JP2019177057A - 車両用シートヒータ及び車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の快適性を維持しながら、速暖性を向上させる。【解決手段】シートヒータ１は、シート１００における乗員を支持する第１領域Ａ１に配設され、通電によって発熱する第１発熱体２３、２４、３４、３５と、シート１００における乗員が接触しない、または第１領域Ａ１よりも弱く接触する第２領域Ａ２に配設され、通電によって発熱する第２発熱体２１、２２、２５、３１、３２、３３とを備えている。第１発熱体２３、２４、３４、３５による加温温度帯が体温近傍の直接伝熱用温度帯となるように通電制御する。第２発熱体２１、２２、２５、３１、３２、３３による加温温度帯が輻射伝熱用温度帯となるように通電制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車等に配設される車両用シートに設けられるシートヒータ及びそのシートヒータを備えた車両用シートに関し、特に複数の発熱体を備えた構造の技術分野に属する。

従来より、シートヒータが設けられた車両用シートが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１に開示されている車両用シートは、乗員の大腿部を加熱する大腿部ヒータユニットと、乗員の臀部を加熱する臀部ヒータユニットと、乗員の腰部を加熱する腰部ヒータユニットとを備えており、各ヒータユニットが制御手段によって個別に制御されるように構成されている。初期モードでは、大腿部ヒータユニットによる加熱温度を臀部ヒータユニットによる加熱温度よりも高くし、定常モードでは、大腿部ヒータユニットによる加熱温度を臀部ヒータユニットによる加熱温度よりも低くし、かつ、臀部ヒータユニットによる加熱温度を腰部ヒータユニットによる加熱温度よりも低くするようにしている。

特許文献２に開示されている車両用シートのシートクッション及びシートバックには、それぞれ発熱ユニットが設けられている。各発熱ユニットは、複数のブロックに区分けされており、シートクッションの発熱ユニットは、座面の前後方向、左右方向にそれぞれ発熱体が並ぶように構成され、またシートバックの発熱ユニットは、背もたれ面の上下方向、左右方向にそれぞれ発熱体が並ぶように構成されている。そして、複数の発熱体の通電状態を乱数制御によって変更するようにしている。

特許５２２３３５７号公報 特開２０１０−４０１８５号公報

特許文献１では、初期モードと定常モードとで、大腿部ヒータユニット、臀部ヒータユニット及び腰部ヒータユニットによる加熱温度を変更するように制御しているが、これら３つのヒータユニットの全ては、乗員の体重がかかる部位、即ち、乗員が強く接触する部位に配置されているので、乗員との接触によって伝熱が行われることになる。

ところが、シートヒータによる加温の速効性（以下、速暖性という。）を向上させようとすると、特許文献１の場合、乗員が強く接触する部位の温度を上昇させることになり、乗員が熱く感じ易く、快適な加温状態にするのが困難である。これを避けるためには、各ヒータユニットの温度を全体的に低めに設定しなければならず、そうすると温冷感快適性の面で改善の余地が出てくる。

そこで、例えば、特許文献２に開示されているように、シートクッションの発熱ユニットを座面の広い範囲に設け、またシートバックの発熱ユニットを背もたれ面の広い範囲に設けることによって加温面積を拡大することが考えられる。

ところが、特許文献２では、複数の発熱体の通電状態を乱数制御によって変更することで乗員に温感刺激を与えるようにすることが目的となっており、速暖性を向上させることができるようにはなっていない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、乗員の快適性を維持しながら、速暖性を向上させることにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る車両用シートヒータは、車両用シートにおける乗員を支持する第１領域に配設され、通電によって発熱する第１発熱体と、前記車両用シートにおける乗員が接触しない、または前記第１領域よりも弱く接触する第２領域に配設され、通電によって発熱する第２発熱体と、前記第１発熱体による加温温度帯が乗員の体温近傍の直接伝熱用温度帯となるように該第１発熱体を通電制御するとともに、前記第２発熱体による加温温度帯が輻射伝熱用温度帯となるように該第２発熱体を通電制御する制御手段とを備えている。

この構成によれば、第１発熱体による加温温度帯が体温近傍の直接伝熱用温度帯となるように制御されるので、車両用シートに着座した乗員の比較的強く接触する部位が体温近傍の温度で加温される。そして、車両用シートに着座した乗員の比較的弱く接触する部位は、輻射伝熱用温度帯の温度にある第２発熱体によって加温され、また、乗員におけるシートに接触しない部位は、第２発熱体の輻射熱によって加温される。さらに、乗員の比較的強く接触する部位だけでなく、それ以外の部位、特にシートに接触していない部位も含めて広い範囲を加温できるので速暖性が向上し、さらに、乗員の各部位をそれぞれ異なる温度帯で加温することにより、乗員の温冷感に応じた加温が可能になる。

本発明の第２の側面に係る車両用シートヒータは、前記輻射伝熱用温度帯は、前記直接伝熱用温度帯よりも高く設定されている。

この構成によれば、第２発熱体による加温温度帯が第１発熱体による加温温度帯よりも高くなる。すなわち、第２発熱体は、乗員が接触しない領域、または比較的弱く接触する領域に配設されているので、第２発熱体による加温温度帯を高くしても乗員が熱すぎると感じにくく、特にシートに接触していない部位を輻射熱によって快適に加温することができる。

本発明の第３の側面に係る車両用シートヒータは、前記第１発熱体による加熱時の熱流束が３００Ｗ／ｍ^２以上５００Ｗ／ｍ^２以下である。

この構成によれば、第１発熱体による速暖性を高めながら、過昇温を抑制することができる。

本発明の第４の側面に係る車両用シートヒータは、前記第２発熱体による加熱時の熱流束が２００Ｗ／ｍ^２以上４００Ｗ／ｍ^２以下である。

この構成によれば、第２発熱体による速暖性を高めながら、過昇温を抑制することができる。

本発明の第５の側面に係る車両用シートヒータは、前記第１発熱体は、前記車両用シートにおける乗員の臀部及び腰部の少なくとも一方に対応する領域に配設されるとともに、前記車両用シートにおける乗員の大腿部に対応する領域に配設され、乗員の臀部及び腰部の少なくとも一方に対応する領域に配設された前記第１発熱体による熱流束が、乗員の大腿部に対応する領域に配設された前記第１発熱体による熱流束よりも高く設定されている。

すなわち、温冷感の感度が高い乗員の臀部や腰部に対応する領域に配設される第１発熱体の熱流束が高いので、速暖性をより一層向上させることができる。

本発明の第６の側面に係る車両用シートヒータは、前記第１発熱体は、通電によってジュール熱を発生する線材で構成されており、乗員の臀部及び腰部の少なくとも一方に対応する領域に配設された前記第１発熱体を構成する線材は、乗員の大腿部に対応する領域に配設された前記第１発熱体を構成する線材よりも密に設けられている。

この構成によれば、温冷感の感度が高い乗員の臀部や腰部に対応する領域においてジュール熱を発生する線材が密に設けられることになるので、速暖性をより一層向上させることができる。

本発明の第７の側面に係る車両用シートヒータは、前記車両用シートにおける乗員の臀部及び腰部の少なくとも一方に対応する領域に配設され、通電によって発熱する第３発熱体を備え、前記第１発熱体は、前記第３発熱体と重なるように配設され、前記制御手段は、前記第３発熱体を通電制御するように構成されている。

この構成によれば、温冷感の感度が高い乗員の臀部や腰部に対応する領域において第１発熱体と第３発熱体とが重なるように配設されるので、速暖性をより一層向上させることができる。

本発明の第８の側面に係る車両用シートヒータは、複数の前記第１発熱体を備え、前記制御手段は、複数の前記第１発熱体のうち、一部のみを輻射伝熱用温度帯となるように通電制御する。

例えば、車両に設けられているブレーキペダルやアクセルペダルを操作する場合のように、大腿部の裏側において膝に近い部位がシートから離れるか、僅かに接触するようになることがあり、操作時と非操作時とで接触状態が異なる場合がある。シートから離れるか、僅かに接触する場合には、その部位に対しては輻射伝熱用温度帯での加温ができるので、快適性が向上する。

また、本発明の第１から８のいずれかの側面に係る車両用シートヒータを備えた車両用シートとすることもできる。

本発明によれば、シートに比較的強く接触する部位を乗員の体温近傍の直接伝熱用温度帯で加温することができ、またそれ以外の部位を輻射伝熱用温度帯で加温することができる。これにより、乗員の広い範囲を一度に加温できるので速暖性を向上させることができ、さらに、乗員の温冷感に応じた加温が可能になるので加温時における快適性を維持できる。

本発明の実施形態１に係る車両用シートヒータを備えた車両用シートをシートクッション部とシートバック部とに分割した状態を示す図である。 車両用シートヒータのブロック図である。 シートクッション部用発熱ユニットの展開図である。 シートバック部用発熱ユニットの展開図である。 シート表面温度の変化を示すグラフと発熱体の通電制御のタイムチャートである。 本発明の実施形態２に係る図３相当図である。 本発明の実施形態２に係る図４相当図である。 本発明の実施形態２に係る図５相当図である。 本発明の実施形態３に係る図２相当図である。 本発明の実施形態３に係る図３相当図である。 本発明の実施形態３に係る図４相当図である。 本発明の実施形態３に係る図５相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る車両用シートヒータ１を備えた車両用シート１００をシートクッション部１０１とシートバック部１０２とに分割した状態を示す図である。以下の説明において、「前」とは車両前後方向の前側であり、「後」とは車両前後方向の後側であり、「左」とは車両左右方向の左側であり、「右」とは車両左右方向の右側である。

この実施形態で説明する車両用シート１は、運転席を構成するものであるが、本発明は助手席を構成するシートや、後席を構成するシートに適用することもできる。また、左右方向に複数人が並んで着座可能に構成された、いわゆるベンチシートに本発明を適用することもできる。

車両用シート１００は、シートクッション部１０１と、シートバック部１０２と、リクライニング機構（図示せず）と、ヘッドレスト１０３とを備えている。シートクッション部１０１は、シート座部とも呼ぶことができるものであり、乗員の主に臀部（尻部）から大腿部を下方から支持するように構成されている。シートバック部１０２は、シート背もたれ部とも呼ぶことができるものであり、乗員の主に腰部、背中、肩胛骨周り、肩を後方から支持するように構成されている。シートクッション部１０１の後端部と、シートバック部１０２の下端部とは、リクライニング機構を介して連結されている。リクライニング機構は、シートバック部１０２をシートクッション部１０１に対して左右方向に延びる水平軸周りに揺動可能にする機構であり、従来から周知のものである。リクライニング機構によってシートバック部１０２のシートクッション部１０１に対する角度を変更し、任意の角度でシートバック部１０２を固定することができるようになっている。また、ヘッドレスト１０３は、シートバック部１０２の上端部に設けられている。ヘッドレスト１０３とシートバック部１０２とは一体成形されていてもよい。

乗員の乗車姿勢は、図示しないスライド装置による車両用シート１００の前後位置の調整と、リクライニング機構によるシートバック部１０２の角度調整の他、図示しないが、車両用シート１００の昇降装置や、シートクッション部１０１の傾動装置等によって変更することができる。尚、各調整機構は必須なものではなく、いずれか１つまたは複数を省略したシートであってもよい。

以下の説明では、乗員が平均的な身長及び体重の成人（男性、女性）である場合を想定し、その乗員の乗車姿勢が標準的な乗車姿勢、即ち、運転者であれば安全上、支障のない乗車姿勢、助手席乗員や後席乗員であれば、一般的な乗車姿勢である場合を想定しており、例えば腰を前へずらして寝そべったような乗車姿勢等は除外する。

車両用シート１は、後述するように、乗員の所定の部位を加温するための車両用シートヒータ１を備えたシートヒータ付きシート、あるいは加温機能付きシート等と呼ぶこともできる。乗員の所定の部位は、臀部、大腿部、腰部、背中部、肩胛骨周り、肩部、首の後ろ等である。乗員における加温対象部位は、温冷感の感度が高い部位とすることができる。「温冷感が高い」とは、温度が変化したときにそのことを感じる感度が高いということであり、加温されていることを感じ易い部位ということができる。乗員の所定の部位について個人差はあるが、具体的には、乗員の大腿部の裏側の部位、大腿部の裏側から内股部にかけての部位、臀部から大腿部の裏側にかけての部位、背中、腰部等を挙げることができる。

（車両用シートヒータ１の全体構成）
車両用シートヒータ１は、シートクッション部１０１に内蔵されたシートクッション部用発熱ユニット２と、シートバック部１０２に内蔵されたシートバック部用発熱ユニット３と、図２に示す制御装置（制御手段）４と、第１温度センサ５と、第２温度センサ６と、操作スイッチ７と、電源８とを少なくとも備えている。尚、シートクッション部用発熱ユニット２とシートバック部用発熱ユニット３との一方のみ備えていてもよい。

シートクッション部用発熱ユニット２は、主に臀部及び大腿部を加温するための発熱ユニットである。シートバック部用発熱ユニット３は、主に腰部、背中部、肩胛骨周り及び肩部を加温するための発熱ユニットである。第１温度センサ５及び第２温度センサ６は、シートクッション部用発熱ユニット２やシートバック部用発熱ユニット３によって直接的に加温されるシート表皮材やクッション材の温度、また各発熱体（後述する）の温度等を測定するための温度検出手段であり、例えばサーミスタ等で構成することができる。操作スイッチ７は、車両用シートヒータ１をＯＮ、ＯＦＦ操作するためのものであり、例えば車室内において車両用シート１００の近傍やインストルメントパネル（図示せず）等に配設されている。電源８は、例えば車載バッテリ等を挙げることができる。

（シートクッション部用発熱ユニット２の構成）
シートクッション部用発熱ユニット２は、図１〜図３に示すように、左側クッション部発熱体２１と、右側クッション部発熱体２２と、臀部発熱体２３と、大腿部発熱体２４と、前端クッション部発熱体２５とを備えた発熱ユニットである。左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４及び前端クッション部発熱体２５の各発熱体は、例えば、通電によってジュール熱を発生する線材で構成されている。すなわち、この実施形態に係る各発熱体は、電流が物体を流れる際に熱エネルギーに変化することによって熱を生じる現象を利用する発熱体であり、例えばニクロム線等で構成することができる。

上記線材で発生する熱量は、上記線材に流れる電流の大きさによって増減するとともに、当該電流が流れる時間によっても増減する。左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４及び前端クッション部発熱体２５に供給される電流の大きさ及び電流が流れる時間は、後述する制御装置４によって個別に変更される。

図３に示すように、シートクッション部用発熱ユニット２は、シート状の耐熱部材からなるベース材２ａを備えている。このベース材２ａに、左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４及び前端クッション部発熱体２５を構成する各線材が固定されて薄型の一体型発熱ユニットとなっている。シートクッション部用発熱ユニット２は、シートクッション部１０１を構成するシート表皮材と、該シート表皮材で覆われるクッション材との間に配設することができる。尚、左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４及び前端クッション部発熱体２５は別体としてもよく、また任意の複数の発熱体を一体にした発熱ユニットとしてもよい。

左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４及び前端クッション部発熱体２５の各発熱体は図１に示す位置に配設される。すなわち、臀部発熱体２３は、シートクッション部１０１の上面部（座面部）において奥側（後側）に配設される。この臀部発熱体２３の真上には、標準的な乗車姿勢の乗員の臀部が位置することになる。大腿部発熱体２４は、シートクッション部１０１の上面部において手前側（前側）に配設される。この大腿部発熱体２４の真上には、標準的な乗車姿勢の乗員の大腿部が位置することになる。乗員の臀部及び大腿部の真下は、乗員の体重による力がかかる所であり、特に臀部の真下は大腿部の真下よりも大きな力がかかることになる。シートクッション部１０１における乗員の臀部及び大腿部を支持する領域は、本発明の第１領域Ａ１（図１に示す）であり、言い換えると、この第１領域Ａ１に臀部発熱体２３及び大腿部発熱体２４が配設されている。臀部発熱体２３及び大腿部発熱体２４は、本発明の第１発熱体である。

臀部発熱体２３の前後方向の寸法は、乗員の臀部の前後方向の寸法と対応するように設定されている。臀部発熱体２３の左右方向の寸法は、乗員の臀部の左右方向の寸法と対応するように設定されており、左側クッション部発熱体２１及び右側クッション部発熱体２２の左右方向の寸法よりも長く設定されている。

大腿部発熱体２４の後端部は、臀部発熱体２３の前端部から若干前方に離れている。大腿部発熱体２４の前端部は、シートクッション部１０１の上面部の前端部近傍に位置している。大腿部発熱体２４の前後方向の寸法は、乗員の大腿部の前後方向の寸法と対応するように設定されており、臀部発熱体２３の前後方向の寸法よりも長くなっている。大腿部発熱体２４の左右方向の寸法は、臀部発熱体２３の左右方向の寸法と略等しく設定されている。

左側クッション部発熱体２１は、シートクッション部１０１の上面部において左端部近傍に配設されている。左側クッション部発熱体２１の前後方向の寸法は、左右方向の寸法よりも長く設定されており、従って、左側クッション部発熱体２１は、シートクッション部１０１の上面部の左端部近傍を前後方向に延びるように配設される。また、右側クッション部発熱体２２は、シートクッション部１０１の上面部において右端部近傍に配設されている。右側クッション部発熱体２２の前後方向の寸法は、左側クッション部発熱体２１と同様に左右方向の寸法よりも長く設定されており、従って、右側クッション部発熱体２２は、シートクッション部１０１の上面部の右端部近傍を前後方向に延びるように配設される。

乗員が平均的な身長及び体重の成人であり、かつ、その乗員の乗車姿勢が標準的な乗車姿勢である場合には、左側クッション部発熱体２１及び右側クッション部発熱体２２の間に乗員の大腿部が位置するか、左側クッション部発熱体２１及び右側クッション部発熱体２２の真上から殆ど外れた所に乗員の大腿部が位置することになる。シートクッション部１０１の上面部において左端部近傍及び右端部近傍は、車両用シート１００における乗員が接触しない、または第１領域Ａ１よりも弱く接触する第２領域Ａ２（図１に示す）であり、この第２領域Ａ２に左側クッション部発熱体２１及び右側クッション部発熱体２２が配設されている。左側クッション部発熱体２１及び右側クッション部発熱体２２は、本発明の第２発熱体である。

前端クッション部発熱体２５は、シートクッション部１０１の前面部の上端部近傍に配設されている。前端クッション部発熱体２５は左右方向に長い形状とされており、前端クッション部発熱体２５の左端部は、乗員の左の膝裏近傍に対応するように位置し、また前端クッション部発熱体２５の右端部は、乗員の右の膝裏近傍に対応するように位置している。

乗員の乗車姿勢が標準的な乗車姿勢である場合には、前端クッション部発熱体２５の上方や前方に離れて乗員の大腿部よりも下の部位（例えば膝裏等）が位置することになる。シートクッション部１０１の前面部において上端部近傍は、車両用シート１００における乗員が接触しない第２領域Ａ２（図１に示す）であり、この第２領域Ａ２に前端クッション部発熱体２５が配設されている。前端クッション部発熱体２５は、本発明の第２発熱体である。

左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４及び前端クッション部発熱体２５の各発熱体が発生する熱量は、制御装置４による電流値や通電時間等によって変更することができる他、上記線材の密集度によっても変更することができる。単位面積当たりの上記線材の密集度が高ければ、熱流束を高めることができ、反対に単位面積当たりの上記線材の密集度が低ければ、熱流束を低めることができる。

この実施形態では、臀部発熱体２３及び大腿部発熱体２４の各発熱体の熱流束が、左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２及び前端クッション部発熱体２５の各発熱体の熱流束より低くなるように、各発熱体の上記線材の密集度が設定されるとともに、制御装置４による通電制御が行われるようになっている。具体的には、臀部発熱体２３及び大腿部発熱体２４の各発熱体の熱流束が３００Ｗ／ｍ^２以上５００Ｗ／ｍ^２以下となるように、臀部発熱体２３及び大腿部発熱体２４が制御され、また左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２及び前端クッション部発熱体２５の各発熱体の熱流束が２００Ｗ／ｍ^２以上４００Ｗ／ｍ^２以下となるように、左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２及び前端クッション部発熱体２５が制御される。

図２に示すように、左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４及び前端クッション部発熱体２５は、制御装置４に接続され、当該制御装置４によって通電制御される。

（シートバック部用発熱ユニット３の構成）
シートバック部用発熱ユニット３は、図１〜図３に示すように、左肩サイド発熱体３１と、右肩サイド発熱体３２と、中央上部発熱体３３と、背中部発熱体３４と、腰部発熱体３５とを備えた発熱ユニットである。左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２、中央上部発熱体３３、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５の各発熱体は、シートクッション部用発熱ユニット２の各発熱体と同様に、通電によってジュール熱を発生する線材で構成されている。左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２、中央上部発熱体３３、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５に供給される電流の大きさ及び電流が流れる時間は、後述する制御装置４によって個別に変更される。

図４に示すように、シートバック部用発熱ユニット３は、シート状の耐熱部材からなるベース材３ａを備えている。このベース材３ａに、左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２、中央上部発熱体３３、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５を構成する各線材が固定されて薄型の一体型発熱ユニットとなっている。シートバック部用発熱ユニット３は、シートバック部１０２を構成するシート表皮材と、該シート表皮材で覆われるクッション材との間に配設することができる。尚、左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２、中央上部発熱体３３、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５は別体としてもよく、また任意の複数の発熱体を一体にした発熱ユニットとしてもよい。

左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２、中央上部発熱体３３、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５の各発熱体は図１に示す位置に配設される。すなわち、背中部発熱体３４は、シートバック部１０２の前面部（背もたれ面部）において上下方向中央部よりも下側に配設される。この背中部発熱体３４の直前方には、標準的な乗車姿勢の乗員の背中部が位置することになる。腰部発熱体３５は、シートバック部１０２の前面部において背中部発熱体３４よりも下に配設される。この腰部発熱体３５の直前方には、標準的な乗車姿勢の乗員の腰部が位置することになる。乗員の背中部及び腰部の真後ろは、乗員の体重による力がかかる所であり、特に腰部の真後ろは背中部の真後ろよりも大きな力がかかることになる。シートバック部１０２における乗員の背中部及び腰部を支持する領域は、本発明の第１領域Ａ１（図１に示す）であり、この第１領域Ａ１に背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５が配設されている。背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５は、本発明の第１発熱体である。

背中部発熱体３４の左右方向の寸法は、乗員の背中部の左右方向の寸法と対応するように設定されている。背中部発熱体３４の上下方向の寸法は、乗員の背中部の上下方向の寸法と対応するように設定されている。腰部発熱体３５の左右方向の寸法は、乗員の腰部の左右方向の寸法と対応するように設定されている。腰部発熱体３５の上下方向の寸法は、乗員の腰部の上下方向の寸法と対応するように設定されている。

左肩サイド発熱体３１は、シートバック部１０２の前面部において上側かつ左端部近傍に配設されている。右肩サイド発熱体３２は、シートバック部１０２の前面部において上側かつ右端部近傍に配設されている。左肩サイド発熱体３１及び右肩サイド発熱体３２の下端部は、乗員の背中部に達しないように、背中部発熱体３４よりも上に位置付けられている。

乗員が平均的な身長及び体重の成人であり、かつ、その乗員の乗車姿勢が標準的な乗車姿勢である場合には、左肩の側方に左肩サイド発熱体３１が位置し、右肩の側方に右肩サイド発熱体３２が位置するか、左肩サイド発熱体３１及び右肩サイド発熱体３２の直前方から外れた所に左肩及び右肩が位置することになる。シートバック部１０２の前面部において上側の左端部近傍及び右端部近傍は、車両用シート１００における乗員が接触しない、または第１領域Ａ１よりも弱く接触する第２領域Ａ２（図１に示す）であり、この第２領域Ａ２に左肩サイド発熱体３１及び右肩サイド発熱体３２が配設されている。左肩サイド発熱体３１及び右肩サイド発熱体３２は、本発明の第２発熱体である。

中央上部発熱体３３は、シートバック部１０２の前面部において左肩サイド発熱体３１と右肩サイド発熱体３２との間に配設されている。中央上部発熱体３３の左右方向の寸法は、左肩サイド発熱体３１及び右肩サイド発熱体３２の各発熱体の左右方向の寸法よりも長く設定されている。中央上部発熱体３３の上端部と、左肩サイド発熱体３１及び右肩サイド発熱体３２の上端部とは略同じ高さに配置されているが、一方を他方よりも低くしてもよい。中央上部発熱体３３の下端部は、背中部発熱体３４の上端部から上方に離れている。中央上部発熱体３３の上下方向の寸法は、背中部発熱体３４の上下方向の寸法よりも長くすることができる。また、中央上部発熱体３３の左右方向の寸法は、該中央上部発熱体３３の上側が該中央上部発熱体３３の下側よりも短くなるようにすることができ、この場合、中央上部発熱体３３の上側の幅が下側の幅よりも狭くなる。

乗員の乗車姿勢が標準的な乗車姿勢である場合、シートバック部１０２の上側部分には乗員の体重があまりかからない。よって、シートバック部１０２の上側部分は、乗員が第１領域Ａ１よりも弱く接触する第２領域Ａ２であり、この第２領域Ａ２に中央上部発熱体３３が配設されている。中央上部発熱体３３は、本発明の第２発熱体である。

左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２、中央上部発熱体３３、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５の各発熱体が発生する熱量は、制御装置４による電流値や通電時間等によって変更することができる他、上記線材の密集度によっても変更することができる。単位面積当たりの上記線材の密集度が高ければ、熱流束を高めることができ、反対に単位面積当たりの上記線材の密集度が低ければ、熱流束を低めることができる。

この実施形態では、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５の各発熱体の熱流束が、左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２及び中央上部発熱体３３の各発熱体の熱流束より低くなるように、各発熱体の上記線材の密集度が設定されるとともに、制御装置４による通電制御が行われるようになっている。具体的には、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５の各発熱体の熱流束が３００Ｗ／ｍ^２以上５００Ｗ／ｍ^２以下となるように、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５が制御され、また左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２及び中央上部発熱体３３の各発熱体の熱流束が２００Ｗ／ｍ^２以上４００Ｗ／ｍ^２以下となるように、左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２及び中央上部発熱体３３が制御される。

図２に示すように、左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２、中央上部発熱体３３、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５は、制御装置４に接続され、当該制御装置４によって通電制御される。

（温度センサの構成）
図２に示す第１温度センサ５は、上記第１発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度状態を検出するためのものである。第１発熱体は、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５であるため、車両用シート１００における臀部発熱体２３の近傍、大腿部発熱体２４の近傍、背中部発熱体３４の近傍及び腰部発熱体３５の近傍にそれぞれ第１温度センサ５を配設することができる。第１温度センサ５は、各発熱体の温度を直接測定してシート表皮材の表面温度状態を推定して得ることもできるし、シート表皮材の温度を測定してシート表皮材の表面温度として得ることもできる。

図２に示す第２温度センサ６は、上記第２発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度状態を検出するためのものである。第２発熱体は、左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、前端クッション部発熱体２５、左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２及び中央上部発熱体３３であるため、車両用シート１００における左側クッション部発熱体２１の近傍、右側クッション部発熱体２２の近傍、前端クッション部発熱体２５の近傍、左肩サイド発熱体３１の近傍、右肩サイド発熱体３２の近傍及び中央上部発熱体３３の近傍にそれぞれ第２温度センサ６を配設することができる。第２温度センサ６は、各発熱体の温度を直接測定してシート表皮材の表面温度状態を推定して得ることもできるし、シート表皮材の温度を測定してシート表皮材の表面温度として得ることもできる。

第１温度センサ５及び第２温度センサ６は制御装置４に接続されている。制御装置４は、第１温度センサ５及び第２温度センサ６の検出値に基づいて温度を得ることができる。第１温度センサ５及び第２温度センサ６は、発熱体毎に設けることもできるし、一部の発熱体にのみ設けることもできる。

（制御装置４による制御）
次に、制御装置４による制御について説明する。制御装置４は、図３に示す操作スイッチ７の状態を検出し、操作スイッチ７がＯＮとされたことが検出されると、第１温度センサ５及び第２温度センサ６により検出された各部の温度に基づいて、シートクッション部用発熱ユニット２及びシートバック部用発熱ユニット３の各発熱体に所定の電流を流す。第１温度センサ５及び第２温度センサ６により検出された各部の温度が極低温である場合や、操作スイッチ７により「強」が設定されている場合には、それ以外の場合に比べて電流値を増加させることができる。

制御装置４は、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５による加温温度帯が乗員の体温近傍の直接伝熱用温度帯となるように、これら臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５を制御する。臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５は、上述したように、乗員の体重による力が大きくかかる所に配設されている発熱体である。よって、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５によって加温されるシート表皮材は、乗員に強く接触することになり、車両用シート１００に着座した乗員の比較的強く接触する部位に各発熱体の熱が直接的に伝達されて体温近傍の温度で加温される。従って、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５による加温温度帯が直接伝熱用温度帯となる。直接伝熱用温度帯を乗員の体温近傍の温度とすることで、乗員が熱すぎると感じることが無くなり、快適性が高まる。乗員の体温近傍の直接伝熱用温度帯は、例えば３３℃以上３９℃以下にすることができるが、これに限られるものではなく、低温やけどを防止しながら、快適性の高い加温状態を維持できる温度であればよい。

制御装置４は、左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、前端クッション部発熱体２５、左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２及び中央上部発熱体３３による加温温度帯が上記直接伝熱用温度帯よりも高い輻射伝熱用温度帯となるように、これら左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、前端クッション部発熱体２５、左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２及び中央上部発熱体３３を制御する。左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、前端クッション部発熱体２５、左肩サイド発熱体３１及び右肩サイド発熱体３２は、車両用シート１００における乗員が殆ど接触しない部位に配設されているものなので、輻射熱によって乗員の各部が加温される。輻射熱による加温であることから、輻射伝熱用温度帯が上記直接伝熱用温度帯よりも高くても乗員が熱すぎると感じ難くなる。

さらに、中央上部発熱体３３は、車両用シート１００における乗員が比較的弱く接触する部位に配設されているものであり、この中央上部発熱体３３の熱によって乗員の左右の肩の間が加温される。中央上部発熱体３３が配設されている部位は、乗員が比較的弱く接触する部位であることから、輻射伝熱用温度帯が上記直接伝熱用温度帯よりも高くても乗員が熱すぎると感じ難くなる。

図５は、実施形態１に係るシート表面温度の変化を示すグラフと、発熱体の通電制御のタイムチャートを示している。図５のグラフにおいて実線は、第１発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度であり、具体的には、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５によって加温されるシート表皮材の表面温度を示している。図５のグラフにおいて破線は、第２発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度であり、具体的には、左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、前端クッション部発熱体２５、左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２及び中央上部発熱体３３によって加温されるシート表皮材の表面温度を示している。図５の縦軸はシート表皮材の表面温度であり、横軸は加温開始からの経過時間である。加温開始前は、各部の表面温度は１０℃以下であった。

図５のタイムチャートの上側は、第１発熱体（臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５）の通電状態を表しており、ＯＮが通電状態、ＯＦＦが非通電状態である。図５のタイムチャートの下側は、第２発熱体（左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、前端クッション部発熱体２５、左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２及び中央上部発熱体３３）の通電状態を表しており、ＯＮが通電状態、ＯＦＦが非通電状態である。

加温開始時には、第１発熱体及び第２発熱体が共に通電状態となり、第１発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度が体温近傍（直接伝熱用温度帯）になると、第１発熱体が非通電状態になる。第２発熱体による加温温度は、第１発熱体による加温温度よりも高いので、第１発熱体が非通電状態になっても第２発熱体は通電状態を継続し、第２発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度が例えば４３℃〜４６℃くらいになると、第２発熱体が非通電状態になる。第１発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度が低下して直接伝熱用温度帯から外れると、第１発熱体が通電状態になる。また、第２発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度が低下して輻射伝熱用温度帯から外れると、第２発熱体が通電状態になる。以後、第１発熱体及び第２発熱体は、シート表皮材の表面温度がそれぞれ予め設定された温度範囲となるように、通電状態と非通電状態とを繰り返すことになる。図５のグラフに示すように、第２発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度が、第１発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度よりも常に高い温度となるように、通電制御することができるが、これに限らず、第２発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度の平均値が、第１発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度の平均値よりも３℃以上、または５℃以上高くなるように、通電制御を行うこともできる。

（実施形態の作用効果）
以上説明したように、この実施形態に係る車両用シートヒータ１によれば、車両用シート１００に比較的強く接触する部位を乗員の体温近傍の直接伝熱用温度帯で加温することができ、またそれ以外の部位を輻射伝熱用温度帯で加温することができる。これにより、乗員の広い範囲を一度に加温できるので速暖性を向上させることができ、さらに、乗員の温冷感に応じた加温が可能になるので加温時における快適性を維持できる。

（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２に係るシートクッション部用発熱ユニット２を示し、図７は、本発明の実施形態２に係るシートバック部用発熱ユニット３を示すものである。この実施形態２では、シートクッション部用発熱ユニット２及びシートバック部用発熱ユニット３の一部のみ上記線材を密に設けた点で実施形態１と異なっており、他の部分は実施形態１と同じである。以下、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。

図６に示すように、シートクッション部用発熱ユニット２の臀部発熱体２３は、他の発熱体（左側クッション部発熱体２１、右側クッション部発熱体２２、大腿部発熱体２４及び前端クッション部発熱体２５）よりも上記線材が密に設けられている。「密」とは、単位面積当たりの上記線材の密集度が高いということであり、具体的には、隣合う線材の間隔を狭めることで達成することができる。

臀部は温冷感の感度が高い部位であり、車両用シート１００における臀部の真下は特に力がかかる所である。この臀部の真下に配設されている臀部発熱体２３を構成する上記線材を密に設けることで、極低温時の速暖性を効率よく高めることができる。

また、図７に示すように、シートバック部用発熱ユニット３の腰部発熱体３５は、他の発熱体（左肩サイド発熱体３１、右肩サイド発熱体３２、中央上部発熱体３３及び背中部発熱体３４）よりも上記線材が密に設けられている。腰部は温冷感の感度が高い部位であり、車両用シート１００における腰部の真後ろは特に力がかかる所である。この腰部の真後ろに配設されている腰部発熱体３５を構成する上記線材を密に設けることで、極低温時の速暖性を効率よく高めることができる。

図８に示すグラフにおける一点鎖線は、臀部発熱体２３によって加温されたシート表皮材の表面温度、及び腰部発熱体３５によって加温されたシート表皮材の表面温度の変化を示している。臀部発熱体２３によって加温されたシート表皮材の表面温度、及び腰部発熱体３５によって加温されたシート表皮材の表面温度は、他の第１発熱体によって加温されたシート表皮材の表面温度（実線で示す）に比べて早期に上昇する。

この実施形態２によれば、実施形態１の作用効果に加えて、臀部及び腰部を早期に加温することができ、速暖性をより一層向上させることができる。

尚、臀部発熱体２３と腰部発熱体３５との一方のみ上記線材を密に設けてもよい。

（実施形態３）
図９は、本発明の実施形態３に係る車両用シートヒータ１を示している。実施形態３では、車両用シートヒータ１が臀部補助発熱体２６と腰部補助発熱体３６とを備えている点で実施形態１のものとは異なっているが、他の部分は実施形態１と同じである。以下、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。臀部補助発熱体２６と腰部補助発熱体３６は、上記線材で構成することができる。

図１０に示す臀部補助発熱体２６は、車両用シート１００における乗員の臀部に対応する領域（図１の第１領域Ａ１）に配設され、通電によって発熱する第３発熱体である。臀部補助発熱体２６は、臀部発熱体２３と上下方向に重なるように配置されており、従って臀部を加温する発熱体となる。臀部補助発熱体２６の下に臀部発熱体２３を配置してもよいし、臀部補助発熱体２６の上に臀部発熱体２３を配置してもよい。

図１１に示す腰部補助発熱体３６は、車両用シート１００における乗員の腰部に対応する領域（図１の第１領域Ａ１）に配設され、通電によって発熱する第３発熱体である。腰部補助発熱体３６は、腰部発熱体３５と前後方向に重なるように配置されており、従って腰部を加温する発熱体となる。腰部補助発熱体３６の前に腰部発熱体３５を配置してもよいし、腰部補助発熱体３６の後に腰部発熱体３５を配置してもよい。

臀部補助発熱体２６及び腰部補助発熱体３６による熱流束は、臀部発熱体２３、大腿部発熱体２４、背中部発熱体３４及び腰部発熱体３５による熱流束よりも大きくなるように設定されている。

図９に示すように、臀部補助発熱体２６と腰部補助発熱体３６は制御装置４に接続され、制御装置４によって通電制御される。具体的には、図１２の最下部のタイムチャートに示すように、臀部補助発熱体２６及び腰部補助発熱体３６は、加温開始時に他の発熱体と同様に通電される。臀部補助発熱体２６及び腰部補助発熱体３６による熱流束は他の発熱体よりも大きく設定されているので、臀部及び腰部におけるシート表皮材の表面温度が、他の部分の表面温度よりも早期に上昇する。

実施形態３では、実施形態２と同様に、臀部及び腰部を早期に加温することができ、速暖性をより一層向上させることができる。さらに、臀部補助発熱体２６及び腰部補助発熱体３６を非通電状態にした後に、臀部発熱体２３及び腰部発熱体３５の通電を継続させることができるので、加熱流束の大きな変動を抑制することができ、これにより、加熱流束の変動に起因する乗員の不快感を低減できる。

尚、臀部補助発熱体２６と腰部補助発熱体３６との一方のみ省略してもよい。

（その他の実施形態）
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

例えば、実施形態２の臀部発熱体２３及び腰部発熱体３５と、実施形態３の臀部補助発熱体２６及び腰部補助発熱体３６とを組み合わせてもよい。例えば、実施形態２の臀部発熱体２３と、実施形態３の腰部補助発熱体３６とを組み合わせてもよいし、実施形態２の腰部発熱体３５と、実施形態３の臀部補助発熱体２６とを組み合わせてもよい。

また、複数の第１発熱体のうち、一部のみを輻射伝熱用温度帯となるように通電制御することもできる。例えば、車両に設けられているブレーキペダルやアクセルペダルを操作する場合のように、大腿部の裏側において膝に近い部位がシートから離れるか、僅かに接触するようになることがあり、操作時と非操作時とで接触状態が異なる場合がある。シートから離れるか、僅かに接触する部位に対して加温する第１発熱体を設けておき、それら部位に対しては輻射伝熱用温度帯での加温ができるので、快適性が向上する。

以上説明したように、本発明は、例えば自動車の運転席や助手席、後部座席等に適用することができる。

１ 車両用シートヒータ
４ 制御装置（制御手段）
２１ 左側クッション部発熱体（第２発熱体）
２２ 右側クッション部発熱体（第２発熱体）
２３ 臀部発熱体（第１発熱体）
２４ 大腿部発熱体（第１発熱体）
２５ 前端クッション部発熱体（第２発熱体）
２６ 臀部補助発熱体（第３発熱体）
３１ 左肩サイド発熱体（第２発熱体）
３２ 右肩サイド発熱体（第２発熱体）
３３ 中央上部発熱体（第２発熱体）
３４ 背中部発熱体（第１発熱体）
３５ 腰部発熱体（第１発熱体）
３６ 腰部補助発熱体（第３発熱体）
１００ 車両用シート
Ａ１ 第１領域
Ａ２ 第２領域

Claims (9)

1. 車両用シートに設けられる車両用シートヒータにおいて、
   前記車両用シートヒータは、
   前記車両用シートにおける乗員を支持する第１領域に配設され、通電によって発熱する第１発熱体と、
   前記車両用シートにおける乗員が接触しない、または前記第１領域よりも弱く接触する第２領域に配設され、通電によって発熱する第２発熱体と、
   前記第１発熱体による加温温度帯が乗員の体温近傍の直接伝熱用温度帯となるように該第１発熱体を通電制御するとともに、前記第２発熱体による加温温度帯が輻射伝熱用温度帯となるように該第２発熱体を通電制御する制御手段とを備えている車両用シートヒータ。
2. 請求項１に記載の車両用シートヒータにおいて、
   前記輻射伝熱用温度帯は、前記直接伝熱用温度帯よりも高く設定されている車両用シートヒータ。
3. 請求項１または２に記載の車両用シートヒータにおいて、
   前記第１発熱体による加熱時の熱流束が３００Ｗ／ｍ^２以上５００Ｗ／ｍ^２以下である車両用シートヒータ。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用シートヒータにおいて、
   前記第２発熱体による加熱時の熱流束が２００Ｗ／ｍ^２以上４００Ｗ／ｍ^２以下である車両用シートヒータ。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の車両用シートヒータにおいて、
   前記第１発熱体は、前記車両用シートにおける乗員の臀部及び腰部の少なくとも一方に対応する領域に配設されるとともに、前記車両用シートにおける乗員の大腿部に対応する領域に配設され、
   乗員の臀部及び腰部の少なくとも一方に対応する領域に配設された前記第１発熱体による熱流束が、乗員の大腿部に対応する領域に配設された前記第１発熱体による熱流束よりも高く設定されている車両用シートヒータ。
6. 請求項５に記載の車両用シートヒータにおいて、
   前記第１発熱体は、通電によってジュール熱を発生する線材で構成されており、
   乗員の臀部及び腰部の少なくとも一方に対応する領域に配設された前記第１発熱体を構成する線材は、乗員の大腿部に対応する領域に配設された前記第１発熱体を構成する線材よりも密に設けられている車両用シートヒータ。
7. 請求項１から４のいずれか１つに記載の車両用シートヒータにおいて、
   前記車両用シートヒータは、
   前記車両用シートにおける乗員の臀部及び腰部の少なくとも一方に対応する領域に配設され、通電によって発熱する第３発熱体を備え、
   前記第１発熱体は、前記第３発熱体と重なるように配設され、
   前記制御手段は、前記第３発熱体を通電制御するように構成されている車両用シートヒータ。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載の車両用シートヒータにおいて、
   複数の前記第１発熱体を備え、
   前記制御手段は、複数の前記第１発熱体のうち、一部のみを輻射伝熱用温度帯となるように通電制御する車両用シートヒータ。
9. 請求項１から８のいずれか１つに記載の車両用シートヒータを備えた車両用シート。

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