JP6447753B2 - ヒータ装置 - Google Patents

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関連出願への相互参照

本出願は、２０１６年１月２５日に出願された日本特許出願番号２０１６−１１４８６号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。

本開示は、対象物に向けて輻射熱を放射するヒータ装置に関するものである。

このようなヒータ装置として、特許文献１に記載のヒータ装置がある。このヒータ装置は、対象物に向けて輻射熱を放射するシート状のヒータ本体部を備えている。ヒータ本体部は、発熱層を有している。発熱層は、内部で発生した熱によって輻射熱を放射する複数の放熱部を有する。この発熱層は、ヒータ本体部にユーザが触れたときに、ユーザが触れた部分の温度が急速に低下するように構成されている。具体的には、複数の放熱部は、膜状に形成されている。また、複数の放熱部は、隣り合う放熱部同士の間に、放熱部よりも熱伝導性が低い低熱伝導部が配置されている。

特開２０１４−１８９２５１号公報

上記ヒータ装置では、ヒータ本体部にユーザが触れたときに、ユーザが触れた部分の温度が急速に低下する。このため、上記ヒータ装置によれば、輻射熱を放射する一般的なヒータ装置と比較して、発熱層の発熱温度を高く設定することができる。これにより、暖房性能の向上が可能となる。

しかし、発熱層の発熱温度を高く設定した場合、反対象物側への熱伝導による熱損失も増加する。反対象物側とは、対象物側の反対側である。このため、暖房の効率が悪化する。そこで、本発明者は、発熱層の反対象物側に空隙を有する断熱層を設けることを検討した。これによれば、発熱層から反対象物側への熱伝導による熱損失を抑制することができる。しかし、断熱層を設けた場合、以下の新たな課題が生じることを本発明者が見出した。

断熱層を構成する部材は、熱容量を有している。このため、断熱層を設けた場合、断熱層を設けない場合と比較して、ヒータ本体部の全体の熱容量が増大する。すなわち、ヒータ本体部の全体に蓄積される熱量が増大する。このため、ユーザがヒータ本体部に触れたときのヒータ本体部からユーザへの熱の移動量が増大するという課題が生じる。これにより、ユーザに熱的な不快感が生じる。特に、ヒータ本体部にユーザが触れたときに、ユーザが触れた部分の温度が急速に低下するという効果を奏するように、発熱層が構成されている場合、この効果が得られなくなってしまう。

なお、この課題は、発熱層が、ユーザが触れた部分の温度が急速に低下するための他の構成を有する場合にも生じる。また、この課題は、発熱層が、上記構成を有していない場合にも生じる。

本開示は、ヒータ本体部から反対象物側への熱損失を抑制でき、かつ、ヒータ本体部からヒータ本体部に触れたユーザへの熱の移動量を抑制できるヒータ装置を提供することを目的とする。

本開示のヒータ装置は、ヒータ本体部を備え、ヒータ本体部から対象物に向けて輻射熱を放射する。

ヒータ本体部は、発熱して輻射熱を放出するシート状の発熱層と、発熱層の反対象物側に配置されたシート状の断熱層とを備え、
断熱層は、空隙を有するシート状の第１層と、第１層に対して断熱層の厚さ方向に並んで配置され、空隙を有するシート状の第２層とを有し、
第２層は、第１層よりも空隙率が大きくされている。

断熱層は、空隙を有する第１層と、空隙を有する第２層とを有する。このため、断熱層によって、発熱層から反対象物側への熱伝導を抑制することができる。特に、第２層は、第１層よりも空隙率が大きくされている。このため、第２層は、第１層よりも熱伝導を抑制する効果が高い。よって、本開示のヒータ装置によれば、断熱層の全体が第１層と同じ構造の単一層で構成されている場合と比較して、発熱層から反対象物側への熱伝導による熱損失を抑制することができる。

また、第２層は、第１層よりも空隙率が大きくされている。このため、第２層は、第１層よりも熱容量が小さい。したがって、本開示のヒータ装置によれば、断熱層の全体が第１層と同じ構造の単一層で構成されている場合と比較して、断熱層全体の熱容量を小さくすることができる。すなわち、断熱層全体に蓄えられる熱量を低減することができる。これにより、ヒータ本体部からヒータ本体部に触れたユーザへの熱の移動量を抑制することができる。

第１実施形態におけるヒータ装置が設置された車室内空間の側面図である。 図１中のヒータ本体部の断面図である。 図２中の発熱層の平面図である。 図３中のIV−IV線での断面図である。 図３中のV−V線での断面図である。 図２に示すヒータ本体部に対応する図であって、断熱層の構造をより具体的に示すヒータ本体部の断面図である。 比較例１のヒータ本体部の断面図である。 第１実施形態のヒータ本体部の断面図である。 第２実施形態のヒータ本体部の断面図である。 第３実施形態における第２層の一部の平面図である。 図１０Ａ中のXB−XB線での第２層の断面図である。 第３実施形態における第２層の一部の側面図である。 第３実施形態における第１層の一部の平面図である。 図１１Ａ中のXIB−XIB線での第１層の断面図である。 第４実施形態におけるヒータ本体部の断面図である。 図１２のヒータ本体部の拡大図である。 第４実施形態におけるヒータ装置の電気的構成を示すブロック図である。 第４実施形態における制御部が実施する処理を示すフローチャートである。 第５実施形態におけるヒータ本体部の断面図である。 第６実施形態における第３層の一部の平面図である。 図１７Ａ中のXVIIB−XVIIB線での第３層の断面図である。

以下、本開示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、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態のヒータ装置１は、道路走行車両の車室内の暖房装置として用いられる。車室内には、乗員２が着座するための座席３が設置されている。車室内には、ハンドル４を支持するためのステアリングコラム５が設置されている。ヒータ装置１は、シート状のヒータ本体部１０を備えている。ヒータ本体部１０は、ステアリングコラム５の下面に設置される。ヒータ本体部１０は、加熱の対象物である乗員２の足に向けて輻射熱Ｈ１を放射する。換言すると、ヒータ本体部１０は、乗員２側の一面１０ａを有する。ヒータ本体部１０は、一面１０ａから乗員２に向けて輻射熱を放射する。

図２に示すように、ヒータ本体部１０は、発熱層２０と、断熱層３０と、表面層４０と、収納部５０とを備える。発熱層２０、断熱層３０および表面層４０は、一面１０ａ側から表面層４０、発熱層２０、断熱層３０の順に並んでいる。

発熱層２０は、シート状である。発熱層２０は、対象物側の一面と反対象物側の他面とを有する。発熱層２０は、発熱して輻射熱Ｈ１を放出する。すなわち、発熱層２０は、それ自体の内部で発生した熱によって輻射熱Ｈ１を放出する。

断熱層３０は、シート状である。断熱層３０は、発熱層２０の反対象物側に配置されている。断熱層３０は、発熱層２０から反対象物側への熱伝導による熱の移動を抑制する。断熱層３０は、発熱層２０を保持する。

表面層４０は、シート状である。表面層４０は、発熱層２０の対象物側に配置されている。表面層４０は、ヒータ本体部１０の最表面に配置されている。表面層４０の表面４０ａがヒータ本体部１０の一面１０ａである。表面層４０は、ヒータ本体部１０の見栄えを向上させる。また、表面層４０は、熱抵抗を増加させて熱伝導による熱の移動を抑える。表面層４０は、樹脂製の布で構成される。なお、表面層４０は、レザー生地などによって構成されていてもよい。

収納部５０は、一面側に開口部５１を有し、他面側に底部５２を有する箱形状である。収納部５０は、表面層４０と発熱層２０と断熱層３０の積層体を収容する。底部５２が断熱層３０の反対象物側に配置されている。収納部５０は、合成樹脂によって構成される。収納部５０は、ステアリングコラム５の表面を構成する部材、すなわち、インストルメントパネルとは別体である。

表面層４０と発熱層２０は、接着により固定されている。発熱層２０と断熱層３０は、接着により固定されている。断熱層３０と収納部５０は、接着により固定されている。

次に、発熱層２０の具体的な構造について説明する。

図３に示すように、発熱層２０は、軸Ｘ方向と軸Ｙ方向の両方向に沿って広がっている。発熱層２０の平面形状は、ほぼ四角形である。図４に示すように、発熱層２０は、軸Ｚ方向に厚さをもつ。発熱層２０は、主として表面と垂直な方向に向けて輻射熱Ｈ１を放射する面状ヒータとも呼ばれる。

図３、４に示すように、発熱層２０は、基板部２１と、複数の発熱部２２と、複数の放熱部２３と、一対の端子２４とを備える。

基板部２１が発熱層２０の外形をなしている。基板部２１の内部に、複数の発熱部２２と複数の放熱部２３が配置されている。基板部２１は、複数の発熱部２２と複数の放熱部２３を支持する部材である。基板部２１は、合成樹脂で構成されている。合成樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂である。

複数の発熱部２２と複数の放熱部２３は、発熱部２２と放熱部２３とが１つずつ交互に並んで配置されている。隣り合う発熱部２２と放熱部２３は接続されている。複数の発熱部２２と複数の放熱部２３は、一対の端子２４の間に一連の通電経路を形成する。

１つの発熱部２２は、通電によって発熱する。１つの発熱部２２は、隣接する放熱部２３に熱を供給する。１つの発熱部２２は、金属材料で構成されている。

１つの放熱部２３は、隣接する発熱部２２から供給される熱によって輻射熱Ｈ１を放射する。１つの放熱部２３は、発熱部２２を構成する金属材料よりも電気抵抗が小さな金属材料で構成されている。

１つの放熱部２３は、膜状である。１つの発熱部２２の体積は、１つの放熱部２３の体積と同等以下とされている。これにより、１つの発熱部２２と１つの放熱部２３は、体積が小さく、熱容量が小さくされている。

図３に示すように、隣り合う放熱部２３の間に低熱伝導部２５が存在する。低熱伝導部２５は、放熱部２３よりも熱伝導性が低い部分である。低熱伝導部２５は、隣り合う放熱部２３同士を熱的に分離している。低熱伝導部２５は、基板部２１を構成する材料によって構成されている。

図５に示すように、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、すなわち、乗員２の指が触れる場合がある。この場合、その特定の放熱部２３の熱Ｈ２は触れている物体に急速に伝達される。低熱伝導部２５は、特定の放熱部２３の周囲からその特定の放熱部２３への熱伝導による熱Ｈ２の移動を抑制する。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、物体が触れている部分の発熱層２０の表面温度は急速に低下する。このように、発熱層２０は、ヒータ本体部１０に乗員２が触れたときに、乗員２が触れた部分の温度が急速に低下するという効果を奏するように、構成されている。

図６に示すように、断熱層３０は、第１層３１と第２層３２とを有する。第１層３１と第２層３２は、どちらも、シート状であって、空隙を有する。第２層３２は、第１層３１に対して、断熱層３０の厚さ方向に並んで配置されている。断熱層３０の厚さ方向はヒータ本体部１０の厚さ方向と同じである。より具体的には、第１層３１は、断熱層３０のうちの反対象物側に配置されている。第２層３２は、断熱層３０のうちの対象物側に配置されている。換言すると、第２層３２は、第１層３１の発熱層２０側に配置されている。第２層３２は、第１層３１よりも空隙率が大きくされている。空隙率は、層状の物体の総体積に対する空隙部分の割合である。空隙率は、空気含有率と同じ意味である。

本実施形態では、第１層３１と第２層３２は、どちらも、合成樹脂製の複数の繊維で織られた織物である。合成樹脂製の繊維としては、例えば、ＰＥＴ（poly-ethylene-terephthalateの略）繊維が挙げられる。織物は、複数の繊維からなる布の一種である。換言すると、織物は、複数の繊維で構成された繊維集合体の一種である。第１層３１と第２層３２は、同じ材質の繊維が用いられている。第１層３１と第２層３２は、繊維の織り方が同じである。第１層３１は、繊維で囲まれた複数の空隙の大きさが均一である。第２層３２も、繊維で囲まれた複数の空隙の大きさが均一である。第２層３２のそれぞれの空隙の大きさは、第１層３１のそれぞれの空隙の大きさよりも大きくされている。これにより、第２層３２の空隙率が第１層３１の空隙率よりも大きくされている。

また、第１層３１と第２層３２は、一緒に織られている。このため、第１層３１と第２層３２は互いに固定されている。すなわち、断熱層３０を構成する各層３１、３２が互いに固定されている。これにより、ヒータ本体部１０の組付けにおいて、第１層３１と第２層３２が互いに固定されていない場合と比較して、組付け工数を低減できる。

次に、本実施形態のヒータ装置１の作動について説明する。ヒータ装置１の作動時に、一対の端子２４の間が通電される。これにより、複数の発熱部２２のそれぞれが発熱する。複数の発熱部２２のそれぞれから隣接する複数の放熱部２３のそれぞれに熱が供給される。これにより、複数の放熱部２３のそれぞれから輻射熱Ｈ１が放出される。このようにして、発熱層２０が通電されると、発熱層２０が発熱して輻射熱Ｈ１を放出する。輻射熱Ｈ１は、発熱層２０から表面層４０を介して乗員２の足に向けて放出される。

次に、本実施形態のヒータ装置１が奏する効果について説明する。本実施形態のヒータ装置１と、図７に示す比較例１のヒータ装置とを比較する。

比較例１のヒータ装置は、ヒータ本体部Ｊ１０を備える。比較例１のヒータ本体部Ｊ１０は、発熱層２０と、断熱層Ｊ３０と、表面層４０とを有する。断熱層Ｊ３０の全体は、本実施形態のヒータ装置１における第１層３１と同じ構造の単一層で構成されている。すなわち、比較例１のヒータ装置は、断熱層Ｊ３０の全体が第１層３１のみで構成されている。

ヒータ本体部Ｊ１０の作動時では、発熱層２０から断熱層Ｊ３０を構成する部材へ熱伝導によって熱が移動する。このため、断熱層Ｊ３０を構成する部材に熱が蓄えられる。ヒータ本体部Ｊ１０の作動時に、ヒータ本体部Ｊ１０の一面Ｊ１０ａにヒータ装置のユーザである乗員２が触れるときがある。このとき、比較例１のヒータ装置では、断熱層Ｊ３０に蓄えられた熱Ｈ２が、発熱層２０を介して、ヒータ本体部Ｊ１０の一面Ｊ１０ａに触れた乗員２へ移動する。このように、発熱層２０が有する熱に加えて、断熱層Ｊ３０に蓄えられた熱Ｈ２が乗員２へ移動する。このため、乗員２に熱的な不快感が生じる。特に、発熱層２０が、乗員２が触れたときに乗員２が触れた部分の温度が急速に低下するという効果を奏するように構成されている場合、この効果が得られなくなってしまう。すなわち、ヒータ本体部Ｊ１０の一面Ｊ１０ａに乗員２が触れたときに、触れた部分の温度が低下し難くなる。

これに対して、本実施形態のヒータ装置１では、図８に示すように、断熱層３０は、空隙を有する第１層３１と、空隙を有する第２層３２とを有する。第２層３２は、第１層３１よりも空隙率が大きくされている。このため、第２層３２は、第１層３１よりも熱容量が小さい。したがって、本実施形態のヒータ装置１によれば、比較例１のヒータ装置と比較して、断熱層３０の全体の熱容量を小さくできる。すなわち、断熱層３０の全体に蓄えられる熱量を低減できる。これにより、断熱層３０から発熱層２０を介してヒータ本体部１０の表面１０ａに接触した乗員２への熱の移動量を抑制できる。この結果、乗員２に熱的な不快感が生じることを抑制できる。特に、本実施形態のヒータ装置１は、発熱層２０が、乗員２が触れたときに乗員２が触れた部分の温度が低下するという効果を発揮できるように構成されている。したがって、本実施形態のヒータ装置１によれば、この効果が損なわれることを回避できる。

さらに、本実施形態のヒータ装置１では、第２層３２は、第１層３１の発熱層２０側に配置されている。上述の通り、第２層３２は、第１層３１よりも熱伝導を抑制する効果が高い。このため、第２層３２によって、発熱層２０から第１層３１への熱伝導を抑制できる。これにより、第２層３２が第１層３１の反発熱層２０側に配置されている場合と比較して、ヒータ本体部１０の作動時に、第１層３１に蓄えられる熱量を少なく抑えることができる。したがって、本実施形態のヒータ装置１によれば、第２層３２が第１層３１の反発熱層２０側に配置されている場合と比較して、断熱層３０の全体に蓄えられる熱量をより低減できる。このため、断熱層３０から発熱層２０を介してヒータ本体部１０に接触した乗員２への熱の移動量をより抑制できる。

また、本実施形態のヒータ装置１によれば、第１層３１と第２層３２とを有する断熱層３０によって、発熱層２０から反対象物側への熱伝導を抑制できる。特に、第２層３２は、第１層３１よりも空隙率が大きくされている。このため、第２層３２は、第１層３１よりも熱伝導を抑制する効果が高い。よって、本実施形態のヒータ装置１によれば、比較例１のヒータ装置と比較して、発熱層２０から反対象物側への熱伝導による熱損失をより抑制できる。

また、第１層３１は、第２層３２よりも空隙率が小さくされている。このため、第１層３１は、第２層３２よりも輻射熱を遮断する効果が高い。よって、第１層３１によって、発熱層２０から反対象物側への輻射熱の移動を抑制できる。すなわち、本実施形態のヒータ装置１によれば、発熱層２０から反対象物側への輻射熱の放出による熱損失を抑制できる。

したがって、本実施形態のヒータ装置１によれば、発熱層２０から収納部５０への熱伝導および輻射熱の放射による熱の移動を抑制することができる。よって、収納部５０からその周囲への熱の移動を抑制することができる。これにより、発熱層２０の昇温速度を向上させることができる。ヒータ本体部１０の作動開始時において、速やかに乗員２を暖めることができる。また、発熱層２０の発熱に用いる熱源のエネルギー量を低減できる。また、収納部５０の温度を下げることができる。これにより、収納部５０を構成する材料として、安価な材料を使用できる。さらに、収納部５０の温度が高くなることによって収納部５０の周辺に存在する部品に熱的な不具合が生じることを抑制できる。

（第２実施形態）
図９に示すように、本実施形態のヒータ装置１は、断熱層３０が、第１層３１と第２層３２の他に、空隙を有する第３層３３を有している。第３層３３は、シート状である。第３層３３は、第２層３２の発熱層２０側に配置されている。第３層３３は、第２層３２よりも空隙率が小さくされている。第３層３３は、第１層３１よりも空隙率が大きくされている。第１層３１、第２層３２および第３層３３は、合成樹脂製の繊維で織られた織物で構成されている。第１層３１、第２層３２および第３層３３は、繊維の織り方が同じである。第１層３１は、繊維で囲まれた複数の空隙の大きさが均一である。第２層３２も、繊維で囲まれた複数の空隙の大きさが均一である。第３層３３も、繊維で囲まれた複数の空隙の大きさが均一である。第１層３１のそれぞれの空隙の大きさと、第２層３２のそれぞれの空隙の大きさと、第３層３３のそれぞれの空隙の大きさとが異なる。これにより、第３層３３の空隙率が、第１層３１の空隙率および第２層３２の空隙率と異なっている。また、第１層３１と第２層３２と第３層３３は、一緒に織られている。このため、第１層３１と第２層３２と第３層３３は、互いに固定されている。すなわち、断熱層３０を構成する各層３１、３２、３３が互いに固定されている。

本実施形態のヒータ装置１によれば、第１実施形態のヒータ装置１と共通の構成によって、第１実施形態のヒータ装置１と同じ効果を奏する。さらに、本実施形態のヒータ装置１によれば、次の効果を奏する。

一般的に、空隙を有する層は、空隙率が大きいほど、変形しやすい。すなわち、繊維の織り方が同じ場合、空隙率が大きいほど、変形しやすい。このため、第１層３１よりも空隙率が大きな第２層３２が発熱層２０に隣接している場合、乗員２がヒータ本体部１０の一面１０ａに触れたときに、乗員２が触れた箇所がへこみやすい。一方、ヒータ本体部１０が設置された状態において、ヒータ本体部１０の周辺部材であるステアリングコラム５の表面は、乗員２が触れただけではへこまない。したがって、乗員２がヒータ本体部１０の一面１０ａに触れたときの感触と、乗員２がステアリングコラム５の表面に触れたときの感触とが大きく相違する。

これに対して、本実施形態のヒータ装置１では、発熱層２０と第２層３２との間に、第２層３２よりも空隙率が小さな第３層３３を配置している。一般的に、空隙を有する層は、空隙率が小さいほど、弾性率が大きい。したがって、第３層３３は、第２層３２よりも弾性率が大きい。このため、第３層３３を有していない場合と比較して、乗員２がヒータ本体部１０の一面１０ａに触れたときに、乗員２が触れた箇所をへこみにくくすることができる。よって、本実施形態のヒータ装置１によれば、乗員２がヒータ本体部１０の一面１０ａに触れたときの感触と、乗員２がステアリングコラム５の表面に触れたときの感触の相違を低減できる。

また、本実施形態のヒータ装置１では、第３層３３の空隙率は第１層３１の空隙率よりも大きくされているが、これに限られない。第３層３３の空隙率は第１層３１の空隙率よりも小さくされていてもよい。

ただし、第３層３３の空隙率が第１層３１の空隙率よりも大きい場合の方が、第３層３３の空隙率が第１層３１の空隙率よりも小さい場合と比較して、断熱層３０の全体の熱容量を低減することができる。すなわち、ヒータ本体部１０の作動時に断熱層３０に蓄熱される熱量を低減できる。したがって、第３層３３の空隙率は第１層３１の空隙率よりも大きいことが好ましい。

（第３実施形態）
本実施形態のヒータ装置１は、第２実施形態のヒータ装置１に対して、第２層３２の構造が異なる。すなわち、第２層３２は、第１層３１と第３層３３に対して、繊維の織り方が異なる。

図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに示すように、第２層３２は、立体縦糸構造を有する織物である。具体的には、第２層３２は、縦糸３２ａが図中のＺ方向に起伏を形成しつつ、縦糸３２ａと横糸３２ｂとが図中の軸Ｘ方向および軸Ｙ方向に織られた織物である。縦糸３２ａによって軸Ｚ方向に延びるＵ字状の立体形状部３２ｃが形成されている。図中中の軸Ｚ方向は、第２層３２の厚さ方向である。換言すると、軸Ｚ方向は、第１層３１と第２層３２の積層方向である。図中の軸Ｘ方向および軸Ｙ方向は、第２層３２がシート状に広がる方向である。

図１１Ａ、１１Ｂに示すように、第１層３１は、図中の軸Ｘ方向および軸Ｙ方向に、縦糸３１ａと横糸３１ｂが織られた織物で構成されている。第１層３１の縦糸３１ａは、第２層３２の縦糸３２ａと比較して、軸Ｚ方向の起伏が小さい。

換言すると、第２層３２は、第１層３１の縦糸３１ａおよび横糸３１ｂよりも軸Ｚ方向の起伏が大きくなるように、縦糸３２ａと横糸３２ｂが織られている。このため、第２層３２の層全体の弾性率は、第１層３１の層全体の弾性率よりも大きい。

図示しないが、第３層３３は、第１層３１と同じ織り方で織られた織物で構成されている。第３層３３は、第２層３２よりも空隙率が小さくされている。第３層３３は、第１層３１よりも空隙率が大きくされている。第３層３３は、第２層３２よりも弾性率が大きくされている。これにより、本実施形態のヒータ装置１によれば、第２実施形態のヒータ装置１と同じ効果を奏する。さらに、本実施形態のヒータ装置１によれば、次の効果を奏する。

本実施形態では、第１層３１は、複数の繊維３１ａ、３１ｂが織られた織物で構成されている。第２層３２は、複数の繊維３２ａ、３２ｂが織られた織物で構成されている。第２層３２を構成する複数の繊維のうちの縦糸３２ａは、第１層３１を構成する複数の繊維３１ａ、３１ｂと比較して、第２層３２の厚さ方向の起伏が大きな状態とされている。これにより、第２層３２の空隙率が第１層３１の空隙率よりも大きくても、第２層３２が押圧されたときに生じる第２層３２の反発力を第１層３１の反発力よりも高くすることができる。このため、第２層３２の全体の弾性率が第１層３１の全体の弾性率よりも小さい場合と比較して、第２層３２は、第２層３２が押圧されたときの荷重に対して強くなる。

これにより、乗員２がヒータ本体部１０の一面１０ａに触れたときに、乗員２が触れた箇所をへこみにくくすることができる。よって、本実施形態のヒータ装置１によれば、乗員２がヒータ本体部１０の一面１０ａに触れたときの感触と、乗員２がステアリングコラム５の表面に触れたときの感触の相違を低減することができる。

なお、第１層３１は、織物以外の複数の繊維からなる布で構成されていてもよい。織物以外の布としては、複数の繊維が編まれた編物や、複数の繊維からなる不織布が挙げられる。

また、本実施形態における第１層３１と第２層３２の構造を、第１実施形態の断熱層３０に適用してもよい。

（第４実施形態）
図１２に示すように、本実施形態のヒータ装置１は、ヒータ本体部１０に検知層６０が追加されている点が、第３実施形態のヒータ装置１と異なる。

検知層６０は、発熱層２０の反対象物側に配置されている。検知層６０は、断熱層３０の対象物側に配置されている。すなわち、検知層６０は、発熱層２０と断熱層３０の間に配置されている。検知層６０は、ヒータ本体部１０の一面１０ａに物体が接触したことを検知するための層である。本実施形態の検知層６０は、ヒータ本体部１０の一面１０ａが押圧されたことを検知する感圧接点式の検知層である。

図１３に示すように、検知層６０は、複数の第１導電部６１と、複数の第２導電部６２と、絶縁層６３と、複数のスペーサ６４とを有している。図１３では、１つの第１導電部６１と１つの第２導電部６２を示している。

第１導電部６１と第２導電部６２は、どちらもシート状である。第１導電部６１と第２導電部６２は、金属材料等の導電材料で構成されている。第１導電部６１と第２導電部６２は、ヒータ本体部１０の厚さ方向で、空気層６５を挟んで対向して配置されている。第１導電部６１は、空気層６５の発熱層２０側に配置されている。第２導電部６２は、空気層６５の断熱層３０側に配置されている。第１導電部６１は、発熱層２０の反対象物側の表面に、接着によって固定されている。第２導電部６２は、絶縁層６３の対象物側の表面に固定されている。

絶縁層６３は、シート状である。絶縁層６３は、合成樹脂等の絶縁材料で構成されている。絶縁層６３は、接着によって断熱層３０に固定されている。スペーサ６４は、発熱層２０と絶縁層６３との間の隙間を維持する。スペーサ６４は、合成樹脂等の絶縁材料で構成されている。

ヒータ本体部１０の一面１０ａが乗員２によって押圧されるときがある。このとき、発熱層２０および第１導電部６１が変形する。これにより、第１導電部６１と第２導電部６２とが接触する。第１導電部６１と第２導電部６２との間が通電状態となる。これにより、ヒータ本体部１０の一面１０ａが押圧されたことを検知することができる。

図１４に示すように、ヒータ装置１は、接触検知部７０と、制御部８０とを備える。

接触検知部７０は、第１導電部６１と第２導電部６２の間が通電状態であるか否かに基づいて、ヒータ本体部１０の一面１０ａに物体が接触しているか否かを示す信号を制御部８０へ出力する。

具体的には、接触検知部７０は、第１導電部６１と、第２導電部６２と、図示しない抵抗と、図示しない電源とが直列に接続された電気回路で構成されている。ヒータ本体部１０の一面１０ａに物体が接触していないとき、第１導電部６１と第２導電部６２の間は非通電状態である。このとき、抵抗の端子間電圧は、所定電圧未満となる。このため、接触検知部７０は、ヒータ本体部１０の一面１０ａに物体が接触していないことを示す信号を制御部８０へ出力する。一方、ヒータ本体部１０の一面１０ａに物体が接触して、第１導電部６１と第２導電部６２とが接触しているとき、第１導電部６１と第２導電部６２の間は通電状態である。このとき、抵抗の端子間電圧は、所定電圧以上となる。このため、接触検知部７０は、ヒータ本体部１０の一面１０ａに物体が接触していることを示す信号を制御部８０へ出力する。

制御部８０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。

制御部８０は、図１５に示すように、ヒータ本体部１０の一面１０ａに物体が接触した場合に、発熱層２０への通電を停止する制御を実施する。制御部８０は、図１５に示す処理を繰り返し実施する。なお、図１５のフローチャートにおける各制御ステップは、制御部８０が有する各種の機能実現部を構成している。

まず、ステップＳ１００で、接触検知部７０から入力された入力信号に基づいて、ヒータ本体部１０の一面１０ａに物体が接触したか否かが判定される。

このとき、入力信号が、物体が接触していない旨の信号である場合、ＮＯ判定され、本処理が終了される。

一方、入力信号が、物体が接触している旨の信号である場合、ＹＥＳ判定され、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、発熱層２０への通電が停止される。すなわち、ヒータ本体部１０の作動が停止される。その後、本処理が終了する。なお、ステップＳ１０２では、制御部８０は、発熱層２０への通電を停止したが、発熱部２２への通電量を低下させてもよい。

本実施形態のヒータ装置１によれば、検知層６０を有することによって、乗員２がヒータ本体部１０の一面１０ａに接触したときの発熱層２０の温度が低下するように制御することができる。これにより、乗員２がヒータ本体部１０の一面１０ａを触り続けたときに、乗員２に熱的不快感が生じることを抑制できる。

（第５実施形態）
図１６に示すように、本実施形態のヒータ装置１は、ヒータ本体部１０における検知層６０の配置場所が、第４実施形態のヒータ装置１と異なる。

検知層６０は、断熱層３０の反対象物側に配置されている。

これによれば、断熱層３０によって、発熱層２０と検知層６０との間の熱伝導を抑制できる。このため、検知層６０が断熱層３０の対象物側に配置されている場合と比較して、ヒータ本体部１０の作動時における発熱層２０から検知層６０への熱伝導を抑制できる。これにより、検知層６０に蓄えられる熱量を低減できる。また、ヒータ本体部１０の一面１０ａへの乗員２の接触時において、検知層６０から発熱層２０への熱伝導を抑制できる。

したがって、このヒータ装置１によれば、検知層６０が断熱層３０の対象物側に配置されている場合と比較して、ヒータ本体部１０からヒータ本体部１０に触れた乗員２への熱の移動量を抑制することができる。

また、本実施形態のヒータ装置１は、第３実施形態のヒータ装置１と同様に、第２層３２が立体縦糸構造を有している。このため、第２層３２は、第１層３１よりも弾性率が高い。すなわち、第２層３２は、第１層３１よりも反発力が高い。これにより、ヒータ本体部１０の一面１０ａが乗員２に押圧されたときに、この押圧荷重を第２層３２が受けることができる。すなわち、第２層３２によって、ヒータ本体部１０の一面１０ａが受けた押圧荷重を、減衰させることなく、検知層６０に伝達することができる。

したがって、本実施形態のヒータ装置１によれば、第２層３２が第１層３１よりも弾性率が低い場合と比較して、検知層６０による接触検知の感度を向上させることができる。

また、本実施形態のヒータ装置１は、第１層３１と第２層３２と第３層３３が、一緒に織られている。これにより、断熱層３０を構成する各層３１、３２、３３が互いに固定されている。

ここで、断熱層３０を構成する各層３１、３２、３３が互いに固定されていない場合が考えられる。この場合、ヒータ本体部１０の一面１０ａが乗員２に押圧されたときに、断熱層３０を構成する各層同士にずれが生じる。断熱層３０を構成する層同士にずれが生じると、押圧荷重のすべてを検知層６０に伝達できない。

これに対して、本実施形態のヒータ装置１によれば、ヒータ本体部１０の一面１０ａが乗員２に押圧されたときの押圧荷重のすべてを検知層６０に伝達することができる。

（第６実施形態）
本実施形態のヒータ装置１は、第３実施形態のヒータ装置１に対して、断熱層３０の第２層３２と第３層３３との弾性率の大きさの関係が異なる。

断熱層３０は、第２実施形態と同様に、図９に示すように、第１層３１と、第２層３２と、第３層３３とを有している。

第１層３１は、図１１Ａ、１１Ｂに示すように、縦糸３１ａと横糸３１ｂが織られた織物で構成されている。

第３層３３は、図１７Ａ、１７Ｂに示すように、縦糸３３ａと横糸３３ｂが織られた織物で構成されている。この織物は、第１層３１と同じ織り方で織られたものである。第３層３３のそれぞれの空隙の大きさは、第２層３２のそれぞれの空隙の大きさよりも小さく、第１層３１のそれぞれの空隙の大きさよりも大きくされている。これにより、第３層３３の空隙率は、第２層３２の空隙率よりも小さく、第１層３１の空隙率よりも大きくされている。

第２層３２は、第３実施形態と同様に、図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに示すように、立体縦糸構造を有する織物で構成されている。ただし、本実施形態では、第２層３２の縦糸３２ａは、第１層３１を構成する複数の繊維３１ａ、３１ｂおよび第３層３３を構成する複数の繊維３３ａ、３３ｂと比較して、第２層３２の厚さ方向の起伏が大きな状態とされている。このため、第２層３２の層全体の弾性率は、第１層３１の層全体の弾性率および第３層３３の層全体の弾性率よりも大きい。

これにより、第２層３２の空隙率が第１層３１の空隙率と第３層３３の空隙率の両方よりも大きくても、第２層３２が押圧されたときに生じる第２層３２の反発力を第１層３１および第３層３３の反発力よりも高くすることができる。このため、第２層３２の全体の弾性率が第１層３１の全体の弾性率および第３層３３の全体の弾性率の両方よりも小さい場合と比較して、第２層３２は、第２層３２が押圧されたときの荷重に対して強くなる。よって、本実施形態においても、第３実施形態と同様の効果が得られる。

なお、第２層３２の縦糸３２ａが上記の状態とされていれば、第３層３３は、第１層３１と異なる織り方で織られた織物で構成されていてもよい。また、第１層３１および第３層３３は、第３実施形態での説明と同様に、織物以外の複数の繊維からなる布で構成されていてもよい。

また、第２実施形態での説明と同様に、第３層３３の空隙率は第１層３１の空隙率よりも小さくされていてもよい。ただし、第２実施形態での説明の通り、第３層３３の空隙率は第１層３１の空隙率よりも大きいことが好ましい。

（他の実施形態）
（１）第１実施形態では、断熱層３０の第１層３１と第２層３２が一緒に織られていたが、これに限定されない。第１層３１と第２層３２とが別々に織られた織物で構成されていてもよい。この場合、第１層３１と第２層３２が接着剤で接着される。これにより、断熱層３０を構成する各層３１、３２が互いに固定されていてもよい。

（２）第２実施形態では、断熱層３０の第１層３１と第２層３２と第３層３３が一緒に織られていたが、これに限定されない。第１層３１と第２層３２と第３層３３が別々に織られた織物で構成されていてもよい。この場合、断熱層３０を構成する各層３１、３２、３３が接着剤で接着される。これにより、断熱層３０を構成する各層３１、３２、３３が互いに固定されていてもよい。

（３）第１実施形態では、断熱層３０の第１層３１と第２層３２は、どちらも、合成樹脂製の複数の繊維で織られた織物であったが、複数の繊維の材質はこれに限定されない。複数の繊維として、シリカ繊維やガラス繊維などの合成樹脂以外の材質のものを用いてもよい。第２実施形態の第３層３３においても同様である。

（４）第１実施形態では、断熱層３０の第１層３１と第２層３２が、複数の繊維で織られた織物であったが、これに限定されない。第１層３１と第２層３２のそれぞれは、織物以外の複数の繊維からなる布で構成されていてもよい。織物以外の布としては、複数の繊維が編まれた編物や、複数の繊維からなる不織布や、複数の繊維が網状とされた網状物が挙げられる。なお、織物は、縦糸と横糸が交差する構造を有する物である。編物は、結び目を作る要領で一目ずつ形が作られた物である。また、第１層３１と第２層３２は、繊維を用いない多孔体で構成されていてもよい。多孔体としては、ウレタン発泡体、すなわちウレタン樹脂製の多孔体などが挙げられる。この場合、第２層３２を構成するウレタン発泡体の密度を、第１層３１を構成するウレタン発泡体の密度よりも小さくする。これにより、第２層３２の空隙率を第１層３１の空隙率よりも大きくすることができる。

同様に、第２実施形態では、断熱層３０の第１層３１と第２層３２と第３層３３が、複数の繊維で織られた織物であったが、これに限定されない。第１層３１と第２層３２と第３層３３のそれぞれは、織物以外の複数の繊維からなる布で構成されていてもよい。第１層３１と第２層３２と第３層３３のそれぞれは、繊維を用いない多孔体で構成されていてもよい。

（５）上記各実施形態では、第２層３２が第１層３１の発熱層２０側に配置されていたが、これに限定されない。第２層３２が第１層３１の反発熱層２０側に配置されていてもよい。要するに、第２層３２は、第１層３１に対して断熱層３０の厚さ方向に並んで配置されていればよい。

（６）上記各実施形態では、発熱層２０が複数の発熱部２２と複数の放熱部２３とを有していたが、これに限定されない。発熱部が放熱部を兼ねていてもよい。すなわち、発熱層が複数の放熱部を有する構成であってもよい。この場合、複数の放熱部のそれぞれがそれ自体の発熱によって輻射熱を放出してもよい。

（７）上記各実施形態では、収納部５０は、インストルメントパネルとは別体の部材であったが、これに限定されない。収納部５０は、インストルメントパネルの一部によって構成されていてもよい。

（８）上記各実施形態では、ヒータ本体部１０をステアリングコラム５の下面に、乗員２に対向するように設置する例を示したがこれに限定されない。例えば、車両のインストルメントパネルのうち車両後方側を向く面、車両のグローブボックス、車両のシートバック等にヒータ本体部１０を設置することもできる。

（９）上記各実施形態では、ヒータ本体部１０に乗員２が触れたときに、乗員２が触れた部分の温度が急速に低下するという効果を奏するように、発熱層２０が構成されていたが、これに限定されない。発熱層２０がこのように構成されていなくてもよい。

なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、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り、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。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、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。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。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、ヒータ装置は、ヒータ本体部を備える。ヒータ本体部は、発熱層と、断熱層とを備える。断熱層は、空隙を有するシート状の第１層と、第１層に対して断熱層の厚さ方向に並んで配置され、空隙を有するシート状の第２層とを有する。第２層は、第１層よりも空隙率が大きくされている。

また、第２の観点によれば、第２層は、第１層の発熱層側に配置されている。第２層は、第１層よりも熱伝導を抑制する効果が高い。このため、第２層によって、発熱層から第１層への熱伝導を抑制することができる。これにより、第２層が第１層の反発熱層側に配置されている場合と比較して、第１層に蓄えられる熱量を少なく抑えることができる。したがって、このヒータ装置によれば、第２層が第１層の反発熱層側に配置されている場合と比較して、断熱層全体に蓄えられる熱量をより低減することができる。このため、ヒータ本体部からヒータ本体部に触れたユーザへの熱の移動量をより抑制することができる。

また、第３の観点によれば、断熱層は、さらに、空隙を有する第３層を有する。第３層は、第２層の発熱層側に配置され、第２層よりも弾性率が大きくされている。

一般的に、空隙を有する層は、空隙率が大きいほど、変形しやすい。このため、第１層よりも空隙率が大きな第２層が発熱層に隣接している場合、ユーザがヒータ本体部の表面に触れたときに、ユーザが触れた箇所がへこみやすい。一方、ヒータ本体部が設置された状態において、ヒータ本体部の周辺部材は、通常、ユーザが触れただけではへこまない。したがって、ユーザがヒータ本体部の表面に触れたときの感触と、ユーザが周辺部材に触れたときの感触とが大きく相違する。

これに対して、第３の観点のヒータ装置では、発熱層と第２層との間に、第２層よりも弾性率が大きな第３層を配置している。このため、第３層を有していない場合と比較して、ユーザがヒータ本体部の表面に触れたときに、ユーザが触れた箇所をへこみにくくすることができる。よって、第３の観点のヒータ装置によれば、ユーザがヒータ本体部の表面に触れたときの感触と、ユーザが周辺部材に触れたときの感触の相違を低減することができる。

また、第４の観点によれば、第３層は、第１層よりも空隙率が大きくされている。これによれば、第３層が第１層よりも空隙率が小さい場合と比較して、断熱層全体の熱容量を低減することができる。したがって、断熱層全体の熱容量を低減するためには、このようにすることが好ましい。

また、第５の観点によれば、第２層は、第１層よりも弾性率が大きくされている。これによれば、第２層の空隙率が第１層の空隙率よりも大きくても、第２層が押圧されたときに生じる第２層の反発力を第１層の反発力よりも高くできる。このため、第２層の弾性率が第１層の弾性率よりも小さい場合と比較して、第２層は、押圧されたときの荷重に対して強くなる。これにより、ユーザがヒータ本体部の表面に触れたときに、ユーザが触れた箇所をへこみにくくすることができる。よって、第５の観点のヒータ装置によれば、ユーザがヒータ本体部の表面に触れたときの感触と、ユーザが周辺部材に触れたときの感触の相違を低減することができる。

また、第６の観点によれば、第１層は、複数の繊維からなる布で構成される。第２層は、複数の繊維が織られた織物で構成される。第２層を構成する複数の繊維のうちの所定の繊維は、第１層を構成する複数の繊維と比較して、第２層の厚さ方向の起伏が大きな状態とされている。第５の観点の構成として、具体的には、第６の観点の構成を採用することができる。

また、第７の観点によれば、断熱層は、さらに、空隙を有する第３層を有する。第３層は、第２層の発熱層側に配置され、第２層よりも空隙率が小さくされている。第１層は、複数の繊維からなる布で構成される。第２層は、複数の繊維が織られた織物で構成される。第３層は、複数の繊維からなる布で構成される。第２層を構成する複数の繊維のうちの所定の繊維は、第１層を構成する複数の繊維および第３層を構成する複数の繊維と比較して、第２層の厚さ方向の起伏が大きな状態とされている。

これによれば、第２層の全体の弾性率を第１層の全体の弾性率および第３層の全体の弾性率よりも大きくできる。このため、第２層の空隙率が第１層の空隙率および第３層の空隙率の両方よりも大きくても、第２層が押圧されたときに生じる第２層の反発力を第１層および第３層の反発力よりも高くできる。このため、第２層の弾性率が第１層の弾性率および第３層の弾性率よりも小さい場合と比較して、第２層は、押圧されたときの荷重に対して強くなる。これにより、ユーザがヒータ本体部の表面に触れたときに、ユーザが触れた箇所をへこみにくくすることができる。よって、第７の観点のヒータ装置によれば、ユーザがヒータ本体部の表面に触れたときの感触と、ユーザが周辺部材に触れたときの感触の相違を低減することができる。

また、第８の観点によれば、第７の観点において、第３層は、前記第１層よりも空隙率が大きくされている。これによれば、第３層が第１層よりも空隙率が小さい場合と比較して、断熱層全体の熱容量を低減することができる。したがって、断熱層全体の熱容量を低減するためには、このようにすることが好ましい。

また、第９の観点によれば、ヒータ装置は、さらに、ヒータ本体部の対象物側の表面への物体の接触を検知するための検知層を備える。検知層は、発熱層の反対象物側に配置されている。このように、ヒータ本体部に、検知層を設けることが好ましい。

また、第１０の観点によれば、検知層は、断熱層の反対象物側に配置されている。これによれば、断熱層によって、発熱層と検知層との間の熱伝導を抑制することができる。このため、検知層が断熱層の対象物側に配置されている場合と比較して、ヒータ本体部の作動時における発熱層から検知層への熱伝導を抑制することができる。これにより、検知層に蓄えられる熱量を低減することができる。また、ヒータ本体部の表面への物体の接触時において、検知層から発熱層への熱伝導を抑制することができる。したがって、このヒータ装置によれば、検知層が断熱層の対象物側に配置されている場合と比較して、ヒータ本体部からヒータ本体部に触れたユーザへの熱の移動量を抑制することができる。

また、第１１の観点によれば、断熱層を構成する各層が互いに固定されている。これによれば、ヒータ本体部の組付けにおいて、断熱層を構成する各層が互いに固定されていない場合と比較して、組付け工数を低減することができる。このため、このように構成されていることが好ましい。

また、第１０の観点のヒータ装置においては、断熱層を構成する各層が互いに固定されていないと、ヒータ本体部の表面が押圧されたときに、断熱層を構成する各層同士にずれが生じる。このため、押圧荷重のすべてを検知層に伝達できない。これに対して、第１０の観点のヒータ装置に、第１１の観点のヒータ装置を適用することで、ヒータ本体部の表面が押圧されたときの押圧荷重のすべてを検知層に伝達することができる。

Claims (7)

1. ヒータ本体部（１０）を備え、前記ヒータ本体部から対象物に向けて輻射熱を放射するヒータ装置であって、
   前記ヒータ本体部は、発熱して輻射熱を放出するシート状の発熱層（２０）と、前記発熱層の反対象物側に配置されたシート状の断熱層（３０）とを備え、
   前記断熱層は、空隙を有するシート状の第１層（３１）と、前記第１層に対して前記断熱層の厚さ方向に並んで配置され、空隙を有するシート状の第２層（３２）とを有し、
   前記第２層は、前記第１層よりも空隙率が大きくされており、
   前記第２層は、前記第１層の前記発熱層側に配置されており、
   前記断熱層は、さらに、空隙を有する第３層（３３）を有し、
   前記第３層は、前記第２層の前記発熱層側に配置され、前記第２層よりも弾性率が大きくされているヒータ装置。
2. 前記第３層は、前記第１層よりも空隙率が大きくされている請求項１に記載のヒータ装置。
3. 前記第２層は、前記第１層よりも弾性率が大きくされている請求項１または２に記載のヒータ装置。
4. 前記第１層は、複数の繊維（３１ａ、３１ｂ）からなる布で構成され、
   前記第２層は、複数の繊維（３２ａ、３２ｂ）が織られた織物で構成され、
   前記第２層を構成する前記複数の繊維のうちの所定の繊維（３２ａ）は、前記第１層を構成する前記複数の繊維と比較して、前記第２層の厚さ方向の起伏が大きな状態とされている請求項１ないし３のいずれか１つに記載のヒータ装置。
5. さらに、前記ヒータ本体部の前記対象物側の表面への物体の接触を検知するための検知層（６０）を備え、
   前記検知層は、前記発熱層の反対象物側に配置されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載のヒータ装置。
6. 前記検知層は、前記断熱層の反対象物側に配置されている請求項５に記載のヒータ装置。
7. 前記断熱層を構成する各層が互いに固定されている請求項１ないし６のいずれか１つに記載のヒータ装置。

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