JP2024039748A - ヒータユニット及び車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】安全性の向上を図ったヒータユニット及びそれが配置された車両用シートを提供すること。【解決手段】採暖用ヒータと、第一補助ヒータと、第二補助ヒータと、第一温度検知装置と、第二温度検知装置と、スイッチとからなり、上記スイッチにより上記第一温度検知装置または第二温度検知装置への通電を任意に選択できるよう構成されており、上記第一補助ヒータが上記第一温度検知装置を加熱するよう配置され、上記第二補助ヒータが上記第二温度検知装置を加熱するよう配置され、上記第一補助ヒータ及び上記第二補助ヒータが、上記採暖用ヒータと並列に接続され、上記採暖用ヒータ、上記第一補助ヒータ及び上記第二補助ヒータと、上記第一温度検知装置及び第二温度検知装置が直列に接続されているヒータユニット。上記のヒータユニットが配置された車両用シート。【選択図】 図３

Description

本発明は、ヒータユニットと、このヒータユニットが配置された車両用シートなどに係り、特に、安全性の向上を図ったものに関する。

従来より、車両用シートに装着されるヒータユニットとしては、例えば、基材上にコード状ヒータを蛇行配線した構成のものなどが実用されている。このようなヒータユニットは、車両用シートヒータ等と称され、車両用シートヒータの温度制御の構成として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された車両用シートヒータは、図４に示されるものであり、温度検知装置としてサーモスタットを使用し、採暖用ヒータ１０１、制御部１０２、サーモスタット１０３ａ，１０３ｂ、スイッチ１０４、補助ヒータ１０５ａ，１０５ｂ、電源１０７から構成されており、制御部１０２はサーモスタット１０３ａ，１０３ｂとスイッチ１０４からなる。補助ヒータ１０５ａ，１０５ｂはそれぞれサーモスタット１０３ａ，１０３ｂを加熱し、それによってサーモスタット１０３ａ，１０３ｂがＯＮ－ＯＦＦの動作をしている。採暖用ヒータ１０１、制御部１０２、補助ヒータ１０５ａ，１０５ｂ及び電源１０７は直列に接続され、サーモスタット１０３ａ，１０３ｂはスイッチ１０４で任意に選択できるようになっている。ここで、サーモスタット１０３ａ，１０３ｂの動作温度を異なるものにする、または、補助ヒータ１０５ａ，１０５ｂの発熱量を異なるものにすることで、採暖用ヒータ１０１の発熱について、強加熱と弱加熱とを切り替えることができるようにしている。

尚、本件に直接関係するものではないが関連する技術として、例えば、特許文献２に示すような車両用シートヒータを参照することができる。この車両用ヒータは、２つの採暖用ヒータを手動の切り替えスイッチにより並列接続と直列接続に切り替え、それにより、強加熱と弱加熱とを切り替える構成となっている。また、他の技術として、例えば、特許文献３に示すような車両用シートヒータを参照することができる。この車両用ヒータは、２つの採暖用ヒータと温度制御用サーモスタットを有し、温度制御用サーモスタットが、一方の採暖用ヒータと直列に接続されるとともに、もう一方の採暖用ヒータと並列に接続されている。それにより、立ち上り時には２つの採暖用ヒータにより強加熱をし、平衡時には１つの採暖用ヒータにより温度の安定を図るものである。また、車両用シートヒータの各部材や製造方法については、例えば、特許文献４等を参照することができる。

特開２００２－２７２５５６公報：松下電器産業 特開２００２－８３６６５公報：クラベ 国際公開ＷＯ２００７／０９７４４５公報：クラベ 特許第４２０２０７１号公報：クラベ

ここで上記の通り、特許文献１においては、採暖用ヒータ１０１と補助ヒータ１０５ａ，１０５ｂが直列に接続されている。このような構成であると、採暖用ヒータ１０１の抵抗値によって補助ヒータ１０５ａ，１０５ｂの発熱量が変動することになり、それによりサーモスタット１０３ａ，１０３ｂの動作にも影響が出ることとなる。例えば、抵抗値の温度による変動は、採暖用ヒータ１０１や補助ヒータ１０５ａ，１０５ｂに使用される導電体の材料によって異なることから、採暖用ヒータ１０１と補助ヒータ１０５ａ，１０５ｂとで異なる材料の導電体を使用した場合、適切な温度制御をするための設計が非常に煩雑となる。また、採暖用ヒータ１０１が部分断線をして抵抗値が増大した場合、補助ヒータ１０５ａ，１０５ｂの発熱量が大きく低下をすることから、採暖用ヒータ１が設計よりも高い温度になっても、サーモスタット１０３ａ，１０３ｂが動作しないことになってしまう。

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、安全性の向上を図ったヒータユニット及びそれが配置された車両用シートを提供することにある。

上記目的を達成するべく、本発明によるヒータユニットは、採暖用ヒータと、第一補助ヒータと、第二補助ヒータと、第一温度検知装置と、第二温度検知装置と、スイッチとからなり、上記スイッチにより上記第一温度検知装置または第二温度検知装置への通電を任意に選択できるよう構成されており、上記第一補助ヒータが上記第一温度検知装置を加熱するよう配置され、上記第二補助ヒータが上記第二温度検知装置を加熱するよう配置され、上記第一補助ヒータ及び上記第二補助ヒータが、上記採暖用ヒータと並列に接続され、上記採暖用ヒータ、上記第一補助ヒータ及び上記第二補助ヒータと、上記第一温度検知装置及び第二温度検知装置が直列に接続されているものである。
また、上記採暖用ヒータが、第一採暖用ヒータと第二採暖用ヒータとからなり、上記第一採暖用ヒータと上記第二採暖用ヒータが並列に接続されていることが考えられる。
また、上記採暖用ヒータの単位長さ当たりの抵抗値が、上記第一補助ヒータ及び上記第二補助ヒータの単位長さ当たりの抵抗値より小さいことが考えられる。
また、上記第一採暖用ヒータ及び上記第二採暖用ヒータの単位長さ当たりの抵抗値が、上記第一補助ヒータ及び上記第二補助ヒータの単位長さ当たりの抵抗値より小さいことが考えられる。
又、本発明による車両用シートは、上記のヒータユニットが配置されたものである。

本発明によるヒータユニットは、２つの補助ヒータが、採暖用ヒータと並列に接続されているため、採暖用ヒータに部分断線が生じる等して採暖用ヒータの抵抗値が変化しても、補助ヒータの発熱量は変化しない。通常考えられる故障モードでは、採暖用ヒータの抵抗値の変化は増大する方向になる、即ち、採暖用ヒータの発熱量は減少する方向になるが、その一方で、補助ヒータの発熱量は変化しないことから、温度検知装置の動作への影響が無く、採暖用ヒータの温度が設計以上の高温となる状況は防ぐことができ、安全性を向上することができる。

本発明実施の形態によるヒータユニットを示す平面図である。 本発明実施の形態によるヒータユニットが車両用シートに組込まれた状態を示す一部切欠斜視図である。 本発明実施の形態によるヒータユニットの回路構成を示す回路図である。 従来技術によるヒータユニットの回路構成を示す回路図である。

以下、図１～図３を参照して本発明の一実施の形態を説明する。本実施の形態では、本発明によるヒータユニットを車両用シートに適用した例を示す。

図１に示すように、コード状ヒータからなる第一採暖用ヒータ１ａと第二採暖用ヒータ１ｂが、不織布等からなる基材９上の所定の位置に設置されている。本実施の形態では、第一温度検知装置として第一サーモスタット３ａが使用され、第二温度検知装置として第二サーモスタット３ｂが使用されている。第一採暖用ヒータ１ａと第二採暖用ヒータ１ｂには、第一補助ヒータ５ａ，第二補助ヒータ５ｂと第一サーモスタット３ａ，第二サーモスタット３ｂが接続され、これらも併せて基材９上の所定の位置に設置されている。ここで、第一サーモスタット３ａは、第一補助ヒータ５ａによって加熱され、第二サーモスタット３ｂは、第二補助ヒータ５ｂによって加熱され、この加熱の温度によってＯＮ－ＯＦＦの動作を行うこととなる。尚、ヒータユニット１０の各構成については、例えば、上記特許文献４などを参照することができる。

上記構成によるヒータユニット１０は、図２に示すような状態で、車両用シート２０内に埋め込まれることになる。即ち、車両用シート２０の表皮カバー２１と座席パット２２との間にヒータユニット１０を挿入するものである。

このようなヒータユニットの回路構成について、図３を参照して説明する。まず、電源７とスイッチ４が接続され、スイッチ４の一方の端子には第一サーモスタット３ａ、もう一方の端子には第二サーモスタット３ｂが接続される。第一サーモスタット３ａ及び第二サーモスタット３ｂのスイッチ４と反対側は接続され、そこに、第一採暖用ヒータ１ａ、第二採暖用ヒータ１ｂ、第一補助ヒータ５ａ及び第二補助ヒータ５ｂが接続される。第一補助ヒータ５ａと第二補助ヒータ５ｂは直列に接続され、直列に接続された第一補助ヒータ５ａ及び第二補助ヒータ５ｂ、第一採暖ヒータ１ａ並びに第二採暖ヒータ１ｂが並列に接続される。

本実施の形態においては、第一採暖用ヒータ１ａを車両用シートの座面側に配置し、第二採暖用ヒータ１ｂを車両用シートの背面側に配置している。もちろん、第一採暖用ヒータ１ａ及び第二採暖用ヒータ１ｂの両方を座面側に配置しても良いし、背面側に配置しても良い。また、１つの基材９上に、第一採暖用ヒータ１ａ及び第二採暖用ヒータ１ｂの両方を配置することも考えられる。また、本発明の要旨を逸しない範囲であれば、第一採暖用ヒータ、第二採暖用ヒータのみでなく第三採暖用ヒータ、第四採暖用ヒータといった他のヒータを配置しても構わない。

第一サーモスタット３ａと第二サーモスタット３ｂの動作温度を変えることで、採暖用ヒータの温度を変化させることができる。例えば、第一サーモスタット３ａの動作温度を第二サーモスタット３ｂの動作温度より高くした場合、第一サーモスタット３ａに通電する側が高温、第二サーモスタット３ｂに通電する側が低温となる。また、第一サーモスタット３ａと第二サーモスタット３ｂの動作温度が同一の場合、第一補助ヒータ５ａと第二補助ヒータ５ｂの発熱量を変えることで、採暖用ヒータの温度を変化させることができる。例えば、第一補助ヒータ５ａの発熱量を第二補助ヒータ５ｂの発熱量より大きくした場合、第一サーモスタット３ａに通電する側が低温、第二サーモスタット３ｂに通電する側が高温となる。

また、第一補助ヒータ５ａと第二補助ヒータ５ｂは、直列接続でなく、並列接続とすることも考えられる。第一補助ヒータ５ａと第二補助ヒータ５ｂを配置する箇所については、それぞれ第一サーモスタット３ａ、第二サーモスタット３ｂに必要な熱を伝達できる箇所であれば限定されない。例えば、第一採暖用ヒータ１ａや第二採暖用ヒータ１ｂと全く異なる箇所に配置することも可能である。また、熱伝導性に優れた材料で補助ヒータとサーモスタットを接続すれば、補助ヒータとサーモスタットが離れた箇所に配置されていても機能させることができる。

また、本発明の要旨を逸しない範囲であれば、第一サーモスタット、第二サーモスタットのみでなく第三サーモスタット、第四サーモスタットといった他のサーモスタットを配置しても構わない。第一補助ヒータ、第二補助ヒータのみでなく第三補助ヒータ、第四補助ヒータといった他の補助ヒータを配置しても構わない。これらにより、多段階の採暖用ヒータの温度設定が可能となる。

本発明の場合、採暖用ヒータと補助ヒータが並列に接続され、採暖用ヒータと補助ヒータには同電圧がかかることになることから、採暖用ヒータと補助ヒータの温度を等しくするため、補助ヒータの抵抗値を調整することが行われる。抵抗値は、ヒータを構成する導電体における材料固有の電気抵抗率と断面積と長さで求められる。一方で、特に車両用シートヒータの場合、第一補助ヒータ５ａ及び第二補助ヒータ５ｂを配置できる場所は非常に限られている。また、第一補助ヒータ５ａは第一サーモスタット３ａの近傍に、第二補助ヒータ５ｂは第二サーモスタット３ｂの近傍に配置することが好ましい。ここで特に車両用シートヒータの場合、着座圧がかかる箇所にサーモスタットを配置すると、着座者がサーモスタットを感じ取り不快感を覚えることがある。そのため、第一補助ヒータ５ａ、第二補助ヒータ５ｂ、第一サーモスタット３ａ及び第二サーモスタット３ｂは、着座圧がかからない箇所に配置する必要があるが、そのような箇所はかなりの制限がある。このような理由により、補助ヒータは採暖用ヒータに比べて十分な長さをとることが難しく抵抗値が低くなる傾向にある。そこで、第一補助ヒータ５ａ及び第二補助ヒータ５ｂの単位長さ当たりの抵抗値を大きくすることで、第一補助ヒータ５ａ及び第二補助ヒータ５ｂの単位長さ当たりの発熱量を採暖用ヒータの単位長さ当たりの発熱量に近づけ、両者の温度を等しくする事ができる。より具体的には、第一補助ヒータ５ａ及び第二補助ヒータ５ｂを構成する導電体の断面積が、採暖用ヒータを構成する導電体の断面積より小さいか、第一補助ヒータ５ａ及び第二補助ヒータ５ｂを構成する導電体の電気抵抗率が採暖用ヒータを構成する導電体の電気抵抗率より大きいことが考えられる。また、上記断面積の条件と電気抵抗率の条件を両方備えたものも考えられる。

温度検知装置として、上記実施の形態ではサーモスタットを使用したが、例えば、サーモスタットだけでなく、サーミスタ、温度ヒューズ、熱電対等を使用することも考えられる。また、上記実施の形態では、第一サーモスタット３ａと第二サーモスタット３ｂとして、ともにサーモスタットとしているが、例えば、一方をサーミスタ、もう一方を温度ヒューズにするなど、複数の種類を組合せることも考えられる。また、温度検知装置として、サーミスタや熱電対などの温度を検知するのみで電流遮断は制御回路等の他の手段で行うものを使用する場合、第一温度検知装置と第二温度検知装置で、電流遮断をする温度が異なるように設定することが考えられる。

上記実施の形態では、第一採暖用ヒータ１ａや第二採暖用ヒータ１ｂなどを基材９上に配置したが、例えば、基材を用いないヒータユニットとしても構わない。また、第一採暖用ヒータ１ａや第二採暖用ヒータ１ｂをコード状ヒータとしたが、例えば、フィルムヒータ、ガラス管ヒータ、セラミックヒータなど、通電により加熱するような他の構成のヒータとしても構わない。

以上説明したように本発明によれば、安全性の向上を図ったヒータユニットを得ることができる。本発明によるヒータユニットは、前記実施の形態に例示した車両用シートの他にも、例えば、自動二輪車や鉄道車両等の車両座席、チャイルドシート、船舶や航空機などの座席、遊園地の観覧車の座席、各種競技場の観覧席、劇場や映画館等の鑑賞用座席、駅やテーマパーク、屋外公園等に設置されたベンチ、家庭内やオフィスで使用されるソファーや座椅子、理髪店の椅子、各種医療機関で使用されている医療用の椅子などのヒータとして適用することも考えられる。また、シートや座席のみならず、例えば、ステアリングホイール、シートや椅子のアームレスト、車両内装壁、ベッド、布団、枕、ベビーカー、便座カバー、便座内部、被服類、加熱調理器具など、種々の分野で幅広く応用が可能である。また、本発明によるヒータユニットを車両用シートに適用する場合には、空調装置が組込まれた座席に適応しても良い。

１ａ 第一採暖用ヒータ
１ｂ 第二採暖用ヒータ
３ａ 第一サーモスタット
３ｂ 第二サーモスタット
４ スイッチ
５ａ 第一補助ヒータ
５ｂ 第二補助ヒータ
７ 電源
１０ ヒータユニット

Claims (5)

1. 採暖用ヒータと、第一補助ヒータと、第二補助ヒータと、第一温度検知装置と、第二温度検知装置と、スイッチとからなり、
   上記スイッチにより上記第一温度検知装置または第二温度検知装置への通電を任意に選択できるよう構成されており、
   上記第一補助ヒータが上記第一温度検知装置を加熱するよう配置され、上記第二補助ヒータが上記第二温度検知装置を加熱するよう配置され、
   上記第一補助ヒータ及び上記第二補助ヒータが、上記採暖用ヒータと並列に接続され、
   上記採暖用ヒータ、上記第一補助ヒータ及び上記第二補助ヒータと、上記第一温度検知装置及び第二温度検知装置が直列に接続されているヒータユニット。
2. 上記採暖用ヒータが、第一採暖用ヒータと第二採暖用ヒータとからなり、上記第一採暖用ヒータと上記第二採暖用ヒータが並列に接続されている請求項１記載のヒータユニット
3. 上記採暖用ヒータの単位長さ当たりの抵抗値が、上記第一補助ヒータ及び上記第二補助ヒータの単位長さ当たりの抵抗値より小さいことを特徴とする請求項１記載のヒータユニット。
4. 上記第一採暖用ヒータ及び上記第二採暖用ヒータの単位長さ当たりの抵抗値が、上記第一補助ヒータ及び上記第二補助ヒータの単位長さ当たりの抵抗値より小さいことを特徴とする請求項２記載のヒータユニット。
5. 請求項１～請求項４何れか記載のヒータユニットが配置された車両用シート。
   

Images