JPH09245937A

JPH09245937A - 採暖用ヒータ

Info

Publication number: JPH09245937A
Application number: JP7330196A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yaguchi; 修矢口
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1996-03-04
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】座席の身体による加圧部分のみを局所的に加熱
する。【解決手段】加圧力に応じて抵抗値が減少する感圧導電
体２を発熱体１として身体の部位に加圧接触させる採暖
用ヒータ。感圧導電体は、グラファイト粒子または正特
性サーミスタの粉末を混入したシリコンゴム又は感圧導
電塗料である。発熱体１は、電極３、４が網目状である

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、西洋式トイレの便
座や自動車用座席等に利用される採暖用ヒータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば採暖機能を持つ西洋式トイレの便
座においては、セラミックヒータの電源スイッチを手動
でオン／オフする方式が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この方式では、トイレ
を使用する度に電源スイッチをオン／オフしなければな
らず煩わしい。また、採暖用ヒータは便座の裏面に配設
されているため、電源スイッチをオンにしてもすぐには
便座が暖まらない。

【０００４】更に、電源スイッチを切り忘れると加熱状
態が継続され、危険であるとともに電気エネルギを浪費
してしまう。また、小児が便座全体を加熱する便座に着
座する際には、身体と便座の接触面積が大人と比較して
少なく、不必要な部分も加熱するためロスを生じるなど
の問題がある。

【０００５】これら問題の解決策としては、実開平０３
−５５７９７号「タイマ付き暖房便座」が提案されてい
る。この「タイマ付き暖房便座」は、組込タイマにヒー
タの動作開始時刻及び動作時間を所望に設定し、暖房便
座を使用する頻度が高い時間帯のみ動作させ、使用頻度
の低い時間帯は非通電状態とすることにより、安全性を
向上させ電気消費量を節約させて、部材の劣化を抑制さ
せている。

【０００６】しかしながら、この暖房便座は、日常生活
が微妙にずれてる家族にとって十分な対策とはいえず、
使用頻度の高い時間帯を特定することが非常に困難であ
り、また、種々の設定ボタン、表示器を含むタイマ装置
も必要になるなどの弱点を持っている。

【０００７】本発明は前述の問題に鑑み、スイッチの頻
繁なオン／オフ操作が不要で、必要時に必要な領域のみ
を加熱して、採暖が速く、安全で電気エネルギを浪費し
ない採暖用ヒータを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による採暖用ヒー
タは、加圧力に応じて抵抗値が指数的に減少する感圧導
電体を発熱体として身体の部位に加圧接触させて、加圧
部分が強く発熱するようにしている。

【０００９】この感圧導電体は、グラファイト粒子また
は正特性サーミスタの粉末を混入したシリコンゴム又は
感圧導電塗料であり、前記発熱体に用いられる電極が放
熱効率のよい網目状である。

【００１０】

【実施例】図１は、例えば便座の採暖用ヒータとして用
いられる本発明の一実施例による感圧導電体即ちシート
状発熱体１の分解斜視図である。

【００１１】このシート状発熱体１は、厚さ１ｍｍ程度
の感圧導電ゴム２を電極３、４によって挟んだ構造を持
っている。この感圧導電ゴム２は、例えばグラファイト
粒子を所定の密度で混入又は分散させたシリコンゴムで
ある。各電極３、４は、通常金属箔が用いられるが、放
熱性のため複数の穴が打ち抜かれた金属箔或いは金網が
用いられてもよい。

【００１２】この発熱体１は、図２に示す形状５に裁断
して便座上に両面テープ等で貼り付けられ、電極３、４
の部分には、リード線接続部が形成されて、所望の電圧
が印加される。

【００１３】図３は、図１又は図２に示す発熱体１の単
位面積当たりの加圧力／抵抗値即ちＦ−Ｒ特性図であ
る。図３において、感圧導電ゴム２の抵抗値Ｒ［Ω］
は、加圧力をＦ［Ｋｇ］とすると、次式のように表わさ
れる。Ｒ＝Ｋ・Ｆ^-N［Ω］・・・・・・・（１）但し、Ｋは比例定数、Ｎは１．１〜１．９である。

【００１４】従って、図４に示すように感圧導電ゴムの
両端に電圧Ｅを加えると、発熱量Ｐは、Ｐ＝Ｅ²／Ｒ＝Ｅ²・Ｆ^N／Ｋ［Ｗ］（２）となり、発熱量ＰがＦＮに比例する。

【００１５】即ち、図２に示した発熱体１は、シート状
感圧導電ゴム２の両面に可とう性電極３、４を配置し
て、これら電極間に電圧Ｅボルトを印加した場合に、加
圧部分のみが（２）式に基づいて局部発熱する。従っ
て、一定の電圧を印加した場合において、例えば尻等で
強く押圧された発熱体１の部分は、単位面積当たりの抵
抗値が未加圧部分のそれより相当低くなって、強く発熱
し、それ以外の部分は弱く発熱して、臀部の接触部分の
みが暖かくなる。

【００１６】また、発熱体１は、印加電圧の値を変化さ
せ或は印加直流電圧の印加時間を変化させて、給電量を
変化させることによって発熱量を制御できることは言う
までもない。

【００１７】図５は、発熱体１を駆動制御するヒータ駆
動回路の一実施例の回路図である。図５において、発熱
体１をＤ級駆動する無安定発振回路１０は、図示しない
正電圧及び接地端が直流電源１１に接続されたタイマＩ
Ｃ５５５を含む。

【００１８】このタイマＩＣ５５５は、例えばシグネテ
ィクス社から市販されたＮＥ５５５であり、制御電圧端
ＣＶがコンデンサ１２を経て接地され、出力端ＯＵＴが
抵抗１３を経てＭＯＳＦＥＴ１４のゲートに接続され、
トリガ端ＴＲ及び閾値端ＴＨが接地コンデンサ１５及び
抵抗１６に各々接続され、放電端ＤＣが抵抗１６の他端
及びプルアップ抵抗１７に接続された可変抵抗１８の摺
動端に接続されている。

【００１９】従って、可変抵抗１８は、摺動端の位置を
調整することによって５５５のハイレベル／ローレベル
の出力デューティ比を変化させて、ＭＯＳＦＥＴ１４が
オンになる期間を変化させ、ヒータ１の加熱時間を調整
している。つまり、ヒータ駆動用電界効果トランジスタ
１４のオン／オフデューティ比が変化し、発熱体１への
供給電力量を調整することができる。

【００２０】このＭＯＳＦＥＴ１４は、ソース接地さ
れ、ドレイン及び正極ライン間にヒータ１が接続されて
いる。ＭＯＳＦＥＴ１４は電力ＮＰＮトランジスタと置
換されてもよい。

【００２１】本発明による採暖用ヒータは、このように
構成したので、次のような利点を持っている。

【００２２】人が採暖用ヒータ付きの座席に座ると、加
圧部分のみのヒータ領域に自動的に電流が集中して流
れ、所望部分のみが加熱される。当然、身体が便座から
離れると発熱体への電流供給は、ヒータの単位当たりの
抵抗値が指数的に高くなるので自動的に遮断される。

【００２３】従って、着座スイッチ等を別に設けること
は不要になり、発熱体用の電源スイッチの操作から開放
されると共に安全である。

【００２４】小児が着座した場合には、便座全体を身体
が押圧するとは限らない。この際、身体との接触がない
部分では発熱が起きないので、電気エネルギを浪費する
こともない。

【００２５】発熱体の基材はシリコンゴムであるため、
クッション効果を持っている。本発明によるヒータは、
前記の他に、自動車用シート、住宅用カーペットなどの
採暖用ヒータとして、また、屋根の融雪ヒータなど広く
応用が考えられる。

【００２６】図６を参照すると、グラファイト粒子を混
入した感圧導電シリコンゴムは温度上昇（Ｔ）に伴い抵
抗値（Ｒ）が増大する特性を持っているため、定電圧で
駆動されている場合、温度が高くなるほど発熱量は自然
に下がる性質がある。従って、適当な電圧で駆動すると
過熱の恐れがなくなる。

【００２７】グラファイト粒子の代わりに、温度上昇に
伴い、抵抗値が大きく増加する正特性サーミスタを導電
粒子として混入しておくと、前記機能（過熱保護）が更
に確実に得られる。

【００２８】発熱体としては、一般に圧力センサ、スイ
ッチ素子、接点材料として利用される感圧導電ゴムのほ
かに、感圧導電塗料でも同様な機能が得られる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の感圧発熱体を採暖用ヒータとし
て利用した場合には、物体が接触・加圧すると加圧部部
のみが自動的に発熱し、加圧がなくなると自動的に発熱
が停止するため、接触センサ、圧力検出センサ又は操作
スイッチなどが不要になる。

【００３０】電源の切忘れによる電気エネルギ損失や危
険性がなくなる。また、ローコストで採暖装置を構築で
きる。更に、加圧部分だけが発熱する（不必要な箇所は
加熱しない）ため、電気エネルギを浪費しない。発熱体
の抵抗値は、温度上昇に伴い増大するため、過熱保護機
能をそれ自体に有する。また、発熱体への印加電圧を変
化させることによって、ヒータ温度を所望の値に調整す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるシート状感圧導電ゴムの一実施例
の構成図である。

【図２】図１に示すシート状感圧導電ゴムを打ち抜いて
形成した便座ヒータの概略平面図である。

【図３】図１又は２に示す感圧導電ゴムの加圧力（Ｆ）
−抵抗値（Ｒ）特性図である。

【図４】発熱体として感圧導電ゴムに電圧を印加した回
路図である。

【図５】図４に示す採暖用ヒータを駆動する駆動回路の
概略回路図である。

【図６】感圧導電ゴムの温度（Ｔ）−抵抗値（Ｒ）特性
図である。

【符号の説明】

１発熱体２感圧導電ゴム３電極４電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧力に応じて抵抗値が減少する感圧導電
体を発熱体として身体の部位に加圧接触させ得るように
構成したことを特徴とする採暖用ヒータ。
【請求項２】前記感圧導電体は、グラファイト粒子また
は正特性サーミスタの粉末を混入したシリコンゴムであ
ることを特徴とする請求項１に記載の採暖用ヒータ。
【請求項３】前記感圧導電体は、グラファイト粒子また
は正特性サーミスタの粉末を混入した感圧導電塗料であ
ることを特徴とする請求項１に記載の採暖用ヒータ。
【請求項４】前記発熱体は、電極が網目状であることを
特徴とする請求項１に記載の採暖用ヒータ。