(57)【要約】【課題】温調装置において、排気経路にペルチェ素子、第１及び第２熱交換体を配置する際に、ペルチェ素子、第１及び第２熱交換体を適切に配置する。【解決手段】ケース１６の内部にファン１８を回転駆動自在に備え、ケース１６の外周部の一部分からファン１８の回転の接線方向に排気経路１６ａを延出する。ファン１８の回転軸芯Ｐ１と直交する方向に沿うペルチェ素子２０を排気経路１６ａに配置して、ペルチェ素子２０の吸熱側及び放熱側となる部分に第１及び第２熱交換体２２を備え、ペルチェ素子２０のファン１８側の端辺部２０ａ、第１及び第２熱交換体２２のファン１８側の端辺部２１ｃ，２２ｃを、ファン１８の外周部に沿うように排気経路１６ａの延出方向に対し斜めに設定する。【選択図】　　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの内部にファンを回転駆動自在に備えて、前記ケースの外周部の一部分から前記ファンの回転の接線方向に排気経路を延出し、
前記ファンの回転軸芯と直交する方向に沿うペルチェ素子を前記排気経路に配置して、前記ペルチェ素子の吸熱側又は放熱側となる一方の部分に第１熱交換体を備え、前記ペルチェ素子の放熱側又は吸熱側となる他方の部分に第２熱交換体を備えて、
前記ファンの回転により、空気が前記ケースに備えられた吸気口から前記ケースの内部に吸入され前記ファンの外周部に流れて、前記ファンの外周部から前記第１熱交換体に流れた空気が前記第１熱交換体を通過し熱交換されて、前記排気経路に備えられた第１排気口から排出されるように構成し、
前記ファンの外周部から前記第２熱交換体に流れた空気が前記第２熱交換体を通過し熱交換されて、前記排気経路に備えられた第２排気口から排出されるように構成すると共に、
前記ペルチェ素子の前記ファン側の端辺部、前記第１及び第２熱交換体の前記ファン側の端辺部を、前記ファンの外周部に沿うように、前記排気経路の延出方向に対し斜めに設定してある温調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペルチェ素子を使用して冷風や温風を排出する温調装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ペルチェ素子を使用した温調装置としては、ペルチェ素子の吸熱側又は放熱側となる一方の部分に第１熱交換体を備えて、ペルチェ素子の放熱側又は吸熱側となる他方の部分に第２熱交換体を備え、第１及び第２熱交換体に対してファンを備えたものがある。これにより、空気がファンから第１熱交換体に流れ第１熱交換体を通過し熱交換されて、冷風（又は温風）として排出されるのであり、空気がファンから第２熱交換体に流れ第２熱交換体を通過し熱交換されて、温風（又は冷風）として排出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術に記載のような温調装置において、ターボファンやシロッコファン等のように、回転軸芯の半径方向に空気を出すファンを使用したものがあり、このように回転軸芯の半径方向に空気を出すファンを使用すると、ファンを覆うケースの外周部の一部分から、ファンの回転の接線方向に排気経路を延出するように構成することが一般的である。
【０００４】
本発明は温調装置において、回転軸芯の半径方向に空気を出すファンを使用して、ファンを覆うケースの外周部の一部分から、ファンの回転の接線方向に排気経路を延出するように構成した場合、排気経路にペルチェ素子、第１及び第２熱交換体を配置する際に、ペルチェ素子、第１及び第２熱交換体を適切に配置することができるように構成することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
［Ｉ］
請求項１の特徴によると、ケースの内部にファンを回転駆動自在に備えて、ケースの外周部の一部分からファンの回転の接線方向に排気経路を延出した場合、ファンの回転軸芯と直交する方向に沿うペルチェ素子を排気経路に配置して、ペルチェ素子の吸熱側又は放熱側となる一方の部分に第１熱交換体を備え、ペルチェ素子の放熱側又は吸熱側となる他方の部分に第２熱交換体を備えており、ペルチェ素子のファン側の端辺部、第１及び第２熱交換体のファン側の端辺部を、ファンの外周部に沿うように排気経路の延出方向に対し斜めに設定して、温調装置を構成している。
【０００６】
これによって、ファンの回転により、空気がケースに備えられた吸気口からケースの内部に吸入されファンの外周部に流れて、ファンの外周部から第１熱交換体に流れた空気が第１熱交換体を通過し熱交換されて、排気経路に備えられた第１排気口から排出されるのであり、ファンの外周部から第２熱交換体に流れた空気が第２熱交換体を通過し熱交換されて、排気経路に備えられた第２排気口から排出される。
【０００７】
［ＩＩ］
前項［Ｉ］に記載のように、ケースの外周部の一部分からファンの回転の接線方向に排気経路を延出した場合、例えば図５に示すように、ファン１８の外周部は、排気経路１６ａの延出方向に対して直交する状態ではなく、斜めに横切るような状態になっている。
これにより、請求項１の特徴によると、例えば図５に示すように、ペルチェ素子２０のファン１８側の端辺部２０ａ、第１及び第２熱交換体２２のファン１８側の端辺部２１ｃ，２２ｃを、ファン１８の外周部に沿うように排気経路１６ａの延出方向に対し斜めに設定すれば、排気経路１６ａとファン１８の外周部との間に無駄な空間を残すことなく、ペルチェ素子２０、第１及び第２熱交換体２２を排気経路１６ａに配置することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は乗用車のシート（運転席及び助手席）を示しており、シートは座部１、背もたれ部２及びヘッドレスト３を備えて構成されている。座部１は、発泡ウレタン等のパッド部材の表面に、通気性を備えた布製（又は小孔が多数備えられたビニールレザーや皮革製等）の表皮が被せられて構成されている。
【０００９】
次に背もたれ部２について説明する。
図２及び図３に示すように、正面視で門形の上フレーム４、上フレームの４の右及び左に連結された縦フレーム５、右及び左の縦フレーム５に亘って連結された横フレーム６，７、上フレーム４に連結されたヘッドレスト３の取付用の筒状の支持部８、右及び左の縦フレーム５に亘って架設されてＳ字状に繰り返して曲げられたバネ９、下の横フレーム７に連結されて着座した乗員の腰部を受け止める受け部１０等により、フレーム体が構成されている。
【００１０】
図４に示すように、右及び左の縦フレーム５において部分的にスリットが入れられ、スリットが入れられた部分が内側に折り曲げられている。これにより、右及び左の縦フレーム５にフック状の取付部５ａが形成され、右及び左の縦フレーム５における取付部５ａの位置に開口５ｂが形成されており、取付部５ａにバネ９が取り付けられている。
【００１１】
図２，３，４に示すように、発泡ウレタン等のパッド部材１１がフレーム体に取り付けられており、通気性を備えた布製（又は小孔が多数備えられたビニールレザーや皮革製等）の表皮１２が、パッド部材１１の表面に被せられている。通気性を備えた布製（又は小孔が多数備えられたビニールレザーや皮革製等）のカバー１３が表皮１２に接続されており、パッド部材１１の裏面から所定間隔を置いてパッド部材１１の裏面を覆うように、カバー１３が配置されている。これにより、パッド部材１１の裏面及びカバー１３によって、比較的広い空間（図２参照）ではあるが間隔が狭い空間（図４参照）が形成されている。
【００１２】
図１，２，３，４に示すように、パッド部材１１の表面にＹ字状で溝状の送風経路１１ａが備えられ、送風経路１１ａが表皮１２に覆われており、送風経路１１ａの下部とパッド部材１１の裏面とに亘る送風経路１１ｂが備えられている。図２，３，４に示すようにユニット状の温調装置１４が備えられ、温調装置１４がバネ９に取り付けられて、温調装置１４がパッド部材１１の裏面とカバー１３との間に配置されている。温調装置１４の第１排気口１５ｂが送風経路１１ｂに挿入されて、温調装置１４（第１ケース１５）がパッド部材１１の裏面及びバネ９に接しており、温調装置の１４の第２排気口１６ｂがカバー１３から後側に出ている。カバー１３において温調装置１４の吸気口１６ｃに対向する部分に、カバー１３よりも通気性の高いメッシュ部材１３ａが取り付けられている。
【００１３】
以上の構造により、図３及び図４に示すように、空気がメッシュ部材１３ａ及び吸気口１６ｃを介して温調装置１４に吸入され、温調装置１４において熱交換された冷風（又は温風）が、第１排気口１５ｂから排出され、送風経路１１ｂから送風経路１１ａに供給されて、表皮１２を通過してシートに着座する乗員に流れていく。温調装置１４において熱交換された排風（温風又は冷風）が、第２排気口１６ｂから排出されて後側に流れる。
【００１４】
次に温調装置１４について説明する。
図５及び図６に示すように、温調装置１４の全体が第１ケース１５及び第２ケース１６によって覆われている。第１ケース１５の中央にモータ１７が固定されて、モータ１７の駆動軸に円筒状の回転部材１８ａが取り付けられ、回転部材１８ａに多数のフィン１８ｂが備えられて、ターボファン１８が構成されており、モータ１７により回転軸芯Ｐ１周りにターボファン１８が回転駆動される。第２ケース１６において、回転軸芯Ｐ１に対向する部分に吸気口１６ｃが設けられている。
【００１５】
図５及び図６に示すように、第１及び第２ケース１５，１６の外周部の一部分から、ターボファン１８の回転の接線方向に、第１及び第２排気経路１５ａ，１６ａが延出されており、ターボファン１８の回転の接線方向と直交する方向（回転軸芯Ｐ１と平行）の第１排気口１５ｂ及び第２排気口１６ｂが、第１及び第２排気経路１５ａ，１６ａに備えられている。第１及び第２ケース１５，１６の内面において、第１及び第２排気経路１５ａ，１６ａの少し手前の位置に、空気の整流用のリブ１５ｃ，１６ｄが備えられている。
【００１６】
図５及び図６に示すように、第１及び第２ケース１５，１６の間に挟み込まれた断熱材１９によって、第１及び第２排気経路１５ａ，１６ａ、第１及び第２排気口１５ｂ，１６ｂが仕切られている。断熱材１９は薄い平板状で回転軸芯Ｐ１と直交する方向に沿って配置されており、図５に示すように断熱材１９のターボファン１８側の端辺部１９ａが、ターボファン１８の外周部に沿うように、第１及び第２排気経路１５ａ，１６ａの延出方向に対して斜めに設定されている。
【００１７】
図５及び図６に示すように、薄い平板状で直角二等辺三角形状のペルチェ素子２０が、断熱材１９に嵌め込まれており、ペルチェ素子２０のターボファン１８側の端辺部２０ａが、断熱材１９の端辺部１９ａから少し離れた位置でターボファン１８の外周部に沿うように、第１及び第２排気経路１５ａ，１６ａの延出方向に対して斜めに設定されている。
【００１８】
図５及び図６に示すように、第１ケース１５側において、断熱材１９及びペルチェ素子２０に接するように、薄い平板状の直角二等辺三角形状で金属製（例えばアルミ合金等）のベース部材２１ａが固定され、ベース部材２１ａに金属製（例えばアルミ合金等）の多数のピン２１ｂが備えられて、第１熱交換体２１が構成されている。第１熱交換体２１において、ピン２１ｂが所定の間隔（第１排気経路１５ａの延出方向）を置いて一列状に並んでおり、ピン２１ｂの列が所定の間隔（第１排気経路１５ａの延出方向と直交する方向）を置いて、第１排気経路１５ａの延出方向と直交する方向に配置されている。
【００１９】
図５及び図６に示すように、第２ケース１６側において、断熱材１９及びペルチェ素子２０に接するように、薄い平板状の直角二等辺三角形状で金属製（例えばアルミ合金等）のベース部材２２ａが固定され、ベース部材２２ａに金属製（例えばアルミ合金等）の多数のピン２２ｂが備えられて、第２熱交換体２２が構成されている。第２熱交換体２２において、ピン２２ｂが所定の間隔（第２排気経路１６ａの延出方向）を置いて一列状に並んでおり、ピン２２ｂの列が所定の間隔（第２排気経路１６ａの延出方向と直交する方向）を置いて、第２排気経路１６ａの延出方向と直交する方向に配置されている。第２ケース１６側に第２熱交換体２２が配置されることにより、第２熱交換体２２の位置が、第１熱交換体２１の位置よりも吸気口１６ｃに近い側になっている。
【００２０】
図５に示すように、第１及び第２熱交換体２１，２２（ベース部材２１ａ，２２ａ）のターボファン１８側の端辺部２１ｃ，２２ｃが、断熱材１９の端辺部１９ａと同じ位置でターボファン１８の外周部に沿うように、第１及び第２排気経路１５ａ，１６ａの延出方向に対して斜めに設定されている。図６に示すように第１ケース１５側において、薄い平板状でウレタン等の水分吸収部材２３が断熱材１９に固定されており、第１排気孔１５ｂの付近の結露を抑えている。
【００２１】
図６に示すように、第１及び第２熱交換体２１，２２のベース部材２１ａ，２２ａの大きさ（面積）、第１及び第２熱交換体２１，２２のピン２１ｂ，２２ｂの数は同じに設定されているが、第１熱交換体２１の高さＨ１よりも、第２熱交換体２２の高さＨ２が高いものに設定されている（第１熱交換体２１の高さＨ１と第２熱交換体２２の高さＨ２との比が、例えば１：３）。
【００２２】
図５の矢印Ｘ１に示すように、ターボファン１８は図５の紙面時計方向に回転駆動されるのであり、第１及び第２ケース１５，１６とターボファン１８の外周部との間隔（回転軸芯Ｐ１の半径方向の間隔）が、矢印Ｘ１の方向に沿って次第に大きくなり、第１及び第２排気経路１５ａ，１６ａに達するように構成されている。前述のように、第１熱交換体２１の高さＨ１よりも第２熱交換体２２の高さＨ２が高いものに設定されている点により、第１排気経路１５ａの断面積よりも、第２排気経路１６ａの断面積が大きなものになっている。
【００２３】
以上の構造により、ペルチェ素子２０において第１熱交換体２１の部分が吸熱側となり、第２熱交換体２２の部分が放熱側となるように、ペルチェ素子２０に所定の電圧を掛けたとする。この状態でターボファン１８が回転駆動されると、図５及び図６に示すように、空気が吸気口１６ｃから吸入され、第１及び第２熱交換体２１，２２に分岐して流れる。第１熱交換体２１に流れた空気が、第１熱交換体２１との熱交換によって冷風となり、第１排気経路１５ａを通って第１排気口１５ｂから排出される。第２熱交換体２２に流れた空気が、第２熱交換体２２との熱交換によって排風（温風）となり、第２排気経路１６ａを通って第２排気口１６ｂから排出される。
【００２４】
前述とは逆にペルチェ素子２０において第１熱交換体２１の部分が放熱側となり、第２熱交換体２２の部分が吸熱側となるように、ペルチェ素子２０に所定の電圧を掛けると、温風が第１排気口１５ｂから排出され、排風（冷風）が第２排気口１６ｂから排出される。ペルチェ素子２０に電圧を掛けなければ、温調装置１４の熱交換機能が停止して、常温の風が第１排気口１５ｂから排出される。
【００２５】
［発明の実施の第１別形態］
前述の［発明の実施の形態］においてはターボファン１８を使用しているが、ターボファン１８に代えて、シロッコファン（図示せず）を使用してもよい。
前述の［発明の実施の形態］において、ペルチェ素子２０、第１及び第２熱交換体２１，２２を、第１及び第２排気口１５ｂ，１６ｂに臨む位置まで延出してもよい。
前述の［発明の実施の形態］において、第１及び第２排気経路１５ａ，１６ａに、ペルチェ素子２０、第１及び第２熱交換体２１，２２を配置するのに加え、ターボファン１８（又はシロッコファン）の外周部に、ペルチェ素子２０、第１及び第２熱交換体２１，２２を配置するように構成してもよい。
【００２６】
［発明の実施の第２別形態］
前述の［発明の実施の形態］及び［発明の実施の第１別形態］において、以下の［１］〜［３］に記載のように構成してもよい。
【００２７】
［１］　第１及び第２熱交換体２１，２２のピン２１ｂ，２２ｂの数及び高さＨ１，Ｈ２を同じに設定した状態で、第１熱交換体２１の横幅よりも、第２熱交換体２２の横幅を大きなものに設定する（第２熱交換体２２を第２排気口１６ｂに臨む位置まで延出する）（第１熱交換体２１の横幅と第２熱交換体２２の横幅との比が、例えば１：３）。
【００２８】
［２］　第１及び第２熱交換体２１，２２のベース部材２１ａ，２２ａの大きさ（面積）、第１及び第２熱交換体２１，２２の高さＨ１，Ｈ２及び横幅を同じに設定した状態で、第１熱交換体２１のピン２１ｂの数よりも、第２熱交換体２２のピン２２ｂの数を多いものに設定する（第１熱交換体２１のピン２１ｂの数と第２熱交換体２２のピン２２ｂの数との比が、例えば１：３）。
【００２９】
［３］　前項［１］に記載のように、第１熱交換体２１の横幅と第２熱交換体２２の横幅との比を、例えば１：３に設定せずに１：２に設定した場合、前項［２］に記載のように、第１熱交換体２１のピン２１ｂの数と第２熱交換体２２のピン２２ｂの数との比を、例えば１：３に設定せずに１：２に設定した場合に、第１及び第２熱交換体２１，２２の材質を変更して、第１熱交換体の２１の熱伝導率よりも、第２熱交換体２２の熱伝導率を高いものに設定する。
【００３０】
本発明の温調装置１４は、前述の［発明の実施の形態］及び［発明の実施の第１別形態］、［発明の実施の第２別形態］に記載のように、シートの背もたれ部２ばかりではなく、シートの座部１にも使用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１の特徴によると、温調装置において、回転軸芯の半径方向に空気を出すファンを使用して、ファンを覆うケースの外周部の一部分から、ファンの回転の接線方向に排気経路を延出するように構成した場合、排気経路とファンの外周部との間に無駄な空間を残すことなく、ペルチェ素子、第１及び第２熱交換体を排気経路に配置することができるようになって、大きなペルチェ素子、第１及び第２熱交換体を排気経路に配置することができるようになり、温調装置の性能を高めることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】シートの全体斜視図
【図２】シートの背もたれ部の背面図
【図３】シートの背もたれ部の縦断側面図
【図４】シートの背もたれ部の横断平面図
【図５】温調装置の縦断背面図
【図６】温調装置の横断平面図
【符号の説明】
１５，１６　　　ケース
１５ａ，１６ａ　排気経路
１５ｂ　　　　　第１排気口
１６ｂ　　　　　第２排気口
１６ｃ　　　　　吸気口
１８　　　　　　ファン
２０　　　　　　ペルチェ素子
２０ａ　　　　　ペルチェ素子のファン側の端辺部
２１　　　　　　第１熱交換体
２１ｃ　　　　　第１熱交換体のファン側の端辺部
２２　　　　　　第２熱交換体
２２ｃ　　　　　第２熱交換体のファン側の端辺部
【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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【図６】
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