DE112015003422T5

DE112015003422T5 - Strahlungsheizvorrichtung

Info

Publication number: DE112015003422T5
Application number: DE112015003422.6T
Authority: DE
Inventors: Kimitake Ishikawa; Hideaki Kako; Hiroyasu Oide; Hideki Seki; Yoshinobu Sumida; Yasuhiro Sagou
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2017-05-11
Also published as: US20170321902A1; CN106576399B; JP6447245B2; JP2016085958A; CN106576399A; US10563870B2

Abstract

Eine Strahlungsheizvorrichtung umfasst: eine Wärmeerzeugungsschicht (20); einen Wärmeerzeugungsabschnitt (24), der in der Wärmeerzeugungsschicht bereitgestellt ist und der durch Energiespeisung Wärme erzeugt; mehrere Wärmestrahlungsabschnitte (23), die in der Wärmeerzeugungsschicht angeordnet sind und die Wärme abstrahlen, die von dem Wärmeerzeugungsabschnitt übertragen wird; einen gering wärmeleitenden Abschnitt (26), der um jeden der Wärmestrahlungsabschnitte herum bereitgestellt ist und eine geringere Wärmeleitfähigkeit als die Wärmestrahlungsabschnitte hat; und eine Berührungserfassungseinheit (40a), die die Berührung eines Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht erfasst. Die Strahlungsheizvorrichtung umfasst ferner eine Energiespeisungsmengenverringerungseinheit, die eine Energiespeisungsmenge des Wärmeerzeugungsabschnitts verringert, wenn die Berührungserfassungseinheit die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht erfasst.

Description

Verweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-152199 , eingereicht am 25. Juli 2014, der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-223865 , eingereicht am 3. November 2014, und der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-41659 , eingereicht am 3. März 2015, deren Offenbarungen hier per Referenz eingebunden sind.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Strahlungsheizvorrichtung.
Hintergrundtechnik
Eine herkömmliche Heizungsvorrichtung umfasst mehrere Wärmestrahlungsabschnitte und mehrere Wärmeerzeugungsabschnitte. Der Wärmeerzeugungsabschnitt ist zu einer dünnen Platte ausgebildet. Die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte sind verteilt, und ein schwach wärmeleitender Abschnitt ist zwischen den zwei benachbarten Wärmestrahlungsabschnitten bereitgestellt. Der schwach wärmeleitende Abschnitt umgibt den gesamten Umfang des Wärmestrahlungsabschnitts, wodurch die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte thermisch voneinander getrennt sind (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
Literatur des bisherigen Stands der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2014-3000 A

Zusammenfassung der Erfindung
Wenn in der Vorrichtung, die in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, ein Objekt eine Oberfläche der Vorrichtung berührt, wird Wärme eines spezifischen Wärmestrahlungsabschnitts, der sich unmittelbar unter dem Objekt befindet, auf das Objekt gestrahlt. Ferner unterbindet der schwach wärmeleitende Abschnitt die Übertragung von Wärme von dem Umfang des spezifischen Wärmestrahlungsabschnitts an den spezifischen Wärmestrahlungsabschnitt. Auf diese Weise wird eine Temperaturzunahme der Berührungsstelle der Vorrichtung mit dem Objekt unterdrückt. Aus diesem Grund sinkt zum Beispiel, wenn ein menschlicher Körper den Wärmestrahlungsabschnitt berührt, die Temperatur der Oberfläche des Wärmestrahlungsabschnitts vorübergehend. Jedoch bleiben die Wärmeerzeugungsabschnitte selbst in einem derartigen Fall mit Energie versorgt, und die Temperatur der Oberflächen der Wärmestrahlungsabschnitte steigt allmählich. Wenn folglich der menschliche Körper den Wärmestrahlungsabschnitt über eine lange Zeit berührt, empfindet der Benutzer ein Wärmeunbehagen.
Die vorliegende Offenbarung beabsichtigt, eine Strahlungsheizvorrichtung bereitzustellen, die fähig ist, das von dem menschlichen Körper, der mit der Vorrichtung in Berührung ist, empfundene Wärmeunbehagen zu verringern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Strahlungsheizvorrichtung: eine Wärmeerzeugungsschicht mit einer planaren Form; einen Wärmeerzeugungsabschnitt, der in der Wärmeerzeugungsschicht bereitgestellt ist und der durch Energiespeisung Wärme erzeugt; mehrere Wärmestrahlungsabschnitte, die in der Wärmeerzeugungsschicht angeordnet sind und die Wärme abstrahlen, die von dem Wärmeerzeugungsabschnitt übertragen wird; einen gering wärmeleitenden Abschnitt, der um jeden der Wärmestrahlungsabschnitte herum bereitgestellt ist und eine geringere Wärmeleitfähigkeit als die Wärmestrahlungsabschnitte hat; eine Berührungserfassungseinheit, die die Berührung eines Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht erfasst; und eine Energiespeisungsmengenverringerungseinheit, die eine Energiespeisungsmenge des Wärmeerzeugungsabschnitts verringert, wenn die Berührungserfassungseinheit die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht erfasst.
Bei einem derartigen Aufbau sind die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte, die Wärme abstrahlen, die von dem Wärmeerzeugungsabschnitt übertragen wird, in der Wärmeerzeugungsschicht angeordnet und ein gering wärmeleitender Abschnitt mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als die Wärmestrahlungsabschnitte ist um jeden der Wärmestrahlungsabschnitte herum bereitgestellt. Wenn somit ein Objekt die Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht berührt, wird Wärme des Wärmestrahlungsabschnitts, der sich nahe an einer Berührungsstelle der Wärmeerzeugungsschicht mit dem Objekt befindet, an das Objekt abgestrahlt und der gering wärmeleitende Abschnitt, der den Wärmestrahlungsabschnitt umschließt, unterdrückt die Wärmeübertragung an den Wärmestrahlungsabschnitt. Als ein Ergebnis kann die Temperatur der Berührungsstelle mit dem Objekt schnell verringert werden. Wenn die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht erfasst wird, wird die Energiespeisungsmenge des Wärmeerzeugungsabschnitts verringert. Aus diesem Grund wird eine Zunahme der Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht, selbst wenn die Berührung mit dem Objekt über eine lange Zeit fortgesetzt wird, unterdrückt. Dies kann unterdrücken, dass die Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht zunimmt, wenn der menschliche Körper die Wärmeerzeugungsschicht berührt, wodurch das Wärmeunbehagen des menschlichen Körpers verringert wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gegeben wird, deutlicher.
1 ist eine Ansicht, die eine Heizungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist eine Ansicht, die einen Aufbau der Heizungsvorrichtung der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist eine Ansicht, die einen Aufbau einer Heizungseinheit darstellt.
4 ist eine entlang einer Linie IV-IV in 3 genommene Schnittansicht.
5 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Wärmeübertragungswegs für die Heizungseinheit.
6 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Heizungseinheit der Heizungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
7 ist eine Ansicht, die einen Aufbau der Heizungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
8 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Temperaturcharakteristiken von Widerständen in einer Berührungserfassungsschicht.
9 ist ein Blockdiagramm der Heizungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
10 ist ein Flussdiagramm einer Steuereinheit der Heizungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
11 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Temperatur einer Berührungsstelle, eines Widerstandswerts eines Widerstands, eines zu dem Widerstand fließenden Stroms und der Heizungssteuertemperatur bei einer Berührung eines menschlichen Körpers mit einer Berührungserfassungsschicht oder einer Wärmeerzeugungsschicht.
12 ist ein Flussdiagramm der Steuereinheit der Heizungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
13 ist ein Flussdiagramm einer Steuereinheit einer Heizungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
14 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Temperatur einer beschädigten Stelle, eines Widerstandswerts des Widerstands, eines Stroms, der zu dem Widerstand fließt, und des EIN/AUS-Zustands der Heizung bei einem Schaden eines Abschnitts der Heizung.
15 ist eine Ansicht, die eine Heizungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.
16 ist eine Ansicht, die eine PTC-Charakteristik darstellt.
17 ist ein Flussdiagramm der Steuereinheit der Heizungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform.
18 ist ein Flussdiagramm einer Steuereinheit einer Heizungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform.
19 ist eine Ansicht eines Aufbaus einer Heizungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform.
20 ist eine schematische Schnittansicht der Heizungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform.
21 ist eine Ansicht eines Aufbaus einer Heizungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform.
22 ist eine Überlappungsansicht, die erste und zweite Elektrodenplatten und ein PTC-Charakteristik-Element in der Berührungserfassungsschicht der Heizungsvorrichtung in der siebten Ausführungsform darstellt.
23 ist eine Ansicht, die einen Aufbau einer Heizungsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform darstellt.
24 ist eine Ansicht, die eine NTC-Charakteristik darstellt.
25 ist eine Ansicht, die eine CTR-Charakteristik darstellt.
26 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Änderung eines Widerstandswerts eines kombinierten Widerstands von Erfassungswiderständen in der Berührungserfassungsschicht.
27 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Änderung des Widerstandswerts des kombinierten Widerstands der Erfassungswiderstände in der Berührungserfassungsschicht.
28 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Änderung des Widerstandswerts des kombinierten Widerstands der Erfassungswiderstände in der Berührungserfassungsschicht.
29 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Änderung des Widerstandswerts des kombinierten Widerstands der Erfassungswiderstände in der Berührungserfassungsschicht.
30 ist Flussdiagramm einer Steuereinheit einer Heizungsvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform.
31 ist ein Zeitdiagramm, das eine Steuerung der Steuereinheit der Heizungsvorrichtung darstellt.
32 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Heizungssteuertemperatur.
Beschreibung von Ausführungsformen
Hier nachstehend werden Ausführungsformen gemäß den Zeichnungen beschrieben. Gleiche oder äquivalente Abschnitte unter jeweiligen nachstehenden Ausführungsformen sind in den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Die erste Ausführungsform wird nachstehend unter Bezug auf 1 bis 8 beschrieben. Wie in 1 dargestellt, ist eine Strahlungsheizvorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform im inneren eines Fahrzeugs, das auf einer Strasse fährt, installiert. Die Heizungsvorrichtung 10 bildet einen Teil eines Innenheizsystems. Die Heizungsvorrichtung 10 ist eine elektrische Heizung, die Leistung von einer Stromquelle, wie etwa einer Batterie und einem Generator, in dem Fahrzeug empfängt, um Wärme zu erzeugen. Die Heizungsvorrichtung 10 ist zu einer dünnen Platte ausgebildet. Um ein Objekt, das vertikal zu der Oberfläche der Heizungsvorrichtung 10 angeordnet ist, zu heizen, strahlt die Heizungsvorrichtung 10 Strahlungswärme H hauptsächlich in die Richtung vertikal zu der Oberfläche ab.
Ein Sitz 11, auf dem ein Fahrgast 12 sitzt, ist im Inneren des Fahrzeugs installiert. Die Heizungsvorrichtung 10 ist im Inneren angeordnet, um Strahlungswärme H an Füße des Fahrgasts 12 abzustrahlen. Die Heizungsvorrichtung 10 kann verwendet werden, um den Fahrgast 12 zum Beispiel unmittelbar nach der Aktivierung eines anderen Heizsystems schnell zu beheizen. Die Heizungsvorrichtung 10 ist entgegengesetzt zu dem Fahrgast 12 in einer angenommenen Normalposition installiert. Zum Beispiel umfasst das Fahrzeug eine Lenksäule 14, die ein Lenkrad 13 hält. Die Heizungsvorrichtung 10 kann gegenüber zu dem Fahrgast 12 auf der Unterseite der Lenksäule 14 angeordnet sein.
2 stellt den Aufbau der Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform dar. Die Heizungsvorrichtung 10 umfasst eine Wärmeerzeugungsschicht 20 und eine Berührungserfassungsschicht 30, die die Berührung eines Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 erfasst. Die Wärmeerzeugungsschicht 20 und die Berührungserfassungsschicht 30 überlappen einander. Die Berührungserfassungsschicht 30 ist ein geschichtetes Element, das die planare Wärmeerzeugungsschicht 20 bedeckt.
3 und 4 stellen die Wärmeerzeugungsschicht 20 dar. 4 stellt den Querschnitt der Wärmeerzeugungsschicht 20 entlang einer Linie IV-IV in 3 genommen dar. 3 und 4 steilen nicht die Berührungserfassungsschicht 30 dar. Die Wärmeerzeugungsschicht 20 erstreckt sich entlang einer X-Y-Ebene, die durch eine Achse X und eine Achse Y definiert ist. Die Wärmeerzeugungsschicht 20 hat eine Dicke entlang einer Achse Z. Die Wärmeerzeugungsschicht 20 ist zu einer im Wesentlichen rechteckigen dünnen Platte ausgebildet. Die Wärmeerzeugungsschicht 20 umfasst ein Substrat 21, mehrere Wärmestrahlungsabschnitte 23, mehrere Wärmeerzeugungsabschnitte 24 und ein Paar von Anschlüssen 27. Auf die Wärmeerzeugungsschicht 20 kann als eine planare Heizung Bezug genommen werden, die Strahlungswärme R in eine Richtung vertikal zu der Oberfläche der Heizung abstrahlt.
Das Substrat 21 ist aus einem Harzmaterial mit hervorragender elektrischer Isolierung und Widerstandsfähigkeit gegen höhere Temperaturen hergestellt. Das Substrat 21 ist ein vielschichtiges Substrat. Das Substrat 21 hat eine Vorderflächenschicht 21a, eine Rückflächenschicht 21b und eine Zwischenschicht 21c. Die Vorderflächenschicht 21a ist in einer Strahlungsrichtung der Strahlungswärme R orientiert. Mit anderen Worten ist beim Installieren der Wärmeerzeugungsschicht 20 die Vorderflächenschicht 21a entgegengesetzt zu einem Abschnitt des Fahrgasts 12, der beheizt werden soll. Die Rückflächenschicht 21b ist auf der Rückflächenseite der Wärmeerzeugungsschicht 20 angeordnet. Die Rückflächenschicht 21b ist in Berührung mit der Berührungserfassungsschicht 30. Die Zwischenschicht 21c hält die Wärmestrahlungsabschnitte 23 und die Wärmeerzeugungsabschnitte 24. Das Substrat 21 dient dazu, die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 zu halten.
Die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 sind jeweils aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Ferner sind die Wärmestrahlungsabschnitte 23 jeweils aus einem hervorragenden elektrischen Leiter ausgebildet, das heißt, aus einem Material mit einem geringen elektrischen Widerstand hergestellt. Die Wärmestrahlungsabschnitte 23 können aus einem Metallmaterial hergestellt sein.
Jeder der Wärmestrahlungsabschnitte 23 ist zu einer dünnen Platte ausgebildet, die parallel zu der Fläche des Substrats 21 angeordnet ist. Ein Wärmestrahlungsabschnitt 23 kann Strahlungswärme R, die durch über Energiespeisung zugeführte Wärme erzeugt wird, abstrahlen. Ein Wärmestrahlungsabschnitt 23 wird auf eine vorgegeben Strahlungstemperatur geheizt, wodurch Strahlungswärme R abgestrahlt wird, die dem Fahrgast 12, das heißt, einer Person, Wärme verleiht. Das Volumen eines Wärmestrahlungsabschnitts 23 wird derart festgelegt, dass der Wärmestrahlungsabschnitt 23 eine Temperatur erreichen kann, bei der der Wärmestrahlungsabschnitt 23 durch Wärme, die von dem Wärmeerzeugungsabschnitt 24 zugeführt wird, Strahlungswärme R abstrahlen kann. Das Volumen eines Wärmestrahlungsabschnitts 23 ist derart festgelegt, dass die Temperatur des Wärmestrahlungsabschnitts 23 durch Wärme, die von dem Wärmeerzeugungsabschnitt 24 zugeführt wird, schnell erhöht wird. Das Volumen eines Wärmestrahlungsabschnitts 23 wird klein festgelegt, um einen schnellen Temperaturabfall durch Wärme, die an das Objekt abgestrahlt wird, das in Berührung mit der Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht 20 ist, zu bewirken. Die Dicke eines Wärmestrahlungsabschnitts 23 ist klein, um seine Fläche parallel zu der Oberfläche zu maximieren und sein Volumen zu minimieren. Die Fläche eines Wärmestrahlungsabschnitts 23 ist derart festgelegt, dass sie zum Abstrahlen von Strahlungswärme R geeignet ist. Die Fläche eines Wärmestrahlungsabschnitts 23 ist kleiner als ein Abschnitt des Objekts, wie etwa des Fahrgasts 12, festgelegt, das gegenüber der Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht 20 angeordnet ist.
Der eine Wärmestrahlungsabschnitt 23 in der vorliegenden Ausführungsform ist auf der X-Y-Ebene rechteckig. Wenn er mit Energie gespeist wird, erzeugt der Wärmestrahlungsabschnitt 23 selbst keine Strahlungswärme R, die dem Fahrgast 12 Wärme verleiht. Der Wärmestrahlungsabschnitt 23 ist ein Element, das keine Wärme erzeugt, sondern Wärme abstrahlt.
Die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 sind in Bezug auf die Oberfläche des Substrats 21 verteilt. Mit anderen Worten sind die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 auf der Fläche, wo Strahlungswärme R abgestrahlt wird, verteilt. Die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 sind derart angeordnet, dass sie einander nicht überlappen. Die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 sind voneinander getrennt. Die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 sind regelmäßig angeordnet, so dass sie eine vorgegebene Fläche der X-Y-Ebene in den Figuren belegen. Auf die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 kann als eine Wärmestrahlungsabschnittsanordnung Bezug genommen werden. Die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 sind derart angeordnet, dass sie ein n × n-Gitter in Bezug auf die Oberfläche des Substrats 21 bilden. Die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 sind in Bezug auf die Oberfläche des Substrats 21 verteilt. Die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 sind auf einem oder mehreren Energiespeisungswegen ausgerichtet, die jeweils zwischen dem Paar von Anschlüssen 27 ausgebildet sind. In dem dargestellten Beispiel sind die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 auf dem sich schlängelnden Energiespeisungsweg ausgerichtet.
Die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 sind in das Substrat 21 eingebettet. Insbesondere sind die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 zwischen der Vorderflächenschicht 21a und der Zwischenschicht 21c angeordnet. Somit liegen die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 nicht auf der Oberfläche des Substrats 21 frei. Die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 werden durch das Substrat 21 geschützt.
Die mehreren Wärmeerzeugungsabschnitte 24 sind jeweils aus einem Material hergestellt, das durch Energiespeisung Wärme erzeugen kann. Die Wärmeerzeugungsabschnitte 24 können aus einem Metallmaterial hergestellt sein. Wie die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 sind die mehrere Wärmeerzeugungsabschnitte 24 in Bezug auf die Oberfläche des Substrats 21 verteilt.
Der Wärmeerzeugungsabschnitt 24 ist zwischen den zwei benachbarten Wärmestrahlungsabschnitten 23, 23 angeordnet und ist mit den zwei benachbarten Wärmestrahlungsabschnitten 23, 23 verbunden. Somit ist der Wärmeerzeugungsabschnitt 24 thermisch mit den Wärmestrahlungsabschnitten 23 verbunden und erzeugt durch Energiespeisung Wärme. Der Wärmeerzeugungsabschnitt 24 ist mit den Wärmestrahlungsabschnitten 23 thermisch verbunden. Folglich wird von dem Wärmeerzeugungsabschnitt 24 erzeugte Wärme direkt an die direkt verbundenen Wärmestrahlungsabschnitte 23 übertragen. Wärme, die von dem einen Wärmeerzeugungsabschnitt 24 erzeugt wird, wird über das Element, wie etwa das Substrat 21, an andere Wärmestrahlungsabschnitte 23 übertragen, die entfernt von dem einen Wärmeerzeugungsabschnitt 24 angeordnet sind. Ferner ist der Wärmeerzeugungsabschnitt 24 mit den Wärmestrahlungsabschnitten 23 elektrisch verbunden. Wenigstens zwei Wärmeerzeugungsabschnitte 24 sind mit einem Wärmestrahlungsabschnitt 23 verbunden. Die mehreren Wärmeerzeugungsabschnitte 24 und die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 bilden eine Reihe von Energiespeisungswegen zwischen dem Paar von Anschlüssen 27.
Um einen Strom zu konzentrieren, sind die Wärmeerzeugungsabschnitte 24 jeweils derart ausgebildet, dass sie in der Energiespeisungsrichtung eine kleine Schnittfläche haben. Um die Wärmeübertragung zwischen zwei benachbarten Wärmestrahlungsabschnitten 23 zu unterdrücken, ist der Wärmeerzeugungsabschnitt 24 derart ausgebildet, dass er die Schnittfläche zwischen den zwei benachbarten Wärmestrahlungsabschnitten 23 verringert. In dem dargestellten Beispiel ist der Wärmeerzeugungsabschnitt 24 dicker als der Wärmestrahlungsabschnitt 23. Jedoch ist die Breite des Wärmeerzeugungsabschnitts 24 kleiner als die Breite des Wärmestrahlungsabschnitts 23 in der X-Y-Ebene. Die Breite des Wärmeerzeugungsabschnitts 24 ist kleiner als eine Hälfte der Breite des Wärmestrahlungsabschnitts 23 in der X-Y-Ebene. Um einen vorgegebenen Heizwert zu erlangen, wird die Länge des Wärmeerzeugungsabschnitts 24 derart festgelegt, dass sie eine vorgegebene Länge hat. Um ferner die Wärmeübertragung zwischen den zwei benachbarten Wärmestrahlungsabschnitten 23 zu unterdrücken, wird die Länge des Wärmeerzeugungsabschnitts 24 lang festgelegt. Ala ein Ergebnis ist der Wärmeerzeugungsabschnitt 24 in der X-Y-Ebene lang.
Der eine Wärmeerzeugungsabschnitt 24 in der vorliegenden Ausführungsform füllt den Abschnitt zwischen zwei benachbarten Wärmestrahlungsabschnitten 23, 23 und ist auch unterhalb der zwei benachbarten Wärmestrahlungsabschnitte 23, 23 angeordnet. Die Wärmeerzeugungsabschnitte 24 strahlen auch Strahlungswärme R ab. Da jedoch die Fläche des Wärmeerzeugungsabschnitts 24 in der X-Y-Ebene klein ist, ist die Menge der Strahlungswärme R klein. Der Wärmeerzeugungsabschnitt 24 ist ein Element, das dazu dient, Wärme zu erzeugen und Wärme abzustrahlen.
Die Anzahl von Wärmestrahlungsabschnitten 23 ist gleich der Anzahl von Wärmeerzeugungsabschnitten 24. Als ein Ergebnis wird fast der gleiche Heizwert wie der von einem Wärmeerzeugungsabschnitt 24 erzeugte Heizwert an den einen Wärmestrahlungsabschnitt 23 zugeführt. Wärme, die von einem Wärmeerzeugungsabschnitt 24 erzeugt und an die Wärmestrahlungsabschnitte 23 zugeführt wird, wird derart festgelegt, dass die Temperatur eines entsprechenden Wärmestrahlungsabschnitts 23 die Strahlungstemperatur erreicht.
Ein gering wärmeleitender Abschnitt 26, der die Wärmeübertragung unterdrückt, ist zwischen zwei benachbarten Wärmestrahlungsabschnitten 23 bereitgestellt. Der gering wärmeleitende Abschnitt 26 ist hauptsächlich aus einem Material für das Substrat 21 hergestellt. Der gering wärmeleitende Abschnitt 26 umschließt den gesamten Umfang eines Wärmestrahlungsabschnitts 23 in der X-Y-Ebene. Der gering wärmeleitende Abschnitt 26, der einen Wärmestrahlungsabschnitt 23 umschließt, unterdrückt das Eintreten von Wärme in den Wärmestrahlungsabschnitt 23 aus der Umgebung. Alle Wärmestrahlungsabschnitte 23 sind in dem gesamten Umfang von dem gering wärmeleitenden Abschnitt 26 umgeben. Die gering wärmeleitenden Abschnitte 26 umschließen die gesamten Umfänge aller Wärmestrahlungsabschnitte 23, um Wärmebarrieren zwischen den mehreren Wärmestrahlungsabschnitten 23 bereitzustellen. Die gering wärmeleitenden Abschnitte 26 trennen die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23 thermisch voneinander.
Der gering wärmeleitende Abschnitt 26, der einen spezifischen Wärmestrahlungsabschnitt 23 umschließt, unterdrückt die Wärmeübertragung an den spezifischen Wärmestrahlungsabschnitt aus der Umgebung des spezifischen Wärmestrahlungsabschnitts 23. Eine spezifische Wärmestrahlungsabschnittsgruppe kann oberhalb der Wärmeerzeugungsschicht 20 angenommen werden. Die spezifische Wärmestrahlungsabschnittsgruppe ist eine Gruppe mehrerer zusammen angeordneter Wärmestrahlungsabschnitte 23. In diesem Fall unterdrückt der gering wärmeleitende Abschnitt 26, der die spezifische Wärmestrahlungsabschnittsgruppe umschließt, die Wärmeübertragung von der Umgebung der spezifischen Wärmestrahlungsabschnittsgruppe an die spezifische Wärmestrahlungsabschnittsgruppe.
Da in der vorliegenden Ausführungsform der Wärmestrahlungsabschnitt 23 rechteckig ist, ist der gering leitende Wärmestrahlungsabschnitt 26 auf vier Seiten des Wärmestrahlungsabschnitts 23 angeordnet. Ein erster gering wärmeleitender Abschnitt 261 nur mit dem Substrat 21 ist wenigstens auf einer Seite eines Wärmestrahlungsabschnitts 23 ausgebildet. Die ersten gering wärmeleitenden Abschnitte 261 sind wenigstens auf zwei Seiten eines Wärmestrahlungsabschnitts 23 ausgebildet. Ein zweiter gering wärmeleitender Abschnitt 262 mit dem Substrat 21 und dem Wärmeerzeugungsabschnitt 24 ist wenigstens auf einer Seite eines Wärmestrahlungsabschnitts 23 ausgebildet. Der zweite gering wärmleitende Abschnitt 262 ist wenigstens auf einer Seite des Wärmestrahlungsabschnitts 23 ausgebildet. Wenn vier Seiten des Wärmestrahlungsabschnitts 23 von anderen Wärmestrahlungsabschnitten 23 umschlossen sind, umschließen zwei erste gering wärmeleitende Abschnitte 261 und zwei zweite gering wärmeleitende Abschnitte 262 den Wärmestrahlungsabschnitt 23.
5 stellt einen Querschnitt (4A) eines Wärmestrahlungsabschnitts 23 und Querschnitte (4B), (4C) um den Wärmestrahlungsabschnitt 23 herum dar. Richtungen der Hauptwärmeübertragung sind durch Pfeile in der Figur dargestellt. Der entlang des Querschnitts (4C) gesehene erste gering wärmeleitende Abschnitt 261 besteht nur aus Materialien 21a, 21b und 21c, die das Substrat 21 bilden. Somit kann eine mittlere Wärmeleitfähigkeit K61 des ersten gering wärmeleitenden Abschnitts 261 basierend auf der Wärmeleitfähigkeit des Substrats 21 ermittelt werden. Der entlang des Querschnitts (4B) gesehene zweite gering wärmeleitende Abschnitt 262 besteht aus den Materialien 21a, 21b und 21c, die das Substrat 21 bilden, und dem Wärmeerzeugungsabschnitt 24. Somit kann eine mittlere Wärmeleitfähigkeit K62 des zweiten gering wärmeleitenden Abschnitts 262 basierend auf der Wärmeleitfähigkeit des Substrats 21 und der Wärmeleitfähigkeit des Wärmeerzeugungsabschnitts 24 ermittelt werden. Eine mittlere Wärmeleitfähigkeit K3R, die entlang des Querschnitts (4A) gesehen wird, der der Querschnitt des Wärmestrahlungsabschnitts 23 ist, kann basierend auf der Wärmeleitfähigkeit des Substrats 21 und der Wärmeleitfähigkeit der Wärmestrahlungsabschnitte 23 ermittelt werden.
Eine Wärmeleitfähigkeit K2 eines Harzmaterials, das das Substrat 21 bildet, ist viel geringer als eine Wärmeleitfähigkeit K3 eines Materials, das den Wärmestrahlungsabschnitt 23 bildet, und eine Wärmeleitfähigkeit K4 eines Materials, das den Wärmeerzeugungsabschnitt 24 bildet. Das heißt, K2 ist viel niedriger als K3, und K2 ist viel niedriger als K4. Die Wärmeleitfähigkeit K4 des Materials, das den Wärmeerzeugungsabschnitt 24 bildet, ist niedriger als die Wärmeleitfähigkeit K3 des Materials, das den Wärmestrahlungsabschnitt 23 bildet. Das heißt, K4 ist kleiner als K3. Die Wärmeleitfähigkeit K62 ist höher als die Wärmeleitfähigkeit K61. Das heißt, K61 ist kleiner als K62. Jedoch ist die Wärmeleitfähigkeit K3R viel höher als die Wärmeleitfähigkeit K61 und die Wärmeleitfähigkeit K62. Das heißt, K61 ist viel niedriger als K3R und K62 ist viel niedriger als K3R.
Die vier Seiten des Wärmestrahlungsabschnitts 23 sind von zwei ersten gering wärmeleitenden Abschnitten 261 und zwei zweiten gering wärmeleitenden Abschnitte 262 umschlossen. Somit ist eine mittlere Wärmeleitfähigkeit KP des gesamten Umfangs, der den Wärmestrahlungsabschnitt 23 umschließt, KP = 2·K61 + 2·K2. In der vorliegenden Ausführungsform werden das Material und die Größe derart festgelegt, dass KP niedriger als K3R ist. Das heißt, die mittlere Wärmeleitfähigkeit K3R in dem Querschnitt (4A) quer zu den Wärmestrahlungsabschnitten 23 ist höher als die Wärmeleitfähigkeit KP des gesamten Umfangs, der die Wärmestrahlungsabschnitte 23 umschließt.
Bei diesem Aufbau wird Wärme schnell in dem Querschnitt einschließlich des Wärmestrahlungsabschnitts 23 übertragen. Somit kann die Temperatur eines Wärmestrahlungsabschnitts 23 schnell steigen und sinken. Wenn kein Objekt die Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, wird der Heizwert des Wärmeerzeugungsabschnitts 24 derart eingestellt, dass er die vorgegebene Strahlungstemperatur auf der Oberfläche der Vorderflächenschicht 21a des Wärmestrahlungsabschnitts 23 erreicht. Dies strahlt Strahlungswärme R ab, die dem Fahrgast 12 Wärme verleiht. Der Heizwert des Wärmeerzeugungsabschnitts 24 kann unter Verwendung des Materials, der Größe und des Stromwerts des Wärmeerzeugungsabschnitts 24 eingestellt werden. Wenn die Energiespeisung der Wärmeerzeugungsschicht 20 begonnen wird, steigt die Temperatur der Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht 20 schnell auf die vorgegebene Strahlungstemperatur. Folglich kann der Fahrgast 12 selbst im Winter schnell Wärme empfinden.
Wenn ein Objekt die Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht 20, wie in 6 dargestellt, oberhalb eines spezifischen Wärmestrahlungsabschnitts 23 berührt, wird Wärme von dem spezifischen Wärmestrahlungsabschnitt 23 schnell an das berührende Objekt übertragen. Als ein Ergebnis sinkt die Temperatur des spezifischen Wärmestrahlungsabschnitts 23 schnell. Somit sinkt die Temperatur der Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht 20, die in Berührung mit dem Objekt ist, schnell Die Wärme des spezifischen Wärmestrahlungsabschnitts 23 wird an das berührende Objekt übertragen und wird an das berührende Objekt verteilt. Dies verhindert, dass die Temperatur der Oberfläche des berührenden Objekts übermäßig steigt.
Wie in 7 dargestellt, umfasst die Heizungsvorrichtung 10 einen Energiespeisungsweg 24a, der in der Wärmeerzeugungsschicht 20 bereitgestellt ist, einen Widerstand 31, der auf der Berührungserfassungsschicht 30 bereitgestellt ist, einen Wärmesteuertemperatursensor 25 und eine Steuereinheit 40. Der Energiespeisungsweg 24a ist aus den Wärmeerzeugungsabschnitten 24 und den Wärmestrahlungsabschnitten 23 aufgebaut. In der Heizungsvorrichtung 10 werden die Wärmeerzeugungsabschnitte 24 in der planaren Wärmeerzeugungsschicht 20 mit Energie gespeist, um Strahlungswärme abzustrahlen.
Der sich schlängelnde Energiespeisungsweg 24a ist in der Wärmeerzeugungsschicht 20 ausgebildet. Gemäß der Steuerung der Steuereinheit 40 wird eine gleichmäßige Spannung V1 an die Wärmeerzeugungsabschnitte 24 angelegt, welche den Energiespeisungsweg 24a bilden. Wenn gemäß der Steuerung der Steuereinheit 40 die gleichmäßige Spannung V1 an die Wärmeerzeugungsabschnitte 24 angelegt wird, beginnen die Wärmeerzeugungsabschnitte 24 Wärme zu erzeugen und ihre Temperatur steigt, wobei Strahlungswärme erzeugt wird.
Der Widerstand 31, der eine Temperaturänderung der Wärmeerzeugungsschicht erfasst, ist in der Berührungserfassungsschicht 30 angeordnet. Ein Widerstandswert jedes Widerstands 31 ändert sich mit einer Temperaturänderung. Der Widerstand 31 bildet ein sich schlängelndes Muster auf der Berührungserfassungsschicht 30. Die Widerstände 31 sind auf einer Fläche der Berührungserfassungsschicht 30 auf der zu der Wärmeerzeugungsschicht 20 entgegengesetzten Seite ausgebildet. Die Widerstände 31 haben fast die gleiche Temperatur wie die Wärmeerzeugungsschicht 20. Die Widerstände 31 können eine Temperaturänderung eines vorgegebenen Bereichs der planaren Wärmeerzeugungsschicht 20, das heißt, den gesamten Bereich der Wärmeerzeugungsschicht 20 erfassen, wo die Wärmeerzeugungsabschnitte 24 angeordnet sind. Die Widerstände 31 können auch die lokale unnormale Wärmeerzeugung an mehreren Positionen der planaren Wärmeerzeugungsschicht 20 erfassen. Der Widerstand 31 ist eine Temperaturerfassungseinheit, die eine Temperaturänderung der Wärmeerzeugungsschicht 20 erfasst.
8 stellt eine Beziehung zwischen der Temperatur und dem Widerstandswert des Widerstands 31 dar. Die Widerstände 31 haben eine positive Temperaturcharakteristik. Es ist offensichtlich, dass der Widerstandswert jedes Widerstands 31 mit einer Zunahme der Temperatur des Widerstands 31 zunimmt. Das heißt, wenn die Temperatur des auf der Berührungserfassungsschicht 30 ausgebildeten Widerstands sich aufgrund der Berührung eines Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 verringert, nimmt der Widerstandswert des Widerstands 31 ab. Die Heizungsvorrichtung 10 erfasst die Berührung des Objekts auf der Basis der Änderung des Widerstandswerts des Widerstands 31.
Der Wärmesteuertemperatursensor 25 ist in der Wärmeerzeugungsschicht 20 bereitgestellt, erfasst die Temperatur zum Beispiel in der Mitte der Wärmeerzeugungsschicht 20 und gibt ein Signal, das die erfasste Temperatur anzeigt, an die Steuereinheit 40 aus. Der Wärmesteuertemperatursensor 25 entspricht einer Wärmeerzeugungsschicht-Temperaturerfassungseinheit.
Die Steuereinheit 40 ist aus einem Mikrocomputer mit CPU, ROM, RAM, E/A und so weiter aufgebaut, und die CPU führt gemäß einem in dem ROM gespeicherten Programm verschiedene Verarbeitungen aus.
Die Steuereinheit 40 umfasst eine Erfassungsschaltung 40a, die ansprechend auf einen zu den Widerständen 31 fließenden Strom eine Spannung ausgibt. Die Steuereinheit 40 bestimmt die Berührung eines Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 auf der Basis einer Ausgangsspannung der Erfassungsschaltung 40a. Die Erfassungsschaltung 40a ist eine Berührungserfassungseinheit, die die Berührung des Objekts mit der Berührungserfassungsschicht 30 erfasst.
9 ist ein Blockdiagramm der Heizungsvorrichtung 10. Die Heizungsvorrichtung 10 umfasst den Widerstand 31, der auf der Berührungserfassungsschicht 30 ausgebildet ist, den Wärmeerzeugungsabschnitt 24, der Wärme erzeugt und Strahlungswärme abstrahlt, den Wärmesteuertemperatursensor 25, der die Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht 20 erfasst, die Steuereinheit 40, die verschiedene Arten von Steuerungen durchführt, und die Bedieneinheit 50, die die Heizungsvorrichtung 10 bedient.
Die Bedieneinheit 50 umfasst einen Schalter, der die Heizungsvorrichtung 10 bedient. Der Benutzer kann die Bedieneinheit 50 bedienen, wodurch die Heizungsvorrichtung 10 ein-/ausgeschaltet wird und eine Einstelltemperatur festgelegt wird. Wenn die Bedieneinheit 50 bedient wird, wird ein Signal, das der Bedienung entspricht, an die Steuereinheit 40 ausgegeben.
Wenn basierend auf dem Widerstandswert des Widerstands 31, der auf der Berührungserfassungsschicht 30 ausgebildet ist, die Berührung des Objekts bestimmt wird, führt die Steuereinheit 40 der Heizungsvorrichtung 10 die Verarbeitung zur Verringerung der Energiespeisungsgröße der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 aus.
10 ist ein Flussdiagramm der Verarbeitung. Wenn die Heizungsvorrichtung 10 gemäß der Bedienung der Bedieneinheit 50 durch den Benutzer aktiviert wird, legt die Steuereinheit 40 eine Heizungssteuertemperatur auf die von dem Benutzer festgelegte Einstelltemperatur fest, speist die Wärmeerzeugungsabschnitte 24 mit Energie, so dass die von dem Wärmesteuertemperatursensor 25 erfasste Temperatur nahe an die Heizungssteuertemperatur kommt, und führt die in 10 dargestellte Verarbeitung regelmäßig aus.
Zuerst wird bestimmt, ob die Berührung eines Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 erfasst wird (S100). Das heißt, es wird bestimmt, ob die direkte Berührung eines Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 oder die Berührung eines Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 über die Berührungserfassungsschicht 30 erfasst wird. insbesondere wird basierend auf der Ausgangsspannung der Erfassungsschaltung 40a bestimmt, ob die Berührung eines Objekts erfasst wird oder nicht. Wenn hier die Berührung des Objekts mit der Berührungserfassungsschicht 30 nicht vorhanden ist, wird in Schritt S100 Nein ausgewählt, um die Verarbeitung zu beenden.
Wenn zum Beispiel ein menschlicher Körper die Berührungserfassungsschicht 30 oder die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt und die Temperatur der Berührungsstelle, wie in (a) von 11 gezeigt, sinkt, nimmt der Widerstandswert des auf der Berührungserfassungsschicht 30 ausgebildeten Widerstands 31, wie in (a) von 11 dargestellt, ab und ein Strom, der durch den Widerstand 31 flieht, nimmt, wie in Fig. (c) von 11 gezeigt, zu. Wenn dann die von der Erfassungsschaltung 40a ausgegebene Spannung ein erster Schwellwert oder mehr wird, wird in S100 Ja ausgewählt und die Heizungssteuertemperatur wird, wie in (d) von 11 dargestellt, verringert (S102). Insbesondere wird derart gesteuert, dass die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 verringert wird. Dies verringert den Heizwert, der von den Wärmeerzeugungsabschnitten 24 erzeugt wird. In der vorliegenden Ausführungsform bilden Komponenten (Software, Hardware oder ähnliche) der Steuereinheit 40, die S102 durchführen, eine Energiespeisungsmengenverringerungseinheit.
Als nächstes wird bestimmt, ob der Berührungszustand des Objekts gelöst ist oder nicht (S104). insbesondere wird bestimmt, ob die Berührung des Objekts mit der Berührungserfassungsschicht 30 aufgehoben ist oder nicht.
Wenn der menschliche Körper hier weiterhin die Berührungserfassungsschicht 30 oder die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, wird in S104 Nein ausgewählt und das Verfahren kehrt zu S102 zurück. Daher bleibt der durch die Wärmeerzeugungsabschnitte 24 erzeugte Heizwert verringert. Auf diese Weise verringern sich die Temperaturen der Wärmeerzeugungsschicht 20 und der Berührungserfassungsschicht 30 auf eine vorgegebene Temperatur.
Wenn die Berührung des menschlichen Körpers mit der Berührungserfassungsschicht 30 oder der Wärmeerzeugungsschicht 20 gelöst wird, wird in S104 Ja ausgewählt und die Verringerung der Heizsteuertemperatur wird aufgehoben (S106). Insbesondere wird die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 derart gesteuert, dass sie zu der ursprünglichen Energiespeisungsmenge zurückkehren, um die Verarbeitung zu beenden. Folglich nimmt die von den Wärmeerzeugungsabschnitten 24 abgestrahlte Strahlungswärme zu und kehrt zu dem ursprünglichen Heizwert zurück.
Eine herkömmliche Heizvorrichtung umfasst eine Hochtemperaturstrahlungsheizung an einer Öffnung eines Körpers und umfasst ferner eine Infrarotlichtleuchtdiode und einen Fototransistor auf einer Vorderfläche der Öffnung. Wenn die Infrarotlichtleuchtdiode und der Fototransistor erfassen, dass sich ein Objekt nähert, wird die Energiespeisung an die Heizung ausgeschaltet (zum Beispiel JP HJ06-341650 A ). Eine derartige Heizungsvorrichtung strahlt Hochtemperaturstrahlungswärme ab und erfasst, dass das Objekt sich nähert. Jedoch wird bei einer derartigen Heizungsvorrichtung selbst wenn das Objekt die Heizung nicht direkt berührt, erfasst, dass das Objekt sich nähert, und die Energiespeisung der Heizung wird ausgeschaltet.
Im Gegensatz dazu sind bei der Heizungsvorrichtung 10 die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23, die von den Wärmeerzeugungsabschnitten 24 übertragene Wärme abstrahlen, in der Wärmeerzeugungsschicht 20 verteilt, und der gering wärmeleitende Abschnitt 26 mit einer niedrigeren Wärmeleitfähigkeit als die Wärmestrahlungsabschnitte 23 umschließt jeden der Wärmestrahlungsabschnitte 23. Wenn ein Objekt die Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, wird Wärme der Wärmestrahlungsabschnitte 23, die nahe an der Berührungsstelle mit dem Objekt angeordnet sind, an das Objekt abgestrahlt und der gering wärmeleitende Abschnitt 26, der die Wärmestrahlungsabschnitte 23 umschließt, unterdrückt die Wärmeübertragung auf die Wärmestrahlungsabschnitte 23, wobei die Temperatur der Berührungsstelle mit dem Objekt schnell gesenkt wird.
Das heißt, mit der Heizungsvorrichtung 10 sind die mehreren Wärmestrahlungsabschnitte 23, die von den Wärmeerzeugungsabschnitten 24 übertragene Wärme abstrahlen, in der Wärmeerzeugungsschicht 20 angeordnet, und der gering wärmeleitende Abschnitt 26 mit einer niedrigeren Wärmeleitfähigkeit als die Wärmestrahlungsabschnitte ist um jeden der Wärmestrahlungsabschnitte 23 herum bereitgestellt. Wenn somit ein Objekt die Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, wird Wärme des Wärmestrahlungsabschnitts 23, der sich nahe der Berührungsstelle der Wärmeerzeugungsschicht mit dem Objekt befindet, an das Objekt abgestrahlt, und der gering wärmeleitende Abschnitt 26, der die Wärmestrahlungsabschnitte 23 umschließt, unterdrückt die Wärmeübertragung an die Wärmestrahlungsabschnitte 23. Als ein Ergebnis kann die Temperatur des Abschnitts, der das Objekt berührt, schnell verringert werden. Wenn ferner die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 erfasst wird, wird die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 verringert. Selbst wenn die Berührung mit dem Objekt lange Zeit fortgesetzt wird, wird somit eine Erhöhung der Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht unterdrückt. Dies kann verhindern, dass die Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht zunimmt, wenn ein menschlicher Körper die Wärmeerzeugungsschicht berührt, um das Wärmeunbehagen des menschlichen Körpers zu verringern.
Die Widerstände 31, die eine Temperaturänderung der Wärmeerzeugungsschicht 20 erfassen, sind ebenfalls bereitgestellt. Ein Temperaturabfall der Wärmeerzeugungsschicht 20, der unter Verwendung der Widerstände 31 erfasst wird, wird als die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 betrachtet. Das heißt, die Berührung mit dem Objekt kann basierend auf dem Temperaturabfall der Wärmeerzeugungsschicht 20, der durch die Berührung mit dem Objekt bewirkt wird, erfasst werden.
Die Widerstände 31 sind auf der Berührungserfassungsschicht 30 bereitgestellt, die derart angeordnet ist, dass sie den vorgegebenen Bereich der planaren Wärmeerzeugungsschicht 20 bedeckt, um eine Temperaturänderung des Bereichs zu erfassen.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform hat den gleichen Aufbau wie die Heizungsvorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform. Die Heizungsvorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform verringert die Heizungssteuertemperatur, wenn in S100 die Berührung mit einem Objekt erfasst wird. im Gegensatz dazu verringert die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform die Heizungssteuertemperatur, wenn die Berührung mit dem Objekt eine gewisse Zeitspanne lang oder länger erfasst wird.
12 ist ein Flussdiagramm der Steuereinheit 40 der Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform. Wenn die Heizungsvorrichtung 10 gemäß der Bedienung der Bedieneinheit 50 durch den Benutzer aktiviert wird, bestimmt die Steuereinheit 40, ob die Berührung mit dem Objekt eine gewisse Zeitspanne lang oder länger erfasst wird oder nicht. Hier wird die gewisse Zeitspanne auf eine Zeit festgelegt, die vergeht ist, bis der Benutzer nach der Berührung mit dem Wärmeerzeugungsabschnitt 24 ein Wärmeunbehagen empfindet. Insbesondere wird basierend auf einem Ausgangssignal der Erfassungsschaltung 40a bestimmt, ob die Berührung mit dem Objekt die gewisse Zeitspanne lang oder länger ist. Wenn hier die Berührung des Objekts mit der Berührungserfassungsschicht 30 nicht vorhanden ist, wird in S100 Nein ausgewählt, um die Verarbeitung zu beenden.
Wenn zum Beispiel ein Objekt die Berührungserfassungsschicht 30 oder die Wärmeerzeugungsschicht 20 die gewisse Zeit lang oder länger berührt, wird in S200 Ja ausgewählt und dann wird die Heizungssteuertemperatur verringert (S102). Insbesondere wird derart gesteuert, dass die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 verringert wird. Dies verringert den Heizwert, der von den Wärmeerzeugungsabschnitten 24 erzeugt wird.
In dem Fall, in dem die Heizungstemperatur verringert wird, wenn das Objekt nur eine kurze Zeit lang berührt, kann der Heizwert der Strahlungswärme abnehmen, was bewirkt, dass der Benutzer Verwirrung empfindet. Jedoch tritt durch Verringern der Heizungstemperatur, wenn die Berührung mit dem Objekt wie in der vorliegenden Ausführungsform eine gewisse Zeit lang oder länger erfasst wird, eine Heizverwirrung, die dem Benutzer ein Wärmeunbehagen verleiht, nicht auf.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform hat den gleichen Aufbau wie die Heizungsvorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform. Die Steuereinheit 40 der Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform bestimmt unter Verwendung des Widerstands 31, der seinen Widerstandswert gemäß einer Temperaturänderung ändert, ob eine lokale unnormale Wärmeerzeugung der Heizung erfasst wird oder nicht, und führt die Verarbeitung zur Deaktivierung der Heizung aus, wenn die lokale unnormale Wärmeerzeugung erfasst wird.
13 ist ein Flussdiagramm der Steuereinheit 40 der Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform. Wenn die Heizungsvorrichtung 10 gemäß der Bedienung eines Schalters der Bedieneinheit 50 durch den Benutzers aktiviert wird, führt die Steuereinheit 40 neben der in 10 dargestellten Verarbeitung regelmäßig die in 13 dargestellte Verarbeitung aus.
Zuerst wird bestimmt, ob aus irgendeinem Grund die lokale unnormale Wärmeerzeugung der Heizung erfasst wird oder nicht (S300). Insbesondere wird basierend darauf, ob die Ausgangsspannung der Erfassungsschaltung 40a ein zweiter Schwellwert oder höher ist, bestimmt, ob die lokale unnormale Wärmeerzeugung der Heizung erfasst wird oder nicht. Der zweite Schwellwert ist kleiner als der in S100 verwendete erste Schwellwert. Wenn hier die Ausgangsspannung der Erfassungsschaltung 40a der zweite Schwellwert oder höher ist, wird in S300 Nein ausgewählt, um die Verarbeitung zu beenden.
Wenn die Temperatur eines Abschnitts der Heizung aufgrund eines Schadens des Abschnitts, wie in (a) von 14 gezeigt, steigt, wird der Widerstandswert des Widerstands 31 in der Berührungserfassungsschicht 30, wie in (b) von 14 dargestellt, hoch und ein zu dem Widerstand 31 auf der Berührungserfassungsschicht 30 fließender Strom nimmt, wie in (c) von 14 dargestellt, ab.
Wenn eine von der Erfassungsschaltung 40a ausgegebene Spannung kleiner als der zweite Schwellwert ist, wird in S300 Ja ausgewählt und dann wird, wie in (d) von 14 dargestellt, die Heizung deaktiviert (ausgeschaltet) (S302). insbesondere wird gegenüber der in 10 dargestellten Verarbeitung bevorzugt die Energiespeisung der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 ausgesetzt, um die gegenwärtige Verarbeitung zu beenden. In der vorliegenden Ausführungsform bildet die Konfiguration (Software, Hardware oder ähnliches) zum Durchführen von S302 in der Steuereinheit 40 eine Energiespeisungsaussetzungsenheit.
Wie vorstehend beschrieben, ist der auf der Berührungserfassungsschicht 30 bereitgestellte Widerstand 31 derart angeordnet, dass er die vorgegebene Fläche der planaren Wärmeerzeugungsschicht 20 bedeckt und eine lokale unnormale Wärmeerzeugung in dem Bereich erfasst. Wenn der Widerstand 31 die lokale unnormale Wärmeerzeugung in dem Bereich erfasst, kann die Energiespeisung der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 ausgesetzt werden, wobei die unnormale Wärmeerzeugung der Heizungsvorrichtung 10 verhindert wird.
Heizungsvorrichtungen, die Joulesche Wärme verwenden, einschließlich der vorstehend erwähnten planaren Heizungsvorrichtung, erzeugen Wärme durch Energiespeisen eines Wärmeerzeugungselements mit einem Widerstand. Wenn ein Abschnitt des Wärmeerzeugungselements beschädigt ist, nimmt ein Widerstandswert lokal zu. Die Temperatur des beschädigten Abschnitts kann höher als die Temperatur des unbeschädigten Abschnitts sein. Eine derartige lokale Wärmeerzeugung kann nicht unter Verwendung eines Temperatursensors, wie etwa des Wärmesteuertemperatursensors 25, gemessen werden. Mit der Heizungsvorrichtung 10 kann der Widerstandswert des Widerstands 31 auf der Berührungserfassungsschicht 30, der derart angeordnet ist, dass er die vorgegebene Fläche der planaren Wärmeerzeugungsschicht 20 bedeckt, als eine Temperaturänderung der gesamten Wärmeerzeugungsschicht 20 bestimmt werden, wobei die vorstehend erwähnte lokale Wärmeerzeugung erfasst wird. insbesondere kann die vorstehend erwähnte lokale Wärmeerzeugung im Gegensatz zu der Berührung mit einem Objekt basierend auf einer Zunahme des Widerstandswerts des Widerstands 31 erfasst werden.
(Vierte Ausführungsform)
15 stellt einen Aufbau einer Heizungsvorrichtung 10 gemäß der vierten Ausführungsform dar. Die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Heizungsvorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform im Aufbau der Berührungserfassungsschicht 30 und der Verarbeitung der Steuereinheit 40.
Die Berührungserfassungsschicht 30 der Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine PTC-Schicht 32, eine Elektrodenplatte 321 und eine Elektrodenplatte 322.
In 15 ist ein Raum zwischen der Wärmeerzeugungsschicht 20 und der Elektrodenplatte 321, zwischen der Elektrodenplatte 321 und der PTC-Schicht 32 und zwischen der PTC-Schicht 32 und der Elektrodenplatte 322 ausgebildet. In der Tat sind die Wärmeerzeugungsschicht 20, die Elektrodenplatte 321, die PTC-Schicht 32 und die Elektrodenplatte 322 jedoch aufeinander gestapelt.
Die PTC-Schicht 32 ist aus einem Element mit positiver Temperaturcharakteristik, das eine PTC-(positive Temperaturkoeffizient-)Charakteristik hat, mit einer dünnen Plattenform ausgebildet. Wie in 16 dargestellt, hat die PTC-Schicht 32 die PTC-Charakteristik, bei der der Widerstandswert kleiner wird, wenn die Temperatur abnimmt, und der Widerstandswert schnell hoch wird, wenn die Temperatur auf eine vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) steigt. Die PTC-Schicht 32 entspricht einer Temperaturerfassungseinheit.
Die Elektrodenplatte 321 und die Elektrodenplatte 322 sind jeweils aus einem dünnen plattenartigen leitenden Element ausgebildet. Die Elektrodenplatte 312 und die Elektrodenplatte 322 sind derart angeordnet, dass sie die PTC-Schicht 32 von beiden Seiten eingeschoben haben.
Die Elektrodenplatte 321 und die Elektrodenplatte 322 sind über jeweilige Verbindungsleitungen mit der Erfassungsschaltung 40a der Steuereinheit 40 verbunden. Eine gewisse Spannung (zum Beispiel 5 V) wird zwischen der Elektrodenplatte 321 und der Elektrodenplatte 322 angelegt. Eine Erfassungsschaltung 40b gibt in der vorliegenden Ausführungsform ansprechend auf einen Strom, der zwischen der Elektrodenplatte 321 und der Elektrodenplatte 322 fließt, eine Spannung aus. Die Steuereinheit 40 bestimmt basierend auf der von der Erfassungseinheit 40a ausgegebenen Spannung die Berührung eines Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 40.
Die Wärmeerzeugungsschicht 20 der Heizungsvorrichtung 10 hat in der vorliegenden Ausführungsform den gleichen Aufbau wie die Wärmeerzeugungsschicht 20 der Heizungsvorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform. Das heißt, wenn der Finger des Fahrgasts, wie in 6 dargestellt, die Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, wird Wärme der Wärmestrahlungsabschnitte 23 der Wärmeerzeugungsschicht 20 schnell an den berührenden Finger übertragen und durch den Finger abgestrahlt. Da der Umfang der Wärmestrahlungsabschnitte 23 von dem gering wärmeleitenden Abschnitt 26 umschlossen ist, der aus einem Material mit einer niedrigeren Wärmeleitfähigkeit als die Wärmestrahlungsabschnitte 23 hergestellt ist, wird die Wärmeübertragung von der Umgebung der Berührungsstelle der Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht 20 mit der Berührungsstelle unterdrückt, wobei die Temperatur der Berührungsstelle der Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht 20 schnell verringert wird.
Die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Wärmeerzeugungsschicht 20 mit dem gleichen Aufbau wie dem der ersten Wärmeerzeugungsschicht 20 der Heizungsvorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform. Selbst wenn bei der Heizungsvorrichtung 10 die Wärmeerzeugungstemperatur auf 100°C oder höher festgelegt wird, sinkt die Temperatur der Stelle, wenn der Finger eines Fahrgasts die Oberfläche der Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, zum Beispiel auf etwa 40°C.
Die Heizungsvorrichtung 10 umfasst die Berührungserfassungsschicht 30 mit der PTC-Schicht 32. Wenn die Temperatur in der PTC-Schicht 32 höher als die vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) ist, wird der Widerstandswert ebenfalls größer, wobei verhindert wird, dass ein Strom zwischen der Elektrodenplatte 321 und der Elektrodenplatte 322 fließt.
Wenn jedoch ein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt und die Temperatur der Berührungsstelle sinkt, sinkt die Temperatur der Berührungserfassungsschicht 30 nahe der Berührungsstelle ebenfalls. Wenn die Temperatur der PTC-Schicht 32 der Berührungserfassungsschicht 30 nahe der Berührungsstelle niedriger als die vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) wird, fließt über einen Abschnitt der PTC-Schicht 32 ein Strom zwischen der Elektrodenplatte 321 und der Elektrodenplatte 322.
Bei der Heizungsvorrichtung 10 wird die Temperaturänderung der Berührungserfassungsschicht 30 als eine Änderung des Stroms, der zwischen der Elektrodenplatte 321 und der Elektrodenplatte 322 fließt, betrachtet, und die Erfassungsschaltung 40a erfasst die Stromänderung. Wenn ein Strom, der ein Referenzwert oder höher ist, zwischen der Elektrodenplatte 321 und der Elektrodenplatte 322 fließt, wird die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 verringert. Durch Ausführen der Verarbeitung kann, selbst wenn ein menschlicher Körper den Wärmestrahlungsabschnitt lange Zeit berührt, ein Wärmeunbehagen des Benutzers verhindert werden.
Die Steuereinheit 40 der Heizungsvorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform führt die Verarbeitung gemäß einem in 10 dargestellten Flussdiagramm aus. Wenn jedoch bei dem Aufbau der Heizungsvorrichtung 10 nach dem Beginn der Energiespeisung der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 die Temperatur der PTC-Schicht 32 der Berührungserfassungsschicht 30 immer noch niedriger als die vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) ist, ist der Widerstandswert der PTC-Schicht 32 klein und ein Strom fließt zwischen der Elektrodenplatte 321 und der Elektrodenplatte 322, was zu der falschen Bestimmung führt, dass ein Objekt die Berührungserfassungsschicht 30 berührt, auch wenn kein Objekt die Berührungserfassungsschicht 30 berührt.
Um eine derartige falsche Bestimmung beim Vornehmen der Bestimmung in S100 und S104 in dem in 10 dargestellten Flussdiagramm zu verhindern, führt die Steuereinheit 40 der Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform die in 17 dargestellte Verarbeitung aus.
Zuerst wird nach dem Beginn der Energiespeisung der Heizungsvorrichtung 10 bestimmt, ob die Heizungstemperatur die vorgegebene Temperatur oder höher wird (S400). Die von dem Wärmesteuertemperatursensor 25 erfasste Temperatur kann als die Heizungstemperatur verwendet werden. Die vorgegebene Temperatur wird auf eine Temperatur festgelegt, die höher als der Curie-Punkt der PTC-Schicht 32 ist.
Wenn die Heizungstemperatur hier unmittelbar nach dem Beginn der Energiespeisung der Heizungsvorrichtung 10 niedriger als die vorgegebene Temperatur ist, wird in S400 Nein ausgewählt und es wird bestimmt, dass kein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt (S406). Wie vorstehend beschrieben, wird bestimmt, dass kein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, um die Verarbeitung zu beenden.
Wenn die Heizungstemperatur nach dem Beginn der Energiespeisung der Heizungsvorrichtung 10 auf die vorgegebene Temperatur oder höher steigt, wird in S400 Ja ausgewählt und dann wird bestimmt, ob ein zwischen der Elektrodenplatte 321 und der Elektrodenplatte 322 der Berührungserfassungsschicht 30 fließender Strom ein vorgegebener Referenzwert oder höher ist (S402). Wenn hier kein Objekt die Berührungserfassungsschicht 30 berührt und der zwischen der Elektrodenplatte 321 und der Elektrodenplatte 322 der Berührungserfassungsschicht 30 fließende Strom kleiner als der Referenzwert ist, wird bestimmt, dass kein Objekt die Berührungserfassungsschicht 30 berührt (S406), um die Verarbeitung zu beenden.
Wenn die Heizungstemperatur nach dem Beginn der Energiespeisung der Heizungsvorrichtung 10 auf die vorgegebene Temperatur oder höher steigt und dann ein Objekt die Berührungserfassungsschicht 30 berührt, was bewirkt, dass der Strom, der zwischen der Elektrodenplatte 321 und der Elektrodenplatte 322 der Berührungserfassungsschicht 30 fließt, höher als der Referenzwert wird, wird bestimmt, dass das Objekt die Berührungserfassungsschicht 30 berührt (S404), um die Verarbeitung zu beenden.
Wenn, wie vorstehend beschrieben, die Heizungstemperatur nach dem Beginn der Energiespeisung der Heizungsvorrichtung 10 niedriger als die vorgegebene Temperatur ist, wird bestimmt, dass kein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, wobei die falsche Bestimmung verhindert wird.
Wie die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform kann die Heizungsvorrichtung 10 in den ersten und zweiten Ausführungsformen die in 17 dargestellte Verarbeitung ausführen.
(Fünfte Ausführungsform)
Die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform hat den gleichen Aufbau wie die Heizungsvorrichtung 10 in der vierten Ausführungsform. Die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Heizungsvorrichtung 10 in der vierten Ausführungsform in der Verarbeitung der Steuereinheit 40. 18 ist ein Flussdiagramm der Steuereinheit 40 der Heizungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
In der vierten Ausführungsform bestimmt die Steuereinheit 40 in S400 nach dem Beginn der Energiespeisung der Heizungsvorrichtung 10, ob die Heizungstemperatur die vorgegebene Temperatur oder höher wird oder nicht. Die Steuereinheit 40 in der vorlegenden Ausführungsform bestimmt in S500, ob eine gewisse Zeitspanne nach der Energiespeisung der Heizungsvorrichtung 10 vergangen ist oder nicht.
Insbesondere wird in S500 bestimmt, ob eine gewisse Zeitspanne seit dem Beginn der Energiespeisung der Heizungsvorrichtung 10 vergangen ist oder nicht. Die gewisse Zeitspanne wird auf eine Zeitspanne festgelegt, die länger als eine Zeitspanne ist, in der die Heizungstemperatur auf den Curie-Punkt der PTC-Schicht 32 steigt.
Wenn hier die gewisse Zeitspanne nach dem Beginn der Energiespeisung der Heizungsvorrichtung 10 nicht vergangen ist, wird in S500 Nein ausgewählt und es wird bestimmt, dass kein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt (S406). Wie vorstehend beschrieben, wird bestimmt, dass kein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, um die Verarbeitung zu beenden. Wenn die gewisse Zeitspanne nach dem Beginn der Energiespeisung der Heizungsvorrichtung 10 vergangen ist, wird in S500 Ja ausgewählt, um zu S402 weiter zu gehen.
Wenn, wie vorstehend beschrieben, die vorgegebene Zeitspanne seit dem Beginn der Energiespeisung der Heizungsvorrichtung 10 nicht vergangen ist, wird bestimmt, dass kein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, wobei die falsche Bestimmung verhindert wird.
Wie die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform kann die Heizungsvorrichtung 10 in den ersten und zweiten Ausführungsformen die in 18 dargestellte Verarbeitung ausführen.
(Sechste Ausführungsform)
19 stellt einen Aufbau einer Heizungsvorrichtung 10 gemäß der sechsten Ausführungsform dar. 20 ist eine schematische Schnittansicht der Heizungsvorrichtung 10. Die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Heizungsvorrichtung 10 in jeder der vierten Ausführungsform im Aufbau der Berührungserfassungsschicht 30.
Die Berührungserfassungsschicht 30 der Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Isolierschicht 33a, in der viele der PTC-Charakteristik-Elemente 33, die jeweils eine PTC-Charakteristik haben, eingebettet sind, und die erste Elektrodenplatte 321 und die zweite Elektrodenplatte 322, die die Isolierschicht 33a von beiden Seiten der Isolierschicht 33a dazwischen eingeschoben haben.
Die PTC-Charakteristik-Elemente 33 gehen durch die Isolierschicht 33a und sind in einer Draufsicht der Isolierschicht fleckförmig (punktförmig). Die PTC-Charakteristik-Elemente 33 entsprechen einer Temperaturerfassungseinheit. Die Isolierschicht 33a ist aus Isolierharz hergestellt.
Eine erste Elektrodenschicht 331 ist auf einer Flächenseite der Isolierschicht 33a angeordnet und eine zweite Elektrodenschicht 332 ist auf der anderen Flächenseite der Isolierschicht 33a angeordnet. Die erste Elektrodenschicht 331 hat eine lineare Elektrode 331a, die auf einer Flächenseite der Isolierschicht 33a in Berührung mit dem PTC-Charakteristik-Elemente 33 ist. Die zweite Elektrodenschicht 332 hat eine lineare Elektrode 332a, die auf der anderen Flächenseite der Isolierschicht 33a in Berührung mit dem PTC-Charakteristik-Element 33 ist. Die Elektrode 331a und die Elektrode 332a schlängeln sich jeweils. Ein Abstand zwischen den sich schlängelnden Mustern der Elektrode 331a und der Elektrode 332a in der Breitenrichtung ist etwa 5 mm.
Eine gewisse Spannung (zum Beispiel 5 V) wird an die Elektrode 331a der ersten Elektrodenschicht 331 und die Elektrode 332 der zweiten Elektrodenschicht 332 angelegt. Die Erfassungsschaltung 40b gibt in der vorliegenden Ausführungsform ansprechend auf einen Strom, der zwischen er Elektrode 331a und der Elektrode 332a fließt, eine Spannung aus.
Die Heizungsvorrichtung 10 umfasst die Berührungserfassungsschicht 30 mit der Isolierschicht 33a, in die viele der PTC-Charakteristik-Elemente 33 eingebettet sind. Wenn die Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht 20 hoch ist und die Temperatur der PTC-Charakteristik-Elemente 33 höher als die vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) ist, ist der Widerstandswert der PTC-Charakteristik-Elemente 33 hoch und es fließt kein Strom zwischen der Elektrode 331a und der Elektrode 332a.
Wenn jedoch ein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt und die Temperatur der Berührungsstelle sinkt, sinkt die Temperatur der Berührungserfassungsschicht 30 nahe an der Berührungsstelle ebenfalls. Wenn die Temperatur des PTC-Charakteristik-Elements 33 der Berührungserfassungsschicht 30 nahe der Berührungsstelle niedriger als die vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) ist, fließt über einige PTC-Charakteristik-Elemente 33 ein Strom zwischen der Elektrode 331a und der Elektrode 332a.
Wenn die Erfassungsschaltung 40a bei der Heizungsvorrichtung 10 die Temperaturänderung der Berührungserfassungsschicht 30 als eine Änderung des Stroms, der zwischen der Elektrode 331a und der Elektrode 332a fließt, erfasst und ein Strom, der ein Referenzwert oder höher ist, zwischen der Elektrode 331a und der Elektrode 332a fließt, wird die Verarbeitung zur Verringerung der Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 ausgeführt.
In der vierten Ausführungsform sind die PTC-Schicht 32, die Elektrodenplatte 321 und die Elektrodenplatte 322 eine Schichtstruktur und somit wird leicht Wärme in der Berührungserfassungsschicht 30 eingeschlossen. Im Gegensatz dazu ist bei dem Aufbau der vorliegenden Ausführungsform die erste Elektrodenschicht 331 auf einer Flächenseite der Isolierschicht 33a angeordnet und hat die lineare Elektrode 331a, die auf einer Flächenseite der Isolierschicht 33a mit den PTC-Charakteristik-Elementen 33 in Berührung ist, und die zweite Elektrodenschicht 332 ist auf der anderen Flächenseite der Isolierschicht 33a angeordnet und hat die lineare Elektrode 332a, die auf der anderen Flächenseite der Isolierschicht 33a mit den PTC-Charakteristik-Elementen 33 in Berührung ist. Folglich wird kaum Wärme in der Berührungserfassungsschicht 30 eingeschlossen. Bei dem Aufbau, der die PTC-Schicht 32 wie in der vierten Ausführungsform umfasst, sind viele Elemente mit positiver Temperaturcharakteristik, die die PTC-Schicht bilden, erforderlich. Da im Gegensatz dazu bei dem Aufbau der vorliegenden Ausführungsform die PTC-Charakteristik-Elemente 33, die durch die Isolierschicht 33a gehen und in mehrere Bereiche unterteilt sind, die Temperaturänderung der Wärmeerzeugungsschicht 20 erfassen, kann eine kleine Anzahl von Elementen mit positiver Temperaturcharakteristik die Berührungserfassungsschicht 30 bilden, was Kosten senkt.
(Siebte Ausführungsform)
21 stellt einen Aufbau einer Heizungsvorrichtung 10 gemäß der siebten Ausführungsform dar. 22 stellt den Zustand dar, in dem die erste Elektrodenplatte 321, die zweite Elektrodenplatte 322 und PTC-Charakteristik-Elemente 34 in der Berührungserfassungsschicht 30 der Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform einander überlappen. Die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Heizungsvorrichtung 10 in der sechsten Ausführungsform im Aufbau der Berührungserfassungsschicht 30.
Die Heizungsvorrichtung 10 in der sechsten Ausführungsform ist derart aufgebaut, dass die erste Elektrodenplatte 321 und die zweite Elektrodenplatte 322 die Isolierschicht 33a, in welche die PTC-Charakteristik-Elemente 33 eingebettet sind, von beiden Seiten der Isolierschicht 33a eingeschoben haben. im Gegensatz dazu umfasst die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform eine Elektrodenschicht 341 mit zwei kammartigen Elektroden 341a, 341b auf einer Flächenseite einer Isolierschicht 34a, in der die PTC-Charakteristik-Elemente 34 ausgebildet sind.
Die PTC-Charakteristik-Elemente 34 sind in einer Draufsicht der Isolierschicht 34a jeweils fleckförmig (punktförmig) auf einer Flächenseite der Isolierschicht 34. Das heißt, die PTC-Charakteristik-Elemente 34 sind auf einer Flächenseite der Isolierschicht 34a ausgebildet, so dass sie in mehrere Bereiche unterteilt sind. Die PTC-Charakteristik-Elemente 34 entsprechen einer Temperaturerfassungseinheit.
Die Elektrodenschicht 341 ist auf die Isolierschicht 34a gestapelt. Die zwei Elektroden 341a, 341b, die über die PTC-Charakteristik-Elemente 34 in der Isolierschicht 34a verbunden sind, sind auf der Elektrodenschicht 341 ausgebildet. Die Isolierschicht 34a ist aus einem Isolierharz hergestellt.
Die Elektrode 341a und die Elektrode 341b sind jeweils kammartig. Die Elektrode 341a und die Elektrode 341b sind derart ausgebildet, dass ihre Zähne des Kamms einander gegenüber liegen. Ein Abstand in der Breite zwischen den Zähnen der Elektrode 341a und den entsprechenden Zähnen der Elektrode 341b ist etwa 2 mm. Wie in 22 dargestellt, sind die Elektrode 341a und die Elektrode 341b über die PTC-Charakteristik-Elemente 34 miteinander verbunden.
Wenn die Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht 20 hoch ist und die Temperatur der PTC-Charakteristik-Elemente 34 höher als die vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) ist, ist der Widerstandswert der PTC-Charakteristik-Elemente 34 hoch und es fließt kein Strom zwischen der Elektrode 341a und der Elektrode 341b.
Wenn jedoch ein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt und die Temperatur der Berührungsstelle sinkt, sinkt die Temperatur der Berührungserfassungsschicht 30 nahe an der Berührungsstelle ebenfalls. Wenn die Temperatur des PTC-Charakteristik-Elements 33 der Berührungserfassungsschicht 30, das nahe der Berührungsstelle angeordnet ist, niedriger als die vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) ist, fließt über einige PTC-Charakteristik-Elemente 33 ein Strom zwischen der Elektrode 331a und der Elektrode 332a.
Wenn die Erfassungsschaltung 40a bei der Heizungsvorrichtung 10 die Temperaturänderung der Berührungserfassungsschicht 30 als eine Änderung des Stroms, der zwischen der Elektrode 341a und der Elektrode 341b fließt, erfasst und ein Strom, der ein Referenzwert oder höher ist, zwischen der Elektrode 341a und der Elektrode 341b fließt, wird die Verarbeitung zur Verringerung der Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 ausgeführt.
Bei dem Aufbau wie in der sechsten Ausführungsform, in dem die PTC-Schicht 32 zwischen der Elektrodenplatte 321 und der Elektrodenplatte 322 eingeschoben ist, sind zwei Elektrodenplatten erforderlich. Im Gegensatz dazu kann bei der Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform eine Elektrodenplatte die Berührungserfassungsschicht 30 bilden.
(Achte Ausführungsform)
23 stellt einen Aufbau einer Heizungsvorrichtung 10 gemäß der achten Ausführungsform dar. Die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Heizungsvorrichtung 10 in der siebten Ausführungsform im Aufbau der Berührungserfassungsschicht 30.
Die Heizungsvorrichtung 10 in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen umfasst das PTC-Charakteristik-Element mit der PTC-Charakteristik, während die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform eine Isolierschicht 35a umfasst, in der ein lineares NTC-(negativer Temperaturkoeffizient Charakteristik-Element 35 mit einer NTC-Charakteristik ist. Das NTC-Charakteristik-Element 35 schlängelt sich auf einer Fläche der Isolierschicht 35a. Die Isolierschicht 35a ist aus einem Isolierharz hergestellt.
Wie in 24 dargestellt, hat das NTC-Charakteristik-Element 35 eine NTC-Charakteristik, bei der der Widerstandswert hoch ist, wenn die Temperatur niedrig ist, und er Widerstandswert kleiner wird, wenn die Temperatur steigt. Das NTC-Charakteristik-Element 35 entspricht einer Temperaturerfassungseinheit.
Wenn die Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht 20 hoch ist und die Temperatur des NTC-Charakteristik-Elements 35 niedrig ist, ist der Widerstandswert des NTC-Charakteristik-Elements 35 klein, was zulässt, dass ein Strom zu dem NTC-Charakteristik-Element 35 fließt.
Wenn jedoch ein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt und die Temperatur der Berührungsstelle sinkt, sinkt auch die Temperatur der Berührungserfassungsschicht 30, die nahe an der Berührungsstelle angeordnet ist. Wenn die Temperatur des NTC-Charakteristik-Elements 35 der Berührungserfassungsschicht 30, die nahe an der Berührungsstelle angeordnet ist, niedrig wird, fließt kein Strom zu einem Abschnitt des NTC-Charakteristik-Elements 35.
Wenn die Erfassungsschaltung 40a bei der Heizungsvorrichtung 10 die Temperaturänderung der Berührungserfassungsschicht 30 als eine Änderung des Stroms, der durch das NTC-Charakteristik-Element 35 fließt, erfasst und ein Strom, der ein Referenzwert oder höher ist, zu dem NTC-Charakteristik-Element 35 fließt, wird die Verarbeitung zur Senkung der Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 ausgeführt.
(Neunte Ausführungsform)
Die Heizungsvorrichtung 10 in der achten Ausführungsform umfasst die Isolierschicht 35a, in der das NTC-Charakteristik-Element 35 mit der NTC-Charakteristik ausgebildet ist. Im Gegensatz dazu umfasst die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform eine Isolierschicht in der ein CTR-(Widerstand mit kritischer Temperatur)Charakteristik-Element mit einer CTR-Charakteristik ausgebildet ist. Das CTR-Charakteristik-Element kann aus einem Übergangsmetalloxid (zum Beispiel Vanadiumoxid) hergestellt sein.
Wie in 24 dargestellt, ist die NTC-Charakteristik die Charakteristik, in der der Widerstandswert hoch ist, wenn die Temperatur niedrig ist, und der Widerstandswert kleiner wird, wenn die Temperatur steigt. Wie in 25 dargestellt, ist in der CTR-Charakteristik der Widerstandswert hoch, wenn die Temperatur niedrig ist, und der Widerstandswert wird schnell klein, wenn die Temperatur auf eine vorgegebene Temperatur (Curie-Punkt) steigt.
Unter Verwendung des CTR-Charakteristik-Elements als das negative Temperaturcharakteristik-Element kann, wie vorstehend beschrieben, die Berührung eines Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 mit hoher Empfindlichkeit erfasst werden.
(Zehnte Ausführungsform)
Die Heizungsvorrichtung 10 umfasst in der ersten Ausführungsform den Widerstand (Erfassungswiderstand) 31 mit der positiven Temperaturcharakteristik, während eine Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform einen Erfassungswiderstand 31 mit einer PTC-Charakteristik umfasst. Die Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Heizungsvorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform in der Verarbeitung der Steuereinheit 40.
Zuerst wird Bezug nehmend auf 26 bis 29 eine Änderung eines Widerstandswerts eines kombinierten Widerstands der Erfassungswiderstände 31 auf der Berührungserfassungsschicht 30 beschrieben. 26 bis 28 stellen jeweils eine äquivalente Schaltung der Berührungserfassungsschicht 30 dar. In 26 bis 28 wird eine vorgegebene Spannung V2 von einem Stromanschluss an die Erfassungswiderstände 31 in der Berührungserfassungsschicht 30 angelegt.
Wie in 26 dargestellt, ist ein kombinierter Widerstand der Erfassungswiderstände 31 bei niedrigen Temperaturen, wenn die Temperatur des Erfassungswiderstands 31 in der Berührungserfassungsschicht 30 niedriger als eine vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) ist, klein, was zulässt, dass ein Strom I durch jeden der Erfassungswiderstände 31 fließt. Es wird angenommen, dass die Widerstandswerte der Erfassungswiderstände gleich groß sind. Es wird angenommen, dass der Erfassungswiderstand 31 durch Parallelschalten von n Widerständen ausgebildet wird. In diesem Fall kann angesichts dessen, dass der Widerstandswert des Erfassungswiderstands 31 R(PTC, 1) ist, ein kombinierter Widerstand Rmin zu dieser Zeit als R(PTC, 1)/n ausgedrückt werden.
Wenn die Temperatur der Erfassungswiderstände 31 in der Berührungserfassungsschicht 30, wie in 27 dargestellt, aufgrund von Wärme, die von der Wärmeerzeugungsschicht 20 erzeugt wird, höher als die vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) wird, wird der kombinierte Widerstand der Erfassungswiderstände 31 hoch, was unterbindet, dass ein Strom zu den Erfassungswiderständen 31 fließt. Angesichts dessen, dass ein Temperaturkoeffizient der Erfassungswiderstände 31a ist, kann ein kombinierter Widerstand Rmax zu dieser Zeit als αRmin ausgedrückt werden.
Wenn, wie in 28 dargestellt, bei derartig hohen Temperaturen die Temperatur eine Berührungsstelle der Wärmeerzeugungsschicht 20 mit einem Objekt F (zum Beispiel dem Finger des Benutzers) sinkt und die Temperatur der Erfassungswiderstände 31 in der Berührungserfassungsschicht 30 niedriger als die vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) wird, sinkt der Widerstandswert der Erfassungswiderstände 31 an der Stelle, an der die Temperatur sinkt, schnell, wodurch der Widerstandswert des kombinierten Widerstands der Erfassungswiderstände 31 schnell verringert wird. Dann fließt der Strom I von einer Stromquelle durch die Erfassungswiderstände 31 zu der Erfassungsschaltung 40a. Hier kann ein kombinierter Widerstand Rberühr, der erlangt wird, wenn die Temperatur des Erfassungswiderstands 31 niedriger als die vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) ist, als (n(N – 1) + α)Rmin dargestellt werden.
Wenn, wie in 29 dargestellt, die Temperatur der Erfassungswiderstände 31 in Berührung mit der Berührungserfassungsschicht 30 unmittelbar nach dem Beginn der Aktivierung der Heizungsvorrichtung 10 niedriger als die vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) ist, ist der kombinierte Widerstand der Erfassungswiderstände 31 relativ klein Rmin. Wenn die Temperatur der Erfassungswiderstände 31 in Berührung mit der Berührungserfassungsschicht 30 aufgrund von Wärme, die von der Wärmeerzeugungsschicht 20 erzeugt wird, höher als die vorgegebene Temperatur (Curie-Temperatur) wird, ist der kombinierte Widerstand der Erfassungswiderstände 31 ein relativ hoher Wert Rmax. Wenn das Objekt F (zum Beispiel der Finger des Benutzers) die Wärmeerzeugungsschicht 20 bei hohen Temperaturen berührt, nimmt der kombinierte Widerstand der Erfassungswiderstände 31 schnell ab. Der kombinierte Widerstand Rberühr bei der Berührung ist ein Zwischenwert zwischen dem kombinierten Widerstand Rmin bei niedrigen Temperaturen und dem kombinierten Widerstand Rmax bei hohen Temperaturen.
Die Steuereinheit 40 der Heizungsvorrichtung 10 erfasst in der vorliegenden Ausführungsform die Berührung eines Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 basierend auf einer Änderung des kombinierten Widerstands der Erfassungswiderstände 31 und bestimmt, dass das Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, und die Heizungssteuertemperatur wird verringert. Insbesondere verringert die Steuereinheit 40 die Heizungssteuertemperatur etwa auf die Temperatur der menschlichen Haut (zum Beispiel 37°C).
Wenn die Heizungssteuertemperatur jedoch auf diese Weise etwa auf die menschliche Hauttemperatur (zum Beispiel 37°C) verringert wird, wird die Temperatur der Erfassungswiderstände 31 niedriger als die Curie-Temperatur, und der kombinierte Widerstand der Erfassungswiderstände 31 wird kleiner als der kombinierte Widerstand Rberühr bei der Berührung. Wenn der kombinierte Widerstand der Erfassungswiderstände 31 kleiner als der kombinierte Widerstand Rberühr bei der Berührung wird, kann, selbst wenn das Objekt von der Wärmeerzeugungsschicht 20 entfernt ist, nicht erfasst werden, dass das Objekt von der Wärmeerzeugungsschicht 20 getrennt ist.
Wenn bestimmt wird, dass das Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, verringert die Steuereinheit 40 in der vorliegenden Ausführungsform aus diesem Grund die Heizungssteuertemperatur eine gewisse Zeit lang auf die menschliche Hauttemperatur (zum Beispiel 37°C) und dann erhöht sich der kombinierte Widerstand der Erfassungswiderstände 31, so dass er ausreichend höher als der kombinierte Widerstand Rberühr bei der Berührung ist. Wenn eine Zunahme in dem kombinierten Widerstand der Erfassungswiderstände 31 kleiner als ein spezifizierter Wert ist, bestimmt die Steuereinheit 40, dass die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 anhält und verringert die Heizungssteuertemperatur wieder. Wenn im Gegensatz dazu eine Zunahme des kombinierten Widerstands der Erfassungswiderstände 31 der spezifizierte Wert oder höher ist, bestimmt die Steuereinheit 40, dass die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 nicht vorhanden ist, und führt die Verarbeitung zur Aufhebung der Verringerung in der Heizungssteuertemperatur durch.
30 ist ein Flussdiagramm der Verarbeitung. 31 ist ein Zeitdiagramm zur Beschreibung der Verarbeitung. Wenn die Heizungsvorrichtung 10 gemäß der Bedienung eines Schalters der Bedieneinheit 50 durch den Benutzer aktiviert wird, legt die Steuereinheit 40 die Heizungssteuertemperatur auf eine Einstelltemperatur (Hochpegel) fest, die durch die Bedienung des Schalters des Benutzers festgelegt wird, speist die Wärmeerzeugungsabschnitte 24 derart mit Energie, dass die von dem Wärmesteuertemperatursensor 25 erfasste Temperatur sich der Heizungssteuertemperatur nähert, und führt die in 30 dargestellte Verarbeitung regelmäßig aus.
Zuerst wird basierend darauf, ob der Widerstandswert des Erfassungswiderstands 31 um eine spezifizierte Größe oder mehr sinkt oder nicht, bestimmt, ob die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 erfasst wird oder nicht (S600). Insbesondere wird basierend darauf, ob eine von der Erfassungsschaltung 40a ausgegebene Ausgangsspannung um eine spezifizierte Größe oder mehr zunimmt oder nicht, bestimmt, ob die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 erfasst wird oder nicht.
Wenn hier, wie in (a) bis (c) von 31 dargestellt, ein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, sinkt die Heizungstemperatur der Berührungsstelle der Wärmeerzeugungsschicht 20 und der Widerstandswert des Erfassungswiderstands 31 nimmt etwa von dem kombinierten Widerstand Rmax bei hohen Temperaturen etwa auf den kombinierten Widerstand Rberühr bei der Berührung ab.
Wenn die von der Erfassungsschaltung 40a ausgegebene Ausgangsspannung um die spezifizierte Größe zunimmt, wird in S600 Ja ausgewählt und dann wird die Heizungssteuertemperatur von der Einstelltemperatur (hoher Pegel), die gemäß der Bedienung des Benutzers festgelegt ist, auf den niedrigen Pegel (S102) verringert. Her ist der niedrige Pegel eine Temperatur, bei der die Heizungstemperatur etwa die menschliche Hauttemperatur ist. Insbesondere wird die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 verringert.
Wenn die Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht 20 sinkt und die Temperatur des Erfassungswiderstands 31 niedriger als eine vorgegebene Temperatur (Curie-Punkt) wird, wird, wie in (c) von 31 dargestellt, der kombinierte Widerstand der Erfassungswiderstände 31 kleiner als der kombinierte Widerstand Rberühr bei der Berührung, was dazu führt, dass die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 nicht erfasst werden kann.
Als nächstes wird bestimmt, ob eine vorgegebene Zeit vergangen ist oder nicht, nachdem die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 verringert wurde (S604). Die vorgegebene Zeit wird derart festgelegt, dass sie länger als die Zeit ist, die benötigt wird, um die Temperatur der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 auf die Temperatur zu verringern, die dem Benutzer kein Wärmeunbehagen verleiht.
Wenn hier die vorgegebene Zeit nicht vergangen ist, seit die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 verringert wurde, wird in S604 Nein ausgewählt und die Bestimmung in S604 wird wiederholt. Wenn die vorgegebene Zeit vergangen ist, wird in S604 Ja ausgewählt und dann wird die Heizungssteuertemperatur derart erhöht, dass die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 erfasst werden kann (S606). Insbesondere wird die Heizungssteuertemperatur von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel geändert und die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 wird erhöht. S606 entspricht einer Energiespeisungsmengenerhöhungseinheit, die die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsschicht 20 erhöht. Hier wird das Wärmeunbehagen des Benutzers verringert, indem die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit der Wärmeerzeugungsschicht 20 sanfter als gewöhnlich gemacht wird.
Als nächstes wird basierend darauf, ob der Widerstandswert des Erfassungswiderstands 31 um eine spezifizierte Größe oder mehr zunimmt oder nicht, bestimmt, ob das Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt oder nicht (S608). Insbesondere wird basierend darauf, ob eine gewisse Zeit vergangen ist, nachdem die Heizungssteuertemperatur von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel geändert wurde, bestimmt, ob die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 erfasst wird oder nicht, und dann nimmt die von der Erfassungseinheit 40a ausgegebene Ausgangsspannung um eine spezifizierte Größe oder mehr zu. Detaillierter wird, wenn die von der Erfassungsschaltung 40a ausgegebene Ausgangsspannung um eine vorgegebene Größe oder mehr zunimmt, bestimmt, dass kein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, und wenn die von der Erfassungsschaltung 40a ausgegebene Ausgangsspannung nicht um die spezifizierte Größe oder mehr zunimmt, wird bestimmt, dass ein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt. S608 entspricht einer Berührungsneubestimmungseinheit, die die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht neu bestimmt.
Wenn hier die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 anhält, bleibt das Objekt, wie in (b) von 31 dargestellt, in Berührung mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 und somit übersteigt die Temperatur des Erfassungswiderstands 31 die Curie-Temperatur nicht. Aus diesem Grund wird, wie in (c) von 31 dargestellt, eine Zunahme des Widerstandswerts des Erfassungswiderstands 31 begrenzt. Die Temperatur der Berührungsstelle der Wärmeerzeugungsschicht 20 mit dem Objekt steigt sanfter als die Temperatur der restlichen Stelle der Wärmeerzeugungsschicht 20. Aus diesem Grund nimmt der Widerstandswert des Erfassungswiderstands 31 maximal nur etwa auf den kombinierten Widerstand Rberühr zu. In diesem Fall nimmt die von der Erfassungsschaltung 40a ausgegebene Ausgangsspannung nicht um die spezifizierte Größe oder mehr zu, in S608 wird Nein ausgewählt, in S102 wird die Heizungssteuertemperatur wieder verringert. Insbesondere wird die Heizungssteuertemperatur von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel geändert. Auf diese Weise wird die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 gesteuert, um verringert zu werden.
Wenn die vorgegebene Zeit vergangen ist, seit die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 verringert wurde, wird in S604 Ja ausgewählt und die Heizungssteuertemperatur wird in S606 erhöht.
Wenn zu dieser Zeit die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 nicht vorhanden ist, beginnt die Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht 20 zu steigen und die Temperatur der Erfassungswiderstände 31 wird höher als die Curie-Temperatur. Nachdem die Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht 20 zu steigen beginnt, nimmt dann der Widerstandswert der Erfassungswiderstände 31 um eine spezifizierte Größe oder mehr zu. Wenn die von der Erfassungsschaltung 40a ausgegebene Ausgangsspannung um die vorgegebene Größe oder mehr steigt, wird in S608 Ja ausgewählt und die Heizungssteuertemperatur wird zurück gebracht (S106). Insbesondere wird die Heizungssteuertemperatur von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel geändert und die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 wird auf die ursprüngliche Energiespeisungsmenge zurück gebracht, um die Verarbeitung zu beenden. S106 entspricht einer Energiespeisungsmengenrückführungseinheit, die die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte auf die ursprüngliche Energiespeisungsmenge rückführt. Folglich nimmt von den Wärmeerzeugungsabschnitten 24 abgestrahlte Strahlungswärme zu und kehrt auf den ursprünglichen Heizwert zurück.
Wenn die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsschicht 20, wie vorstehend beschrieben, in S102 verringert wird, wird die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsschicht 20 nach einem Verlauf der vorgegebenen Zeit in S606 erhöht, um die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsschicht 20 zu erhöhen. Dann wird die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 in S608 erneut bestimmt, und wenn bestimmt wird, dass die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 vorhanden ist, wird die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsschicht 20 in S102 verringert. Wenn somit die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 anhält, kann die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsschicht 20 kontinuierlich verringert werden.
Wenn die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht in S608 erneut bestimmt wird und bestimmt wird, dass die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 nicht vorhanden ist, wird die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte in S106 auf die ursprüngliche Energiespeisungsmenge rückgeführt, wodurch die Behaglichkeit aufrecht erhalten wird.
(Elfte Ausführungsform)
In der Heizungsvorrichtung 10 in der zehnten Ausführungsform wird die Heizungssteuertemperatur in S606 von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel erhöht. Im Gegensatz dazu wird die Heizungssteuertemperatur bei der Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform im Normalbetrieb in S606 auf einen niedrigsten Einstellpegel festgelegt.
Als nächstes wird die Heizungssteuertemperatur unter Bezug auf 32 beschrieben. Der hohe Pegel wird gemäß der Bedienung des Benutzers festgelegt. Der niedrige Pegel ist der Pegel, der festgelegt wird, wenn ein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt. Wenn die Heizungssteuertemperatur auf den niedrigen Pegel festgelegt wird, wird die Heizungstemperatur die menschliche Hauttemperatur.
Der minimale Einstellpegel ist der Pegel, der festgelegt wird, wenn die Heizungssteuertemperatur auf die minimale Einstelltemperatur festgelegt wird, die gemäß der Bedienung des Benutzers festgelegt werden kann. Die minimale Einstelltemperatur ist höher als die Curie-Temperatur der Erfassungswiderstände 31.
Wenn die Heizungstemperatur in S102 verringert wird und dann in S606 bestimmt wird, dass die vorgegebene Zeit vergangen ist, legt die Steuereinheit 40 der Heizungsvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform die Heizungssteuertemperatur auf den minimalern Einstellpegel fest (S608). Insbesondere wird die Heizungssteuertemperatur auf die Temperatur festgelegt, die höher als die Curie-Temperatur der Erfassungswiderstände 31 und die minimale Einstelltemperatur, die gemäß der Bedienung des Benutzers festgelegt werden kann, ist.
Wenn in S608 bestimmt wird, dass kein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht 20 berührt, wird die Heizungssteuertemperatur in S106 auf den hohen Pegel geändert und die Energiespeisungsmenge der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 wird auf die ursprüngliche Energiespeisungsmenge rückgeführt, um die Verarbeitung zu beenden.
Da die Heizungssteuertemperatur in der vorliegenden Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, auf die Temperatur, die höher als die Curie-Temperatur der Erfassungswiderstände 31 und die minimale Soltemperatur, die gemäß der Benutzerbedienung in S608 festgelegt werden kann, ist, festgelegt wird, kann die Nichtberührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 bei niedrigeren Temperaturen als der Heizungsvorrichtung 10 in der zehnten Ausführungsform erfasst werden. Das heißt, die Nichtberührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 kann erfasst werden, ohne die Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht 20 weiter als notwendig zu verringern.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Heizungssteuertemperatur auf die Temperatur, die höher als die Curie-Temperatur der Erfassungswiderstände 31 und die minimale Soltemperatur, die gemäß der Benutzerbedienung in S608 festgelegt werden kann, ist, festgefegt. Jedoch kann die Heizungssteuertemperatur zum Beispiel auf eine vorgegebene Temperatur festgelegt werden, die höher als die Curie-Temperatur der Erfassungswiderstände 31 ist.
(Andere Ausführungsformen)
In den vorstehenden Ausführungsformen ist die Heizungsvorrichtung 10 im Inneren des Straßenfahrzeugs installiert. Die Heizungsvorrichtung 10 kann in dem inneren eines mobilen Körpers, wie etwa eines Schiffs, eines Flugzeugs oder ähnlichem installiert sein.
In den ersten und zweiten Ausführungsformen wird die Heizungssteuertemperatur verringert. Jedoch kann die Energiespeisung der Wärmeerzeugungsabschnitte 24 ausgesetzt werden.
In den ersten bis dritten Ausführungsformen sind die Wärmeerzeugungsschicht 20 und die Berührungserfassungsschicht 30 einzelne Schichten. Jedoch können die Wärmeerzeugungsschicht 20 und die Berührungserfassungsschicht 30 auf entgegengesetzten Flächen einer Schicht angeordnet sein oder ein Draht der Wärmeerzeugungsschicht 20 und eine Widerstandsleitung der Berührungserfassungsschicht 30 können parallel in einer Schicht angeordnet sein.
In den ersten bis siebten Ausführungsform erfasst das PTC-Charakteristik-Element mit der PTC-Charakteristik die Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht. Jedoch kann das NTC-Charakteristik-Element mit der NTC-Charakteristik oder das CTR-Charakteristik-Element mit der CTR-Charakteristik die Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht erfassen.
In den ersten bis dritten Ausführungsformen erfasst die Erfassungsschaltung 40a, die ansprechend auf einen Strom, der zu dem Widerstand 31 fließt, eine Spannung ausgibt, die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20. Zum Beispiel kann die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht 20 unter Verwendung eines druckempfindlichen Sensors, der einen Druck des Objekts auf die Wärmeerzeugungsschicht 20 erfasst, erfasst werden.
Wenngleich die Wärmeerzeugungsschicht 24 in jeder der Ausführungsformen zwischen benachbarten Wärmestrahlungsabschnitten 23 angeordnet ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Anordnung beschränkt. Zum Beispiel kann der Wärmeerzeugungsabschnitt 24 in einem Bereich bereitgestellt werden, der die Wärmestrahlungsabschnitte 23 in der Wärmeerzeugungsschicht 20 bildet.
Es sollte zu schätzen gewusst werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und innerhalb des Schutzbereichs der Patentansprüche geeignet modifiziert werden kann. Die vorstehenden Ausführungsformen sind nicht ohne Beziehung zueinander und können geeignet kombiniert werden, es sei denn, eine Kombination ist offensichtlich unmöglich. Ebenso sind die Komponenten in einem Fall, in dem auf die Komponenten der jeweiligen Ausführungsformen vorstehend als Materialien, Formen und Positionsbeziehungen Bezug genommen wird, nicht auf die Materialien, die Formen und die Positionsbeziehungen beschränkt, es sei denn, sie werden ausdrücklich prinzipiell als bestimmte Materialien, Formen und Positionsbeziehungen spezifiziert oder darauf beschränkt.

Claims

Strahlungsheizvorrichtung, die Strahlungswärme abstrahlt, wobei die Strahlungsheizvorrichtung umfasst: eine Wärmeerzeugungsschicht (20) mit einer planaren Form; einen Wärmeerzeugungsabschnitt (24), der in der Wärmeerzeugungsschicht bereitgestellt ist, um durch Energiespeisung Wärme zu erzeugen; mehrere Wärmestrahlungsabschnitte (23), die in der Wärmeerzeugungsschicht angeordnet sind und die Wärme abstrahlen, die von dem Wärmeerzeugungsabschnitt übertragen wird; einen gering wärmeleitenden Abschnitt (26), der um jeden der Wärmestrahlungsabschnitte herum angeordnet ist und eine geringere Wärmeleitfähigkeit als die Wärmestrahlungsabschnitte hat; eine Berührungserfassungseinheit (40a), die die Berührung eines Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht erfasst; und eine Energiespeisungsmengenverringerungseinheit (S102), die eine Energiespeisungsmenge des Wärmeerzeugungsabschnitts verringert, wenn die Berührungserfassungseinheit die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht erfasst.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner umfasst: eine Temperaturerfassungseinheit (31 bis 35), die eine Temperaturänderung der Wärmeerzeugungsschicht erfasst, wobei die Berührungserfassungseinheit einen Temperaturabfall der Wärmeerzeugungsschicht erfasst, wobei der Temperaturabfall durch die Temperaturerfassungseinheit als die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungseinheit erfasst wird.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Temperaturerfassungseinheit in einem Schichtelement (30) eingerichtet ist, das einen vorgegebenen Bereich der Wärmeerzeugungsschicht mit der planaren Form bedeckt und eine Temperaturänderung in dem Bereich erfasst.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei: die Temperaturerfassungseinheit in einem Schichtelement (30) eingerichtet ist, das amen vorgegebenen Bereich der Wärmeerzeugungsschicht mit der planaren Form bedeckt und eine unnormale Wärmeerzeugung in dem Bereich erfasst; und die Strahlungsheizvorrichtung ferner eine Energiespeisungsaussetzungseinheit (S302) umfasst, die die Energiespeisung des Wärmeerzeugungsabschnitts aussetzt, wenn die Temperaturerfassungseinheit wenigstens in einem Abschnitt der Wärmeerzeugungsschicht eine lokale unnormale Wärmeerzeugung erfasst.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Berührungserfassungseinheit die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht eine vorgegebene Zeitspanne lang oder länger erfasst; und die Energiespeisungsmengenverringerungseinheit ferner die Energiespeisungsmenge des Wärmeerzeugungsabschnitts verringert, wenn die Berührungserfassungseinheit die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht die gewisse Zeitspanne lang oder länger erfasst.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Temperaturerfassungseinheit ein Element mit positiver Temperaturcharakteristik, das eine positive Temperaturcharakteristik hat, umfasst.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei: das Element mit positiver Temperaturcharakteristik eine dünne Plattenform hat; und die Temperaturerfassungseinheit zwei Elektrodenplatten (321, 322) hat, die das Element mit positiver Temperaturcharakteristik von beiden Seiten des Elements mit positiver Temperaturcharakteristik eingeschoben haben.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei: das Element mit positiver Temperaturcharakteristik ein PTC-Charakteristik-Element, das durch eine Isolierschicht (33a) geht und in mehrere Bereiche unterteilt ist, umfasst; und die Temperaturerfassungseinheit umfasst: eine erste Elektrodenschicht (331), die auf einer Flächenseite der Isolierschicht angeordnet ist, wobei die erste Elektrodenschicht auf der einen Flächenseite der Isolierschicht eine lineare Elektrode (331a) hat, die in Berührung mit dem PTC-Charakteristik-Element ist; und eine zweite Elektrodenschicht (332), die auf der anderen Flächenseite der Isolierschicht angeordnet ist, wobei die zweite Elektrodenschicht auf der anderen Flächenseite der Isolierschicht eine lineare Elektrode (332a) hat, die in Berührung mit dem PTC-Charakteristik-Element ist.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei: das Element mit positiver Temperaturcharakteristik ein PTC-Charakteristik-Element umfasst, das auf einer Flächenseite einer Isolierschicht (34a) ausgebildet ist, um in mehrere Bereiche unterteilt zu werden; und die Temperaturerfassungseinheit eine Elektrodenschicht (341) umfasst, die auf die Isolierschicht gestapelt ist, wobei die Elektrodenschicht zwei Elektroden (341a, 341b) hat, die auf einer Fläche der Isolierschichtseite ausgebildet sind und über das auf der Isolierschicht ausgebildete PTC-Charakteristik-Element miteinander verbunden sind.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Temperaturerfassungseinheit ein Element mit negativer Temperaturcharakteristik, das eine negative Temperaturcharakteristik hat, umfasst.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei das Element mit negativer Temperaturcharakteristik ein CTR-Charakteristik-Element mit einer CTR-Charakteristik ist.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, die ferner umfasst: eine Wärmeerzeugungsschicht-Temperaturerfassungseinheit (25), die in der Wärmeerzeugungsschicht eingerichtet ist, um eine Temperatur der Wärmeerzeugungsschicht zu erfassen, wobei die Berührungserfassungseinheit bestimmt, dass die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht nicht vorhanden ist, bis die von der Wärmeerzeugungsschicht-Temperaturerfassungseinheit erfasste Temperatur seit dem Beginn der Energiespeisung die vorgegebene Temperatur oder höher wird.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Berührungserfassungseinheit bestimmt, dass die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungseinheit nicht vorhanden ist, bis eine gewisse Zeit seit dem Beginn der Energiespeisung vergangen ist.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, die ferner umfasst: eine Energiespeisungsmengenerhöhungseinheit (S606), die die Energiespeisungsmenge des Wärmeerzeugungsabschnitts nach dem Verlauf einer vorgegebenen Zeit erhöht, wenn die Energiespeisungsmengenverringerungseinheit die Energiespeisungsmenge des Wärmeerzeugungsabschnitts verringert; und eine Berührungsneubestimmungseinheit (S608), die die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht erneut bestimmt, nachdem die Energiespeisungsmengenerhöhungseinheit die Energiespeisungsmenge des Wärmeerzeugungsabschnitts verringert; wobei die Energiespeisungsmengenverringerungseinheit die Energiespeisungsmenge des Wärmeerzeugungsabschnitts verringert, wenn die Berührungsneubestimmungseinheit bestimmt, dass die Berührung des Objekts mit der Wärmeerzeugungsschicht vorhanden ist.
Strahlungsheizvorrichtung gemäß Anspruch 14, die ferner umfasst: eine Energiespeisungsmengenrückführungseinheit (S106), die die Energiespeisungsmenge des Wärmeerzeugungsabschnitts auf eine ursprüngliche Energiespeisungsmenge rückführt, wenn die Berührungsneubestimmungseinheit bestimmt, dass kein Objekt die Wärmeerzeugungsschicht berührt.