の初期温度に応じた温度信号がマイクロプロセッサー２０に送られる。なお、調節システムとは、空気調和装置，電熱部材，制御装置等の空気調和シートのシステム全体をいう。初期温度と予め設定された所望温度に従って、制御装置２０に備えられ、電熱部材２６、ファン５０，５４及びペルティエ素子４２を制御する制御手段によって電熱部材２６、ファン５０，５４及びペルティエ素子４２の制御量（Regelstr ecke）を決定する。温度センサー２８によって計測された初期温度が極端に下がっていた場合（例えば冬場で−２０℃まで下がっていた場合）、マイクロプロセッサー２０が熱部材（heating element）２６を作動させて、設定値調節部で選択された所望温度Ｔ_setまで最大電力でシートを加熱するような制御が行なわれる。一旦所望温度Ｔ_setに達すると、空気調和装置１８もスイッチ・オンされ、電熱部材２６の電力出力は下げられる。電熱部材２６と空気調和装置１８の両方によって、シートを均一の状態に確実に暖めることができる。更に、空気調和装置１８によって、シート部分２４のシート接触面３１から、確実に湿気を除去することが可能になる。また、シート部分２４が完全に加熱された時だけ電熱部材２６はスイッチ・オフされ、シート接触面３１の熱の調節は、ファン５０，５４及びペルティエ素子４２の制御を通じて、空気調和装置１８のみによって実行されるのである。シート部分２４の低温度レベルにおける熱容量（Warmekapazitat，Heat Stora ge Capacity）は非常に大きいので、電熱部材２６のスイッチ・オフが早過ぎると、シート接触面３１が再び冷却されることになる。しかし、調節システムが作動中に、シート部分２４のシート接触面３１が太陽によって加熱されると、その温度は６０℃或いはそれ以上にまで達する可能性がある。その場合は、空気調和装置１８を用いてシート部分に冷たく乾燥した空気を送り込むことによって、シート部分２４のシート接触面３１が急速に冷却される。このように短時間、急激な冷却を行なうため、設定値調節部１２によって設定された所望温度Ｔ_setよりも明らかに低い温度（例えば約２８℃）まで、短時間で低下させることになるのである。このような短時間の冷却効果が得られることにより、体から素早く熱を放散させることができ、別のやり方で起こり易い発汗傾向を抑えることができる。更に、短時間の冷却効果には、シートに着席中の人が調節システムの効果に気付くという利点がある。認知可能な冷却期間が非常に短いので、シートに着席中の人の健康に対するあらゆるリスクが防げるのである。この「冷却効果」の後、シートの温度、つまり温度センサーによって計測された実際の温度が、制御装置で設定された所望温度に対応するよう、マイクロプロセッサー２０が空気調和装置１８を制御する。作動中は、このような短い「冷却効果」が得られるような制御を時々使用するとよい。このような短い「冷却効果」が得られるような制御は、シートに着席中の人がよりはっきりと認識するように、シート表面と背もたれとの間で交互に行なうこともできる。作動時間全体を通じて、空気調和装置１８はシート接触面とシートに着席中の人との間の微気候（Mikroklima，Microclimate）中に発生する湿気を取り除く。周囲の状況が穏やかな場合、つまり、調節システムの作動中に温度センサー２８によって計測された実際の温度が、設定値調節部１２によって予め設定された温度範囲内にある場合は、空気調和装置１８が作動し、微気候中の湿気のみを除去し、予め設定された所望温度Ｔ_setの領域におけるシート温度を制御する。なお、空気調和シートの背もたれ２２の調節も同様にして行なわれる。ここで、空気調和シートが非常に冷たい場合及び非常に暖かい場合の制御曲線（Regelkurven，control curves）を図３に示す。図３の概略図において、時間ｔは横座標に沿って記され、シート接触面３１の領域における空気調和シートの温度Ｔは垂直方向に記されている。Ｔ_setは、設定値調節部１２によって予め設定可能な所望温度である。所望温度はおよそ３２℃と４１℃の間で調節することができる。この温度範囲は、医学的に見て極めて人体に安全なものである。図３の曲線１は、シートの初期温度が−２０℃の場合にシートが暖まっていく様子を示している。時間ｔ_Hにおいてはシートが所望温度まで加熱されるが、この場合シート型の電熱部材だけが有効であり、最大電力で作動している。その後時間ｔ_HKまでは、電熱部材と空気調和装置とによって、シートの温度は所望温度Ｔ_setの領域内に保たれる。時間ｔ_HKから後は、空気調和装置だけが湿気を除去し、シートの温度を保つのに有効である。曲線２は、シートの初期温度が約６０℃という非常に高温の場合のシートの熱制御の様子を示している。空気調和装置１８によってシートの温度は約２８℃まで急激に下げられ、適切な上記の「冷却効果」を得ることができる。続いて時間ｔ_Kまでは、シートの温度は空気調和装置１８のみによって所望温度Ｔ_setまで下げられる。一度、所望温度Ｔ_setに達すると、シートの温度とシートからの湿気除去は、空気調和装置１８によって制御され、シートの温度は所望温度Ｔ_setの領域内に保たれるのである。

【手続補正書】特許法第１８４条の４第４項【提出日】１９９６年９月６日【補正内容】請求の範囲１．外側がシートに着席中の人の体の一部分に面した少なくとも１つのシート接触面（３１）と、該シート接触面（３１）の内側領域にシート接触面（３１）とシートに着席中の人との間の微気候よりも低い水蒸気分圧の空気を供給する空気調和装置（１８）と、該シート接触面（３１）を暖めるために該シート接触面（３１）の内側領域に配置された電熱部材（２４）と、該シート接触面（３１）の領域内における温度を検出する温度センサー（２８）と、該空気調和装置（１８）と該電熱部材（２４）との両方が接続され、該温度センサー（２８）によって計測された温度に応じて予め設定された所望温度値に従ってこれらの空気調和装置（１８）及び電熱部材（２４）を制御する制御装置（２０）とを備え、該空気調和装置（１８）が、ペルティエ素子（４２）と、このペルティエ素子（４２）の冷却側に配置される第１熱交換器（４４）と、このペルティエ素子（４２）の加熱側に配置される第２熱交換器（４６）とを有し、該第１熱交換器（４４）及び該第２熱交換器（４６）は空気ダクト（４０）の中に伸び、該空気ダクト（４０）は該第２熱交換器（４６）の下流方向で空気供給システム（４０）に接続され、この空気供給システム（４０）が該第２熱交換器（４６）を通って流れてきた空気を該シート接触面（３１）の内側領域へ供給する、空気調和シート。２．該空気調和装置（１８）によって供給された空気の温度が、該制御装置（２０）によって制御されうることを特徴とする、請求項１記載の空気調和シート３．該空気調和装置（１８）によって供給された空気の温度及び湿度の両方を、該制御装置（２０）によって制御できることを特徴とする、請求項１記載の空気調和シート。４．該制御装置（２０）が、計測温度に基づいて該空気調和装置（１８）及び該電熱部材（２４）の制御のための制御手段を備えるマイクロプロセッサーから構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和シート。５．該制御手段では、シート接触面（３１）と空気調和装置（１８）の間の領域のマテリアル・パラメーターが考慮されることを特徴とする、請求項４記載の空気調和シート６．該第２熱交換器（４６）は、冷却空気が流れる冷却ダクト（５２）の中まで伸びていることを特徴とする、請求項１記載の空気調和シート。７．該空気ダクト（４０）及び該冷却ダクト（５２）には、ファン（５０，５４）がそれぞれ配置され、ファンの回転速度が、該制御装置（２０）によって制御されうることを特徴とする、請求項１記載の空気調和シート８．該第１熱交換器（４４）の下流の該空気ダクト（４０）にはウィック（４８）が配置され、このウィック（４８）が該ペルティエ素子（４２）の加熱側まで伸びていることを特徴とする、請求項１記載の空気調和シート９．請求項１記載の空気調和シートをそなえ、該シート接触面の領域の初期温度が高い場合に、該空気調和装置によって該シート接触面の領域に供給される調節された空気が、該シート接触面の温度を急速に且つ短時間で予め設定された所望温度よりも明らかに低い温度まで冷却するように該空気調和装置を作動させ、その後、該空気調和装置によって該シート接触面の領域に供給される調節された空気によって該所望温度が得られるように該空気調和装置を作動させ、該所望温度が得られた後はこれを保持するように該空気調和装置を作動させる、空気調和シートの温度制御方法。１０．該空気は、予め設定された該所望温度よりも明らかに低い温度まで短時間繰り返し冷却されることを特徴とする、請求項９記載の空気調和シートの温度制御方法。１１．背もたれ及びシート表面の接触面が交互に冷却されることを特徴とする、請求項１０記載の空気調和シートの温度制御方法。１２．請求項１記載の空気調和シートをそなえ、該シート接触面の領域の初期温度が低い場合に、所望温度に達するまで電熱部材を最大限作動させ、所望温度に達するとそれに加えて該空気調和装置を作動させるとともに該電熱部材の電力出力を低下させてその後該所望温度が保たれるようにし、一旦該シート接触面とその周辺領域が完全に加熱されると、該電熱部材をスイッチ・オフし、該空気調和装置が該シート接触面の領域に供給した調節された空気によってその後該所望温度が保たれるように該空気調和装置を作動させることを特徴とする、空気調和シートの温度制御方法。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年１２月１１日【補正内容】明細書空気調和シート本発明は、シート接触面を少なくとも１つ有する空気調和シートに関するものである。この場合、シート接触面の外側はシートに着席中の人の体の一部に向いている。また、この空気調和シートに備えられる空気調和装置は、シート接触面の内側領域にシート接触面とシートに着席中の人との間の微気候よりも低い水蒸気分圧の空気を供給する。更に、シート接触面の内側領域には、シート接触面を暖めるために電熱部材が配置されている。また、シート接触面の領域の温度を検出するための温度センサーも備えられている。そして、制御装置が、空気調和装置と電熱部材との両方に接続され、温度センサーによって計測された温度に応じて予め設定された所望温度値に従ってこれらの空気調和装置及び電熱部材を制御するようになっている。このような空気調和シートは、アメリカ特許番号ＵＳ−Ａ４５７２４３０として知られている。人間の熱バランスは、個人の幸福感を保つために不可欠である。体表面が比較的広範にわたって自動車のシート面に接触した結果、熱バランスが悪くなると、そういった個人の幸福感は悪影響を受け、極端な場合、健康を損なうこともある。例えば、環境条件が寒冷の場合、そのような課題を解決する方法としては自動車シート用の加熱システムが知られており、このような加熱システムでは冷たくなった自動車のシートを着席中の人が快適と感じる温度まで短時間で加熱することができるようになっている。それだけでなく、例えば夏のような暑い環境条件においても、人体の熱バランスが崩れるのは好ましくない。つまり、人体により生成された熱や人体に周囲から取り込まれた熱は、一部は湿った空気による熱の損失（水分蒸発）によって、一部は乾いた空気による熱の損失（対流）によって放散されることになる。しかしながら、接触しているシート面により人体が遮られると、これらの熱の損失による人体からの熱の放散が妨げられるため、人体の熱バランスが崩れてしまい好ましくない。このような理由から、どんなに良いシートに座っていても、暑い環境条件の下では、比較的長く自動車に乗っていると発汗が起きることになる。このため、自動車から降りる時になって服のあちらこちらが湿っているので、自分が汗をかいているのに気付き、不愉快になるものである。ドイツ特許番号ＤＥ４１１２６３１Ｃ１では、このような服の湿りを防ぐため、背もたれのシート接触面の内側の近くにダクトを配し、この背もたれ部分のダクトに空気を流す自動車シートが提案されている。ダクトの中には、ダクト中を流れる空気を露点よりも低い温度まで冷やす空気乾燥装置が配置されており、ここで空気中の水分が凝縮され、ダクトから排出されるようになっている。なお、シート接触面は、水蒸気を透過することができるが、ダクトを流れる空気はほとんど透過しない。中間層３２の下にある発砲パッド３４の下部から上部にかけては、幾つかの垂直に伸びた供給ダクト３６が配置されている。図２の左側に示した供給ダクト３６の上部領域であって中間層３２の下部には、温度センサー２８が配置されている。それぞれの供給ダクト３６には、空気ダクト４０の排出端に接する空気調和装置１８の本管４１に接続される支管３８が挿入されている。なお、供給ダクト３６，支管３８及び本管４１が空気供給システムを構成する。空気ダクト４０は縦方向（図２中、左右方向）にＵ字型の構造をしている。周囲の空気に接する空気ダクト４０の空気吸入側には通気ファン５０が配置されており、この通気ファン５０によって空気ダクト４０の中に周囲の空気を送り、空気ダクト４０に空気を流す。空気ダクト４０の吸入端アームに接する形で、ペルティエ素子４２が空気ダクト４０の２つのアームの間に配置されている。ペルティエ素子４２の冷却側は吸入端アームの側を向き、加熱側は空気ダクト４０の排出端アームの側を向いている。空気ダクト４０の吸入端アームの熱交換器４４は、ペルティエ素子４２の冷却側に設置されることになる。熱交換器はマルチプル・リーフ熱交換器の構造を有し、あらゆるサイズ、流動抵抗、熱伝達に対して最適に利用することができる。ウィック４８はペルティエ素子４２の加熱側に接続され、空気ダクト４０の吸入端アームにある第１熱交換器４４の上流に配置されている。第２熱交換器４６はペルティエ素子４２の加熱側に備えられる。この熱交換器はペルティエ素子４２の冷却側に近接している。また、この熱交換器は、これらのアームに平行に配置された冷却ダクト５２へ、更に空気ダクト４０の排出端アームへと延びるように配置されている。冷却ダクト５２の吸入端には、周囲の空気Ｑ２を冷却ダクト５２の中に送り込む通気ファン５４が備えられている。上記の空気調和装置の構造に基づき、ファン５０によって空気ダクト４０の中に送り込まれた多量の空気流（Luftmassenstrom，air mass flow）Ｑ１は、ペルティエ素子４２の冷却側に配置された第１熱交換器４４によって露点よりも低い温度まで冷却される。これにより、空気中の水分は凝縮し、凝結する。この水分はウィック（Docht,Wick）４８によってペルティエ素子４２の加熱側に出され、ここで周囲の空気中に蒸発する。脱湿された空気は次に第２熱交換器４６へと流れ、ここで暖められた結果、空気の相対湿度が更に下げられる。このようにして調節された空気は、続いて本管４１及び支管３８を通って送られ、供給ダクト３８の中へと到達する。シート素材及び空気誘導（Luftfuhrung，Air Conduction）の選択をそれぞれ行なうことにより、調節された空気は、上部シート構造やシートとシートに着席中の人との間の空気と影響し合い、水蒸気の分圧差によって乾燥される。請求の範囲１．外側がシートに着席中の人の体の一部分に面した少なくとも１つのシート接触面（３１）と、該シート接触面（３１）の内側領域にシート接触面（３１）とシートに着席中の人との間の微気候よりも低い水蒸気分圧の空気を供給する空気調和装置（１８）と、該シート接触面（３１）を暖めるために該シート接触面（３１）の内側領域に配置された電熱部材（２４）と、該シート接触面（３１）の領域内における温度を検出する温度センサー（２８）と、該空気調和装置（１８）と該電熱部材（２４）との両方が接続され、該温度センサー（２８）によって計測された温度に応じて予め設定された所望温度値に従ってこれらの空気調和装置（１８）及び電熱部材（２４）を制御する制御装置（２０）とを備え、該空気調和装置（１８）が、ペルティエ素子（４２）と、このペルティエ素子（４２）の冷却側に配置される第１熱交換器（４４）と、このペルティエ素子（４２）の加熱側に配置される第２熱交換器（４６）とを有し、該第１熱交換器（４４）及び該第２熱交換器（４６）は空気ダクト（４０）の中に伸び、該空気ダクト（４０）は該第２熱交換器（４６）の下流方向で空気供給システム（４１，３８，３６）に接続され、この空気供給システム（４１，３８，３６）が該第２熱交換器（４６）を通って流れてきた空気を該シート接触面（３１）の内側領域へ供給することを特徴とする、空気調和シート【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年１月３１日【補正内容】空気乾燥装置によって乾燥された空気は、空気の相対湿度が下がるまでもう一度暖められる。このため、水蒸気分圧は非常に低下し、飽和水蒸気圧に達するまで、シート接触面を通ってきた水蒸気を吸収することが可能となる。こうして、シート接触面を通過した水蒸気を除去し、シート接触面を常に乾燥させておくことができるのである。既に知られている自動車シートの空気乾燥装置の場合は、単にシート接触面の外の湿気を放散させるだけで、空気乾燥装置を用いた温度制御については考慮されていない。本発明は、単純な構造の手段を用いた空気調和シートの製造に関する課題をもとにしたものである。このようなシートでは、周囲の状況に関係なく単純な方法でシート接触面の温度を調節でき、それと同時に、確実に一定の温度バランスを保ち、シート接触面から湿気を除去する。このような課題は、クレーム１記載の特徴を有する空気調和シートの発明によって解決することができる。センサーをどこに設置するかによって、温度センサーは、乾球温度センサーにすることも、或いは蒸発潜熱も計測できる湿球温度センサーにすることも可能である。本発明の空気調和シートの場合、制御装置は空気調和装置と電熱部材とに連繋しているため、周囲の状況に関係なく空気調和シートを短時間で所望温度にすることが可能である。つまり、例えばシート接触面が太陽熱で熱くなったり、冬場に初期温度（制御前の温度）が−２０℃になっている場合でも、温度を一定に保つことができ、同時にシート接触面から確実に湿気を除去することができるのである。なお、所望温度の設定は、単一の気候条件調節装置によって行なうことができる。ここで使用される空気調和装置は、シート接触面の内側領域に供給される周囲の空気の温度のみを調節するのに使用されるが、これは周囲の空気の水蒸気分圧が、通常、シート接触面から湿気を除去するのに十分低下しているためである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，ＫＲ，ＵＳ (72)発明者ローレンツェンギュンタードイツ連邦共和国 82140 オルヒンクレントゲンヴェク２番地 (72)発明者ヴァイスミヒャエルドイツ連邦共和国 83671 ベネディクトボイエルンホイゼルン 38番地

Claims

【特許請求の範囲】１．外側がシートに着席中の人の体の一部分に面した少なくとも１つのシート接触面（３１）と、該シート接触面（３１）の内側領域にシート接触面（３１）とシートに着席中の人との間の微気候よりも低い水蒸気分圧の空気を供給する空気調和装置（１８）と、該シート接触面（３１）を暖めるために該シート接触面（３１）の内側領域に配置された電熱部材（２４）と、該シート接触面（３１）の領域内における温度を検出する温度センサー（２８）と、該空気調和装置（１８）と該電熱部材（２４）との両方が接続され、該温度センサー（２８）によって計測された温度に応じて予め設定された所望温度値に従ってこれらの空気調和装置（１８）及び電熱部材（２４）を制御する制御装置（２０）を備えた、空気調和シート。２．該空気調和装置（１８）によって供給された空気の温度が、該制御装置（２０）によって制御されうることを特徴とする、請求項１記載の空気調和シート。３．該空気調和装置（１８）によって供給された空気の温度及び湿度の両方を、該制御装置（２０）によって制御できることを特徴とする、請求項１記載の空気調和シート４．該制御装置（２０）が、計測温度に基づいて該空気調和装置（１８）及び該電熱部材（２４）の制御のための制御手段を備えるマイクロプロセッサーから構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和シート５．該制御手段では、シート接触面（３１）と空気調和装置（１８）の間の領域のマテリアル・パラメーターが考慮されることを特徴とする、請求項４記載の空気調和シート。６．該空気調和装置（１８）が、ペルティエ素子（４２）と、このペルティエ素子（４２）の冷却側に配置される第１熱交換器（４４）と、このペルティエ素子（４２）の加熱側に配置される第２熱交換器（４６）とを有し、該第１熱交換器（４４）及び該第２熱交換器（４６）は空気ダクト（４０）の中に伸び、該空気ダクト（４０）は該第２熱交換器（４６）の下流方向で空気供給システム（４０）に接続され、この空気供給システム（４０）が該第２熱交換器（４６）を通って流れてきた空気をシート接触面（３１）の内側領域へ供給することを特徴とする、請求項１記載の空気調和シート７．該第２熱交換器（４６）は、冷却空気が流れる冷却ダクト（５２）の中まで伸びていることを特徴とする、請求項６記載の空気調和シート。８．該空気ダクト（４０）及び該冷却ダクト（５２）には、ファン（５０，５４）がそれぞれ配置され、ファンの回転速度が、該制御装置（２０）によって制御されうることを特徴とする、請求項６記載の空気調和シート。９．該第１熱交換器（４４）の下流の該空気ダクト（４０）にはウィック（４８）が配置され、このウィック（４８）が該ペルティエ素子（４２）の加熱側まで伸びていることを特徴とする、請求項６記載の空気調和シート。１０．請求項１記載の空気調和シートをそなえ、該シート接触面の領域の初期温度が高い場合に、該空気調和装置によって該シート接触面の領域に供給される調節された空気が、該シート接触面の温度を急速に且つ短時間で予め設定された所望温度よりも明らかに低い温度まで冷却するように該空気調和装置を作動させ、その後、該空気調和装置によって該シート接触面の領域に供給される調節された空気によって該所望温度が得られるように該空気調和装置を作動させ、該所望温度が得られた後はこれを保持するように該空気調和装置を作動させる、空気調和シートの温度制御方法。１１．該空気は、予め設定された該所望温度よりも明らかに低い温度まで短時間繰り返し冷却されることを特徴とする、請求項１０記載の空気調和シートの温度制御方法。１２．背もたれ及びシート表面の接触面が交互に冷却されることを特徴とする、請求項１１記載の空気調和シートの温度制御方法。１３．請求項１記載の空気調和シートをそなえ、該シート接触面の領域の初期温度が低い場合に、所望温度に達するまで電熱部材を最大限作動させ、所望温度に達するとそれに加えて該空気調和装置を作動させるとともに該電熱部材の電力出力を低下させてその後該所望温度が保たれるようにし、一旦該シート接触面とその周辺領域が完全に加熱されると、該電熱部材をスイッチ・オフし、該空気調和装置が該シート接触面の領域に供給した調節された空気によってその後該所望温度が保たれるように該空気調和装置を作動させることを特徴とする、空気調和シートの温度制御方法。