(57)【要約】【課題】暖房効率を向上し、物体が触れたときに温度を低下させる機能を向上すると共に、製造コストを低減することの可能なヒータ装置を提供する。【解決手段】ヒータ装置１は、絶縁基材１０、発熱部２０、発信電極３０、受信電極４０、検出回路７１および制御装置７０を備える。絶縁基材１０は、板状に形成される。発熱部２０は、絶縁基材１０に対し一方の側の面に設けられ、通電により発熱する。発信電極３０及び受信電極４０は、絶縁基材１０に対し発熱部２０が設けられる側の面に設けられる。検出回路７１は、発信電極３０と受信電極４０との間の静電容量の変化により物体の接触又は近接を検出する。制御装置７０は、検出回路７１により物体が接触又は近接したことが検出される場合、発熱部２０への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する。そして、発信電極３０と受信電極４０は、発熱部２０が発熱した熱を面方向へ拡散させる放熱機能を有するように配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータ装置において、
板状に形成される絶縁基材（１０）と、
前記絶縁基材に対し一方の側の面に設けられ、通電により発熱する発熱部（２０）と、
前記絶縁基材に対し前記発熱部が設けられる側の面に設けられる発信電極（３０）及び受信電極（４０）と、
前記発信電極と前記受信電極との間の静電容量の変化により物体の接触又は近接を検出する検出回路（７１）と、
前記検出回路により物体が接触又は近接したことが検出される場合、前記発熱部への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する制御装置（７０）と、を備え、
前記発信電極及び前記受信電極は、前記発熱部が発熱した熱を面方向へ拡散させる放熱機能を有するように配置されている、ヒータ装置。
【請求項２】
前記発信電極と前記受信電極とは、物体の接触又は近接を検出するために一対となる部位が、隣り合うように配置された前記発熱部同士の間に配置される、請求項１に記載のヒータ装置。
【請求項３】
前記発信電極及び前記受信電極の少なくとも一方は、前記発熱部の線材の幅と同一またはそれよりも幅の広い幅広部（３１、４１）を有する、請求項１または２に記載のヒータ装置。
【請求項４】
前記受信電極が前記幅広部（４１）を有する、請求項３に記載のヒータ装置。
【請求項５】
前記発信電極は、前記発熱部の線材の幅と同一またはそれよりも幅の細い線材で構成される、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のヒータ装置。
【請求項６】
前記発信電極は、前記受信電極の少なくとも二方または三方を囲うように配置される、請求項１ないし５のいずれか１つに記載のヒータ装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記発熱部への通電のタイミングと、前記発信電極への電圧の印加のタイミングとが交互に行われるように制御する、請求項１ないし６のいずれか１つに記載のヒータ装置。
【請求項８】
ヒータ装置において、
板状に形成される絶縁基材（１０）と、
前記絶縁基材に対し一方の面に設けられ、通電により発熱する機能を有し、物体の接触又は近接の検出にも用いられるように配置される第１電極（９１）と、
前記絶縁基材に対し前記第１電極が設けられる側の面に設けられ、物体の接触又は近接の検出に用いられるように配置される第２電極（９２）と、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量の変化により物体の接触又は近接を検出する検出回路（７１）と、
前記第１電極を用いた発熱動作と、前記第１電極と前記第２電極を用いた前記検出回路による物体の接触又は近接の検出とを交互に行い、前記検出回路により物体の接触又は近接が検出される場合、発熱のための前記第１電極への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する制御装置（７０）と、を備えるヒータ装置。
【請求項９】
前記第１電極と電源（２１）とが接続され且つ前記第１電極と前記検出回路とが遮断される第１状態と、前記第１電極と前記電源とが遮断され且つ前記第１電極と前記検出回路と接続される第２状態とを切り替える第１スイッチ（８１）と、
前記第１電極とグランド（２２）とが接続されるオン状態と、前記第１電極とグランドとが遮断されるオフ状態とを切り替える第２スイッチ（８２）とを備え、
前記制御装置は、
前記第１電極を発熱させる場合、前記第１スイッチを前記第１状態となるように制御し、前記第２スイッチを前記オン状態となるように制御し、
前記第１電極と前記第２電極を用いた前記検出回路による物体の接触又は近接の検出を行う場合、前記第１スイッチを前記第２状態となるように制御し、前記第２スイッチを前記オフ状態となるように制御する、請求項８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、輻射熱を放射して対象物を暖めるヒータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載され、乗員に対して輻射熱を放射することで、乗員を暖めるヒータ装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載のヒータ装置は、絶縁基板のうち乗員とは反対側の面に配置された発熱部に通電されると、その発熱部が発熱し、乗員に対して輻射熱を放射する機能を有している。また、このヒータ装置は、絶縁基板の乗員側の面に配置された発信電極と受信電極との間の静電容量の変化により、乗員を含む物体が乗員側表面に接触又は近接したことを検出する機能を有している。そして、このヒータ装置は、乗員側表面に物体が接触又は近接したことが検出される場合、発熱部への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止することで、乗員側表面に触れた物体の温度が上昇することを抑制し、乗員に熱的不快感が生じることを防いでいる。
【０００４】
また、特許文献２に記載のヒータ装置は、多層基板の中間層で発熱部と放熱部とが交互に直列に接続されたものである。発熱部は、通電により発熱する機能を有している。放熱部は、発熱部が発熱した熱を面方向へ拡散させる機能を有している。これにより、このヒータ装置は、面内の温度分布を良好にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１９０６７４号公報
【特許文献２】特開２０１４−３０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のヒータ装置は、絶縁基板の一方の面に発熱部が配置され、絶縁基板の他方の面に発信電極と受信電極が配置される構成である。このように、絶縁基板の両面に各配線を配置すると、次のような問題が生じることが懸念される。
【０００７】
まず、このヒータ装置は、発熱部と乗員側表面との間に絶縁基板等が配置されることにより、ヒータ本体部の層構成（すなわち、絶縁層の数）が多くなり、ヒータ本体部の総厚みが大きいものになる。そのため、このヒータ装置は、発熱部で発生した熱が乗員側表面へ伝熱する際の熱損失が大きくなり、暖房効率が低下するおそれがある。
【０００８】
次に、ヒータ装置は、絶縁基板の両面に各配線を配置する構成のため、ヒータ本体部の層構成が多くなるのでヒータ本体部の総厚みが大きいものとなり、それと共に、金属配線量も多くなる。そのため、ヒータ本体部の熱容量が大きくなるので、乗員側表面に物体が触れた時に温度を急速に下げる機能が阻害される。したがって、このヒータ装置は、乗員側表面に触れた物体の温度の上昇が大きくなり、乗員に熱的不快感が生じるおそれがある。
【０００９】
さらに、ヒータ装置は、絶縁基材の両面に各配線を配置する構成のため、製造工程が複雑化すると共に、配線量も増加する。そのため、このヒータ装置は、製造コストおよび部品コストが高くなるおそれがある。
【００１０】
なお、特許文献２に記載のヒータ装置には、発信電極と受信電極に関する記載がされていない。しかし、この特許文献２に記載のヒータ装置も、多層基板の中間層で発熱部と放熱部とが配置された層とは別の層に発信電極と受信電極を設ければ、上述した問題と同様の問題が生じることが懸念される。
【００１１】
本発明は上記点に鑑みて、暖房効率を向上し、物体が触れたときに温度を低下させる機能を向上すると共に、製造コストを低減することの可能なヒータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、ヒータ装置において、
板状に形成される絶縁基材（１０）と、
前記絶縁基材に対し一方の側の面に設けられ、通電により発熱する発熱部（２０）と、
前記絶縁基材に対し前記発熱部が設けられる側の面に設けられる発信電極（３０）及び受信電極（４０）と、
前記発信電極と前記受信電極との間の静電容量の変化により物体の接触又は近接を検出する検出回路（７１）と、
前記検出回路により物体が接触又は近接したことが検出される場合、前記発熱部への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する制御装置（７０）と、を備え、
前記発信電極及び前記受信電極は、前記発熱部が発熱した熱を面方向へ拡散させる放熱機能を有するように配置されている。
【００１３】
これによれば、このヒータ装置は、発熱部が発熱した熱を面方向へ拡散させる放熱機能を発信電極と受信電極が有することで、面内の温度分布を良好にしつつ、絶縁基材に対する配線の片面化が実現可能となる。これにより、このヒータ装置は、絶縁基材の両面に各配線を配置したヒータ装置と比べて、ヒータ本体部の層構成（すなわち、絶縁層の数）が少なくなるのでヒータ本体部の総厚みが小さくなり、配線金属量も少なくなる。そのため、このヒータ装置は、発熱部で発生させた熱が乗員側表面へ伝熱する際の熱損失を低減することが可能である。したがって、このヒータ装置は、同一の暖房性能を得るための電力消費量を低減し、暖房効率を向上することができる。
【００１４】
また、このヒータ装置は、絶縁基材に対する配線の片面化により、絶縁基材の両面に各配線を配置したヒータと比べて、ヒータ本体部を構成する層構成が少なくなるのでヒータ本体部の総厚みが小さくなり、配線金属量も少なくなる。そのため、このヒータ装置は、ヒータ本体部の熱容量が小さくなるので、物体が触れた時に温度を急速に下げる機能を向上することができる。また、このヒータ装置は、ヒータ本体部の熱容量が小さくなるので、表面温度の昇温および降温速度を速くすることができる。
【００１５】
さらに、絶縁基材に対する配線の片面化により、製造工程が簡素化されると共に、配線量も少なくなる。そのため、このヒータ装置は、製造コストおよび部品コストを低減することができる。
【００１６】
また、請求項８に係る発明は、ヒータ装置において、
板状に形成される絶縁基材（１０）と、
前記絶縁基材に対し一方の面に設けられ、通電により発熱する機能を有し、物体の接触又は近接の検出にも用いられるように配置される第１電極（９１）と、
前記絶縁基材に対し前記第１電極が設けられる側の面に設けられ、物体の接触又は近接の検出に用いられるように配置される第２電極（９２）と、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量の変化により物体の接触又は近接を検出する検出回路（７１）と、
前記第１電極を用いた発熱動作と、前記第１電極と前記第２電極を用いた前記検出回路による物体の接触又は近接の検出とを交互に行い、前記検出回路により物体の接触又は近接が検出される場合、発熱のための前記第１電極への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する制御装置（７０）と、を備える。
【００１７】
これによれば、請求項８に係る発明は、上述した請求項１に係る発明と同様の作用効果を奏することができる。また、請求項８に係る発明は、第１電極が、発信電極または受信電極の一方の機能と発熱部の機能とを兼ねるので、絶縁基板に実装される配線の構成を簡素にすることができる。
【００１８】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係るヒータ装置が車両に搭載された様子を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るヒータ装置の一部を示す断面図である。
【図３】第１実施形態に係るヒータ装置の一部を示す平面図である。
【図４】第１実施形態に係るヒータ装置の回路図である。
【図５】第１実施形態に係るヒータ装置が備える制御装置が実行する制御処理のフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係るヒータ装置の一部を示す平面図である。
【図７】第３実施形態に係るヒータ装置の一部を示す平面図である。
【図８】第４実施形態に係るヒータ装置の一部を示す平面図である。
【図９】第５実施形態に係るヒータ装置の一部を示す平面図である。
【図１０】第６実施形態に係るヒータ装置の回路図である。
【図１１】第６実施形態に係るヒータ装置が備える制御装置が実行する制御処理のタイミングチャートである。
【図１２】第７実施形態に係るヒータ装置の回路図である。
【図１３】第７実施形態に係るヒータ装置の一部を示す平面図である。
【図１４】第８実施形態に係るヒータ装置の回路図である。
【図１５】第８実施形態に係るヒータ装置の回路図である。
【図１６】第９実施形態に係るヒータ装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
（第１実施形態）
第１実施形態のヒータ装置１について説明する。図１に示すように、ヒータ装置１は、車両などの移動体の室内に設置されている。ヒータ装置１は、車室内の暖房装置の一部を構成している。ヒータ装置１は、移動体に搭載された電池または発電機などの電源装置から電力を供給されて発熱する電気ヒータである。ヒータ装置１は、薄い板状に形成されている。ヒータ装置１は、主としてその表面に垂直な方向へ向けて輻射熱を放射し、その表面に垂直な方向に位置する対象物を暖めるために利用される。
【００２２】
ヒータ装置１は、例えば車両走行用エンジンの起動直後に、乗員２に対して即効的に暖かさを提供するための装置として利用することが可能である。ヒータ装置１は、車室内の座席３に着座する乗員２の足元に輻射熱を放射するように設置される。例えば、ヒータ装置１は、ステアリング４を支持するためのステアリングコラム５を覆うように設けられたステアリングコラムカバー６の下面に設置される。また、ヒータ装置１は、そのステアリングコラムカバー６より下方に位置するダッシュボード７に設置してもよい。
【００２３】
図２および図３に示すように、ヒータ装置１は、軸Ｘと軸Ｙによって規定されるＸ−Ｙ平面に沿って広がっている。ヒータ装置１は、軸Ｚの方向に厚さをもつ。ヒータ装置１は、ほぼ四角形の薄い板状に形成されている。ヒータ装置１は、主として表面に垂直な方向に向けて輻射熱を放射する面状ヒータとも呼ぶことができる。
【００２４】
ヒータ装置１は、絶縁基材１０、発熱部２０、発信電極３０、受信電極４０、および絶縁層５０などを備えている。これらは、ヒータ本体部６０を構成している。
【００２５】
絶縁基材１０は、優れた電気絶縁性を有し、かつ高温に耐える樹脂材料により板状に形成されている。具体的には、絶縁基材１０は、樹脂フィルムによって形成されている。
【００２６】
発熱部２０は、通電により発熱する金属材料によって形成されている。発熱部２０は、絶縁基材１０に対し一方の側の面に設けられている。具体的には、発熱部２０は、絶縁基材１０に対し乗員側の面に設けられている。発熱部２０は、その絶縁基材１０の面上で、所定間隔で折り返されるように配置されている。
【００２７】
図４に示すように、発熱部２０は、制御装置７０により、通電が制御される。なお、制御装置７０は、制御処理や演算処理を行うプロセッサ、プログラムやデータ等を記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を含むマイクロコンピュータ、およびその周辺回路で構成されている。記憶部は、非遷移的かつ実体的な記憶媒体で構成されている。
【００２８】
制御装置７０は、検出回路７１から伝送される信号、および、ヒータ本体部６０に設けられた図示しない温度センサから伝送される信号などに基づき、発熱部２０への通電を制御する。制御装置７０は、ヒータ本体部６０を所定の目標温度に制御するため、発熱部２０への通電を、オンオフ制御、または、デューティ制御する。例えば、制御装置７０は、電源２１と発熱部２０とグランド２２とを接続する配線の途中に設けられたスイッチ８０の動作を制御し、ヒータ本体部６０を所定の目標温度に調整する。
【００２９】
図２および図３に示すように、発信電極３０と受信電極４０も、絶縁基材１０に対し一方の側の面に設けられている。すなわち、発信電極３０と受信電極４０は、絶縁基材１０に対し発熱部２０が設けられる側の面に設けられている。本実施形態では、発熱部２０と発信電極３０と受信電極４０は、同一層に設けられている。発信電極３０と受信電極４０は、乗員を含む物体がヒータ本体部６０の乗員側表面６１に接触または接近したことを検出するために一対となる部位が、隣り合うように配置された発熱部２０同士の間に設けられている。
【００３０】
図４に示すように、発信電極３０と受信電極４０は、検出回路７１に電気的に接続されている。検出回路７１から発信電極３０に対しパルス状の電圧が印加されると、発信電極３０と受信電極４０との間に電界が形成され、所定の電荷が蓄積される。
【００３１】
図２に示すように、乗員の指などの物体がヒータ本体部６０の乗員側表面６１に接触または接近した場合、電荷を仮想線として示す電気力線Ｅの一部が、その物体により遮られる。すると、その物体により遮られた分、受信電極４０で検知される電界が減少し、発信電極３０と受信電極４０との間の静電容量も小さくなる。そのため、検出回路７１は、発信電極３０と受信電極４０との間の静電容量の変化を捉えて、物体の接触または近接を検出することが可能である。
【００３２】
なお、検出回路７１から発信電極３０に対し所定の電圧が印加されると、発信電極３０から同心円状に電気力線が出る。その電気力線のうち、受信電極４０に向かないものは、検出に不要な電気力線となる。図３では、受信電極４０に向かう電気力線を、符号Ｅ１を付した実線の矢印で示し、検出に不要な電気力線を、符号Ｅ２を付した破線の矢印で示している。本実施形態では、発信電極３０と受信電極４０のうち一対となる部位の外側に配置された発熱部２０が、その検出に不要な電気力線を吸収するための配線として機能する。これにより、発熱部２０のグランド電位と検出のためのグランド電位とが同一となる。そのため、検出回路７１は、物体の接触又は近接を安定して検出することができる。検出回路７１が検出した情報は、制御装置７０に伝送される。制御処理７０は、その情報に基づいて発熱部２０への通電を制御する。なお、制御装置７０が実行する制御処理については後述する。
【００３３】
発信電極３０と受信電極４０は、絶縁基材１０や絶縁層５０よりも高い熱伝導率を有する金属材料で形成される。これにより、発信電極３０と受信電極４０は、発熱部２０が発熱した熱を面方向へ拡散する放熱機能を有するものとなる。また、発信電極３０と受信電極４０は、薄膜状または線状に形成され、低熱容量となっている。そのため、発信電極３０と受信電極４０は、物体と接触したときに、接触した部分の温度が急速に低下する特性を有している。
【００３４】
図３に示すように、発信電極３０と受信電極４０の少なくとも一方は、発熱部２０の線材の幅と同一またはそれよりも幅の広い幅広部４１を有している。すなわち、発熱部２０の線幅をｔ１とし、幅広部４１の線幅をｔ２とすると、ｔ１≦ｔ２の関係を有する。発信電極３０と受信電極４０の少なくとも一方が幅広部４１を有することで、発熱部２０が発熱した熱を面方向へ拡散させる機能を向上させることが可能である。本実施形態では、受信電極４０が幅広部４１を有していることで、検出回路７１による物体の接触又は近接の検出が安定したものとなる。
【００３５】
一方、発信電極３０は、発熱部２０の線材より細い線材で構成されている。これにより、発信電極３０の熱容量が小さくなるので、その昇温速度および降温速度が向上する。そのため、このヒータ装置１は、物体が触れた時に温度を急速に下げる機能を向上することができる。また、発信電極３０は、受信電極４０が有する幅広部４１の少なくとも二方または三方を囲うように配置されている。これにより、発信電極３０から受信電極４０に向かう電気力線が増加し、検出回路７１による物体の接触又は近接の検出が安定したものとなる。
【００３６】
図２に示すように、絶縁層５０は、絶縁基材１０の一方の側の面で、発熱部２０、発信電極３０および受信電極４０を覆うように設けられる。絶縁層５０は、例えば、ポリイミドフィルムまたは絶縁樹脂など、高い絶縁性を有する材料により形成されている。
【００３７】
次に、制御装置７０が実行する制御処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００３８】
この処理は、ヒータ装置１の電源がオンされると同時に開始される。ヒータ装置１の電源がオンされると、制御装置７０は発熱部２０に通電する。また、検出回路７１は発信電極３０に所定の電圧を印加する。
【００３９】
ステップＳ１０で制御装置７０は、乗員を含む物体の近接または接触が検出回路７１により検出されたか否かを判定する。乗員を含む物体の近接または接触が検出回路７１により検出されていない場合、制御装置７０は、処理を一旦終了する。そして、再び図５に示す処理を最初から実行する。
【００４０】
一方、ステップＳ１０で制御装置７０は、乗員を含む物体の近接または接触が検出回路７１により検出された場合、処理をステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０で制御装置７０は、発熱部２０への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する。これにより、ヒータ本体部６０に物体が接触した場合、その接触した部分の温度が急速に低下する。具体的には、物体が接触した部分の温度は、熱による人の反射反応が起こらない温度以下に低下する。したがって、このヒータ装置１は、安全性の高いものとなっている。その後、制御装置７０は、処理を一旦終了する。そして、制御装置７０は、再び図５に示す処理を最初から実行する。
【００４１】
以上説明した第１実施形態のヒータ装置１は、次の作用効果を奏するものである。
（１）第１実施形態では、発信電極３０と受信電極４０は、発熱部２０が発熱した熱を面方向へ拡散させる放熱機能を有している。これにより、ヒータ本体部６０の面内の温度分布を良好にしつつ、絶縁基材１０に対する発熱部２０と発信電極３０と受信電極４０の片面化を実現することが可能である。そのため、上述した特許文献１に記載されたような、絶縁基材の一方の面に発熱部を配置し、絶縁基材の他方の面に発信電極と受信電極を配置したヒータ装置と比べて、第１実施形態のヒータ装置１はヒータ本体部６０の層構成（すなわち、絶縁層の数）が少なくなるのでヒータ本体部６０の総厚みが小さくなり、配線金属量も少なくなる。そのため、第１実施形態のヒータ装置１は、発熱部２０で発生させた熱が乗員側表面６１へ伝熱する際の熱損失を低減することができる。したがって、このヒータ装置１は、同一の暖房性能を得るための電力消費量を低減し、暖房効率を高めることができる。
【００４２】
（２）また、第１実施形態のヒータ装置１は、絶縁基材１０に対する配線２０、３０、４０の片面化により、ヒータ本体部６０の層構成が少なくなるのでヒータ本体部６０の総厚みが小さくなり、配線金属量も少なくなる。そのため、このヒータ装置１は、ヒータ本体部６０の熱容量が小さくなるので、物体が触れた時に温度を急速に下げる機能を向上することができる。また、このヒータ装置１は、ヒータ本体部６０の熱容量が小さくなるので、表面温度の昇温および降温速度を速くすることができる。
【００４３】
（３）さらに、第１実施形態では、絶縁基材１０に対する配線２０、３０、４０の片面化により、ヒータ本体部６０の製造工程が簡素化されると共に、ヒータ本体部６０に設けられる配線量も少なくなる。そのため、このヒータ装置１は、製造コストおよび部品コストを低減することができる。
【００４４】
（４）第１実施形態では、発信電極３０と受信電極４０とは、物体の接触又は近接を検出するために一対となる部位が、隣り合うように配置された発熱部２０同士の間に配置される。これにより、このヒータ装置１は、発熱部２０が発熱した熱を発信電極３０と受信電極４０により面方向へ拡散させる放熱機能が向上し、面内の温度分布を良好にすることができる。また、発信電極３０から出る不要な電気力線を発熱部２０に吸収させることが可能となる。そのため、このヒータ装置１は、発信電極３０から出る不要な電気力線を吸収するためのグランド配線を発熱部２０が兼ねるので、配線を簡素化することができる。さらに、発熱部２０のグランド電位と検出のためのグランド電位とが同一となるので、検出回路７１による物体の接触又は近接が安定したものとなる。
【００４５】
（５）第１実施形態では、発信電極３０及び受信電極４０の少なくとも一方は、発熱部２０の線材の幅と同一またはそれよりも幅の広い幅広部４１を有している。これによれば、このヒータ装置１は、幅広部４１により、発熱部２０が発熱した熱を面方向へ拡散させる放熱機能を向上することで、面内の温度分布を良好にすることができる。
【００４６】
（６）第１実施形態では、受信電極４０が幅広部４１を有している。これにより、検出回路７１による物体の接触又は近接が安定したものとなる。
【００４７】
（７）第１実施形態では、発信電極３０は、発熱部２０の線材の幅と同一またはそれよりも幅の細い線材で構成されている。これにより、発信電極３０の熱容量が低下するので、その昇温速度および降温速度が向上する。そのため、このヒータ装置１は、物体が触れた時に温度を急速に下げる機能を向上することができる。
【００４８】
（８）第１実施形態では、発信電極３０は、受信電極４０の少なくとも二方または三方を囲うように配置されている。これにより、発信電極３０から受信電極４０に向かう電気力線が増加し、検出回路７１による物体の接触又は近接の検出が安定したものとなる。
【００４９】
（第２〜第５実施形態）
第２〜第５実施形態について説明する。第２〜第５実施形態は、第１実施形態に対して発信電極３０と受信電極４０の配置又は形状の一部を変更した例を示したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５０】
（第２実施形態）
図６に示すように、第２実施形態では、発信電極３０は、発熱部２０の線材の幅と同一またはそれよりも幅の小さい線材により、網目状に構成されている。すなわち、発熱部２０の線幅をｔ１とし、発信電極３０の線幅をｔ３とすると、ｔ１≧ｔ３の関係を有する。そして、発信電極３０は、対応する受信電極４０の少なくとも二方または三方を囲うように配置されている。また、第２実施形態でも第１実施形態と同様に、受信電極４０は、発熱部２０の線材の幅と同一またはそれよりも幅の広い幅広部４１を有している。すなわち、発熱部２０の線幅をｔ１とし、幅広部４１の線幅をｔ２とすると、ｔ１≦ｔ２の関係を有する。
【００５１】
このように、発信電極３０が細線で網目状に構成され、さらに受信電極４０が幅広部４１を有することで、静電容量の検出に必要な配線の面積を確保することが可能となる。したがって、検出回路７１は、物体の接触又は近接を安定して検出することができる。また、発信電極３０が細線で網目状に構成され、さらに受信電極４０が幅広部４１を有することで、発熱部２０が発熱した熱を面方向へ拡散させる機能を向上させることができる。
【００５２】
ところで、仮に、発信電極３０の全面を熱伝導率の高い材料で構成すると、乗員の指などが接触した際、その指に周囲の熱が集まり温度低下が阻害されることとなる。これに対し、第２実施形態では、発信電極３０を細線で網目状に構成する事で、乗員の指などが接触した際、その指へ流入する熱移動が抑制されるので、急速に温度が下がる機能が阻害されることはない。すなわち、第２実施形態では、乗員の指などが接触した際、急速に温度が下がるので、乗員に熱的不快感が生じることを防ぐことできる。
【００５３】
（第３実施形態）
図７に示すように、第３実施形態では、発信電極３０と受信電極４０は、単純な櫛歯形状である。発信電極３０の櫛歯状の部位と、受信電極４０の櫛歯状の部位とは、所定の間隔をあけて交互に配置されている。なお、第３実施形態でも、発信電極３０と受信電極４０と発熱部２０は、同一層に設けられている。そして、発信電極３０と受信電極４０は、絶縁基材１０や絶縁層５０よりも高い熱伝導率を有する金属材料で形成されており、発熱部２０が発熱した熱を面方向へ拡散させる機能を有している。したがって、第３実施形態も、第１実施形態等と同様の作用効果を奏することができる。
【００５４】
（第４実施形態）
図８に示すように、第４実施形態では、発信電極３０は、受信電極４０が有する幅広部４１の少なくとも三方を囲うように配置されている。なお、第４実施形態でも、発信電極３０と受信電極４０と発熱部２０は、同一層に設けられている。そして、発信電極３０と受信電極４０は、発熱部２０が発熱した熱を面方向へ拡散させる機能を有している。したがって、第４実施形態も、第１実施形態等と同様の作用効果を奏することができる。
【００５５】
（第５実施形態）
図９に示すように、第５実施形態では、発信電極３０と受信電極４０はいずれも幅広部３１、４１を有している。なお、第５実施形態でも、発信電極３０と受信電極４０と発熱部２０は、同一層に設けられている。そして、発信電極３０と受信電極４０およびそれらの有する幅広部３１、４１は、発熱部２０が発熱した熱を面方向へ拡散させる機能を有している。したがって、第５実施形態も、第１実施形態等と同様の作用効果を奏することができる。
【００５６】
（第６実施形態）
第６実施形態について説明する。図１０に示すように、第６実施形態は、上述した第１実施形態等の構成と同一の構成である。そのような構成において、第６実施形態は、第１実施形態等に対して制御装置７０が実行する制御方法を変更したものである。
【００５７】
図１１に示すように、第６実施形態では、制御装置７０は、発熱部２０への通電のタイミングと、検出回路７１による検出のタイミングとが交互に行われるように制御する。すなわち、制御装置７０は、発熱部２０への通電と発信電極３０への電圧の印加とを交互に実施する。したがって、発熱部２０へ印加される電圧と、発信電極３０へ印加される電圧とは逆位相になる。なお、制御装置７０は、ヒータ本体部６０を所定の目標温度に制御するため、発熱部２０への通電を、オンオフ制御、または、デューティ制御する。
【００５８】
以上説明した第６実施形態では、発熱部２０への通電が無いときに検出回路７１による検出が行われる。そのため、検出回路７１による物体の接触又は近接の検出に対して発熱部２０に印加される電圧が与える影響を抑制することが可能である。したがって、このヒータ装置１は、検出回路７１による物体の接触又は近接の検出をより安定させることができる。
【００５９】
（第７実施形態）
第７実施形態について説明する。図１２および図１３に示すように、第７実施形態では、上述した第１実施形態等の構成に対し、グランド回路２３を設置したものである。グランド回路２３は、発信電極３０および受信電極４０のうち一対となる部位と、発熱部２０との間に配置される。また、グランド回路２３は、絶縁基材１０に対し一方の側の面に設けられている。具体的には、グランド回路２３と発信電極３０と受信電極４０と発熱部２０とは、同一層に設けられる。グランド回路２３は、物体の接触又は近接の検出に不要な電気力線を吸収する機能を有している。
【００６０】
以上説明した第７実施形態では、発熱部２０に加えて、グランド回路２３を配置することにより、検出回路７１による物体の接触又は近接の検出に対し発熱部２０に印加される電圧が与える影響を抑制することが可能である。したがって、このヒータ装置１は、検出回路７１による物体の接触又は近接の検出をより安定させることができる。
【００６１】
（第８実施形態）
第８実施形態について説明する。図１４に示すように、第８実施形態では、ヒータ装置１のヒータ本体部６０は、第１電極９１、第２電極９２などを備えている。
【００６２】
図示していないが、第１電極９１と第２電極９２は、第１実施形態と同じく、絶縁基材１０に対し一方の側の面に設けられている。具体的には、第１電極９１と第２電極９２は、同一層に設けられている。また、第１実施形態と同じく、第１電極９１と第２電極９２は、絶縁層５０により覆われている。
【００６３】
第１電極９１は、通電により発熱する機能を有する。また、第１電極９１は、物体の接触又は近接の検出にも用いられるように配置される。すなわち、第１電極９１は、上述した第１〜７実施形態で説明した発熱部２０の機能と、受信電極４０の機能の両方を有している。一方、第２電極９２は、物体の接触又は近接の検出に用いられるように配置される。すなわち、第２電極９２は、上述した第１〜７実施形態で説明した発信電極３０の機能を有している。
【００６４】
また、第８実施形態では、第１電極９１と電源２１との間、および、第１電極９１と検出回路７１との間に、第１スイッチ８１が設けられている。第１スイッチ８１は、第１電極９１と電源２１とが接続され、且つ、第１電極９１と検出回路７１とが遮断される第１状態と、第１電極９１と電源２１とが遮断され、且つ、第１電極９１と検出回路７１とが接続される第２状態とを切り替えるものである。この第１スイッチ８１の動作は、制御装置７０により制御される。なお、図１４では、第１スイッチ８１の第２状態を示している。
【００６５】
また、第１電極９１とグランド２２との間に、第２スイッチ８２が設けられている。第２スイッチ８２は、第１電極９１とグランド２２とが接続されるオン状態と、第１電極９１とグランド２２とが遮断されるオフ状態とを切り替えるものである。第２スイッチ８２の動作も、制御装置７０により制御される。なお、図１４では、第２スイッチ８２のオフ状態を示している。
【００６６】
制御装置７０は、第１スイッチ８１の動作と第２スイッチ８２の動作を制御することで、第１電極９１を用いた発熱動作と、第１電極９１と第２電極９２を用いた検出回路７１による物体の接触又は近接の検出を交互に実施する。
【００６７】
具体的には、図１５に示すように、制御装置７０は、第１電極９１を用いた発熱動作を実施する場合、第１スイッチ８１を第１状態とし、第２スイッチ８２をオン状態とする。これにより、第１スイッチ８１により、電源２１と第１電極９１とが接続され、第１電極９１と検出回路７１が遮断される。また、第２スイッチ８２により、第１電極９１とグランド２２とが接続される。したがって、電源２１から第１電極９１を通じてグランド２２に電流が流れ、発熱のための第１電極９１への通電が行われる。これにより、第１電極９１が発熱する。
【００６８】
一方、図１４に示すように、制御装置７０は、第１電極９１と第２電極９２を用いた検出回路７１による物体の接触又は近接の検出を実施する場合、第１スイッチ８１を第２状態とし、第２スイッチ８２をオフ状態とする。これにより、第１スイッチ８１により、第１電極９１と検出回路７１が接続され、電源２１と第１電極９１とが遮断される。また、第２スイッチ８２により、第１電極９１とグランド２２とが遮断される。その際、検出回路７１から第２電極９２に所定の電圧が印加されると、第１電極９１と第２電極９２との間に電界が形成され、所定の電荷が蓄積される。そのため、検出回路７１は第１電極９１と第２電極９２との間の静電容量の変化を捉えることで、物体の接触又は近接を検出することが可能である。なお、制御装置７０は、検出回路７１により乗員を含む物体の近接または接触が検出された場合、発熱動作において第１電極９１への通電量を通常状態より低くするか又は第１電極９１への通電を停止して発熱動作を停止する。これにより、このヒータ装置１は、ヒータ本体部６０に物体が接触した場合、その接触した部分の温度を急速に下げることが可能である。
【００６９】
以上説明した第８実施形態も、第１実施形態等と同様の作用効果を奏することができる。また、第８実施形態では、第１電極９１が発熱部２０の機能と、受信電極４０の機能の両方を兼ねているので、絶縁基板１０に実装される配線の構成を簡素にすることができる。さらに、第８実施形態では、第１スイッチ８１と第２スイッチ８２の制御により、第１電極９１を用いた発熱動作と、第１電極９１と第２電極９２を用いた検出回路７１による物体の接触又は近接の検出とが交互に実施されるので、検出回路７１による物体の接触又は近接の検出機能を安定させることができる。
【００７０】
（第９実施形態）
第９実施形態について説明する。図１６に示すように、第９実施形態では、上述した第８実施形態の構成に対し、グランド回路２３を設置したものである。グランド回路２３は、絶縁基材１０に対し一方の側の面に設けられている。具体的には、グランド回路２３と第１電極９１と第２電極９２と発熱部２０とは、同一層に設けられる。このグランド回路２３は、物体の接触又は近接の検出に不要な電気力線を吸収する機能を有している。第９実施形態のヒータ装置１は、グランド回路２３を配置することにより、検出回路７１による物体の接触又は近接の検出機能をより安定させることができる。
【００７１】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【００７２】
（１）上記各実施形態では、絶縁基材１０の面上に発熱部２０が所定間隔で折り返されるように配置されるものについて説明したが、発熱部２０の配置方法はこれに限らない。発熱部２０は、種々の配置方法を採用することができる。
【００７３】
（２）上記各実施形態では、発熱部２０がグランド線を兼ねる構成や、発熱部２０と同一層にグランド回路２３を設ける構成について説明したが、これに限らない。例えば、絶縁基材１０に対し、発熱部２０、発信電極３０および受信電極４０とは反対側の面にグランド配線を追加してもよい。
【００７４】
（３）上記第８および第９実施形態では、第１電極９１が発熱部２０の機能と受信電極４０の機能を有するものとし、第２電極９２が発信電極３０の機能を有するものとしたがこれに限らない。他の実施形態では、第１電極９１が発熱部２０の機能と発信電極３０の機能を有するものとし、第２電極９２が受信電極４０の機能を有するものとしてもよい。
【００７５】
（４）上記第１〜第７実施形態では、絶縁基材１０の乗員側の面に発熱部２０、発信電極３０および受信電極４０を設ける構成について説明したが、これに限らない。他の実施形態では、絶縁基材１０のうち、乗員とは反対側の面に発熱部２０、発信電極３０および受信電極４０を設ける構成としてもよい。その場合、絶縁基材１０のうち、発熱部２０、発信電極３０および受信電極４０が設けられた面とは反対側の面が、乗員側表面となる。
【００７６】
（５）上記第８および第９実施形態では、絶縁基材１０の乗員側の面に第１電極９１と第２電極９２を設ける構成について説明したが、これに限らない。他の実施形態では、絶縁基材１０のうち、乗員とは反対側の面に第１電極９１と第２電極９２を設ける構成としてもよい。その場合、絶縁基材１０のうち、第１電極９１と第２電極９２が設けられた面とは反対側の面が、乗員側表面となる。
【００７７】
（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、ヒータ装置は、絶縁基材、発熱部、発信電極、受信電極、検出回路および制御装置を備える。絶縁基材は、板状に形成される。発熱部は、絶縁基材に対し一方の側の面に設けられ、通電により発熱する。発信電極及び受信電極は、絶縁基材に対し発熱部が設けられる側の面に設けられる。検出回路は、発信電極と受信電極との間の静電容量の変化により物体の接触又は近接を検出する。制御装置は、検出回路により物体が接触又は近接したことが検出される場合、発熱部への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する。そして、発信電極と受信電極は、発熱部が発熱した熱を面方向へ拡散させる放熱機能を有するように配置されている。
【００７８】
第２の観点によれば、発信電極と受信電極とは、物体の接触又は近接を検出するために一対となる部位が、隣り合うように配置された発熱部同士の間に配置される。これによれば、このヒータ装置は、発熱部が発熱した熱を発信電極と受信電極により面方向へ拡散させる放熱機能を向上し、面内の温度分布を良好にすることができる。また、発信電極から出る不要な電気力線を発熱部に吸収させることが可能となる。そのため、このヒータ装置は、発信電極から出る不要な電気力線を吸収するためのグランド配線を発熱部が兼ねるので、配線を簡素化することができる。さらに、発熱部のグランド電位と検出のためのグランド電位とが同一となるので、検出回路は、物体の接触又は近接を安定して検出することができる。
【００７９】
第３の観点によれば、発信電極及び受信電極の少なくとも一方は、発熱部の線材の幅と同一またはそれよりも幅の広い幅広部を有する。これによれば、このヒータ装置は、幅広部により、発熱部が発熱した熱を面方向へ拡散させる放熱機能を向上することで、面内の温度分布を良好にすることができる。
【００８０】
第４の観点によれば、受信電極が幅広部を有する。これによれば、発信電極から受信電極に向かう電気力線が増加するので、検出回路は、物体の接触又は近接を安定して検出することができる。
【００８１】
第５の観点によれば、発信電極は、発熱部の線材の幅と同一またはそれよりも幅の細い線材で構成される。これによれば、発信電極の熱容量が低下するので、その昇温速度および降温速度が向上する。そのため、このヒータ装置は、物体が触れた時に温度を急速に下げる機能を向上することができる。
【００８２】
第６の観点によれば、発信電極は、受信電極の少なくとも二方または三方を囲うように配置される。これによれば、発信電極から受信電極に向かう電気力線が増加するので、検出回路は、物体の接触又は近接を安定して検出することができる。
【００８３】
第７の観点によれば、制御装置は、発熱部への通電のタイミングと、発信電極への電圧の印加のタイミングとが交互に行われるように制御する。これによれば、検出回路による物体の接触又は近接の検出に対して発熱部に印加される電圧が与える影響を抑制することが可能である。したがって、このヒータ装置は、検出回路による物体の接触又は近接の検出機能を安定させることができる。
【００８４】
第８の観点によれば、ヒータ装置は、絶縁基材、第１電極、第２電極、検出回路および制御装置を備える。絶縁基材は、板状に形成される。第１電極は、絶縁基材に対し一方の面に設けられ、通電により発熱する機能を有し、物体の接触又は近接の検出にも用いられるように配置される。第２電極は、絶縁基材に対し第１電極が設けられる側の面に設けられ、物体の接触又は近接の検出に用いられるように配置される。検出回路は、第１電極と第２電極との間の静電容量の変化により物体の接触又は近接を検出する。制御装置は、第１電極を用いた発熱動作と、第１電極と第２電極を用いた検出回路による物体の接触又は近接の検出とを交互に実施する。そして、検出回路により物体の接触又は近接が検出される場合、発熱のための第１電極への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する。
【００８５】
これによれば、第１電極が、発信電極または受信電極の一方の機能と発熱部の機能とを兼ねるので、絶縁基板に実装される配線の構成を簡素にすることができる。また、このヒータ装置は、第１電極を用いた発熱動作と、第１電極と第２電極を用いた検出回路による物体の接触又は近接の検出とが交互に実施されるので、検出回路による物体の接触又は近接の検出機能を安定させることができる。
【００８６】
第９の観点によれば、ヒータ装置は、第１スイッチと第２スイッチをさらに備える。第１スイッチは、第１電極と電源とが接続され且つ第１電極と検出回路とが遮断される第１状態と、第１電極と電源とが遮断され且つ第１電極と検出回路と接続される第２状態とを切り替える。第２スイッチは、第１電極とグランドとが接続されるオン状態と、第１電極とグランドとが遮断されるオフ状態とを切り替える。そして、制御装置は、第１電極を発熱させる場合、第１スイッチを第１状態となるように制御し、第２スイッチをオン状態となるように制御する。また、制御装置は、第１電極と第２電極を用いた検出回路による物体の接触又は近接の検出を行う場合、第１スイッチを第２状態となるように制御し、第２スイッチをオフ状態となるように制御する。これによれば、制御装置は、第１電極を用いた発熱動作と、第１電極と第２電極を用いた検出回路による物体の接触又は近接の検出とを交互に実施ことが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１    ヒータ装置
１０  絶縁基材
２０  発熱部
３０  発信電極
４０  受信電極
７０  制御装置
７１  検出回路
【図１】
2019184171.tif 000003
【図２】
2019184171.tif 000004
【図３】
2019184171.tif 000005
【図４】
2019184171.tif 000006
【図５】
2019184171.tif 000007
【図６】
2019184171.tif 000008
【図７】
2019184171.tif 000009
【図８】
2019184171.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2019184171.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2019184171.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2019184171.tif 000016
【図１５】
2019184171.tif 000017
【図１６】
2019184171.tif 000018