JP2015013636A - 車両用の快適温調制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員に快適な温度環境を提供できる車両用の快適温調制御装置を提供する。【解決手段】通電されることによって温度が変化する温度変化体２０と、熱流束に応じたセンサ信号を出力する熱流束センサ１０と、熱流束センサ１０上に配置された熱拡散層４０と、温度変化体２０に通電して温度変化体２０の温度を調整する制御部２とを備える。そして、車室内に備えられた座席２００の内部において、乗員が座席２００に着座している際に乗員が接触する座席２００の表皮２０１ａ側から順に、熱拡散層４０、熱流束センサ１０、温度変化体２０を配置すると共に、熱流束センサ１０から表皮２０１ａと温度変化体２０との間の熱流束に応じたセンサ信号を出力させる。また、制御部２に、熱流束センサ１０から出力されるセンサ信号に基づき、表皮２０１ａと温度変化体２０との間の熱流束が所定値となるように温度変化体２０への通電を調整させる。【選択図】図１

Description

本発明は、熱流束センサを用いた車両用の快適温調制御装置に関するものであり、例えば、車両に搭載される座席の快適温調制御装置として用いられると好適である。

従来より、車両に搭載される座席内に配置され、当該座席の表皮を温めるシートヒータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなシートヒータは、通電されることで発熱する発熱体を有しており、座席の表皮が所定温度となるように通電されて用いられる。

特開２００８−６７８５０号公報

ところで、人体の温度感覚は、人体が接触する部材の温度よりも、人体と当該人体と接触する部材との間の熱流束の影響が大きいことが知られている。このため、上記シートヒータのように座席の表皮を所定温度に維持するものでは、時間によって乗員の表面温度が変化するため、座席の表皮と乗員との間の熱流束が大きくなったり小さくなったりし、乗員に不快感を与える可能性がある。なお、熱流束とは、単位時間あたりに単位面積を通過する熱量のことである。

本発明は上記点に鑑みて、乗員に快適な温度環境を提供できる車両用の快適温調制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、通電されることによって温度が変化する温度変化体（２０）と、温度変化体上に配置され、熱流束に応じたセンサ信号を出力する熱流束センサ（１０）と、熱流束センサのうち温度変化体と接触する部分と反対側に配置された熱拡散層（４０）と、温度変化体に通電して温度変化体の温度を調整する制御部（２）と、を備え、以下の点を特徴としている。

すなわち、車室内に備えられた座席（２００）の内部において、乗員が座席に着座している際に乗員が接触する座席の表皮（２０１ａ）側から順に、熱拡散層、熱流束センサ、温度変化体が配置され、熱流束センサは、表皮と温度変化体との間の熱流束に応じたセンサ信号を出力し、制御部は、熱流束センサから出力されるセンサ信号に基づき、表皮と温度変化体との間の熱流束が所定値となるように温度変化体への通電を調整することを特徴としている。

これによれば、表皮と温度変化体との間の熱流束が所定値となるように温度変化体への通電を調整しているため、表皮と乗員との間の熱流束を一定値とできる。このため、所定値を人体が快適と感じる熱流束に応じた値とすることにより、乗員に快適な温度環境を提供できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における車両用の快適温調制御装置の構成を示す図である。 図１中の熱流束センサの平面図である。 図２中のIII−III線に沿った断面図である。 図２中のIV−IV線に沿った断面図である。 熱流束センサの製造工程を示す断面図である。 座席にヒータ部を配置したときの模式図である。 制御部の作動を示すフローチャートである。 乗員が着座する前にパネルヒータへの通電を開始したときのタイミングチャートである。 は乗員が着座した後にパネルヒータへの通電を開始したときのタイミングチャートである。 本発明の参考例１における快適温調制御装置のヒータ部を配置したときの模式図である。 本発明の参考例２における快適温調制御装置のヒータ部を配置したときの模式図である。 本発明の参考例３における快適温調制御装置のヒータ部を配置したときの模式図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１に示されるように、本実施形態の車両用の快適温調制御装置は、熱流束センサ１０、パネルヒータ２０、カバー３０、中間部材４０を有するヒータ部１と、制御部２と、温度センサ５０とを備えている。

熱流束センサ１０は、図２〜図４に示されるように、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０が一体化され、この一体化されたものの内部で第１、第２層間接続部材１３０、１４０が交互に直列に接続されたものである。以下に、熱流束センサ１０の構造について具体的に説明する。なお、図２は、理解をし易くするために、表面保護部材１１０を省略して示してある。

絶縁基材１００は、本実施形態では、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、液晶ポリマー（ＬＣＰ）で代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムにて構成されている。そして、厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール１０１、１０２が互い違いになるように千鳥パターンに形成されている。

なお、本実施形態の第１、第２ビアホール１０１、１０２は、表面１００ａから裏面１００ｂに向かって径が一定とされた円筒状とされているが、表面１００ａから裏面１００ｂに向かって径が小さくなるテーパ状とされていてもよい。また、裏面１００ｂから表面１００ａに向かって径が小さくなるテーパ状とされていてもよいし、角筒状とされていてもよい。

そして、第１ビアホール１０１には第１層間接続部材１３０が配置され、第２ビアホール１０２には第２層間接続部材１４０が配置されている。つまり、絶縁基材１００には、第１、第２層間接続部材１３０、１４０が互い違いになるように配置されている。

第１、第２層間接続部材１３０、１４０は、ゼーベック効果を発揮するように、互いに異なる金属で構成されている。例えば、第１層間接続部材１３０は、Ｐ型を構成するＢｉ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の粉末が、焼結前における複数の金属原子の結晶構造を維持するように固相焼結された金属化合物（焼結合金）で構成される。また、第２層間接続部材１４０は、Ｎ型を構成するＢｉ−Ｔｅ合金の粉末が、焼結前における複数の金属原子の所定の結晶構造を維持するように固相焼結された金属化合物（焼結合金）で構成される。このように、第１、第２層間接続部材１３０、１４０として所定の結晶構造が維持されるように固相焼結された金属化合物を用いることにより、起電圧を大きくできる。

なお、図２は、断面図ではないが、理解をし易くするために第１、第２層間接続部材１３０、１４０にハッチングを施してある。

絶縁基材１００の表面１００ａには、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、液晶ポリマー（ＬＣＰ）で代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムにて構成される表面保護部材１１０が配置されている。この表面保護部材１１０は、絶縁基材１０と平面形状が同じ大きさとされており、絶縁基材１００と対向する一面１１０ａ側に銅箔等がパターニングされた複数の表面パターン１１１が互いに離間するように形成されている。そして、各表面パターン１１１はそれぞれ第１、第２層間接続部材１３０、１４０と適宜電気的に接続されている。

具体的には、図３に示されるように、隣接する１つの第１層間接続部材１３０と１つの第２層間接続部材１４０とを組１５０としたとき、各組１５０の第１、第２層間接続部材１３０、１４０は同じ表面パターン１１１と接続されている。つまり、各組１５０の第１、第２層間接続部材１３０、１４０は表面パターン１１１を介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、絶縁基材１００の長手方向（図３中紙面左右方向）に沿って隣接する１つの第１層間接続部材１３０と１つの第２層間接続部材１４０とが組１５０とされている。

絶縁基材１００の裏面１００ｂには、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、液晶ポリマー（ＬＣＰ）で代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムにて構成される裏面保護部材１２０が配置されている。この裏面保護部材１２０は、絶縁基材１００の長手方向の長さが絶縁基材１００より長くされており、長手方向の両端部が絶縁基材１００から突出するように絶縁基材１００の裏面１００ｂに配置されている。

そして、裏面保護部材１２０には、絶縁基材１００と対向する一面１２０ａ側に銅箔等がパターニングされた複数の裏面パターン１２１が互いに離間するように形成されている。そして、各裏面パターン１２１はそれぞれ第１、第２層間接続部材１３０、１４０と適宜電気的に接続されている。

具体的には、図３に示されるように、絶縁基材１００の長手方向に隣接する組１５０において、一方の組１５０の第１層間接続部材１３０と他方の組１５０の第２層間接続部材１４０とが同じ裏面パターン１２１と接続されている。つまり、組１５０を跨いで第１、第２層間接続部材１３０、１４０が同じ裏面パターン１２１を介して電気的に接続されている。

また、図４に示されるように、絶縁基材１００の外縁では、長手方向と直交する方向（図２中紙面上下方向）に沿って隣接する第１、第２層間接続部材１３０、１４０が同じ裏面パターン１２１と接続されている。詳述すると、絶縁基材１００の長手方向に表面パターン１１１および裏面パターン１２１を介して直列に接続されたものが折り返されるように、隣接する第１、第２層間接続部材１３０、１４０が同じ裏面パターン１２１と接続されている。

また、裏面パターン１２１のうち、上記のように直列に接続されたものの端部となる部分は、図２および図３に示されるように、絶縁基材１００から露出するように形成されている。そして、裏面パターン１２１のうち絶縁基材１００から露出する部分が制御部２と接続される端子として機能する部分となる。

以上が本実施形態における基本的な熱流束センサ１０の構成である。そして、このような熱流束センサ１０は、熱流束センサ１０を厚さ方向に通過する熱流束に応じたセンサ信号（起電圧）を制御部２に出力する。熱流束が変化すると、交互に直列接続された第１、第２層間接続部材１３０、１４０にて発生する起電圧が変化するためである。なお、熱流束センサ１０の厚さ方向とは、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０の積層方向のことである。

ここで、上記熱流束センサ１０の製造方法について図５を参照しつつ説明する。

まず、図５（ａ）に示されるように、絶縁基材１００を用意し、複数の第１ビアホール１０１をドリルやレーザ等によって形成する。

次に、図５（ｂ）に示されるように、各第１ビアホール１０１に第１導電性ペースト１３１を充填する。なお、第１ビアホール１０１に第１導電性ペースト１３１を充填する方法（装置）としては、本出願人による特願２０１０−５０３５６号に記載の方法（装置）を採用すると良い。

簡単に説明すると、吸着紙１６０を介して図示しない保持台上に、裏面１００ｂが吸着紙１６０と対向するように絶縁基材１００を配置する。そして、第１導電性ペースト１３１を溶融させつつ、第１ビアホール１０１内に第１導電性ペースト１３１を充填する。これにより、第１導電性ペースト１３１の有機溶剤の大部分が吸着紙１６０に吸着され、第１ビアホール１０１に合金の粉末が密接して配置される。

なお、吸着紙１６０は、第１導電性ペースト１３１の有機溶剤を吸収できる材質のものであれば良く、一般的な上質紙等が用いられる。また、第１導電性ペースト１３１は、金属原子が所定の結晶構造を維持しているＢｉ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の粉末を融点が４３℃であるパラフィン等の有機溶剤を加えてペースト化したものが用いられる。このため、第１導電性ペースト１３１を充填する際には、絶縁基材１００の表面１００ａが約４３℃に加熱された状態で行われる。

続いて、図５（ｃ）に示されるように、絶縁基材１００に複数の第２ビアホール１０２をドリルやレーザ等によって形成する。この第２ビアホール１０２は、上記のように、第１ビアホール１０１と互い違いとなり、第１ビアホール１０１と共に千鳥パターンを構成するように形成される。

次に、図５（ｄ）に示されるように、各第２ビアホール１０２に第２導電性ペースト１４１を充填する。なお、この工程は、上記図５（ｂ）と同様の工程で行うことができる。

すなわち、再び、吸着紙１６０を介して図示しない保持台上に裏面１００ｂが吸着紙１６０と対向するように絶縁基材１００を配置した後、第２ビアホール１０２内に第２導電性ペースト１４１を充填する。これにより、第２導電性ペースト１４１の有機溶剤の大部分が吸着紙１６０に吸着され、第２ビアホール１０２に合金の粉末が密接して配置される。

第２導電性ペースト１４１は、第１導電性ペースト１３１を構成する金属原子と異なる金属原子が所定の結晶構造を維持しているＢｉ−Ｔｅ合金の粉末を融点が常温であるテレピネ等の有機溶剤を加えてペースト化したものが用いられる。つまり、第２導電性ペースト１４１を構成する有機溶剤は、第１導電性ペースト１３１を構成する有機溶剤より融点が低いものが用いられる。そして、第２導電性ペースト１４１を充填する際には、絶縁基材１００の表面１００ａが常温に保持された状態で行われる。言い換えると、第１導電性ペースト１３１に含まれる有機溶剤が固化された状態で、第２導電性ペースト１４１の充填が行われる。これにより、第１ビアホール１０１に第２導電性ペースト１４１が混入することが抑制される。

なお、第１導電性ペースト１３１に含まれる有機溶剤が固化された状態とは、上記図５（ｂ）の工程において、吸着紙１６０に吸着されずに第１ビアホール１０１に残存している有機溶剤のことである。

そして、上記各工程とは別工程において、図５（ｅ）および図５（ｆ）に示されるように、表面保護部材１１０および裏面保護部材１２０のうち絶縁基材１００と対向する一面１１０ａ、１２０ａに銅箔等を形成する。そして、この銅箔を適宜パターニングすることにより、互いに離間している複数の表面パターン１１１が形成された表面保護部材１１０、互いに離間している複数の裏面パターン１２１が形成された裏面保護部材１２０を用意する。

その後、図５（ｇ）に示されるように、裏面保護部材１２０、絶縁基材１００、表面保護部材１１０を順に積層して積層体１７０を構成する。

なお、本実施形態では、裏面保護部材１２０は、絶縁基材１００より長手方向の長さが長くされている。そして、裏面保護部材１２０は、長手方向の両端部が絶縁基材１００から突出するように配置される。

続いて、図５（ｈ）に示されるように、この積層体１７０を図示しない一対のプレス板の間に配置し、積層方向の上下両面から真空状態で加熱しながら加圧することにより、積層体１７０を一体化する。具体的には、第１、第２導電性ペースト１３１、１４１が固相焼結されて第１、第２層間接続部材１３０、１４０を形成すると共に、第１、第２層間接続部材１３０、１４０と表面パターン１１１および裏面パターン１２１とが接続されるように加熱しながら加圧して積層体１７０を一体化する。

なお、特に限定されるものではないが、積層体１７０を一体化する際には、積層体１７０とプレス板との間にロックウールペーパー等の緩衝材を配置してもよい。以上のようにして、上記熱流束センサ１０が製造される。

パネルヒータ２０は、図１に示されるように、熱流束センサ１０が配置されるものであり、例えば、折れ線状に配置されたニクロム線が保護カバー内に収容された周知のものが用いられる。そして、制御部２から通電されることで発熱して温度が高くなる。なお、本実施形態では、パネルヒータ２０が本発明の温度変化体に相当しており、パネルヒータ２０の外形は平面矩形状とされている。

中間部材４０は、パネルヒータ２０の熱を拡散、伝達するものであり、熱流束センサ１０のうちパネルヒータ２０と接触する部分と異なる部分を覆うように配置されている。具体的には、熱流束センサ１０は、裏面保護部材１２０における一面１２０ａと反対側の一面がパネルヒータ２０と接触しているため、中間部材４０は熱流束センサ１０のうちのこの一面を除く部分を覆うように配置されている。言い換えると、中間部材４０は、熱流束センサ１０のうちのパネルヒータ２０側と反対側の部分およびこの部分とパネルヒータ２０と接触する部分とを繋ぐ部分とを覆うように配置されている。なお、本実施形態では、中間部材４０は、本発明の熱拡散層に相当し、熱の拡散性が高いステンレスや樹脂等を用いて構成される。

カバー３０は、中間部材４０上に配置されるものであり、本実施形態では、このカバー３０も熱の拡散性が高いステンレスや樹脂等を用いて構成されている。なお、カバー３０は、備えられていなくてもよい。

温度センサ５０は、熱流束センサ１０が備えられる周囲の温度を測定して測定値を制御部２に出力するものであり、例えば、サーミスタ等が用いられる。

制御部２は、ＣＰＵ、記憶手段を構成する各種メモリ、周辺機器等を用いて構成された車両ＥＣＵ等であり、熱流束センサ１０、パネルヒータ２０、温度センサ５０等と接続されている。そして、温度センサ５０の測定値に基づいてパネルヒータ２０への通電を開始すると共に、熱流束センサ１０から出力されるセンサ信号に基づいてパネルヒータ２０への通電を調整する。

以上が本実施形態における車両用の快適温調制御装置の構造である。このような車両用の快適温調制御装置は、例えば、図６に示されるように、自動車（４輪車）の車室内に搭載され、座面部（シートクッション）２０１および背もたれ部（シートバック）２０２を有する座席２００内において、座面部２０１内にヒータ部１が配置され、温度センサ５０で座席２００の周囲の温度が測定される状態で用いられる。

なお、ヒータ部１は、座面部２０１における乗員が着座する際に接触する表皮２０１ａ側から順に、カバー３０、中間部材４０、熱流束センサ１０、パネルヒータ２０が位置するように配置される。また、温度センサ５０で座席の周囲の温度を測定するとは、温度センサ５０で表皮２０１ａを挟んでパネルヒータ２０側と反対側の温度（車室内の温度）を検出することである。

次に、上記車両用の快適温調制御装置における制御部２の作動について図７を参照しつつ説明する。なお、制御部２は、例えば、車両におけるイグニッションスイッチがオンされたときに下記処理を開始する。

まず、温度センサ５０で検出された測定値が閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ３００）。そして、温度センサ５０で検出された測定値が閾値以下であると判定した場合には（Ｓ３００：ＹＥＳ）、パネルヒータ２０への通電を開始してパネルヒータ２０を発熱させ、カバー３０（中間部材４０）からの輻射熱によって座面部２０１の表皮２０１ａを温める（Ｓ３１０）。なお、ここでは、閾値より大きい領域が本発明の所定の範囲に相当する。

このとき、本実施形態では、カバー３０および中間部材４０が熱の拡散性が高い材料にて構成されているため、カバー３０から表皮２０１ａへの伝熱量は部分毎にほぼ等しくなる。このため、表皮２０１ａの温度が部分毎にばらつくことを抑制できる。

また、温度センサ５０で検出された測定値が閾値より大きいと判定した場合には（Ｓ３００：ＮＯ）、再び温度センサ５０で検出された測定値と閾値との大小関係を判定する。車室内の温度が十分に高い場合には、座席２００の表皮２０１ａを温めなくても乗員が不快に感じる可能性が低いためである。

なお、本実施形態では、温度センサ５０で検出された測定値が閾値より大きいと判定した場合（Ｓ３００：ＮＯ）であっても、乗員の作動開始指示がある場合には、パネルヒータ２０への通電を開始する（Ｓ３１０）。例えば、乗員の作動開始指示は、ダッシュボードに備えられたタッチパネルに対して行うようにできる。

次に、表皮２０１ａ側から順に熱流束センサ１０およびパネルヒータ２０が配置されており、パネルヒータ２０と表皮２０１ａとの間の熱流束が熱流束センサ１０で測定されるため、熱流束センサ１０の測定値が閾値以下か否かを判定する（Ｓ３２０）。そして、測定値が閾値より大きい場合には（Ｓ３２０：ＮＯ）、パネルヒータ２０への通電を停止し（Ｓ３３０）、再び測定値が閾値以下であるか否かを判定する。

なお、閾値は、予め人体（乗員）が快適と感じる熱流束に応じた値とされているが、乗員によって変更できるようにもなっている。また、ステップＳ３２０の処理における熱流束センサ１０の測定値を判定する場合には、熱流束センサ１０から出力されるセンサ信号（起電圧）をそのまま判定してもよいし、センサ信号を熱流束に変換して当該熱流束を判定してもよい。

また、熱流束センサ１０の測定値が閾値以下である場合には（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、作動停止指示があるか否かを判定する（Ｓ３４０）。そして、作動停止指示がある場合には（Ｓ３４０：ＹＥＳ）、パネルヒータ２０への通電を停止して処理を終了する（Ｓ３５０）。これに対し、作動停止指示がない場合には（Ｓ３４０：ＮＯ）、パネルヒータ２０へ通電する。この場合、既にパネルヒータ２０へ通電している場合にはパネルヒータ２０への通電を維持し、パネルヒータ２０への通電を停止している場合には（Ｓ３３０の処理を行った場合）、パネルヒータ２０への通電を開始する。

なお、作動停止指示があるか否かの判定は（Ｓ３５０）、例えば、ダッシュボードに備えられたタッチパネルに対して乗員の停止操作があったか否かを判定することにより行われる。

以上が制御部２における作動である。次に、実際の表皮２０１ａの温度と熱流束との関係について図７、図８Ａおよび図８Ｂを参照して説明する。なお、図８Ａおよび図８Ｂ中の表皮２０１ａの温度は、温度センサ５０で測定される温度ではなく、表皮２０１ａの温度を測定する別の温度センサによって測定されるものである。

まず、パネルヒータ２０へ通電された後に乗員が着座した場合について説明する。図８Ａに示されるように、時点Ｔ０でパネルヒータ２０への通電が開始されると、パネルヒータ２０からの放熱によって表皮２０１ａが温められて当該表皮２０１ａの温度が高くなる。そして、時点Ｔ１において、パネルヒータ２０と表皮２０１ａ（カバー３０）との間の熱流束が所定の閾値となると、パネルヒータ２０への通電、停止が繰り返し行われてパネルヒータ２０と表皮２０１ａとの間の熱流束が所定値（所定の閾値）でほぼ一定に維持される。

つまり、図７中のステップＳ３２０の処理で測定値が閾値より大きいと判定すると、ステップＳ３３０の処理でパネルヒータ２０への通電を停止する。そして、再びステップＳ３２０の処理で測定値が閾値以下であるか否かの判定を行い、当該測定値が閾値以下であると判定し、ステップＳ３４０の処理にて作動停止指示がないと判定した場合には、ステップＳ３１０の処理にてパネルヒータ２０への通電を開始する。このため、図８Ａに示されるように、熱流束が所定の閾値となった時点Ｔ１から乗員が着座する時点Ｔ２までの期間では、パネルヒータ２０と表皮２０１ａとの間の熱流束が所定値（所定の閾値）でほぼ一定に維持される。

そして、時点Ｔ２で乗員が着座すると、表皮２０１ａから乗員への熱移動が発生し、熱流束が閾値より大きくなるため、制御部２はパネルヒータ２０への通電を停止する。その後、時点Ｔ３で熱流束が閾値より低くなると、時点Ｔ１から時点Ｔ２までと同様に、パネルヒータ２０への通電、停止が繰り返し行われてパネルヒータ２０と表皮２０１ａとの間の熱流束が所定値でほぼ一定に維持される。なお、時点Ｔ１から時点Ｔ２までの間と時点Ｔ３以降では、熱流束の大きさはほぼ同じであるが、乗員が着座しているため、表皮２０１ａの温度は時点Ｔ３以降の方が低くなる。

つまり、乗員が着座すると、大きな熱流束が発生するため、乗員が着座した時点Ｔ２から熱流束が所定の閾値となる時点Ｔ３までの期間では、ステップＳ３２０の処理では測定値が閾値より大きいと判定する。このため、この期間では、ステップＳ３２０およびステップＳ３３０の処理を繰り返し行い、パネルヒータ２０への通電が停止された状態となるため、表皮２０１ａの温度が次第に低くなると共に、熱流束は大きく上昇した後に次第に小さくなる。

そして、時点Ｔ３において、熱流束が所定の閾値以下となると、時点Ｔ１から時点Ｔ２までと同様に、ステップＳ３２０の処理にて測定値が閾値以下であると判定し、ステップＳ３４０の処理にて作動停止指示がないと判定した場合には、ステップＳ３１０の処理にてパネルヒータ２０への通電を開始する。また、ステップＳ３２０の処理にて熱流束が所定の閾値より大きいと判定した場合には、ステップＳ３３０の処理にてパネルヒータ２０への通電を停止する。このため、図８Ａに示されるように、乗員が着座した後に熱流束が所定の閾値以下となった時点Ｔ３以降では、パネルヒータ２０と表皮２０１ａとの間の熱流束が所定値（所定の閾値）でほぼ一定に維持される。

次に、乗員が着座した後にパネルヒータ２０への通電が開始される場合について説明する。図８Ｂに示されるように、時点Ｔ０からパネルヒータ２０への通電が開始されると、パネルヒータ２０からの放熱によって表皮２０１ａが温められて当該表皮２０１ａの温度が高くなる。そして、時点Ｔ１において、パネルヒータ２０と表皮２０１ａ（カバー３０）との間の熱流束が所定の閾値となると、パネルヒータ２０への通電、停止が繰り返し行われてパネルヒータ２０と表皮２０１ａとの間の熱流束が所定値でほぼ一定に維持される。

つまり、この場合は、乗員が着座した後にパネルヒータ２０へ通電が開始されるため、熱流束が次第に大きくなる。そして、時点Ｔ１にて、ステップＳ３２０の処理にて測定値が閾値より大きいと判定すると、ステップＳ３３０の処理でパネルヒータ２０への通電を停止する。そして、再びステップＳ３２０の処理で測定値が閾値以下であるか否かの判定を行い、当該測定値が閾値以下であると判定し、ステップＳ３４０の処理にて作動停止指示がないと判定した場合には、ステップＳ３１０の処理にてパネルヒータ２０への通電を開始する。このため、図８Ｂに示されるように、時点Ｔ１以降では、パネルヒータ２０と表皮２０１ａとの間の熱流束が所定値（所定の閾値）でほぼ一定に維持される。

なお、この場合は、乗員が着座した後にパネルヒータ２０への通電が開始されるため、時点Ｔ１以降で大きな熱流束の変化はないが、乗員が体勢を変化する等して熱流束が大きくなった場合には、図８中の時点Ｔ２から時点Ｔ３までと同様の処理が行われる。

以上説明したように、本実施形態では、座席２００における乗員が着座する際に接触する表皮２０１ａ側から順に、カバー３０、中間部材４０、熱流束センサ１０、パネルヒータ２０が位置するように配置されている。そして、制御部２は、熱流束センサ１０から出力されるセンサ信号に基づき、パネルヒータ２０と表皮２０１ａとの間の熱流束が所定値で維持されるようにパネルヒータ２０への通電を制御している。このため、乗員と表皮２０１ａとの間の熱流束を人体が快適と感じる値に維持でき、乗員に快適な温度環境を提供できる。

また、カバー３０および中間部材４０は熱の拡散性が高いステンレスや樹脂等を用いて構成されている。このため、表皮２０１ａの温度が部分毎にばらつくことを抑制できる。

さらに、本実施形態では、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材１００に第１、第２ビアホール１０１、１０２を形成し、第１、第２ビアホール１０１、１０２内に第１、第２層間接続部材１３０、１４０を配置して熱流束センサ１０を構成している。このため、第１、第２ビアホール１０１、１０２の数や径、間隔等を適宜変更することで第１、第２層間接続部材１３０、１４０の高密度化が可能となる。これにより、起電圧を大きくでき、熱流束センサ１０の高感度化が可能である。

また、本実施形態の熱流束センサ１０は、第１、第２層間接続部材１３０、１４０として、焼結前の結晶構造が維持されるように固相焼結された金属化合物（Ｂｉ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｂｉ−Ｔｅ合金）を用いている。すなわち、第１、第２層間接続部材１３０、１４０を形成する金属は、複数の金属原子が当該金属原子の結晶構造を維持した状態で焼結された焼結合金である。これにより、第１、第２層間接続部材１３０、１４０を形成する金属が液相焼結された焼結合金の場合と比較して、起電圧を大きくでき、熱流束センサ１０の高感度化が可能である。

なお、上記では、温度変化体としてパネルヒータ２０を例に挙げて説明したが、温度変化体として、通電方向を変化することによって熱流束センサ１０側の面の温度を高くしたり低くしたりできるペルチェ素子を用いてもよい。この場合、上記ステップＳ３００の処理では、温度センサ５０で検出された測定値が上限値および下限値で規定される所定の範囲内にあるか否かを判定する。そして、温度センサ５０で検出された測定値が上限値以上である場合、温度変化体に通電して温度変化体の温度を低くし、カバー３０から吸熱することによって座面部２０１の表皮２０１ａを冷やす。これに対し、温度センサ５０で検出された測定値が下限値以下である場合、温度変化体に通電して温度変化体を発熱させ、カバー３０を温める。その後は、上記と同様に、温度変化体と表皮２０１ａとの間の熱流束が所定値で維持されるように温度変化体への通電を制御する。

また、温度変化体として通電することで温度が低くなるものを用いてもよい。この場合、上記ステップＳ３００の処理では、温度センサ５０で検出された測定値が閾値以上であるか否かを判定する。そして、温度センサ５０で検出された測定値が閾値以上である場合、温度変化体に通電して温度変化体の温度を低くし、カバー３０から吸熱することによって座面部２０１の表皮２０１ａを冷やす。なお、この場合は、閾値より小さい領域が本発明の所定の範囲に相当する。

さらに、上記では、座面部２０１内にヒータ部１が配置される例について説明した。しかしながら、熱流束センサ１０を構成する絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０は熱可塑性樹脂を用いて構成されており、可撓性を有しているため、ヒータ部１を座面部２０１および背もたれ部２０２に沿って配置してもよい。また、座面部２０１および背もたれ部２０２に別のヒータ部１を配置してもよい。

また、例えば、ヒータ部１は、乗員が車両操作のために操作するステアリングホイール内に配置されてもよい。さらに、上記では、本発明を自動車（４輪車）に適用される例について説明したが、本発明を２輪車に適用し、ヒータ部１を２輪車における座面部やグリップに配置してもよい。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記第１実施形態において、熱流束センサ１０をパネルヒータ２０と同じ大きさとしてもよい。この場合、中間部材４０は、熱流束センサ１０のうちのパネルヒータ２０と反対側の部分に配置される。

そして、上記第１実施形態において、熱流束センサ１０は、絶縁基材１００の第１、第２ビアホール１０１、１０２に第１、第２層間接続部材１３０、１４０が備えられたものでなくてもよい。すなわち、例えば、熱流束センサは、基板の一面に薄膜が形成されることで構成されたものであってもよい。

さらに、上記第１実施形態において、表皮２０１ａの温度を検出する温度センサを備え、表皮２０１ａの温度を表示するようにしてもよい。

また、上記第１実施形態において、温度センサ５０は備えられていなくてもよい。この場合は、例えば、乗員の作動開始指示がある場合にパネルヒータ２０への通電を開始するようにすればよい。

（参考例１）
本発明の参考例について説明する。上記第１実施形態では、座面部２０１の表皮２０１ａの温度を調整する（熱流束を調整する）ものについて説明したが、快適温調制御装置を車室内の温度を調整するものに適用することも可能である。

すなわち、本参考例は、
通電されることによって温度が変化する温度変化体と、
前記温度変化体上に配置され、熱流束に応じたセンサ信号を出力する熱流束センサと、
前記熱流束センサのうち前記温度変化体と接触する部分と反対側に配置された熱拡散層と、
前記温度変化体に通電して前記温度変化体の温度を調整する制御部と、を備え、
車室内側に配置されて前記車室内の外形を形造る内張りと車室外側に配置されて車両の外形を形造るパネルとの間の空間において、前記内張り側から順に、前記熱拡散層、前記熱流束センサ、前記温度変化体が配置され、
前記熱流束センサは、前記温度変化体と前記車室内の空間との前記熱流束に応じた前記センサ信号を出力し、
前記制御部は、前記熱流束センサから出力される前記センサ信号に基づき、前記温度変化体と前記車室内の空間との間の熱流束が所定値となるように前記温度変化体への通電を調整することを特徴とする車両用の快適温調制御装置に関するものである。

具体的には、温度変化体は、上記第１実施形態と同様に、パネルヒータ２０等が用いられる。熱流束センサ１０は、上記第１実施形態と同様に、図２〜図４に示されるように、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０が一体化され、この一体化されたものの内部で第１、第２層間接続部材１３０、１４０が交互に直列に接続されたものが用いられる。そして、熱流束センサ１０、パネルヒータ２０、カバー３０、中間部材（熱拡散層）４０にて、上記第１実施形態と同様に、ヒータ部１が構成されている。また、制御部２は、上記第１実施形態と同様に、ＣＰＵ、記憶手段を構成する各種メモリ、周辺機器等を用いて構成された車両ＥＣＵ等で構成される。

そして、本参考例の快適温調制御装置は、図９に示されるように、車両４００における車室内側に配置されて車室内の外形を形造る内張り４０１と車室外側に配置されて車両４００の外形を形造るパネル４０２との間の空間に、ヒータ部１が配置される。詳述すると、車室内に配置される内張り４０１側から順に、カバー３０、中間部材４０、熱流束センサ１０、パネルヒータ２０が位置するように配置される。

本参考例では、車室内における天井を構成する内張り４０１ａと当該内張り４０１ａと対向するパネル４０２ａとの間、車室内における床面を構成する内張り４０１ｂと当該内張り４０１ｂと対向するパネル４０２ｂとの間、乗員の足元に配置された内張り４０１ｃと当該内張り４０１ｃと対向するパネル４０２ｃとの間に、ヒータ部１が配置されている。また、本参考例においては、車室内の温度が温度センサ５０によって測定されるようになっている。

次に、本参考例における制御部２の作動について説明するが、制御部２の作動は、基本的には図７と同様であるため、異なる部分のみを説明する。また、制御部２は、例えば、車両４００におけるイグニッションスイッチがオンされたときに図７の処理を開始する。

すなわち、ステップＳ３００の処理では、温度センサ５０で検出された測定値（車室内の温度）が閾値以下であるか否かを判定する。そして、温度センサ５０で検出された測定値が閾値以下であると判定した場合には（Ｓ３００：ＹＥＳ）、パネルヒータ２０への通電を開始してパネルヒータ２０を発熱させ、カバー３０からの輻射熱によって内張り４０１を温める（Ｓ３１０）。

次に、パネルヒータ２０と内張り４０１との間の熱流束が熱流束センサ１０で測定されるため、熱流束センサ１０の測定値が閾値以下か否かを判定する（Ｓ３２０）。

そして、上記第１実施形態と同様に、他のステップＳ３３０〜ステップＳ３５０の処理を適宜行う。

なお、ステップＳ３２０の処理における閾値は、予め人体（乗員）が快適と感じる熱流束に応じた値とされているが、乗員によって変更できるようにもなっている。

以上説明したように、本参考例では、熱流束センサ１０から出力されるセンサ信号に基づき、パネルヒータ２０と内張り４０１との間の熱流束が所定値で維持されるようにパネルヒータ２０への通電を制御している。このため、乗員に快適な温度環境を提供できる。

なお、本参考例においても、上記第１実施形態と同様に、温度変化体としてペルチェ素子や、通電されることで温度が低くなるものを用いてもよい。また、カバー３０は、備えられていなくてもよい。さらに、ヒータ部１（熱流束センサ１０、中間部材４０、パネルヒータ２０）が配置される場所は適宜変更可能である。また、上記では、温度センサ５０が備えられている例について説明したが、温度センサ５０は備えられていなくてもよい。この場合は、例えば、乗員の作動開始指示がある場合にパネルヒータ２０への通電を開始するようにすればよい。

（参考例２）
本参考例は、参考例１の変形例である。

すなわち、本参考例は、
通電されることによって温度が変化する温度変化体と、
前記温度変化体上に配置され、熱流束に応じたセンサ信号を出力する熱流束センサと、
前記熱流束センサのうち前記温度変化体と接触する部分と反対側に配置された熱拡散層と、
前記温度変化体に通電して前記温度変化体の温度を調整する制御部と、を備え、
車室内に備えられた前部座席の背もたれ部の内部において、後部座席側の表皮側から順に、前記熱拡散層、前記熱流束センサ、前記温度変化体が配置され、
前記熱流束センサは、前記温度変化体と前記表皮との間の前記熱流束に応じた前記センサ信号を出力し、
前記制御部は、前記熱流束センサから出力される前記センサ信号に基づき、前記表皮と前記温度変化体との間の熱流束が所定値となるように前記温度変化体への通電を調整することを特徴とする車両用の快適温調制御装置に関するものである。

具体的には、ヒータ部１および制御部２は、上記参考例１と同様の構成とされている。そして、ヒータ部１は、図１０に示されるように、車両４００における前部座席（運転席および助手席）２００ａの背もたれ部２０２の内部において、後部座席２００ｂ側の表皮２０２ａ側から順に、カバー３０、中間部材４０、熱流束センサ１０、温度変化体（パネルヒータ）２０が位置するように配置される。

そして、制御部２は、上記参考例１と同様の作動を行う。これによれば、特に、後部座席２００ｂに着座した乗員に快適な温度環境を提供できる。

（参考例３）
本参考例では、車両以外に本発明の快適温調制御装置を適用した例を説明する。

すなわち、本参考例は、
通電されることによって温度が変化する温度変化体と、
前記温度変化体上に配置され、熱流束に応じたセンサ信号を出力する熱流束センサと、
前記熱流束センサのうち前記温度変化体と接触する部分と反対側に配置された熱拡散層と、
前記温度変化体に通電して前記温度変化体の温度を調整する制御部と、を備え、
人体が横たわるベッド内の空間において、前記人体が横たわる際に接触する前記ベッドの表皮側から順に、前記熱拡散層、前記熱流束センサ、前記温度変化体が配置され、
前記熱流束センサは、前記温度変化体と前記表皮との間の前記熱流束に応じた前記センサ信号を出力し、
前記制御部は、前記熱流束センサから出力される前記センサ信号に基づき、前記表皮と前記温度変化体との間の熱流束が所定値となるように前記温度変化体への通電を調整することを特徴とする寝具の快適温調制御装置に関するものである。

具体的には、温度変化体は、上記第１実施形態と同様に、パネルヒータ２０等が用いられる。熱流束センサ１０は、上記第１実施形態と同様に、図２〜図４に示されるように、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０が一体化され、この一体化されたものの内部で第１、第２層間接続部材１３０、１４０が交互に直列に接続されたものが用いられる。そして、熱流束センサ１０、パネルヒータ２０、カバー３０、中間部材（熱拡散層）４０にて、上記第１実施形態と同様に、ヒータ部１が構成されている。また、制御部２は、上記第１実施形態と同様に、ＣＰＵ、記憶手段を構成する各種メモリ、周辺機器等を用いて構成されている。

そして、本参考例の快適温調制御装置は、図１１に示されるように、人体が横たわるベッド５００内の空間において、ヒータ部１が配置される。詳述すると、人体が横たわる際に接触するベッド５００の表皮５０１側から順に、カバー３０、中間部材４０、熱流束センサ１０、パネルヒータ２０が位置するように配置される。

次に、本参考例における制御部２の作動について説明するが、制御部２の作動は、基本的には図７と同様であるため、異なる部分のみを説明する。また、制御部２は、例えば、使用者が制御部２と接続されたスタートスイッチを操作することによって処理を開始する。

すなわち、本参考例では、使用者がスタートスイッチを操作することによって処理を開始するため、ステップＳ３００の処理は行なわない。そして、スタートスイッチが操作されると、ステップＳ３１０の処理を行ってパネルヒータ２０への通電を開始してパネルヒータ２０を発熱させ、カバー３０からの輻射熱によって表皮５０１を温める。

次に、パネルヒータ２０と表皮５０１との間の熱流束が熱流束センサ１０で測定されるため、熱流束センサ１０の測定値が閾値以下か否かを判定する（Ｓ３２０）。

そして、上記第１実施形態と同様に、他のステップＳ３３０〜ステップＳ３５０の処理を適宜行う。

なお、ステップＳ３２０の処理における閾値は、予め人体（乗員）が快適と感じる熱流束に応じた値とされているが、乗員によって変更できるようにもなっている。

以上説明したように、本参考例では、熱流束センサ１０から出力されるセンサ信号に基づき、パネルヒータ２０と表皮５０１との間の熱流束が所定値で維持されるようにパネルヒータ２０への通電を制御している。このため、ベッド５００の使用者に快適な温度環境を提供できる。

なお、本参考例においても、上記第１実施形態と同様に、温度変化体としてペルチェ素子や、通電されることで温度が低くなるものを用いてもよい。また、カバー３０は、備えられていなくてもよい。

２ 制御部
１０ 熱流束センサ
１００ 絶縁基材
１０１、１０２ 第１、第２ビアホール
１３０、１４０ 第１、第２層間接続部材
２００ 座席
２０１ａ 表皮

Claims (5)

1. 通電されることによって温度が変化する温度変化体（２０）と、
   前記温度変化体上に配置され、熱流束に応じたセンサ信号を出力する熱流束センサ（１０）と、
   前記熱流束センサのうち前記温度変化体と接触する部分と反対側に配置された熱拡散層（４０）と、
   前記温度変化体に通電して前記温度変化体の温度を調整する制御部（２）と、を備え、
   車室内に備えられた座席（２００）の内部において、乗員が前記座席に着座している際に前記乗員が接触する前記座席の表皮（２０１ａ）側から順に、前記熱拡散層、前記熱流束センサ、前記温度変化体が配置され、
   前記熱流束センサは、前記表皮と前記温度変化体との間の前記熱流束に応じた前記センサ信号を出力し、
   前記制御部は、前記熱流束センサから出力される前記センサ信号に基づき、前記表皮と前記温度変化体との間の熱流束が所定値となるように前記温度変化体への通電を調整することを特徴とする車両用の快適温調制御装置。
2. 前記車室内の
   温度を検出する温度センサ（５０）を備え、
   前記制御部は、前記温度センサで測定された測定値が所定の範囲から外れているとき、温度変化体への通電を開始することを特徴とする請求項１に記載の車両用の快適温調制御装置。
3. 前記制御部は、前記所定値を閾値としたとき、前記表皮と前記温度変化体との間の熱流束が前記閾値より大きい場合、前記温度変化体への通電を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用の快適温調制御装置。
4. 前記熱流束センサは、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材（１００）に厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール（１０１、１０２）が形成されていると共に、前記第１、第２ビアホールに互いに異なる金属で形成された第１、第２層間接続部材（１３０、１４０）が埋め込まれ、前記第１、第２層間接続部材が交互に直列接続された構成とされ、
   前記第１、第２層間接続部材を形成する前記金属の少なくとも一方は、複数の金属原子が当該金属原子の結晶構造を維持した状態で焼結された焼結合金であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用の快適温調制御装置。
5. 前記熱流束センサは、前記絶縁基材の表面（１００ａ）に表面パターン（１１１）が形成された表面保護部材（１１０）が配置されていると共に前記表面と反対側の裏面（１００ｂ）に裏面パターン（１２１）が形成された裏面保護部材（１２０）が配置され、前記裏面保護部材、前記絶縁基材、前記表面保護部材が一体化されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用の快適温調制御装置。
   

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