特開 2024-44850 シート温度調整装置及びそれを備えた車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024044850

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】シート温度調整装置及びそれを備えた車両

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/03 20060101AFI20240326BHJP

   A47C 7/74 20060101ALI20240326BHJP

   B60N 2/56 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

H05B3/03

A47C7/74 B

B60N2/56

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022150626

(22)【出願日】2022-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000419

【氏名又は名称】弁理士法人太田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 恒

【テーマコード（参考）】

3B084

3B087

3K092

【Ｆターム（参考）】

3B084JA06

3B084JF02

3B084JF04

3B087DE08

3B087DE10

3K092PP15

3K092QA05

3K092QB31

3K092QB33

3K092RF02

3K092RF17

3K092RF26

3K092UA12

3K092VV23

(57)【要約】

【課題】より簡易な構成により効率的にシートの温度等の制御を行うことが可能なシート温度調整装置を提供する。
【解決手段】互いに所定の間隙を隔てて第１の方向に沿ってそれぞれ延びる複数の正極と、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿ってそれぞれ延びると共に、前記複数の正極とそれぞれ対向配置された複数の負極と、対向する前記正極と前記負極との間に介在し、前記正極と前記負極との間に印加される電流に応じて温度変化可能な温度調整手段と、前記正極と前記温度調整手段との間と、前記負極と前記温度調整手段との間と、の少なくとも一方に配置された感圧導電層と、を含んで構成されたシート温度調整装置。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに所定の間隙を隔てて第１の方向に沿ってそれぞれ延びる複数の正極と、
前記第１の方向と交差する第２の方向に沿ってそれぞれ延びると共に、前記複数の正極とそれぞれ対向配置された複数の負極と、
対向する前記正極と前記負極との間に介在し、前記正極と前記負極との間に印加される電流に応じて温度変化可能な温度調整手段と、
前記正極と前記温度調整手段との間と、前記負極と前記温度調整手段との間と、の少なくとも一方に配置された感圧導電層と、
を含んで構成されたシート温度調整装置。

【請求項2】

前記温度調整手段の電気抵抗値、前記正極と前記負極の間を流れる電流値又は電圧値、の少なくとも１つを計測する計測手段と、
前記計測手段により得られた計測値に基づいて、前記着座領域内の圧力分布を算出する圧力分布算出手段と、
をさらに備える、請求項１に記載のシート温度調整装置。

【請求項3】

前記正極と前記負極との間に電源を介して電流を印加する電流調整手段と、
算出された前記圧力分布に基づいて乗員の着座位置を推定する着座位置推定手段と、をさらに備え、
前記電流調整手段は、前記着座位置推定手段が推定した乗員の前記着座位置に基づいて、前記着座位置に対応する前記温度調整手段に対する印加電流量を可変する、請求項２に記載のシート温度調整装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載のシート温度調整装置を有する車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、自動車等の車両に適用され得るシート温度調整装置及びそれを備えた車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば車両に適用されるシートに関して、着座した際の圧力を検知する面圧センサや、検知した圧力に基づいて座席を加温するシートヒータが提案されている。

【0003】

特許文献１には、車両用座席の着座部およびまたは背もたれ部の内部に設けられたシート状の感圧センサによって、座席にかかる乗員の圧力分布を測定する圧力分布検出装置が開示されている。

【0004】

特許文献２には、シート本体の内部に複数の感圧部を備えた着座センサが設けられ、着座センサによって検知された押圧力及び押圧位置のデータを所定時間計測しデジタル処理して乗員の身長や体重を算出し、その算出結果に基づいてエアバックの起爆装置等の各種装置の作動を制御可能な、着座センサ付きシートが開示されている。

【0005】

特許文献３には、車両の座席に設けた圧力センサによって乗員の行動を内部情報として入手し制御システムにこれらの情報を出力することで車両の挙動を制御することが開示されている。

【0006】

特許文献４には、車両のシートヒータにおいて、加熱対象者からの荷重により前記発熱手段に接触自在な正極及び負極と、それら電極及び発熱手段を離間させるスペーサとを備え、荷重により発熱手段と電極が接触することにより、発熱手段に通電され、発熱手段が発熱する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００２－４８６５８号公報

【特許文献2】特開平１０－２４４８６１号公報

【特許文献3】特開２０１９－２０７１６８号公報

【特許文献4】特開２０１０－４０１８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記特許文献１～３に記載の技術では、シートの圧力をセンサで検知して、検知結果に基づいてシートの加熱等の制御が行われる。これは、圧力センサと加熱手段とを同時に備える必要があり、コスト面で問題がある。また、特許文献４に記載の技術では、着座を繰り返すことや経時によるスペーサの劣化により、発熱が制御できなくなる問題を有している。よって、専用の圧力センサを備えずに簡易な構成で効率的にシートの温度制御を行うことができる技術が望まれていた。

【0009】

本開示は、上記した課題を一例に鑑みて為されたものであり、より簡易な構成により効率的にシートの温度等の制御を行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、本開示の一実施形態におけるシート温度調整装置は、互いに所定の間隙を隔てて第１の方向に沿ってそれぞれ延びる複数の正極と、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿ってそれぞれ延びると共に、前記複数の正極とそれぞれ対向配置された複数の負極と、対向する前記正極と前記負極との間に介在する温度調整手段と、前記正極と前記温度調整手段との間と、前記負極と前記温度調整手段との間と、の少なくとも一方に配置された感圧導電層と、を含んで構成されたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、より簡易な構成により効率的にシートの温度等の制御を行うことができるシート温度調整装置と、それを備えた車両を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の一実施形態に係るシート温度調整装置の外観を示した模式図である。

【図2】本開示の一実施形態に係るシート温度調整装置の構成を示した平面図である。

【図3】図２におけるＡ－Ａ断面図である。

【図4】図３におけるＢ部拡大図である。

【図5】本開示の一実施形態に係るシート温度調整装置により得られた圧力分布結果の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に本開示の好適な実施形態について説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。また、本開示は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

【0014】

［シート温度調整装置］
図１～図４に、本開示の一実施形態に係るシート温度調整装置を示している。図１は、車両のシートＳに本実施形態に係るシート温度調整装置１００を取り付けた場合の斜視図を示している。

【0015】

車両のシートＳは、座面部及び背面部を備える公知のシートであり、外表面は布や合成皮革で被覆されている。本実施形態に係るシート温度調整装置１００はシートＳの座面において、外表面の内側に設けられている。なお図１では本実施形態に係るシート温度調整装置１００は座面の一部に設けられているが、これに限られるものではなく、座面の全面に設けられてもよいし、座面に加えて背面やヘッドレストに設けられていてもよい。

【0016】

本実施形態のシート温度調整装置１００は、図示しない制御部及び公知の記憶部（メモリおよびデータベース）を備えている。制御部は、一つ又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを備えて構成される。制御部の一部又は全部は、ファームウェア等の更新可能なもので構成されてもよく、また、ＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。上記した記憶部のうちメモリは、ＲＡＭ（Random Access Memory）又はＲＯＭ（Read Only Memory）等の公知のメモリデバイスで構成されていてもよい。

【0017】

また、上記した記憶部のうちデータベースは、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）あるいはＵＳＢフラッシュやストレージ装置等の更新可能な公知の記録媒体で構成されていてもよい。ただし、本実施形態では上記した記憶部の数や種類は特に限定されない。本実施形態の記憶部は、制御部により実行されるコンピュータプログラムや、演算処理に用いられる種々のパラメータ、検出データ、演算結果等の情報を記録するように構成されていてもよい。

【0018】

図２は本実施形態に係るシート温度調整装置１００の内部構成を示した平面図である。本実施形態に係るシート温度調整装置１００は、互いに所定の間隙を隔ててＸ方向（第１の方向）に沿ってそれぞれ延びる複数の正極１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ・・・）と、Ｘ方向と交差するＹ方向（第２の方向）に沿ってそれぞれ延びる複数の負極２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ・・・）と、を有する。このようにマトリックス状に配置された正極１０と負極２０との間は、図示しない電源を介して電流が印加可能となっている。

【0019】

正極１０及び負極２０は共に、金属等の導電性の素材により形成されており、長尺の線状の形状を有している。なお図１において正極１０及び負極２０は共に１２本ずつ配置されているがこれに限られるものではなく、シート温度調整装置１００のサイズに応じてそれぞれ必要な本数を備えていてもよい。複数の正極１０及び負極２０の幅、長さ、厚み等は特に制限はなく、適宜選択可能である、また、複数の正極１０同士における相互の間隔や、複数の負極２０における相互の間隔についても、特に制限はなく、適宜選択が可能である。

【0020】

図２に示されるように、複数の正極１０と、複数の負極２０とは、それぞれ交差した異なる方向（Ｘ方向及びＹ方向）にそれぞれ延びると共に対向して配置されることにより、正極１０と負極２０とが協働して格子形状をなしている。また、正極１０と負極２０との交点には、電流を付与することにより加熱が行われる温度調整手段３０としての電熱線（ニクロム線や鉄クロム線）３１が配置されている。そして、任意の正極１０と負極２０との間に電流が付与されることにより、電熱線３１が加熱される。なお温度調整手段３０として電熱線に限られるものではなく、公知のペルティエ素子などを適用することも可能である。なおペルティエ素子を温度調整手段３０に適用した場合、加熱だけで無く冷却を行うことも可能となる。

【0021】

図１に示されるように、複数の正極１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ・・・）にはそれぞれ対応するスイッチＳＷ（ＳＷ_１０ａ、ＳＷ_１０ｂ、ＳＷ_１０ｃ、ＳＷ_１０ｄ、・・・）が電気的に接続されている。同様に複数の負極２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ・・・）には、それぞれ対応するスイッチＳＷ（ＳＷ_２０ａ、ＳＷ_２０ｂ、ＳＷ_２０ｃ、ＳＷ_２０ｄ、・・・）が電気的に接続されている。それぞれのスイッチは別々に動作可能とすることにより、正極１０と負極２０との間に電流を流すことが可能となる。
なお本実施形態では複数の正極と複数の負極にそれぞれスイッチを設けたが、本開示はこの形態に限られず、例えば上記スイッチを適宜省略して上記制御部（すなわちソフトウェアによる制御）で走査する形で複数の正極と複数の負極に対して所望のタイミングで電流を順次印加するようにしてもよい。

【0022】

図３の断面図に示されるように、正極１０の負極２０と対向する面には、感圧導電層１２が設けられている。同様に、負極２０の正極１０と対向する面には、感圧導電層２２が設けられている。そして、正極１０の感圧導電層１２と、負極２０の感圧導電層２２との間には、電熱線３１が配置されている。換言すれば、電熱線３１は、感圧導電層１２及び２２を介して、正極１０及び負極２０と電気的に接続されている。

【0023】

感圧導電層１２及び２２は、自然状態では絶縁状態であるが、加圧される度合いにより電気抵抗値がリニアに変化する（低下する）性質を有する機能を有する。感圧導電層１２、感圧導電層２２を形成する素材としては、公知の感圧導電性塗料等が適用される。感圧導電層１２及び２２は、具体的には、絶縁性を有する樹脂材料に、導電性のカーボン粒子等を分散することにより成形することが可能である。感圧導電層１２及び２２は、無加圧状態では導電性粒子は互いに接触しておらず導通経路を形成していないので、高い電気抵抗値を示す。そして、加圧することにより導電性粒子が次第に接触し始め、導通経路が形成されるので電気抵抗値が低下する。さらに、減圧すると樹脂の復元力で導電性粒子は再び非接触状態に戻り、電気抵抗値が高くなる。

【0024】

なお図３では、正極１０の負極２０と対向する面には感圧導電層１２、負極２０の正極１０と対向する面には感圧導電層２２が設けられているが、必ずしも感圧導電層１２と感圧導電層２２を両方備える必要はなく、少なくとも一方が備えられていればよい。また、感圧導電層１２及び２２は、感圧導電性塗料ではなく、公知の感圧導電性ゴムや、感圧導電性エラストマー等が適用されてもよい。

【0025】

すなわち、本実施形態のシート温度調整装置１００は、対向配置する正極１０と負極２０の間に電熱線３１を介在させる。さらに、正極１０と電熱線３１との間、負極２０と電熱線３１との間、の少なくとも一方に、加圧により導電性を奏する感圧導電層１２及び２２を形成する。このような構成とすることにより、本実施形態のシート温度調整装置１００を適用した場合、乗員のシートへの着座により圧力が加えられた場合、圧力が加えられた部分の感圧導電層の電気抵抗値が低下するので、正極１０と負極２０の間により多くの電流が流れ、電熱線３１が加熱される。一方で、圧力が加えられない部分の電熱線３１は電気抵抗値が低下しないため、必要領域のみの加温が実現でき、省エネルギーの実現に貢献できる。

【0026】

図４により本実施形態のシート温度調整装置１００をさらに詳細に説明する。図４に示されるように、本実施形態のシート温度調整装置１００は、電熱線３１の電気抵抗値を計測することが可能な、計測手段４０として公知の電気抵抗計４１を備えている。すなわち、本実施形態のシート温度調整装置１００は、複数の正極１０と複数の負極２０とが交差する領域に設けられた電熱線３１の電気抵抗計４１が、公知の導線４２を介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、計測手段４０としては電気抵抗計を例示して説明するが、これに制限されるものではなく、例えば正極１０と負極２０の間を流れる電流値又は電圧値を計測可能な他の公知の計測機器であってもよいし、それら複数の組み合わせであってもよい。

【0027】

さらに本実施形態のシート温度調整装置１００は、着座領域内の圧力分布を算出する圧力分布算出手段５０を備えている。圧力分布算出手段５０は、上記の電気抵抗計４１に接続されており、電気抵抗計４１により計測された電気抵抗値に基づいて、着座領域内の圧力分布を算出する機能を有する。圧力分布算出手段５０は、具体的には一つ又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサにより構成されていてもよく、上記したシート温度調整装置１００の制御部に組み込まれていてもよい。

【0028】

圧力分布算出手段５０による圧力分布を算出する方法を説明すると、まず、正極１０に対して、正極１０ａ、正極１０ｂ、正極１０ｃ・・・のように順々に電流を印加すると共に、負極２０に対しても同様に、負極２０ａ、負極２０ｂ、負極２０ｃ・・・のように順々に電流を印加し、任意の電熱線３１における電気抵抗値を電気抵抗計４１により取得する。得られた電気抵抗値と、その電気抵抗値を示す電熱線の箇所とを対応させると共に、複数の電熱線３１ごとに電気抵抗値の測定と箇所の対応付けとを繰り返すことにより、着座領域内の圧力分布を算出することが可能となる。

【0029】

なお図４においては、個々の電熱線３１に一つの電気抵抗計４１及び圧力分布算出手段５０を有する例を用いて説明したがこれに限られるものではなく、上記機能を達成可能な限りにおいて、電気抵抗計４１及び圧力分布算出手段５０の設置数は制限はない。すなわち、シート温度調整装置１００内に電気抵抗計４１及び圧力分布算出手段５０はそれぞれ一つずつ備えられるものとしてもよい。

【0030】

図５は、圧力分布算出手段５０により算出された圧力分布結果の一例を示す。図５には横１２個×縦１２個の温度調整手段３０が格子状に均等に配置されている。個々の温度調整手段３０において白抜きの四角で示されている箇所は着座圧力が「低」、ハッチングで示されている箇所は着座圧力が「中」、黒い四角で示されている箇所は着座圧力が「高」として示される。圧力分布算出手段５０は具体的には、予め設定した着座圧力「低」の電気抵抗値の範囲、着座圧力「中」の電気抵抗値の範囲、及び着座圧力「高」の電気抵抗値の範囲に基づいて、圧力分布を算出することができる。

【0031】

本実施形態のシート温度調整装置１００はさらに、乗員の着座位置を推定する着座位置推定手段６０を備えるようにしてもよい。着座位置推定手段６０は、具体的には一つ又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサにより構成されていてもよく、上記したシート温度調整装置１００の制御部に組み込まれていてもよい。着座位置推定手段６０は、上述した圧力分布算出手段５０により算出された圧力分布に基づいて、シート温度調整装置１００における乗員の着座位置を推定する機能を有する。例えば着座位置推定手段６０は、図５において圧力分布算出手段５０が着座圧力「中」及び着座圧力「高」とした範囲を、乗員の着座位置として推定することができる。

【0032】

さらに着座位置推定手段６０は、圧力分布算出手段５０により算出された圧力分布に基づいて、予め定められ記憶された圧力分布と乗員の身体箇所とのデータベースに照らし合わせて、乗員の身体箇所を推定するようにしてもよい。例えば、着座した乗員の臀部や大腿部等の箇所をそれぞれ推定するようにしてもよい。

【0033】

本実施形態のシート温度調整装置１００はさらに、正極１０と負極２０との間に印加される電流の量（印加電流量）を可変とする電流調整手段７０を備えるようにしてもよい。電流調整手段７０は、具体的には一つ又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサにより構成されていてもよく、上記したシート温度調整装置１００の制御部に組み込まれていてもよい。電流調整手段７０は、上述した着座位置推定手段６０が推定した乗員の着座位置に基づいて、その着座位置に対応する温度調整手段３０に加えられる電流量を変更する機能を有する。例えば、上述のように圧力分布算出手段５０が着座圧力「中」及び着座圧力「高」とした範囲を、着座位置推定手段６０が乗員の着座位置として推定し、さらに電流調整手段７０が、乗員の着座位置として推定された箇所の少なくとも一部における電熱線３１に印加される電流を調整することができる。このように電流調整手段７０は、着座によって生じた最も圧力が高い部分に対してそのまま電流を印加せずに、着座位置推定手段６０が推定した乗員の着座位置に基づいて印加する電流量を変更してもよい。

【0034】

図５では、着座位置推定手段６０は、圧力分布算出手段５０が着座圧力「中」及び着座圧力「高」とした範囲を乗員の着座位置として推定するものとする。さらに着座位置推定手段６０は、着座圧力「高」とした範囲を着座した乗員の臀部位置と推定し、臀部位置よりも身体前側（図の－Ｙ方向）を大腿部位置と推定するものとする。そして、電流調整手段７０は、臀部位置と推定した箇所の温度調整手段３０への電流量を下げると共に、大腿部位置と推定した箇所の温度調整手段３０への電流量を上げることができる。

【0035】

なお電流調整手段７０による調整は、着座する乗員の指示に基づいて行われてもよい。具体的には、図示しない画像表示装置等に表示された着座位置推定結果及び推定された着座位置における推定温度に対して、乗員が温度を上げる又は下げる等の指示を行い、当該指示に基づいて電流調整手段７０が電流量を上げる又は下げる等の処理を実行することとしてもよい。

【0036】

なお上述のとおり添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。すなわち当業者であれば上記した実施形態に対して更なる変形を試みることは明らかであり、これらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0037】

すなわち本実施形態のシート温度調整装置１００において、正極１０と負極２０との間には、感圧導電層を介して、電熱線３１等の温度調整手段３０を配置する例を説明した。しかしながら、この温度調整手段３０を例えば振動部材とし、乗員の着座圧力に応じて振動が発生する構成とすることもできる。

【0038】

本実施形態のシート温度調整装置１００は、乗員による着座圧力が大きいほど、電気抵抗値が減少して温度調整手段３０に大きな電流が流れる。よって、面圧センサを必要とせずに簡易な構成によりシートの温度調整が可能であり、効率的に省エネルギーに貢献できる。

【0039】

さらに本実施形態のシート温度調整装置１００は、温度調整手段３０の電気抵抗値や電流量、電圧値を計測手段４０により取得し、その計測値に基づいて圧力分布算出手段５０を用いて圧力分布を算出することにより、専用の面圧センサを用いずに面圧センサと同等の効果を得ることができる。

【0040】

さらに本実施形態のシート温度調整装置１００は、乗員の着座位置を推定する着座位置推定手段と、推定した着座位置に基づいて温度調整手段３０への電流を印加する電流調整手段を備えることにより、着座者の好みに応じた温度調整を行うことが可能となる。

【0041】

本実施形態のシート温度調整装置１００は、公知のガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関を駆動力源とする車両に適用することも可能であるし、駆動用モータを備えた電気自動車やハイブリッド電気自動車に適用することも可能である。

【符号の説明】

【0042】

１００：シート温度調整装置、１０：正極、１２：感圧導電層、２０：負極：、２２：感圧導電層、３０：温度調整手段、４０：計測装置、５０：圧力分布算出手段、６０：着座位置推定手段、７０：電流調整手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】