(57)【要約】【課題】この発明は、車両等の座席を面ヒータユニットにより加温することを目的としたものである。【解決手段】この発明は、座席の座部と背当部の内側又はハンドルに設置できる形状のヒータユニットであって、絶縁シートの上面にカーボン層を設け、該カーボン層に電極を接続すると共に、絶縁シートで被着して三層を一体とし、前記電極にリード線を接続して、面発熱シートとしたことを特徴とする車両等の暖房用ヒータユニットにより、目的を達成した。【選択図】図１
2009045420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
座席の座部と背当部の内側又はハンドルに設置できる形状のヒータユニットであって、絶縁シートの上面にカーボン層を設け、該カーボン層に電極を接続すると共に、絶縁シートで被着して三層を一体とし、前記電極にリード線を接続して、面発熱シートとしたことを特徴とする車両等の暖房用ヒータユニット。
【請求項２】
座席の座部、背当部及び脚部に対応する座席の前部の内側又はハンドルに設置できる形状のヒータユニットであって、反射シートの上面に絶縁シートを層着し、該絶縁シートの上面にカーボン層を設け、該カーボン層に、絶縁シートを被着して四層を一体とし、前記カーボン層に電極を接続し、該電極に電線を接続して、面発熱シートとしたことを特徴とする車両等の暖房用ヒータユニット。
【請求項３】
カーボン層は、カーボン繊維よりなる織布又は、カーボン粒子層としたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両等の暖房用ヒータユニット。
【請求項４】
温度上限を３０℃〜４０℃としたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両等の暖房用ヒータユニット。
【請求項５】
絶縁シートの上面にカーボン層を設け、該カーボン層上に複数の電極箔を設置し、前記カーボン層及び電極箔に絶縁層を被覆して、前記絶縁シートとカーボン層及び電極箔とを一体化したことを特徴とする暖房用シート。
【請求項６】
シートの上面に絶縁層を設け、該絶縁層上にカーボン層を設け、該カーボン層上に電極箔を設置し前記カーボン層及び電極箔に絶縁層を被覆して、前記シートと、カーボン層及び電極箔とを一体化したことを特徴とする暖房用シート。
【請求項７】
電極箔には、リード線を接続したことを特徴とする請求項５又は６記載の暖房用シート。
【請求項８】
請求項１又は２記載のヒータユニットを座席の座部又は、背当部の一方又は両方へ設置し、又は請求項５又は６記載の暖房用シートを前記ヒータユニットに代えて用いたことを特徴とする車両等の暖房付座席。
【請求項９】
請求項１又は２記載のヒータユニットを座席の背当部又は座部、背当部及び前部へ設置し、又は請求項５又は６記載の暖房用シートを前記ヒータユニットに代えて用いたことを特徴とする車両等の暖房付座席。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の暖房付座席において、ヒータユニット装着部を熱変色性材料としたことを特徴とする車両等の暖房付座席。
【請求項１１】
請求項１又は２記載の暖房用ヒータユニットをハンドルに装着したことを特徴とする車両等の加温ハンドル。
【請求項１２】
請求項１１記載のハンドルにおいて、ヒータユニット装着部を熱変色性材料としたことを特徴とする車両等の加温ハンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両における座席又はハンドルの一方又は両方を加温することを目的とした車両等の暖房用ヒータユニット、暖房用シート及び暖房付座席並びに加温ハンドルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来自動車の座席に、電熱ヒータを埋設する技術は広く知られている。前記電熱ヒータの多くは、ニクロム線に通電して発熱するヒータユニットになっており、安全上及び節電上人が座席に座る際にスイッチが入るようにした座席用ヒータユニットについての提案もある。
【特許文献１】実開昭６３−１８７８８
【特許文献２】特開平５−２２００２７
【特許文献３】実公平６−６７６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来車両の座席用のシートヒータは、温度調節スイッチ、感圧スイッチを有する回路よりなり、発熱は、ニクロム線など、通電により発熱する線が適宜敷設されていた（特許文献１）。また内側採暖部と外側採暖部を有するヒータユニットであって、その回路に感圧センサと手動スイッチを介装した装置も提案されている（特許文献２）。
【０００４】
次に表裏面に耐熱性樹脂をコーティングした炭素繊維帯を並列して発熱ユニットを構成したヒータ付シートの提案もある（特許文献３）。
【０００５】
前記従来のヒータによれば、通電後身体が加温されるまでに５〜６分かかるのみならず、加温部の温度が平均化するのに時間がかかる問題点があった。
【０００６】
前記特許文献３については、その効果が明らかでないが、面ヒータであるとか、加温時間が早くなるなどの特質については記載がない。
【０００７】
また前記は上限温度の設定について、その可能性すら記載されていないので、必要以上に加温する問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、カーボン粒の層着又はカーボン繊維よりなる織布によって、任意面積の面ヒータを構成し、短秒時の全面適温加温を可能とし、前記従来の問題点を解決したのである。
【０００９】
またこの発明によればヒータユニットの温度に上限を決めて、自動温度調節可能とし、不慮の事故又は不当の加温も未然に防止させることができる。
【００１０】
更にカーボンの赤熱により、遠赤外線を放射し、身体表面のみならず内部まで加温し、安らかな気分を醸成する利点も供えており、反射シートを設けて熱を身体側へ反射させ、一層有効に加温させることも考慮している。
【００１１】
即ちこの発明は、座席の座部と背当部の内側又はハンドルに設置できる形状のヒータユニットであって、絶縁シートの上面にカーボン層を設け、該カーボン層に電極を接続すると共に、絶縁シートで被着して三層を一体とし、前記電極にリード線を接続して、面発熱シートとしたことを特徴とする車両等の暖房用ヒータユニットであり、座席の座部、背当部及び脚部に対応する座席の前部の内側又はハンドルに設置できる形状のヒータユニットであって、反射シートの上面に絶縁シートを層着し、該絶縁シートの上面にカーボン層を設け、該カーボン層に、絶縁シートを被着して四層を一体とし、前記カーボン層に電極を接続し、該電極に電線を接続して、面発熱シートとしたことを特徴とする車両等の暖房用ヒータユニットである。
【００１２】
次に他の発明は、絶縁シートの上面にカーボン層を設け、該カーボン層上に複数の電極箔を設置し、前記カーボン層及び電極箔に絶縁層を被覆して、前記絶縁シートとカーボン層及び電極箔とを一体化したことを特徴とする暖房用シートであり、シートの上面に絶縁層を設け、該絶縁層上にカーボン層を設け、該カーボン層上に電極箔を設置し前記カーボン層及び電極箔に絶縁層を被覆して、前記シートと、カーボン層及び電極箔とを一体化したことを特徴とする暖房用シートであり、電極箔には、リード線を接続したものである。
【００１３】
また他の発明は、カーボン層は、カーボン繊維よりなる織布又は、カーボン粒子層としたものであり、温度上限を３０℃〜４０℃としたものである。
【００１４】
更に、請求項１又は２記載のヒータユニットを座席の座部又は、背当部の一方又は両方へ設置し、又は請求項５又は６記載の暖房用シートを前記ヒータユニットに代えて用いたことを特徴とする車両等の暖房付座席である。次に、請求項１又は２記載のヒータユニットを座席の背当部又は座部、背当部及び前部へ設置し、又は請求項５又は６記載の暖房用シートを前記ヒータユニットに代えて用いたことを特徴とする車両等の暖房付座席である。
【００１５】
また、請求項８又は９記載の暖房付座席において、ヒータユニット装着部を熱変色性材料としたことを特徴とする車両等の暖房付座席である。
【００１６】
次に他の発明は、請求項１又は２記載の暖房用ヒータユニットをハンドルに装着したことを特徴とする車両等の加温ハンドルである。
【００１７】
また、請求項１１記載のハンドルにおいて、ヒータユニット装着部を熱変色性材料としたことを特徴とする車両等の加温ハンドルである。
【００１８】
前記において、カーボン繊維よりなる織布は、和紙糸を織成した織布を８００℃〜１０００℃で炭化した炭化織布である。その他公知のカーボン織布を使用することができる。
【００１９】
またカーボン層は、耐熱性シートの表面へ、カーボン粉末を塗着して設ける。この場合のカーボン粒子は、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであって、均等に層着されることが好ましい。
【００２０】
前記において、カーボン粒子の直径、塗布状態により最高温度を定めることができる。例えば、加温により耐熱性合成樹脂が膨張すると、前記カーボン粒の当接状態が変化し、当接圧力が小さくなると、通電抵抗が増大し、自動的に温度低下を来すことになる。
【００２１】
また温度低下により合成樹脂が収縮すると、各カーボン粒子の当接圧力が大きくなり、電気抵抗も少なくなるので、電流が流れて発熱し、温度を上昇させる。
【００２２】
前記のように、座席の場合には、身体を加温するのであるから、上限を３０℃にすれば、発熱量が３０℃で制限された発熱シートとして使用される。そこで温度調節スイッチを２０℃〜３０℃にしておけば、前記発熱シートは、３０℃を上限とし、２０℃までは温度を自由に調節することができる。前記ヒータユニットは、一定電流に対し、一定温度に作成できるので、用途の決まっているヒータユニットは、製造時に定温ヒータユニットとすることができる。
【００２３】
この発明で使用する熱変色材料は、公知の熱変色織布、塗料又はフィルムを使用する。例えば電子供与性呈色性有機化合物、前記化合物の顕色剤及び前記両者の呈色反応を生起させる媒体となる化合物の３成分を含む熱変色性材料又は前記成分の樹脂固溶体の微粒子の形態の変色性を示す熱変色性材料（例えば特公昭５１−３５４１４号公報、特公昭５２−７７６４号公報、特開平８−２７６５３号公報など）である。前記材料は所定の温度（変色温度）を境としてその前後で変色し、変化前後の両状態のうち常温域では特定の一方の色彩を表している。
【００２４】
前記熱変色性繊維は、例えば天然繊維又は合成繊維の表面に、熱変色性材料をマイクロカプセルに内包させた顔料をコーティング剤で付着し、乾燥して用いる。
【００２５】
前記熱変色性材料は座席の覆布を熱変色性繊維で織布し、又は覆布上へ熱変色性材料の織布を被着し、或いは熱変性塗料を必要場所へ塗布しても目的を達成できる。
【００２６】
そこで織布の性状、色彩などに要求がある場合には、当該織布を前面にし、その後面に熱変色性織布を配したり、前記希望織布の縁取りに熱変色性織布を用いる。また、前面織布により発光ダイオードを覆うように配置すれば、ヒータユニットと同時に通電するようにした発光ダイオードの発光により、暖色発揮による心理的効果を期待することもできる。要は加温による視覚、触覚効を期待する。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、温度の上限を定めた面発熱シートを埋設することにより、スイッチＯＮの後、速やかに（例えば５秒〜６０秒以内）加熱し、設定温度を保持し、又は上限温度以下で自動加温できる効果がある。
【００２８】
またカーボン繊維又は粒子を加熱するので、加温時に遠赤外線を放射し、皮膚の表面のみならず、深部まで加温できるので、座席など面発熱シートに対応する身体を緩徐かつ確実に加温し得る効果がある。
【００２９】
更に温度の上限は自動設定であるから、使用中に身体が過度に加温されるおそれがなく、不慮の事故を未然に防止し得る効果がある。また熱変色性織布などを使用すれば、色彩により加温中か否か判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
この発明は、耐熱性シートの表面に、カーボン粒子を塗布してカーボン層を設け、該カーボン層の上へ電極を設置した後耐熱性シートを被着すると共に、前記電極にリード線を接続して車両等の座席暖房用ヒータユニットを得た。
【００３１】
前記ヒータユニットを、車両の座席の適所に設置すれば、車両等の暖房付座席ができる。また前記ヒータユニットをハンドルに設置すれば、暖房付ハンドルができる。前記座席を覆う織布を熱変色性織布にすれば、加温に伴って変色し（例えば橙色）加温を知らせると共に、心身を暖かくさせる。
【実施例１】
【００３２】
この発明の実施例を図１、２について説明すると、絶縁シート２（例えばシリコンシート）の上面へカーボン粒子を塗布してカーボン層１を設け、該カーボン層１の上面へ絶縁シート３（例えばシリコンシート）を層着し、前記絶縁シート２の下面へ、反射シート４（例えばアルミニューム箔）を層着し、該反射シート４の下面へ補強シート５（例えばポリプロピレンシート）を層着してヒータユニット６を構成する。前記における各シートの厚さは０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ程度であり、カーボン層は０．１〜０．５ｍｍであるから、全厚みも１ｍｍ〜２ｍｍ程度であって、座席のどの部分へ内装しても支障はない。
【００３３】
前記実施例は、発熱層としてカーボン粒子を塗布したが、カーボン粒子に代えてカーボン織布を用いることもある。
【００３４】
前記実施例におけるヒータユニット６は、上限温度を３０℃とし、２０℃〜３０℃で温度調節可能に調整スイッチを介装することもできる。前記ヒータユニット６の外形は通常方形であるが、外形に制約はない。
【００３５】
また図２（ｃ）のように、シート３０へヒータユニットを直接設けることもできる。
【００３６】
この発明の回路は、例えば図２（ｂ）のようになっている。即ちヒータユニット６の電極テープ７、７の電極７ａ、７ａにリード線８、８を接続すると共に、電源９、手動スイッチ１０、自動スイッチ１１及び可変抵抗器１２を接続して回路１３を構成した。前記電極テープ７は例えば銀箔とし、電極７ａ、７ａは例えば銅箔とする。前記において、手動スイッチ１０を入れておき、ドア開扉などと連動して自動スイッチ１１を自動的に入れると電流はヒータユニット６を矢示２０、２１、２２のように流れるので、瞬時に面加温される。実験の結果によれば、自動スイッチ１１をＯＮにすると１秒以内に発熱し、３秒以内に設定温（例えば３０℃）に昇温した。従って座席の表面織布を加温し、人体に達するのには、遅くとも３０秒は掛からないものと認められた。尤も表面織布の材質、表面織布と、熱変色性織布の別設を考慮しても６０秒は掛からないものと認めた。
【００３７】
通常車外でドア解錠してから乗車するので、解錠と同時にスイッチＯＮとなれば、着席までに速くとも５秒以上はかかるので、着席時には相当の温度（例えば２０℃〜３０℃）に達しているものと推定され、目的を達成することができる。
【００３８】
前記において、座席１７の座部１４、背部１５、前部１６に夫々ヒータユニット６ａ、６ｂ、６ｃを設置する際には、図３のように各ヒータユニット６ａ、６ｂ、６ｃを並列接続し、夫々にスイッチ１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介装する。前記のようにすることによって、各部回路を独立してＯＮ、ＯＦＦすることができる。
【００３９】
また各部に必要な熱量は夫々実験的に求め、これを満足すべく各ヒータユニットの面積を定める。例えばヒータユニット５０ｃｍ２で１００カロリーとすれば、背当部は２００カロリーとか、座部は１５０カロリー、前部は１００カロリーというように定め、これを充足する面積のヒータユニットを設置する。
【００４０】
前記実施例においては、一例として、方形ヒータユニットを図示したが、外形に制約はない。
【００４１】
またヒータユニットの具体的材質についても制約はなく、要は絶縁シートでカーボン層を被着すればよいことになる。
【００４２】
前記ヒータユニットは原則的にシートであって、平面であっても、曲面であっても自由にセットし得ると共に、座席の外形に応じて設置状態を自由に選定することができる。
【実施例２】
【００４３】
この発明の他の実施例を図４に基づいて説明すれば、ハンドル１８へテープ状のヒータユニット６を添設し、その外側へ覆材１９を被着したものである。前記ヒータユニット６は、図２（ａ）の如く、下から補強シート５、反射シート４、絶縁シート２、カーボン層１及び絶縁シート３とを一体化したもので、端縁に電極７ａと、リード線８を接続したものである。
【００４４】
前記において、ヒータユニット６の数は適宜定めるが、１枚よりも複数枚が好ましい。
【００４５】
前記実施例によれば、ヒータユニット６の回路のスイッチをＯＮにすることにより、設定温度（例えば３０℃）に加温することができる。
【００４６】
前記実施例は、四輪自動車について説明したが、自動二輪車のハンドルにヒータユニットをセットすることもできる。この場合には、ハンドルは外気にさらされるので、加温の上限を３０℃〜５０℃として切り替え可能にすると、外気温に対応して適温加熱ができる。
【００４７】
またハンドル２５のみならず、ハンドルの外被２３（例えば手袋状に形成される）に前記ヒータユニット６をセットすることもできる。図中２４は内カバーである（図４（ｄ））。
【実施例３】
【００４８】
この発明の他の実施例を図５に基づいて説明する。この実施例は、車両用内装中、暖房用発熱を必要とする場所の被覆シートにヒータユニットを設けた実施例である。例えば、従来使用されている座席の被覆シートもこれに当たる。然して、前記被覆シートの材質は従来使用されている織布、合成樹脂シート、レザーその他を用いることができる。図５の実施例のシートは、電気絶縁性がないか、絶縁性の低い材質の場合について説明する。
【００４９】
車両の座席を覆うのに用いる長尺のシート３０の上面へ、座席の暖房に必要な面積（例えば２０ｃｍ×３０ｃｍ）の絶縁層２９を設け（塗布又は印刷など）、絶縁層２９の上部にカーボン層３１を設け、カーボン層３１の上部へ、電極箔３２ａ、３２ｂを被着した後、カーボン層３１と、電極箔３２ａ（−）、３２ｂ（＋）の上部へ絶縁層２８を設けるとこの発明の長尺シート３５ができる。前記電極箔３２ａ、３２ｂの一端には、リード線３３、３３を接続する。
【００５０】
前記実施例において、座席の背当部に用いる長尺シートの場合には、必要な幅のシートに、必要な面積のカーボン層３１を設け、前記要領によりユニットヒータ付長尺シート３５とする。
【００５１】
前記長尺シート３５は、背当部又は座部に必要な幅と長さに切断して使用する。従って前記切断の形状と大きさに対応できるシート３０にユニットヒータを一体的に設けることは当然である。
【００５２】
前記において、シート３０が電気絶縁性が高ければ、絶縁層２９を省略することができるが、絶縁性があっても、平面性が悪い場合には、絶縁層２９によって平面性を改善し、その上面にカーボン層を設ける場合もある。
【００５３】
前記カーボン層は、カーボン粒子に通電性接着剤を混合した材料を塗布し、又は印刷して設ける。前記カーボン層として、カーボン織布を層着することもあるが、この場合には、絶縁層で挟着することによって安定したユニットヒータとすることができる。
【００５４】
前記電極は、銀箔、アルミ箔又は銅箔が用いられ、各電極端に夫々リード線が接続される。リード線は、電源用コードに接続するのであるが、接続器を接続することもある。前記リード線及び接続器については、シート切断後接続する場合もある。
【００５５】
この実施例は、ユニットヒータと一体化したシートの製造の一例を示すものであるが、この製造方法に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）この発明の実施例（座席）の斜視図、（ｂ）同じく一部断面拡大図、（ｃ）同じく他の実施例の一部断面拡大図。
【図２】（ａ）同じくヒータユニットの一部断面拡大図、（ｂ）同じく回路図、（ｃ）同じく他のヒータユニットの一部断面拡大図。
【図３】同じく座席に配置したヒータユニットの回路図。
【図４】（ａ）同じくハンドルの実施例の一部を破切した説明図、（ｂ）同じく断面拡大図、（ｃ）同じくヒータユニットの平面図、（ｄ）同じくオートバイのカバー付きハンドルの実施例の一部断面図。
【図５】（ａ）同じくヒータユニット付きシートの製造工程における一部平面図、（ｂ）同じく一部正面図、（ｃ）同じく一部拡大断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１  カーボン層
２、３  絶縁シート
４  反射シート
５  補強シート
６、６ａ、６ｂ、６ｃ  ヒータユニット
７  電極テープ
８  リード線
９  電源
１０  手動スイッチ
１１  自動スイッチ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  スイッチ（自動又は手動）
１２  可変抵抗器
１３  回路
１８  ハンドル
２８、２９  絶縁層
３０  シート
３１  カーボン層
３２ａ、３２ｂ  電極
３５  ヒータユニット付きの長尺シート
【図１】
2009045420.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009045420.tif 000007