JP2007305603A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】面状ヒータ、例えばシートに搭載した場合において、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】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。
【選択図】図５

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。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（例えば特許文献１参照）。

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。

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。

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。
実開平０２−９７７８７号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、基材に伸縮性が有するように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。

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と、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、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、基材は、糸の方向が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面状ヒータである。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。

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。

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。

第１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を備えた面状ヒータにおいて、前記基材は、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面状ヒータとしたのもで、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、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。

第２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を備えた面状ヒータにおいて、前記基材は、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面状ヒータとしたもので、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。

第３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。

第４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。

第５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。

第６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。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態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。

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（Ｐｏｓｔｉｖｅ Ｔｅｍｐａｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｅｎｔ）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。

本実施の形態の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。

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。

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。

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。

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。

（実施の形態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。

面状ヒータの電気的な動作については実施の形態１に記載した通りである。

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。

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。

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。

なお、本実施の形態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。

（実施の形態３）
図６において、車載用シート８は、実施の形態１記載の面状ヒータ１、あるいは実施の
形態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の形態１、２の通りとなる。

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。本実施の形態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。

なお、本実施の形態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。

上記実施の形態によれば、以下次のような効果が期待できるものである。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

本発明の実施の形態１の面状ヒータを示す上面図 本発明の実施の形態１の基材に利用する不織布の構造図 本発明の実施の形態２の面状ヒータを示す上面図 本発明の実施の形態２の基材に利用する布の構造図 本発明の実施の形態２の布の網目の状態図 本発明の実施の形態３の車載用シートの断面図 線状発熱部を用いた従来の面状ヒータの斜視図 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 面状発熱部を用いた従来の面状ヒータの上面図 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 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 (6)

1. 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において、前記基材は、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面状ヒータ。
2. 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において、前記基材は、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面状ヒータ。
3. 発熱部は、自己温度制御機能を有する抵抗体材料からなる請求項１または２に記載の面状ヒータ。
4. 請求項１から３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。
5. 請求項１から３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。
6. 請求項１から３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。

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