(57)【要約】【課題】足を置く位置に関係なく、乗員が車内で足を暖めることができ、しかも、車外において、乗員の足への加熱状態を維持することができる車両用暖房システムを提供する。【解決手段】フロアマット１２の下面側には、コイル部１４が配設されている。コイル部１４にはインバータ３０が接続されており、直流電流を所定周波数の交流電流に変換してコイル部１４に通電されるようになっている。一方、着座乗員が履いている靴２０の中敷き４０の上面部４０Ａには、ヒータ部１６が配設されている。下面部４０Ｂには、スイッチ回路４６及び充電器５０が配設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室のフロア部における着座乗員の足元位置に配置され、交流電流が通電されるコイル部と、
前記コイル部から受電した電力により加熱されるヒータ部と、当該ヒータ部で生じた余剰電力が充電されると共に、当該ヒータ部への前記コイル部からの受電停止時に前記ヒータ部に給電する充電部と、を備えた靴と、
を有する車両用暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、輻射熱を放射して、乗員の身体が接触していない状態で乗員を暖める非接触暖房用ヒータと、シートやステアリングなどに配置したヒータにより乗員の身体が接触している状態で乗員を暖める接触暖房用ヒータと、を備えた車両用暖房システムが開示されている。この車両用暖房システムによれば、乗員は、非接触暖房用ヒータからの輻射熱による温熱が提供される身体の部位を暖めることができ、しかも、接触暖房用ヒータからの温熱が提供される身体の部位を暖めることができるため、画一的でない暖房感を享受することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２２３９１７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている車両用暖房システムには、足を暖めるための暖房用ヒータについては、開示されていない。そこで、フロアマットなどに暖房用ヒータを搭載することも考えられるが、乗員が車内で暖房用ヒータによる暖房領域内に足を置かないと足を暖めることができない。このように、足を暖房用ヒータから離れた位置に置いた場合や乗員が車両を降りて車外に出た場合には、足を暖めることができない。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、足を置く位置に関係なく、乗員が車内で足を暖めることができ、しかも、車外において、乗員の足への加熱状態を維持することができる車両用暖房システムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の車両用暖房システムは、車室のフロア部における着座乗員の足元位置に配置され、交流電流が通電されるコイル部と、前記コイル部から受電した電力により加熱されるヒータ部と、当該ヒータ部で生じた余剰電力が充電されると共に、当該ヒータ部への前記コイル部からの受電停止時に前記ヒータ部に給電する充電部と、を備えた靴と、を有している。
【０００７】
請求項１記載の本発明によれば、車室のフロア部における着座乗員の足元位置には、交流電流が通電されるコイル部が配置されている。乗員が乗車し、コイル部の上に履いている靴を載せると、靴に設けられたヒータ部がコイル部から受電する。これにより、ヒータ部に電流が流れ、ヒータ部が加熱される。その結果、乗員の足を温める。
【０００８】
ヒータ部に余剰電力が生じると、靴に設けられた充電部に充電される。乗員が降車すると、靴のヒータ部がコイル部から離れるので、ヒータ部はコイル部から受電することができなくなる。しかし、本発明では、充電部に余剰電力が充電されているため、充電部から放電されている間はヒータ部は加熱され続ける。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明に係る車両用暖房システムは、足を置く位置に関係なく、乗員が車内で足を暖めることができ、しかも、車外において、乗員の足への加熱を維持することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る車両用暖房システムの全体構成を示しており、図２のＡ−Ａ線に沿って切断した状態を示す側断面図である。
【図２】図１に示される靴のヒータ部及び充電部の要部を靴の底面側から見て示す底面図である。
【図３】図１に示される車両用暖房システムにおいて、（Ａ）は、加熱時間と足の裏の温度の関係を示したグラフであり、（Ｂ）は、加熱時間と足先の温熱感の関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１及び図２を用いて、本発明に係る車両用暖房システムの一実施形態について説明する。なお、以下の図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方を示しており、矢印ＵＰは車両上方を示している。
【００１２】
図１に示されるように、車室１０の図示しないフロア部における着座乗員の足元位置には、当該フロア部の上面側を覆うシート状のフロアマット１２が敷設されている。フロアマット１２の下面側には、コイル部１４が一体的に設けられている。このフロアマット１２の上面側に、ヒータ部１６及び充電部１８が設けられた着座乗員の靴２０が載置されるようになっている。
【００１３】
すなわち、本実施形態に係る車両用暖房システムは、コイル部１４の他、後述するインバータ３０を備えたフロアマット１２と、ヒータ部１６及び充電部１８等が設けられた靴２０と、によって構成されており、以下に詳細に説明する。なお、車両用暖房システムは、図示しないインストルメントパネルに設けられた操作スイッチを操作することにより、起動されるようになっている。
【００１４】
コイル部１４はＩＨコイル２２で構成されている。ＩＨコイル２２は、一例として、リッツ線２８が巻回されて、平面状に形成されている。リッツ線２８は、導線としての細いエナメル線の集合撚りにより構成されている。電磁誘導方式を用いて電力を送電する場合には、導線には数十ＫＨｚの高周波の電流が流れるため、表皮効果による導線の電気抵抗の増加を抑える必要がある。また、ＩＨコイル２２は、柔軟なフロアマット１２の下に配置されるため、変形させやすい柔軟なものが適している。このため、太い導線に比べて、表皮効果を抑制し、しかも、変形させやすいリッツ線２８が用いられている。
【００１５】
なお、ここでは、ＩＨコイル２２は、リッツ線２８により形成されているとして説明したが、これに限らず、表皮効果による導線の電気抵抗の増加を抑えることができ、しかも、変形させやすい他の導線を用いてもよい。
【００１６】
上述したＩＨコイル２２はインバータ３０に接続されており、インバータ３０によって直流から所定周波数の交流に変換されてＩＨコイル２２に通電されるようになっている。ＩＨコイル２２に交流電流が流れることにより、磁束がＩＨコイル２２の中心部２２Ａを車両上方に向けて通過する磁界Ｅが発生する。
【００１７】
一方、乗員の足３４に着用される靴２０は、靴底部３６を備えている。靴底部３６の上面側には、柔軟性を有する耐熱性樹脂によって足型形状に形成された中敷き４０が配設されている。中敷き４０は、上面部４０Ａと下面部４０Ｂの二層構造とされている。中敷き４０の上面部４０Ａは、靴２０を履いた乗員の足３４の裏に当接する部分とされている。また、中敷き４０の下面部４０Ｂは、靴底部３６に当接する部分とされている。なお、本実施形態では、中敷き４０は靴２０に対して着脱可能とされているが、中敷き４０を靴底部３６の上面に一体化させてもよい。
【００１８】
図１及び図２に示されるように、中敷き４０の上面部４０Ａの内部（下面側）には、ヒータ部１６が配設（埋設）されている。このヒータ部１６は、導電性パターンによるシーズヒータとされており、受電コイルを兼ねている。これにより、前述したフロアマット１２側に配設されたコイル部１４との間で電磁誘導による誘導起電力が生じ、誘導電流がヒータ部１６に通電される構成である。
【００１９】
なお、シーズヒータは、中敷き４０の導電パターン層５２の足先側から踵部及び土踏まず側までの部分に配置されている。また、シーズヒータは、ステンレス等の金属で形成されたパイプの中心に、ニクロム線等により構成された電熱線がコイル状に設けられると共に、金属パイプと電熱線が接触しないように酸化マグネシウム等の絶縁粉末が充填された状態で形成されている。シーズヒータは、中敷き４０の内部に収めることができ、かつ、乗員の履き心地を維持できるようにパイプの厚さを薄くした膜状に成形されている。
【００２０】
また、中敷き４０の下面部４０Ｂの内部には、ヒータ部１６と並列にスイッチ回路４６及び充電器５０が配設されている。スイッチ回路４６は、例えばサーミスタ等の素子を用いて構成されている。
【００２１】
スイッチ回路４６は、中敷き４０の下面部４０Ｂ内の足刀部側に設けられている。スイッチ回路４６は、ヒータ部１６が第１設定温度Ｘに達すると、ヒータ部１６と充電器５０とを非接続状態から接続状態に切り換え、ヒータ部１６で生じた余剰電力が充電器５０に蓄電されるように構成されている。また、スイッチ回路４６は、乗員が降車したとき等、ヒータ部１６が第２設定温度Ｙを下回ると、ヒータ部１６と充電器５０とを非接続状態から接続状態に切り換え、充電器５０からヒータ部１６に所定時間給電するようにもなっている。
【００２２】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２３】
乗員が車両用シートに着座し、図示しないインストルメントパネルの操作スイッチを操作すると、インバータ３０を介して所定周波数の交流電流がフロアマット１２の下面側に配設されたＩＨコイル２２に通電される。これにより、ＩＨコイル２２には交流電流が流れるため、磁束がＩＨコイル２２の中心部２２Ａを車両上方に向けて通過する磁界Ｅが発生する。
【００２４】
一方、着座乗員の靴２０がフロアマット１２の上面側に置かれると、靴２０に設けられた受電コイル２６が、ＩＨコイル２２に発生している磁界Ｅに近づけられることにより、受電コイル２６に誘導電流が発生する。その結果、ヒータ部１６が加熱され、靴２０を履いた乗員の足３４へと伝達されるため、乗員の足３４が暖められる。
【００２５】
加熱されたヒータ部１６が第１設定温度Ｘに達すると、スイッチ回路４６によってヒータ部１６と充電器５０とが非接続状態から接続状態に切り換えられる。これにより、ヒータ部１６で生じた余剰電力が充電器５０に充電される。
【００２６】
一方、降車時等、靴２０に設けられた受電コイル２６が、ＩＨコイル２２に発生する磁界Ｅから離れた位置に配置されることにより、受電コイル２６に電流が流れなくなると、ヒータ部１６の温度が下がる。そして、ヒータ部１６の温度が第２所定温度Ｙ以下になると、スイッチ回路４６によってヒータ部１６と充電器５０とが非接続状態から接続状態に切り換えられる。これにより、充電器５０からヒータ部１６に所定時間給電され、給電が継続されている間はヒータ部１６の加熱状態が維持される。
【００２７】
このように本実施形態に係る車両用暖房システムによれば、足３４を置く位置に関係なく、乗員が車内で足３４を暖めることができ、しかも、車外において、乗員の足３４への加熱状態を維持することができる。
【００２８】
次に、本実施形態に係る車両用暖房システムの適用例を、図３のグラフを用いて説明する。図３（Ａ）は、第１外気温Ｔ１及び第２外気温Ｔ２（Ｔ１＞Ｔ２）の車外から車両に乗車して靴２０を着用した乗員の足３４の母指球Ｆの温度変化を示したグラフである。第１外気温Ｔ１及び第２外気温Ｔ２は、共に氷点下の外気温であり、第２設定温度Ｙは、一般的に、乗員が足の裏を暖かいと感じる温度に設定されている。
【００２９】
図３（Ｂ）は、第１外気温Ｔ１の車外から車両に乗車して靴２０を履いた乗員の足先に感じる温熱感の時間変化を７段階での指標で示したグラフである。図３（Ａ）、（Ｂ）ともに、横軸はヒータ部１６の加熱時間を秒で示す。
【００３０】
図３（Ａ）から、外気温Ｔ１及びＴ２の違いによって、靴２０を履いた直後の母指球Ｆの温度が、Ｓ１及びＳ２（Ｓ１＞Ｓ２）と異なるため、第２設定温度Ｙに到達する時間に時間差が生じる。しかしながら、外気温Ｔ１及びＴ２のいずれの場合も、靴２０を履いてから６０秒以内の短時間で母指球Ｆの温度は、第２設定温度Ｙに到達している。また、図３（Ｂ）に示されるように、乗員は靴２０を履いてから短時間で暖かさを体感できていることがわかる。本実施形態に係るヒータ部１６は、パイプの厚さを薄くされた膜状に成形されているため、電熱線に発生した熱をヒータ部１６の外側に短時間で伝達することができる。
【００３１】
これらのことから、本実施形態に係る車両用暖房システムは、上述した効果に加えて、短時間で乗員の足３４を暖めることができるという効果を得ることができる。
【００３２】
なお、上述した本実施形態では、電磁誘導方式を用いた非接触の送電により、コイル部１４から靴２０へ送電されていると説明したが、これに限らず、磁界共鳴方式を用いた非接触の送電により、コイル部１４から靴２０へ送電されてもよい。どちらも、送電側及び受電側の双方にコイルを設置して向かい合わせに置き、送電側から送電し、受電側のコイルで受電する方式が共通するためである。
【００３３】
また、本実施形態では、フロアマット１２の下面側にコイル部１４が一体的に設けられている構成を例にして説明したが、これに限らず、車体フロア側にシート状に保持されたコイル部を配設させるようにしてもよい。例えば、フロアパネルにコイル部を収容可能な浅底の凹部を形成しておき、この凹部にシート状に保持されたコイル部を収容させただけの構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０   車室
１４   コイル部
１６   ヒータ部
２０   靴
３４   足
５０   充電器（充電部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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