(57)【要約】【課題】安全性と性能に優れ、かつ涼風を送ることもできるため、導線と断熱材を収容している公知の発熱クッションに取って替わりうる、マットレスパッドや座席用クッション等に用いられる発熱クッションを提供する。【解決手段】熱交換面を有し、かつ正の抵抗温度係数をもつ抵抗器を用いて、空気の対流により発熱させる。底部と頂部の周縁同士を固着することにより、管状スペーサからなる繊維性基材等の空気流透過構造を含むプレナム部を形成する。プレナム部は、ブロワ、発熱モジュール、およびコントローラユニットを収容しているパワーユニットに接続されている。発熱モジュールは、正の抵抗温度係数をもつ抵抗器、ベースプレート、および抵抗器から熱伝導を受ける多数の熱交換フィンからなる。抵抗器は、１対のベースプレートの間にあって、複数の熱交換フィンによって挟まれている。１対のベースプレートの間には、この間を通過する空気流を最小にするための封止材が設けられている。【選択図】図１
2009507571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁において互いに固着された頂面と底面との間に空気流透過体が収容されてなるプレナム部と、
正の温度係数を有する抵抗器を含む発熱モジュール、およびこの発熱モジュールを通して、前記プレナム部に空気を送り込むことができるブロワとを収容するパワーユニットと、
前記ブロワおよび発熱モジュールと電気的に接続されたコントローラユニットとを備え、
前記パワーユニットからプレナム部に、所望の温度および量の空気を送り込むことができるように、クッションに載っているユーザが、前記ブロワおよび発熱モジュールを制御しうるようになっている空気対流型発熱クッション。
【請求項２】
前記プレナム部の頂面は、概ね通気性を有していることを特徴とする請求項１記載の発熱クッション。
【請求項３】
前記プレナム部は一方の側に開口を有し、このプレナム部の開口に挿入しうる第１の端部、および前記パワーユニットと接続される第２の端部を有する空気ダクトを、さらに備えていることを特徴とする請求項１記載の発熱クッション。
【請求項４】
前記発熱モジュールは、前記抵抗器から熱伝導を受ける熱交換器を備えていることを特徴とする請求項１記載の発熱クッション。
【請求項５】
前記熱交換器は、ベースプレートと複数の熱交換フィンを備えていることを特徴とする請求項４記載の発熱クッション。
【請求項６】
前記抵抗器は、１対のベースプレートの間にあって、複数の熱交換フィンによって挟まれていることを特徴とする請求項５記載の発熱クッション。
【請求項７】
前記１対のベースプレートの間に、この間を通過する空気流を最小にするための封止材が設けられていることを特徴とする請求項６記載の発熱クッション。
【請求項８】
前記コントローラユニットの遠隔制御装置を、さらに備えていることを特徴とする請求項１記載の発熱クッション。
【請求項９】
前記コントローラユニットを、前記遠隔制御装置により無線方式で操作しうるよう、前記パワーユニットにアンテナを設けてあることを特徴とする請求項８記載の発熱クッション。
【請求項１０】
前記コントローラユニットは、前記ブロワにおけるファンの回転速度制御装置を備えていることを特徴とする請求項１記載の発熱クッション。
【請求項１１】
前記空気ダクトは、外被と内側の絶縁スリーブからなり、この両者の間に空隙が設けられていることを特徴とする請求項３記載の発熱クッション。
【請求項１２】
前記プレナム部の開口を有する側とは反対側に、排気口が設けられていることを特徴とする請求項１記載の発熱クッション。
【請求項１３】
前記プレナム部の底面は、概ね非通気性であることを特徴とする請求項１記載の発熱クッション。
【請求項１４】
前記プレナム部は、一般のマットレス上に載置されるようになっていることを特徴とする請求項１記載の発熱クッション。
【請求項１５】
前記プレナム部は、自動車の座席の内部に挿入されるようになっていることを特徴とする請求項１記載の発熱クッション。
【請求項１６】
前記パワーユニットは、前記抵抗器を複数個備えていることを特徴とする請求項１記載の発熱クッション。
【請求項１７】
前記空気流透過体は、管状スペーサを含む繊維性基材からなっていることを特徴とする請求項１記載の発熱クッション。
【請求項１８】
周縁において互いに固着された頂面と底面との間に空気流透過体が収容され、かつ開口を有するプレナム部と、
一方の端部が前記プレナム部の開口に挿入しうるようになっている空気ダクトと、
前記空気ダクトのもう一方の端部と接続され、かつ発熱モジュール、および発熱モジュールに空気を送り込むことができるブロワを収容するパワーユニットと、
前記ブロワおよび発熱モジュールと電気的に接続されたコントローラユニットとを備え、
前記発熱モジュールは、正の温度係数を有する抵抗器を備え、この抵抗器から熱交換器に熱伝導を行うようになっているマットレスパッド。
【請求項１９】
前記熱交換器は、ベースプレートと複数の熱交換フィンを備えていることを特徴とする請求項１８記載のマットレスパッド。
【請求項２０】
前記抵抗器は、１対のベースプレートの間にあって、複数の熱交換フィンによって挟まれていることを特徴とする請求項１９記載のマットレスパッド。
【請求項２１】
前記１対のベースプレートの間には、この間を通過する空気流を最小にするための封止材が設けられていることを特徴とする請求項２０記載のマットレスパッド。
【請求項２２】
前記コントローラユニットの遠隔制御装置を、さらに備えていることを特徴とする請求項１８記載のマットレスパッド。
【請求項２３】
前記遠隔制御装置は、持運び可能であることを特徴とする請求項２２記載のマットレスパッド。
【請求項２４】
前記コントローラユニットを前記遠隔制御装置により無線方式で制御しうるよう、前記パワーユニットに取り付けうる折畳み可能なアンテナを備えていることを特徴とする請求項２２記載のマットレスパッド。
【請求項２５】
前記コントローラユニットは、前記ブロワにおけるファンの回転速度制御装置を備えていることを特徴とする請求項１８記載のマットレスパッド。
【請求項２６】
前記空気ダクトは、外被と内側の絶縁スリーブからなり、この両者の間に、空隙が設けられていることを特徴とする請求項１８記載のマットレスパッド。
【請求項２７】
前記プレナム部の開口を有する側とは反対側に、排気口が設けられていることを特徴とする請求項１８記載のマットレスパッド。
【請求項２８】
前記空気流透過体は、管状スペーサを含む繊維性基材からなることを特徴とする請求項１８記載のマットレスパッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正の温度係数をもつ抵抗器(ＰＴＣ抵抗器)によって発熱し、かつ通気性を有する温度調節の可能なマットレスパッド、座席パッド、その他のクッションに関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、米国特許出願第１１／２２５６０５号(２００５年９月１２日出願〔発明の名称は本願と同一で、すでに放棄〕)の一部継続出願である。なお、同出願は、米国特許出願第１１／０２４０７３号(２００４年１２月２７日出願〔発明の名称：温度調節可能なクッションおよびヒートポンプ〕)の一部継続出願である。
【０００３】
正の温度係数をもつ抵抗器は、これまでにも熱伝導型クッションに用いられていた。しかし、この熱伝導型クッションには、抵抗器がクッションの内部に位置するため、いくつかの欠点がある。すなわち、導線、炭素繊維片等の抵抗器が、負荷や応力を繰り返して受け、物理的に損傷して、短絡によって火花を発したり、火災を引き起こしたりすることがある。６Ｖ程度の低電圧でも、１〜２００mAの電流下で、視認可能な火花を発することがある。
【０００４】
そのため、抵抗器におけるピーク時の発熱量を抑えるだけでなく、熱を加熱面全体に拡散させて、発熱量を平均化するため、断熱材が用いられてきた。しかし、断熱材によって発熱効率が低下するため、適当な発熱レベルに到達するのに時間がかかるという欠点がある。すなわち、断熱材がクッション外面の発熱速度を遅らせ、発熱クッションの全体的な熱効率が低下させるのを避けることはできない。
【０００５】
他にも、公知の発熱クッションにおいては、導線をクッションに縫い付ける際の過ちによって、メーカーが瑕疵担保責任を負わなければならなくなるという短所がある。また、導線を含むクッションは、一般に通気性を有しないため、座部の通風が円滑に行われない。外にも、導線は、一般に、クッション全体を網羅することはないため、クッションの側部は、通常、発熱しないという短所がある。さらに、自動車の座部に導線が縫い込まれていると、エアバッグセンサやシートベルトセンサ等、自動車に乗員が存在するか否かを検知するセンサが誤作動するおそれもある。
【０００６】
また、上記のように、公知の発熱マットレスが通気性を有しないことは、経済力がないために空調機を入手できず、一年の大半が蒸し暑くて、くつろぎの時間や睡眠時に不快な思いをしなければならない世界の大部分の地域において、大きな問題となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、内部に導線や正の温度係数をもつ抵抗器を収容しなくても発熱し、かつ温度調節の可能なクッションを提供することを目的としている。
【０００８】
本発明は、断熱材の使用量を最小限に留めるか、または断熱材を全く使用しない発熱クッションを提供することも目的としている。
【０００９】
また、本発明は、発熱モードから単なる通風モードに変更することもできる発熱クッションを提供することも目的としている。
【００１０】
さらに、本発明は、ユーザが温度調節を容易になしうる発熱クッションを提供することも目的としている。
【００１１】
さらに、本発明は、小型でノイズが小さいパワーユニットを備えた発熱クッションを提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、正の温度係数をもつ抵抗器を含む発熱モジュールを、１つまたは複数の熱交換器とともに用い、空気の対流を利用して発熱する新規なクッションを提供するものである。本発明は、通気性を有する頂面と底面とが互いに周縁において固着され（空気流を透過させるプレナム部が形成される）、かつ管状スペーサからなる繊維性基材を収容するマットレスパッド、座席パッドその他の発熱クッションに係る。プレナム部は、ブロワおよび発熱モジュールを収容しているパワーユニットと接続された空気ダクト（電気的に絶縁されているのが好ましい）を差し込むための開口を有する。本発明に係る発熱クッションは、家庭や自動車で主に用いられるものであるが、医療現場で患者の身体を暖める際にも用いることができる。
【００１３】
発熱モジュールは、正の温度係数をもつ抵抗器と、これから熱伝導を受ける熱交換器を備えている。抵抗器は、多数の熱交換フィンの間に挟まれ、かつブロワから送られる空気流のうち、抵抗器と熱交換フィンの間を通過する空気流を最小限に留めうるよう、両者の間には、封止材を設けるのが好ましい。また、ユーザの操作の便宜のため、遠隔操作装置が備え付けられる。この際、パワーユニットに折畳み式のアンテナを備え付けると、遠隔操作装置によって、無線方式でパワーユニットを操作するのが簡便になる。しかし、有線方式の遠隔操作や、パワーユニットに設けられた操作装置を用いて直接操作を行うこともできる。パワーユニットは、ユーザが空気の出力温度をより正確に制御しうるよう、多数のＰＴＣ抵抗器（消費電力や切替温度の異なる抵抗器を含む）を備え、かつブロワにおけるファンの回転速度の制御装置も備えているのが好ましい。
【００１４】
クッションの上に腰掛けているか、または横になっているユーザは、ブロワと発熱モジュールを制御し、所望の温度の空気を、所望の量だけクッションに送り込み、かつクッションの頂面から排出させることができる。本発明に係るマットレスパッド、座席パッドその他のクッションは、公知のクッションに比べて、非常に優れた効果を有する。すなわち、本発明に係る空気対流型クッションは、内部に導線や炭素繊維片が存在しないため、マットレスパッドとして使用した場合でも、公知のものよりも、はるかに安全である。これは、ＰＴＣ抵抗器をクッションから離して設け、空気ダクトを介してクッションと接続しているため、睡眠時や着席中に加わる荷重によって、導線に機械的な応力がかかるのを防止しうるからである。伝熱媒体は空気であって、高温の導線や炭素繊維片ではないため、熱をクッション全体に拡散させるための断熱材を用いる必要はない。また、昇温は、空気を用いるために穏やかで、かつ断熱材を用いないため、効率的である。したがって、発熱モードの際の全体的な熱効率が高くなり、熱は、発熱面全体に均一に分布する。
【００１５】
本発明に係る発熱クッションは、導線の電気抵抗を利用する従前のマットレスパッド等の発熱クッションと代替しうるだけでなく、従前の発熱クッションが利用することができなった要素を用い、かつ蒸し暑い気候のときに涼風を送り込むこともできる。クッションの周りの空気を、空気流透過体（種々の空気流透過性の材料を用いて形成することができるが、米国特許第６０８５３６９号および同第６２６３５３０号に記載されている管状スペーサを含む繊維性基材を用いると、きわめて効率的なものとなる）を通じて動かすことにより、蒸し暑い気候のときでも、本発明のクッションの上に腰掛けるか横になっている間に、体熱のかなりの割合を除去することができる。
【００１６】
室温がユーザの皮膚の体温（約３５．５℃（９６・Ｆ））よりも低い限り、（ニュートンの冷却の法則によれば、）高温の熱源（体表）と低温のヒートシンクとの間に、（巨視的な）強制対流と（微視的な）自由対流によって、周囲の空気を通じて熱交換が生じる。「巨視的」および「微視的」という用語は、それぞれ、ブロワによって空気流透過体を通じて生起される比較的大きい空気流（または強制対流）、およびユーザの体表付近の比較的暖かい空気と、強制対流によって体表の近傍まで運ばれる比較的冷たい空気との間の温度差ΔＴによって生起される比較的小さい空気流（または自由対流）を意味する。微視的とは、クッションを通過する空気流とユーザの界面となる詰め物や布地の視点のレベルを意味する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、導線と断熱材を収容している公知の熱伝導型発熱クッションよりも、安全性と性能に優れ、かつ涼風を送ることもできる空気対流型発熱クッションが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の上記以外の目的は、以下の実施形態についての詳細な説明と添付の図面から明らかになると思う。
【００１９】
図１は、公知のマットレス上に載置された空気対流型クッション10を示す。このクッション10は、プレナム部（周囲よりも空気圧が高い領域）12を有し、プレナム部12の底面14の周縁は、頂面16に固着されている。
【００２０】
プレナム部12の底面14は、非通気性であるのが好ましいが、通気性であっても、マットレス上に載置した場合には、大部分が非通気性となる。
【００２１】
一方、プレナム部12の頂面16は、通気性であるが、この頂面16によって覆われた領域は、周囲よりも高い空気圧が維持される程度に非通気性となる。
【００２２】
プレナム部12の内部には、複数の管状スペーサを含む繊維性基材18が設けられている。このような繊維性基材18を、座席、マットレス、マットレスパッドその他のクッションの空気循環材として用いることを提案したのは、米国特許第６０８５３６９号および同第６２６３５３０号である。管状スペーサを含む繊維性基材18は、上記の米国特許明細書に記載されているものと同一であるが、ミュラー３号布地、ストラール・ヘス管状織布などの他の空気循環性布地を用いることもできる。しかし、このような他の空気循環性布地を用いた場合には、性能が大幅に低下することがある。
【００２３】
図２は、空気対流型クッション10用のパワーユニット20を示す。このパワーユニット20は、正の温度係数を有する単層または多層の抵抗器からなり、かつ熱交換フィン32（図３〜図５参照）を有する発熱モジュール30と、クッション10を加熱するために、発熱モジュール30を通してプレナム部12に空気を送り込むブロワ22とを備えている。
【００２４】
発熱モジュール30は、繊維性基材18を介して空気を循環させる結果として、給電を要することなく、通気機能を発揮する。また、熱交換フィン32を備えた発熱モジュール30は、アダプタ26を介して、パワーユニットのハウジング21の限られた大きさの中で、流体力学上最も効率的な形で、ブロワの排気口27および空気ダクトの取入れ口28に連結されている。パワーユニットのコード、プラグ、ソケット等の詳細は、図示していない。
【００２５】
図２に示す回路ボックス24は、発熱モードと通風モードの切替や複数の抵抗器のＯＮ・ＯＦＦ切替のための回路、および所望の場合には、ワイヤレスの遠隔操作回路をも収容することができる。
【００２６】
発熱速度制御用印刷基板も、回路ボックス24に収容することができる。この発熱速度制御用印刷基板によれば、交流または直流の電力制御を通じて、ＰＴＣ抵抗器による発熱だけでなく、ブロワによって生起する空気流の流速をも調整することができる。したがって、空気流の流速が一定で、ＰＴＣ抵抗器の温度特性のみに依存する単純な発熱モードの設定よりも、心地よい温度設定が可能となる。
【００２７】
回路ボックス24は、ＰＴＣ抵抗器を切替温度（ＰＴＣ抵抗器の温度が指数関数的に上昇し始める温度）以下で作動させるために、ＰＴＣ抵抗器の発熱量を制御しうるトライアックその他の半導体パワーユニットを収容することもできる。ＰＴＣ抵抗器36は、正の温度係数型抵抗器と呼ばれる。これは、負の温度係数型抵抗器とは反対に、温度が下降した場合ではなく、温度が上昇した場合に、電気抵抗が上昇する。温度が上昇すると、イオンの運動、結晶格子の振動、および分子の運動が活発になり、自由電子の移動を妨害するため、多くの材料は、正の温度係数特性を示す。セラミック製ＰＴＣ抵抗器の切替温度は、焼成前におけるストロンチウム等の元素のドーピング濃度によって定まる。
【００２８】
ＰＴＣ抵抗器を切替温度以下で作動させるためには、空気の流速を、設定値を超えて増大させるか、または熱負荷に対する抵抗器の定格電力を減少させるよう、ＰＴＣ抵抗器に印加する電圧を低下させることにより、熱負荷を、ＰＴＣ抵抗器の性能を超えて増大させることが必要である。クッション10をマットレスパッドに用いる場合には、ユーザの睡眠中における騒音をごく低い水準に維持するため、空気流の速度を増大させる代わりに、抵抗器の定格出力を低下させる方が好ましい。
【００２９】
図３は、Ｙ軸方向に延びる熱交換器フィン32と、右方に入出力端子34とを備える発熱モジュール30を示す。２つのＰＴＣ抵抗器36（破線で示す）は、熱交換フィン32の中央部に取り付けられている。２つのＰＴＣ抵抗器36としては、Advanced Thermal Products社（ペンシルベニア州セントメアリー）製のもの（１２０Ｖの交流電圧下で定格出力が５０Ｗ、最大切替温度が約３８〜４５℃）を用いるのが好ましい。使用電圧と定格出力が異なる他のＰＴＣ抵抗器も用いることができるが、マットレスパッドとしては、上記のＰＴＣ抵抗器が好ましい。なぜならば、４５℃を超える空気流を生成する必要なく、良好な発熱特性が得られ、また、定格電圧を１２０Ｖの交流電圧としているため、製品の信頼性を向上させ、製造コストを低下させうる出力を実現する必要がないからである。大きな発熱効果を望む場合には、定格電力の大きいＰＴＣ抵抗器を用いるか、または個々のＰＴＣ抵抗体の定格電力を、従来と同水準としつつ、ＰＴＣ抵抗器の数を増やすことにより、簡単に実現することができる。
【００３０】
図４および図５は、熱交換フィン32用の２つのベースプレート38の間に取り付けられたＰＴＣ抵抗器36を示す。ベースプレート38は、熱交換フィン32よりも重いものであるが、過剰な厚さと重量をもつことなく、できるだけ効率的に、熱を、ＰＴＣ抵抗器36から熱交換フィン32の外縁部に向かって、外部に拡散する役割を果たす。
【００３１】
図４には、気密用のガスケット39も示されているが、このガスケット39は重要な役割を果たす。すなわち、ガスケット39は、隣り合う熱交換フィン32の間を、すべての空気が流通して、熱伝達効率が上昇するのを防止する。熱伝達効率の上昇が問題となるのは、定格電圧が交流１２０ＶのＰＴＣ抵抗器の厚さは、定格電圧が直流１２〜２４ＶのＰＴＣ抵抗器のそれの２倍となるからである。このように抵抗器の厚さが過大であると、ベースプレート間の間隙が過大となり、空気による熱伝達効率が増大する。すなわち、ガスケット39は、切替温度またはこの近傍の温度において、高い信頼性の下に作動する効率的なクッションの実現を可能にする。
【００３２】
発熱モジュール30の熱交換フィン32は、ただ１つとすることもできるが、このような発熱モジュールの熱伝達効率は、良好ではない。熱交換フィン32は、銅製とするのが好ましいが、アルミニウムその他の伝熱性と導電性の両方が良好な材料から形成することもできる。ＰＴＣ抵抗器36を熱交換フィンのベースプレート38に接合する際には、半田を用いることもできるが、ＰＴＣ抵抗器36の材料と熱交換フィン32の材料との熱膨張係数の相違（熱交換フィンに銅を用いた場合、ＰＴＣ抵抗器と熱交換フィンの熱膨張係数の比は、概ね１０：１である）によって、過剰な応力や、ＰＴＣ抵抗器36にクラックが生ずるのを防止するため、伝熱性と導電性の両方が良好で、かつ可撓性と粘着性をも併せもつ材料を用いるのが好ましい。
【００３３】
図１に戻って、マットレスパッド用のパワーユニット20は、このパワーユニット20とクッション10の一端（ユーザの足側が望ましい）とを可撓性の空気ダクト40で結び、クッションから離間した床面に取り付けることもできる。空気は、ユーザの頭部側から送り込むこともできるが、一般には足側から送り込むのが好ましい。パワーユニットは、非常に静かに稼働するが、まったく音を立てないわけではないため、ユーザの耳から遠ければ遠いほどよい。
【００３４】
発熱モードとする場合、体幹よりも四肢において熱が要求されることが多い。したがって、暖めた空気を足元に送り込むのは、最も必要な場所（下肢）に最も暖かい空気を送り込むことになる。また、下肢側に空気を送り込むのは、頭部側に位置する壁とベッドとの間に、空気ダクト40を配置しうるだけのスペースがない場合もあるからである。
【００３５】
図１は、シーツによって覆われ、かつベッドに固定されたクッション10を介して空気が通過する様子も示している。通風のために送られる空気や暖められた空気は、カバー（図示せず）の下方を流れる場合もあるが、大部分は、クッション10と繊維性基材18を介して、送り込まれた側とは反対側の端部から排出される。
【００３６】
図１は、マットレスパッドとして用いられているクッション10を、赤外線により遠隔操作する際の様子も示している。一般に、パワーユニット20は、空気ダクトの長さを短縮するとともに、かつブロワの騒音をユーザにとって最小限に留めうるよう、ユーザの足側における床面に配置される。しかし、このような配置にすると、パワーユニット20は、高周波（ＲＦ）遠隔操作装置よりも安価な赤外線（ＩＲ）遠隔装置によって操作しうる視線範囲から外れることとなる。一方、高周波遠隔操作装置は、高価ではあるが、操作が、視線範囲による制限を受けることはない。
【００３７】
図１に示す赤外線センサ50は、コード52を介して、パワーユニット20と接続されている。これは、パワーユニット20を視線の範囲外でも操作しうるようにしたものである。コード52は、ベッドの長さ（通常１８０cm（６フィート）以上）に、約９０cm（３フィート）のたるみを加えた長さとする。この外、高周波遠隔操作装置または赤外線遠隔装置は、コードを用いずに、パワーユニット20を操作し、通風と発熱を制御しうるように設計することも可能である。
【００３８】
図７に示すパワーユニット20は、回動および折畳みが可能なアンテナ60と、このアンテナ60の先端部に取り付けられた赤外線センサ62とを備えている。アンテナ60を垂直に伸ばすと、ユーザは、視線範囲内に、赤外線センサ62を捉えることができる。アンテナ60は、垂直方向に、少なくとも６０cm（２４インチ）伸ばすことができる。また、アンテナ60は、取り外せないようにパワーユニット20に取り付けておくことも、アンテナを伸縮させる前または伸縮させた後に、ハウジングに差込可能なアダプタ64を介して、パワーユニットに取付けることもできる。
【００３９】
入れ子式の伸縮アンテナ（図示せず）も用いることができるが、アンテナを縮めたときに、コードを内側に収容するための構造が複雑になる。また、このような入れ子式の伸縮アンテナは、関節部66で回転式の電気接触が行われる折畳み式のアンテナ60よりも嵩高くなる。アンテナ60を入れ子式とする場合には、脚部が中間部の中に、および中間部が頭部の中に収容されるようにすることもできる。さらに、各入れ子は、帯状の金属またはプラスチックから形成し、頭部の入れ子を中間部の入れ子に、および中間部の入れ子を脚部の入れ子に順に重ね合わせるようにすることもできる。
【００４０】
赤外線センサ62との信号の送受は、アンテナ60における２本のコードまたはアーム（アームが導電材料で形成されているか、または回路の一部をなすことにより、関節部において回転式に電気接触するようになっている場合には第３のコード）と、パワーユニット20の回路ボックス24を介して行われる。
【００４１】
図１、図６、および図７は、ＰＴＣ抵抗器による発熱モジュール30を示す。発熱モジュール30は、空気ダクト40を介して空気対流型クッション（マットレスパッド）10に接続されたブロワ22を含んでいる。このような可撓性の空気ダクト40の好例としては、Flexhaust社のUniloop(登録商標)が知られている。マットレスパッドの品質が良好とされるためには、寒い時期に発熱モードで使用したときに、空気ダクト40からの熱の損失が少ないことが重要である。
【００４２】
本発明で用いられる可撓性でかつ電気絶縁性の空気ダクト40の構成材料と製造技術には、多くのものがあるが、外側の絶縁スリーブ44には、非常に小さい閉じたセル（小胞）からなるポリマーフォームであるVoltek社のVolara(登録商標)を用いることができる。このポリマーフォームは、比較的小さい断面積においても、比較的高い定格絶縁電圧を実現しうる。Volaraは、厚さが約２mm(０．０８インチ)でも、良好な絶縁特性を示す。Volaraを用いた絶縁スリーブ44の好ましい形状は、図６に示す内部スプライン46を有するものであり、押出し成形することによって得られる。図６に示す絶縁スリーブ44は、内部スプライン46があるために、空気路42との間に小さい空隙が形成されており、最小の体積で絶縁スリーブの絶縁性能を高めることができる。
【００４３】
ここで説明した空気ダクト40は、マットレスパッド10に用いるためのものであり、可撓性を有し、かつ嵩高くない。また、室温が低い状況で発熱モードとしたときに、高い性能を発揮する。空気ダクト40の配置時の形状は、マットレスパッド10が、寒冷時の発熱モードにおいて高い性能を発揮するために重要である。空気の温度上昇ΔＴは、発熱モードにおける方が、通風モード（空気は通風のために用いられるため、実質的にΔＴ＝０である）におけるよりも、はるかに大きいからである。
【００４４】
図８〜図１４は、本発明に係る発熱・通風システムを有する自動車の座席用クッションを示す。このクッションは、座部と背凭れからなり、クッションの内部からユーザの身体が接する表面に、多数の流路を通じた空気の対流によって、熱を伝達する。
【００４５】
図８に示すクッション130においては、座部132と背凭れ134の接合部（または「噛み合わせライン」の近傍）に、小型のパワーユニット150が装着されている。この実施形態においては、直線状の空気ダクト194が、パワーユニット150の通風口からクッション130へ延びている。このような配置と構成は、クッション130の中央部に送られる空調済の空気が、座部132と背凭れ134の全体にわたって、容易に均一に拡散されるため、望ましいものである。
【００４６】
パワーユニット150は、図９に示すように、空気ダクト195とともに、座部132の前方に配置することも、図１０に示すように、空気ダクト196とともに、背凭れ134の頂部または後方に配置することもできる。このようなパワーユニットの配置は、座部132と背凭れ134の間の「噛み合わせライン」に隙間がない場合に、クッションを容易に装着しうるという利点がある。
【００４７】
パワーユニット150から離間したクッション130から排出される空気流の方向は、パワーユニット150の配置によって異なることに注意してほしい。パワーユニット150を座部132の前方に配置する場合には、パワーユニット150の操作器をパワーユニット自体に設けることによって、クッション130上に腰掛けたユーザの両脚の間から、容易にアクセスしうるようになり、制御が容易になるため有利である。パワーユニット150がユーザの後方にある場合には、ユーザの手元またはユーザがアクセスしうる位置に配置した操作器へ、パワーユニットからコードを延ばすか、または操作器から無線によって操作を行う。
【００４８】
図１１は、クッション130の周縁の中央部に設けられたダンパバルブ（Zipper(登録商標)バルブ）198を示す。このダンパバルブ198は、座部132と背凭れ134の間で、空気流を制御する。例えば、パワーユニット150が「噛み合わせライン」に設置され、ダンパバルブ198が完全に閉鎖されているときには、図１２に示すように、空気流の大部分は、座部132ではなく、背凭れ134を通る。すなわち、この実施形態においては、ダンパバルブ198が閉鎖されているときには、座部132には最小限の空気流しか通らず、座部132内での空気の循環は制限される。したがって、発熱効果と通風効果の多くは、座部132ではなく、背凭れ134において得られる。
【００４９】
図１３に示すように、パワーユニット150が背凭れ134の前方に配置されて、ダンパバルブ198が座部132を通過する空気の流れを遮断する場合、または図１４に示すように、パワーユニット150が背凭れ134の頂部に配置されて、ダンパバルブ198が背凭れ134を通過する空気の流れを遮断する場合には、クッション130を流れる空気は、噛み合わせラインに位置する空気ダクト194を通って、クッション130から排出される。
【００５０】
クッションの発熱効果を調節するために、ダンパバルブは、全開と全閉の中間的な位置で空気を流通させることも可能である。さらに、背凭れ134または座部132を介して、より多くの空気が流通しうるようにするため、空気ダクト194を閉鎖することもできる。
【００５１】
以上、本発明を、好ましい実施形態に即して説明してきたが、当業者であれば、本発明の技術的範囲内で、種々の変形を施すことも容易であると思われる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】マットレス上に載置された、本発明の第１の実施形態に係る空気対流型発熱クッションの側面図である。
【図２】同じく、ハウジングの一部を省略して内部を露出させた平面図である。
【図３】図２に示す、正の温度係数をもつ抵抗器アセンブリの拡大平面図である。
【図４】図３に示す抵抗器アセンブリ端部の空気が流れる方向と直交する方向から視た側面図である。
【図５】同じく、空気が熱交換フィンを通して流れる方向から視た側面図である。
【図６】可撓性空気ダクトの断面図である。
【図７】温度調節済みの空気をクッションまで運搬する空気ダクトと折畳み式のアンテナとを備えた、本発明の第２の実施形態に係る空気対流型発熱クッションの側面図である。
【図８】座席と背凭れの連結領域に小型パワーユニットを備えた、本発明の第３の実施形態に係る自動車用座席クッションの側面図である。
【図９】小型パワーユニットを座席の前部に備えた、本発明の第４の実施形態に係る自動車用座席クッションの側面図である。
【図１０】小型パワーユニットを背凭れの頂部に備えた、本発明の第５の実施形態に係る自動車用座席クッションの側面図である。
【図１１】空気流を制御するダンパバルブを備えた、本発明の第５の実施形態に係る自動車用座席クッションの正面図である。
【図１２】ダンパバルブが閉鎖状態にある、図８に示すクッションの側面図である。
【図１３】同じく、図９に示すクッションの側面図である。
【図１４】同じく、図１０に示すクッションの側面図である。
【符号の説明】
【００５３】
10  空気対流型クッション（マットレスパッド）
12  プレナム部
14  底面
16  頂面
18  繊維性基材
20  パワーユニット
21  ハウジング
22  ブロワ
24  回路ボックス
26  アダプタ
27  排気口
28  取入れ口
30  発熱モジュール
32  熱交換フィン
34  入出力端子
36  ＰＴＣ抵抗器
38  ベースプレート
39  ガスケット
40  空気ダクト
42  空気路
44  絶縁スリーブ
46  内部スプライン
50  赤外線センサ
52  コード
60  アンテナ
62  赤外線センサ
64  アダプタ
66  関節部
130  クッション
132  座部
134  背凭れ
150  パワーユニット
194,195,196  空気ダクト
198  ダンパバルブ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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