JP2009298321A - 車両用輻射暖房装置の取り付け構造及び取り付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外観見栄えの劣化を抑制しつつ車両用の内装材に熱源素子を装着する技術を提供する。
【解決手段】本発明は、車両用内装材を提供する。この車両用内装材は、基材と、基材の表面に装着された表皮と、基材と表皮との間に装備された平面状の熱源素子である平面熱源素子と、表皮と平面熱源素子との間において、平面熱源素子の少なくとも一部の縁部を跨って被覆し、表皮と平面熱源素子のいずれよりも薄い薄膜と、を備える。これにより、熱源素子の装着による表皮の段差を小さくして、熱源素子の装着による車両用内装材の商品性（たとえば意匠や触感）への影響を抑制し、商品性を高めることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用内装材に発熱体を装着する技術に関する。

従来から車両用暖房には、熱機関の廃熱を利用した空気温度に主眼を置く暖房方式が採用されている。一方、このような暖房方式では、熱機関の廃熱が有効に発生するようになるまで時間を要する点を考慮して、即応性が高いヒータを利用した輻射暖房の装備も提案されている（特許文献１、２）。

しかし、従来は、車両用の内装材に発熱体を装着する方法において見栄えや手触りといった商品性の観点からは十分な検討が行われていなかった。さらに、このような問題は、発熱体に限られず、冷却素子（たとえば）にも共通する問題であった。

特開平４−７１１８２号公報 特開２００７−１８６０２５公報

本発明は、上述の従来の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、外観見栄えの劣化を抑制しつつ車両用の内装材に熱源素子を装着する技術を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段および効果

[適用例１]
車両用内装材であって、
基材と、
前記基材の表面に装着された表皮と、
前記基材と前記表皮との間に装備された平面状の熱源素子である平面熱源素子と、
前記表皮と前記平面熱源素子との間において、前記平面熱源素子の少なくとも一部の縁部を跨って被覆し、前記表皮と前記平面熱源素子のいずれよりも薄い薄膜と、
を備える車両用内装材。

適用例１の車両用内装材は、表皮と平面熱源素子との間において、平面熱源素子の少なくとも一部の縁部を被覆し、表皮と平面熱源素子の双方よりも薄い薄膜を有するので、熱源素子の装着による表皮の段差を小さくすることができる。これにより、熱源素子の装着による車両用内装材の商品性（たとえば意匠や触感）への影響を抑制し、商品性を高めることができる。

[適用例２]
適用例１の車両用内装材であって、
前記薄膜は、１５μｍ乃至３５μｍの厚さを有し、
前記表皮は、表面にシボ加工が施されている車両用内装材。

適用例２の車両用内装材は、１５μｍ乃至３５μｍの厚さを有する薄膜を使用するとともに表皮にはシボ加工（凹凸加工）が施されているので、段差をシボ加工による凹凸に埋没させて車両用内装材の外観への影響を実質的に消滅させることができる。

[適用例３]
適用例１の車両用内装材であって、
前記薄膜は、２０μｍ乃至３０μｍの厚さを有する車両用内装材。

適用例３の車両用内装材は、２０μｍ乃至３０μｍの厚さを有する薄膜を使用しているので、車両用内装材の外観（たとえば意匠）や触感（手触り）への影響を実質的に解消して熱源素子の存在の人間による知覚を事実上不可能な状態とすることができる。

[適用例４]
適用例１ないし３の車両用内装材であって、
前記薄膜は、前記縁部から前記基材への接触位置までの領域であって、前記基材との間に隙間が形成された所定の遷移領域を有するように装着されている車両用内装材。

適用例４の車両用内装材は、基材との間に所定の隙間が形成された遷移領域を有するように装着されているので、遷移領域の幅の設定に関して設計自由度を与えることができる。これにより、人間の視覚特性や車内の照明環境その他の光環境に応じて遷移領域の幅を設定し、たとえば内装材の見栄えを向上させることができるという利点がある。

[適用例５]
適用例１ないし４の車両用内装材であって、
前記平面熱源素子は、平面ヒータである車両用内装材。

なお、本発明は、車両用内装材だけでなく、車両用内装材の製造方法といった種々の方法で実現することができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．従来技術と比較例のドア内装材の構成：
Ｂ．実施例のドア内装材の構成：
Ｃ．変形例：

Ａ．従来技術と比較例のドア内装材の構成：
図１は、従来技術の車両用ドア（後部座席用ドア）に装備されたドア内装材２００を示す説明図である。ドア内装材２００は、ドアトリム２１０と、アームレスト部２２０と、平面ヒータ１１０と、ヒータ表皮１２０と、を有している。なお、説明や図を分かりやすくするために、本実施例では、ドアトリム２１０に装着されるポケット部材を省略している。

図１では、さらに、ドア内装材２００と乗員ＰＳの位置関係を示すために、乗員ＰＳとシートＳＴとが仮想線で示されている。この図から分かるように、平面ヒータ１１０は、乗員ＰＳの大腿部近傍に配置されている。平面ヒータ１１０は、たとえば車両始動時におけるドア内装材２００からの冷輻射を抑制して、体感温度を上げることができるので、車内環境を快適にすることができる。加えて、輻射による体感温度の上昇は、同一の快適環境を維持しつつ車内温度の低下を実現することができるので、空調装置（図示せず）の負荷を軽減することもできる。

図２は、従来技術のドア内装材２００を示す断面図である。図３は、ドア内装材２００の一部を拡大して示す拡大図である。ドア内装材２００が有するドアトリム２１０は、基材２１２に表皮２１１を貼り付けられたものとして構成されている。ドアトリム２１０には、平面ヒータ１１０と、平面ヒータ１１０を覆うヒータ表皮１２０とが装着されている。ヒータ表皮１２０は、本実施例では、ドアトリム２１０への一体感を目的として表皮２１１と同一の材質が使用されている。

図４は、従来技術におけるヒータ装着の概念図を示している。この概念図において、概念図の平面ヒータ１１０ｃとヒータ表皮１２０ｃとは、それぞれ従来技術の平面ヒータ１１０とヒータ表皮１２０とに対応する。概念図のドアトリム２１０ｃは、従来技術のドアトリム２１０に対応する。

このヒータ装着方法では、段差１００ｓが発生していることが分かる。段差１００ｓは、平面ヒータ１１０ｃとヒータ表皮１２０ｃの厚みに起因して発生する。ヒータ表皮１２０ｃは、本実施例では、一般的な厚さとして１ｍｍのものが使用されている。一方、平面ヒータ１１０ｃは、本実施例では、たとえば温度調節機能を有し、０．１ｍｍ程度の厚さの薄いＰＴＣ面状発熱体を使用しているものとしている。これにより、段差１００ｓは、１．１ｍｍ程度の高さＴｓを有することになる。なお、図を分かりやすくするために、平面ヒータ１１０ｃの厚みは現実よりも厚く表現されている。

このように、この従来の方法では、ヒータ表皮１２０ｃの周囲に段差１００ｓが形成されるので、表皮２１１と同一の材質で製造されたヒータ表皮１２０ｃで平面ヒータ１１０ｃを覆っているにも拘わらず商品性を低下させていることが発明者によって見出された。発明者は、段差１００ｓが手触りの違和感と陰影の発生による意匠の変化とを生じさせるとともに、ヒータ表皮１２０ｃと表皮２１１のつなぎ目が発生することによって、一体感を損なっていることを見出したのである。

図５は、比較例のドア内装材２００ａを示す断面図である。図６は、比較例のドア内装材２００ａの一部を拡大して示す拡大図である。比較例のドア内装材２００ａは、平面ヒータ１１０が基材２１２と表皮２１１の間に装着され、ヒータ表皮１２０ｃが削除されている点で、表皮２１１の外面に平面ヒータ１１０が装着されている従来の方法と相違する。

図７は、比較例におけるヒータ装着の概念図を示している。この概念図から分かるように、この装着方法で発生する段差１００ｓａは、平面ヒータ１１０ｃの厚さに相当する０．１ｍｍ程度の高さＴｓａを有することになる。このように、比較例の装着方法は、ヒータ表皮１２０ｃと表皮２１１のつなぎ目が解消されるとともに、段差の高さが段差１００ｓａ（図４）の１．１ｍｍ程度の高さＴｓから０．１ｍｍ程度の高さＴｓａに大きく低減され、手触りの違和感と陰影の発生による意匠の変化も抑制されていることが分かる。

図８および図９は、このような商品性向上のための段差の低減という開発の方向性における課題解決方法を示す説明図である。図８の構成は、平面ヒータ１１０ｃを格納する凹部２１３ｃを備えた基材２１２ｃａを使用して段差の解消を図っている。しかしながら、本発明者は、平面ヒータ１１０ｃの周囲に発生する空隙２１３ｃｖに起因する商品性の低下を発見した。

この商品性の低下は、外観上は段差が解消しても、空隙２１３ｃｖが乗員の触感に違和感を与えることに起因するものである。空隙２１３ｃｖが発生するのは、凹部２１３ｃおよび平面ヒータ１１０ｃの工作精度の観点から凹部２１３ｃを平面ヒータ１１０ｃよりも大きめに製造することが要請されるからである。一方、これらの工作精度要求を厳しくすると製造の困難性（生産効率低下）に直面することになる。加えて、凹部２１３ｃに起因する部分的な板圧の現象は、凹部２１３ｃにおける応力集中ともあいまって基材２１２ｃａの構造強度を低下させるという問題をも予測された。

図９の構成は、基材２１２ｃの裏側に平面ヒータ１１０ｃを装着して断熱材１１１ｃで覆うとともに、支持板１１２ｃで支持することによって段差を完全に解消している。しかしながら、本発明者は、２つの問題点を見出した。第１の問題点は、電熱経路に基材２１２ｃが含まれるため、作動の即応性や熱効率（消費電力の増大）を損なうという問題である。第２の問題点は、断熱材１１１ｃと支持板１１２ｃの装備に起因する重量増加によって車両（図示せず）の燃費悪化の要因となるという問題点である。

このように、平面ヒータ１１０の装着における商品性の向上は、一般的に重量や熱効率（消費電力の増大）、即応性、生産効率の低下といったトレードオフの対象を求めることになるのである。

しかしながら、本発明者は、このような通常の当業者が進むであろう一般的な開発の方向性に決別し、発想の転換を図ることによって、トレードオフの対象なしで手触りの違和感と陰影の発生をほぼ完全に解消することに成功したのである。

Ｂ．実施例のドア内装材の構成：
図１０は、実施例のドア内装材２００ｘを示す断面図である。図１１は、実施例のドア内装材２００ｘの一部を拡大して示す拡大図である。実施例のドア内装材２００ｘは、基材２１２と表皮２１１の間に平面ヒータ１１０が装着されている点で比較例と共通する。しかし、本実施例は、平面ヒータ１１０と表皮２１１との間において、平面ヒータ１１０の全周を覆うようにＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム１３０が挿入されている点で比較例と相違する。

ＰＥＴフィルム１３０は、ラミネート処理などにも使用されるフィルムであり、本実施例では、２５μｍの厚さを有している。本発明者の実験では、２０μｍ乃至３０μｍの厚みとすれば、ドア内装材２００ｘの外観や手触りへの影響を実質的に解消して平面ヒータ１１０の存在の人間による知覚を事実上不可能な状態とすることができることが確認された。

さらに、ＰＥＴフィルム１３０の厚さを１５μｍ乃至３５μｍに広げても、表皮２１１の表面にシボ加工（凹凸加工）が施されていれば、シボ加工（凹凸加工）に埋没して、平面ヒータ１１０の存在を人間が知覚することができない程度にまで商品性を高めることができることが確認された。シボ加工とは、表皮２１１の表面に対して「皮革模様」や「幾何学模様」「岩目」「木目」といった凹凸模様を転写する加工である。

図１２は、実施例におけるヒータ装着の概念図を示している。この概念図から分かるように、この装着方法で発生する段差１００ｓｘは、平面ヒータ１１０ｃの厚さに相当する０．１ｍｍ程度の高さに加えて、２５μｍの高さを有することになる。このように、実施例の装着方法は、比較例と比較して段差１００ｓｘの高さが高くなる方向への変更となる。

しかしながら、本発明者は、敢えて段差１００ｓｘの高さＴｓｘを高くしつつも段差１００ｓｘの断面形状と荷重の流れを変更することによって、手触りの違和感と陰影の発生による意匠の変化を事実上解消できることを見出した。

段差１００ｓｘの断面形状は、ＰＥＴフィルム１３０の曲げ剛性と遷移領域の幅Ｌｔによって、比較例よりも緩やかな形状（急激な段差を有さない）に変更されていることが分かる。一方、遷移領域の幅Ｌｔは、ＰＥＴフィルム１３０の曲げ剛性が大きくなると、広くなる傾向があるので、断面形状は、ＰＥＴフィルム１３０の曲げ剛性に大きく依存することになる。遷移領域は、平面ヒータ１１０の縁部Ｐ１から基材２１２への接触位置Ｐ２までの領域であって、隙間１３０ｖが形成された領域である。さらに、表皮２１１は、ＰＥＴフィルム１３０の曲げ剛性によって、段差１００ｓｘの断面形状が平面ヒータ１１０の縁部Ｐ１において丸みを帯びていることが分かる。

このように、実施例では、段差１００ｓｘの断面形状が緩やかに構成されているので、たとえば段差１００ｓｘにおいて手を滑らせても急激な変化を感じないように構成されていることになる。

さらに、平面ヒータ１１０の縁部Ｐ１における丸みは、生理学的に人間の視覚による陰影の認識を極めて困難にしている。このような丸みは、視覚の輝度コントラスト知覚のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：変調度伝達関数）が帯域通過型であることを利用し、縁部Ｐ１における輝度変化の空間周波数帯域を知覚感度が低い領域にシフトすることによって視覚による認識を困難としている。逆に、従来例や比較例の装着方法では、急な段差で発生する陰影のコントラストが強調して認識されてしまう現象（マッハバンドの現象）が発生し、外観に大きな影響を与えることになる。

一方、段差１００ｓｘにおける荷重の流れは、ＰＥＴフィルム１３０の曲げ剛性によって変更されている。たとえば平面ヒータ１１０の縁部Ｐ１（図１２）の位置において、表皮２１１に指（図示せず）を押し当てたと仮定すると、平面ヒータ１１０の存在する側では平面ヒータ１１０が反力を発生させる一方、平面ヒータ１１０の存在しない側の隙間１３０ｖでもＰＥＴフィルム１３０から平面ヒータ１１０に荷重が流れるので、荷重位置の変化に対する抗力の急激な変動が軽減されることになる。

図１３は、実施例におけるヒータ装着の概念を表す斜視図である。ＰＥＴフィルム１３０ｃは、平面ヒータ１１０ｃの外周の近傍（２０ｍｍ乃至３０ｍｍ）を覆うような形状を有している。このようなＰＥＴフィルム１３０ｃを使用することにより、平面ヒータ１１０ｃの外周の全てに対して商品性を高める処理を実行することができることが分かる。

このように、実施例におけるヒータの装着方法は、商品性低下の原因となっている段差を敢えて高くする変更であるＰＥＴフィルム１３０を挿入することによって、段差形状や荷重の流れ方を変更することによって、人間の知覚特性の観点に基づく商品性を維持しつつ平面ヒータ１１０を装着することに成功しているのである。

Ｃ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。特に、上記各実施例における構成要素中の独立請求項に記載された要素以外の要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。さらに、独立請求項に記載された要素についても、本願明細書に開示された範囲で独立請求項に記載されていない要素と適宜入れ替えが可能である。

さらに、上述の実施例において、上述の利点や効果の各々の全てが本願発明の必須の構成要件につながるものではなく、本願発明は、上述の利点や効果の各々を簡易に実現させる設計自由度を与えるものであって、少なくとも一つの利点あるいは効果を実現させるものであれば良い。

Ｃ−１．第１変形例：上述の実施例では、平面ヒータの外周の近傍を覆うような形状のＰＥＴフィルムを使用しているが、たとえば図１４に示されるような幅５０ｍｍ程度の４枚のフィルム１３０ｃａ１、１３０ｃａ２、１３０ｃａ３、１３０ｃａ４を継いで覆うようにしても良い。さらに、平面ヒータの外周の近傍を覆うように構成されていれば、中央部に孔が開けられたフィルムを使用するようにしても良い。

なお、上述の実施例や変形例では、ＰＥＴフィルムが使用されているが、たとえばＰＥＮフィルムその他の合成樹脂フィルムを使用することができる。さらに、本発明の薄膜は、表皮と平面ヒータとの間に挿入され、表皮と平面ヒータのいずれよりも薄ければ、薄膜自体によって発生する段差を平面ヒータによって発生する段差よりも小さくできるので、人間による段差の知覚を抑制して商品性を高めることができることも確認されている。

このように、本発明の薄膜は、一般に、表皮と平面ヒータとの間において、平面ヒータの少なくとも一部の縁部を跨って被覆するものであって、表皮と平面ヒータのいずれよりも薄い薄膜であれば良い。

Ｃ−２．第２変形例：上述の実施例や変形例では、基材に平面ヒータを格納する凹部を設けることなく平面ヒータを薄膜で覆っているが、たとえば図１５に示されるように、上述の凹部を有する基材に平面ヒータを格納するドア内装材２００ｂに対して、ＰＥＴフィルム１３０を使用するようにしても良い。この構成では、基材の構造強度の低下という上述の問題を生じさせるものの、人間の知覚的な観点だけでなく物理的にも段差を小さくすることができるという利点を有している。

Ｃ−３．第３変形例：上述の実施例や変形例では、ヒータが使用されているが、たとえば電流の方向に応じて熱源としても冷却素子としても使用できるペルチェ素子を使用するようにしても良い。このように、本発明は、広く平面熱源素子の装着に適用することができる。たとえば太陽電池などで駐車中に車内の内装材を冷却する構成にも適用することができる。

従来技術の車両用ドアに装備されたドア内装材を示す説明図。 従来技術のドア内装材を示す断面図。 ドア内装材の一部を拡大して示す拡大図。 従来技術におけるヒータ装着の概念を示す説明図。 比較例のドア内装材を示す断面図。 比較例のドア内装材の一部を拡大して示す拡大図。 比較例におけるヒータ装着の概念図を示す説明図。 平面ヒータを格納する凹部を備えた基材を示す断面図。 基材の裏側に平面ヒータを装着する構成を示す説明図。 実施例のドア内装材を示す断面図。 実施例のドア内装材の一部を拡大して示す拡大図。 実施例におけるヒータ装着の概念図を示す説明図。 実施例におけるヒータ装着の概念を表す斜視図。 第１変形例のフィルムを示す説明図。 第２変形例の装着状態を示す説明図。

符号の説明

１００ｓ、１００ｓａ、１００ｓｘ…段差
１１０、１１０ｃ…平面ヒータ
１１１ｃ…断熱材
１１２ｃ…支持板
１２０、１２０ｃ…ヒータ表皮
１３０…フィルム
１３０ｖ…隙間
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｘ…ドア内装材
２１０、２１０ｃ…ドアトリム
２１１…表皮
２１２、２１２ｃ、２１２ｃａ…基材
２１３…凹部
２１３ｖ…空隙
２２０…アームレスト部
ＰＳ…乗員
ＳＴ…シート

Claims (6)

1. 車両用内装材であって、
   基材と、
   前記基材の表面に装着された表皮と、
   前記基材と前記表皮との間に装備された平面状の熱源素子である平面熱源素子と、
   前記表皮と前記平面熱源素子との間において、前記平面熱源素子の少なくとも一部の縁部を跨って被覆し、前記表皮と前記平面熱源素子のいずれよりも薄い薄膜と、
   を備える車両用内装材。
2. 請求項１記載の車両用内装材であって、
   前記薄膜は、１５μｍ乃至３５μｍの厚さを有し、
   前記表皮は、表面にシボ加工が施されている車両用内装材。
3. 請求項１記載の車両用内装材であって、
   前記薄膜は、２０μｍ乃至３０μｍの厚さを有する車両用内装材。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用内装材であって、
   前記薄膜は、前記縁部から前記基材への接触位置までの領域であって、前記基材との間に隙間が形成された所定の遷移領域を有するように装着されている車両用内装材。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用内装材であって、
   前記平面熱源素子は、平面ヒータである車両用内装材。
6. 車両用内装材の製造方法であって、
   基材と、表皮と、平面状の熱源素子である平面熱源素子と、前記表皮と前記平面熱源素子のいずれよりも薄い薄膜と、を準備する工程と、
   前記基材の表面に前記平面熱源素子を装着する工程と、
   前記平面熱源素子の少なくとも一部の縁部を跨って、前記薄膜を被覆させる工程と、
   前記平面熱源素子が装着されるとともに前記被覆された基材に対して、前記表皮を装着する工程と、
   を備える製造方法。

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