JP2004186022A

JP2004186022A - 面状ヒータ、及び面状ヒータを暖房用熱源として用いた車載用シート、ソファ、面状暖房器具

Info

Publication number: JP2004186022A
Application number: JP2002352415A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Obara; 和幸小原; Mitsuru Yoneyama; 充米山; Masayuki Terakado; 誠之寺門; Takahito Ishii; 隆仁石井; Keiko Yasui; 圭子安井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】面状ヒータにおいて、使用者が座っても突っ張り感により座り心地を損なわず、抵抗値が変化すること無く一定の暖かさが得られるものを目的とする。
【解決手段】螺旋状および蛇行状の繊維形状をとるポリプロピレンテレフタレート繊維５を基材に使用することで、復元性を有する面状ヒータとなる。このことにより、使用者が機械的ストレスを加えた前後において、基材上面に設けた発熱部の抵抗値は変わらないものである。よって、シートに座るたびに一定の温かさを得ることができ、さらに突っ張り感の少ない面状ヒータの提供が可能となる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用シートヒータ、ソファヒータ、面状暖房器具などの電気暖房器具に用いられる面状ヒータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
体を温めたり暖を取ったりする暖房機器の代表として、例えば面状ヒータを内蔵した車載用シートがある。従来、この種の面状ヒータに内蔵される発熱部としては、線状のものと面状のものが知られている。
【０００３】
まず線状発熱部を用いた面状ヒータの代表例を挙げる。図７に示すように、基材１１の表面にニクロム線などの線状発熱部１２を蛇行状に縫い付け、さらにその温度を制御するためのサーモスタット１３が付設される。
【０００４】
この線状発熱部１２を用いた面状ヒータ１０は、図８に示すように例えば車載用シート１４に搭載される際、メインパッド１５上に設置される。そしてその上面には、ニクロム線などの凹凸を緩和させるためにワディング１６がつめこまれ、さらに表皮１７をかぶせることで、車載用シート１４となる。
【０００５】
以上の構成をとることにより、線状発熱部１２からはワディング１６を介して表皮１７へと熱が伝わる。
【０００６】
次に、面状発熱部を利用する面状ヒータを用いた車載用シートの構成について説明を行なう（例えば、特許文献１参照）。図９および１０において、面状ヒータ１８は、織布又は不織布からなる基材１９と、その上面に形成、または含浸される一対の電極部２０と、前記電極部２０の間に、導電性インクにより形成または含浸した面状発熱部２１から構成される。
【０００７】
上記構成によると、まず電極部２０へ、次に導電性インクより形成される面状発熱部２１へと電力が供給される。導電性インクは、配合されている導電材料、例えばカーボンなどが配列することにより、所定の抵抗値を維持するようになっており、電気を流すことでジュール熱を発する。
【０００８】
この面状発熱部２１を利用した面状ヒータ１８は、図１０に示すように車載用シート２２に搭載する際、車載用シート２２の表面に当たる表皮２３の裏側に直接縫着して取り付けが可能である。つまり、面状発熱部２１による発熱は、面状ヒータ１８から直接表皮２３へ伝わり、車載用シート２２を温めることとなる。
【０００９】
また同図において、線状発熱部１２と面状発熱部２１とどちらに関しても、シートなどに搭載し使用者が座る場合には、まず上からの荷重Ａが加わり、内蔵された面状ヒータ１８には、水平方向へ引っ張りなどの機械的ストレスＢが加わることが分かる。
【００１０】
【特許文献１】
実開平０２−９７７８７号公報（第１、２項、第３図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の線状発熱部１２からなる面状ヒータ１０の場合は、車載用シート１４などに搭載する際、表皮１７との間にワディング１６が介在するため、熱が表皮１７へと伝わりにくいものとなっていた。
【００１２】
この線状発熱部１２の問題を解消するもととして、２つ目の従来例である面状発熱部２１からなる面状ヒータ１８が挙げられる。しかしながら、いまだ以下次のような課題が残る。
【００１３】
まず、不織布を用いた基材１９からなる面状ヒータ１８について考える。一般的に不織布は、短繊維を絡め合せて形成されている。このため、引っ張りなどのストレスが加わると各短繊維はその位置がずれ、そのまま固定されてしまい、不織布全体は伸びたままとなる。
【００１４】
従って、シートに搭載した面状ヒータ１８に関しても、使用者による荷重が加わるに伴い、基材１９を構成する各短繊維と共に基材１９表面の面状発熱部２１も伸び、配合物である導電性材料の配列は不規則になり、抵抗値が初期の状態とは異なったままになってしまう。すなわち、不織布を面状ヒータ１８に用いたシートは、長期間に渡って使っていくうちに、発熱量が変化してしまうという問題を抱えている。
【００１５】
また、従来の織布を用いた基材１９からなる面状ヒータ１８は、図１１に示すように、織布は一般に縦糸２４と横糸２５が上下に交差しており、縦糸２４の方向あるいは横糸２５の方向に対しては伸びは発生しにくい。
【００１６】
このことから、面状ヒータ１８に対して織布が図９に示すように、織糸と電極部２０が垂直になるよう設置されて使われる場合は、面状ヒータ１８に加わる機械的ストレスＢに対して縦糸２４あるいは横糸２５は伸びない。このため、シート１６に座る際、織布を基材１９として利用した面状ヒータ１８は突っ張りを生じ、座り心地を損ねるという問題が起こる。
【００１７】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、基材に伸縮性を有する繊維で構成される不織布、あるいは織糸の方向が電極部に対し斜めに交差している織布を用い、暖房器具に搭載した際に、使用者に突っ張り感を生じさせない面状ヒータを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明は復元性を有する基材を用いた面状ヒータとする。これにより、面状ヒータが受けていた機械的ストレスから開放されると、基材及びその表面に設けられる電極部、面状発熱部は基材の持つ復元性により通常の位置に戻るので、所定の抵抗値ひいては発熱量を保つことが可能となる。
【００１９】
さらに、例えば座椅子などの面状ヒータ内蔵の暖房用器具を使用した際、使用者の荷重による座椅子の伸びに追随して面状ヒータも伸びるため、突っ張り感は発生しないものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、復元性を有する基材と、前記基材表面に配置され導電性材料からなる一対の電極部と、前記電極部と電気的に接続された抵抗体材料からなる発熱部から構成されるものとした。上記の面状ヒータを内蔵した暖房器具は、使用者による荷重が加わり機械的ストレスが加わったとしても、それが無くなれば基材、及び基材に設置された電極部、発熱部は基材の持つ伸縮性により所定の位置に戻り、抵抗値、及び発熱量も元に戻る。さらに、使用者の動きに追随して伸びが発生するため、突っ張り感を感じることもなくなる。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、基材を、伸縮性を有する不織布からなる面状ヒータとしたもので、使用者の加える荷重が加わった後も基材の有する復元性により、抵抗値は変化せず、発熱量も、使用のたびに同じとなる。また使用者は突っ張りを感じること無く使用できる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、基材を、蛇行状の形状を有する繊維で構成された不織布からなる面状ヒータとするもので、蛇行状の繊維から構成される不織布は、引っ張りなどの力が加えられた場合にも繊維のうねりが取れるのみで、絡み合った繊維同士はずれることがない。そのため、力の加わりが無くなると元の状態に戻る復元性を有する。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、基材を螺旋状の形状を有する繊維で構成された不織布からなる面状ヒータとすることで、引っ張りなどの機械的ストレスに対する抵抗値の復元力を有する。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、基材をポリプロピレンテレフタレート繊維から構成された不織布からなる面状ヒータとしたもので、ポリプロピレンテレフタレート繊維は、蛇行状あるいは螺旋状の形状を有しており、機械的ストレスが加わった後も伸縮性を保つ。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、基材をポリブチレンテレフタレート繊維で構成された不織布からなる面状ヒータとしたもので、ポリプロピレンテレフタレート繊維は、蛇行状あるいは螺旋状の形状を有しており、機械的ストレスが加わった後も伸縮性を保つ。さらに、この繊維は、ポリプロピレンテレフタレート繊維と比較して高強度であるので、面状ヒータの引っ張り強度の向上が可能となる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、基材を織糸の方向が前記電極部の方向に対し斜めに交差してなる織布から構成される面状ヒータとしたもので、この構造により、基材は基材の上面に固定された電極部などにと同方向に伸びが発生するので、突っ張り感の抑制を図ることができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明は、基材を縦糸と横糸の方向が前記電極部の方向に対し斜めに交差するよう裁断された織布から構成される面状ヒータととしたもので、基材は基材に固定された電極部と同方向に伸びることができ、使用者の感じる突っ張り感を減らし、座り心地に配慮したものとなる。
【００２８】
請求項９に記載の発明は、発熱部を、自己温度制御機能を有する抵抗体材料からなるものとすることで、安定した熱を得ることができる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明は、本発明の面状ヒータは車載用シートにおける暖房用熱源として用いることで、凹凸が響くことによるごわつきが少なく、突っ張り感を使用者に生じさせない、速熱性の良い車載用シートとすることができる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明は、本発明の面状ヒータはソファにおける暖房用熱源として用いることで、凹凸が響くことによるごわつきが少なく、突っ張り感を使用者に生じさせない、速熱性の良い車載用シートとすることができる。
【００３１】
請求項１２に記載の発明は、本発明の面状ヒータは面状暖房器具における暖房用熱源として用いることで、凹凸が響くことによるごわつきが少なく、突っ張り感を使用者に生じさせない、速熱性の良い車載用シートとすることができる。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（実施例１）
図１において、面状ヒータ１は、基材２と、基材２の表面に銀ペーストまたは銅ペーストなどの導電性材料を塗布することで形成した電極部３と、自己温度制御性を有する抵抗体材料を、前記電極部３と電気的に接続するように塗布して形成した発熱部４により構成される。また、前記基材２はポリプロピレンテレフタレート繊維５からなる不織布を用いたものとする。
【００３４】
自己温度制御機能を有する抵抗体材料としては、一般にＰＴＣ（ＰｏｓｔｉｖｅＴｅｍｐａｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｅｎｔ）特性を持つものが知られている。ＰＴＣ特性を有する発熱抵抗体は、通電により発熱するが、温度上昇と共に内部抵抗も増すことで、一定の温度までしか上昇せず、その温度を維持するもので、自己温度制御性を有するものである。
【００３５】
本実施例のＰＴＣ特性抵抗体は、熱可塑性樹脂材料に、カーボンなどの導電性粒子を配合したものを利用する。
【００３６】
このような温度制御機能を有する抵抗材料を発熱部４として利用することで、従来の線状発熱部などを用いたヒータのようなサーモスタットを配置することなく、安定した温度を得ることができ、ひいては消費電力を抑えることにもなる。また、面状に形成できるため、コンパクトで、凹凸の少ない面状ヒータ１となる。
【００３７】
次に、繊維構造の説明を行なう。図２において、ポリプロピレンテレフタレート繊維５は蛇行性、あるいは螺旋状の形状をしている。このような短繊維を絡め合せて形成した不織布は引っ張りなどの力が加えられた場合、繊維のうねりの長さ分だけ伸びることができる。それゆえ絡み合った繊維同士は、ずれることが少なく、力の加わりが無くなると元の状態に戻る復元性を有する。つまり常に所定の温かさを得ることが可能となり、さらに伸縮性により突っ張り感も抑えることができる。
【００３８】
以上の構成において、面状ヒータ１は、自己温度制御機能を有し、使用者の感じる突っ張りを抑制し、長期に渡り使用を続けても同じ温度を保ち続けることができる。
【００３９】
なお、ポリプロピレンテレフタレート繊維５に、同じように螺旋及び蛇行状の繊維形状を有するポリブチレンテレフタレート繊維を代用しても同様の効果、作用が得られる。ポリブチレンテレフタレート繊維はポリプロピレンテレフタレート繊維５に比べ繊維強度が強いので、面状ヒータ１全体の引っ張り強度の向上が可能となる。
【００４０】
（実施例２）
図３及び図４において、面状ヒータ１’は、基材２’と、基材２’の表面に含浸または形成される一対の電極部３と、前記電極部３の間に導電性インクなどを電気的に接続するよう形成または含浸した面状の発熱部４から構成され、前記基材２’はあみ目７が菱形状になっており、糸６が前記電極部３の方向に対し斜めに交差してなる布を用いている。
【００４１】
面状ヒータの電気的な動作については実施例１に記載した通りである。
【００４２】
繊維構造についての説明を行なう。図５において、あみ布は糸６をねじり合わせて菱形のあみ目７を形成したものである。この構造において、あみ目７に対して斜めの方向に引っ張りなどの機械的ストレスＢが加えられた場合、糸６同士の交差位置はずれること無く、あみ目７だけが機械的ストレスＢの方向へと変形し、伸びる。よって、加えられた引っ張り力が無くなると、元のあみ目７の形状に戻る。
【００４３】
従って、上記基材２’を用いた面状ヒータ１’に使用者が座るなどした場合も、その使用前後において基材２’及びその上面の発熱部４の抵抗値には何ら変化はない。つまり、使用者は面状ヒータ１‘を利用するたびに同じ温かさを得ることができる。
【００４４】
また、あみ目７の糸６が前記電極部３の方向に対し斜めに交差した配置となっているので、機械的ストレスＢに対する伸びもよい。つまり、例えばソファに前記面状ヒータ１’を内蔵した場合にも、使用者がソファにもたれる、座るなどした際は、その部分の伸びに追随して面状ヒータ１’も伸びるため、突っ張り感は発生せず、座り心地を損ねることはない。
【００４５】
なお、本実施例ではあみ目が電極部３に対して斜めに交差している布を使用したが、平織りなど、通常の縦糸と横糸からなる長尺の織布において、縦糸と横糸が電極部３に対して斜めに交差するように裁断して基材２’を製造してもよい。
【００４６】
（実施例３）
図６において、車載用シート８は、実施例１記載の面状ヒータ１、あるいは実施例２記載の面状ヒータ１’を表皮９の裏へ直接縫い付けたものである。面状ヒータ１、及び面状ヒータ１’の動作については実施例１、２の通りとなる。
【００４７】
通常、車内の暖房はエンジンの廃熱を利用した温風による暖房がメインであるが、シートによる暖房はエンジンを始動してまだ温風が出てこない間の短い時間に利用されるものである。そのため、速熱性が要求される。本実施例の面状ヒータにおいては、電極部が銀、あるいは銅ペースト等を塗布して形成するものであるので凹凸が少なく、車載用シートに内蔵する際も面状ヒータ１または１’の上面に呼ばれる詰め物等を使うこと無く表皮９の直下に配置が可能となる。座り心地を阻害することが無い上に、表皮９との間に妨げるものが無いので速熱性も確保することができ、使用者にやさしい作りとなる。
【００４８】
なお、本実施例では車載用シートへの搭載としたが、ソファ、座椅子、面状暖房器具に本発明の面状ヒータを搭載をしても同様の効果が得られる。
【００４９】
上記実施例によれば、以下次のような効果が期待できるものである。
【００５０】
（１）面状ヒータ１または１’を構成する基材２または２’に伸縮性を有する不織布、または電極部３の方向に対し斜めに交差してなる布を用いることで、基材２または２’表面に配置した面状の発熱部４の抵抗値の復元性を保つことができる。つまり、使用者は使用する毎に安定した温度を得ることができる。
【００５１】
（２）上記構成によれば、使用者が面状ヒータ１または１’に与える機械的ストレスに対し、適度な伸縮性を保つことができる。つまり、使用者は突っ張り感を感じること無く安心して使用が可能である。
【００５２】
（３）面状の発熱部４に、カーボンなどを配合した樹脂材料を使用することにより、自己温度制御が可能となる。このことから、面状ヒータ１または１’はサーモスタットなどの温度制御手段を配置せずともよい。
【００５３】
（４）面状の発熱部４は、基材２または２’上面に塗布または含浸して形成される。そのため凹凸が少ないものとなり、車載用シート、ソファ、面状暖房器具に使用する際、ごわつきの発生を詰め物などを利用せずとも抑えることができる。
【００５４】
（５）上記効果（４）により、詰め物の利用を減らすことが可能となると、熱の伝導が容易となり速熱性の高い車載用シート、ソファ、面状暖房器具とすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、復元性のある基材により、突っ張り感、凸凹感などのない使用感の良さ、コンパクト性の追求、また抵抗体のの劣化を防ぐ構造となることから、長期間に渡って安定した温度を保ちつづけることができる。よって、使用感良好、安全、省エネな面状ヒータを提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の面状ヒータを示す上面図
【図２】本発明の実施例１の基材に利用する不織布の構造図
【図３】本発明の実施例２の面状ヒータを示す上面図
【図４】本発明の実施例２の基材に利用する布の構造図
【図５】本発明の実施例２の布の網目の状態図
【図６】本発明の実施例３の車載用シートの断面図
【図７】線状発熱部を用いた従来の面状ヒータの斜視図
【図８】線状発熱部を用いた面状ヒータの従来の車載用シート取り付け図
【図９】面状発熱部を用いた従来の面状ヒータの上面図
【図１０】面状発熱部を用いた面状ヒータの車載用シート取り付け図
【図１１】一般的な織布の構造図
【符号の説明】
１面状ヒータ
２基材
３電極部
４発熱部
６糸（縦糸、横糸）

Claims

復元性を有する基材と、前記基材表面に配置され導電性材料からなる一対の電極部と、前記電極部と電気的に接続された抵抗体材料からなる発熱部を備えた面状ヒータ。
基材は、伸縮性を有する不織布から構成される請求項１記載の面状ヒータ。
基材は、蛇行状の形状を有する繊維から構成される不織布からなる請求項２記載の面状ヒータ。
基材は、螺旋状の形状を有する繊維から構成される不織布からなる請求項２記載の面状ヒータ。
基材は、ポリプロピレンテレフタレート繊維から構成される不織布からなる請求項２から４のいずれかに記載の面状ヒータ。
基材は、ポリブチレンテレフタレート繊維から構成される不織布からなる請求項２から４いずれかに記載の面状ヒータ。
基材は糸の方向が前記電極部の方向に対し斜めに交差してなる布から構成される請求項２記載の面状ヒータ。
基材は、縦糸と横糸の方向が電極部の方向に対し斜めに交差するよう裁断された織布から構成される、請求項７記載の面状ヒータ。
発熱部は、自己温度制度機能を有する抵抗体材料からなる請求項１から９のいずれか１項に記載の面状ヒータ。
請求項１から９のいずれか１項に記載の面状ヒータを暖房用熱源として用いた車載用シート。
請求項１から９のいずれか１項に記載の面状ヒータを暖房用熱源として用いたソファ。
請求項１から９のいずれか１項に記載の面状ヒータを暖房用熱源として用いた面状暖房器具。