(57)【要約】【課題】  シートへのペルチェ素子およびそのフィンの搭載効率の向上を目的とする。【解決手段】  シート骨格を構成する板状の連結板２７ｂに、間隙３０を介して板状部材２８としての第１および第２板状部２９ａ、２９ｂが形成されている。板状のペルチェ素子２を間隙３０に挿入配置し、冷却面２ａおよび発熱面２ｂと板状部材とを熱的に接触させる。第１および第２板状部にはスリット状のフィン３３ａ、３３ｂが形成されている。板状部材を挟むようにダクト９を連結板２７ｂに組み付ける。ダクト９の風上側に配置された送風機８からの風が、フィン３３ａ、３３ｂでそれぞれ冷却および加熱され、吹出口１０ａ、１０ｂよりシート外の互いに別の方向へ吹き出される。ペルチェ素子に専用のフィンを設ける必要がなく、シートへの搭載効率を向上できる。また、シート骨格全体で放熱できるので放熱効率を向上できる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に多数の空気吹出孔（２３）が形成されたシート（２０）内に配置されるシート空調ユニット（１）であって、
送風機（５、８）と、
前記送風機の吹出側に設けられているダクト（６、９、９ａ、９ｂ）と、
前記ダクトの下流側に設けられ、前記シートの表面の空気吹出孔へ開口する吹出口（７、１０ａ、１０ｂ）と、
前記ダクト内の前記送風機と前記吹出口との間に設けられ、投入される電力に応じて吸熱する冷却面（２ａ）と発熱する発熱面（２ｂ）とを備えたペルチェ素子（２）と、を備え、
前記ペルチェ素子の冷却面および発熱面の少なくとも一方の面が、前記シートの骨格（２５）に形成されている板状部材（２７ａ、２８）の表面に熱的に接触することを特徴とするシート空調ユニット。
【請求項２】
前記冷却面および発熱面の一方の面が前記板状部材の表面に熱的に接触するとき、前記冷却面および発熱面の他方の面には、フィン（４）が形成されるとともに、前記フィンが前記ダクト内に配置されて、前記送風機による風と熱交換することを特徴とする請求項１に記載のシート空調ユニット。
【請求項３】
前記板状部材の表面と熱的に接触する面は、前記発熱面であることを特徴とする請求項２に記載のシート空調ユニット。
【請求項４】
前記板状部材は、間隙（３０）を介して対向する第１板状部（２９ａ）と第２板状部（２９ｂ）とを備え、
前記ペルチェ素子は前記板状部材の間隙に挿入され、前記冷却面が前記第１板状部の前記間隙側の面（３１ａ）と熱的に接触するとともに、前記発熱面が前記第２板状部の前記間隙側の面（３１ｂ）と熱的に接触していることを特徴とする請求項１に記載のシート空調ユニット。
【請求項５】
前記吹出口は第１吹出口（１０ａ）および第２吹出口（１０ｂ）を備え、
前記ダクトは前記第１吹出口に開口する第１ダクト（９ａ）と前記第２吹出口に開口する第２ダクト（９ｂ）とに分岐され、
前記板状部材およびペルチェ素子は前記ダクト内に配置されるとともに、前記第１板状部の前記ペルチェ素子とは反対側の面（３２ａ）が前記第１ダクト内の空気流れと熱交換し、前記第２板状部の前記ペルチェ素子とは反対側の面（３２ｂ）が前記第２ダクト内の空気流れと熱交換することを特徴とする請求項４に記載のシート空調ユニット。
【請求項６】
前記第１板状部の前記ペルチェ素子とは反対側の面、および前記第２板状部の前記ペルチェ素子とは反対側の面には、それぞれフィン（３３ａ、３３ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のシート空調ユニット。
【請求項７】
前記シート骨格の板状部材は金属により形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のシート空調ユニット。
【請求項８】
前記シート骨格の板状部材はマグネシウム合金材料により形成されていることを特徴とする請求項７に記載のシート空調ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシート空調ユニットに関し、特に、車両用シート内に配置されて好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、加熱および冷却機能を有する自動車用シートとして、電熱変換素子であるペルチェ素子を送風機の風下側に配置して、ペルチェ素子の両面に配置された冷却フィンおよび排熱フィンにより冷却または加熱された空気をシート表面へ吹き出すものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２７７０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来は、ペルチェ素子および冷却および排熱用のフィンを一体部材として、シートの構成部材とは別に、シート内、またはシート近傍に配置されていた。このため、ペルチェ素子およびフィンの搭載効率の低下、すなわち、ペルチェ素子およびフィンがシート内、またはシート近傍に必要以上に大きな空間を占め、車室内のスペース効率が低下していた。
【０００４】
また、従来は、ペルチェ素子に形成された冷却および排熱用のフィンで周囲の空気と熱交換をするものであるため、フィンの熱交換面積は限られたものとなり、ペルチェ素子の放熱効率が制限されていた。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、シートへのペルチェ素子およびそのフィンの搭載効率の向上を目的とする。さらに、ペルチェ素子の放熱効率を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、表面に多数の空気吹出孔（２３）が形成されたシート（２０）内に配置されるシート空調ユニット（１）であって、
送風機（５、８）と、送風機の吹出側に設けられているダクト（６、９、９ａ、９ｂ）と、ダクトの下流側に設けられ、シートの表面の空気吹出孔へ開口する吹出口（７、１０ａ、１０ｂ）と、ダクト内の送風機と吹出口との間に設けられ、投入される電力に応じて吸熱する冷却面（２ａ）と発熱する発熱面（２ｂ）とを備えたペルチェ素子（２）と、を備え、ペルチェ素子の冷却面および発熱面の少なくとも一方の面が、シートの骨格（２５）に形成されている板状部材（２７ａ、２８）の表面に熱的に接触することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、ペルチェ素子の冷却面および発熱面の少なくとも一方の面をシート骨格に形成された板状部材と熱的に接触するように配置するので、その接触面を介してペルチェ素子の発熱または吸熱の熱伝導を行うことができ、接触面におけるフィンを省略することができる。したがって、ペルチェ素子のシート内への搭載効率向上することができる。また、シート骨格の板状部材を熱交換用のフィンとして用いるので、熱交換面積を増加させて、ペルチェ素子の放熱効率を向上することができる。
【０００８】
なお、冷却面および発熱面の一方の面が板状部材の表面に熱的に接触するとき、請求項２に記載のように、冷却面および発熱面の他方の面には、フィン（４）が形成されるとともに、フィンがダクト内に配置されて、前記送風機による風と熱交換することができる。
【０００９】
さらに、請求項３に記載のように、板状部材の表面と熱的に接触する面は、発熱面とすれば、反対側のフィンが形成されている冷却面では送風機からの風を冷却して吹出口へ送るとともに、シート骨格の板状部材へペルチェ素子が発生した熱を効率的に放熱することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、板状部材は、間隙（３０）を介して対向する第１板状部（２９ａ）と第２板状部（２９ｂ）とを備え、ペルチェ素子は板状部材の間隙に挿入され、冷却面が第１板状部の間隙側の面（３１ａ）と熱的に接触するとともに、発熱面が第２板状部の間隙側の面（３１ｂ）と熱的に接触していることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ペルチェ素子の冷却面および発熱面を、ともにシート骨格の板状部材と熱的に接触させるので、ペルチェ素子の搭載効率をさらに向上させることができる。
【００１２】
この場合、請求項５に記載のように、吹出口は第１吹出口（１０ａ）および第２吹出口（１０ｂ）を備え、ダクトは第１吹出口に開口する第１ダクト（９ａ）と第２吹出口に開口する第２ダクト（９ｂ）とに分岐され、板状部材およびペルチェ素子はダクト内に配置されるとともに、第１板状部のペルチェ素子とは反対側の面（３２ａ）が第１ダクト内の空気流れと熱交換し、第２板状部のペルチェ素子とは反対側の面（３２ｂ）が第２ダクト内の空気流れと熱交換するように構成することができる。
【００１３】
そして、請求項６に記載のように、第１板状部のペルチェ素子とは反対側の面、および第２板状部のペルチェ素子とは反対側の面には、それぞれフィン（３３ａ、３３ｂ）を形成することができる。
【００１４】
なお、シート骨格の板状部材は、請求項７に記載のように、金属によって形成することにより、金属の高い熱伝導率を利用してペルチェ素子の放熱効率を向上させることができ、さらに、請求項８に記載のように、マグネシウム合金材料によって形成することによりシート骨格の強度向上と軽量化を両立することができる。
【００１５】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は本第１実施形態のシート空調ユニット１が配置される車両用シート２０の外観斜視図である。シート２０は、シートバック２１とシートクッション２２とを備えている。シートバック２１の上端にはヘッドレストステイ挿入口２４が設けられている。
【００１７】
シートバック２１の内部にはシート空調ユニット１が配設されている。同様に、シートクッション２２の内部にも図示しないシート空調ユニットが配設されている。なお、以下では、シートバック２１内に配置されたシート空調ユニット１について説明する。
【００１８】
シートバック２１およびシートクッション２２の表皮２１ａ、２２ａには、シート空調ユニット１からの空調風をシート表面上に吹き出すための多数の空気吹出孔２３（図中省略）が設けられている。
【００１９】
図２は、図１と同じ方向から見たシート２０の骨格２５の斜視図であり、シートバック２１の骨格２５のみ示している。すなわち、シート骨格２５は、シート２０の強度部材であり、このシート骨格２５を包むようにクッション材（図示せず）が配置され、そのクッション材を表皮２１ａ、２２ａにより形状保持されて、乗員の着座に供せられる。
【００２０】
シート骨格２５は、サイドサポート部材２６ａ、２６ｂと、サイドサポート部材２６ａ、２６ｂを上下位置でそれぞれ連結する連結板２７ａ、２７ｂとを備えている。なお、これらサイドサポート部材２６ａ、２６ｂ、および連結板２７ａ、２７ｂは、マグネシウム合金材料により一体成形されている。
【００２１】
シート空調ユニット１は、送風機５と、送風機５の吹出側に設けられているダクト６と、ダクト６の下流側に設けられシート２０の表皮２１ａに形成された空気吹出孔２３へ開口する吹出口７とを備えている。このシート空調ユニット１は、ダクト６の一部が上部連結板２７ａと固着されてシート骨格２５に取り付けられる。
【００２２】
さらに、シート空調ユニット１は、ダクト６内の送風機５と吹出口７との間に配置されるペルチェ素子２を備えている。図３はペルチェ素子２の上部連結板２７ａへの配置形態を示す図であり、ダクト６および送風機５は省略されている。
【００２３】
ペルチェ素子２は、よく知られているように、薄板状をなしワイヤハーネス３により電力が投入されると、一方の面である冷却面２ａで周囲より吸熱し、同時に、他方の面である発熱面２ｂで熱を発生する。この吸熱／発熱の熱量は投入される電力に応じた大きさであり、吸熱／発熱の方向は電力の電圧極性に応じたものである。
【００２４】
ペルチェ素子２の発熱面２ｂは、図示しないダクト６の開口部よりシート空調ユニット１の外部へ露出されて、板状部材としての上部連結板２７ａと熱的に接触するように配置される。
【００２５】
熱的に接触するとは、ペルチェ素子２の面（発熱面２ｂ）と板状部材（上部連結板２７ａ）との間の熱伝導がエネルギーロスを小さくした状態で行われるようにすることである。本第１実施形態では、この発熱面２ｂと上部連結板２７ａとの間に熱伝導率のよいペーストまたは接着剤の膜が空隙が生じないように、すなわち接触面積が大きくなるよう形成され、発熱面２ｂと上部連結板（板状部材）２７ａとを熱的に接触させている。
【００２６】
ペルチェ素子２の他方の面である冷却面２ａには、フィン４が形成されている。なお、フィン４の冷却面２ａへの形成は、ペルチェ素子２の発熱面２ｂの上部連結板２７ａへの接触組み付け時に同時に行っても、あるいは、ペルチェ素子２の製作工程で予めフィン４を冷却面２ａに形成しておいてもよい。
【００２７】
このようにペルチェ素子２の発熱面２ｂをシート骨格２５の板状部材としての上部連結板２７ａに熱的に接触させるとともに、他方の冷却面２ａにフィン４形成して、フィン４の周囲をシート空調ユニット１のダクト６で覆うようにしている。
【００２８】
したがって、図３に示すように、ダクト６内を送風機４により形成された空気流れＦＵはペルチェ素子２の上流側よりフィン４を通過するとき、投入電力に応じて吸熱されている冷却面２ａに設けられたフィン４により冷却され冷却風ＦＤとなって下流側の吹出口７へと送られる。
【００２９】
このとき、導入電力に応じて発熱面２ｂで発生した熱は、熱的に接触している上部連結板２７ａへ少ないロスで伝達する。さらに、この熱は上部連結板２７ａから同じマグネシウム合金材料のシート骨格２５の他の部材へ熱伝達され、シート骨格２５全体の広い面積でシート骨格外へ放熱される。
【００３０】
このように、ペルチェ素子２が吸熱および発熱した熱エネルギーは、それぞれダクト６内のフィン４および板状部材としての上部連結板２７ａおよびシート骨格２５でそれぞれ周囲の空気と効率的に熱交換される。
【００３１】
また、ペルチェ素子２の少なくとも一方の面である発熱面２ｂには、放熱のためにシート骨格２５の一部をなす板状部材（上部連結板２７ａ）に熱的に接触させることにより、ペルチェ素子２専用の放熱フィンを設ける必要がないので、フィン周囲の空間を形成する必然性はなく、ペルチェ素子２のシート空調ユニット１内への搭載効率、さらには、シート空調ユニット１のシート２０内への搭載効率を高めることができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のシート空調ユニット１について説明する。図４は、図１および図２と同じ方向から見た、第２実施形態のシート骨格２５の斜視図である。上記第１実施形態とは、板状部材２８を下部連結板２７ｂに設けている点が異なる。
【００３３】
図５に、第２実施形態の板状部材２８およびシート空調ユニット１の組み付け分解の斜視図を示す。
【００３４】
第２実施形態の板状部材２８は、下部連結板２７ｂの上辺部分より上方に突出して形成されている。板状部材２８は、間隙３０を介して対向する第１板状部２９ａと第２板状部２９ｂとを備えている。
【００３５】
ペルチェ素子２は板状部材２８の間隙３０に挿入されて配置される。そのとき、冷却面２ａが第１板状部２９ａの間隙３０側の面３１ａと熱伝導材料の膜を介して熱的に接触する。また、発熱面２ｂが第２板状部２９ｂの間隙３０側の面３１ｂと熱伝導材料の膜を介して熱的に接触している。
【００３６】
一方、第１板状部２９ａのペルチェ素子２とは反対側の面３２ａ、および第２板状部２９ｂのペルチェ素子２とは反対側の面３２ｂには、それぞれフィン３３ａ、３３ｂが形成されている。このフィン３３ａ、３３ｂは、熱交換面積を増大させるために空気の流れ方向に複数の溝（スリット）が形成されたものである。なお、このようなスリット形状のフィン３３ａ、３３ｂは、マグネシウム合金材料によるシート骨格２５の製作時に、同時に形成することができる。
【００３７】
シート空調ユニット１のダクト９は、板状部材２８を挟むように下部連結板２７ｂに組み付けられる。ダクト９の下流（風上）側には送風機８が配置される。
【００３８】
ダクト９内で板状部材２８は分離壁として機能する。すなわち、送風機８により送風される風は、板状部材２８により第１板状部２９ａ側のフィン３３ａ形成面３２ａ側と第２板状部２９ｂ側のフィン３３ｂ形成面３２ｂ側とに分岐される。
【００３９】
そして、分岐された空気流れの一方は、第１板状部２９ａ側のフィン３３ａにより冷却されて分岐後のダクト９ａを通って第１吹出口１０ａよりシート表皮２１ａに向けて吹き出される。同様に、分岐された空気流れの他方は、第２板状部２９ｂ側のフィン３３ｂにより加熱されて分岐後のダクト９ｂを通って第２吹出口１０ｂより、排熱としてシート２０外へ排出される。
【００４０】
以上のように、本第２実施形態では、ペルチェ素子２自体には専用のフィンを形成せず、ペルチェ素子２をシート骨格２５側に設けた板状部材２８の間隙３０に挿入配置するものであるので、シート２０内への搭載効率を高くすることができる。
【００４１】
また、板状部材２８自体にフィン３３ａ、３３ｂを形成できるので、板状部材２８と熱的接触を保って配置されるペルチェ素子２の放熱効率を向上することができる。
【００４２】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、シート骨格２５は、全体をマグネシウム合金材料により形成した例を示したが、これに限らず、アルミニウム合金材料により形成してもよい。さらに、板状部材７ａ、２８部分と、その他の部分との材料を変えてもよく、板状部材７ａ、２８部分のみ熱伝導効率の高い金属材料で形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態の車両用シートの外観斜視図である。
【図２】第１実施形態のシートバック部分のシート骨格の斜視図である。
【図３】第１実施形態のペルチェ素子の上部連結板への配置形態を示す図である。
【図４】第２実施形態のシートバック部分のシート骨格の斜視図である。
【図５】第２実施形態の板状部材およびシート空調ユニットの組み付け分解を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…シート空調ユニット、２…ペルチェ素子、２ａ…冷却面、２ｂ…発熱面、
４…フィン、５…送風機、６…ダクト、７…吹出口、８…送風機、
９、９ａ、９ｂ…ダクト、１０ａ…第１吹出口、１０ｂ…第２吹出口、
２５…シート骨格、２７ａ…上部連結板（板状部材）、２７ｂ…下部連結板、
２８…板状部材、３０…間隙、３３ａ、３３ｂ…フィン（スリット、溝）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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