(57)【要約】【課題】活性化物をトリガー手段として使用しながらも、確実に蓄熱材を相変化させることができる車両用シートの加熱装置を提供する。【解決手段】シート１の表層部に配された過冷却現象を利用する蓄熱材１０と、溶融状態の蓄熱材１０を固化させるトリガー手段と、蓄熱材の裏面側に配されたヒータ１１とを備え、トリガー手段として、固化状態の蓄熱材からなる活性化物１５を用いる。蓄熱材１０は、メイン受圧部２ｍに配されたシート加熱部１０ａと、サイドサポート部２ｓに延在する連結部１０ｂとからなり、連結部１０ｂの先端部に、活性化物１５を内蔵するスイッチ装置２０が連結されている。これにより、ヒータ１１と活性化物１５との間には、断熱材としてのパッド材２ｐが介在している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートの表層部に配され、熱を吸収して融点以上になると溶融するが、一旦溶融すると温度が融点以下に低下しても固化することなく溶融状態を保つ過冷却現象を利用した蓄熱材と、溶融状態の蓄熱材を固化させるトリガー手段と、前記蓄熱材に重ねて配され該蓄熱材を加熱する加熱手段と、を備える車両用シートの加熱装置であって、
前記トリガー手段は、前記蓄熱材と接触可能な状態で配された、固化状態の蓄熱材からなる活性化物であり、
前記加熱手段と前記活性化物との間には断熱材が配されていることを特徴とする、車両用シートの加熱装置。
【請求項２】
前記シートは、内部に発泡樹脂製のパッド材を備え、乗員の座圧を主体的に受圧するメイン受圧部と、該メイン受圧部の側方に連続するサイドサポート部とを有し、
前記蓄熱材は、前記メイン受圧部に配されたシート加熱部と、前記サイドサポート部へ延在する連結部とを有し、
前記活性化物は、前記サイドサポート部内ないしサイドサポート部より外方に配されて、前記蓄熱材の連結部の先端部に連結されており、
前記加熱手段は前記メイン受圧部に配されていることで、該加熱手段と前記活性化物との間には前記パッド材が介在しており、該パッド材が前記断熱材を兼ねていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用シートの加熱装置。
【請求項３】
前記蓄熱材の連結部と前記活性化物との境界には、開口を有する隔壁が設けられており、
前記連結部には、前記隔壁の開口を開閉可能な開閉手段が設けられており、
前記開閉手段は、前記隔壁の開口を閉口する方向に常時付勢されていることを特徴とする、請求項２に記載の車両用シートの加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートの表層部に配され過冷却現象を利用した蓄熱材と、溶融状態の蓄熱材を固化させるトリガー手段と、蓄熱材の裏面側に配された加熱手段と、を備える車両用シートの加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、シート着座面を加熱可能なヒータ等の加熱手段を内蔵する車両用のシートがある。しかし、ヒータではスイッチを入れてから乗員が暖かさを感じるまでにある程度の時間を要するという問題があった。そこで、従来のヒータと共に、過冷却現象を利用して迅速にシートを加熱可能な蓄熱材も併用した車両用シートの加熱装置として、下記特許文献１がある。
【０００３】
特許文献１では、シートの表層部に配され過冷却現象を利用した蓄熱材と、溶融状態の蓄熱材を固化させるトリガー手段と、蓄熱材の裏面側に配された加熱手段と、を備える。ここでの蓄熱材は、熱を吸収して融点以上になると溶融するが、一旦完全に溶融すると温度が融点以下に低下しても固化（結晶化）することなく溶融状態を保つ過冷却現象を利用するものであり、溶融状態から固化する際に溶融潜熱が放熱される。これにより、乗員がヒータからの熱を感じるまでの間において、迅速に着座面を加熱できるようになっている。
【０００４】
溶融状態の蓄熱材は、電気、尖鋭物、又は種結晶（活性化物）などのトリガーを付与することで、固化させることができる。詳しくは、電気的刺激を与えたり、尖鋭物等によって物理的刺激を与えたり、活性化物と接触させるなどによって固化させることができる。特許文献１では、電気刺激をトリガー手段として使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１５５２４０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のようにトリガー手段として電気を用いる場合は、省エネに不向きである。トリガー手段として尖鋭物等による物理的刺激を用いれば省エネには効果的であるが、尖鋭物の劣化の問題が生じると共に、シート内に尖鋭物が存在していると乗員に対して危険でもある。一方、トリガー手段として活性化物すなわち常時固化状態の蓄熱材を用いれば、これらの問題は生じない。しかし、固化状態の蓄熱材はヒータ等の加熱手段によって加熱されることで溶融する。したがって、活性化物をトリガー手段として用いると、蓄熱材を加熱する際に活性化物も加熱されて溶融してしまうおそれがある。これではトリガー手段としての機能が失われ、その後は蓄熱材を液体から固体に相変化させることができなくなるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、活性化物をトリガー手段として使用しながらも、確実に蓄熱材を相変化させることができる、車両用シートの加熱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】
【０００８】
そのための手段として本発明は、シートの表層部に配され、熱を吸収して融点以上になると溶融するが、一旦完全に溶融すると温度が融点以下に低下しても固化（結晶化）することなく溶融状態を保つ過冷却現象を利用した蓄熱材と、溶融状態の蓄熱材を固化させるトリガー手段と、前記蓄熱材に重ねて配され該蓄熱材を加熱する加熱手段と、を備える車両用シートの加熱装置であって、前記トリガー手段は、前記蓄熱材と接触可能な状態で配された、固化状態の蓄熱材からなる活性化物（種結晶）であり、前記加熱手段と前記活性化物との間には断熱材が配されていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、常時固化状態の蓄熱材、すなわち活性化物をトリガー手段として用いているので、省エネに有効であると共に、トリガー手段が劣化するおそれも無い。溶融状態の蓄熱材は、活性化物と接触させることで固化させることができる。一方、固化した蓄熱材は、加熱手段によって融点以上に加熱することで溶融させることができる。このとき、加熱手段と活性化物との間には断熱材が配されているので、加熱手段から活性化物へ直接伝熱することがない。而して、蓄熱材と共に活性化物も溶融することを防ぐことができる。
【００１０】
前記シートが内部に発泡樹脂製のパッド材を備え、乗員の座圧を主体的に受圧するメイン受圧部と、該メイン受圧部の側方に連続するサイドサポート部とを有する場合、前記蓄熱材を、前記メイン受圧部に配されたシート加熱部と、前記サイドサポート部へ延在する連結部とによって構成し、前記活性化物は、前記サイドサポート部内ないしサイドサポート部より外方に配して前記蓄熱材の連結部の先端部に連結したうえで、前記加熱手段は前記メイン受圧部のみに配すことが好ましい。
【００１１】
このように構成すると、前記加熱手段と前記活性化物との間には、必然的に前記パッド材が介在することになる。これにより、当該パッド材を前記断熱材として兼用することができ、部品点数及びコストを削減できると共に、わざわざ別部材としての断熱材を配設する手間も省ける。また、加熱手段及びシート加熱部がサイドサポート部で囲まれたメイン受圧部に配されていることで、熱がメイン受圧部に集中するので、効率的にシートの加熱及び蓄熱材への蓄熱を行うことができる。なお、蓄熱材のシート加熱部は加熱手段によって直接的に加熱されて溶融するが、連結部はシート加熱部から伝熱した余熱によって溶融することになる。
【００１２】
前記活性化物を前記蓄熱材の連結部に連結する場合、前記蓄熱材の連結部と前記活性化物との境界に、開口を有する隔壁を設けたうえで、前記連結部に、前記隔壁の開口を開閉可能な開閉手段を設けることが好ましい。このとき、前記開閉手段は、前記隔壁の開口を閉口する方向に常時付勢しておく。
【００１３】
これによれば、蓄熱材が溶融状態であれば、閉口方向へ常時付勢された開閉手段によって隔壁の開口が閉口されていることで、蓄熱材と活性化物とは離接状態にある。一方、開閉手段を付勢力に抗して操作して隔壁の開口を開くと、活性化物と蓄熱材とが接触することで、溶融状態の蓄熱材を固化させることができる。このとき、蓄熱材が固化することで、開閉手段は開口を開いた位置にて固定される。一方、加熱手段によって蓄熱材のシート加熱部を溶融し、連結部も余熱によって溶融すると、開口を開いた位置で固定されていた開閉手段が移動可能となることで付勢力によって再度開口が閉口され、活性化物への伝熱がなくなるため、活性化物が溶融することを防ぐことができる。このように、簡素な構成で確実に蓄熱材の固化（放熱）と再生（蓄熱）を繰り返すことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、固化状態の蓄熱材からなる活性化物をトリガー手段として用いていることで、電気的刺激をトリガー手段として用いた場合のような省エネの非効率や、トリガー手段として尖鋭物を用いた場合のようなトリガー手段の劣化及び乗員への危険性などの問題が無い。そのうえ、加熱手段と活性化物との間には断熱材が介在しているので、蓄熱材を溶融させても活性化物が溶融することを防ぐことができる。以って溶融状態の蓄熱材を再度確実に固化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】シートの斜視図である。
【図２】蓄熱材及びヒータを配した状態のシートクッションの斜視図である。
【図３】シートクッションの分解斜視図である。
【図４】スイッチ装置のニュートラル状態を示す断面図である。
【図５】開口を開いた状態を示すスイッチ装置の断面図である。
【図６】蓄熱材を溶融させつつある状態を示すスイッチ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、適宜図面を参照しながら本発明の加熱装置の代表的な実施例について説明する。本発明の加熱装置は、自動車などの車両用のシートへ好適に適用できる。
【００１７】
（実施例）
図１に示すように、シート１は、乗員の臀部を受けるシートクッション２と、乗員の背凭れとなるシートバック３と、乗員の頭部を支持するヘッドレスト４とを有する。シートクッション２及びシートバック３は、乗員の座圧を主体的に受圧するメイン受圧部２ｍ・３ｍと、該メイン受圧部２ｍ・３ｍの左右両側方に連続して膨出したサイドサポート部２ｓ・３ｓとを有する。そのうえで本実施例では、シートクッション２に本発明の加熱装置が配設されている。
【００１８】
図２，３に示すように、シートクッション２は、その内部に発泡樹脂製のクッションパッド２ｐを備え、シートクッション２の外面は、加熱装置を含めて表皮（図２，３には図示せず）で覆われている。図示していないが、シートバック３も同様の構成であり、内部に配されたバックパッドと、その外面を覆う表皮とを備える。クッションパッド２ｐ及びバックパッドが、本発明のパッド材に相当する。
【００１９】
そのうえで、シートクッション２のメイン受圧部２ｍには、蓄熱材１０及びヒータ１１が設けられている。詳しくは、クッションパッド２ｐのメイン受圧部２ｍ上にヒータ１１が載置され、当該ヒータ１１上に蓄熱材１０が重ねて載置されている。これにより、蓄熱材１０はシートクッション２の表層部に位置しており、ヒータ１１は蓄熱材１０の裏面側（深層部側）から加熱することになる。ヒータ１１が、本発明の加熱手段に相当する。
【００２０】
ヒータ１１としては、代表的には絶縁板上にニクロム線などの電熱線を張り巡らせた電熱ヒータを使用することができるが、他にも絶縁板上にカーボンやＰＴＣ材をコーティングしたものなども使用できる。ヒータ１１は、メイン受圧部２ｍを全体的に覆う程度の面積（平面寸法）を有する。図示していないが、ヒータ１１は電気コードを介してバッテリー等の電源と連結されている。
【００２１】
蓄熱材１０は、燐酸水素２ナトリウム水和物（Ｎａ2ＨＰＯ4・１２Ｈ2Ｏ）、酢酸ナトリウム水和物（ＣＨ3ＣＯＯＮａ・３Ｈ2Ｏ）、又はチオ硫酸ナトリウム水和物（Ｎａ2Ｓ2Ｏ3・５Ｈ2Ｏ）等の過冷却現象を示す材料、あるいはこれらにピロリン酸ナトリウム（Ｎａ4Ｐ2Ｏ7・１０Ｈ2Ｏ）等の添加物を加えて融点温度を調整したものを金属製あるいは樹脂製の容器や袋等に収容したものである。蓄熱材１０は、熱を吸収し融点以上になると溶融するが、一旦完全に溶融すると温度が融点以下に低下しても結晶化することなく溶融状態を保ちながら蓄熱し、トリガーを与えることで直ちに溶融潜熱を放出しながら固化（結晶化）する。なお、蓄熱材１０は結晶化することで硬くなるが、過冷却現象材料の水和物を増やすことで、固化状態における硬度を下げることができる。
【００２２】
蓄熱材１０は、ヒータ１１と略同じ面積でメイン受圧部２ｍを全体的に覆うシート加熱部１０ａと、当該シート加熱部１０ａからサイドサポート部２ｓへ向けて延在する細長い連結部１０ｂとを有する。クッションパッド２ｐの一方のサイドサポート部２ｓには、連結孔２ｈが左右方向に穿設されており、当該連結孔２ｈに連結部１０ｂが挿通されている。そのうえで、シートクッション２の一側方には、適宜のタイミングで溶融状態の蓄熱材１０を固化して放熱させるためのスイッチ装置２０が設けられており、スイッチ装置２０に蓄熱材１０の連結部１０ｂの先端部が連結されている。
【００２３】
図４〜６に示すように、スイッチ装置２０内には、溶融状態の蓄熱材１０を固化させるトリガー手段として、常時固化状態にある蓄熱材からなる活性化物１５が内蔵されており、蓄熱材１０の連結部１０ｂと活性化物１５との境界には、開口２３を有する隔壁２２が設けられている。これにより、活性化物１５は開口２３を介して蓄熱材１０と接触可能となっているが、図２，３に示すように、ヒータ１１と活性化物１５との間には、断熱材としても機能するクッションパッド２ｐが介在している。
【００２４】
活性化物１５としての蓄熱材も、蓄熱材１０と同様に上記過冷却現象を示す材料であれば特に限定されないが、蓄熱材１０と同種の材料を使用することが好ましい。蓄熱材１０と活性化物１５とを接触させた際に両者１０・１５が混合されることも想定されるが、蓄熱材１０と同種の活性化物１５を用いていれば、両者１０・１５が混合されても放熱量すなわち加熱機能が低下することが無いからである。換言すれば、蓄熱材１０と異なる材料からなる活性化物１５を用いると、蓄熱材１０中に異種材料が混入することで、加熱機能が低下するおそれがある。
【００２５】
図４〜６に戻って、スイッチ装置２０の連結部１０ｂ側には、開口２３を開閉可能な栓２４を一端に備える棒状の操作スイッチ２５が、出没可能に設けられている。本実施例では、上下方向に昇降可能となっている。操作スイッチ２５の他端部は、スイッチ装置２０の筐体２６を貫通して外部にまで延びており、当該操作スイッチ２５の他端部を掴んで上下に操作することで、栓２４によって開口２３を開閉することができる。符号２７は、操作スイッチ２５の抜け外れを防止するストッパであり、ストッパ２７と栓２４との間には、圧縮バネ２８が操作スイッチ２５の外周に巻装された状態で設けられている。これにより、操作スイッチ２５及び栓２４は、開口２３を閉口する方向に常時付勢されている。このように栓２４を含むスイッチ装置２０が、本発明の開閉手段に相当する。
【００２６】
次に、加熱装置の使用方法について説明する。先ず、乗員がシート１に着座する前においては、蓄熱材１０は停車中にヒータ１１から与えられた熱によって溶融状態で蓄熱している。寒冷地や冬季などにおいて乗員がシート１へ着座すると、そのままではシート１が冷たく身体が冷やされる。そこで、車室内の適所に設けられたスイッチ（図示せず）を入れることで、ヒータ１１を作動させる。または、エンジン始動と同時にヒータ１１を作動させたり、シート１に設けられた着座センサからの検知信号に基づいてヒータ１１が作動するよう構成することもできる。しかし、ヒータ１１によってシート１を加熱するにはある程度の時間がかかる。そこで、操作スイッチ２５を操作して蓄熱材１０を固化（結晶化）させることで、溶融潜熱の放熱によって迅速にシート１を加熱することができる。この操作スイッチ２５の操作機構について説明する。
【００２７】
操作スイッチ２５を操作する前のニュートラル状態では、図４に示すように、開口２３は圧縮バネ２８の付勢力を受けた栓２４によって閉口されており、蓄熱材１０と活性化物１５とは離間している。このニュートラル状態から、適宜のタイミングで操作スイッチ２５を圧縮バネ２８の付勢力に抗してスイッチ装置２０から引き抜く方向へ操作すると、図５に示すように、栓２４が隔壁２２から離れることで、開口２３が開かれる。すると、開口２３を介して蓄熱材１０と活性化物１５とが接触することをキッカケ（トリガー）として、溶融状態の蓄熱材１０が連結部１０ｂからシート加熱部１０ａに向けて固化されていく。このとき、連結部１０ｂの蓄熱材１０が固化することで、栓２４及び操作スイッチ２５は、開口２３から離間した位置にて固定される。蓄熱材１０が完全に固化すると放熱は終了する。蓄熱材１０による放熱が完了した後は、ヒータ１１によってシート１が加熱される。このとき、ヒータ１１は快適温度（４０〜４５℃程度）に制御されることが好ましい。なお、このような快適温度では、蓄熱材１０は再生（溶融）されない。
【００２８】
固化させた蓄熱材１０は、停車中にヒータ１１によって高温（例えば６０〜８０℃程度）で再生される。詳しくは、先ず蓄熱材１０のシート加熱部１０ａがヒータ１１からの熱を直接受けて溶融する。一方、サイドサポート部２ｓに位置している蓄熱材１０の連結部１０ｂはヒータ１１からの熱は直接受けないが、シート加熱部１０ａから伝熱した余熱によって溶融していく。すると、開口２３から離れた位置にて固定されていた栓２４及び操作スイッチ２５が変位可能となることで、図６に示すように、圧縮バネ２８の付勢力によって徐々に移動していき、最終的に、図４に示すように再度開口２３が栓２４によって閉口される。これにより、蓄熱材１０と活性化物１５が離間されるので、蓄熱材１０を溶融状態で維持することができる。また、栓２４によって蓄熱材１０から活性化物１５への伝熱が遮熱されることで、活性化物１５の溶融が防がれる。
【００２９】
なお、活性化物１５とヒータ１１との間には断熱材としても機能するクッションパッド２ｐが介在しているので、活性化物１５がヒータ１１によって直接加熱されることは無いので、活性化物１５は常に固化状態で維持される。また、連結部１０ｂと活性化物１５との境界には隔壁２２も介在しているので、連結部１０ｂからの余熱が活性化物１５へも伝熱し難い。連結部１０ｂからの余熱によって活性化物１５の一部が溶融したとしても、固化部分がほんの一部でも残存している限り、当該残存部分を始点として、活性化物１５全体が再度固化する。
【００３０】
（変形例）
以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、これに限られず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形できる。
【００３１】
例えば、操作スイッチ２５及び栓２４は、上下方向に昇降させるのみならず、左右方向にスライドするように出没させることもできる。この場合、操作スイッチ２５の他端部は、スイッチ装置２０の側面に露出することになる。また、省エネの観点からはあまり好ましく無いが、操作スイッチ２５の他端側にモータや電磁石を設けて、電動又は電磁力によって操作スイッチ２５及び栓２４を操作することもできる。
【００３２】
スイッチ装置２０は、クッションパッド２ｐのサイドサポート部２ｓの内部に埋設することもできる。この場合は、操作スイッチ２５をサイドサポート部２ｓの表面に露出させておく。この場合、サイドサポート部２ｓの上面に操作スイッチ２５を露出させると、乗員の邪魔となる。そこで、スイッチ装置２０をサイドサポート部２ｓ内に埋設する場合は、操作スイッチ２５の他端部をサイドサポート部２ｓの側面に露出させて、操作スイッチ２５及び栓２４を左右方向に出没させることが好ましい。また、電動又は電磁力によって操作する形態も好ましい。
【００３３】
部品点数は増加するが、ヒータ１１と活性化物１５との間に、パッド材とは異なる断熱材を設けてもよい。また、サイドサポート部２ｓには、連結孔２ｈの代わりに、蓄熱材１０の連結部１０ｂを受け入れる凹みを設けてもよい。
【００３４】
スイッチ装置２０に位置センサや接触センサ等を設けて、栓２４によって開口２３が閉口されると、自動的にヒータ１１の電源がＯＦＦとなるように構成することも好ましい。ヒータ１１は、蓄熱材１０の表面側に重ねて配すこともできる。
【００３５】
本発明の加熱装置は、上記実施例や変形例と同様の構成にて、シートバック３に適用することもできる。
【符号の説明】
【００３６】
１  シート
２  シートクッション
２ｍ  メイン受圧部
２ｓ  サイドサポート部
２ｐ  クッションパッド
２ｈ  連結孔
３  シートバック
１０  蓄熱材
１０ａ  シート加熱部
１０ｂ  連結部
１１  ヒータ
１５  活性化物
２０  スイッチ装置
２２  隔壁
２３  開口
２４  栓
２５  操作スイッチ
【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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