JP2016085958A - 輻射ヒータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人体が接触したときの人体への熱的な不快感を低減する。
【解決手段】面状の発熱層と、発熱層に設けられ、通電により発熱する発熱部と、発熱層に配置され、発熱部より伝達される熱を放射する複数の放熱部と、各々の放熱部の周囲に設けられ、該放熱部よりも熱伝導率の低い材質の低熱伝導部と、発熱層への物体の接触を検知する検知回路と、を備え、検知回路により発熱層への物体の接触が検知された場合、発熱部への通電量を低下させる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、輻射ヒータ装置に関するものである。

従来、複数の放熱部と複数の発熱部とを有し、発熱部は薄い板状に形成され、複数の放熱部は分散して配置され、隣接する２つの放熱部の間に低熱伝導部が設けられ、低熱伝導部を放熱部の全周囲を囲むことによって複数の放熱部を互いに熱的に分離するようにしたヒータ装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−３０００号公報

上記特許文献に１に記載された装置は、装置の表面に物体が接触すると、物体の直下の特定の放熱部の熱が物体へ放熱され、さらに、特定の放熱部の周囲から、特定の放熱部への熱伝達が、低熱伝導部によって抑制されるため、物体と接触している部分の温度上昇が抑制されるようになっている。このため、例えば、人体が放熱部に接触したときに一時的に放熱部の表面の温度が低下する。しかし、上記したような場合でも発熱部への通電は継続して行われるので、放熱部の表面の温度は徐々に上昇する。したがって、人体と放熱部の接触が長時間継続されると、ユーザに熱的な不快感を与え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、人体が接触したときの人体への熱的な不快感を低減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、面状の発熱層（２０）と、発熱層に設けられ、通電により発熱する発熱部（２４）と、発熱層に配置され、発熱部より伝達される熱を放射する複数の放熱部（２３）と、各々の放熱部の周囲に設けられ、該放熱部よりも熱伝導率の低い材質の低熱伝導部（２６）と、発熱層への物体の接触を検知する接触検知手段（４０ａ）と、接触検知手段により発熱層への物体の接触が検知された場合、発熱部への通電量を低下させる通電量低下手段（Ｓ１０２）と、を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、発熱層（２０）には、発熱部（２４）より伝達される熱を放射する複数の放熱部（２３）が配置され、各々の放熱部（２３）の周囲には、該放熱部よりも熱伝導率の低い材質の低熱伝導部（２６）が設けられている。このため、発熱層（２０）の表面に物体が接触すると、物体が接触した部位の近くに位置する放熱部（２３）の熱が物体へと放熱されるとともに、放熱部（２３）の周囲を囲む低熱伝導部（２６）により放熱部（２３）への熱伝達が抑制される。この結果、物体と接触している部分の温度を迅速に低下させることができる。更に、発熱層２０への物体の接触が検知された場合、発熱部２４への通電量を低下させるので、物体の接触が長時間継続されたとしても発熱層の温度上昇が抑制される。このため、発熱層に人体が接触したときの発熱層の温度上昇を抑えて、人体への熱的な不快感を低減することができる。

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図である。 本発明の第１実施形態に係るヒータ装置の構成を示す図である。 ヒータ部の構成を示す図である。 図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 ヒータ部の熱達経路について説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係るヒータ装置のヒータ部について説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係るヒータ装置の構成を示した図である。 接触検知層の抵抗体の温度特性について説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係るヒータ装置のブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係るヒータ装置の制御部のフローチャートである。 人体が接触検知層または発熱層に接触したときの接触部温度、抵抗体の抵抗値、抵抗体の電流およびヒータ制御温度について説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係るヒータ装置の制御部のフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るヒータ装置の制御部のフローチャートである。 ヒータの一部が傷ついたときの異常部の温度、抵抗体の抵抗値、抵抗体の電流およびヒータのオンオフ状態を示した図である。 本発明の第４実施形態に係るヒータ装置を示す図である。 ＰＴＣ特性について説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係るヒータ装置の制御部のフローチャートである。 本発明の第５実施形態に係るヒータ装置の制御部のフローチャートである。 本発明の第６実施形態に係るヒータ装置の構成を示す図である。 本発明の第６実施形態に係るヒータ装置の概略断面図である。 本発明の第７実施形態に係るヒータ装置の構成を示す図である。 本発明の第７実施形態に係るヒータ装置の接触検知層における第１、第２の電極板およびＰＴＣ特性材を重ねて見た図である。 本発明の第８実施形態に係るヒータ装置の構成を示す図である。 ＮＴＣ特性について説明するための図である。 ＣＴＲ特性について説明するための図である。 接触検知層の検知抵抗の合成抵抗の抵抗値変化について説明するための図である。 接触検知層の検知抵抗の合成抵抗の抵抗値変化について説明するための図である。 接触検知層の検知抵抗の合成抵抗の抵抗値変化について説明するための図である。 接触検知層の検知抵抗の合成抵抗の抵抗値変化について説明するための図である。 本発明の第１０実施形態に係るヒータ装置の制御部のフローチャートである。 ヒータ装置の制御部の制御に係るタイムチャートである。 ヒータ制御温度について説明するための図である。

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８を用いて説明する。第１実施形態に係る輻射ヒータ装置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１２が着座するための座席１１が設置されている。ヒータ装置１０は、乗員１２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１２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１２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１３を支持するためのステアリングコラム１４を有している。ヒータ装置１０は、ステアリングコラム１４の下側に、乗員１２に対向するように設置することができる。

図２に、本実施形態におけるヒータ装置１０の構成を示す。本ヒータ装置１０は、発熱層２０と、この発熱層２０への物体の接触を検知する接触検知層３０を備えている。発熱層２０と接触検知層３０は、重ね合わせるように設けられている。接触検知層３０は、面状の発熱層２０を覆うように配置された層状部材である。

図３および図４に、発熱層２０を示す。図４は、図３中のIV−IV線に沿った断面を示す。なお、図３および図４では、接触検知層３０を省略してある。発熱層２０は、軸Ｘと軸Ｙによって規定されるＸ−Ｙ平面に沿って広がっている。発熱層２０は、軸Ｚ方向に厚さをもつ。発熱層２０は、ほぼ四角形の薄い板状に形成されている。発熱層２０は、基板部２１と、複数の放熱部２３と、複数の発熱部２４と、一対の端子２７とを有する。発熱層２０は、主として表面と垂直な方向に向けて輻射熱Ｒを放射する面状ヒータとも呼ぶことができる。 基板部２１は、優れた電気絶縁性を提供し、かつ高温に耐える樹脂材料によって作られている。基板部２１は、多層基板である。基板部２１は、表面層２１ａと、裏面層２１ｂと、中間層２１ｃとを有する。表面層２１ａは、輻射熱Ｒの放射方向に面している。言い換えると、表面層２１ａは、発熱層２０の設置状態において、加熱対象物である乗員１２の一部に対向して配置される面である。裏面層２１ｂは、発熱層２０の背面側に位置する。この裏面層２１ｂは、接触検知層３０と接触している。中間層２１ｃは、放熱部２３と発熱部２４とを支持する。基板部２１は、複数の放熱部２３を支持するための部材である。

複数の放熱部２３のそれぞれは、高い熱伝導率を有する材料によって作られている。さらに、放熱部２３は、優れた電気導体、すなわち低い電気抵抗をもつ材料によって作られている。放熱部２３は、金属材料によって作ることができる。

複数の放熱部２３のそれぞれは、基板部２１の面と平行な薄い板状に形成されている。ひとつの放熱部２３は、通電によって供給される熱によって輻射熱Ｒを放射可能である。ひとつの放熱部２３は、所定放射温度に加熱されることによって、乗員１２、すなわち人に暖かさを感じさせる輻射熱Ｒを放射することができる。ひとつの放熱部２３の体積は、発熱部２４から供給される熱によって放熱部２３が輻射熱Ｒを放射することができる温度に到達できるように設定されている。ひとつの放熱部２３の体積は、発熱部２４から供給される熱によって放熱部２３の温度が急速に上昇するように設定されている。ひとつの放熱部２３の体積は、発熱層２０の表面に接触した物体への放熱によって急速な温度低下を生じるように小さく設定されている。ひとつの放熱部２３の厚さは、表面と平行な面積を最大化し、体積を最小化するために、薄く設定されている。ひとつの放熱部２３の面積は、輻射熱Ｒを放射するために適した広さに設定されている。ひとつの放熱部２３の面積は、発熱層２０の表面に対向して位置付けられる物体、例えば乗員１２の一部分より小さく設定されている。

この実施形態のひとつの放熱部２３は、Ｘ−Ｙ平面において四角形に形成されている。放熱部２３それ自体は、通電されても、乗員１２に暖かさを感じさせるほどの輻射熱Ｒを生じる熱を発生しない。放熱部２３は、発熱しない放熱のためだけの部材である。

複数の放熱部２３は、基板部２１の表面に対して分散して配置されている。言い換えると、複数の放熱部２３は、輻射熱Ｒを放射する面において分散して配置されている。複数の放熱部２３は、互いに重複することがないように配置されている。複数の放熱部２３は、互いに離れて配置されている。複数の放熱部２３は、図中のＸ−Ｙ平面上の所定面積を占めるように規則的に配列されている。複数の放熱部２３は、放熱部アレイと呼ぶことができる。複数の放熱部２３は、基板部２１の表面に対してｎ×ｎのグリッドを形成するように配置されている。複数の放熱部２３は、基板部２１の表面に対して予め設定された規則に沿って分布している。複数の放熱部２３は、一対の端子２７の間に形成されるひとつまたは複数の通電経路の上に並べられている。図示の例においては、複数の放熱部２３は、蛇行する通電経路の上に並べられている。

複数の放熱部２３は、基板部２１の内部に埋設されている。具体的には、複数の放熱部２３は、表面層２１ａと中間層２１ｃとの間に配置されている。よって、複数の放熱部２３は、基板部２１の表面には露出していない。複数の放熱部２３は、基板部２１によって保護されている。

複数の発熱部２４のそれぞれは、通電によって発熱する材料によって作られている。発熱部２４は、金属材料によって作ることができる。複数の発熱部２４も、複数の放熱部２３と同じように、基板部２１の表面に対して、分散して配置されている。

発熱部２４は、隣接する２つの放熱部２３、２３の間に配置され、隣接する２つの放熱部２３、２３に接続されている。よって、発熱部２４は、放熱部２３に熱的に接続され、通電によって発熱する部材である。発熱部２４と放熱部２３とは、熱伝達可能に接続されている。これにより、発熱部２４が発生した熱は、直接的に接続された放熱部２３に直接的に伝達される。ひとつの発熱部２４が発生した熱は、基板部２１などの部材を経由して、離れて位置する他の放熱部２３にも伝達される。さらに、発熱部２４と放熱部２３とは、電気的にも接続されている。ひとつの放熱部２３に対して少なくとも２つの発熱部２４が接続されている。複数の発熱部２４と、複数の放熱部２３とは、一対の端子２７の間に一連の通電経路を形成する。

発熱部２４は、電流を集中させるために、通電方向に沿って小さい断面積をもつように形成されている。発熱部２４は、隣接する２つの放熱部２３の間の熱伝達を抑制するために、隣接する２つの放熱部２３の間における断面積を小さくするように形成されている。図示の例では、発熱部２４は、放熱部２３より厚い。しかし、Ｘ−Ｙ平面における発熱部２４の幅は、放熱部２３の幅より小さい。Ｘ−Ｙ平面における発熱部２４の幅は、放熱部２３の幅の半分より小さい。発熱部２４の長さは、所定の発熱量を得るために、所定の長さをもつように設定されている。さらに、発熱部２４の長さは、隣接する２つの放熱部２３の間の熱伝達を抑制するために、長く設定されている。この結果、発熱部２４は、Ｘ−Ｙ平面において細長い形状を与えられている。

この実施形態のひとつの発熱部２４は、隣接する２つの放熱部２３、２３の間を埋めるとともに、隣接する２つの放熱部２３、２３の下にも位置するように形成されている。発熱部２４も輻射熱Ｒを放射する。ただし、Ｘ−Ｙ平面における発熱部２４の面積が小さいため、輻射熱Ｒの放射量は少ない。発熱部２４は、発熱および放熱のための部材である。

放熱部２３の数と発熱部２４の数とはほぼ等しい。この結果、ひとつの発熱部２４によって発生される熱量とほぼ等しい熱量がひとつの放熱部２３に与えられる。ひとつの発熱部２４が発生し、放熱部２３に供給される熱は、対応付けられたひとつの放熱部２３の温度が上記放射温度に到達できるように設定されている。

隣接する２つの放熱部２３の間には、それらの間における熱伝達を抑制するための低熱伝導部６が設けられている。低熱伝導部２６は、主として基板部２１を構成する材料によって構成されている。低熱伝導部２６は、Ｘ−Ｙ平面において、ひとつの放熱部２３の全周を囲んでいる。ひとつの放熱部２３を囲む低熱伝導部２６は、周囲からその放熱部２３への熱の流入を抑制する。すべての放熱部２３は、その全周が低熱伝導部２６によって囲まれている。低熱伝導部２６は、すべての放熱部２３の全周を囲むことによって複数の放熱部２３の間に熱的な障壁を提供している。低熱伝導部２６は、複数の放熱部２３を互いに熱的に分離している。

特定のひとつの放熱部２３を囲む低熱伝導部２６は、特定の放熱部２３の周囲から、その特定の放熱部２３への熱伝導を抑制する。また、発熱層２０の上には、特定の放熱部群を想定することができる。特定の放熱部群は、ひとかたまりになって位置付けられた複数の放熱部２３の群である。この場合、特定の放熱部群を囲む低熱伝導部２６は、特定の放熱部群の周囲から、その特定の放熱部群への熱伝導を抑制する。

この実施形態では、放熱部２３が四角形であるから、その４辺に低熱伝導部２６が配置されている。ひとつの放熱部２３の少なくともひとつの辺においては、基板部２１だけを有する第１の低熱伝導部２６１が形成されている。第１の低熱伝導部２６１は、ひとつの放熱部２３の少なくとも２辺において形成されている。ひとつの放熱部２３の少なくともひとつの辺においては、基板部２１と発熱部２４とを有する第２の低熱伝導部２６２が形成されている。第２の低熱伝導部２６１は、ひとつの放熱部２３の少なくとも１辺において形成されている。４方を他の放熱部２３によって囲まれた放熱部２３の場合、ふたつの第１の低熱伝導部２６１と、ふたつの第２の低熱伝導部２６２とがその放熱部２３を囲んでいる。

図５は、ひとつの放熱部２３を含む断面（４Ａ）と、その放熱部２３の周囲に形成される断面（４Ｂ）、（４Ｃ）とを示す。さらに、図中には、主要な熱伝達の方向が矢印によって示されている。断面（４Ｃ）が示す第１の低熱伝導部２６１は、基板部２１を構成する材料２１ａ、２１ｂ、２１ｃだけで構成されている。よって、第１の低熱伝導部２６１における平均的な熱伝導率Ｋ６１は、基板部２１の熱伝導率に基づいて求めることができる。断面（４Ｂ）が示す第２の低熱伝導部２６２は、基板部２１を構成する材料２１ａ、２１ｂ、２１ｃと発熱部２４とで構成されている。よって、第２の低熱伝導部２６２における平均的な熱伝導率Ｋ６２は、基板部２１の熱伝導率および発熱部２４の熱伝導率に基づいて求めることができる。断面（４Ａ）が示す放熱部２３を横断する断面における平均的な熱伝導率Ｋ３Ｒは、基板部２１の熱伝導率および放熱部２３の熱伝導率に基づいて求めることができる。

基板部２１を形成する樹脂材料の熱伝導率Ｋ２は、放熱部２３を提供する材料の熱伝導率Ｋ３、および発熱部２４を提供する材料の熱伝導率Ｋ４より格段に低い。すなわち、Ｋ２＜＜Ｋ３、Ｋ２＜＜Ｋ４である。さらに、発熱部２４を提供する材料の熱伝導率Ｋ４は、放熱部２３を提供する材料の熱伝導率Ｋ３より低い。すなわち、Ｋ４＜Ｋ３である。熱伝導率Ｋ６２は、熱伝導率Ｋ６１より大きい。すなわち、Ｋ６１＜Ｋ６２である。しかし、熱伝導率Ｋ３Ｒは、熱伝導率Ｋ６１および熱伝導率Ｋ６２より格段に大きい。すなわち、Ｋ６１＜＜Ｋ３Ｒ、かつ、Ｋ６２＜＜Ｋ３Ｒである。

四方を囲まれた放熱部２３は、２つの第１の低熱伝導部２６１と、２つの第２の低熱伝導部２６２とで囲まれている。よって、その放熱部２３を囲む全周における平均的な熱伝導率ＫＰは、ＫＰ＝２・Ｋ６１＋２・Ｋ６２である。この実施形態では、ＫＰ＜Ｋ３Ｒとなるように材料および寸法が設定されている。すなわち、放熱部２３を横断する断面（４Ａ）における平均的な熱伝導率Ｋ３Ｒは、その放熱部２３を囲む全周の熱伝導率ＫＰより大きい。

この構成によると、放熱部２３を含む断面においては熱が急速に伝達される。よって、ひとつの放熱部２３の温度は、急速に上昇、下降することができる。発熱層２０の表面に物体が接触していないときに、放熱部２３上の表面層２１ａの表面において所定放射温度が得られるように発熱部２４の発熱量が設定されている。これにより、乗員１２に暖かさを与えることができる輻射熱Ｒが放射される。発熱部２４の発熱量は、発熱部２４の材料、寸法、電流値によって調節することができる。発熱層２０への通電を開始すると、発熱層２０の表面温度は、上記所定放射温度まで急速に上昇する。このため、冬期などにおいても、乗員１２に迅速に暖かさを与えることができる。

ひとつの特定の放熱部２３の上において発熱層２０の表面に物体が接触した場合、図６に示すように、その特定の放熱部２３の熱は接触している物体に急速に伝達される。この結果、特定の放熱部２３の温度は急速に低下する。よって、物体が接触している部分の発熱層２０の表面温度は急速に低下する。特定の放熱部２３の熱は、接触している物体に伝わり、接触している物体に拡散する。このため、接触している物体の表面温度の過剰な上昇が抑制される。

図７に示すように、本ヒータ装置１０は、発熱層２０に設けられた通電経路２４ａと、接触検知層３０に設けられた抵抗体３１と、ヒータ制御用温度センサ２５と、制御部４０を備えている。通電経路２４ａは、発熱部２４および放熱部２３により構成される。本ヒータ装置１０は、面状の発熱層２０に設けられた発熱部２４への通電を行うことで輻射熱を放射する。

発熱層２０には、蛇行するようにレイアウトされた通電経路２４ａが形成されている。通電経路２４ａを構成している発熱部２４には、制御部４０の制御に応じて一定電圧Ｖ１が印加されるようになっている。制御部４０の制御に応じて発熱部２４に一定電圧Ｖ１が印加されると、発熱部２４は発熱を始め、発熱部２４は温度上昇し、輻射熱が発生する。

接触検知層３０には、発熱層の温度変化を検知する抵抗体３１が形成されている。抵抗体３１の抵抗値は、温度変化に応じて変化する。抵抗体３１は、接触検知層３０の面内に形成された蛇行状のパターンにより構成されている。抵抗体３１は、接触検知層３０における発熱層２０と反対側の面に形成されている。抵抗体３１は、発熱層２０とほぼ同一温度となる。抵抗体３１は、面状の発熱層２０の所定領域、すなわち、発熱層２０における発熱部２４が配置されている全領域の温度変化を検知することが可能となっている。抵抗体３１は、面状の発熱層２０の複数箇所における局所的な異常発熱を検知することも可能となっている。抵抗体３１は、発熱層２０の温度変化を検知する温度検知手段である。

図８に、この抵抗体３１の温度と抵抗値の関係を示す。抵抗体３１は、正温度特性を有している。抵抗体３１は、抵抗体３１の温度の上昇に伴って抵抗値も大きくなっていることが分かる。すなわち、発熱層２０への物体の接触により、接触検知層３０に形成された抵抗体３１の温度が低下すると、抵抗体３１の抵抗値は小さくなる。本ヒータ装置１０は、抵抗体３１の抵抗値の変化により物体の接触を検知するようになっている。

ヒータ制御用温度センサ２５は、発熱層２０に設けられ、例えば、発熱層２０の中央の温度を検出し、検出した温度を示す信号を制御部４０へ出力する。ヒータ制御用温度センサ２５は、発熱層温度検知手段に相当する。

制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって各種処理を実施する。

また、制御部４０は、抵抗体３１に流れる電流に応じた電圧を出力する検知回路４０ａを有している。制御部４０は、検知回路４０ａの出力電圧に基づいて発熱層２０への物体の接触を判定するようになっている。検知回路４０ａは、接触検知層３０への物体の接触を検知する接触検知手段である。

図９に、本ヒータ装置１０のブロック構成を示す。本ヒータ装置１０は、接触検知層３０に形成された抵抗体３１と、発熱して輻射熱を放射する発熱部２４と、発熱層２０の温度を検出するヒータ制御用温度センサ２５と、各種制御を行う制御部４０と、ヒータ装置１０の操作を行うための操作部５０と、を備えている。

操作部５０は、ヒータ装置１０を操作するためのスイッチなどを備えている。ユーザが操作部５０を操作することによって、ヒータ装置１０の電源のオンオフや設定温度の設定を行うことができる。操作部５０が操作されると、操作に応じた信号が制御部４０へ出力される。

本ヒータ装置１０の制御部４０は、接触検知層３０に形成された抵抗体３１の抵抗値に基づいて物体が接触したことを判定すると、発熱部２４への通電量をより少なくなるよう制御する処理を実施する。

この処理のフローチャートを図１０に示す。制御部４０は、ユーザによる操作部５０のスイッチに対する操作に応じてヒータ装置１０が動作状態になると、ユーザ操作に応じて設定された設定温度にヒータ制御温度を設定し、ヒータ制御用温度センサ２５より検出される温度が、ヒータ制御温度に近づくように発熱部２４への通電を行うとともに、図１０に示す処理を定期的に実施する。

まず、発熱層２０への物体の接触を検知したか否かを判定する（Ｓ１００）。すなわち、物体の発熱層２０への直接的な接触、あるいは、物体の接触検知層３０を介した発熱層２０への接触を検知したか否かを判定する。具体的には、検知回路４０ａの出力電圧に基づいて物体の接触を検知したか否かを判定する。ここで、物体の接触検知層３０への接触がない場合、Ｓ１００の判定はＮＯとなり、本処理を終了する。

また、例えば、人体が接触検知層３０または発熱層２０に接触し、図１１（ａ）に示すように、接触した部分の温度が低下すると、図１１（ｂ）に示すように、接触検知層３０に形成された抵抗体３１の抵抗値が小さくなり、図１１（ｃ）に示すように、抵抗体３１に流れる電流は増加する。そして、検知回路４０ａより出力される電圧が第１の閾値以上になると、Ｓ１００の判定はＹＥＳとなり、次に、図１１（ｃ）に示すように、ヒータ制御温度を低下させる（Ｓ１０２）。具体的には、発熱部２４への通電量をより少なくなるよう制御する。これにより、発熱部２４から発生する熱量は減少する。本実施形態では、制御部４０におけるＳ１０２を実行する構成（ソフトウェアやハードウェア等）が通電量低下手段を構成している。

次に、物体の接触状態解除を検知したか否かを判定する（Ｓ１０４）。具体的には、物体の接触検知層３０への接触がなくなったか否かを判定する。

ここで、人体の接触検知層３０または発熱層２０への接触が継続している場合、Ｓ１０４の判定はＮＯとなり、Ｓ１０２へ戻る。したがって、発熱部２４から発生する熱量は減少したままとなる。このようにして、発熱層２０および接触検知層３０の温度は所定温度まで低下する。

そして、人体の接触検知層３０または発熱層２０への接触がなくなると、Ｓ１０４の判定はＹＥＳとなり、ヒータ制御温度の低下を解除する（Ｓ１０６）。具体的には、発熱部２４への通電量を、低下させる前の通電量に戻すように制御し、本処理を終了する。これにより、発熱部２４から放射される輻射熱は増加し、低下させる前の熱量に戻る。

ところで、ヒータ装置には、本体開口部に高温輻射ヒータを備え、開口部前面に赤外線発光ダイオードとフォトトランジスタを備え、赤外線発光ダイオードとフォトトランジスタを用いて物体の近接が検知されると、ヒータへの通電をオフするようにしたものがある（例えば、特開平６−３４１６５０号公報）。このようなヒータ装置は、高温の輻射熱を発するものであり、物体の近接を検知するようになっている。しかし、このようなヒータ装置は、物体がヒータに直接触れていなくても、物体の近接が検知されるだけでヒータへの通電がオフされてしまう。

これに対し、本ヒータ装置１０においては、発熱層２０には、発熱部２４より伝達される熱を放射する複数の放熱部２３が分散して配置され、各々の放熱部２３の周囲は、該放熱部２３よりも熱伝導率の低い材質の低熱伝導部２６で囲まれており、発熱層２０の表面に物体が接触すると、物体が接触した部位の近くに位置する放熱部２３の熱が物体へと放熱されるとともに、放熱部２３の周囲を囲む低熱伝導部２６により放熱部２３への熱伝達が抑制され、物体と接触している部分の温度を迅速に低下させるようになっている。

すなわち、本ヒータ装置１０においては、発熱層２０には、発熱部２４より伝達される熱を放射する複数の放熱部２３が配置され、各々の放熱部２３の周囲には、該放熱部よりも熱伝導率の低い材質の低熱伝導部２６が設けられている。このため、発熱層２０の表面に物体が接触すると、物体が接触した部位の近くに位置する放熱部２３の熱が物体へと放熱されるとともに、放熱部２３の周囲を囲む低熱伝導部２６により放熱部２３への熱伝達が抑制される。この結果、物体と接触している部分の温度を迅速に低下させることができる。更に、発熱層２０への物体の接触が検知された場合、発熱部２４への通電量を低下させるので、物体の接触が長時間継続されたとしても発熱層の温度上昇が抑制される。このため、発熱層に人体が接触したときの発熱層の温度上昇を抑えて、人体への熱的な不快感を低減することができる。

また、発熱層２０の温度変化を検知する抵抗体３１を備え、この抵抗体３１を用いて検知された発熱層２０の温度低下を発熱層２０への物体の接触として検知するので、物体の接触による発熱層２０の温度低下に基づく物体の接触を精度良く検知することができる。

また、抵抗体３１は、面状の発熱層２０の所定領域を覆うように配置された接触検知層３０に設けられ、上記領域の温度変化を検知することができる。

（第２実施形態）
本実施形態に係るヒータ装置１０の構成は第１実施形態に示したものと同じである。上記第１実施形態におけるヒータ装置１０は、Ｓ１００にて、物体の接触を検知したことを判定した場合に、ヒータ制御温度を低下させるようにしたが、本実施形態におけるヒータ装置１０は、物体の一定時間以上の接触を検知したことを判定した場合に、ヒータ制御温度を低下させる点が異なる。

本実施形態に係るヒータ装置１０の制御部４０のフローチャートを図１２に示す。制御部４０は、ユーザによる操作部５０のスイッチに対する操作に応じてヒータ装置１０が動作状態になると、物体の一定時間以上の接触を検知したか否かを判定する。ここで、一定時間とは、発熱部２４に接触してからユーザーが熱的不快感を示すまでの時間以内に設定される。具体的には、検知回路４０ａの出力信号に基づいて一定時間以上、物体の接触を検知したか否かを判定する。ここで、物体の接触検知層３０への接触がない場合、Ｓ１００の判定はＮＯとなり、本処理を終了する。

また、例えば、一定時間以上、物体が接触検知層３０または発熱層２０に接触すると、Ｓ２００の判定はＹＥＳとなり、次に、ヒータ制御温度を低下させる（Ｓ１０２）。具体的には、発熱部２４への通電量をより少なくなるよう制御する。これにより、発熱部２４から発生する熱量は減少する。

物体が短時間触れただけでヒータ温度を低下させる制御を実施していると、輻射熱の熱量が低下してユーザに違和感を与えてしまうことが考えられるが、本実施形態のように、物体の一定時間以上の接触を検知したときにヒータ温度を低下させる制御を実施するようにすることで、ユーザに熱的不快感を与えない範囲においては暖房の違和感を与えないようにすることが可能である。

（第３実施形態）
本実施形態に係るヒータ装置１０の構成は第１実施形態に示したものと同じである。本実施形態におけるヒータ装置１０の制御部４０は、温度変化に応じて抵抗値が変化する抵抗体３１を利用してヒータの局所異常発熱を検知したか否かを判定し、ヒータの局所異常発熱を検知したことを判定すると、ヒータを停止させる処理を実施する。

本実施形態に係るヒータ装置１０の制御部４０のフローチャートを図１３に示す。制御部４０は、ユーザによる操作部５０のスイッチに対する操作に応じてヒータ装置１０が動作状態になると、図１０に示した処理に加え、図１３に示す処理を定期的に実施する。

まず、ヒータのなんらかの原因による局所異常発熱を検知したか否かを判定する（Ｓ３００）。具体的には、検知回路４０ａの出力電圧が第２の閾値以上であるか否かに基づいてヒータの局所異常発熱を検知したか否かを判定する。なお、第２の閾値は、Ｓ１００で用いた第１の閾値よりも小さな値となっている。ここで、検知回路４０ａの出力電圧が第２の閾値以上となっている場合、Ｓ３００の判定はＮＯとなり、本処理を終了する。

また、ヒータの一部分の損傷等により、図１４（ａ）に示すように、その部分の温度が局所的に上昇すると、図１４（ｂ）に示すように、接触検知層３０の抵抗体３１の抵抗値も大きくなり、図１４（ｃ）に示すように、接触検知層３０の抵抗体３１に流れる電流は減少する。

そして、検知回路４０ａより出力される電圧が第２の閾値未満になると、Ｓ３００の判定はＹＥＳとなり、次に、図１４（ｄ）に示すように、ヒー7タを停止（オフ）する（Ｓ３０２）。具体的には、図１０に示した処理よりも優先して、発熱部２４への通電を停止し、本処理を終了する。本実施形態では、制御部４０におけるＳ３０２を実行する構成（ソフトウェアやハードウェア等）が通電停止手段を構成している。

上記したように、抵抗体３１は、面状の発熱層２０の所定領域を覆うように配置された接触検知層３０に設けられ、上記領域の局所的な異常発熱を検知するようになっており、抵抗体３１により、上記領域の局所的な異常発熱が検知された場合、発熱部２４への通電を停止するので、ヒータ装置１０の異常発熱を防止することが可能である。

上記したような面状のヒータ装置に限らず、ジュール熱を利用したヒータ装置は、抵抗を用いた発熱体への通電により発熱するようになっており、発熱体の一部が損傷を受けると局所的に抵抗値が上昇する。そして、損傷した部分の温度が、損傷していない部分よりも上昇することがある。このような局所的な発熱は、上記したようなヒータ制御用温度センサ２５のような温度センサでは計測することができない。本ヒータ装置１０においては、発熱層２０の全面の温度変化を、面状の発熱層２０の所定領域を覆うように配置された接触検知層３０に設けられた抵抗体３１の抵抗値として収集することで、上記したような局所的な発熱を検知することが可能となっている。具体的には、物体の接触時とは反対に、抵抗体３１の抵抗値の上昇により、上記したような局所的な発熱を検知することが可能である。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係るヒータ装置１０の構成を図１５に示す。本実施形態におけるヒータ装置１０は、上記第１実施形態のヒータ装置１０と比較して接触検知層３０の構成と制御部４０の処理が異なる。

本実施形態におけるヒータ装置１０の接触検知層３０は、ＰＴＣ層３２、電極板３２１および電極板３２２を備えている。

なお、図１５では、発熱層２０と電極板３２１との間、電極板３２１とＰＴＣ層３２との間、ＰＴＣ層３２と電極板３２２との間に空間が形成されているように示されているが、実際には、発熱層２０、電極板３２１、ＰＴＣ層３２および電極板３２２は積層されている。

ＰＴＣ層３２は、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）特性を有する正温度特性部材により構成されており、薄板状をなしている。ＰＴＣ層３２は、図１６に示すように、温度が低いときは抵抗値は小さくなっており、温度が上昇して所定温度（キュリー点）に達すると抵抗値が急激に大きくなるＰＴＣ特性を有している。ＰＴＣ層３２は、温度検知手段に相当する。

電極板３２１および電極板３２２は、それぞれ導電性部材により構成されており、薄板状をなしている。電極板３２１および電極板３２２は、ＰＴＣ層３２を両面側から挟むように配置される。

電極板３２１および電極板３２２は、それぞれ接続線を介して制御部４０の検知回路４０ａに接続されている。また、電極板３２１と電極板３２２との間には、一定電圧（例えば、５Ｖ）が印加される。本実施形態における検知回路４０ｂは、電極板３２１と電極板３２２の間に流れる電流に応じた電圧を出力する。制御部４０は、検知回路４０ａより出力される電圧に基づいて発熱層２０への物体の接触を判定する。

本実施形態におけるヒータ装置１０の発熱層２０は上記第１実施形態のヒータ装置１０と同じ構成となっている。すなわち、発熱層２０の表面に乗員の指が接触した場合、図６に示したように、発熱層２０の放熱部２３の熱は接触している指に急速に伝達されこの指で放熱される。また、各放熱部２３の周囲は、該放熱部２３よりも熱伝導率の低い材質のもので構成された低熱伝導部２６で囲まれているので、発熱層２０の表面に接触している部位の周囲から、この接触している部位への熱の移動が抑制され、指が接触している部分の発熱層２０の表面温度は急速に低下する。

本実施形態におけるヒータ装置１０は、上記第１実施形態のヒータ装置１０と同じ構成の発熱層２０を備えている。本ヒータ装置１０は、発熱温度を１００℃以上に設定していても、発熱層２０の表面に乗員の指が接触すると、その部位の温度が、例えば、４０℃程度まで低下するようになっている。

また、本ヒータ装置１０は、ＰＴＣ層３２を有する接触検知層３０を備えている。ＰＴＣ層３２は、温度が所定温度（キュリー温度）よりも高くなっている場合、抵抗値が大きくなるため、電極板３２１と電極板３２２の間に電流は流れない。

しかし、発熱層２０に物体が接触し、接触した部分の温度が低下すると、接触した部分に近い接触検知層３０の温度も低下する。そして、接触した部分に近い接触検知層３０のＰＴＣ層３２の温度が所定温度（キュリー温度）よりも低くなると、ＰＴＣ層３２の一部にを介して電極板３２１と電極板３２２の間に電流が流れる。

本ヒータ装置１０は、接触検知層３０の温度変化を電極板３２１と電極板３２２の間に流れる電流変化として捉え、この電流変化を検知回路４０ａにより検出し、電極板３２１と電極板３２２の間に基準値以上の電流が流れた場合、発熱部２４への通電量を低下させる処理を行うようになっている。このような処理を行うことで、人体と放熱部の接触が長時間継続された場合に、ユーザに熱的な不快感を与えてしまうようなことを防止することができる。

上記第１実施形態のヒータ装置１０の制御部４０は、図１０に示したフローチャートに従った処理を実施する。しかし、本ヒータ装置１０のような構成では、発熱部２４への通電が開始された後で、まだ接触検知層３０のＰＴＣ層３２の温度が所定温度（キュリー温度）よりも低い場合、ＰＴＣ層３２の抵抗値は小さく、電極板３２１と電極板３２２に間に電流が流れるため、接触検知層３０に物体が接触してなくても物体が接触検知層３０へ接触したと誤判定してしまう。

このような誤判定をなくすため、本実施形態におけるヒータ装置１０の制御部４０は、図１０に示したフローチャートのＳ１００およびＳ１０４の判定を行う際に、図１７に示す処理を実施する。

まず、本ヒータ装置１０の通電開始後、ヒータ温度が所定温度以上になったか否かを判定する（Ｓ４００）。ヒータ温度は、ヒータ制御用温度センサ２５の検出温度を用いることができる。また、所定温度は、ＰＴＣ層３２のキュリー点よりも高い温度に設定される。

ここで、本ヒータ装置１０の通電開始直後で、ヒータ温度が所定温度未満となっている場合、Ｓ４００の判定はＮＯとなり、発熱層２０への物体の接触はないと判定する（Ｓ４０６）。このように、発熱層２０への物体の接触はないものとみなし、本処理を終了する。

また、本ヒータ装置１０の通電開始後、ヒータ温度が上昇して所定温度以上になると、Ｓ４００の判定はＹＥＳとなり、次に、接触検知層３０の電極板３２１と電極板３２２との間に流れる電流が予め定められた基準値以上であるか否かを判定する（Ｓ４０２）。ここで、接触検知層３０への物体の接触がなく、接触検知層３０の電極板３２１と電極板３２２との間に流れる電流が基準値より小さくなっている場合、接触検知層３０への物体の接触がないと判定し（Ｓ４０６）、本処理を終了する。

また、本ヒータ装置１０の通電開始後、ヒータ温度が上昇して所定温度以上になった後で、接触検知層３０への物体の接触があり、接触検知層３０の電極板３２１と電極板３２２との間に流れる電流が基準値より大きくなった場合は、接触検知層３０への物体の接触があると判定し（Ｓ４０４）、本処理を終了する。

上記したように、本ヒータ装置１０の通電開始後、ヒータ温度が所定温度未満となっている場合は、発熱層２０への物体の接触はないとみなすようにすることで、誤判定を防止することができる。

なお、上記第１、第２実施形態に示した構成のヒータ装置１０においても、本実施形態と同様に、図１７に示す処理を実施することができる。

（第５実施形態）
本実施形態に係るヒータ装置１０の構成は第４実施形態に示したものと同じである。本実施形態のヒータ装置１０は、上記第４実施形態のヒータ装置１０と比較して制御部４０の処理が異なる。本実施形態に係るヒータ装置１０の制御部４０のフローチャートを図１８に示す。

上記第４実施形態では制御部４０は、Ｓ４００にて、本ヒータ装置１０の通電開始後、ヒータ温度が所定温度以上になったか否かを判定するようにしたが、本実施形態の制御部４０は、Ｓ５００にて、本ヒータ装置１０の通電が開始されてから一定期間が経過したか否かを判定するようになっている。

具体的には、Ｓ５００にて、本ヒータ装置１０の通電が開始されてから一定期間が経過したか否かを判定する。なお、一定期間は、ヒータ温度が上昇してＰＴＣ層３２のキュリー点に達する期間よりも長い期間に設定されている。

ここで、本ヒータ装置１０の通電開始後、一定期間が経過していない場合、Ｓ５００の判定はＮＯとなり、発熱層２０への物体の接触はないと判定する（Ｓ４０６）。このように、発熱層２０への物体の接触はないものとみなし、本処理を終了する。また、本ヒータ装置１０の通電開始後、一定期間が経過すると、Ｓ５００の判定はＹＥＳとなり、Ｓ４０２へ進む。

上記したように、本ヒータ装置１０の通電開始後、所定期間が経過していない場合は、発熱層２０への物体の接触はないとみなすようにすることで、誤判定を防止することができる。

なお、上記第１、第２実施形態に示した構成のヒータ装置１０においても、本実施形態と同様に、図１８に示す処理を実施することができる。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態に係るヒータ装置１０の構成を図１９に示す。また、本ヒータ装置１０の概略断面図を図２０に示す。本実施形態のヒータ装置１０は、上記第４実施形態のヒータ装置１０と比較して接触検知層３０の構成が異なる。 本実施形態のヒータ装置１０の接触検知層３０は、ＰＴＣ特性を有する多数のＰＴＣ特性材３３が埋設された絶縁層３３ａと、この絶縁層３３ａを両面側から挟むように配置された第１、第２の電極板３２１、３２２を有している。

ＰＴＣ特性材３３は、絶縁層３３ａを貫通し、かつ、該絶縁層を平面的に見て点状（ドット状）に形成されている。ＰＴＣ特性材３３は、温度検知手段に相当する。なお、絶縁層３３ａは絶縁樹脂により構成されている。

第１の電極層３３１は、絶縁層３３ａの一面側に配置され、第２の電極層３３２は、絶縁層３３ａの他面側に配置される。第１の電極層３３１には、絶縁層３３ａの一面側でＰＴＣ特性材３３と接触する線状の電極３３１ａが形成されている。また、第２の電極層３３２には、絶縁層３３ａの他面側でＰＴＣ特性材３３と接触する線状の電極３３２ａが形成されている。なお、電極３３１ａおよび電極３３２ａは、それぞれ蛇行するように形成されている。電極３３１ａおよび電極３３２ａの短手方向の間隔は、５ミリメートル程度となっている。

第１の電極層３３１の電極３３１ａと第２の電極層３３２の電極３３２ａには、一定電圧（例えば、５Ｖ）が印加される。本実施形態における検知回路４０ｂは、電極３３１ａと電極３３２ａの間に流れる電流に応じた電圧を出力する。

本ヒータ装置１０は、多数のＰＴＣ特性材３３が埋設された絶縁層３３ａを有する接触検知層３０を備えている。発熱層２０の温度が高く、ＰＴＣ特性材３３の温度が所定温度（キュリー温度）よりも高くなっている場合、ＰＴＣ特性材３３の抵抗値は大きいため、電極３３１ａと電極３３２ａの間に電流は流れない。 しかし、発熱層２０に物体が接触し、接触した部分の温度が低下すると、接触した部分に近い接触検知層３０の温度も低下する。そして、接触した部分に近い接触検知層３０のＰＴＣ特性材３３の温度が所定温度（キュリー温度）よりも低くなると、一部のＰＴＣ特性材３３を介して電極３３１ａと電極３３２ａとの間に電流が流れる。

本ヒータ装置１０は、接触検知層３０の温度変化を電極３３１ａと電極３３２ａの間に流れる電流変化として検知回路４０ａにより検出し、電極３３１ａと電極３３２ａの間に基準値以上の電流が流れた場合、発熱部２４への通電量を低下させる処理を行う。

上記第４実施形態のように、ＰＴＣ層３２、電極板３２１および電極板３２２を層状にした構成では、接触検知層３０に熱がこもりやすいが、本実施形態のような構成では、絶縁層３３ａの一面側に配置され、絶縁層３３ａの一面側でＰＴＣ特性材３３と接触する線状の電極３３１ａを有する第１の電極層３３１と、絶縁層３３ａの他面側に配置され、絶縁層３３ａの他面側でＰＴＣ特性材３３と接触する線状の電極３３２ａを有する第２の電極層３３２を備えたので、接触検知層３０に熱がこもりにくくすることができる。また、上記第４実施形態のように、ＰＴＣ層３２を備えた構成では、ＰＴＣ層を構成するため大量の正温度特性部材が必要となるが、本実施形態のような構成では、絶縁層３３ａを貫通し、かつ、複数の領域に分割されるように形成されたＰＴＣ特性材３３により発熱層２０の温度変化を検知する構成となっているので、比較的少ない正温度特性部材で接触検知層３０を構成することができるのでコストを低減することも可能である。 （第７実施形態）
本発明の第７実施形態に係るヒータ装置１０の構成を図２１に示す。また、本実施形態のヒータ装置１０の接触検知層３０における第１、第２の電極板３２１、３２２およびＰＴＣ特性材３４を重ねて見た図を図２２に示す。本実施形態のヒータ装置１０は、上記第６実施形態のヒータ装置１０と比較して接触検知層３０の構成が異なる。

上記第６実施形態のヒータ装置１０は、ＰＴＣ特性材３３が埋設された絶縁層３３ａを、第１、第２の電極板３２１、３２２で両面側から挟むように構成したが、本実施形態のヒータ装置１０は、ＰＴＣ特性材３４が形成された絶縁層３４ａの一面側に、２つの櫛歯状の電極３４１ａ、３４１ｂが形成された電極層３４１を備えた点が異なる。

ＰＴＣ特性材３４は、絶縁層３４ａの一面側に、該絶縁層３４ａを平面的に見て点状（ドット状）に形成されている。すなわち、ＰＴＣ特性材３４は、絶縁層３４ａの一面側に複数の領域に分割されるように形成されている。ＰＴＣ特性材３４は、温度検知手段に相当する。

電極層３４１は、絶縁層３４ａと積層するように配置されている。電極層３４１には、絶縁層３４ａに形成されたＰＴＣ特性部材３４を介して接続される２つの電極３４１ａ、３４１ｂが形成されている。また、絶縁層３４ａは、絶縁樹脂を用いて構成されている。

電極３４１ａおよび電極３４１ｂは、それぞれ櫛歯状をなしている。電極３４１ａおよび電極３４１ｂは、櫛歯の先端が対向するように形成されている。なお、電極３４１ａおよび電極３４１ｂの短手方向の間隔は、２ミリメートル程度となっている。また、図２２に示すように、電極３４１ａと電極３４１ｂは、各ＰＴＣ特性部材４を介して接続されている。

発熱層２０の温度が高く、ＰＴＣ特性材３４の温度が所定温度（キュリー温度）よりも高くなっている場合、ＰＴＣ特性材３４の抵抗値は大きいため、電極３４１ａと電極３４１ｂの間に電流は流れない。

しかし、発熱層２０に物体が接触し、接触した部分の温度が低下すると、接触した部分に近い接触検知層３０の温度も低下する。そして、接触した部分に近い接触検知層３０のＰＴＣ特性材３４の温度が所定温度（キュリー温度）よりも低くなると、一部のＰＴＣ特性材３４を介して電極３４１ａと電極３４１ｂとの間に電流が流れる。

本ヒータ装置１０は、接触検知層３０の温度変化を電極３４１ａと電極３４１ｂの間に流れる電流変化として検知回路４０ａにより検出し、電極３４１ａと電極３４１ｂの間に基準値以上の電流が流れた場合、発熱部２４への通電量を低下させる処理を行う。

上記第６実施形態のように、ＰＴＣ層３２を電極板３２１および電極板３２２で挟むような構成では、２つの電極板を必要とするが、本実施形態のヒータ装置１０は、１つの電極板で接触検知層３０を構成することができる。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態に係るヒータ装置１０の構成を図２３に示す。本実施形態のヒータ装置１０は、上記第７実施形態のヒータ装置１０と比較して接触検知層３０の構成が異なる。

上記実施形態のヒータ装置１０は、ＰＴＣ特性を有するＰＴＣ部材を有する構成としたが、本実施形態のヒータ装置１０は、ＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）特性を有する線状のＮＴＣ特性材３５が形成された絶縁層３５ａを備えている。ＮＴＣ特性材３５は、絶縁層３５ａの一面側に、蛇行するように形成されている。絶縁層３５ａは、絶縁樹脂を用いて構成されている。

ＮＴＣ特性材３５は、図２４に示すように、温度が低いときは抵抗値は大きくなっており、温度が上昇すると抵抗値が徐々に小さくなるＮＴＣ特性を有している。ＮＴＣ特性材３５は、温度検知手段に相当する。

発熱層２０の温度が高く、ＮＴＣ特性材３５の温度が低くなっている場合、ＮＴＣ特性材３５の抵抗値は小さいため、ＮＴＣ特性材３５に電流が流れる。

しかし、発熱層２０に物体が接触し、接触した部分の温度が低下すると、接触した部分に近い接触検知層３０の温度も低下する。そして、接触した部分に近い接触検知層３０のＮＴＣ特性材３５の温度が低くなると、一部のＮＴＣ特性材３５に電流が流れなくなる。

本ヒータ装置１０は、接触検知層３０の温度変化をＮＴＣ特性材３５に流れる電流変化として検知回路４０ａにより検出し、ＮＴＣ特性材３５に基準値以上の電流が流れた場合、発熱部２４への通電量を低下させる処理を行う。

（第９実施形態）
上記第８実施形態のヒータ装置１０は、ＮＴＣ特性を有するＮＴＣ特性材３５が形成された絶縁層３５ａを備えた構成としたが、本実施形態のヒータ装置１０は、ＣＴＲ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｒｅｓｉｓｔｏｒ）特性を有するＣＴＲ特性部材が形成された絶縁層を備えた点が異なる。ＣＴＲ特性部材としては、例えば、遷移金属酸化物（例えば、酸化バナジウム系材料）を用いることができる。

図２４に示したように、ＮＴＣ特性は、温度が低いときは抵抗値は大きくなっており、温度が上昇すると抵抗値が徐々に小さくなるが、図２５に示すように、ＣＴＲ特性は、温度が低いときは抵抗値は大きくなっており、温度が上昇して所定温度（キュリー点）に達すると抵抗値が急激に小さくなる。

このように、負温度特性部材としてＣＴＲ特性材を用いることにより、物体のヒータ層２０への接触を感度よく検出することができる。

（第１０実施形態）
上記第１実施形態のヒータ装置１０は、正温度特性を有する抵抗体（検知抵抗）３１を用いているのに対し、本実施形態に係るヒータ装置１０は、ＰＴＣ特性を有する検知抵抗３１を用いている点が異なる。また、本実施形態に係るヒータ装置１０は、上記第１実施形態のヒータ装置１０と比較して制御部４０の処理が異なる。

まず、図２６〜図２９を参照して、接触検知層３０の検知抵抗３１の合成抵抗の抵抗値変化について説明する。なお、図２６〜図２８は、接触検知層３０の等価回路である。また、図２６〜図２８において、接触検知層３０の検知抵抗３１には、電源端子から所定電圧Ｖ２が印加されている。

図２６に示すように、低温時、接触検知層３０の検知抵抗３１の温度が所定温度（キュリー温度）よりも低い状態では、検知抵抗３１の合成抵抗は小さいため、各検知抵抗３１を介して電流Ｉが流れる。なお、各検知抵抗３１の抵抗値は等しくなっているものとする。また、検知抵抗３１は、ｎ個の抵抗体を並列に接続したものとしてみなすものとする。この場合、検知抵抗３１が検知抵抗３１の抵抗値をＲ（ＰＴＣ，1）とすると、このときの合成抵抗Ｒｍｉｎは、Ｒｍｉｎ＝Ｒ（ＰＴＣ，1）／ｎとして表すことができる。

また、図２７に示すように、発熱層２０の発熱により接触検知層３０の検知抵抗３１の温度が所定温度（キュリー温度）よりも高くなると、各検知抵抗３１の合成抵抗は大きくなり、各検知抵抗３１に電流が流れなくなる。なお、検知抵抗３１の抵抗の温度係数をαとすると、このときの合成抵抗Ｒｍａｘは、Ｒｍａｘ＝αＲｍｉｎとして表すことができる。

また、図２８に示すように、このような高温時に物体Ｆ（例えば、ユーザの指）が発熱層２０に接触して接触した部分の温度が低下し、接触検知層３０の検知抵抗３１の温度が所定温度（キュリー温度）よりも低くなると、温度が低下した部位の検知抵抗３１の抵抗値が急減し、検知抵抗３１の合成抵抗値も急減する。そして、電源から検知抵抗３１を介して検知回路４０ａへ電流Ｉが流れる。ここで、１つの検知抵抗３１の温度が所定温度（キュリー温度）よりも低くなった場合の合成抵抗Ｒｔｏｕｃｈは、（ｎα／（ｎ−１）＋α）Ｒｍｉｎとして表すことができる。

図２９に示すように、ヒータ装置１０が作動を開始した直後、接触検知層３０の検知抵抗３１の温度が所定温度（キュリー温度）よりも低い状態では、検知抵抗３１の合成抵抗は比較的小さなＲｍｉｎとなる。そして、発熱層２０の発熱により接触検知層３０の検知抵抗３１の温度が所定温度（キュリー温度）よりも高温になると、検知抵抗３１の合成抵抗は比較的大きなＲｍａｘとなる。そして、高温時に物体Ｆ（例えば、ユーザの指）が発熱層２０に接触すると、各検知抵抗３１の合成抵抗は急減する。なお、接触時の合成抵抗Ｒｔｏｕｃｈは、低温時の合成抵抗Ｒｍｉｎとと高温時の合成抵抗Ｒｍａｘの中間の値となる。

本実施形態のヒータ装置１０の制御部４０は、検知抵抗３１の合成抵抗の変化に基づいて発熱層２０への物体の接触を検知し、発熱層２０に物体が接触したと判定した場合、ヒータ制御温度を低下させる。具体的には、制御部４０は、ヒータ制御温度を人体皮膚温度（例えば、３７℃）程度まで低下させる。

しかし、このようにヒータ制御温度を人体皮膚温度（例えば、３７℃）程度まで低下させると、検知抵抗３１がキュリー温度より低温となってしまい、検知抵抗３１の合成抵抗は、接触時の合成抵抗Ｒｔｏｕｃｈよりも小さくなる。また、検知抵抗３１の合成抵抗が接触時の合成抵抗Ｒｔｏｕｃｈよりも小さくなると、発熱層２０から物体が離れたとしても、発熱層２０から物体が離れたことを検知することができなくなる。

このため、本実施形態における制御部４０は、発熱層２０に物体が接触したと判定した場合、一定時間、ヒータ制御温度を人体皮膚温度（例えば、３７℃）程度まで低下させた後、検知抵抗３１の合成抵抗が接触時の合成抵抗Ｒｔｏｕｃｈよりも十分大きくなるまで上昇させる。そして、検知抵抗３１の合成抵抗の上昇幅が規定値未満の場合には、発熱層２０への物体の接触が継続しているものとして再度、ヒータ制御温度を低下させ、検知抵抗３１の合成抵抗の上昇幅が規定値以上の場合には、発熱層２０への物体の接触がなくなったものとしてヒータ制御温度の低下を解除する処理を実施する。

この処理のフローチャートを図３０に示す。また、この処理について説明するためのタイムチャートを図３１に示す。制御部４０は、ユーザによる操作部５０のスイッチに対する操作に応じてヒータ装置１０が動作状態になると、ユーザ操作に応じて設定された設定温度（ハイレベル）にヒータ制御温度を設定し、ヒータ制御用温度センサ２５より検出される温度が、ヒータ制御温度に近づくように発熱部２４への通電を行うとともに、図３０に示す処理を定期的に実施する。

まず、検知抵抗３１の抵抗値が規定量以上低下したか否かに基づいて発熱層２０への物体の接触を検知したか否かを判定する（Ｓ６００）。具体的には、検知回路４０ａから出力される出力電圧が規定量以上上昇したか否かに基づいて発熱層２０への物体の接触を検知したか否かを判定する。

ここで、図３１（ａ）〜（ｃ）に示すように、発熱層２０に物体が接触すると、発熱層２０の接触部のヒータ温度が低下し、検知抵抗３１の抵抗値は高温時の合成抵抗Ｒｍａｘ程度から接触時の合成抵抗Ｒｔｏｕｃｈ程度に低下する。

これにより、検知回路４０ａから出力される出力電圧が規定量以上上昇すると、Ｓ６００の判定はＹＥＳとなり、次に、ヒータ制御温度をユーザ操作に応じて設定された設定温度（ハイレベル）からローレベルに低下させる（Ｓ１０２）。ここで、ローレベルは、ヒータ温度が人体皮膚温度程度となる温度である。具体的には、発熱部２４への通電量をより少なくなるよう制御する。

なお、発熱層２０の温度が低下して検知抵抗３１の温度が所定温度（キュリー点）より低くなると、図３１（ｃ）に示すように、検知抵抗３１の合成抵抗は、接触時の合成抵抗Ｒｔｏｕｃｈよりも小さくなり、発熱層２０への物体の接触を検知することはできなくなる。

次に、発熱部２４への通電量をより少なくなるよう制御してから所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ６０４）。なお、所定時間は、ユーザが熱による不快感を生じない温度となるまで発熱部２４の温度を低下させるのに必要な時間よりも長い時間とする。

ここで、発熱部２４への通電量を少なくなるよう制御してから所定時間が経過していない場合、Ｓ６０４の判定はＮＯとなり、Ｓ６０４の判定を繰り返し実施する。また、所定時間が経過すると、Ｓ６０４の判定はＹＥＳとなり、次に、発熱層２０への物体の接触を検知できるようにするため、ヒータ制御温度を上昇させる（Ｓ６０６）。具体的には、ヒータ制御温度をローレベルからハイレベルに変更し、発熱部２４への通電量を増加させるよう制御する。なお、Ｓ６０６は、発熱部２０への通電量を増加させる通電量増加手段に相当する。ここで、発熱層２０の温度の上昇速度を、通常の発熱層２０の温度の上昇速度よりも緩やかにすることで、ユーザへの熱的不快感を低減するようにしている。

次に、検知抵抗３１の抵抗値が規定量以上上昇したか否かに基づいて発熱層２０への物体の接触を判定する（Ｓ６０８）。具体的には、ヒータ制御温度をローレベルからハイレベルに変更してから、一定時間が経過した後、検知回路４０ａから出力される出力電圧が規定量以上上昇したか否かに基づいて発熱層２０への物体の接触を検知したか否かを判定する。より詳細には、検知回路４０ａから出力される出力電圧が規定量以上上昇した場合には、発熱層２０に物体が接触していないと判定し、検知回路４０ａから出力される出力電圧が規定量以上上昇していない場合には、発熱層２０に物体が接触していると判定する。なお、Ｓ６０８は、発熱層への物体の接触を再判定する接触再判定手段に相当する。

ここで、発熱層２０への物体の接触が継続している場合、図３１（ｂ）に示すように、物体が発熱層２０に接触したままのため、検知抵抗３１の温度はキュリー温度よりも高くならない。このため、図３１（ｃ）に示すように、検知抵抗３１の抵抗値の上昇は限定される。また、物体が接触している部分の温度は、物体が接触していない部分の温度と比較して非常に緩やかに上昇する。このため、検知抵抗３１の抵抗値は、接触時の合成抵抗Ｒｔｏｕｃｈ程度までしか大きくならない。この場合、検知回路４０ａから出力される出力電圧は規定量以上上昇せず、Ｓ６０８の判定はＮＯとなり、Ｓ１０２にて、再度、ヒータ制御温度を低下させる。具体的には、ヒータ制御温度をハイレベルからローレベルに変更する。このように、発熱部２４への通電量を少なくなるよう制御する。

また、発熱部２４への通電量をより少なくなるよう制御してから所定時間が経過すると、Ｓ６０４の判定はＹＥＳとなり、Ｓ６０６にて、ヒータ制御温度を上昇させる。

このとき、発熱層２０への物体の接触がなくなっていると、発熱層２０は昇温を開始し、検知抵抗３１の温度がキュリー温度よりも高くなる。そして、発熱層２０が昇温を開始する前と比較して、検知抵抗３１の抵抗値が規定量以上上昇し、検知回路４０ａから出力される出力電圧が規定量以上上昇すると、Ｓ６０８の判定はＹＥＳとなり、ヒータ制御温度を復帰させる（Ｓ１０６）。具体的には、ヒータ制御温度をローレベルからハイレベルに変更し、発熱部２４への通電量を低下させる前の通電量に復帰させるように制御し、本処理を終了する。なお、Ｓ１０６は、発熱部への通電量を低下させる前の通電量に復帰させる通電量復帰手段に相当する。これにより、発熱部２４から放射される輻射熱は増加し、低下させる前の熱量に戻る。

上記したように、Ｓ１０２にて、発熱部２０への通電量を低下させた場合、Ｓ６０６にて、所定時間経過後に発熱部２０への通電量を増加させ、発熱部２０への通電量を増加させた後、Ｓ６０８にて、発熱層２０への物体の接触を再判定し、発熱層２０への物体の接触があると判定された場合、Ｓ１０２にて、発熱部２０への通電量を低下させるので、発熱層２０への物体の接触が継続している場合、発熱部２０への通電量を継続して低下させることができる。

また、Ｓ６０８にて、発熱層２０への物体の接触を再判定し、発熱層２０への物体の接触がないと判定された場合、Ｓ１０６にて、発熱部への通電量を低下させる前の通電量に復帰させるので、快適性を維持することができる。

（第１１実施形態）
上記第１０実施形態のヒータ装置１０は、Ｓ６０６にて、ヒータ制御温度をローレベルからハイレベルに上昇させるようにしたが、本実施形態のヒータ装置１０は、Ｓ６０６にて、ヒータ制御温度を正常動作時における最低設定レベルにする点が異なる。

ここで、図３２を参照して、ヒータ制御温度について説明する。ハイレベルは、ユーザ操作に応じて設定された設定温度にするためのレベルである。また、ローレベルは、発熱層２０に物体が接触した場合に設定するレベルである。ヒータ制御温度をローレベルに設定すると、ヒータ温度は人体皮膚温度となる。

また、最低設定レベルは、ユーザ操作に応じて設定することが可能な最低設定温度にするためのレベルである。この最低設定温度は、検知抵抗３１のキュリー温度よりも高い温度となっている。

本実施形態のヒータ装置１０の制御部４０は、Ｓ１０２にて、ヒータ温度を低下させた後、Ｓ６０６にて、所定時間が経過したと判定した場合、ヒータ制御温度を最低設定レベルに設定する（Ｓ６０８）。具体的には、ヒータ制御温度を、検知抵抗３１のキュリー温度よりも高い温度で、かつ、ユーザ操作に応じて設定することが可能な最低設定温度に設定する。

なお、Ｓ６０８にて、発熱層２０に物体が接触していないと判定された場合には、Ｓ１０６にて、ヒータ制御温度をハイレベルに変更し、発熱部２４への通電量を低下させる前の通電量に復帰させるように制御し、本処理を終了する。

上記したように、本実施形態では、Ｓ６０８にて、ヒータ制御温度を、検知抵抗３１のキュリー温度よりも高い温度で、かつ、ユーザ操作に応じて設定することが可能な最低設定温度に設定するので、上記第１０実施形態のヒータ装置１０よりも、より低い温度で発熱層２０への物体の非接触を検出することが可能である。すなわち、発熱層２０の温度を必要以上に上昇させることなく発熱層２０への物体の非接触を検出することが可能である。

なお、本実施形態では、Ｓ６０８にて、ヒータ制御温度を、検知抵抗３１のキュリー温度よりも高い温度で、かつ、ユーザ操作に応じて設定することが可能な最低設定温度に設定するようにしたが、例えば、ヒータ制御温度を、検知抵抗３１のキュリー温度よりも高い所定温度に設定するようにしてもよい。

（他の実施形態）
上記実施形態では、道路走行車両の室内に本ヒータ装置１０を設置した例を示したが、船舶、航空機などの移動体の室内に本ヒータ装置１０を設置することもできる。

また、上記第１〜２実施形態では、ヒータ制御温度を低下させるようにしたが、発熱部２４への通電を停止するようにしてもよい。

また、上記第１〜３実施形態では発熱層２０と接触検知層３０を独立した層としているが、１層の表裏に発熱層２０と接触検知層３０を配設してもよいし、発熱層２０の配線と接触検知層３０の抵抗線を平行させて配設する事により１層としてもよい。

また、上記第１〜第７実施形態では、ＰＴＣ特性を有するＰＴＣ特性部材により発熱層の温度を検出するようにしたが、ＮＴＣ特性を有するＮＴＣ特性部材やＣＴＲ特性を有するＣＴＲ特性部材により発熱層の温度を検出するようにしてもよい。

また、上記第１〜３実施形態では、抵抗体３１に流れる電流に応じた電圧を出力する検知回路４０ａにより発熱層２０への物体の接触を検知するようにしたが、例えば、物体の発熱層２０への圧力を検知する感圧センサ等を用いて発熱層２０への物体の接触を検知するようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、発熱層２０における発熱部２４と放熱部２３との配置形態について、隣接する放熱部２３の間に発熱部２４を配置する例について説明したが、これに限定されない。例えば、発熱層２０における放熱部２３を構成する領域内に、発熱部２４を設けるような配置形態としてもよい。

なお、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。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

１０ ヒータ装置
２０ ヒータ部
２２ 発熱部
２５ ヒータ制御用温度センサ
３０ 接触検知部
３１ 抵抗体
４０ 制御部
５０ 操作部

Claims (15)

1. 輻射熱を放射する輻射ヒータ装置であって、
   面状の発熱層（２０）と、
   前記発熱層に設けられ、通電により発熱する発熱部（２４）と、
   前記発熱層に配置され、前記発熱部より伝達される熱を放射する複数の放熱部（２３）と、
   各々の前記放熱部の周囲に設けられ、該放熱部よりも熱伝導率の低い材質の低熱伝導部（２６）と、
   前記発熱層への物体の接触を検知する接触検知手段（４０ａ）と、
   前記接触検知手段により前記発熱層への物体の接触が検知された場合、前記発熱部への通電量を低下させる通電量低下手段（Ｓ１０２）と、を備えたことを特徴とする輻射ヒータ装置。
2. 前記発熱層の温度変化を検知する温度検知手段（３１〜３５）を備え、
   前記接触検知手段は、前記温度検知手段により検知された前記発熱層の温度低下を前記発熱層への物体の接触として検知す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. 前記温度検知手段は、前記面状の発熱層の所定領域を覆うように配置された層状部材（３０）に設けられ、前記領域の温度変化を検知するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の輻射ヒータ装置。
4. 前記温度検知手段は、前記面状の発熱層の所定領域を覆うように配置された層状部材（３０）に設けられ、前記領域に含まれる局所的な異常発熱を検知するようになっており、
   当該輻射ヒータ装置は、前記温度検知手段により、前記面状の発熱層の少なくとも一部の局所的な異常発熱が検知された場合、前記発熱部への通電を停止する通電停止手段（Ｓ３０２）を備えたことを特徴とする請求項２に記載の輻射ヒータ装置。
5. 前記接触検知手段は、前記発熱層への物体の一定時間以上の接触を検知し、
   前記通電量低下手段は、前記接触検知手段により前記発熱部への物体の一定時間以上の接触が検知された場合、前記発熱部への通電量をより低下させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の輻射ヒータ装置。
6. 前記温度検知手段は、正温度特性を有する正温度特性部材により構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の輻射ヒータ装置。
7. 前記正温度特性部材は、薄板状に形成され、
   前記温度検知手段は、前記正温度特性部材を両面側から挟むように配置された２つの電極板（３２１、３２２）を有することを特徴とする請求項６に記載の輻射ヒータ装置。
8. 前記正温度特性部材は、絶縁層（３３ａ）を貫通し、かつ、複数の領域に分割されるように形成されたＰＴＣ特性材により構成されており、
   前記温度検知手段は、前記絶縁層の一面側に配置され、前記絶縁層の一面側で前記ＰＴＣ特性材と接触する線状の電極（３３１ａ）を有する第１の電極層（３３１）と、
   前記絶縁層の他面側に配置され、前記絶縁層の他面側で前記正温度特性部材と接触する線状の電極（３３２ａ）を有する第２の電極層（３３２）と、を備えたことを特徴とする請求項６に記載の輻射ヒータ装置。
9. 前記正温度特性部材は、絶縁層（３４ａ）の一面側に複数の領域に分割されるように形成されたＰＴＣ特性材により構成されており、
   前記温度検知手段は、前記絶縁層と積層するように配置され、前記絶縁層側の面に、前記絶縁層に形成された前記ＰＴＣ特性材を介して接続される２つの電極（３４１ａ、３４１ｂ）が形成された電極層（３４１）を有することを特徴とする請求項６に記載の輻射ヒータ装置。
10. 前記温度検知手段は、負温度特性を有する負温度特性部材により構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の輻射ヒータ装置。
11. 前記負温度特性部材は、ＣＴＲ特性を有するＣＴＲ特性部材であることを特徴とする請求項２または３に記載の輻射ヒータ装置。
12. 前記発熱層に設けられ、該発熱層の温度を検知する発熱層温度検知手段（２５）を備え、
    前記接触検知手段は、前記通電が開始されてから前記発熱層温度検知手段により検知された温度が所定温度以上となるまでの間、前記発熱層への物体の接触がないと判定することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の輻射ヒータ装置。
13. 前記接触検知手段は、前記通電が開始されてから一定期間が経過するまでの間、前記発熱層への物体の接触がないと判定することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の輻射ヒータ装置。
14. 前記通電量低下手段により前記発熱部への通電量が低下された場合、所定時間経過後に前記発熱部への通電量を増加させる通電量増加手段（Ｓ６０６）と、
    前記通電量増加手段により前記発熱部への通電量が増加された後、前記発熱層への物体の接触を再判定する接触再判定手段（Ｓ６０８）と、を備え、
    前記通電量低下手段は、前記接触再判定手段により前記発熱層への物体の接触があると判定された場合、前記発熱部への通電量を低下させることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の輻射ヒータ装置。
15. 前記接触再判定手段により前記発熱層への物体の接触がないと判定された場合、前記発熱部への通電量を低下させる前の通電量に復帰させる通電量復帰手段（Ｓ１０６）を備えたことを特徴とする請求項１４に記載の輻射ヒータ装置。

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