JP2016031195A - 輻射ヒータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輻射熱の低下を抑制しつつ、物体の発熱体への接触を防止できるようにする。
【解決手段】面状の発熱部１２への通電によって輻射熱を放射する輻射ヒータ装置であって、輻射熱が放射される方向に配置され、発熱部を覆う赤外線透過ネット１３と、赤外線透過ネット１３を支持するネット支持部１４と、を備え、赤外線透過ネット１３は、ネット支持部１４よりも赤外線透過率の高い材質のもので構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、輻射ヒータ装置に関するものである。

従来、発熱体の前方に、この発熱体から発生した輻射を透過する開口が形成されたガード部を備え、発熱体に直接触れることができないようにした暖房装置がある（例えば、特許文献１参照）。

再公表２０１２−００４９７１号公報

上記特許文献１に記載された装置は、発熱体からの輻射熱の放射が、発熱体に触れないようにするためのガード部によって阻害されてしまうので、外部に放射される熱量がガード部によって減少してしまう。例えば、子供の指が発熱体に触れないように、ガード部の開口を直径５ミリ程度にすると、ガード部を透過する輻射熱は大きく減少し、ユーザの暖房感が大きく低下してしまうといった問題がある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、輻射熱の低下を抑制しつつ、物体の発熱体への接触を防止できるように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に記載の発明は、面状の発熱部（１２）への通電によって輻射熱を放射する輻射ヒータ装置であって、輻射熱が放射される方向に配置され、発熱部を覆うカバー（１３）と、カバーを支持する支持部材（１４）と、を備え、カバーは、支持部材よりも赤外線透過率の高い材質のもので構成されていることを特徴としている。

このような構成によれば、発熱部を覆うカバーは、このカバーを支持する支持部材よりも赤外線透過率の高い材質のもので構成されているので、輻射熱の低下を抑制しつつ、物体の発熱体への接触を防止することができる。

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実施形態に係るヒータ装置を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係るヒータ装置の正面図である。 図２中のIII―III線に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態に係るヒータ装置の正面図である。 図４中のＶ―Ｖ線に沿った断面図である。 本発明の第３実施形態に係るヒータ装置の正面図である。 図６中のVII―VII線に沿った断面図である。

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、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図３を用いて説明する。第１実施形態に係るヒータ装置１０は、図１に示すように、道路走行車両の室内に設置される。ヒータ装置１０は、室内のための暖房装置の一部を構成している。ヒータ装置１０は、道路走行車両に搭載された電池、発電機などの電源から給電されて発熱する電気的なヒータである。ヒータ装置１０は、薄い板状に形成されている。ヒータ装置１０は、その表面と垂直な方向に位置づけられた対象物を暖めるために、主としてその表面と垂直な方向へ向けて輻射熱Ｈを放射する。

車室内には乗員１２０が着座するための座席１１０が設置されている。ヒータ装置１０は、乗員１２０の足下に輻射熱Ｈを放射するように室内に設置されている。ヒータ装置１０は、たとえば他の暖房装置の起動直後において、乗員１２０に対して即効的に暖かさを提供するための装置として利用することができる。ヒータ装置１０は、想定される通常の姿勢の乗員１２０に対向するように設置される。例えば、道路走行車両は、ハンドル１３０を支持するためのステアリングコラム１４０を有している。ヒータ装置１０は、ステアリングコラム１４０の下側に、乗員１２０に対向するように設置することができる。

図２に、本発明の第１実施形態に係るヒータ装置１０の正面図を示す。また、図３に、図２中のIII−III線に沿った断面図を示す。

本ヒータ装置１０は、ケース１１、発熱部１２、赤外線透過ネット１３およびネット支持部１４を有している。なお、図２中の発熱部１２には、断面図でないが斜線ハッチングを施してある。本ヒータ装置１０は、赤外線を発する面状の発熱部１２への通電を行うことで輻射熱を放射する輻射ヒータ装置として構成されている。

ケース１１およびネット支持部１４は、それぞれＡＢＳ、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン等の樹脂材料を用いて構成されている。

発熱部１２は、通電されることで発熱し、図１に示した輻射熱Ｈを発生する。発熱部１２は、例えば、銅とスズとの合金（Ｃｕ−Ｓｎ）、銀、スズ、ステンレス鋼、ニッケル、ニクロムなどの金属およびこれらを含む合金を用いて構成される。発熱部１２は、ケース１１内に収納されている。

赤外線透過ネット１３は、発熱部１２を覆うカバーであり、輻射熱が放射される方向に配置される。赤外線透過ネット１３は、物体が発熱部１２と接触しないようにするために設けられている。赤外線透過ネット１３は、人体に吸収されやすい４ミクロン（μｍ）以上の波長を透過し易い材質のもので構成されている。具体的には、赤外線透過ネット１３は、ポリエチレンを繊維状にしたものをネット状にしたもので構成されている。このように、繊維状にしたものを空隙を有するネット状にすることで、更に、赤外線を透過しやすくしている。

ネット支持部１４は、薄板を格子状に成形した構造を有している。ネット支持部１４は、赤外線透過ネット１３を支持する支持部材であり、赤外線透過ネット１３よりも剛性が高くなっている。

ネット支持部１４は、発熱部１２と赤外線透過ネット１３との間に配置されている。また、ネット支持部１４は、ケース１１の内側側壁と接続されている。また、ネット支持部１４と発熱部１２との間には、所定の隙間ｄが形成されている。ネット支持部１４と発熱部１２との間の隙間ｄの間隔は、物体の接触により赤外線透過ネット１３およびネット支持部１４が変形しても、ネット支持部１４と発熱部１２が接触しない長さとなっている。このように、ネット支持部１４と発熱部１２との間に所定の隙間ｄを設けることで、発熱部１２からの熱伝導で赤外線透過ネット１３が高温にならないようになっている。

赤外線透過ネット１３は、ネット支持部１４よりも赤外線透過率の高い材質のもので構成されている。なお、赤外線透過ネット１３の赤外線透過率は７０％以上となっている。これに対し、ネット支持部１４の赤外線透過率は、赤外線透過率未満（例えば、２０％以下）となっている。

次に、本ヒータ装置１０の組み立てについて説明する。まず、ケース１１を用意する。次に、ケース１１の開口部から発熱部１２を挿入してケース１１の底部に発熱部１２を収納する。次に、発熱部１２の上側にネット支持部１４を搭載する。

ここで、ケース１１の側壁には、突起（図示せず）が形成されており、この突起によりネット支持部１４と発熱部１２との間に隙間が形成され、ネット支持部１４と発熱部１２とが直接接触しないようになっている。また、ケース１１にネット支持部１４を挿入したときに、ケース１１の側壁の上面とネット支持部１４の上端が同じ高さとなるようになっている。

次に、ネット支持部１４およびケース１１を覆うように赤外線透過ネット１３を配置して赤外線透過ネット１３をケース１１の側壁の上面に固着し、本ヒータ装置１０が完成する。

次に、本実施形態に係るヒータ装置１０の作用について説明する。

発熱部１２への通電を開始すると、発熱部１２は発熱を始め、発熱部１２の温度が上昇し、輻射熱Ｈが発生する。また、発熱部１２から赤外線が放射される。

ここで、発熱部１２を覆うカバーを、赤外線を透過しにくい樹脂等により構成した場合、発熱部１２より放射される赤外線は大きく阻害されてしまう。

しかし、本ヒータ装置１０においては、発熱部１２を覆うカバーを、赤外線透過ネット１３により構成し、この赤外線透過ネット１３を、この赤外線透過ネット１３よりも剛性の高いネット支持部１４により支持するように構成している。更に、赤外線透過ネット１３は、ネット支持部１４の赤外線透過率よりも高い材質のもので構成しているので、発熱部１２より放射される赤外線は赤外線透過ネット１３を透過して、乗員１２０へ十分な輻射熱Ｈが提供される。また、赤外線透過ネット１３により乗員１２０の発熱部１２への接触も防止される。

上記した構成によれば、面状の発熱部１２への通電によって輻射熱を放射する輻射ヒータ装置であって、輻射熱が放射される方向に配置され、発熱部１２を覆う赤外線透過ネット１３と、赤外線透過ネット１３を支持するネット支持部１４と、を備え、赤外線透過ネット１３は、この赤外線透過ネット１３を支持するネット支持部１４よりも赤外線透過率の高い材質のもので構成されているので、輻射熱の低下を抑制しつつ、物体の発熱体への接触を防止することができる。

また、赤外線透過ネット１３およびネット支持部１４は、発熱部１２と直接接触しない構造となっている。すなわち、ネット支持部１４は、発熱部１２と赤外線透過ネット１３との間に配置され、ネット支持部１４と発熱部１２との間に隙間が形成されているので、発熱部１２で発生した熱がネット支持部１４へ直接伝わることがなく、赤外線透過ネット１３が高温にならないようにすることができる。すなわち、乗員１２０が赤外線透過ネット１３と接触しても、熱的不具合を感じさせないようにすることができる。

また、赤外線透過ネット１３は、ネット支持部１４の赤外線透過率よりも高い材質のもので構成されているので、赤外線透過ネット１３自体の温度上昇を防ぐこともできる。

なお、赤外線の透過性を確保するとともに、赤外線透過ネット１３に乗員１２０が接触したときの強度を確保できるよう、赤外線透過ネット１３の剛性に応じてネット支持部１４を構成している薄板の間隔を異ならせるようにしてもよい。具体的には、赤外線透過ネット１３の剛性が高い程、ネット支持部１４を構成している薄板の間隔を広くし、赤外線透過ネット１３の剛性が低い程、ネット支持部１４を構成している薄板の間隔を狭くするようにしてもよい。

例えば、赤外線透過ネット１３の剛性を高くすると、赤外線透過ネット１３を透過する赤外線の量が低下してしまうことが考えられるが、ネット支持部１４を構成している薄板の間隔を広くすることが可能となるので、赤外線の透過性を確保するとともに、赤外線透過ネット１３に乗員１２０が接触したときの強度を確保することができる。

また、赤外線透過ネット１３の剛性を低くすると、ネット支持部１４を構成している薄板の間隔を狭くする必要があるが、赤外線透過ネット１３を透過する赤外線の量が増加するので、赤外線の透過性を確保するとともに、赤外線透過ネット１３に乗員１２０が接触したときの強度を確保することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るヒータ装置の正面図を図４に示す。また、図５に、図４中のＶ−Ｖ線に沿った断面図を示す。上記第１実施形態に係るヒータ装置は、ネット支持部１４と発熱部１２との間に所定の隙間ｄを設けるようにして発熱部１２で発生した熱がネット支持部１４へ直接伝わらないようになっている。これに対し、本実施形態に係るヒータ装置は、発熱部１２におけるネット支持部１４と接触する位置に、発熱機能を欠落させた欠落部１２ａが形成され、この欠落部１２ａの上にネット支持部１４が配置され、発熱部１２で発生した熱がネット支持部１４へ直接伝わらないようになっている。

すなわち、本ヒータ装置１０の発熱部１２には、ネット支持部１４を構成している薄板と接触する位置に、発熱機能を欠落させた欠落部１２ａが形成されている。欠落部１２ａの幅は、ネット支持部１４を構成している薄板の幅よりも広くっている。なお、第１実施形態において、図２中の発熱部１２に斜線ハッチングを施したが、図４において、発熱部１２における欠落部１２ａには、斜線ハッチングを施していない。

また、ネット支持部１４は、欠落部１２ａと赤外線透過ネット１３との間に配置されている。すなわち、ネット支持部１４を構成している薄板が発熱部１２に形成された各欠落部１２ａと当接するようになっており、発熱部１２が発熱しても、発熱部１２からの熱がネット支持部１４に直接伝導しないようになっている。

上記した構成によれば、発熱部１２は、発熱機能を欠落させた欠落部１２ａを有し、ネット支持部１４は、赤外線透過ネット１３と欠落部１２ａとの間に配置されているので、発熱部１２で発生した熱がネット支持部１４へ直接伝わることがなく、赤外線透過ネット１３が高温にならないようにすることができる。

なお、本実施形態では、ネット支持部１４を構成している薄板が発熱部１２に形成された各欠落部１２ａと当接するように構成したが、欠落部１２ａとネット支持部１４との間に隙間を設けるように構成してもよい。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係るヒータ装置の正面図を図６に示す。また、図７に、図６中のVII−VII線に沿った断面図を示す。上記１、第２実施形態に係るネット支持部１４は、薄板を格子状に一体成形した構造を有していたが、本実施形態に係るネット支持部１４は、樹脂製の柱１４ａを格子状に配置した構造を有している。なお、格子状に配置された柱１４ａは、ケース１１にネジ固定されている。

また、本実施形態におけるヒータ装置の発熱部１２は、ネット支持部１４との接触を回避する穴部１２ｂを有している。なお、発熱部１２に形成された穴部１２ｂは、ネット支持部１４を構成している各柱１４ａに対応する位置に設けられている。また、ネット支持部１４は、赤外線透過ネット１３とケース１１との間に、穴部１２ｂの内部を挿通するように配置されている。すなわち、ネット支持部１４を構成している各柱１４ａが発熱部１２に形成された各穴部１２ｂを挿通してケース１１の底部と当接し、ネット支持部１４を構成している各柱１４ａと発熱部１２が直接接触しないようになっている。

上記した構成によれば、発熱部１２を収納するケース１１を備え、発熱部１２は、ネット支持部１４との接触を回避する穴部１２ｂを有し、ネット支持部１４は、赤外線透過ネット１３とケース１１との間に、１２ｂ穴部の内部を挿通するように配置されているので、発熱部１２で発生した熱がネット支持部１４へ直接伝わることがなく、赤外線透過ネット１３が高温にならないようにすることができる。

また、ネット支持部１４を樹脂製の柱１４ａを格子状に配置した構成となっているので、上記第１、第２実施形態で用いたような薄板を格子状に一体成形した構造のネット支持部１４と比較して、発熱部１２から放射された赤外線をより阻害しないようにすることが可能である。

（他の実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、赤外線を透過する材質のもので構成された赤外線透過ネット１３を用いて発熱部１２を覆うカバーを構成したが、例えば、赤外線を透過する材質のもので構成された生地や織物（ファブリック）を用いてカバーを構成することもできる。

また、上記実施形態では、ネット支持部１４よりも赤外線透過率の高いポリエチレンを用いて赤外線透過ネット１３を構成したが、ネット支持部１４よりも赤外線透過率が高く、ポリエチレン以外の材質のもの、例えば、ポリオレフィンを用いて赤外線透過ネット１３を構成することもできる。

また、上記第１〜第３実施形態では、ケース１１およびネット支持部１４を、それぞれＡＢＳ、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン等の樹脂材料を用いて構成したが、これらの材料のものに限定されるものではない。

また、上記第１実施形態では、ケース１１の側壁に形成された突起（図示せず）にネット支持部１４が支持され、ネット支持部１４と発熱部１２との間に隙間ができるように構成したが、例えば、ケース１１とネット支持部１４とを一体成型することもできる。この場合、例えば、ケース１１の側面に発熱部１２を収納するための開口部を形成しておき、この開口部から発熱部１２をケース１１内に収納するようにすればよい。また、ケース１１の底部に格納される発熱部１２とネット支持部１４との間に隙間ができるようにしてもよい。

また、上記した各実施形態では、薄板を格子状に成形した構造のネット支持部１４や樹脂製の柱を格子状に配置した構造のネット支持部１４を示したが、上記した構造のものに限定されるものではない。

また、上記第３実施形態では、格子状に配置された柱１４ａをケース１１にネジ固定するようにしたが、格子状に配置された柱１４ａに係止爪を形成し、この係止爪を用いて格子状に配置された柱１４ａをケース１１に爪固定するようにしてもよい。

１０ ヒータ装置
１１ ケース
１２ 発熱部
１３ 赤外線透過ネット
１４ ネット支持部

Claims (4)

1. 面状の発熱部（１２）への通電によって輻射熱を放射する輻射ヒータ装置であって、
   前記輻射熱が放射される方向に配置され、前記発熱部を覆うカバー（１３）と、
   前記カバーを支持する支持部材（１４）と、を備え、
   前記カバーは、前記支持部材よりも赤外線透過率の高い材質のもので構成されていることを特徴とする輻射ヒータ装置。
2. 前記支持部材は、前記発熱部と前記カバーとの間に配置され、
   前記支持部材と前記発熱部との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の輻射ヒータ装置。
3. 前記発熱部は、発熱機能を欠落させた欠落部（１２ａ）を有し、
   前記支持部材は、前記欠落部と前記カバーとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の輻射ヒータ装置。
4. 前記発熱部を収納するケース（１１）を備え、
   前記発熱部は、前記支持部材との接触を回避する穴部（１２ｂ）を有し、
   前記支持部材は、前記カバーと前記ケースとの間に、前記穴部の内部を挿通するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の輻射ヒータ装置。

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