JP2010012833A - 車両用暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用内装材の裏面にヒータが装着された車両用暖房装置において、ヒータによって加熱された車両用内装材の表面温度の変動幅を小さくする。
【解決手段】車両用内装材の裏面にヒータ１４が装着されている車両用暖房装置１０であって、車両用内装材は、温度調節用マイクロカプセル４２を含有する。温度調節用マイクロカプセル４２の内包物は、融点及び凝固点がともに３０℃以上５０℃以下の物質であることが好ましい。また、温度調節用マイクロカプセル４２の内包物は、パラフィンワックスであることが好ましい。前記車両用内装材は、ドアトリム１２であることが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用暖房装置に関する。

従来、車両のドアトリムの裏面にシート状のヒータを装着した車両用暖房装置が知られている（特許文献１を参照）。この車両用暖房装置によれば、ヒータによってドアトリムを加熱して、その加熱されたドアトリムの表面から放出される輻射熱によって車室内の乗員の身体等を横方向から暖めることができる。

特開２００７−１１８８５１公報

しかし、従来の車両用暖房装置においては、ドアトリムの表面温度の変動幅が大きいという問題があった。すなわち、ドアトリムの裏側に装着されたヒータは車載バッテリから供給される電気によって発熱するのであるが、この車載バッテリの電圧の変動幅が大きいために、ドアトリムの表面温度が大きく変動してしまう。そして、ドアトリムの表面温度が大きく変動する結果、車室内の乗員の身体等を快適に暖めることが困難であるという問題があった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、車両用内装材の裏面にヒータが装着された車両用暖房装置において、ヒータによって加熱された車両用内装材の表面温度の変動幅を小さくすることを目的とする。

課題を解決するための手段は、以下の発明である。
第１発明は、車両用内装材の裏面にヒータが装着されている車両用暖房装置であって、前記車両用内装材は、温度調節用マイクロカプセルを含有することを特徴とする車両用暖房装置である。

第１発明によれば、車両用内装材には温度調節用マイクロカプセルが含有されているために、車両用内装材の表面温度の変動幅を小さく抑えることが可能であり、車室内の乗員の身体等を快適に暖めることが可能である。

第２発明は、第１発明の車両用暖房装置であって、前記温度調節用マイクロカプセルの内包物は、融点及び凝固点がともに３０℃以上５０℃以下の物質であることを特徴とする車両用暖房装置である。

第２発明によれば、車両用内装材の表面温度を３０℃以上５０℃以下の範囲でほぼ一定に調節することが可能であるため、車室内の乗員の身体等をより快適に暖めることが可能である。

第３発明は、第１発明または第２発明の車両用暖房装置であって、前記温度調節用マイクロカプセルの内包物は、パラフィンワックスであることを特徴とする車両用暖房装置である。

第３発明によれば、温度調節用マイクロカプセルに内包されるパラフィンワックスは周囲の温度変化に応じて固体から液体、液体から固体へと可逆的に変化する相変換物質（PCM: Phase Change Material）であるために、車両用内装材の表面温度の変動幅をより小さく抑えることが可能である。

第４発明は、第１発明から第３発明のうちいずれかの車両用暖房装置であって、前記車両用内装材はドアトリムであることを特徴とする車両用暖房装置である。

第４発明によれば、ヒータによって加熱されたドアトリムの表面から輻射熱が放出されるために、シートに着座している乗員の膝、肩、腰等の部位を横方向から快適に暖めることが可能である。

本発明によれば、車両用内装材の裏面にヒータが装着された車両用暖房装置において、ヒータによって加熱された車両用内装材の表面温度の変動幅を小さくすることが可能である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る車両用暖房装置１０の正面図である。図１に示すように、車両用暖房装置１０は、ドアトリム１２の裏面に装着されたシート状のヒータ１４を備えている。このヒータ１４は、車両のシート１６に着座した乗員Ｘの膝及び肩の側方付近にそれぞれ装着されている。

図１に示すように、ドアトリム１２は、アッパーベース１８、ロアボード２０などの複数の板状部材によって構成されている。アッパーベース１８は、ドアトリム１２の上縁部を構成しており、ロアボード２０は、ドアトリム１２の下側部分を構成している。これらアッパーベース１８及びロアボード２０は、ポリプロピレン等の合成樹脂材料、あるいは、合成樹脂材料と植物性繊維材料とを混合した複合材料などによって板状に形成されている。ドアトリム１２の車室内側の表面には、織布、不織布、樹脂シート、あるいは皮革等からなる表皮材２１が被覆されている（図３参照）。ドアトリム１２が、本発明の「車両用内装材」に対応している。

また、ドアトリム１２には、上方に開口する開口部を有するドアポケット２２、シート１６に着座した乗員Ｘがひじを掛けてくつろぐためのアームレスト２４、ドアを開閉操作するためのインサイドドアハンドル２６などが取り付けられている。

図２は、ドアトリム１２の裏面に装着されるヒータ１４の平面図である。図２に示すように、ヒータ１４は、薄膜状の発熱体２８と、発熱体２８の両側に配置され、薄膜状をなす一対の電極３０ａ、３０ｂとを備えている。さらに、発熱体２８および両電極３０ａ、３０ｂは、ポリエチレンテレフタレートなどのフィルム３２によってラミネートされている。これにより、ヒータ１４は、厚みが１ｍｍ以下のシート状に形成されている。ヒータ１４の外周縁部には、複数の貫通孔１４ａが形成されている。なお、このようなヒータ１４としては、例えばＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)ヒータを用いることが可能である。

発熱体２８の両電極３０ａ、３０ｂには電線３４が接続されており、この電線３４は車載バッテリ等の電源に接続されている。したがって、発熱体２８は、車載バッテリ等から供給される電気によって発熱することが可能である。発熱体２８が発熱することによって、ドアトリム１２が加熱される。加熱されたドアトリム１２の表面からは、車室内側に向けて輻射熱（遠赤外線）が放出される。これにより、シート１６に着座している乗員Ｘの膝や腰等の部位を横方向から暖めることができるようになっている。

図３は、図１に示す車両用暖房装置１０のＡ−Ａ線断面図である。図３において、左側が車室内側であり、右側が車室外側である。図３に示すように、ヒータ１４の車室外側には、当該ヒータ１４を押さえ付けるための押さえ板３６が取り付けられている。この押さえ板３６は、合成樹脂材料等によって板状に形成された部材であり、ドアトリム１２の曲面形状に倣う形態をなしている。また、押さえ板３６は、ヒータ１４の車室外側のほぼ全面を覆う大きさ、形状に形成されており、その外周縁部には、ヒータ１４と同様に複数の貫通孔３６ａが形成されている。

図３に示すように、ヒータ１４と押さえ板３６との間には、断熱材３８が挟まれている。この断熱材３８は、ヒータ１４で発生した熱が車室外側に逃げることを防止することによって、ヒータ１４で発生した熱をドアトリム１２に効率的に伝達するためのものである。断熱材３８としては、例えば、フェルト、発泡スチロール、グラスウール、ロックウール等を使用することができる。断熱材３８の外周縁部には、ヒータ１４と同様に複数の貫通孔３８ａが形成されている。

ドアトリム１２の裏面にヒータ１４を取り付けるためは、まず、ドアトリム１２の裏面に設けられた円筒状のボス４０を、ヒータ１４の外周縁部に形成された貫通孔１４ａに挿通させる。次に、ボス４０を、断熱材３８の外周縁部に形成された貫通孔３８ａに挿通させる。次に、ボス４０を、押さえ板３６の外周縁部に形成された貫通孔３６ａに挿通させる。最後に、ボス４０の頭部を熱カシメによって変形させる。これにより、ドアトリム１２の裏面（車室外側の面）に、ヒータ１４、断熱材３８、及び押さえ板３６をこの順番で積層した状態で取り付けることができる。

図４は、図３に示す車両用暖房装置１０のＢ部の拡大図である。図４に示すように、本実施形態の車両用暖房装置１０では、ドアトリム１２の内部に温度調節用マイクロカプセル４２が含有されている。この温度調節用マイクロカプセル４２によって、ドアトリム１２の表面温度の変動幅が小さく抑えられている。以下、その理由について具体的に説明する。

温度調節用マイクロカプセル４２は、直径が数ミクロンから数百ミクロン程度のマイクロカプセルの内部に、パラフィンワックスが内包されたものである。ここでいうパラフィンワックスとは、常温で固体のろう状のパラフィンのことである。本実施形態において、温度調節用マイクロカプセル４２に内包されるパラフィンワックスは、融点及び凝固点がともに３０℃以上５０℃以下のものが使用される。温度調節用マイクロカプセル４２の製造方法は特に限定するものではなく、例えば、界面重合法、コアセルベーション法、界面沈澱法、液中乾燥法などの公知の方法によって製造することが可能である。また、特開２００７−２４４９３５公報に開示された方法によって製造することも可能である。温度調節用マイクロカプセル４２には、市販のマイクロカプセルを使用することも可能である。例えば、米国アウトラスト社製の「アウトラスト（登録商標）」を使用することも可能である。

温度調節用マイクロカプセル４２の内部には、融点及び凝固点がともに３０℃以上５０℃以下のパラフィンワックスが内包されている。したがって、ドアトリム１２の温度がパラフィンワックスの融点よりも高くなったときには、パラフィンワックスが溶融することによりドアトリム１２の急激な温度上昇を抑制することができる。一方、ドアトリム１２の温度がパラフィンワックスの凝固点よりも低くなったときは、バラフィンワックスが凝固することによりドアトリム１２の急激な温度降下を抑制することができる。

つまり、温度調節用マイクロカプセル４２に内包されるパラフィンワックスは、固体から液体への相変換に伴って吸収される融解熱、あるいは、液体から固体への相変換に伴って放出される凝固熱によって、ドアトリム１２の表面の急激な温度変化を抑制することができる。したがって、車載バッテリ等の電源電圧が大きく変動した場合であっても、ドアトリム１２の表面温度は３０℃〜５０℃付近においてほぼ一定であるために、シート１６に着座している乗員Ｘの膝や肩等を快適に暖めることができる。

乗員Ｘの膝や肩等を快適に暖めるためには、ドアトリム１２の表面温度は４２℃であることが好ましい。したがって、温度調節用マイクロカプセル４２に内包されるパラフィンワックスの融点及び凝固点は、３０℃以上５０℃以下であることが好ましく、３５℃以上４５℃以下であることがより好ましく、４２℃であることが最も好ましい。

図５は、ドアトリムの表面温度の経時変化を示すグラフである。図５中の点線のグラフが示すように、温度調節用マイクロカプセル４２が含有されていない従来のドアトリムの場合には、ドアトリムの表面温度の変化が急激であり、ドアトリムの表面温度が４２±２℃の範囲を超えてしまっている。これに対して、図５中の実線のグラフが示すように、温度調節用マイクロカプセル４２が含有されている本実施形態のドアトリム１２の場合には、ドアトリム１２の表面温度の変化が緩慢であり、ドアトリム１２の表面温度が４２±２℃の範囲に収まっている。したがって、本実施形態の車両用暖房装置１０によれば、シート１６に着座している乗員Ｘの膝や肩等を快適に暖めることが可能である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、乗員Ｘの膝及び肩の側方付近にヒータ１４がそれぞれ装着されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、乗員の腰の側方付近にヒータ１４を装着してもよい。

（２）上記実施形態では、裏面にヒータ１４が装着される車両用内装材がドアトリム１２である例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。裏面にヒータ１４が装着される車両用内装材は、例えば、インストルメントパネル、ピラーガーニッシュ、クォータトリム、シートバックボード、ルーフトリム等であってもよい。

（３）上記実施形態では、ヒータ１４がＰＣＴヒータである例を示したが、他の種類のヒータを使用してもよい。

（４）上記実施形態では、熱カシメによって押さえ板３６をドアトリム１２に固定している例を示したが、例えばネジ止めによって押さえ板３６をドアトリム１２に固定してもよい。

（５）上記実施形態では、温度調節用マイクロカプセル４２の内包物がパラフィンワックスである例を示したが、これ以外の相変換物質（PCM: Phase Change Material）を温度調節用マイクロカプセル４２の内包物としてもよい。

車両用暖房装置の正面図である。 ドアトリムの裏面に装着されるヒータの平面図である。 図１に示す車両用暖房装置のＡ−Ａ線断面図である。 図３に示す車両用暖房装置のＢ部の拡大図である。 ドアトリムの表面温度の経時変化を示すグラフである。

符号の説明

１０…車両用暖房装置
１２…ドアトリム
１４…ヒータ
４２…温度調節用マイクロカプセル

Claims (4)

1. 車両用内装材の裏面にヒータが装着されている車両用暖房装置であって、
   前記車両用内装材は、温度調節用マイクロカプセルを含有することを特徴とする車両用暖房装置。
2. 請求項１に記載の車両用暖房装置であって、
   前記温度調節用マイクロカプセルの内包物は、融点及び凝固点がともに３０℃以上５０℃以下の物質であることを特徴とする車両用暖房装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用暖房装置であって、
   前記温度調節用マイクロカプセルの内包物は、パラフィンワックスであることを特徴とする車両用暖房装置。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の車両用暖房装置であって、
   前記車両用内装材はドアトリムであることを特徴とする車両用暖房装置。

Images