JP2013168219A - 車両用シートヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】容易な構成で量産性に優れ安全で快適な車両用シートヒータを提供する。
【解決手段】電源に並列に接続された複数の採暖用ヒータ１ａ、１ｂと、各採暖用ヒータ１ａ、１ｂを入切する複数のスイッチ３ａ、３ｂと、採暖用ヒータ１ａ、１ｂの少なくとも１つに直列接続された第１の補助ヒータ５と、第１の補助ヒータ５の温度を感知するサーミスタ８と、サーミスタ８の検出温度に基づいて複数のスイッチ３ａ、３ｂの入切を制御する制御回路７とを有し、制御回路７は、サーミスタ８が検出する予め定めた所定温度でスイッチ３ａを制御すると共に、スイッチ３ｂを３ａスイッチより低い通電率に制御することにより、量産性に優れ安全で快適な車両用シートヒータを提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車の座席に装着する車両用シートヒータに関するものでる。

自動車に搭載され、複数の採暖用ヒータを有するシートヒータが考えられている。

この種のシートヒータの一例としては、図５に示すように、並列に接続された採暖用ヒータ１１ａ、１１ｂに、夫々温度制御用サーモスタット１０ａ、１０ｂを直列接続し、サーモスタット１０ａ、１０ｂの近傍にサーモスタットを動作させる補助ヒータを配置し、採暖用ヒータの異常加熱を防止するものが提案されている（特許文献１参照）。

また、並列に接続された採暖用ヒータの一方の採暖用ヒータにサーモスタットを直列接続し、他方の採暖用ヒータに前記サーモスタットを加熱する補助ヒータを直列接続し、サーモスタットが一度ＯＦＦすると、ＯＮしないように構成することで、立ち上がり時は２つの採暖用ヒータに通電し、サーモスタットＯＦＦ後は１つの採暖用ヒータのみを通電する構成の提案もなされている（特許文献２参照）。

特開２００２−８３６６５号公報 特開２００３−１５７９５５号公報

前記特許文献１に示す従来の車両用シートヒータは、図５に示すように、温度制御用サーモスタット１０ａ、１０ｂは、並列に接続された複数の採暖用ヒータ１１ａ、１１ｂに夫々直列に接続されている。この構成では、採暖用ヒータ１１ａ、１１ｂの昇温性能を向上させるために採暖用ヒータ１１ａ、１１ｂの発熱量を大きくすると、温度制御用サーモスタット１０ａ、１０ｂの定格電流も比例して大きくしなければならず、耐久性能の確保が難しくなり、かつコスト高となる欠点を有していた。また、サーモスタット１０ａ、１０ｂにより温度制御を行うため、シートヒータへの通電時と非通電時とで発熱部に温度差が生じやすく、快適性に欠ける欠点も有していた。

また、特許文献２に示す車両用シートヒータの構成では、サーモスタットが一度ＯＦＦすると、ＯＮしないように構成することで、立ち上がり時の速熱性を確保するとともに、サーモスタットがＯＦＦした以降には、使用者がヒータのＯＮ−ＯＦＦを感じないようにして不快感の改善を図っている。

しかしながら、連続通電される側のヒータには、温度制御手段がないため、エアコン等を併用して車室内を暖房した場合には、車室内の温度上昇に伴ってシートヒータを熱いと感じやすくなり、快適さを損なう欠点も有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、立ち上がり性能に優れ、かつ快適性に優れた車両用シートヒータを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、電源に並列に接続された複数の採暖用ヒータと、各採暖用
ヒータを入切する複数のスイッチと、採暖用ヒータの少なくとも１つに直列接続された第１の補助ヒータと、第１の補助ヒータの温度を感知するサーミスタと、サーミスタの検出温度に基づいて複数のスイッチの入切を制御する制御回路とを有し、制御回路は、サーミスタが検出する予め定めた所定温度でスイッチの内少なくとも１つのスイッチを制御すると共に、スイッチの内他のスイッチを前記少なくとも１つのスイッチより低い通電率に制御するものであり、この構成により立ち上がり性能に優れかつ快適で、さらに耐久性と安全性に優れた車両用シートヒータを提供することが可能となる。

本発明の車両用シートヒータは、電源に並列に接続された複数の採暖用ヒータと、各採暖用ヒータを入切する複数のスイッチと、採暖用ヒータの少なくとも１つに直列接続された第１の補助ヒータと、第１の補助ヒータの温度を感知するサーミスタと、サーミスタの検出温度に基づいて複数のスイッチの入切を制御する制御回路とを有し、制御回路は、サーミスタが検出する予め定めた所定温度でスイッチの内少なくとも１つのスイッチを制御すると共に、スイッチの内他のスイッチを前記少なくとも１つのスイッチより低い通電率に制御する構成としている。

上記構成により、複数の採暖用ヒータは並列に接続し、各々の採暖用ヒータに直列にスイッチを配設しているため、採暖用ヒータを複数にすることで速暖性を高めることができる。また、採暖用ヒータの夫々に採暖用ヒータの制御用スイッチを配設しているため、制御用スイッチの大電流化のための耐久性や安全性の改良も不要となり、商品化が容易となる。さらに、スイッチの内少なくとも１つのスイッチは、所定温度で採暖用ヒータを制御する共に、他のスイッチは前記少なくとも１つのスイッチより低い通電率に制御する構成としているため、車両側エアコンの暖房性能に応じて他のスイッチのＯＦＦ時間を任意に設定することにより、車室内の温度上昇に伴いシートヒータが熱くなりすぎる現象を抑制することができ、かつ温度スイッチによるＯＮ−ＯＦＦ制御のように不快な温度差を生じない快適な車両用シートヒータが提供できる。

本発明の実施の形態１における車両用シートヒータの回路図 本発明の実施の形態１における車両用シートヒータのスイッチ動作と温度制御を示すグラフ 本発明の実施の形態１における車両用シートヒータの制御回路故障時の温度制御を示すグラフ 本発明の実施の形態２における車両用シートヒータのスイッチ動作と温度制御を示すグラフ 従来の車両用シートヒータの回路図

第１の発明は、電源に並列に接続された複数の採暖用ヒータと、各採暖用ヒータを入切する複数のスイッチと、採暖用ヒータの少なくとも１つに直列接続された第１の補助ヒータと、第１の補助ヒータの温度を感知するサーミスタと、サーミスタの検出温度に基づいて複数のスイッチの入切を制御する制御回路とを有し、制御回路は、サーミスタが検出する予め定めた所定温度でスイッチの内少なくとも１つのスイッチを制御すると共に、スイッチの内他のスイッチを前記少なくとも１つのスイッチより低い通電率に制御するものであり、採暖用ヒータは並列接続されており、各々の採暖用ヒータにスイッチが直列に接続されているため、スイッチの定格電流を増大させることなく商品化が可能となるため、速暖性と快適性に優れかつ量産性に適した車両用シートヒータを提供できる。

第２の発明は、制御回路は、サーミスタが設定温度を検出すると、他のスイッチをＯＦ
Ｆにする構成としたもので、採暖用ヒータを高出力化し、立ち上がり性能を向上させたシートヒータにおいて、サーミスタ温度が設定温度に到達後はヒータの消費電力を自動的に抑制するため、シートヒータが熱くなり過ぎる感覚を和らげることができ、快適性に優れたシートヒータを提供できる。

第３の発明は、電源と並列に接続された複数の採暖用ヒータと、各採暖用ヒータを入切する複数のスイッチと、採暖用ヒータの少なくとも１つに直列接続された第１の補助ヒータと、第１の補助ヒータの温度を感知するサーミスタと、サーミスタの検出温度に基づいて複数のスイッチの入切を制御する制御回路とを有し、制御回路は、サーミスタの検出温度が予め定めた設定温度を検出すると、採暖用ヒータの温度を段階的に下げるよう制御するものであり、エアコンを併用した車室内暖房によって車室内温度が上昇につれて相対的にシートヒータが熱くなり過ぎる感触を和らげることが出来るため、より快適なシートヒータを提供できる。

第４の発明は、各採暖用ヒータに直列に接続された第２の補助ヒータと、第２の補助ヒータにより作動する複数の温度過昇防止装置とを備えるものであり、各々の採暖用ヒータにスイッチと温度過昇防止装置が直列に接続されているため、スイッチと温度過昇防止装置の定格電流を増大させることなく商品化が可能となるため、速暖性と快適性に優れかつ量産性に適した車両用シートヒータを提供できる。

第５の発明は、採暖用ヒータは複数のヒータを直列接続したものを、並列接続するものであり、座面と背面とに加熱部が分割されたシート構成や加熱したい範囲を任意に選択配置できるため、より快適なシートヒータを提供できる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の車両用シートヒータを図１から図３を参照して説明する。

図１は本発明の実施の形態１の車両用シートヒータの回路図、図２は同シートヒータのスイッチ動作と温度制御を示すグラフ、図３は同シートヒータの制御回路故障時の温度制御を示すグラフである。

シートに組み込まれた複数の採暖用ヒータ１ａ、１ｂは、電源２に並列接続され、一方の採暖用ヒータ１ａには、スイッチ３ａと、サーモスイッチからなる温度過昇防止装置４ａと、第１の補助ヒータ５と、第２の補助ヒータ６ａとが直列に接続されている。他方の採暖用ヒータ１ｂには、スイッチ３ｂと、サーモスイッチからなる温度過昇防止装置４ｂと、第２の補助ヒータ６ｂとが直列に接続されている。制御回路７には、第１の補助ヒータ５の温度が、第１の補助ヒータ５に近接して配置されたサーミスタ８の抵抗値変化として取り込まれ、制御回路７がサーミスタ８の検出温度に基づいて各スイッチ３ａ、３ｂをＯＮ／ＯＦＦ制御する。採暖用ヒータ１ａ、１ｂは、例えば、一方の採暖用ヒータ１ａが車両用シートヒータを構成する背面に配置され、他方の採暖用ヒータ１ｂが車両用シートヒータを構成する座面に配置される。

以上のように構成された車両用シートヒータにおいて、以下にその動作及び作用を説明する。

メインスイッチ９をＯＮすると、制御回路７が始動してスイッチ３ａ、３ｂをＯＮし、採暖用ヒータ１ａ、１ｂに通電が開始される。通電が開始されると、第１の補助ヒータ５も昇温してサーミスタ８を加温し、制御回路７は、サーミスタ８が予め設定された所定温度に維持されるようにスイッチ３ａを断続制御する。また、制御回路７は、スイッチ３ｂをスイッチ３ａに連動して断続制御すると共に、図２に示すように周期的にＯＦＦするよ
うに制御を行うことで、採暖用ヒータ１ａよりも採暖用ヒータ１ｂの通電時間を短くし、採暖用ヒータ１ｂを採暖用ヒータ１ａより低い温度に制御する。

サーミスタ８の温度制御に応じて、結果的に採暖用ヒータ１ａ、１ｂが温度制御されるため、サーミスタ８の温度制御とスイッチ３ｂのＯＦＦ時間の間隔の最適化を図ることにより、使用者がシートヒータを熱く感じる現象を抑制し、快適な暖房性能を得ることができる。さらに、車室内の暖房としてエアコン等を併用した場合には、エアコンによって車室内の温度が徐々に上昇するため、サーミスタ８の温度制御とスイッチ３ｂのＯＦＦ時間の間隔の最適化を図ることにより、使用者がシートヒータを熱く感じる現象を抑制し、更に快適な暖房効果を得ることができる。

また、採暖用ヒータ１ａ、１ｂに通電されると、第２の補助ヒータ６ａ、６ｂも昇温するが、サーミスタ８は温度過昇防止装置４ａ、４ｂの感熱部がＯＦＦ温度に達するより低い温度に維持されるように所定温度を設定しているので、正常動作時には温度過昇防止装置４ａ、４ｂの感熱部がＯＦＦ温度に達する前にスイッチ３ａ、３ｂの断続制御が開始されるため、温度過昇防止装置４ａ、４ｂがＯＦＦ動作することはない。

一方、制御回路７の故障等によってスイッチ３ａ、３ｂが連続ＯＮ状態になると、温度過昇防止装置４ａ、４ｂの感熱部がＯＦＦ温度に達するため、採暖用ヒータ１ａ、１ｂへの通電が遮断され、安全性が保たれる。採暖用ヒータ１ａ、１ｂが短絡した場合には、電流が増大し、第２の補助ヒータ６ａ、６ｂが昇温するため、温度過昇防止装置４ａ、４ｂの感熱部がＯＦＦ温度に達して温度過昇防止装置４ａ、４ｂがＯＦＦし、採暖用ヒータ１ａ、１ｂへの通電が遮断され、安全が確保される（図３参照）。

また、採暖用ヒータ１ａ、１ｂにスイッチ３ａ、３ｂと温度過昇防止装置４ａ、４ｂが各々直列に接続されているため、大電流用途の部品を必要とすることがなく、商品化が容易となる。さらに、サーモスイッチからなる温度過昇防止装置４ａ、４ｂは断続頻度が低いため、高耐久性を必要とせず、安価な商品提供が可能となる。

なお、本発明の実施の形態１では、サーミスタ８が所定温度となるようにスイッチ３ａを断続制御し、スイッチ３ｂをスイッチ３ａと連動させ、かつ周期的にＯＦＦ時間を設けるように制御しているが、車室内のエアコンの能力等によってはサーミスタの温度が所定温度に到達して以降は、スイッチ３ｂをＯＦＦする方が快適な暖房性能を得られる場合がある。このような場合には、制御回路７の制御を必要に応じ選択すれば良い。

また、本発明の実施の形態１では採暖用ヒータは、各並列回路に１箇所ずつ配置する構成としているが、例えば車両用シートを構成する座面の採暖用ヒータと背面の採暖用ヒータを夫々分割し、各並列回路に複数の採暖用ヒータを直列接続する構成としても、前記同様に快適な暖房性能を有する車両用シートヒータを提供することができる。

さらに、本発明の実施の形態では、第１の補助ヒータ５と第２の補助ヒータ６ａ、６ｂは、採暖用ヒータ１ａ、１ｂとは別のヒータを用いているが、採暖用ヒータ１ａ近傍にサーミスタ８を配置して採暖用ヒータ１ａを第１の補助ヒータ５に兼用させてもよく、採暖用ヒータ１ａ、１ｂの温度を温度過昇防止装置４ａ、４ｂで検出するようにして採暖用ヒータ１ａ、１ｂを第２の補助ヒータ６ａ、６ｂに兼用させてもよい。上記構成であれば、採暖用ヒータ１ａ、１ｂの昇温をサーミスタ８及び温度過昇防止装置４ａ、４ｂにより検知することができ、採暖用ヒータ１ａ、１ｂの温度制御の応答性を向上することができるため、シートヒータとしての安全性を高めることができ、かつ組立性を向上でき、シートヒータの構成を簡素化して、安価な商品を提供できる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の車両用シートヒータを、図４を参照して説明する。

図４は同シートヒータのスイッチ動作と温度制御を示すグラフである。なお、実施の形態１と同一部品は同一符号を附して説明を省略する。

実施の形態２では、図４に示すように、制御回路７がサーミスタ８の制御温度を段階的に下げるように制御している。このため、採暖用ヒータ１ａ、１ｂはサーミスタ８の温度制御に連動して表面温度を段階的に低下させ、エアコン併用時に車室内の温度上昇に伴いシートヒータが熱く感じるのをきめ細かく抑制でき、より快適な暖房性能を有する車両用シートヒータを提供することが出来る。

以上のように、本発明にかかる車両用シートヒータは、速暖性に優れかつ快適な暖房性能と商品化の容易性を有する車両用シートヒータが提供でき、更には車両用シートヒータのみならず各種座席用の暖房用ヒータとして幅広く適用することができる。

１ａ、１ｂ 採暖用ヒータ
２ 電源
３ａ、３ｂ スイッチ
４ａ、４ｂ 温度過昇防止装置
５ 第１の補助ヒータ
６ａ、６ｂ 第２の補助ヒータ
７ 制御回路
８ サーミスタ

Claims (5)

1. 電源に並列に接続された複数の採暖用ヒータと、前記各採暖用ヒータを入切する複数のスイッチと、前記採暖用ヒータの少なくとも１つに直列接続された第１の補助ヒータと、前記第１の補助ヒータの温度を感知するサーミスタと、前記サーミスタの検出温度に基づいて前記複数のスイッチの入切を制御する制御回路とを有し、前記制御回路は、前記サーミスタが検出する予め定めた所定温度で前記スイッチの内少なくとも１つのスイッチを制御すると共に、前記スイッチの内他のスイッチを前記少なくとも１つのスイッチより低い通電率に制御する車両用シートヒータ。
2. 前記制御回路は、前記サーミスタが設定温度を検出すると、前記他のスイッチをＯＦＦにする構成とした請求項１に記載の車両用シートヒータ。
3. 電源と並列に接続された複数の採暖用ヒータと、前記各採暖用ヒータを入切する複数のスイッチと、前記採暖用ヒータの少なくとも１つに直列接続された第１の補助ヒータと、前記第１の補助ヒータの温度を感知するサーミスタと、前記サーミスタの検出温度に基づいて前記複数のスイッチの入切を制御する制御回路とを有し、前記制御回路は、前記サーミスタの検出温度が予め定めた設定温度を検出すると、前記採暖用ヒータの温度を段階的に下げるよう制御する車両用シートヒータ。
4. 前記各採暖用ヒータに直列に接続された第２の補助ヒータと、前記第２の補助ヒータにより作動する複数の温度過昇防止装置とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項３のいずれかに記載の車両用シートヒータ。
5. 前記採暖用ヒータは複数のヒータを直列接続したものを、並列接続する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用シートヒータ。