JP2006302670A - Ｐｔｃ面状発熱体およびこれを備えた車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】通風性を有するＰＴＣ面状発熱体、およびこれを備えた車両用シートを提供する。
【解決手段】薄板状のベース部１と、このベース部１に間隔を設けて配設された、負電極３と正電極４とならなる一対の電極と、負電極３と正電極４との間に電気的に接続するように橋架け状に配設されたＰＴＣ抵抗体２、２Ａとを備え、前記一対の電極およびＰＴＣ抵抗体２が配設されていないベース部１において、複数の貫通孔５を形成してＰＴＣ面状発熱体６を構成するとともに、このＰＴＣ面状発熱体６が、乗員が座る着座部３９、乗員の背中を支持する背もたれ部４１のうち、少なくとも一つの部位に設けられる車両用シートの構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通気性を有したＰＴＣ面状発熱体、およびこれをヒータとして用いた車両用シートに関する。

従来のＰＴＣ面状発熱体は、柔軟性多孔質体と、この柔軟性多孔質体に間隔を設けて配設された一対の柔軟性電極と、この一対の柔軟性電極間にこれと電気的に接続して設けられた柔軟性ＰＴＣ抵抗体と、これらを被覆する柔軟性被覆材とから構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３‐１０９８０３号公報

しかし、上記従来のＰＴＣ面状発熱体においては、ＰＴＣ面状発熱体自身に柔軟性はあるものの、通風性がなく、例えば車両用シートの暖房に用いるためシート表皮下に装着した場合、シート表面から空気を吹き出す方式のシート空調装置と併用することができないという課題があった。また、ＰＴＣ面状発熱体から発生する熱を外部に向けて効率的に搬送することができないという課題があり、例えば、シート空調の送風を暖める発熱部材として使用することが困難であった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、通気性を有して、発生した熱を外部に向けて効率的に搬送することができるＰＴＣ面状発熱体、およびこれを備えた車両用シートを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載のＰＴＣ面状発熱体に係る発明は、薄板状のベース部（１または１１）と、前記ベース部（１または１１）に間隔を設けて配設された一対の電極（３、４）と、前記一対の電極（３、４）間に電気的に接続するように橋架け状に配設されたＰＴＣ抵抗体（２）とを備え、前記一対の電極（３、４）および前記ＰＴＣ抵抗体（２）が配設されていない前記ベース部（１または１１）において、貫通孔（５または１３）を備えることを特徴とする。

この請求項１に記載の発明によれば、ＰＴＣ面状発熱体自身が通風性を有することにより、通風性を必要とする面にこのＰＴＣ面状発熱体を装着して使用することが可能であり、さらに、流体に熱を与えて搬送することが求められる機器にとって有用なＰＴＣ面状発熱体が得られ、例えば、車両のシート空調として有用なＰＴＣ面状発熱体が得られる。

請求項２に記載のＰＴＣ面状発熱体に係る発明は、薄板状のベース部（１）と、前記ベース部（１）に間隔を設けて配設された一対の電極（３、４）と、前記一対の電極（３、４）間を電気的に接続するように橋架け状に配設されたＰＴＣ抵抗体（２）とを備え、前記ＰＴＣ抵抗体（２）を前記一対の電極（３、４）間に複数個配列するとともに、隣り合う前記複数個のＰＴＣ抵抗体（２、２Ａ）間に第１の貫通孔（５）を備えることを特徴とする。

この請求項２に記載の発明によれば、隣り合うＰＴＣ抵抗体の間に第１の貫通孔を形成することにより、ＰＴＣ面状発熱体の発生した熱をその接触する物体に熱伝導で伝えるのと同時に貫通孔に気流を通すことが可能である。この使い方では、暖房時はＰＴＣ面状発熱体の発生した熱をその接触する物体に熱伝導で伝え、冷房時はＰＴＣ面状発熱体には通電せず発熱させないで、他の手段による送風をＰＴＣ面状発熱体の貫通孔を通して冷房することが可能である。さらに、暖房時には貫通孔を通った流体が発熱体のそばを流れて暖まることを利用して、その温風による暖房効果を付加することが可能である。

請求項３に記載のＰＴＣ面状発熱体に係る発明は、前記一対の電極（３ａ、４ａ）間を橋架けするように配設された前記ＰＴＣ抵抗体（２ａ）と前記一対の電極（３ａ、４ａ）をＰＴＣ発熱体ユニット（９）として構成し、前記ＰＴＣ発熱体ユニット（９）をベース部（１１）に複数個形成するとともに、隣り合う前記ＰＴＣ発熱体ユニット（９、１０）間に第２の貫通孔（１３ａ）を備えることを特徴とする。

この請求項３に記載の発明によれば、ＰＴＣ面状発熱体自身が、第２の貫通孔により通風性を有するとともに、複数個の前記ＰＴＣ発熱体ユニットと第２の貫通孔とが隣り合って配列される方向について、第２の貫通孔が存在することにより、ＰＴＣ面状発熱体の伸縮性が向上することとなる。

請求項４に記載のＰＴＣ面状発熱体に係る発明は、前記一対の電極（４ａ、４ｂ）のうちの少なくとも一方の電極（２０または２１）は、前記第２の貫通孔（１３ａ）の周囲にループ状に形成されることを特徴とする。

この請求項４に記載の発明によれば、正の電極および負の電極をループ状に形成したことにより、この電極の１箇所が断線する確率を低減できるとともに、仮に断線した場合でも、その断線部位でショートして高温になることを防止することができるＰＴＣ面状発熱体が得られる。

請求項５に記載のＰＴＣ面状発熱体に係る発明は、前記ベース部（１、１１、１６）は、前記一対の電極（３ａ、４ａ）および前記ＰＴＣ抵抗体（２、２Ａ、２ａ）を挟持する複数の薄板（１７、１８）で構成されることを特徴とする。

この請求項５に記載の発明によれば、複数の薄板で印刷された一対の電極およびＰＴＣ抵抗体を挟持するように構成するので、既存の印刷技術を用いてＰＴＣ面状発熱体を製作することができる。

請求項６に記載の車両用シートに係る発明は、前記請求項１〜５のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体が、乗員が座る着座部（３９）、乗員の背中を支持する背もたれ部（４１）のうち、少なくとも一つの部位に設けられることを特徴とする。

この請求項６に記載の発明によれば、ＰＴＣ面状発熱体自身が通風性および柔軟性を有することにより、乗員に対してシート空調の送風が可能となり、通風式シート空調システムにとって有用である。また、ＰＴＣ面状発熱体自身が柔軟性を有することにより、乗員が着座した場合のシートの変形に追従可能となり、シートの座り心地を阻害しない効果と、電極の断線や、発熱体の破損を低減する効果がある。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明のＰＴＣ面状発熱体は、貫通孔を備え、通風性を有することを特徴とする。この貫通孔は、ＰＴＣ抵抗体および電極を備えるベース部に形成されているものであり、その大きさ、形状、または数量は、特に限定するものでなく、流体、例えば空気が通過し得る程度の大きさ、形状、または数量であればよい。例えば、ＰＴＣ面状発熱体は、ベース部となる面の略全体にわたり網目状に形成されるように貫通孔を備える構成や、流体が通過し得る一定以上の大きさを有する貫通孔を複数個点在して備える構成を有することにより、面状発熱体を貫通する方向への通気性を兼ね備えるとともに、外部に対し、流体を介して熱を移送できることとなる。

図１は、本実施形態におけるＰＴＣ面状発熱体の主な構成を示す説明図である。本実施形態のＰＴＣ面状発熱体は、薄板状のベース部１と、このベース部１に間隔を設けて配設された、負電極３と正電極４とならなる一対の電極と、負電極３と正電極４との間に電気的に接続するように橋架け状に配設されたＰＴＣ抵抗体２、２Ａとを備え、前記一対の電極およびＰＴＣ抵抗体２が配設されていないベース部１において、複数の貫通孔を備えた構成としている。

一対の電極を構成する負電極３と正電極４は、ベース部１の一端側の中央部に設けられたコネクタ７からベース部１の両側の左右にそれぞれ延設されて、さらに前記一端側から他端側に至るまでベース部１の両側辺に沿うように縦幅方向に延設されている。そして、コネクタ７には、電源電流が供給されるリード線ユニット８が接続され、供給された電源電流は、ベース部１の両側辺に沿う負電極３および正電極４を流れ、負電極３および正電極４のそれぞれから横幅方向に延長して形成された一対の電極３、４へ流れる。この一対の電極３、４は、ベース部１の一端側から他端側に至るまでの縦幅方向に所定の間隔を設けて複数個配設されている。

それぞれの一対の電極３、４の横幅方向の間には、電極間を橋架けするようにＰＴＣ抵抗体２、２Ａが形成され、ＰＴＣ抵抗体２、２Ａは、負電極３と正電極４とを電気的に接続するとともに、電流が流れることにより発熱することになる。ＰＴＣ抵抗体は、前述の一対の電極３、４間の横幅方向において、所定の間隔を設けて横幅方向に複数個配設されている。隣り合うＰＴＣ抵抗体の間には、第１の貫通孔５が配設され、ＰＴＣ抵抗体と第１の貫通孔５がベース部１の横幅方向に交互に配置されることになる。このようにして配設された一対の電極３、４と、一対の電極３、４間に存在する複数個のＰＴＣ抵抗体２および第１の貫通孔５とからなるＰＴＣ発熱体ユニットは、ベース部１の縦幅方向に複数個配列され、全体としてＰＴＣ面状発熱体６を構成する。

また、ＰＴＣ面状発熱体の縦幅方向においても、隣り合って配列される負電極３と正電極４の間に、交互に配置されたＰＴＣ抵抗体と第１の貫通孔５が設けられている。すなわち、ＰＴＣ面状発熱体の縦幅方向における一端側から他端側において、複数個のＰＴＣ抵抗体および第１の貫通孔５とからなるＰＴＣ発熱体ユニットが、複数個配列されている。

上記構成において、リード線ユニット８を通してコネクタ７に電源電流が入力されると、負電極３および正電極４に電圧が印加され、負電極３と正電極４を電気的に接続するＰＴＣ抵抗体１２に通電されて発熱する。ＰＴＣ面状発熱体６の全体にわたる複数のＰＴＣ抵抗体２、２Ａの温度が上昇すると、ＰＴＣ発熱材料の電気抵抗が増加してある温度で温度上昇が止まることになる。

そして、ＰＴＣ面状発熱体６の表面に流体を当てると、複数のＰＴＣ抵抗体２、２Ａの発熱量が複数の第１の貫通孔５を通過する流体とともに外部に向けて搬送されることになる。このＰＴＣ面状発熱体６が、乗員が着座する車両用シートに装着された場合には、シート表面から風を吹き出すシート空調の機能を妨げることなく、空調風が複数の第１の貫通孔５を通過して乗員または車内に向けて吹き出されることになる。また、暖房時には、シート空調を使用せず、ＰＴＣ面状発熱体６からの発熱を熱伝導により、乗員に伝えて暖房効果を与えることができるだけでなく、ＰＴＣ面状発熱体６からの発熱によってシート空調からの風を加熱して人体周辺の空気を暖めて暖房効果を与えることもできる。

図２に本実施形態における他のＰＴＣ面状発熱体の主な構成を示す。図２に示すように、このＰＴＣ面状発熱体１４は、前述のＰＴＣ面状発熱体６に対して、ＰＴＣ抵抗体１２がベース部１１の横幅方向に帯状に形成されている点と、ベース部１１の縦幅方向に配列されるＰＴＣ発熱体ユニット９と１０の間に第２の貫通孔１３ａが配設されている点とが異なっている。

ＰＴＣ面状発熱体１４において、一対の電極を構成する負電極３と正電極４は、ベース部１１の一端側の中央部に設けられたコネクタ７からベース部１１の両側の左右にそれぞれ延設されて、さらに前記一端側から他端側に至るまでベース部１１の両側辺に沿うように縦幅方向に延設されている。そして、コネクタ７には、電源電流が供給されるリード線ユニット８が接続され、供給された電源電流は、ベース部１１の前記両側辺に沿う負電極３および正電極４を流れ、負電極３および正電極４のそれぞれから横幅方向に延長して形成された負電極３ａ、正電極４ａへと流れる。この負電極３ａ、正電極４ａは、一対の電極となってベース部１１の一端側から他端側に至るまでの縦幅方向に所定の間隔を設けて複数個配設されている。

それぞれの一対の電極３ａ、４ａ間には、電極間の全体を橋架けするようにＰＴＣ抵抗体２ａが形成され、ＰＴＣ抵抗体２ａは、負電極３ａと正電極４ａとを電気的に接続するとともに、電流が流れることにより発熱することになる。この一対の電極３ａ、４ａと、ＰＴＣ抵抗体２ａとからＰＴＣ発熱体ユニット９が構成される。また、負電極３から派生する負電極３ａよりも縦方向上側には、所定間隔を設けて、負電極３ｂおよび正電極４ｂからなる一対の電極と、ＰＴＣ抵抗体２ｂとから構成されるＰＴＣ発熱体ユニット１０が設けられている。

このようにして配設されたＰＴＣ発熱体ユニットは、ベース部１１の縦幅方向に第２の貫通孔と交互に複数個配列され、全体としてＰＴＣ面状発熱体１４を構成する。

上記構成において、リード線ユニット８を通してコネクタ７に電源電流が入力されると、負電極３および正電極４に電圧が印加され、ＰＴＣ発熱体ユニット９の発熱部であり、負電極３ａと正電極４ａを電気的に接続するＰＴＣ抵抗体２ａに通電されて発熱する。同時に、他のＰＴＣ発熱体ユニット１０の発熱部であるＰＴＣ抵抗体２ｂなどにも通電されて発熱することになる。このようにＰＴＣ面状発熱体１４の全体にわたるＰＴＣ抵抗体の温度が上昇すると、ＰＴＣ発熱材料の電気抵抗が増加してある温度で温度上昇が止まることになる。

そして、ＰＴＣ面状発熱体１４の表面に流体を当てると、複数のＰＴＣ抵抗体２ａ、２ｂ、１２の発熱量が複数の第２の貫通孔１３、１３ａを通過する流体とともに外部に向けて搬送されることになる。このＰＴＣ面状発熱体１４が、車両用シートに装着された場合には、シート表面から風を吹き出すシート空調の機能を妨げることなく、空調風が複数の第２の貫通孔を通過して乗員または車内に向けて吹き出されることになる。また、暖房時には、シート空調を使用せず、ＰＴＣ面状発熱体１４からの発熱を熱伝導により乗員に伝えて暖房効果を与えることができるだけでなく、ＰＴＣ面状発熱体１４からの発熱によってシート空調からの風を加熱して人体周辺の空気を暖めて暖房効果を与えることもできる。また、ＰＴＣ面状発熱体１４は、第２の貫通孔により縦幅方向に柔軟に伸縮しやすいので、前記縦幅方向についての乗員の着座によるシートの伸びに対応可能であり、シートの座り心地を阻害しない効果と、電極の断線や、発熱体の破損を低減する効果がある。

このように本実施形態に記載のＰＴＣ面状発熱体は、薄板状のベース部１と、このベース部１に間隔を設けて配設された一対の電極３、４と、この一対の電極３、４間に電気的に接続するように橋架け状に配設されたＰＴＣ抵抗体２とを備え、一対の電極３、４およびＰＴＣ抵抗体２が配設されていないベース部１において、第１の貫通孔５を備える構成としたので、ＰＴＣ面状発熱体自身が通風性を有し、さらに、貫通孔を通る流体に熱を与えて搬送することが求められる機器に有用なＰＴＣ面状発熱体が得られる。

また、ＰＴＣ面状発熱体６は、薄板状のベース部１と、このベース部１に間隔を設けて配設された一対の電極３、４と、この一対の電極３、４間を電気的に接続するように橋架け状に配設されたＰＴＣ抵抗体２、２Ａとを備え、ＰＴＣ抵抗体２、２Ａを一対の電極３、４間に複数個配列するとともに、隣り合うＰＴＣ抵抗体２、２Ａ間に第１の貫通孔５を備える構成としたので、第１の貫通孔５を通った流体が発熱体のそばを流れることにより、効率的に熱の搬送を行うことができるＰＴＣ面状発熱体が得られる。

また、ＰＴＣ面状発熱体１４は、一対の電極３ａ、４ａ間を橋架けするように配設されたＰＴＣ抵抗体２ａと一対の電極３ａ、４ａをＰＴＣ発熱体ユニット９として構成し、ＰＴＣ発熱体ユニット９をベース部１１に複数個形成するとともに、隣り合うＰＴＣ発熱体ユニット９、１０間に第２の貫通孔１３ａを備える構成としたので、ＰＴＣ面状発熱体自身が第２の貫通孔１３ａにより通風性を有するとともに、複数個のＰＴＣ発熱体ユニットが配列される方向についてのＰＴＣ面状発熱体１４の伸縮性が向上することとなる。

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態におけるＰＴＣ面状発熱体の主な構成を示す説明図である。本実施形態のＰＴＣ面状発熱体１５は、薄板状のベース部１６と、このベース部１６に間隔を設けて配設された、負電極３ａと正電極４ａとからなる一対の電極と、この一対の電極の間に電気的に接続するように橋架け状に配設されたＰＴＣ抵抗体２、２Ａとを備え、前記一対の電極およびＰＴＣ抵抗体２が配設されていないベース部１６において、複数の貫通孔を備えた構成としたものであり、特に、ＰＴＣ抵抗体２、２Ａは、一対の電極の間に所定間隔を設けて橋架け状に複数個分配設され、隣り合うＰＴＣ抵抗体の間には、第１の貫通孔が配設されている。また、ＰＴＣ発熱体ユニットは、ベース部２３の縦幅方向に複数個配列され、隣り合うＰＴＣ発熱体ユニットの間には、第２の貫通孔１３ａが配設されている。

負電極３と正電極４は、ベース部１６の一端側の中央部に設けられたコネクタ７からベース部１６の両側の左右にそれぞれ延設されて、さらに前記一端側から他端側に至るまでベース部１６の両側辺に沿うように縦幅方向に延設されている。そして、コネクタ７には、電源電流が供給されるリード線ユニット８が接続され、供給された電源電流は、ベース部１６の両側辺に沿う負電極３および正電極４を流れ、負電極３および正電極４のそれぞれから横幅方向に延長して形成された一対の電極３ａ、４ａへと流れる。この一対の電極３ａ、４ａは、ベース部１６の一端側から他端側に至るまでの縦幅方向に所定の間隔を設けて複数個配設されている。

それぞれの一対の電極３ａ、４ａ間には、電極間を橋架けするようにＰＴＣ抵抗体２、２Ａが形成され、ＰＴＣ抵抗体２、２Ａは、負電極３ａと正電極４ａとを電気的に接続するとともに、電流が流れることにより発熱することになる。ＰＴＣ抵抗体は、一対の電極３ａ、４ａ間において、所定の間隔を設けて横幅方向に複数個配設されている。隣り合うＰＴＣ抵抗体２、２Ａの間には、第１の貫通孔５ａが配設され、ＰＴＣ抵抗体と第１の貫通孔がベース部１６の横幅方向に交互に配置されることになる。このようにして配設された一対の電極３ａ、４ａと、一対の電極３ａ、４ａ間に存在する複数個のＰＴＣ抵抗体および第１の貫通孔とからなるＰＴＣ発熱体ユニットは、ベース部１６の縦幅方向に複数個配列される。

ベース部１６の縦幅方向の最上側には、横幅方向の略全体にわたって帯状の第２の貫通孔１３が設けられている。この第２の貫通孔１３の下側には、縦幅方向の最上側に位置するＰＴＣ発熱体ユニットが配設され、正電極４から横幅方向左側に延長して形成された正電極４ａは、負電極３の近傍でほぼ直角状に下方に曲がり、さらに正電極４に向かう方向にほぼ直角状に曲がり、正電極４と接続するように形成されている。そして、正電極４ａが取り囲む内側には第２の貫通孔１３ａが配置されている。このようにして正電極４ａは、第２の貫通孔１３ａの周囲を取り囲むループ状の正電極２０を構成することになる。

このループ状の正電極２０のさらに下側には、所定間隔を設けて負電極３ｂが配設され、この負電極３ｂと正電極２０の間には、電極間を橋架けするようにＰＴＣ抵抗体２ｂが形成され、ＰＴＣ抵抗体２ｂは負電極３ｂと正電極２０とを電気的に接続している。

そして、負電極３から横幅方向右側に延長して形成された負電極３ｂは、正電極４の近傍でほぼ直角状に下方に曲がり、さらに負電極３に向かう方向にほぼ直角状に曲がり、負電極３と接続するように形成されている。そして、ＰＴＣ抵抗体２ｂの縦幅方向下側で、負電極３ｂが取り囲む内側には第２の貫通孔が配置されている。このようにして負電極３ｂは、前記第２の貫通孔の周囲を取り囲むループ状の負電極２１を構成することになる。

このようにして、ベース部１６の縦幅方向の略全体に渡り、所定間隔を設けてＰＴＣ発熱体ユニットが配列され、隣り合うＰＴＣ発熱体ユニットのそれぞれの間には帯状の第２の貫通孔が配設され、縦幅方向に配列された各第２の貫通孔は、その周囲を交互にループ状の正電極２０と負電極２１によって取り囲まれることになる構成をなす。

上記構成において、リード線ユニット８を通してコネクタ７に電源電流が入力されると、負電極３および正電極４に電圧が印加され、ＰＴＣ発熱体ユニットの発熱部であり、負電極３ａと正電極４ａを電気的に接続する複数のＰＴＣ抵抗体２、２Ａに通電されて発熱する。同時に、他のＰＴＣ発熱体ユニットの発熱部であるＰＴＣ抵抗体などにも通電されて発熱することになる。このようにＰＴＣ面状発熱体１６の全体にわたるＰＴＣ抵抗体の温度が上昇すると、ＰＴＣ発熱材料の電気抵抗が増加してある温度で温度上昇が止まることになる。

そして、ＰＴＣ面状発熱体１６の表面に流体を当てると、複数のＰＴＣ抵抗体２、２Ａの発熱量が複数の第１の貫通孔５ａおよび複数の第２の貫通孔１３、１３ａを通過する流体とともに外部に向けて搬送されることになる。このＰＴＣ面状発熱体１６が、車両用シートに装着された場合には、シート表面から風を吹き出すシート空調の機能を妨げることなく、空調風が複数の第１の貫通孔および第２の貫通孔を通過して乗員または車内に向けて吹き出されることになる。また、暖房時には、シート空調を使用せず、ＰＴＣ面状発熱体１６からの発熱を熱伝導により乗員に伝えて暖房効果を与えることができるだけでなく、ＰＴＣ面状発熱体１６からの発熱によってシート空調からの風を加熱して人体周辺の空気を暖めて暖房効果を与えることもできる。また、ＰＴＣ面状発熱体１６は、第２の貫通孔により縦幅方向に柔軟に伸縮しやすいので、前記縦幅方向についての乗員の着座によるシートの伸びに対応可能であり、電極の断線や、発熱体の破損を低減する効果がある。また、ＰＴＣ面状発熱体１６は、ループ状の電極２０、２１を備えているため、乗員の動きなどにより極度の変形を強いられた場合でも電極が断線する確率を低減できるとともに、仮に１箇所が断線した場合においてもその断線部位でショートして高温になることを防止できることになる。

次に、ＰＴＣ発熱体ユニットの詳細構成について説明する。図４は、図３に示すＰＴＣ面状発熱体における細部の詳細構成を示す部分拡大図であり、図５は、図４におけるＡ−Ａ断面を表した模式図である。

まず、ＰＴＣ面状発熱体１５を製造する工程を説明する。図４に示すように、ベース部１６の片面を構成する薄板材１７の裏面の所定の位置に、負電極３ａおよび正電極４ａを塗布し、負電極３ａと正電極４ａとを橋架けするようにＰＴＣ抵抗体２となるＰＴＣ発熱材料を塗布し、負電極３ａ、正電極４ａ、およびＰＴＣ抵抗体２を薄板材１７とで挟持するようにベース部１６のもう一つの片面を構成する薄板材１８を貼り合わせる。このようにしてＰＴＣ発熱体ユニットが形成されたベース部１６の全体に対し、あらかじめ製作した型抜き部材（図示せず）を用いて第１の貫通孔５ａおよび第２の貫通孔１３、１３ａを形成する抜き工程を行う。

このようにして、負電極３ａ、正電極４ａ、およびＰＴＣ抵抗体２は、印刷技術を用いて塗布することにより形成するので、ＰＴＣ面状発熱体全体に対する塗布面積、塗布範囲、塗布位置を所望に設定できるため、ベース部の単位面積当たりの発熱量を容易にコントロールすることが可能である。特に車両用シートに暖房用部材として用いる場合には、乗員にとって、最適な発熱量となるように微調整が可能な製品を製造することが可能である。

第１の貫通孔および第２の貫通孔についても、負電極３ａ、正電極４ａ、およびＰＴＣ抵抗体２の配置に合わせて、位置、大きさ、範囲を所望に設定できるので、使用条件、製品組み込み時の仕様に最適な通風性、伸縮性を持ったＰＴＣ面状発熱体を製造することが可能となる。

塗布される負電極３ａおよび正電極４ａは、導電性の高い金属の粉末を樹脂基材に練り込んだものであり、例えば、銀などの粉末を樹脂基材に練り込んだものが使用できる。ＰＴＣ抵抗体２として塗布されるＰＴＣ発熱材料は、カーボンの微粒子を樹脂基材に練り込んだものである。薄板材１７および１８は、負電極３ａ、正電極４ａ、およびＰＴＣ抵抗体２を両側から挟持可能なように柔軟な材料で構成されるものであり、例えば、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）で構成されている。負電極３ａ、正電極４ａ、およびＰＴＣ抵抗体２の樹脂基材は、薄板材１７および１８の素材と同材、または異材のいずれであってもよい。

また、車両用シートに使用される場合のＰＴＣ面状発熱体における細部の各寸法は、例えば、第１の貫通孔５ａは縦横寸法ともに１〜１０ｍｍ、第２の貫通孔１３、１３ａの縦幅方向寸法は１〜１０ｍｍであり、第２の貫通孔１３、１３ａと負電極３ａまたは正電極４ａとの縦幅方向間隔寸法、第１の貫通孔５ａと負電極３ａまたは正電極４ａとの縦幅方向間隔寸法、およびＰＴＣ抵抗体２と第１の貫通孔５ａとの横幅方向間隔寸法は、ともに０．５〜３ｍｍである。

次に、ＰＴＣ面状発熱体の他の構成について説明する。図６は、本実施形態における他のＰＴＣ面状発熱体の構成を示す説明図である。

図６に示すＰＴＣ面状発熱体２４は、前述したＰＴＣ面状発熱体６、１４、１６と異なる主な構成として、ＰＴＣ発熱体ユニットがベース部２３の横幅方向に複数個配列されている構成、一対の電極が縦幅方向に延設されている構成、および第２の貫通孔が縦幅方向に延長する帯状である構成を有している。

このＰＴＣ面状発熱体２４は、薄板状のベース部２３と、このベース部２３に間隔を設け、縦幅方向に延設される、負電極２９と正電極２７とならなる一対の電極と、この一対の電極の間に電気的に接続するように橋架け状に配設されたＰＴＣ抵抗体とを備え、前記一対の電極およびＰＴＣ抵抗体が配設されていないベース部２３において、複数の貫通孔を備えた構成としたものであり、前記ＰＴＣ抵抗体は、前記一対の電極の間に所定間隔を設けて橋架け状に複数個配設され、隣り合うＰＴＣ抵抗体の間には、第１の貫通孔２８が配設されている。また、ＰＴＣ発熱体ユニットは、ベース部２３の横幅方向に複数個配列され、隣り合うＰＴＣ発熱体ユニットの間には、第２の貫通孔２６、３１、３４が配設されている。

負電極２２および１９は、ベース部２３の一端側の中央部に設けられたコネクタ７からベース部２３の両側の左右にそれぞれ延設されて、さらに前記一端側から他端側に至るまでベース部２３の横幅方向の両側辺に沿うように縦幅方向に延設され、他端側において連結されている。正電極２５は、ベース部２３の一端側の中央部に設けられたコネクタ７から分岐して、最外側に位置する負電極２２および１９よりも内側において、前記一端側から他端側に至るまでベース部２３の横幅方向の両側辺に沿うように縦幅方向に延設されている。

そして、コネクタ７には、電源電流が供給されるリード線ユニット８が接続され、供給された電源電流は、ベース部２３の両側辺に沿って延びる負電極１９および２２や正電極２５を流れ、負電極１９および２２、正電極２５のそれぞれから縦幅方向に延長して形成された一対の電極を構成する負電極２９、３０、３３、および正電極２７、３２へと流れる。この一対の電極は、ベース部２３の横幅方向の略全体にわたり所定の間隔を設けて複数個配設されている。

それぞれの一対の電極間には、電極間を橋架けするようにＰＴＣ抵抗体２９が形成され、ＰＴＣ抵抗体２９は、負電極と正電極とを電気的に接続するとともに、電流が流れることにより発熱することになる。ＰＴＣ抵抗体は、一対の電極間において、所定の間隔を設けて縦幅方向に複数個配設されている。隣り合うＰＴＣ抵抗体の間には、第１の貫通孔が配設され、ＰＴＣ抵抗体と第１の貫通孔がベース部２３の縦幅方向に交互に配置されることになる。このようにして配設された一対の電極と、この一対の電極間に存在する複数個のＰＴＣ抵抗体および第１の貫通孔とからなるＰＴＣ発熱体ユニットは、ベース部２３の横幅方向に複数個配列される。

ベース部２３の横幅方向の両側には、縦幅方向の略全体にわたってＰＴＣ発熱体ユニットが設けられている。この両側のＰＴＣ発熱体ユニットの内側には、ベース部２３の縦幅方向の略全体に延びる帯状の第２の貫通孔がそれぞれ配設され、第２の貫通孔２６を取り囲むようにループ状の正電極２７を形成され、この正電極２７は正電極２５から分岐した電極である。

このループ状の正電極２７のさらに横幅方向の左側には、所定間隔を設けてループ状の負電極３０が配設され、この負電極３０と正電極２７の間には、電極間を橋架けするようにＰＴＣ抵抗体が形成され、ＰＴＣ抵抗体は負電極３０と正電極２７とを電気的に接続している。ループ状の負電極３０によって取り囲まれる内側には第２の貫通孔３１が形成される。この負電極３０は負電極１９および２２から分岐した電極である。

さらに、負電極３０の左側には、ＰＴＣ発熱体ユニットが構成され、このＰＴＣ発熱体ユニットの左側には、縦幅方向に延びる帯状の第２の貫通孔３４が配置され、この第２の貫通孔３４は正電極２５から分岐したループ状の正電極３２に取り囲まれている。

このようにして、ベース部２３の横幅方向の略全体に渡り、所定間隔を設けてＰＴＣ発熱体ユニットが配列され、隣り合うＰＴＣ発熱体ユニットのそれぞれの間には縦方向に延びる帯状の第２の貫通孔が配設され、横幅方向に配列された第２の貫通孔のそれぞれは、その周囲を交互にループ状の正電極と負電極によって取り囲まれることになる構成をなす。

なお、ＰＴＣ発熱体ユニット２４の詳細構成については、前述の図４および図３を用いて説明した詳細構成と同様であり、また、ＰＴＣ面状発熱体２４を製造する工程についても前述のＰＴＣ面状発熱体１５のを製造工程と同様であり、これらの説明は省略する。

上記構成において、リード線ユニット８を通してコネクタ７に電源電流が入力されると、負電極１９、２２および正電極２５に電圧が印加され、複数のＰＴＣ抵抗体に通電されて発熱する。このようにＰＴＣ面状発熱体２４の全体にわたるＰＴＣ抵抗体の温度が上昇すると、ＰＴＣ発熱材料の電気抵抗が増加してある温度で温度上昇が止まることになる。

そして、ＰＴＣ面状発熱体２４の表面に流体を当てると、複数のＰＴＣ抵抗体の発熱量が複数の第１の貫通孔および複数の第２の貫通孔を通過する流体とともに外部に向けて搬送されることになる。このＰＴＣ面状発熱体２４が、車両用シートに装着された場合には、シート表面から風を吹き出すシート空調の機能を妨げることなく、空調風が複数の第１の貫通孔および第２の貫通孔を通過して乗員または車内に向けて吹き出されることになる。また、暖房時には、シート空調を使用せず、ＰＴＣ面状発熱体２４からの発熱を熱伝導により乗員に伝えて暖房効果を与えることができるだけでなく、ＰＴＣ面状発熱体２４からの発熱によってシート空調からの風を加熱して人体周辺の空気を暖めて暖房効果を与えることもできる。また、ＰＴＣ面状発熱体２４は、第２の貫通孔により横幅方向に柔軟に伸縮しやすいので、横幅方向についての乗員の着座によるシートの伸びに対応可能であり、電極の断線や、発熱体の破損を低減する効果がある。また、ＰＴＣ面状発熱体２４は、ループ状の電極を備えているため、乗員の動きなどにより極度の変形を強いられた場合でも電極が断線する確率を低減できるとともに、仮に１箇所が断線した場合においてもその断線部位でショートして高温になることを防止できることになる。

次に、第１実施形態および本実施形態で説明したＰＴＣ面状発熱体を車両用シートに設けた構成について説明する。図７は、第１実施形態および本実施形態のＰＴＣ面状発熱体が設けられる車両用シートを示した部分断面斜視図である。

シート４０は、乗員の背中や肩を支える背もたれ部４１と、乗員の下半身を支える着座部３９とからなり、背もたれ部４１および着座部３９を支える支持部材の表面にシートヒータ３５、３６、３７、３８のうちの少なくとも一つが載せられた状態で、全体をシート表皮で覆われて構成されている。着座部３９、背もたれ部４１のうち、少なくとも一つの部位に設けられるシートヒータ３５〜３８は、第１実施形態および本実施形態で説明したＰＴＣ面状発熱体であり、設置される部位に応じて所定の形状、大きさに形成されている。また、ＰＴＣ面状発熱体に供給される電源電流は、シート４０の内部に配線されたリード線ユニット８を通じて導入される。

前記支持部材は、シート空調装置と連通する多孔を有する素材で構成され、シート空調装置からの送風はシートヒータ３５〜３８に形成された前述の貫通孔を通過して乗員または乗員の周囲に吹き出されることになる。また、シート空調装置からの送風がないときでも、ＰＴＣ面状発熱体からの発熱が熱伝導により、乗員に伝えられる。また、シートヒータ３５〜３８は、第１および第２の貫通孔によって、乗員の臀部、大腿部、または背中の動きに応じて柔軟に伸縮するように可動性を持たせて設置されている。

このように本実施形態に記載のＰＴＣ面状発熱体１５は、一対の電極４ａ、４ｂのうちの少なくとも一方の電極は、第２の貫通孔の周囲にループ状に形成される構成としたので、正の電極および負の電極をループ状に形成したことにより、この電極の１箇所が仮に断線した場合でも、その断線部位でショートして高温になることを防止することができるＰＴＣ面状発熱体が得られる。

また、ＰＴＣ面状発熱体１５は、ベース部１６は、一対の電極３ａ、４ａおよびＰＴＣ抵抗体２を挟持する複数の薄板１７、１８で構成されるので、複数の薄板で印刷された一対の電極およびＰＴＣ抵抗体を挟持するように構成ことにより、既存の印刷技術を用いることが可能なＰＴＣ面状発熱体を製作することができる。

また、車両用シート４０は、ＰＴＣ面状発熱体６、４、１５、２４が、乗員が座る着座部３９、乗員の背中を支持する背もたれ部４１のうち、少なくとも一つの部位に設けられて構成されているので、ＰＴＣ面状発熱体自身が通風性を有することにより、乗員に対してシート空調の送風が可能となり、通風式シート空調システムにとって有用である。また、ＰＴＣ面状発熱体自身が柔軟性を有することにより、乗員が着座した場合のシートの変形に追従可能となり、シートの座り心地を阻害しない効果と、電極の断線や、発熱体の破損を低減する効果がある。

（その他の実施形態）
第１実施形態および第２実施形態におけるＰＴＣ面状発熱体は、上述のように車両のシートに設けられ、車両用シート空調システムに有用であることを説明したが、車両用空調装置（カーエアコン）内に設けることで、暖房時に作動して暖房装置の一つとして構成してもよい。例えば、ハイブリッド車やディーゼル車、またはガソリン車でも高効率などでエンジン水温の上がりにくい車両や寒冷地仕様車において、暖房モード開始時に補助暖房装置として機能するように構成してもよい。

第１実施形態におけるＰＴＣ面状発熱体の構成を示す説明図である。 第１実施形態における他のＰＴＣ面状発熱体の構成を示す説明図である。 第２実施形態におけるＰＴＣ面状発熱体の構成を示す説明図である。 図３に示すＰＴＣ面状発熱体における細部の構成を示す部分拡大図である。 図４におけるＡ−Ａ断面を表した模式図である。 第２実施形態における他のＰＴＣ面状発熱体の構成を示す説明図である。 第１および第２実施形態のＰＴＣ面状発熱体が設けられる車両用シートを示した部分断面斜視図である。

符号の説明

１ ベース部
２、２Ａ、２ａ ＰＴＣ抵抗体
３、３ａ 負電極
４、４ａ 正電極
５ 第１の貫通孔（貫通孔）
６、１４、１５ ＰＴＣ面状発熱体
９、１０ ＰＴＣ発熱体ユニット
１１、１６ ベース部
１３、１３ａ 第２の貫通孔（貫通孔）
１７、１８ 薄板
２０ 正電極（電極）
２１ 負電極（電極）
３５〜３８ ＰＴＣ面状発熱体
３９ 着座部
４１ 背もたれ部

Claims (6)

1. 薄板状のベース部（１または１１）と、前記ベース部（１または１１）に間隔を設けて配設された一対の電極（３、４）と、前記一対の電極（３、４）間に電気的に接続するように橋架け状に配設されたＰＴＣ抵抗体（２）とを備え、
   前記一対の電極（３、４）および前記ＰＴＣ抵抗体（２）が配設されていない前記ベース部（１または１１）において、貫通孔（５または１３）を備えることを特徴とするＰＴＣ面状発熱体。
2. 薄板状のベース部（１）と、前記ベース部（１）に間隔を設けて配設された一対の電極（３、４）と、前記一対の電極（３、４）間を電気的に接続するように橋架け状に配設されたＰＴＣ抵抗体（２）とを備え、
   前記ＰＴＣ抵抗体（２）を前記一対の電極（３、４）間に複数個配列するとともに、隣り合う前記複数個のＰＴＣ抵抗体（２、２Ａ）間に第１の貫通孔（５）を備えることを特徴とするＰＴＣ面状発熱体。
3. 前記一対の電極（３ａ、４ａ）間を橋架けするように配設された前記ＰＴＣ抵抗体（２ａ）と前記一対の電極（３ａ、４ａ）をＰＴＣ発熱体ユニット（９）として構成し、
   前記ＰＴＣ発熱体ユニット（９）をベース部（１１）に複数個形成するとともに、隣り合う前記ＰＴＣ発熱体ユニット（９、１０）間に第２の貫通孔（１３ａ）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のＰＴＣ面状発熱体。
4. 前記一対の電極（４ａ、４ｂ）のうちの少なくとも一方の電極（２０または２１）は、前記第２の貫通孔（１３ａ）の周囲にループ状に形成されることを特徴とする請求項３に記載のＰＴＣ面状発熱体。
5. 前記ベース部（１、１１、１６）は、前記一対の電極（３ａ、４ａ）および前記ＰＴＣ抵抗体（２、２Ａ、２ａ）を挟持する複数の薄板（１７、１８）で構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体が、乗員が座る着座部（３９）、乗員の背中を支持する背もたれ部（４１）のうち、少なくとも一つの部位に設けられることを特徴とする車両用シート。

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