(57)【要約】【課題】加熱対象者の体が接触している部位のみを加温し、効率的な暖房を行えるヒータ装置を提供する。【解決手段】通電時に発熱する発熱手段３０と、少なくとも一方の電極を発熱手段３０に離間して対向配置するとともに、加熱対象者からの荷重により発熱手段３０に接触自在な正極２０Ａ及び負極２０Ｂと、少なくとも一方の電極及び発熱手段３０を離間させるスペーサ４０とを備え、加熱対象者からの荷重に応じた少なくとも一方の電極と発熱手段３０との接触領域Ｒの変化に基づいて、発熱手段３０における発熱状態が変更されるヒータ装置Ｘ。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電時に発熱する発熱手段と、
少なくとも一方の電極を前記発熱手段に離間して対向配置するとともに、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、
前記少なくとも一方の電極及び前記発熱手段を離間させるスペーサと、を備え、
前記加熱対象者からの荷重に応じた前記少なくとも一方の電極と前記発熱手段との接触領域の変化に基づいて、前記発熱手段における発熱状態が変更されるヒータ装置。
【請求項２】
前記正極及び負極は、前記発熱手段との接触状態において前記発熱手段を介して平行配置してある請求項１に記載のヒータ装置。
【請求項３】
前記正極及び負極は、前記発熱手段と前記スペーサを介して離間して対向配置された基材上に配設してある請求項１又は２に記載のヒータ装置。
【請求項４】
前記正極及び負極のそれぞれは、幹部及び前記幹部から突出する複数の枝部を有する櫛歯体で構成してあり、
前記正極の枝部及び前記負極の枝部が交互に並置されるように、両電極を同一平面上に配設してある請求項１〜３の何れか一項に記載のヒータ装置。
【請求項５】
前記スペーサに、開口した窓部を複数設けた請求項１〜４の何れか一項に記載のヒータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のシート等の暖房を行うヒータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車等のシートには、加熱対象者に対する暖房加温を行なう発熱手段が、加熱対象者の臀部・大腿部が接触する座面部や、加熱対象者の背中が接触する背面部などに配設してある。例えば発熱手段である電気ヒータは、座面部及び背面部の略全面に装着され、シート表面温度は全体に亘って均一になるようにしたものが知られていた（例えば特許文献１）。しかし、シート全面に電気ヒータを装着する方式のものではコスト面で問題があった。
【０００３】
特許文献２には、電気ヒータを、臀部の接触部より大腿部の接触部に密に配設して、シート表面温度に分布をもたせるシート加熱装置が開示してある。当該文献２には、これにより、シートに装着する電気ヒータの面積を低減して低コスト化を図るとともに、従来と同様の暖房感覚が保持できる旨が記載してある。
【０００４】
【特許文献１】実公昭５７−１２６１９６号公報
【特許文献２】特開平１０−９７８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載の技術では、加熱対象者の体がシートに接触していないシート部位にも発熱手段が配設してある。これは、加熱対象者の体格、着座位置、着座姿勢等の変化に対応できるようにするため、座面部及び背面部の全面に亘って発熱手段を装着したものである。
【０００６】
しかし、加熱対象者の体が接触していないシート部位を加温するのは効率的ではない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、加熱対象者の体が接触している部位のみを加温し、効率的な暖房を行えるヒータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係るヒータ装置の第一特徴構成は、通電時に発熱する発熱手段と、少なくとも一方の電極を前記発熱手段に離間して対向配置するとともに、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、前記少なくとも一方の電極及び前記発熱手段を離間させるスペーサと、を備え、前記加熱対象者からの荷重に応じた前記少なくとも一方の電極と前記発熱手段との接触領域の変化に基づいて、前記発熱手段における発熱状態が変更される点にある。
【０００９】
即ち、加熱対象者の荷重が作用しない場合には、正極及び負極のうち少なくとも何れか一方の電極と発熱手段とがスペーサを介して離間する。このため、正極と負極との間では通電が行われず、発熱手段は発熱しない。一方、当該荷重が作用する場合には、発熱手段が、正極及び負極のうち少なくとも何れか一方の電極であって、発熱手段と離間している電極の側に撓んで両者が接触する。これにより、発熱手段に通電され、発熱手段が発熱する。
このように、本構成では、加熱対象者の体が接触している部位に加熱対象者からの荷重が作用すると、当該部位の発熱手段のみに通電され発熱するから、非常に効率的な暖房効果を得ることができる。
【００１０】
また、本構成では、正極及び負極のうち少なくとも何れか一方の電極と発熱手段との接触領域の変化に基づいて、発熱手段における発熱状態が変更される。
接触領域は、加熱対象者の荷重に応じてその領域の大きさが決定される。即ち、当該荷重が大きい場合には例えば発熱手段の撓み変形が大きくなり、前記接触領域が大きくなる。この結果、発熱する発熱手段の領域が大きくなり、ヒータ装置全体としての通電量及び発熱量が増えることになる。
【００１１】
本発明に係るヒータ装置の第二特徴構成は、前記正極及び負極は、前記発熱手段との接触状態において前記発熱手段を介して平行配置した点にある。
【００１２】
発熱手段に荷重が作用し、発熱手段が撓み変形する場合、正極及び負極と発熱手段との接触により形成される接触領域の広さは、発熱手段に作用する荷重の大きさに略比例する。本構成では、発熱手段に接触した正極及び負極が平行となるように構成してある。よって、接触領域を形成する発熱手段に着目した場合、発熱手段の単位長さあたりの通電量は略一定となる。このため、夫々の接触領域において加熱対象者の荷重に応じた安定的な暖房効果が発揮される。
【００１３】
本発明に係るヒータ装置の第三特徴構成は、前記正極及び負極は、前記発熱手段と前記スペーサを介して離間して対向配置された基材上に配設した点にある。
【００１４】
本構成のように、正極及び負極の両電極を、発熱手段に対向する一方の側の基材上にそれぞれ配設することで、加熱対象者からの荷重によりヒータ装置が変形したとしても両電極どうしの間隔は変化し難い。よって、ヒータ装置に荷重が作用し、発熱手段に双方の電極が接触した場合に、接触領域の広さに応じた適切な発熱効果を得ることができる。このように、双方の電極を一つの基材上に形成することで、動作信頼性に優れたヒータ装置を得ることができる。
【００１５】
本発明に係るヒータ装置の第四特徴構成は、前記正極及び負極のそれぞれは、幹部及び前記幹部から突出する複数の枝部を有する櫛歯体で構成してあり、前記正極の枝部及び前記負極の枝部が交互に並置されるように、両電極を同一平面上に配設した点にある。
【００１６】
本構成のように、正極の枝部及び負極の枝部を交互に並置し、両電極を同一平面上に櫛歯状に配置することで、基材の広い面積に亘って正極と負極とを均等間隔に敷設することができる。櫛歯状の電極であるから、正極および負極の夫々は一本の電極で構成してある。よって、発熱手段に荷重が作用し、発熱手段に所定の撓み変形が生じた箇所では、双方の電極と発熱手段とが確実に導通する。よって、荷重作用状態に応じて加熱すべき領域を精度よく加熱することができるヒータ装置を得ることができる。
【００１７】
本発明に係るヒータ装置の第五特徴構成は、前記スペーサに、開口した窓部を複数設けた点にある。
【００１８】
本構成のように、スペーサに複数の窓部を形成することで、発熱手段に対する通電箇所を予め制限することができる。また、夫々の窓部の間には、スペーサによる仕切部が形成されることになる。よって、加熱対象者によって作用した荷重が過大である場合でも、発熱手段と両電極とが無制限に接触することを仕切部が阻止し、通電量を制限することができる。つまり、荷重が作用した任意の箇所の発熱手段を確実に発熱させつつ、過大な発熱を防止することができ、極めて効率的かつ合理的なヒータ装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明は、車両のシート等の暖房を行うヒータ装置に関する。当該ヒータ装置は車両用シートに限らず、使用者が着座姿勢或いは横臥姿勢をとり得る椅子・ソファー・ベッド等に備えることも可能である。本実施形態では、車両用シートにヒータ装置を搭載した場合について説明する。
【００２０】
図１〜図４に示したように、本発明のヒータ装置Ｘは、加熱対象者が着座するシート１に配設されて通電時に発熱する発熱手段３０と、少なくとも一方の電極を発熱手段３０に離間して対向配置するとともに、加熱対象者からの荷重により発熱手段３０に接触自在な正極２０Ａ及び負極２０Ｂとを備える。さらに、正極２０Ａ及び負極２０Ｂのうち少なくとも何れか一方の電極と発熱手段３０とを離間させるスペーサ４０を備え、加熱対象者からの荷重に応じた少なくとも一方の電極と発熱手段３０との接触領域Ｒの変化に基づいて、発熱手段３０における発熱状態が変更される。
【００２１】
車両には、搭乗者である加熱対象者の着座可能な複数の車両用シート１が搭載してある。このシート１の着座部を形成するシートクッション２には、平板状のヒータ本体１０が着座部の面方向に沿わせて埋設してある。シート１の背もたれを形成するシートバック３にも同様にヒータ本体１０が埋設してある。本実施形態では、このうちシートクッション２に埋設してあるヒータ装置Ｘを例に説明する。
【００２２】
ヒータ本体１０は、例えばシートクッション２の形状を作るポリウレタン材であるクッション体５と、シートクッション２の表面を被覆する布材又は革材からなる被覆材６との間に配設してある。ヒータ本体１０は、クッション体５に対して位置ずれしないように、両面テープ・接着剤等の粘着部材によりクッション体５の上面に固定してある。
【００２３】
ヒータ本体１０の詳細を図２に示す。図２の上下方向は、シート１の前後方向に対応している。ヒータ本体１０は幅方向（左右方向）に対称な構造を有する。ヒータ本体１０は、内面側に発熱手段３０を配設し、複数の樹脂フィルムを積層したフレキシブルなフィルム材で構成した基材１１と、正極２０Ａ及び負極２０Ｂを配設した基材１６を有する。
さらにヒータ本体１０は、電極を電源に接続するコネクタ１３とハーネス１４とを備える。
【００２４】
ヒータ本体１０は、一対の枠部１５と、前後方向に所定の間隔をおいてそれぞれ幅方向内側に延出する梯子形状の延出部とを有する。これら７つの延出部は、夫々ユニットＵ１〜Ｕ７を形成する。各ユニットＵ１〜Ｕ７は、電極２０・発熱手段３０・スペーサ４０を備える。スペーサ４０は、例えばその両面に粘着材１２を塗布して、スペーサに対して電極２０あるいは発熱手段３０が位置ズレするのを防止している。
【００２５】
本実施形態では、正極２０Ａ及び負極２０Ｂは、発熱手段３０とスペーサ４０を介して離間して対向配置された基材１６上にそれぞれ配設してある。
これら正極２０Ａ及び負極２０Ｂは基材１６の上で互いに平行に配設する。
これは、発熱手段３０に両電極２０Ａ及び負極２０Ｂが接触する際の発熱量を安定化させるためである。即ち、発熱手段３０に荷重が作用し、発熱手段３０が撓み変形する場合、正極２０Ａ及び負極２０Ｂと発熱手段３０との接触により形成される接触領域Ｒの広さは、発熱手段３０に作用する荷重の大きさに略比例する。本実施形態では、発熱手段３０との接触状態において発熱手段３０を介して正極２０Ａ及び負極２０Ｂが平行となるように構成してある。
接触領域Ｒを形成する正極２０Ａ及び負極２０Ｂに着目した場合、各電極間の距離は一定である。よって、接触領域Ｒが形成された箇所では、単位長さ当りの正極２０Ａと負極２０Ｂとの間の発熱手段３０には一定の電流が流れる。このため、接触領域Ｒの単位面積あたりの発熱量が略一定となる。このように、本実施形態のヒータ装置であれば、夫々の接触領域Ｒにおいて加熱対象者の荷重に応じた安定的な暖房効果を発揮することができる。
【００２６】
特に本実施形態では、正極２０Ａ及び負極２０Ｂを基材１６の同一平面状に配置してある。当該基材１６と、発熱手段３０を設けたもう一方の基材１１との間には、スペーサ４０を挿入してある。これにより、双方の電極２０Ａ，２０Ｂと発熱手段３０とは、加熱対象者の荷重が作用していない場合に離間させることができる。
【００２７】
さらに、正極２０Ａ，負極２０Ｂのそれぞれは、図４に示すごとく、幹部２２及び幹部２２から突出する複数の枝部２３を有する櫛歯体２１で構成してある。ここでは、正極２０Ａは、幹部２２Ａ及び四本の枝部２３Ａ１〜２３Ａ４を有する櫛歯体２１Ａで構成してあり、負極２０Ｂは幹部２２Ｂ及び四本の枝部２３Ｂ１〜２３Ｂ４を有する櫛歯体２１Ｂで構成してある。これらの構成により、正極２０Ａの枝部２３及び負極２０Ｂの枝部２３は同一平面上で交互に並置される。
【００２８】
正極２０Ａの枝部２３及び負極２０Ｂの枝部２３を交互に並置し、両電極２０Ａ，２０Ｂを同一平面上に配置することで、基材１６の広い面積に亘って正極２０Ａと負極２０Ｂとを均等間隔に敷設することができる。櫛歯状の電極であるから、正極２０Ａおよび負極２０Ｂの夫々は一本の電極で構成してある。よって、発熱手段３０に荷重が作用し、発熱手段３０に所定の撓み変形が生じた箇所では、双方の電極２０Ａ,２０Ｂと発熱手段３０とが確実に導通する。よって、荷重作用状態に応じて加熱すべき領域を精度よく加熱することができるヒータ装置Ｘを得ることができる。
本実施形態では、正極２０Ａ，負極２０Ｂのそれぞれを櫛歯体２１で構成した場合について説明したが、このような態様に限られるものではない。
【００２９】
発熱手段３０は、加熱対象者が着座するシートクッション２に配設されて通電時に発熱する。
発熱手段３０としては、例えば、低温時には電気抵抗が低くなり、高温時には電気抵抗が高くなる、いわゆるポジティブサーマルコントロール機能を有する発熱材（所謂ＰＴＣヒータ）を使用する。発熱手段３０は、正極２０Ａ及び負極２０Ｂ間が通電して電圧が供給されることで発熱する。
【００３０】
スペーサ４０は、正極２０Ａ，負極２０Ｂのうちの少なくとも何れか一方の電極と発熱手段３０との間に装入される。当該スペーサ４０には、開口した窓部４１を複数設けてある。
本実施形態では、矩形状に形成した四つの窓部４１ａ〜４１ｄが形成してある。窓部４１の形状は矩形上に限らず、円形でもよい。
各窓部４１ａ〜４１ｄは、仕切部４２ａ〜４２ｃによって仕切られる。この仕切部４２により発熱手段３０を支持することができる。
このように、スペーサ４０に複数の窓部４１ａ〜４１ｄを形成することで、発熱手段３０に対する通電箇所を予め制限することができる。また、夫々の窓部４１ａ〜４１ｄの間に形成された仕切部４２ａ〜４２ｃは、仮に、加熱対象者によって作用した荷重が過大である場合でも、発熱手段３０と両電極２０Ａ，２０Ｂとが無制限に接触することを有効に阻止し、通電量を制限することができる。つまり、荷重が作用した任意の箇所の発熱手段３０を確実に発熱させつつ、過大な発熱を防止することができ、極めて効率的かつ合理的なヒータ装置Ｘを得ることができる。
【００３１】
加熱対象者の着座荷重が変化した場合の、当該ヒータ装置Ｘの発熱量の変化についてより詳細に説明する。当該ヒータ装置Ｘでは、双方の電極２０Ａ，２０Ｂと発熱手段３０との接触領域Ｒの変化に基づいて、発熱手段３０における発熱状態が変更される。
即ち、加熱対象者の着座荷重がない場合には、正極２０Ａ，負極２０Ｂと発熱手段３０とがスペーサ４０を介して離間し、正極２０Ａ，負極２０Ｂが通電しない状態となっている（図３（ａ））。
一方、着座荷重がある場合には、発熱手段３０が正極２０Ａ，負極２０Ｂの側に撓んで接触し、正極２０Ａ，負極２０Ｂが発熱手段３０を介して通電する状態となる（図３（ｂ））。
【００３２】
本構成では、加熱対象者の体が接触しているシート部位のみに着座荷重が作用して正極２０Ａ，負極２０Ｂが発熱手段３０に通電し、当該発熱手段３０が発熱する。
一方、加熱対象者の体が接触していないシート部位は、正極２０Ａ，負極２０Ｂの少なくとも一方の電極と発熱手段３０とがスペーサ４０を介して離間しており、正極２０Ａ，負極２０Ｂが発熱手段３０に通電しないため発熱手段３０は発熱しない。
このように、本構成であれば、発熱手段において着座荷重が作用している部位のみが発熱するため、効率的かつ合理的なヒータ装置Ｘを得ることができる。
【００３３】
本構成では、双方の電極２０Ａ，２０Ｂが一方の基材１６に形成してある例を示した。しかし、これら電極の一方が発熱手段３０の側に配設してあり、しかも、当該一方の電極が発熱手段３０と常時短絡しているものであってもよい。このような構成であっても、発熱手段３０が撓んだ際には双方の電極２０Ａ,２０Ｂおよび発熱手段３０が接触し、発熱手段３０の通電箇所で所定の熱量を発生させることができる。
【００３４】
〔別実施の形態１〕
上述した実施形態では、例えば正極２０Ａにおいて、隣接する枝部２３Ａ１〜２３Ａ４間の間隔は等間隔とした。しかし、このような態様に限られるものではなく、正極２０Ａ，負極２０Ｂのそれぞれにおいて、隣接する枝部２３間の間隔が異なった部位を形成することが可能である（図５）。
【００３５】
例えば隣接する枝部２３どうしの間隔が狭く設定してあると、着座荷重が作用したときに、発熱手段３０に対して正極２０Ａ及び負極２０Ｂから通電される際の通電抵抗が減少するため、発熱手段３０には大きな電流が流れる。この結果、枝部２３どうしの間隔が狭い箇所では、発熱量が増加する。
逆に、枝部２３どうしの間隔が広い箇所では、両電極間の通電抵抗が増大し、発熱手段３０での発熱量は減少する。
【００３６】
〔別実施の形態２〕
上述した実施形態では、スペーサ４０の厚みは一定の場合について説明した。しかし、これに限られるものではなく、スペーサ４０の厚みを変化させる厚さ調整部５０を形成してもよい（図６）。
厚さ調整部５０は、正極２０Ａ，負極２０Ｂと発熱手段３０との離間距離を調節することができる。
厚さ調整部５０によってスペーサ４０の厚みを変化させた部位と、厚さ調整部５０を配設しないためスペーサ４０の厚みを変化させていない部位とにおいて、仮に着座荷重が同じ条件で作用したとき、正極２０Ａ，負極２０Ｂと発熱手段３０とが接触する領域やタイミングを、それぞれの部位によって異ならせることができる。
例えば、スペーサ４０の厚みが厚い部分では、着座荷重が大きな場合でも通電し難くなるため、ヒータ装置の作動感度を鈍くすることができる。一方、スペーサ４０の厚みが薄い箇所では、電極２０Ａ,２０Ｂと発熱手段３０とが接触し易くなり、作動感度を高めることができる。
【００３７】
〔別実施の形態３〕
上述した実施形態では、単一の発熱手段３０を使用した場合について説明した。しかし、これに限られるものではなく、発熱手段３０は、異なる種類の発熱体を複数備えることが可能である（図外）。複数の発熱体は、それぞれの発熱量が異なる。
【００３８】
仮に、異なる種類の発熱体に着座荷重が同じ条件で作用すれば、それぞれの発熱体において発熱量を異ならせることができる。
従って、本構成であれば、ヒータ装置Ｘの発熱量を部位によって変化させることができる。
【００３９】
〔別実施の形態４〕
上述した実施形態では、電極２０（正極２０Ａ，２０Ｂ）・発熱手段３０・スペーサ４０の配置態様は、正極２０Ａ，負極２０Ｂを同一平面状に配置し、一つのスペーサ４０を両電極２０Ａ，２０Ｂ及び発熱手段３０の間に装入した場合について説明した。しかし、このような態様に限られるものではない。
【００４０】
例えば、正極２０Ａ，負極２０Ｂを同一平面状に配置せず、正極２０Ａと負極２０Ｂの間に発熱手段３０を装入し、二つのスペーサ４０のそれぞれを、正極２０Ａ及び発熱手段３０の間、負極２０Ｂ及び発熱手段３０の間に装入してもよい。
この場合、正極２０Ａおよび負極２０Ｂは、それぞれ異なる基材に配設し、発熱手段３０は基材に配設しない態様とすることができる。加熱対象者の着座荷重がヒータ装置Ｘに作用すると、発熱手段３０の両側に位置する正極２０Ａおよび負極２０Ｂが撓んで発熱手段３０と接触し、正極２０Ａ，負極２０Ｂが発熱手段３０を介して通電する。発熱手段３０は、当該着座荷重によって、ある程度撓むように構成すれば、ヒータ装置Ｘ全体が加熱対象者の着座荷重に応じた形状に変形し易くなり、正極２０Ａおよび負極２０Ｂが発熱手段３０と接触し易くなる。
【００４１】
〔別実施の形態５〕
上記実施形態では、スペーサ４０の形態として、開口した窓部４１を複数設けた例を示した。しかし、この他にも、基材１１と基材１６との間に点状のスペーサを散点状に配置したものであってもよい。本構成であれば、加熱対象者の荷重が作用しない場合には、２枚の基材１１,１６どうしを確実に分離することができ、しかも、荷重が作用した場合には、当該位置において電極２０Ａ,２０Ｂと発熱手段３０とをより確実に接触させることができる。
この場合には、スペーサ４０の厚みあるいは直径を適宜設定することで、電極２０Ａ,２０Ｂと発熱手段３０との接触感度を適宜調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のヒータ装置を備えたシートを示した概略図
【図２】本発明のヒータ装置の概略図
【図３】ヒータ装置の要部断面図（図２のＩＩＩ―ＩＩＩ断面図）
【図４】ヒータ装置におけるユニットの斜視分解図
【図５】隣接する枝部間の間隔が異なった部位を形成した電極の概略図
【図６】厚さ調整部を形成したスペーサの概略図
【符号の説明】
【００４３】
Ｘ          ヒータ装置
Ｒ          接触領域
１          シート
１１        基材
１６        基材
２０Ａ      正極
２０Ｂ      負極
２１        櫛歯体
２２        幹部
２３        枝部
３０        発熱手段
４０        スペーサ
４１        窓部
【図１】
2010040186.tif 000003
【図２】
2010040186.tif 000004
【図３】
2010040186.tif 000005
【図４】
2010040186.tif 000006
【図５】
2010040186.tif 000007
【図６】
2010040186.tif 000008