JP6934604B2

JP6934604B2 - 熱伝導シートおよびこれを用いたシート状ヒータ

Info

Publication number: JP6934604B2
Application number: JP2018520744A
Authority: JP
Inventors: 佳也坂口; 藤井　健史; 健史藤井
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2021-09-15
Anticipated expiration: 2037-05-09
Also published as: WO2017208737A1; JPWO2017208737A1

Description

本発明は、自動車用シート等の暖房等に用いられる熱伝導シートおよびこれを用いたシート状ヒータに関する。

寒冷な場所に駐車している自動車に乗車した場合、着座シートが冷たくなっていて、不快に感じることが多い。暖房をつけても、車内全体が冷たくなっているため、なかなか温まらず、不快な時間が長く続くこととなる。これに対し、着座シートにヒータを組み込んで乗員が温まるようにする。しかしながら通常のヒータはヒータ線のみが熱くなるため、快適性が得にくい。そのためヒータに金属薄板のような熱伝導シートを重ねて加熱ムラを減らすことが行われている。

上記のヒータに類似の従来のヒータは、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００８−２０４７０８号公報

熱伝導シートは、第１の保護シートと、第１の保護シートの上面上に互いに離れるように配列された複数のグラファイトシートと、複数のグラファイトシートの上面を覆うように第１の保護シートの表面に接合された第２の保護シートとを備える。第２の保護シートは、第１の保護シートの複数のグラファイトシートの間に位置する領域に接合されている。

この熱伝導シートは、加わる力に対して耐久性を有する。

図１は実施の形態における熱伝導シートの上面図である。図２は図１に示す熱伝導シートの線２−２における断面図である。図３は実施の形態における熱伝導シートを用いたシート状ヒータの上面図である。図４は図３に示すシート状ヒータの線４−４における断面図である。

図１は実施の形態における熱伝導シート１３の上面図である。図２は図１に示す熱伝導シート１３の線２−２における断面図である。

熱伝導シート１３は、上面１１２ｂと下面２１２ｂとを有する保護シート１２ｂと、保護シート１２ｂの上面１１２ｂ上に互いに離れるように配列された複数のグラファイトシート１１と、複数のグラファイトシート１１の上面１１１を覆うように保護シート１２ｂの上面１１２ｂに接合された保護シート１２ａとを備える。保護シート１２ａの下面２１２ａは複数のグラファイトシート１１の上面１１１を覆うように保護シート１２ｂの上面１１２ｂに接合されている。グラファイトシート１１は矩形状を有し、実施の形態では約１００ｍｍ角の正方形状を有する。グラファイトシート１１の厚さは約５０μｍである。複数のグラファイトシート１１は約５ｍｍの間隔をあけて配列されている。複数のグラファイトシート１１の下面２１１は保護シート１２ｂの上面１１２ｂに当接して接合されている。保護シート１２ａ、１２ｂは厚さ約１０μｍのポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す）からなる。保護シート１２ａの下面２１２ａと保護シート１２ｂの上面１１２ｂにはアクリル系粘着材等の接着剤が設けられ、保護シート１２ａの下面２１２ａと保護シート１２ｂの上面１１２ｂとはグラファイトシート１１に貼り合わされている。保護シート１２ａは、複数のグラファイトシート１１のうちのそれぞれ互いに隣り合う複数の対のグラファイトシート１１の間に位置する保護シート１２ｂの領域５１２に接合されている。実施の形態では、接着剤で保護シート１２ａ、１２ｂが互いに当接して接合されている。

なお、保護シート１２ａ、１２ｂの一方のみに接着剤を設け、他方には接着剤は設けられていなくてよい。また、保護シート１２ａ、１２ｂともに接着剤が設けられていなくともよい。この場合には、保護シート１２ａ、１２ｂを重ね合わせた後、複数のグラファイトシート１１の間の領域５１２に熱を加えて、熱融着により保護シート１２ａ、１２ｂを接合してもよい。

自動車用着座シート等に前述の従来のヒータを組み込んだ場合、力が加わって熱伝導シートが伸び、破壊に至る可能性がある。

実施の形態における熱伝導シート１３では、上記の構造により熱伝導シート１３に力が加わっても、より破壊しにくい。

グラファイトシート１１の幅方向での所定の幅における幅方向と直角の伸縮方向での伸び率は、保護シート１２ａ、１２ｂの上記幅方向での上記所定の幅における上記伸縮方向での伸び率よりも小さい。グラファイトシート１１の両面に保護シート１２ａ、１２ｂを貼り合わせた熱伝導シート１３は、グラファイトシート１１が存在する領域の方が、複数のグラファイトシート１１の間の領域よりも伸びにくくなっている。なお保護シート１２ａ、１２ｂとグラファイトシート１１の幅方向での所定の幅における幅方向と直角の伸縮方向での伸び率とは、幅方向での所定の幅においてそれらが弾性変形する範囲の所定の力で伸縮方向にそれらを引っ張った時に伸びた長さを元の長さで割った値である。伸びた長さとは、伸びた後のそれらの長さから伸びる前のそれらの元の長さを引いた差である。

保護シート１２ａ、１２ｂには保護シート１２ｂの領域５１２と保護シート１２ａとを貫通するスリット１４が部分的に設けることがより望ましい。これにより、熱伝導シート１３に力が加わった場合にスリット１４の部分が広がるので、グラファイトシート１１に力が加わりにくくなる。この場合、スリット１４の断面にグラファイトシート１１が露出しないようにすることが好ましい。このようにすることにより、グラファイトシート１１からグラファイト粉が熱伝導シート１３の外部に脱落することを防ぐことができる。

複数のグラファイトシート１１はグラファイトシート１１ａ〜１１ｉを含む。グラファイトシート１１ａ〜１１ｃの組は方向Ｄ１に配列されて行１１１ｒを成す。グラファイトシート１１ｄ〜１１ｆの組は方向Ｄ１に配列されて行２１１ｒを成す。グラファイトシート１１ｇ〜１１ｉの組は方向Ｄ１に配列されて行３１１ｒを成す。グラファイトシート１１ａ、１１ｄ、１１ｇの組は方向Ｄ１に交差する方向Ｄ２に配列されて列１１１ｃを成す。グラファイトシート１１ｂ、１１ｅ、１１ｈの組は方向Ｄ２に配列されて列２１１ｃを成す。グラファイトシート１１ｃ、１１ｆ、１１ｉの組は方向Ｄ２に配列されて列３１１ｃを成す。このように、複数のグラファイトシート１１のうちの方向Ｄ１に配列された組のグラファイトシートよりそれぞれなる複数の行１１１ｒ〜３１１ｒを成すように、かつ、複数のグラファイトシート１１のうちの方向Ｄ１に交差する方向Ｄ２に配列された組のグラファイトシート１１よりそれぞれなる複数の列１１１ｃ〜３１１ｃをなすように複数のグラファイトシート１１が配列されている。実施の形態では、複数のグラファイトシート１１は矩形状を有し、方向Ｄ２は方向Ｄ１に直角である。

保護シート１２ｂの領域５１２は、方向Ｄ１に直線状に延びる複数の部分１５１２ａ、１５１２ｂと、方向Ｄ２に直線状に延びてかつ複数の部分１５１２ａ、１５１２ｂと複数の交差部分１５で交差する複数の部分２５１２ａ、２５１２ｂとを有する格子形状を有する。具体的には、領域５１２の部分１５１２ａは行１１１ｒ、２１１ｒの間に位置し、領域５１２の部分１５１２ｂは行２１１ｒ、３１１ｒの間に位置する。領域５１２の部分２５１２ａは列１１１ｃ、２１１ｃの間に位置し、領域５１２の部分２５１２ｂは列２１１ｃ、３１１ｃの間に位置する。実施の形態では、複数の部分１５１２ａ、１５１２ｂは複数の部分２５１２ａ、２５１２ｂと複数の交差部分１５で直角に交差する。

スリット１４は複数の交差部分１５を通らないことがより望ましい。さらに交差部分１５には貫通する孔が設けられていないことが好ましい。この構成により、熱伝導シート１３に力が加わっても、より破壊しにくい熱伝導シート１３を得ることができる。

図３は実施の形態における熱伝導シート１３を用いたシート状ヒータ１７の上面図である。図４は図３に示すシート状ヒータ１７の線４−４における断面図である。シート状ヒータ１７は、熱伝導シート１３と、熱伝導シート１３の保護シート１２ａを介して複数のグラファイトシート１１のうちの少なくとも１つと対向するように保護シート１２ａの上面１１２ａに当接するヒータ線１６とを備える。すなわち、熱伝導シート１３のグラファイトシート１１を設けた領域にヒータ線１６が当接する。ヒータ線１６を熱伝導シート１３に当接させるため、熱伝導シート１３の保護シート１２ａを両面テープで構成し、この両面テープにヒータ線１６を貼り合わせても良い。あるいは、不織布等にヒータ線を貼り合わせたシートを、熱伝導シートに貼り合わせても良い。

この構成により、ヒータ線１６に通電するとヒータ線１６が熱を発し、その熱がそれぞれのグラファイトシート１１に伝わり、シート状ヒータ１７全体が暖かくなる。シート状ヒータ１７を自動車用着座シートの着座部あるいは背もたれ部の、カバーとその下のクッション材との間に設けることにより、全体が暖かい自動車用着座シートを得ることができる。この自動車用着座シートに座った時にシート状ヒータ１７に力が加わるが、グラファイトシート１１が存在する領域よりも、グラファイトシート１１間の領域５１２のほうが伸びやすくなっているため、破壊しにくいシート状ヒータ１７を得ることができる。

上方から見て、交差部分１５にヒータ線１６が通り、スリット１４を通らないように配置することが望ましい。この構成により、力が加わってもヒータ線１６へはほとんど力が加わりにくくすることができる。

さらに領域５１２の交差部分１５以外の部分に保護シート１２ａ、１２ｂを貫通するスリット１４が設けられている。上方から見て、ヒータ線１６をスリット１４に重ならないように配置することがより望ましい。この構成により、力が加わってもヒータ線１６へはほとんど力が加わりにくくすることができる。

上方から見てヒータ線１６がグラファイトシート１１ａ〜１１ｉとそれぞれ重なる、すなわち保護シート１２ａを介してグラファイトシート１１ａ〜１１ｉにそれぞれ対向する部分１６ａ〜１６ｉの長さを互いに異ならせてもよい。実施の形態では、ヒータ線１６の部分１６ａ〜１６ｉのうちの少なくとも２つの長さは互いに異なる。ヒータ線１６に流れる電流値はヒータ線１６の部分の場所に寄らず一定となるため、発熱量はその部分の長さによって決まる。すなわちヒータ線１６のグラファイトシート１１と重なる部分１６ａ〜１６ｉの長さを異ならせることにより、グラファイトシート１１ａ〜１１ｉの温度を異ならせることができる。例えば図３に示すように中央付近に位置するヒータ線１６の部分１６ｂ、１６ｄ、１６ｈを長くすることにより、温度を両側の部分１６ａ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｆ、１６ｇ、１６ｉよりも高くすることができる。このようにすることにより、さらに快適な座り心地の着座シートを得ることができる。

実施の形態において、「上面」「下面」等の方向を示す用語は、保護シート１２ａ、１２ｂやグラファイトシート１１等の熱伝導シート１３の構成部材の相対的な位置関係でのみ決まる相対的な方向を示し、鉛直方向等の絶対的な方向を示すものではない。

このように、実施の形態における熱伝導シート１３によりおよびこれを用いたシート状ヒータ１７を耐久性があり、使い心地に優れている。

１１グラファイトシート
１２ａ保護シート（第２の保護シート）
１２ｂ保護シート（第１の保護シート）
１３熱伝導シート
１４スリット
１５交差部分
１６ヒータ線
１７シート状ヒータ
Ｄ１方向（第１の方向）
Ｄ２方向（第２の方向）

Claims

第１の保護シートと、
前記第１の保護シートの上面上に互いに離れるように配列された複数のグラファイトシートと、
前記複数のグラファイトシートの上面を覆うように前記第１の保護シートの前記上面に接合された第２の保護シートと、
を備え、
前記第２の保護シートは、前記複数のグラファイトシートのうちのそれぞれ互いに隣り合う複数の対のグラファイトシートの間に位置する前記第１の保護シートの領域に接合されて、
前記第１の保護シートと前記第２の保護シートとの接合部分の一部には、前記第１の保護シートと前記第２の保護シートとを貫通するスリットが設けられて、
前記スリットの断面から前記グラファイトシートが露出していない、
熱伝導シート。
前記複数のグラファイトシートは、前記複数のグラファイトシートのうちの第１の方向に配列された第１の組のグラファイトシートよりそれぞれなる複数の行と、前記複数のグラファイトシートのうちの前記第１の方向に交差する第２の方向に配列された第２の組のグラファイトシートよりそれぞれなる複数の列とをなすように配列されており、
前記第１の保護シートの前記領域は、前記第１の方向に直線状に延びる複数の第１の部分と、前記第２の方向に直線状に延びてかつ前記複数の第１の部分と複数の交差部分で交差する複数の第２の部分とを有し、
前記スリットは前記複数の交差部分を通らない、請求項１に記載の熱伝導シート。
前記複数のグラファイトシートは矩形状を有し、
前記第２の方向は前記第１の方向に直角である、請求項２に記載の熱伝導シート。
前記グラファイトシートの幅方向での所定の幅における幅方向と直角の伸縮方向での伸び率は、前記第１の保護シートと前記第２の保護シートの前記幅方向での前記所定の幅における前記伸縮方向での伸び率よりも小さい、請求項１に記載の熱伝導シート。
請求項１記載の熱伝導シートと、
前記熱伝導シートの前記第１の保護シートを介して前記熱伝導シートの前記複数のグラファイトシートのうちの少なくとも１つと対向するように前記第１の保護シートに当接するヒータ線と、
を備えたシート状ヒータ。
前記複数のグラファイトシートは、前記複数のグラファイトシートのうちの第１の方向に配列された第１の組のグラファイトシートよりそれぞれなる複数の行と、前記複数のグラファイトシートのうちの前記第１の方向に交差する第２の方向に配列された第２の組のグラファイトシートよりそれぞれなる複数の列とをなすように配列されており、
前記第１の保護シートの前記領域は、前記第１の方向に直線状に延びる複数の第１の部分と、前記第２の方向に直線状に延びてかつ前記複数の第１の部分と複数の交差部分で交差する複数の第２の部分とを有する、請求項５に記載のシート状ヒータ。
前記複数のグラファイトシートは矩形状を有し、
前記第２の方向は前記第１の方向に直角である、請求項６に記載のシート状ヒータ。
前記第１の保護シートと前記第２の保護シートには前記第１の保護シートの前記領域と前記第２の保護シートとを貫通してかつ前記複数の交差部分を通らないスリットが設けられており、
上方から見て、前記ヒータ線は前記スリットを通らない、請求項６または７に記載のシート状ヒータ。
前記ヒータ線は、前記第１の保護シートを介して前記複数のグラファイトシートにそれぞれ対向してかつ互いに異なる長さを有する複数の部分を有する、請求項５に記載のシート状ヒータ。