JP7040348B2 - Heater device - Google Patents
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Description
本発明は、通電によって発生する発熱部の熱で暖房を行うヒータ装置に関するものである。 The present invention relates to a heater device that heats with the heat of a heat generating portion generated by energization.
従来、特許文献1に記載された安全装置がある。この装置は、交流電源に対して温度ヒューズを直列に配して接続された発熱線と、この発熱線に感熱層を介して取り付けられた短絡線と、この短絡線と直列に接続された発熱抵抗と、備えている。この装置は、発熱線に交流電流が流れることにより、感熱層を介して短絡線に交流電圧が誘起されるようになっている。そして、発熱線が異常加熱すると、発熱線を被覆する感熱層が溶け、発熱線と短絡線との間に短絡電流が流れ、短絡線に接続された発熱抵抗が発熱する。そして、この発熱抵抗の至近位置に配置された温度ヒューズが溶断して発熱線への電源供給を遮断する構成となっている。
(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, there is a safety device described in Patent Document 1. This device has a heating wire connected by arranging a thermal fuse in series with an AC power supply, a short-circuit wire attached to this heating wire via a heat-sensitive layer, and heat generation connected in series with this short-circuit wire. With resistance. In this device, an AC voltage is induced in a short-circuit line via a heat-sensitive layer by an AC current flowing through a heating wire. When the heating wire is abnormally heated, the heat-sensitive layer covering the heating wire melts, a short-circuit current flows between the heating wire and the short-circuit wire, and the heat-generating resistance connected to the short-circuit wire generates heat. Then, the thermal fuse arranged at a position close to the heat generation resistance is blown to cut off the power supply to the heat generation line.
(See, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1に記載された装置は、例えば、発熱線が異常加熱した場合に、温度ヒューズが溶断して発熱線に流れる電流が遮断するようになっている。しかしながら、上記特許文献1に記載された装置は、発熱線に流れる電流を遮断するために温度ヒューズ、感熱層、短絡線、発熱抵抗を備えており、構成が複雑で、部品点数も多くコストが高くなるといった問題がある。 In the apparatus described in Patent Document 1, for example, when the heating wire is abnormally heated, the thermal fuse is blown and the current flowing through the heating wire is cut off. However, the device described in Patent Document 1 is provided with a thermal fuse, a heat sensitive layer, a short-circuit wire, and a heat generating resistance in order to cut off the current flowing through the heating wire, the configuration is complicated, the number of parts is large, and the cost is high. There is a problem that it becomes expensive.
本発明は上記問題に鑑みたもので、より簡素な構成で、発熱部が損傷した場合に発熱線に流れる電流を遮断できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to cut off the current flowing through the heating wire when the heating portion is damaged with a simpler configuration.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、通電によって発熱する発熱部(22)と、電源(15)から発熱部に供給する電流を制御する電流制御部(30)と、を備え、電源から発熱部に所定電流を供給することにより発熱部が発熱して暖房を行うヒータ装置であって、発熱部が損傷すると、電源から発熱部に所定電流が供給されたときに発熱部の損傷した部位が局所発熱して溶断する。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 comprises a heat generating unit (22) that generates heat by energization and a current control unit (30) that controls a current supplied from a power source (15) to the heat generating unit. It is a heater device that heats and heats the heat generating part by supplying a predetermined current from the power supply to the heat generating part. The damaged part of the body heats up locally and melts.
このような構成によれば、発熱部が損傷すると、電源から発熱部に所定電流が供給されたときに発熱部の損傷した部位が局所発熱して溶断するので、より簡素な構成で、発熱部が損傷した場合に発熱部に流れる電流を遮断することができる。 According to such a configuration, when the heat generating part is damaged, when a predetermined current is supplied from the power supply to the heat generating part, the damaged part of the heat generating part locally generates heat and melts. Can cut off the current flowing through the heat generating part when it is damaged.
上記目的を達成するため、請求項4に記載の発明は、通電によって発熱する発熱部(22)と、電源(15)から発熱部に供給する電流を制御する電流制御部(30)と、を備え、電源から発熱部に通常電流を供給することにより発熱部が発熱して暖房を行うヒータ装置であって、電流制御部は、電源から発熱部に通常電流が供給される第1状態と、損傷していない発熱部を溶断させることなく、かつ、発熱部の損傷した部位が溶断する溶断電流が電源から発熱部に供給される第2状態を切り替えるように発熱部に流れる電流を制御する。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 4 comprises a heat generating unit (22) that generates heat by energization and a current control unit (30) that controls a current supplied from a power source (15) to the heat generating unit. It is a heater device that heats and heats the heat generating part by supplying a normal current from the power supply to the heat generating part. The current flowing through the heat generating portion is controlled so as to switch the second state in which the fusing current in which the damaged portion of the heat generating portion is blown is supplied from the power source to the heat generating portion without fusing the undamaged heat generating portion.
このような構成によれば、電流制御部は、電源から発熱部に通常電流が供給される第1状態と、損傷していない発熱部を溶断させることなく、かつ、発熱部の損傷した部位が溶断する溶断電流が電源から発熱部に供給される第2状態を切り替えるように発熱部に流れる電流を制御するので、より簡素な構成で、発熱部が損傷した場合に発熱部に流れる電流を遮断することができる。 According to such a configuration, in the current control unit, the first state in which the normal current is supplied from the power supply to the heat generating portion and the damaged portion of the heat generating portion without melting the undamaged heat generating portion are formed. Since the current flowing through the heating unit is controlled so that the fusing current is supplied from the power supply to the heating unit to switch the second state, the current flowing through the heat generating unit is cut off with a simpler configuration. can do.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The reference numerals in parentheses of each means described in this column and the scope of claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
以下、本発明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、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the parts that are the same or equal to each other are designated by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
第1実施形態のヒータ装置について、図1~図12を用いて説明する。図1において、第1実施形態に係るヒータ装置2は、道路走行車両などの移動体の室内に設置されている。ヒータ装置2は、室内のための暖房装置の一部を構成している。ヒータ装置2は、移動体に搭載された電池、発電機などの電源から給電されて発熱する電気的なヒータである。ヒータ装置2は、薄い板状に形成されている。ヒータ装置2は、電力が供給されると発熱する。ヒータ装置2は、その表面と垂直な方向に位置付けられた対象物を暖めるために、主としてその表面と垂直な方向へ向けて輻射熱Hを放射する。
(First Embodiment)
The heater device of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 12. In FIG. 1, the
室内には、乗員12が着座するための座席11が設置されている。ヒータ装置2は、乗員12の足元に輻射熱Hを放射するように室内に設置されている。ヒータ装置2は、たとえば他の暖房装置の起動直後において、乗員12に対して即効的に暖かさを提供するための装置として利用することができる。ヒータ装置2は、室内の壁面に設置される。ヒータ装置2は、想定される通常の姿勢の乗員12に対向するように設置される。例えば、道路走行車両は、ハンドル13を支持するためのステアリングコラム14を有している。ヒータ装置2は、ステアリングコラム14の下面に、乗員12に対向するように設置することができる。
A
次に、図2~図5を用いて、ヒータ装置2の構成について説明する。図2~図3に示すように、ヒータ装置2は、軸Xと軸Yによって規定されるX-Y平面に沿って広がるヒータ部20を有している。ヒータ部20は、軸Zの方向に厚さをもつ。ヒータ部20は、ほぼ四角形の薄い板状に形成されている。
Next, the configuration of the
ヒータ部20は、絶縁層23、電極21および発熱部22を有している。ヒータ部20は、主として表面と垂直な方向に向けて輻射熱Hを放射する面状ヒータとも呼ぶことができる。
The
絶縁層23は、絶縁層231と絶縁層232を有している。絶縁層231と絶縁層232は、それぞれ板状を成しており、ヒータ装置2のZ軸方向に平行に配置されている。絶縁層232は、絶縁層231よりも乗員12側に配置されている。
The
図3に示すように、絶縁層231における絶縁層232側の面には、電極21および発熱部22が配置されている。電極21および発熱部22は、絶縁層231にパターン印刷等によって形成されている。
As shown in FIG. 3, the
電極21は、図2に示すように、電極211と電極212を有している。各電極211、電極212は、図示しないワイヤーハーネスを介して後述する車両バッテリ15と接続される。
As shown in FIG. 2, the
各電極211、212は、それぞれ矩形形状を成している。各電極211、212は、それぞれ低い電気抵抗をもつ材料によって作られている。各電極211、212は、金属材料によって作ることができる。
Each of the
発熱部22は、発熱線221と発熱線222を有している。各発熱線221、222は、電極211と電極212との間を接続している。各発熱線221、222は、通電によって発熱する。各発熱線221、222は、それぞれ線状を成す発熱線として構成されている。各発熱線221、222は、蛇行するように並んで配置されている。
The
各発熱線221、222の長さ方向に対する各発熱線221、222の幅および厚さは同じとなっている。ただし、各発熱線221、222の曲がり部の幅および厚さは直線部の幅および厚さよりも長くなっている。すなわち、各発熱線221、222の直線部における各発熱線221、222の長さ方向と直交する断面の幅および厚さはいずれの位置においても同じになっている。
The width and thickness of each
各発熱線221、222の損傷により発熱部22の長さ方向と直交する断面の断面積が損傷前の断面積より小さくなると、発熱部の損傷した部位が局所発熱して溶断するようになっている。
When the cross-sectional area of the cross section orthogonal to the length direction of the heat-generating
各発熱線221、222は、それぞれ低い電気抵抗をもつ材料によって作られている。各発熱線221、222は、金属材料によって作ることができる。例えば、各発熱線221、222は、銅、SUS、銀、金などの金属およびこれらを含む合金を用いて構成することができる。
Each
本ヒータ装置2は、各発熱線221、222に所定電流が供給されたときに各発熱線221、222が発する熱で暖房を行う。
The
図4に示すように、発熱線221、222の長さをLとする。また、図5に示すように、発熱線221、222の幅をWとし、発熱線221、222の厚さをtとしたとき、発熱線221、222の断面積は、W×tとして表すことができる。
As shown in FIG. 4, the length of the
図6に示すように、各発熱線221、222が損傷した場合、この損傷部の残り幅をxとすると、各発熱線221、222の損傷部の損傷率は、損傷率=(W×t-x×t)/(W×t)として表すことができる。すなわち、損傷率は、発熱線221、222の損傷部位の損傷前の断面積に対する発熱線221、222の損傷後の残った部位の断面積の比として表すことができる。
As shown in FIG. 6, when each
各発熱線221、222に流れる電流は、車両バッテリ15の電圧と、各発熱線221、222の電気抵抗特性と、各発熱線221、222の断面積と、各発熱線221、222の長さLによって決まる。また、各発熱線221、222の損傷の度合いが大きいほど損傷率は大きくなる。
The current flowing through each
本実施形態のヒータ部20は、各発熱線221、222が損傷すると、各発熱線221、222に所定電流が供給されたときに、発熱線221、222の損傷した部位が局所発熱して溶断する。
In the
ここでは、このように発熱線221、222の損傷した部位が局所発熱して溶断することを瞬断と呼び、発熱線221、222の損傷した部位を溶断させるのに必要な電流を瞬断電流と呼ぶ。瞬断電流は、発熱線221、222の損傷した部位を溶断させるために連続的に流す最低電流である。なお、瞬断電流は、1アンペア程度とすることができる。
Here, the fact that the damaged parts of the
図7に示すように、発熱線221、222の損傷の度合いが大きく、発熱線221、222の損傷率が大きくなるほど、瞬断電流は小さくなる。すなわち、損傷の度合いが大きいほど少ない電流で損傷した部位を瞬断させることができる。
As shown in FIG. 7, the degree of damage to the
また、各発熱線221、222が損傷すると、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流が供給されたときに発熱部22の損傷した部位が局所発熱が発生する。そして、図8に示すように、各発熱線221、222の損傷率が大きくなるほど、局所発熱部の温度も高くなる。
Further, when the
また、図9に示すように、各発熱線221、222の損傷部の損傷率が大きいほど、各発熱線221、222の損傷部が断線するまでの時間は短くなる。
Further, as shown in FIG. 9, the larger the damage rate of the damaged portion of each
本ヒータ部20は、発熱線221、222が損傷すると、この損傷した部位を覆っている絶縁層23の表面温度が、人体に熱的不快感を与える所定温度以上になる前に、発熱線221、222の損傷した部位が局所発熱して溶断するよう、各発熱線221、222の長さおよび断面積等が定められている。
When the
各発熱線221、222が損傷していない場合には、乗員が損傷した部位の周辺を触っても熱的不快感を感じない。
When the
また、各発熱線221、222に所定電流が供給された状態で、各発熱線221、222が損傷した場合、各発熱線221、222の損傷した部位が局所発熱するが、各発熱線221、222の損傷した部位が速やかに溶断し、各発熱線221、222に電流が流れなくなる。このため、乗員が損傷した部位の周辺を触っても熱的不快感を感じない。
Further, when each
次に、本実施形態のヒータ装置2のブロック構成について図10を用いて説明する。本ヒータ装置2は、ヒータ部20、温度検出部33および電流制御部30を備えている。また、電流制御部30は、駆動装置31およびECU32を備えている。なお、ECU32は制御部に相当する。
Next, the block configuration of the
温度検出部33は、例えば、絶縁層232の表面温度等、ヒータ部20の発熱によって変化する温度を検出し、検出した温度を示す信号をECU32に出力する。
The
ECU32は、CPU、メモリ、I/O等を有するコンピュータとして構成されている。ECU32は、メモリに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。ECU32は、温度検出部33から出力される信号に基づいてヒータ部20の発熱部22に所定の電流が流れるよう駆動装置31を制御する。
The
駆動装置31は、車両バッテリ15から供給される電力により動作する。なお、車両バッテリ15は電源に相当する。駆動装置31は、MOSトランジスタ、リレー、IPD(IntelligentPower Module)等の回路素子を有している。駆動装置31は、ECU32より入力される信号に応じてヒータ部20の発熱部22に流れる電流を駆動する。
The
本実施形態の電流制御部30は、ヒータ部20の発熱部22をPWM(Pulse Width Modulation)制御する。具体的には、ECU32は、PWM信号を生成し、このPWM信号に応じた電流が発熱部22に流れる。なお、PWM信号のデューティー比Dは、PWM信号の制御サイクル周期Tに対するパルス幅Hの比として表される。すなわち、D=(H/T)×100[%]として表される。PWM信号のデューティー比Dが大きくなるほど発熱部22の発熱量は大きくなる。
The
ECU32は、温度検出部33により検出された温度を予め定められた設定温度に近づけるようPWM信号のデューティー比Dを特定し、特定したデューティー比DのPWM信号を駆動装置31に出力する。
The
具体的には、ECU32は、温度検出部33により検出された温度が設定温度よりも低い場合には、デューティー比Dをより大きくしたPWM信号を出力し、温度検出部33により検出された温度が設定温度よりも高い場合には、デューティー比Dをより小さくしたPWM信号を出力する。
Specifically, when the temperature detected by the
ここで、温度検出部33により検出された温度が設定温度よりも高い場合に、PWM信号のデューティー比Dを小さくしすぎると、図11に示すように、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流が供給される際に発熱部22に流れる単位時間当たりの平均電流が、瞬断電流未満となってしまい、発熱部22の損傷した部位を溶断させることができなくなってしまう。
Here, if the duty ratio D of the PWM signal is made too small when the temperature detected by the
このため、ECU32は、図12に示すように、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流が供給される際に発熱部22に流れる単位時間当たりの平均電流が、瞬断電流よりも大きく、かつ、損傷していない発熱部を溶断させないデューティー比となるようPWM信号を生成する。
Therefore, as shown in FIG. 12, in the
すなわち、ECU32は、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流が供給される際に発熱部22に流れる単位時間当たりの平均電流が、瞬断電流よりも大きく、かつ、損傷していない発熱部22を溶断させないデューティー比を下限値としてPWM信号を生成する。
That is, in the
これにより、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流が供給される際に発熱部22に流れる電流が低下しすぎて発熱部22の損傷した部位を溶断させられないといったことをなくすことが可能となる。
This makes it possible to prevent the current flowing through the
以上、説明したように、本ヒータ装置は、通電によって発熱する発熱部22と、車両バッテリ15から発熱部22に供給する電流を制御する電流制御部30と、を備えている。そして、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流を供給することにより発熱部22が発熱して暖房を行う。また、発熱部22が損傷すると、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流が供給されたときに発熱部22の損傷した部位が局所発熱して溶断する。
As described above, the heater device includes a
このような構成によれば、発熱部22が損傷すると、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流が供給されたときに発熱部22の損傷した部位が局所発熱して溶断するので、より簡素な構成で、発熱部が損傷した場合に発熱部に流れる電流を遮断することができる。
According to such a configuration, when the
また、電流制御部は、制御サイクル周期に対するパルス幅の比であるデューティー比を変更することが可能なPWM信号を生成するECU32を備えている。さらに、ECU32により生成されたPWM信号のデューティー比に応じた電流が発熱部22に流れるよう発熱部22に供給する電流を制御する駆動装置31を備えている。
Further, the current control unit includes an
また、ECU32は、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流が供給される際に発熱部22に流れる単位時間当たりの平均電流が、発熱部22の損傷した部位を溶断させるのに必要な瞬断電流よりも大きく、かつ、損傷していない発熱部22を溶断させないようなデューティー比となるPWM信号を生成する。
Further, in the
したがって、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流が供給される際に発熱部22に流れる電流が低下しすぎて発熱部22の損傷した部位を溶断させられないといったことをなくすことができる。
Therefore, when a predetermined current is supplied from the
また、制御部は、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流が供給される際に発熱部22に流れる単位時間当たりの平均電流が、発熱部22の損傷した部位を溶断させるのに必要な瞬断電流よりも大きく、かつ、損傷していない発熱部22を溶断させないようなデューティー比を下限値としてPWM信号を生成する。
Further, in the control unit, when a predetermined current is supplied from the
このように、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流が供給される際に発熱部22に流れる単位時間当たりの平均電流が、発熱部22の損傷した部位を溶断させるのに必要な瞬断電流よりも大きく、かつ、損傷していない発熱部22を溶断させないデューティー比を下限値としてPWM信号を生成することで、車両バッテリ15から発熱部22に所定電流が供給される際に発熱部22に流れる電流が低下しすぎて発熱部22の損傷した部位を溶断させられないといったことをなくすことができる。
As described above, when a predetermined current is supplied from the
また、発熱部22は、線状を成しており、発熱部22の損傷により発熱部22の長さ方向と直交する断面の断面積が損傷前の断面積より小さくなると、発熱部22の損傷した部位が局所発熱して溶断する。
Further, the
このように、発熱部22は、線状を成しており、発熱部22の損傷により発熱部22の長さ方向と直交する断面の断面積が損傷前の断面積より小さくなると、発熱部22の損傷した部位が局所発熱して溶断するよう構成することができる。
As described above, the
また、発熱部22の長さ方向に対する発熱部22の幅および厚さは同じとなっている。このように、発熱部22の長さ方向に対する発熱部22の幅および厚さは同じとなるよう構成することができる。
Further, the width and thickness of the
(第2実施形態)
第2実施形態に係るヒータ装置について、図13~図14を用いて説明する。本実施形態のヒータ装置2は、上記第1実施形態のヒータ装置と比較して、さらに、コンデンサ34およびトリガー回路35を備えた点が異なる。
(Second Embodiment)
The heater device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 14. The
コンデンサ34は、車両バッテリ15とトリガー回路35との間に配置されている。トリガー回路35の状態に応じて車両バッテリ15からの電荷を蓄積したり、蓄積した電荷を放電する。
The
トリガー回路35は、オンまたはオフするスイッチング素子を有している。ECU32からの制御信号に応じてトリガー回路35のスイッチング素子がオン状態になると、コンデンサ34に蓄積された電荷が放電されて駆動装置31から出力されるPWM信号に加算される。
The
ECU32は、駆動装置31から出力されるPWM信号のうちパルス幅Hの期間内にコンデンサ34に蓄積された電荷が放電されて駆動装置31から出力されるPWM信号に加算されるようトリガー回路35を制御する。
The
このトリガー回路35により、図14に示すように、PWM信号のうちパルス幅Hの期間中の通常使用電流よりも、さらに大きな溶断電流がヒータ部20に供給される。ここで、溶断電流は、損傷していない発熱部22を溶断させることなく、かつ、発熱部22の損傷した部位が溶断する電流のことをいう。なお、通常使用電流は通常電流である。
As shown in FIG. 14, the
本実施形態のヒータ装置2は、通電によって発熱する発熱部22と、車両バッテリ15から発熱部22に供給する電流を制御する電流制御部30と、を備え、車両バッテリ15から発熱部22に通常電流を供給することにより発熱部が発熱して暖房を行う。
The
図14に示すように、電流制御部30は、車両バッテリ15から発熱部22に通常電流である通常使用電流が供給される第1状態と、損傷していない発熱部22を溶断させることなく、かつ、発熱部22の損傷した部位が溶断する溶断電流が車両バッテリ15から発熱部22に供給される第2状態を切り替えるように発熱部22に流れる電流を制御する。
As shown in FIG. 14, the
具体的には、電流制御部30は、通常使用電流を発熱部22に流した後、この通常使用電流よりも大きな溶断電流を発熱部22に流す。その後、電流制御部30は、再度、通常使用電流を発熱部22に流した後、発熱部22に電流が流れないようにする。このような制御を周期的に繰り返し実施する。
Specifically, the
以上、説明したように、本ヒータ装置は、通電によって発熱する発熱部22と、車両バッテリ15から発熱部22に供給する電流を制御する電流制御部30と、を備えている。そして、車両バッテリ15から発熱部22に通常電流を供給することにより発熱部22が発熱して暖房を行う。
As described above, the heater device includes a
電流制御部30は、車両バッテリ15から発熱部22に通常使用電流が供給される第1状態と、損傷していない発熱部22を溶断させることなく、かつ、発熱部22の損傷した部位が溶断する溶断電流が車両バッテリ15から発熱部22に供給される第2状態を切り替えるように発熱部22に流れる電流を制御する。
In the
このような構成によれば、電流制御部30は、車両バッテリ15から発熱部22に通常電流が供給される第1状態と、損傷していない発熱部22を溶断させることなく、かつ、発熱部22の損傷した部位が溶断する溶断電流が電源から発熱部に供給される第2状態を切り替えるように発熱部22に流れる電流を制御するので、より簡素な構成で、発熱部22が損傷した場合に発熱部22に流れる電流を遮断することができる。
According to such a configuration, the
本実施形態では、上記第1実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第1実施形態と同様に得ることができる。 In the present embodiment, the same effect obtained from the configuration common to the first embodiment can be obtained in the same manner as in the first embodiment.
(他の実施形態)
(1)上記各実施形態では、車両の室内にヒータ装置を車両の室内に設置したが、車両の室内に限定されるものではなく、例えば、船舶、航空機などの移動体の室内等に設置することもできる。
(Other embodiments)
(1) In each of the above embodiments, the heater device is installed in the interior of the vehicle, but the heater device is not limited to the interior of the vehicle, and is installed, for example, in the interior of a moving body such as a ship or an aircraft. You can also do it.
(2)上記各実施形態では、発熱部22に流れる電流をPWM信号によりPWM制御する例を示したが、例えば、連続的に発熱部22に電流を流す等、PWM制御以外の手法で発熱部22に流れる電流を制御することもできる。
(2) In each of the above embodiments, an example in which the current flowing through the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of the claims. Further, the above embodiments are not unrelated to each other, and can be appropriately combined unless the combination is clearly impossible. Further, in each of the above embodiments, it goes without saying that the elements constituting the embodiment are not necessarily essential except when it is clearly stated that they are essential or when they are clearly considered to be essential in principle. stomach. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical values, quantities, and ranges of the constituent elements of the embodiment are mentioned, when it is clearly stated that they are particularly essential, and when it is clearly limited to a specific number in principle. It is not limited to the specific number except when it is done. In addition, in each of the above embodiments, when the material, shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc. are referred to, except when specifically specified or when the material, shape, positional relationship, etc. are limited to a specific material, shape, positional relationship, etc. in principle. , The material, shape, positional relationship, etc. are not limited.
(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、通電によって発熱する発熱部と、電源から発熱部に供給する電流を制御する電流制御部と、を備えている。そして、電源から発熱部に所定電流を供給することにより発熱部が発熱して暖房を行う。そして、発熱部が損傷すると、電源から発熱部に所定電流が供給されたときに発熱部の損傷した部位が局所発熱して溶断する。
(summary)
According to the first aspect shown in a part or all of the above embodiments, the heater device includes a heat generating unit that generates heat by energization and a current control unit that controls the current supplied from the power source to the heat generating unit. I have. Then, by supplying a predetermined current from the power source to the heat generating portion, the heat generating portion generates heat to perform heating. Then, when the heat-generating portion is damaged, when a predetermined current is supplied from the power source to the heat-generating portion, the damaged portion of the heat-generating portion locally generates heat and melts.
また、第2の観点によれば、電流制御部は、制御サイクル周期に対するパルス幅の比であるデューティー比を変更することが可能なPWM信号を生成する制御部と、制御部により生成されたPWM信号のデューティー比に応じた電流が発熱部に流れるよう発熱部に供給する電流を制御する駆動装置と、を備えている。そして、制御部は、電源から発熱部に所定電流が供給される際に発熱部に流れる単位時間当たりの平均電流が、発熱部の損傷した部位を溶断させるのに必要な瞬断電流よりも大きく、かつ、損傷していない発熱部を溶断させないようなデューティー比となるPWM信号を生成する。 Further, according to the second aspect, the current control unit includes a control unit that generates a PWM signal capable of changing the duty ratio, which is the ratio of the pulse width to the control cycle cycle, and the PWM generated by the control unit. It is provided with a drive device that controls the current supplied to the heat generating portion so that the current corresponding to the duty ratio of the signal flows to the heat generating portion. Then, in the control unit, the average current per unit time that flows to the heat generating unit when a predetermined current is supplied from the power supply to the heat generating unit is larger than the instantaneous interruption current required to blow the damaged portion of the heat generating unit. In addition, a PWM signal having a duty ratio that does not melt the undamaged heat generating portion is generated.
したがって、電源から発熱部に所定電流が供給される際に発熱部に流れる電流が低下しすぎて発熱部の損傷した部位を溶断させられないといったことをなくすことができる。 Therefore, it is possible to prevent the current flowing through the heat generating portion from being too low when a predetermined current is supplied from the power source to the heat generating portion so that the damaged portion of the heat generating portion cannot be blown.
また、第3の観点によれば、制御部は、電源から発熱部に所定電流が供給される際に発熱部に流れる単位時間当たりの平均電流が、発熱部の損傷した部位を溶断させるのに必要な瞬断電流よりも大きく、かつ、損傷していない発熱部を溶断させないようなデューティー比を下限値としてPWM信号を生成する。 Further, according to the third viewpoint, in the control unit, when a predetermined current is supplied from the power supply to the heat generating portion, the average current per unit time flowing through the heat generating portion causes the damaged portion of the heat generating portion to be blown. A PWM signal is generated with a duty ratio as the lower limit value, which is larger than the required instantaneous interruption current and does not melt the undamaged heat generating portion.
このように、電源から発熱部に所定電流が供給される際に発熱部に流れる単位時間当たりの平均電流が、発熱部の損傷した部位を溶断させるのに必要な瞬断電流よりも大きく、かつ、損傷していない発熱部を溶断させないデューティー比を下限値としてPWM信号を生成することで、電源から発熱部に所定電流が供給される際に発熱部に流れる電流が低下しすぎて発熱部の損傷した部位を溶断させられないといったことをなくすことができる。 In this way, the average current per unit time that flows to the heat generating part when a predetermined current is supplied from the power supply to the heat generating part is larger than the instantaneous interruption current required to blow the damaged part of the heat generating part, and By generating a PWM signal with the duty ratio that does not melt the undamaged heat-generating part as the lower limit, the current flowing through the heat-generating part drops too much when a predetermined current is supplied from the power supply to the heat-generating part. It is possible to eliminate the fact that the damaged part cannot be blown.
また、第4の観点によれば、ヒータ装置は、通電によって発熱する発熱部と、電源から発熱部に供給する電流を制御する電流制御部と、を備えている。そして、電源から発熱部に通常電流を供給することにより発熱部が発熱して暖房を行う。そして、電流制御部は、電源から発熱部に通常電流が供給される第1状態と、損傷していない発熱部を溶断させることなく、かつ、発熱部の損傷した部位が溶断する溶断電流が電源から発熱部に供給される第2状態を切り替えるように発熱部に流れる電流を制御する。 Further, according to the fourth aspect, the heater device includes a heat generating unit that generates heat by energization and a current control unit that controls the current supplied from the power source to the heat generating unit. Then, by supplying a normal current from the power source to the heat generating portion, the heat generating portion generates heat to perform heating. Then, in the current control unit, the power source is the first state in which the normal current is supplied from the power supply to the heat generating portion, and the fusing current in which the damaged portion of the heat generating portion is fused without fusing the undamaged heat generating portion. The current flowing through the heat generating unit is controlled so as to switch the second state supplied from the heat generating unit.
また、第5の観点によれば、発熱部は、線状を成しており、発熱部の損傷により発熱部の長さ方向と直交する断面の断面積が損傷前の断面積より小さくなると、発熱部22の損傷した部位が局所発熱して溶断する。
Further, according to the fifth aspect, the heat generating portion has a linear shape, and when the cross-sectional area of the cross section orthogonal to the length direction of the heat generating portion becomes smaller than the cross-sectional area before the damage due to the damage of the heat generating portion, The damaged portion of the
このように、発熱部は、線状を成しており、発熱部の損傷により発熱部の長さ方向と直交する断面の断面積が損傷前の断面積より小さくなると、発熱部の損傷した部位が局所発熱して溶断するよう構成することができる。 As described above, the heat generating portion has a linear shape, and when the cross-sectional area of the cross section orthogonal to the length direction of the heat generating portion becomes smaller than the cross-sectional area before the damage due to the damage of the heat generating portion, the damaged portion of the heat generating portion is formed. Can be configured to generate heat locally and melt.
また、第6の観点によれば、発熱部の長さ方向に対する発熱部の幅および厚さは同じとなっている。このように、発熱部の長さ方向に対する発熱部の幅および厚さは同じとなるよう構成することができる。 Further, according to the sixth viewpoint, the width and the thickness of the heat generating portion with respect to the length direction of the heat generating portion are the same. In this way, the width and thickness of the heat generating portion with respect to the length direction of the heat generating portion can be configured to be the same.
2 ヒータ装置
15 車両バッテリ
20 ヒータ部
21 電極
22 発熱部
23 絶縁層
30 電流制御部
31 駆動装置
32 ECU
33 温度検出部
2
33 Temperature detector
Claims (6)
前記発熱部が損傷すると、前記電源から前記発熱部に前記所定電流が供給されたときに前記発熱部の損傷した部位が局所発熱して溶断するヒータ装置。 A heat generating unit (22) that generates heat by energization and a current control unit (30) that controls a current supplied from the power source (15) to the heat generating unit are provided, and a predetermined current is supplied from the power source to the heat generating unit. This is a heater device in which the heat generating portion generates heat and heats the heat.
A heater device in which when the heat-generating portion is damaged, the damaged portion of the heat-generating portion locally generates heat and melts when the predetermined current is supplied from the power source to the heat-generating portion.
前記制御部は、前記電源から前記発熱部に前記所定電流が供給される際に前記発熱部に流れる単位時間当たりの平均電流が、前記発熱部の損傷した部位を溶断させるのに必要な瞬断電流よりも大きく、かつ、損傷していない前記発熱部を溶断させないような前記デューティー比となる前記PWM信号を生成する請求項1に記載のヒータ装置。 The current control unit includes a control unit (32) that generates a PWM signal capable of changing the duty ratio, which is the ratio of the pulse width to the control cycle cycle, and the duty of the PWM signal generated by the control unit. A drive device (31) for controlling the current supplied to the heat generating portion so that the current corresponding to the ratio flows to the heat generating portion is provided.
In the control unit, when the predetermined current is supplied from the power source to the heat generation unit, the average current per unit time flowing through the heat generation unit is required to melt the damaged portion of the heat generation unit. The heater device according to claim 1, wherein the PWM signal having a duty ratio that is larger than the current and does not melt the undamaged heat generating portion is generated.
前記電流制御部は、前記電源から前記発熱部に前記通常電流が供給される第1状態と、損傷していない前記発熱部を溶断させることなく、かつ、前記発熱部の損傷した部位が溶断する溶断電流が前記電源から前記発熱部に供給される第2状態を切り替えるように前記発熱部に流れる電流を制御するヒータ装置。 A heat generating unit (22) that generates heat by energization and a current control unit (30) that controls a current supplied from the power source (15) to the heat generating unit are provided, and a normal current is supplied from the power source to the heat generating unit. This is a heater device in which the heat generating portion generates heat and heats the heat.
In the current control unit, the first state in which the normal current is supplied from the power source to the heat generating portion and the damaged portion of the heat generating portion are fused without fusing the undamaged heat generating portion. A heater device that controls the current flowing through the heat generating portion so as to switch the second state in which the fusing current is supplied from the power source to the heat generating portion.
前記発熱部の損傷により前記発熱部の長さ方向と直交する断面の断面積が損傷前の断面積より小さくなると、前記発熱部の損傷した部位が局所発熱して溶断する請求項1ないし4のいずれか1つに記載のヒータ装置。 The heat generating portion is linear and has a linear shape.
According to claims 1 to 4, when the cross-sectional area of the cross section orthogonal to the length direction of the heat-generating portion becomes smaller than the cross-sectional area before the damage due to the damage of the heat-generating portion, the damaged portion of the heat-generating portion locally generates heat and melts. The heater device according to any one.
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