JP5116470B2 - 座席用採暖装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の座席に取付けて座席の暖房を行うカーシートヒータなどの座席用採暖装置に係り、特に、耐久性、信頼性及び安全性に優れ、座席への取付け作業性が向上し、コストの低減と軽量化を図ることができるとともに、着座時の違和感を生じず快適な着座感を得られるものに関する。

従来より座席用採暖装置としては、コード状ヒータ等から構成された採暖物をサーモスタットによって一定の温度になるように温度制御する方式のものが一般的であった。しかし、このようなサーモスタットによる温度制御のものは、使用しているサーモスタットの動作温度により採暖物の温度が決定されることになる。従って、自由に座席用採暖装置の温度を設定して、快適性を向上させたいという要求に対しては、動作温度が異なる複数のサーモスタットを使用したり、サーモスタットを動作させる補助ヒータの発熱量を切り替えるといった方法を取るなど部品点数の増加や複雑な回路構成を強いられ、現実的には実現が困難であった。

このような要求に対応するものとして、例えば図８〜図１０に示すような座席用採暖装置が知られている。図８〜図１０において、コード状ヒータ１０３が基材１０２に蛇行配設されて成る採暖物１０４に、温度制御回路１０１が基材１０２の外部で直列に接続され、コード状ヒータ１０３の近傍にはサーミスタ等の温度検知素子１０５が配置されている。この温度検知素子１０５からの温度信号によって、温度制御回路１０１に内蔵されたパワーＭＯＳ ＦＥＴ（Ｆｅｉｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ、 電界効果トランジスタ）等の電流制御素子を制御することで、採暖物１０４の温度が制御される。

このような構成において、温度制御回路１０１の回路基板（図示しない）は、第一のケース体１１１と第二のケース体１１２からなるケース体１１３に収納されている。ここで、第一のケース体１１１には、ケース体１１３を座席から自在に脱着するための取付け部１１４が設けられるとともに、第二のケース体１１２には、回路基板が固定されている。又、前記ケース体１１３には座席への採暖物１０４の設置における順序の制約を解消し作業性を向上するため、採暖物１０４と前記温度調節回路１０１を電気的に接続する接続部１１５が設けられている。
尚、採暖物１０４には温度検知素子１０５が固定され、この温度検知素子１０５も接続部１１５を介して温度制御回路１０１に電気的に接続されていると類推される。一方、採暖物１０４以外の例えば電源等に接続されるリード線１０８は、前記第二のケース体１１２に設けられた穴から外部に出されている（例えば、特許文献１参照）。

又、サーミスタ等による温度検知素子を用いて温度制御を行う技術を開示した文献として、前記特許文献１の他に多数の文献が知られている（例えば、特許文献２など参照）。

又、前記図８〜図１０に示したような構成において、温度制御回路１０１と温度検知素子１０５を採暖物１０４の基材１０２に固定することが示唆された文献が知られている（例えば、特許文献３の段落０００３，０００５参照）。

特開２００４−２７２７５５号公報 特表２００４−５０４０８２号公報 特開２００３−２１７７９６号公報

しかしながら、前記特許文献１に示された構成では、採暖物１０４とは別に温度制御回路１０１を収納したケース体１１３を座席に取付け、その上で採暖物４と温度制御回路１０１を接続する作業が必要になるため、作業性が劣ることになる。同時に、複雑な構造の取付け部１１４や回路基板を収納する部分を有するケース体１１３の使用によって、かなりコストアップが見込まれることとなる。

又、前記ケース体１１３における第一のケース体１１１と第二のケース体１１２の結合部分は、嵌め合わせとなっているため、シールが不完全となってしまう。そのため、例えば高湿環境などで使用した場合、回路基板が結露して絶縁抵抗が低下し、リーク電流による発火等を引き起こす恐れがある。

更に、前記第二のケース体１１２におけるリード線１０８の導出部分は、振動等が加わった場合、屈曲する荷重がリード線１０８に直接加わるため、リード線１０８が断線する恐れがある。

一方、採暖物１０４に固定される温度検知素子１０５は、採暖物１０４の基材１０２の外部に設置された温度制御回路１０１に接続する必要があるため、採暖物１０４と温度制御回路１０１の間を電気的に接続するリード線１０８の本数が多くなり、コストがかかるとともに軽量化の障害になる。更に、温度検知素子１０５と温度制御回路１０１の間の接続距離が長くなるため、温度制御の信頼性に劣るという問題点がある。

尚、特許文献３に示唆された構成の場合、ケース体１１３によって温度制御回路１０１のサイズが大きくなる。又、厚みも温度制御回路基板の厚みと、第一のケース体１１１及び第二のケース体１１２の肉厚に加え、回路基板に搭載された電子部品が第一のケース体１１１及び第二のケース体１１２に当たらないための空間が必要となることから、かなりの厚みとなる。そのため、特許文献３の段落０００５にも記載のように、このような温度制御回路１０１を固定した採暖物１０４を車両座席に取付けて使用すると着座時の違和感があり、快適性を著しく損ねるため実現に至っていない。

本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、耐久性、信頼性及び安全性に優れ、座席への取付け作業性が向上し、コストの低減と軽量化を図ることができるとともに、着座時の違和感を生じず快適な着座感を得られる座席用採暖装置を提供することにある。

前記の目的を達成するべく本発明の請求項１による座席用採暖装置は、基材と該基材に配置されたコード状ヒータとからなる採暖物と、上記採暖物の温度を検知する温度検知素子と、上記温度検知素子からの出力により上記採暖物の温度を制御する温度制御回路と、からなり、座席の所定箇所に取付けられる座席用採暖装置であって、上記温度検知素子及び上記温度制御回路はともに上記基材の所定の位置に配置されており、上記温度制御回路は、回路基板と該回路基板上に搭載された各種素子とからなり、上記回路基板上に接続されたリード線の一部とともに絶縁被覆されており、上記絶縁被覆は内面に熱可塑性接着剤層を備えた熱収縮性チューブによってなされるものであることを特徴とするものである。
又、請求項２による座席用採暖装置は、請求項１記載の座席用採暖装置において、上記リード線の上記温度制御回路との接続側の端部には予め保護被覆が施されていて、その状態で上記温度制御回路とともにさらに絶縁被覆されることを特徴とするものである。
又、請求項３による座席用採暖装置は、請求項１記載の座席用採暖装置において、上記温度検知素子のリード線は、上記基材上にて前記温度制御回路に接続されていることを特徴とするものである。
又、請求項４による座席用採暖装置は、請求項１記載の座席用採暖装置において、上記温度制御回路は、厚みが９ｍｍ以下となるように成形されていることを特徴とするものである。
又、請求項５による座席用採暖装置は、請求項１記載の座席用採暖装置において、上記温度制御回路の上下両面の内、座席に実装された状態で荷重が作用する側には補強板が内装されていることを特徴とするものである。
又、請求項６による座席用採暖装置は、請求項１記載の座席用採暖装置において、上記温度検知素子を上記温度制御回路内に組み込んだ状態で絶縁被覆するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項７による座席用採暖装置は、請求項６記載の座席用採暖装置において、上記温度検知素子は上記温度制御回路内において発熱する電子部品の近傍に組み込まれていることを特徴とするものである。
又、請求項８による座席用採暖装置は、請求項６記載の座席用採暖装置において、上記温度制御回路の上下両面の内、座席に実装された状態で荷重が作用する側には補強板が内装されているとともに、上記温度検知素子は上記補強板において各種電子部品が設置されている側に対して反対側に組み込まれることを特徴とするものである。
又、請求項９による座席用採暖装置は、請求項６記載の座席用採暖装置において、上記温度検知素子の上下面の少なくとも一面には集熱用金属箔が設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項１０による座席用採暖装置は、請求項６記載の座席用採暖装置において、上記補強板には溝が形成されていて、該溝内に上記温度検知素子を組み込むようにしたことを特徴とするものである。

本発明の請求項１による座席用採暖装置によれば、耐久性、信頼性及び安全性に優れ、座席への取付け作業性が向上し、コストの低減と軽量化を図ることができるとともに、着座時の違和感を生じず快適な着座感を得られる座席用採暖装置を得ることができる。
又、請求項２による座席用採暖装置によれば、請求項１記載の座席用採暖装置において、上記温度制御回路は、該温度制御回路に接続されたリード線の一部とともに絶縁被覆されているので、リード線の屈曲に対する耐久性が向上するものである。
又、請求項３による座席用採暖装置によれば、請求項２記載の座席用採暖装置において、上記リード線の上記温度制御回路との接続側の端部には予め保護被覆が施されていて、その状態で上記温度制御回路とともにさらに絶縁被覆されるように構成されているので、リード線の屈曲に対する耐久性がさらに向上するものである。
又、請求項４による座席用採暖装置によれば、請求項２又は請求項３記載の座席用採暖装置において、上記絶縁被覆は熱収縮性チューブによってなされるように構成されているので、絶縁被覆作業が容易化されるものである。
又、請求項５による座席用採暖装置によれば、請求項４記載の座席用採暖装置において、上記絶縁被覆に用いられる熱収縮性チューブはその内面に熱可塑性接着剤層を備えた構成になっているので、不必要な隙間を形成することなく所望の絶縁被覆を施すことができる。
又、請求項６による座席用採暖装置によれば、請求項１記載の座席用採暖装置において、上記温度検知素子のリード線は、上記基材上にて前記温度制御回路に接続されているので、それによっても、屈曲に対する耐久性が向上するものである。
又、請求項７による座席用採暖装置によれば、請求項１記載の座席用採暖装置において、上記温度制御回路は、厚みが９ｍｍ以下となるように成形されているので、座席に実装した場合の不快感をなくすことができる。
又、請求項８による座席用採暖装置によれば、請求項１記載の座席用採暖装置において、上記温度制御回路の上下両面の内、座席に実装された状態で荷重が作用する側には補強板が内装されている構成になっているので、着座時の荷重によって温度制御回路の健全性が損なわれることを防止することができる。
又、請求項９による座席用採暖装置によれば、請求項１記載の座席用採暖装置において、上記温度検知素子を上記温度制御回路内に組み込んだ状態で絶縁被覆するようにしたので、それによっても、座席に実装した場合の不快感をなくすことができる。
又、請求項１０による座席用採暖装置によれば、請求項９記載の座席用採暖装置において、上記温度検知素子は上記温度制御回路内において発熱する電子部品の近傍に組み込まれているので、温度検知感度が向上するものである。
又、請求項１１による座席用採暖装置によれば、請求項９記載の座席用採暖装置において、上記温度制御回路の上下両面の内、座席に実装された状態で荷重が作用する側には補強板が内装されているとともに、上記温度検知素子は上記補強板において各種電子部品が設置されている側に対して反対側に組み込まれるため、上記温度検知素子が本来の温度検知位置であるコード状ヒータに近い位置へ配置されることになるので、温度検知感度が向上するものである。
又、請求項１２による座席用採暖装置によれば、請求項９記載の座席用採暖装置において、上記温度検知素子の上下面の少なくとも一面には集熱用金属箔が設置されているので、温度検知感度が向上するものである。
又、請求項１３による座席用採暖装置は、請求項９記載の座席用採暖装置において、上記補強板には溝が形成されていて、該溝内に上記温度検知素子を組み込むようにしたので、出っ張りをなくすことができ、座席に実装した場合の不快感をなくすことができる。

本発明の実施の形態を示す図で、座席用採暖装置の一実施例を示す平面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、座席用採暖装置の一部である熱収縮チューブ等で絶縁被覆された温度制御回路の一実施例を示す一部切欠平面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、座席用採暖装置の組付けにおける一実施例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態を示す図で、座席用採暖装置の一実施例を示す配線図である。 本発明の実施の形態を示す図で、座席用採暖装置の他の実施例を示す断面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、座席用採暖装置の一部である熱収縮チューブ等で絶縁被覆された温度制御回路の他の実施例を示す一部切欠平面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、座席用採暖装置の他の実施例を示す断面図である。 従来例の座席用採暖装置を示す平面図である。 従来例の座席用採暖装置の一部である温度制御回路を示す平面図である。 従来例の座席用採暖装置を示す配線図である。

符号の説明

１ 温度制御回路
２ 基材
３ コード状ヒータ
４ 採暖物
５ 温度検知素子
７ 絶縁被覆
８ リード線
９ 回路基板
１０ 補強板
１１ 保護チューブ
Ｅ 電源
ＳＷ スイッチ
ＶＲ 温度設定ボリューム

本発明の実施の形態を、図１〜図４を参照しながら説明する。まず、図１に示すように、基材２があり、この基材２にはコード状ヒータ３が固定されていて、これら基材２とコード状ヒータ３とによって採暖具４を構成している。又、上記基材２の所定位置には温度制御回路１が配置されている。温度制御回路１には、リード線８の一端側が接続されており、このリード線８の他方は、図４に示すように、電源Ｅ、温度設定ボリュームＶＲ、スイッチＳＷ、温度検知素子５、及び、コード状ヒータ３に接続されている。又、温度検知素子５は、採暖具４の温度がなるべく正確に検知できる、基材２上の所定の位置に設置されており、温度検知素子５のリード線８は基材２上で温度制御回路１に接続されている。

このように、温度検知素子５及び温度制御回路１はともに、基材２の所定の位置に予め配置されているため、一括して座席２７の座部２９や背もたれ部３１の所定箇所に取付けることができ（図３に示す）、座席２７への取付け作業性を向上させることができる。又、コード状ヒータ３と温度制御回路１の間を電気的に接続するリード線８の本数が少なくて済むため、コスト低減とともに軽量化を図ることができる。更に、温度検知素子５と温度制御回路１の接続距離が短くなるため、温度制御の信頼性に優れたものとなる。

本実施の形態による温度制御回路１は、図２に示すように、温度制御回路１に接続されたリード線８の一部とともに絶縁被覆されている。絶縁被覆の方法としては、有機材料から構成された熱収縮性チューブ７を使用するものであり、該熱収縮性チューブ７の内周面には熱可塑性接着剤２１の層が設けられている。この熱収縮チューブ７の内部に回路基板９を配置した後、加熱により熱収縮チューブ７を収縮させることにより、回路基板９の周囲を熱可塑性接着剤２１で充填するものである。図２に示すように、収縮した熱収縮性チューブ７の開口部には溶融した熱可塑性接着剤２１が隙間なく充填されているものである。
尚、熱収縮性チューブ７の内部に回路基板９を配置した後、熱収縮性チューブ７の開口部から熱可塑性あるいは熱硬化性有機材料を充填する方法を用いても良い。
又、リード線８が熱収縮性チューブ７によって絶縁被覆される長さは、耐湿が保たれ、尚且つリード線８の屈曲に対して耐久性が向上する所定の長さが設定されている。

このように、温度制御回路１がリード線８の一部とともに熱収縮性チューブ７によって絶縁被覆されていれば、回路基板９の結露による発火等の危険を防止することができるとともに、絶縁被覆によってリード線８に加わる屈曲する荷重を和らげることができるためリード線８の断線を防止することができる。又、前記の段落０００４等で記載したような大型のケース体等を使用する必要がなく、温度制御回路１のサイズや厚みを大幅に小さくすることができるため、着座時の違和感を生じず快適な着座感を得ることができる。

前記温度制御回路１における絶縁被覆の被覆後の厚みは、違和感を生じない厚みである９ｍｍ以下となっており、更に着座した時に違和感を生じないように基材２の所定の位置に配置されていることから、非常に快適な着座感を得ることができる。

尚、前記温度制御回路１を厚み９ｍｍ以下に絶縁被覆する方法は、前記のような熱収縮性チューブ７を使用した方法に限定されることはない。例えば、樹脂モールド工法、樹脂ポッティング工法等が考えられる。又、接着剤等が塗布された樹脂やゴムのシートにより、温度制御回路を挟みこむことも考えられる。

また、図６に示すように、リード線８に予め保護被覆として保護チューブ１１を配置し、その上から熱収縮性チューブ７によって絶縁被覆することも考えられる。このようにすれば、リード線８として細い径のものを使用した場合であっても、絶縁被覆の端部における屈曲によりリード線８が断線することを防止することができる。尚、この保護チューブ１１には、上記した絶縁被覆と同様の熱収縮性チューブを使用しても良い。

以下に図１〜図４を参照しながら、本発明の実施例を更に説明する。
本実施例においては、以下のようにして各構成部品がリード線８によって接続される。すなわち、図４に示すように、電源Ｅの＋側と回路基板９がスイッチＳＷを介して接続され、電源Ｅの＋側とコード状ヒータ３のもう一端が接続され、温度検知素子５のリード線は、＋側、−側ともに回路基板９に直接接続され、回路基板９と温度設定ボリュームＶＲが接続され、又、回路基板９がグランドに接続される。

この回路基板９は、内層に熱溶融性接着剤２１が具備され、外層が電子線架橋のオレフィン樹脂製の熱収縮チューブ７の内部に配置された後、加熱することで絶縁被覆される。このとき、温度制御回路１の厚みが９ｍｍ以下になるよう設定される。リード線８の一部は回路基板９とともに熱収縮性チューブ７によって絶縁被覆されることになるが、リード線８が被覆される長さは、絶縁が保たれ、尚且つ屈曲に対しての耐久性も有するために、約１０ｍｍが適している。

温度検知素子５はコード状ヒータ３の配線間の隙間のうち、シートヒータの温度を精度良く検知できる所定の位置に固定されるが、前記コード状ヒータ３に接近しすぎた位置ではシートヒータの温度が設定温度まで上昇する前に、前記コード状ヒータ３の熱を検知し前記コード状ヒータ３の通電がオフする所謂早切れ状態となる。

熱収縮性チューブ７によって絶縁被覆された回路基板９は、サイズが小型（約２５ｍｍ×４０ｍｍ）で、厚みも薄く（９ｍｍ以下）仕上がっており、更に着座した時に違和感を生じないように、採暖物４の周辺位置に配置されている。

尚、図５に示すように、樹脂等からなる補強板１０を回路基板９に重ねた状態で、熱収縮性チューブ７によって絶縁被覆を施すことにより、着座時の衝撃及び荷重による回路基板９の破損を防止することができる。このような補強板１０を使用した場合、補強板１０の位置する面が座面側となるように温度制御回路１を配置した方が、より効果的に回路基板９の破損を防止することができる。

更に、温度制御回路１を基材２へ取付ける際の作業性を向上させるため、温度検知素子５も回路基板９と一括して熱収縮性チューブ７の内部に内蔵することも考えられる。その際には、例えば、回路基板９の各種素子２５の内の、ＦＥＴのような発熱する素子２５の近傍に温度検知素子５を配置することで、この素子２５からの熱を擬似的に温度検知素子５に検知させ、採暖物４の温度制御をすることも考えられる。

また、補強板１０において回路基板９の各種素子２５が配置される面と反対側の面に温度検知素子５を配置することが考えられる。このような配置の場合には、図７に示すように、この補強板１０に温度検知素子５が収納される溝部２３を作成し、この溝部２３に温度検知素子５を収納することも考えられる。併せて、集熱のためにアルミ等の金属箔を温度検知素子５の上面又は下面に配置することも考えられる。

前記の温度制御回路１はコード状ヒータ３が配置された基材２に両面テープ等にて配置されるが、更に信頼性を向上させるため適当なサイズの基材４と同じ材質のシートに両面テープを張り付けたもので、温度制御回路１を固定する方法も考えられる。

又、温度検知素子５としては、例えば、サーミスタ、白金抵抗素子、熱電対などが挙げられるが、これらは温度検知精度やコスト等を考慮して適宜に選択すれば良い。

又、前記実施例で絶縁被覆として使用した熱収縮チューブ７について、導電性付与材が添加されたものを使用すれば、車両内等に発生するノイズから回路基板９を遮蔽することができ、ノイズによる影響を防ぐことができるため好ましい。導電性付与剤としては従来公知のもの、例えば、カーボンブラック粒子、グラファイト粒子、炭素繊維粉砕物、金属粉末、金属酸化物粉末、導電性ポリマー粉末などが挙げられる。

以上説明したように本発明によれば、耐久性、信頼性及び安全性に優れ、座席への取付け作業性が向上し、コストの低減と軽量化を図ることができるとともに、着座時の違和感を生じず快適な着座感を得られる座席用採暖装置を得ることができる。本発明による座席用採暖装置は、例えば、自動二輪車や鉄道車両等の車両座席でも良いし、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への適用も考えられる。また、座席のみならず、例えば、ベッド、布団、枕、ベビーカー、便座カバー、被服類など、種々の分野で幅広く応用が可能である。

又、本発明による座席用採暖装置は、空調装置が組込まれた座席に適応しても良い。更に、座席の内部に組込んだ形態で使用するだけでなく、座席の表面に後付けで配置する形態で使用しても構わない。

Claims (10)

1. 基材と該基材に配置されたコード状ヒータとからなる採暖物と、上記採暖物の温度を検知する温度検知素子と、上記温度検知素子からの出力により上記採暖物の温度を制御する温度制御回路と、からなり、座席の所定箇所に取付けられる座席用採暖装置であって、
   上記温度検知素子及び上記温度制御回路はともに上記基材の所定の位置に配置されており、
   上記温度制御回路は、回路基板と該回路基板上に搭載された各種素子とからなり、上記回路基板上に接続されたリード線の一部とともに絶縁被覆されており、
   上記絶縁被覆は内面に熱可塑性接着剤層を備えた熱収縮性チューブによってなされるものであることを特徴とする座席用採暖装置。
2. 請求項１記載の座席用採暖装置において、
   上記リード線の上記温度制御回路との接続側の端部には予め保護被覆が施されていて、その状態で上記温度制御回路とともにさらに絶縁被覆されることを特徴とする座席用採暖装置。
3. 請求項１記載の座席用採暖装置において、
   上記温度検知素子のリード線は、上記基材上にて前記温度制御回路に接続されていることを特徴とする座席用採暖装置。
4. 請求項１記載の座席用採暖装置において、
   上記温度制御回路は、厚みが９ｍｍ以下となるように成形されていることを特徴とする座席用採暖装置。
5. 請求項１記載の座席用採暖装置において、
   上記温度制御回路の上下両面の内、座席に実装された状態で荷重が作用する側には補強板が内装されていることを特徴とする座席用採暖装置。
6. 請求項１記載の座席用採暖装置において、
   上記温度検知素子を上記温度制御回路内に組み込んだ状態で絶縁被覆するようにしたことを特徴とする座席用採暖装置。
7. 請求項６記載の座席用採暖装置において、
   上記温度検知素子は上記温度制御回路内において発熱する電子部品の近傍に組み込まれていることを特徴とする座席用採暖装置。
8. 請求項６記載の座席用採暖装置において、
   上記温度制御回路の上下両面の内、座席に実装された状態で荷重が作用する側には補強板が内装されているとともに、上記温度検知素子は上記補強板において各種電子部品が設置されている側に対して反対側に組み込まれることを特徴とする座席用採暖装置。
9. 請求項６記載の座席用採暖装置において、
   上記温度検知素子の上下面の少なくとも一面には集熱用金属箔が設置されていることを特徴とする座席用採暖装置。
10. 請求項６記載の座席用採暖装置において、
    上記補強板には溝が形成されていて、該溝内に上記温度検知素子を組み込むようにしたことを特徴とする座席用採暖装置。

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