JPWO2016117376A1 - ヒータ装置 - Google Patents

Abstract

ヒータ装置（１０）は、通電により発熱する発熱部（２５）と、発熱部（２５）と発熱部（２５）の周囲の物体との距離を検出する距離検出部５１と、を備える。さらに、ヒータ装置（１０）は、距離検出部（５１）により検出された前記物体との距離が短いほどヒータ温度が低下するよう発熱部（２５）への通電を制御する通電制御部（Ｓ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０）を備える。

Description

関連出願への相互参照

本出願は、２０１５年１月１９日に出願された日本特許出願番号２０１５−７９２５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、ヒータ装置に関する。

従来、通電部から供給される電力によって発熱する発熱部を有する本体部と、本体部への物体の接触または近接を検出するセンサと、を備える装置がある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、センサにより本体部への物体の接触または近接したことが検出されると、通電部への通電量が通常状態よりも少なくなるように通電部への通電を制御するようにした装置が開示されている。

特開２０１４−１９０６７４号公報

上記特許文献１に記載された装置は、本体部と物体との距離が異なっていても、センサにより本体部への物体の接触または近接したことが検出されると、通電部への通電量が一律に少なくなるように通電部への通電が制御される。このため、ユーザに対して適切な温熱感を提供することができない。

本開示は、ユーザに対してより適切な温熱感を提供できるヒータ装置を提供することを目的とする。

本開示の第一の観点において、ヒータ装置は、通電により発熱する発熱部と、発熱部と発熱部の周囲の物体との距離を検出する距離検出部と、距離検出部により検出された物体との距離が短いほどヒータ温度の低下度合いが大きくなるよう発熱部への通電を制御する通電制御部と、を備える。

このような構成によれば、通電制御部は、物体との距離が短いほどヒータ温度の低下度合いが大きくなるよう発熱部への通電を制御するので、ユーザに対してより適切な温熱感を提供することができる。

本開示の第二の観点において、ヒータ装置は、通電により発熱する発熱部と、発熱部と発熱部の周囲の物体との距離を検出する距離検出部と、距離検出部により検出された物体との距離が短いほどヒータ温度が低下するように発熱部への通電を制御する通電制御部と、を備える。

このように、発熱部と物体との距離が短くなるほどヒータ温度が低くなる構成としても、ユーザに対してより適切な温熱感を提供することができる。

第１実施形態のヒータ装置を示す図である。 第１実施形態のヒータ装置の概略断面構成を示す図である。 第１実施形態のヒータ装置の発熱層の構成を示した図である。 第１実施形態のヒータ装置の距離検出層の構成を説明するための図である。 第１実施形態のヒータ装置の距離検出層の断面図である。 第１実施形態のヒータ装置のブロック構成図である。 第１実施形態のヒータ装置の制御部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 第１目標温度情報を説明するための図である。 第２実施形態のヒータ装置の制御部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態のヒータ装置の制御部が実行する処理を説明するための図である。 第３実施形態のヒータ装置の発熱層および距離検出層を説明するための図である。 第３実施形態のヒータ装置の制御部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 第４実施形態のヒータ装置の制御部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 第４実施形態のヒータ装置の制御部が検知する特定の動作パターンを説明するための図である。 第４実施形態のヒータ装置の制御部が検知する特定の動作パターンを説明するための図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。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。

（第１実施形態）
本開示の第１実施形態に係るヒータ装置１０について、図１〜図８を参照して説明する。図１において、第１実施形態に係るヒータ装置１０は、道路走行車両、船舶、航空機などの移動体の室内に設置されている。ヒータ装置１０は、室内を暖めるための暖房装置の一部を構成している。ヒータ装置１０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１０は、薄い板状に形成されている。ヒータ装置１０は、電力が供給されると発熱する。ヒータ装置１０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。

室内には、ユーザである乗員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１０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１０は、例えば、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１０は、室内の壁面に設置される。ヒータ装置１０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１０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。

次に、ヒータ装置１０の構成について説明する。図２に示すように、ヒータ装置１０は、本体部１０ａ、発熱層２０、および距離検出層３０を有している。発熱層２０と距離検出層３０との間は、絶縁性に優れた絶縁部材で絶縁されている。本体部１０ａは、優れた電気絶縁性を有する材料で構成されている。本体部１０ａは、発熱層２０および距離検出層３０を囲むように設けられている。

次に、図３を参照して、発熱層２０の構成について説明する。図３は、本体部１０ａを透過して発熱層２０を見た図である。この図に示すように、発熱層２０は、絶縁基板２２、複数の発熱部２５、および通電部２４を有している。絶縁基板２２は、優れた電気絶縁性を提供し、かつ、高温に対する耐久性に優れた樹脂材料によって作られている。

複数の発熱部２５は、通電部２４に接続されて、通電部２４から供給される電力によって発熱する。ヒータ装置１０のヒータ温度は、通電部２４から複数の発熱部２５へ供給される電力が少なくなるほど低くなる。複数の発熱部２５は、絶縁基板２２の距離検出層３０側に分散して配置される。複数の発熱部２５のそれぞれは、高い熱伝導率を有する材料によって作られている。なお、本体部１０ａは、発熱部２５の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する材料によって作られている。さらに、発熱部２５は、優れた電気導体、すなわち低い電気抵抗をもつ材料によって作られている。発熱部２５は、金属材料によって作ることができる。発熱部２５は、熱伝導率が銅よりも低い材料から選択される。例えば、発熱部２５は、銅とスズとの合金（Ｃｕ−Ｓｎ）、銀、スズ、ステンレス鋼、ニッケル、ニクロムなどの金属およびこれらを含む合金である。

一対の通電部２４は、軸Ｙの方向に延びる長方形であって、複数の発熱部２５の軸Ｘの方向の両端部にそれぞれ通電可能に接触するように配置される。通電部２４の軸Ｙの方向の一端には、接続端子２６ａが設けられている。通電部２４の軸Ｙの方向の他端には、接続端子２６ｂが設けられている。これらの接続端子２６ａ、２６ｂには、電圧Ｖ１が印加されるようになっている。通電部２４は、外部電源から電力が供給されて、供給された電力を発熱部２５に供給する。通電部２４の電気抵抗率は、発熱部２５の電気抵抗率よりも小さくなるように設定される。通電部２４は、例えば、銅からなる。発熱部２５の断面積は、通電部２４の断面積よりも小さくなるように設定される。これによって通電部２４は、大電流が流れても発熱が抑制される。なお、この発熱層２０の構成は、特開２０１４−１９０６７４号公報に記載されたヒータ装置と同様となっている。

上記した構成において、ヒータ装置１０が動作している状態で、人体の指Ｆの先端が本体部１０ａの表面に接触すると、接触された部位の温度は直ちに低下する。これは本体部１０ａに指Ｆが接触した瞬間、接触部の熱が指Ｆに移動するからである。本体部１０ａにおける接触部では、指Ｆに熱が移動するので、本体部１０ａの周囲から接触部へ熱が移動する。

しかし、発熱部２５は細い形状であり、しかも周囲は本体部１０ａで覆われているので、発熱部２５から接触部へ熱が伝わり難い。従って、指Ｆが本体部１０ａに接触している間、本体部１０ａの温度上昇は低い。そして、指Ｆが本体部１０ａから離れると、本体部１０ａの温度が短時間で上昇する。

次に、図４〜図５を参照して、距離検出層３０の構成について説明する。距離検出層３０は、発熱部２５を有する発熱層２０と発熱部２５の周囲の物体との距離を検出するためのものである。距離検出層３０は、絶縁基板３１、電極３２ａ、および電極３２ｂを有している。絶縁基板３１は、優れた電気絶縁性を有する樹脂材料によって作られている。

また、図４には示してないが、図５に示すように、距離検出層３０は、基材フィルム３３を有している。

基材フィルム３３は、優れた電気絶縁性を提供し、かつ、高温に対する耐久性に優れた樹脂材料によって作られている。基材フィルム３３は、例えば、ポリイミドやポリエステルを用いて構成することができる。

電極３２ａは、基材フィルム３３の一面側に軸Ｘの方向に延びるように形成されている。また、電極３２ｂは、基材フィルム３３の他面側に軸Ｙの方向に延びるように形成されている。電極３２ａ、３２ｂは、例えば、銅などの導電性を有する金属材料を用いて構成することができる。

電極３２ａと電極３２ｂの間には、距離算出部５１から所定電圧Ｖ２が印加されるようになっている。電極３２ａと電極３２ｂに直流の所定電圧Ｖ２が印加されると電極３２ａと電極３２ｂの間に電位差が生じる。

ここで、発熱層２０の周囲に物体が存在しない場合、電極３２ａと電極３２ｂの間の静電容量値は変化しない。しかし、発熱層２０に人体の指Ｆが接近して電極３２ａと電極３２ｂの間の電気力線が人体の指Ｆで遮られると、電極３２ａと電極３２ｂの間の静電容量値に変化が生じる。距離算出部５１は、電極３２ａと電極３２ｂ間の静電容量値の変化に基づいて発熱層２０と発熱層２０の周囲の物体との距離を特定する。

次に、図６を参照して、ヒータ装置１０のブロック構成について説明する。ヒータ装置１０は、温度センサ５０、距離算出部５１、通電部２４、操作部５２、および制御部５３を備える。

温度センサ５０は、例えば、発熱層２０の中央部に設けられている。温度センサ５０は、発熱層２０の温度に応じた信号を制御部５３へ出力する。

距離算出部５１は、上述したように、距離検出層３０に設けられた電極３２ａと電極３２ｂの間の静電容量値の変化に基づいて発熱層２０の周囲の物体と発熱層２０との距離を特定する。なお、距離算出部５１は、距離検出用集積回路であるＩＣで構成されている。また、距離算出部５１は、発熱層２０の周囲の物体と発熱層２０との距離を定期的に特定し、前回特定した物体との距離と、今回特定した物体との距離に基づいて発熱層２０の周囲の物体と発熱層２０との相対速度についても特定する。すなわち、距離算出部５１は、発熱層２０に接近する物体の速度および発熱層２０から遠ざかる物体の速度を検出することも可能となっている。

また、距離算出部５１は、発熱層２０または距離検出層３０の異なる複数の領域に異なる複数の物体が接近した場合、各物体の平面位置を示す面座標と関連付けて各物体との距離および相対速度を区別して特定することも可能となっている。

距離算出部５１は、近接検知範囲内で物体が検出されると、近接検知範囲内に物体が検出されたことを示す近接検知情報、特定した発熱層２０と発熱層２０の周囲の物体との距離を示す距離情報、および相対速度を示す速度情報を制御部５３へ出力する。なお、距離算出部５１は、距離検出部に相当する。

操作部５２は、図示しない電源スイッチ等のスイッチを有し、ユーザのスイッチ操作に応じた信号を制御部５３へ出力する。

制御部５３は、ＣＰＵ５３ａ、メモリ５３ｂ等を備えたマイクロコンピュータとして構成されている。ＣＰＵ５３ａは、メモリ５３ｂに記憶されたプログラムにしたがって各種処理を実施する。なお、メモリ５３ｂは、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。

制御部５３は、距離算出部５１により特定された発熱層２０と、その周囲の物体との距離に基づいて発熱層２０の周囲の物体が接近したことを判定すると、発熱層２０の周囲の物体との距離に応じてヒータ温度の低下度合いが大きくなるよう通電部２４への通電量を変更する処理を実施する。

図７に、この処理のフローチャートを示す。制御部５３は、操作部５２の電源スイッチがオン状態になると、図７に示す処理を開始する。なお、各図面のフローチャートにおける各制御ステップは、ヒータ装置１０が有する各種の機能実現部を構成している。

まず、制御部５３は、距離検出層３０で近接反応が有るか否かを判定する（Ｓ１００）。具体的には、制御部５３は、距離算出部５１より近接検知情報が入力されているか否かに基づいて距離検出層３０で近接反応が有るか否かを判定する。

距離算出部５１の近接検知範囲内に物体がなく、距離算出部５１より近接検知情報が入力されない場合、Ｓ１００の判定はＮＯとなる。この場合、制御部５３は、目標ヒータ温度を決定する（Ｓ１０２）。本実施形態におけるヒータ装置１０の通常時における目標ヒータ温度は、１００℃となっている。ここでは、制御部５３は、目標ヒータ温度を１００℃に決定する。

次に、制御部５３は、通電部２４への通電を制御する（Ｓ１０４）。具体的には、制御部５３は、温度センサ５０で検出される温度が、Ｓ１０２にて決定した目標ヒータ温度に近づくよう通電部２４への通電を制御し、Ｓ１００へ戻る。このような処理が繰り返し実施され、ヒータ温度は目標ヒータ温度に徐々に近づく。

一方、距離算出部５１の近接検知範囲内に物体があり、距離算出部５１より近接検知情報が入力された場合、Ｓ１００の判定はＹＥＳとなる。例えば、制御部５３は、人体の指Ｆが距離算出部５１の近接検知範囲内に入ると、Ｓ１００にて距離検出層３０で近接反応が有ると判定する。この場合、制御部５３は、近接物体との距離、すなわち、高さを特定する（Ｓ１０６）。具体的には、制御部５３は、距離算出部５１より入力される距離情報に基づいて近接する物体との距離を特定する。

次に、制御部５３は、近接物体との距離から目標ヒータ温度を決定する（Ｓ１０８）。本実施形態における制御部５３のメモリ５３ｂには、図８に示すように、物体との距離が短いほど目標ヒータ温度が低くなるよう物体との距離と目標ヒータ温度との関係を規定した第１目標温度情報が記憶されている。

制御部５３は、Ｓ１０６にて特定した物体との距離とメモリ５３ｂに記憶された第１目標温度情報に基づいて目標ヒータ温度を決定する。例えば、Ｓ１０６にて特定した物体との距離が３０ミリメートル（ｍｍ）となっている場合、目標ヒータ温度を８０℃に決定する。また、Ｓ１０６にて特定した物体との距離が１５ミリメートル（ｍｍ）となっている場合、目標ヒータ温度を６０℃に決定する。なお、本実施形態では、制御部５３におけるＳ１０８の処理を実行する構成が、温度特定部に相当する。また、本実施形態では、メモリ５３ｂが記憶部を構成する。

次に、制御部５３は、ヒータ温度を変更する（Ｓ１１０）。具体的には、制御部５３は、温度センサ５０で検出される温度が、Ｓ１０８にて決定した目標ヒータ温度に近づくよう通電部２４への通電を制御する。具体的には、制御部５３は、Ｓ１０８にて決定した目標ヒータ温度に近づくよう通電部２４に印加する電圧を変更する。例えば、物体との距離が３０ミリメートル（ｍｍ）となっている場合、ヒータ温度が８０℃に近づくよう通電部２４への通電が制御される。また、物体との距離が１５ミリメートル（ｍｍ）となっている場合、ヒータ温度が６０℃に近づくよう通電部２４への通電を制御し、Ｓ１００へ戻る。このように、本実施形態のヒータ装置１０は、物体との距離が短いほど、所定の基準温度（例えば、上限温度）に対するヒータ温度の低下度合いが大きくなるよう発熱層２０の発熱部２５への通電が制御される。なお、本実施形態では、制御部５３におけるＳ１１０の処理を実行する構成が、通電制御部に相当する。

上記したヒータ装置１０は、通電により発熱する発熱部２５と、発熱部２５と発熱部２５の周囲の物体との距離を検出する距離算出部５１と、を備える。さらに、ヒータ装置１０は、距離算出部５１により検出された物体との距離が短いほどヒータ温度の低下度合いが大きくなるよう発熱部２５への通電を制御する制御部５３を備える。これによれば、ユーザに対してより適切な温熱感を提供することができる。例えば、発熱部２５と人体との距離が短い場合には、ユーザに対して熱すぎない温熱感を提供することができる。また、発熱部２５と人体との距離が長い場合には、ユーザに対して十分な温熱感を提供することができる。

また、距離算出部５１は、物体の接近による静電容量の変化を検出するための電極３２ａおよび電極３２ｂを備える。これにより、距離算出部５１は、距離検出層３０に設けられた電極３２ａと電極３２ｂとの間の静電容量の変化に基づいて物体との距離を検出することができる。

さらに、ヒータ装置１０は、物体との距離が短いほど目標ヒータ温度が低くなるよう物体との距離と目標ヒータ温度の関係を規定した第１目標温度情報を記憶するメモリ５３ｂを備える。これにより、ヒータ装置１０は、距離算出部５１により検出された物体との距離とメモリ５３ｂに記憶された第１目標温度情報に基づいて目標ヒータ温度を特定し、この目標ヒータ温度にヒータ温度が近づくよう発熱部２５への通電を制御することができる。

本実施形態では、距離算出部５１により検出された物体との距離とメモリ５３ｂに記憶された第１目標温度情報に基づいて目標ヒータ温度を特定する例について説明したが、これに限定されない。ヒータ装置１０は、距離算出部５１により検出された物体との距離やメモリ５３ｂに記憶された第１目標温度情報以外の情報に基づいて目標ヒータ温度を特定する構成としてもよい。

（第２実施形態）
次に、図９、図１０を参照して、本開示の第２実施形態に係るヒータ装置１０について説明する。本実施形態に係るヒータ装置１０の構成は、第１実施形態のヒータ装置１０と同じである。本実施形態に係るヒータ装置１０は、第１実施形態のヒータ装置１０と比較して制御部５３の処理が異なる。すなわち、上記第１実施形態に係るヒータ装置１０は、図７に示すＳ１０６にて物体との距離を特定した後、図７に示すＳ１０８にて、物体との距離から目標ヒータ温度を決定する。これに対して、本実施形態に係るヒータ装置１０は、物体との距離を特定するとともに物体との相対速度を特定し、物体との距離および物体との相対速度に基づいて目標ヒータ温度を決定する。

図９に示すように、本実施形態に係るヒータ装置１０の制御部５３は、人体の指Ｆが距離算出部５１の近接検知範囲内に入り、Ｓ１０６にて物体との距離を特定する。次に、制御部５３は、近接物体の速度、すなわち相対速度を特定する（Ｓ２０８）。具体的には、制御部５３は、距離算出部５１より入力される発熱層２０と発熱層２０の周囲の物体との相対速度を示す速度情報に基づいて近接物体の速度を特定する。

次に、制御部５３は、近接物体との距離および近接物体の速度から目標ヒータ温度を決定する（Ｓ２０９）。本実施形態の制御部５３のメモリ５３ｂには、物体との距離、物体が発熱部２５に接近する速度、および目標ヒータ温度の関係を規定した第２目標温度情報が記憶されている。具体的には、第２目標温度情報は、図１０に示すように、物体との距離が短いほど目標ヒータ温度が低くなるとともに物体が発熱層２０の発熱部２５に接近する速度が速いほど目標ヒータ温度が低くなるように、前述の距離、速度、目標ヒータ温度の関係が規定されている。

なお、図１０に示した第２目標温度情報において、近接物体のヒータへの進入速度が正の値となっている領域は、発熱層２０に近づく物体の速度を表している。また、近接物体のヒータへの進入速度が負の値となっている領域は、発熱層２０から遠ざかる物体の速度を表している。

ここでは、Ｓ１０６にて特定した物体との距離、Ｓ２０８にて特定した物体が発熱部２５に接近する速度、およびメモリ５３ｂに記憶された第２目標温度情報に基づいて目標ヒータ温度を決定する。

例えば、物体との距離が３０ミリメートル（ｍｍ）となっており、発熱層２０へ接近する物体の速度が秒速１０ミリメートルとなっている場合、目標ヒータ温度は４０℃となる。また、物体との距離が同じ３０ミリメートル（ｍｍ）の場合でも、発熱層２０へ接近する物体との相対速度が０となっている場合、目標ヒータ温度は８０℃となる。なお、本実施形態では、制御部５３におけるＳ２０９の処理を実行する構成が、温度特定部に相当する。また、本実施形態では、メモリ５３ｂが記憶部を構成する。

次に、制御部５３は、ヒータ温度を変更する（Ｓ２１０）。具体的には、制御部５３は、温度センサ５０で検出される温度が、Ｓ２０９にて決定した目標ヒータ温度に近づくよう通電部２４への通電を制御し、Ｓ１００へ戻る。なお、本実施形態では、制御部５３におけるＳ２１０の処理を実行する構成が、通電制御部に相当する。

上記したように、本実施形態の距離算出部５１は、更に、発熱部２５に接近する物体の速度を検出するようになっている。また、ヒータ装置１０は、更に、物体の速度が速いほど、すなわち、物体の速度が大きいほどヒータ温度の低下度合いが大きくなるよう発熱部２５への通電を制御することができる。

また、ヒータ装置１０は、物体との距離、物体が発熱部２５に接近する速度および目標ヒータ温度の関係を規定した第２目標温度情報を記憶するメモリ５３ｂを備える。第２目標温度情報は、物体との距離が短いほど目標ヒータ温度が低くなるとともに物体が発熱部２５に接近する速度が大きいほど目標ヒータ温度が低くなるよう物体との距離、物体が発熱部２５に接近する速度および目標ヒータ温度の関係が規定されている。制御部５３は、距離算出部５１により検出された物体との距離および物体が発熱部２５に接近する速度と、メモリ５３ｂに記憶された第２目標温度情報に基づいて目標ヒータ温度を決定する。そして、制御部５３は、目標ヒータ温度にヒータ温度が近づくよう発熱部２５への通電を制御することができる。

なお、本実施形態では、第２目標温度情報を制御部５３のメモリ５３ｂに記憶するようにしたが、第２目標温度情報をメモリ５３ｂと異なるメモリに記憶させるようにしてもよい。

また、本実施形態では、距離算出部５１により検出された物体との距離および物体が発熱部２５に接近する速度と、メモリ５３ｂに記憶された第２目標温度情報に基づいて目標ヒータ温度を特定する例について説明したが、これに限定されない。ヒータ装置１０は、距離算出部５１により検出された物体との距離や物体が発熱部２５に接近する速度や第２目標温度情報以外の情報に基づいて目標ヒータ温度を特定する構成としてもよい。

（第３実施形態）
次に、図１１、図１２を参照して、本開示の第３実施形態に係るヒータ装置１０について説明する。上記第１〜第２実施形態に係るヒータ装置１０は、発熱層２０の全体に発熱領域が広がるようになっている。これに対して、本実施形態に係るヒータ装置１０は、発熱層２０が複数の発熱領域２０ａ〜２０ｄに分割されている。本実施形態に係るヒータ装置１０は、複数の発熱領域２０ａ〜２０ｄに対し、個別に温度センサ５０が設けられている。また、ヒータ装置１０の制御部５３は、各発熱領域２０ａ〜２０ｄへの通電を個別に制御することが可能となっている。

また、本実施形態に係るヒータ装置１０の距離算出部５１は、複数の発熱領域２０ａ〜２０ｄに別々の物体が接近した場合、各物体との距離および相対速度を区別して特定する。そして、距離算出部５１は、各物体の平面位置を示す面座標と関連付けて各物体との距離を示す距離情報および相対速度を示す速度情報を制御部５３へ出力する。

上記第１実施形態に係るヒータ装置１０は、Ｓ１００にて距離検出層３０で近接反応が有ると判定すると、近接する各物体の平面位置を示す面座標と関係なく、発熱層２０の全体のヒータ温度を低下させる。

これに対して、本実施形態に係るヒータ装置１０の制御部５３は、Ｓ１００にて距離検出層３０で近接反応が有ると判定すると、近接物体の平面位置を示す面座標から温度変更させる発熱領域２０ａ〜２０ｄを決定する。そして、制御部５３は、温度変更させる発熱領域２０ａ〜２０ｄのヒータ温度を低下させる処理を実施する。

本実施形態の制御部５３は、図１２に示すように、Ｓ１００にて距離検出層３０で近接反応が有ると判定すると、Ｓ１０６にて物体との距離を特定し、次に、近接物体の平面位置を示す面座標から温度変更させる発熱領域２０ａ〜２０ｄを決定する（Ｓ３０６）。具体的には、制御部５３は、距離算出部５１より出力される面座標と関連付けして出力される各物体との距離を示す距離情報に基づいて温度変更させる発熱領域２０ａ〜２０ｄを決定する。例えば、物体が発熱領域２０ａに接近し、距離算出部５１より発熱領域２０ａに対応する面座標と関連付けられた各物体との距離を示す距離情報が出力されている場合、温度変更させる領域を発熱領域２０ａに決定する。

また、ある物体が発熱領域２０ａに接近し、更に、別の物体が発熱領域２０ｂに接近したとする。この際、距離算出部５１より発熱領域２０ａに対応する面座標と関連付けられた各物体との距離を示す距離情報と、発熱領域２０ｂに対応する面座標と関連付けられた各物体との距離を示す距離情報が出力されている場合、温度変更させる領域を発熱領域２０ａと発熱領域２０ｂに決定する。

次に、制御部５３は、近接物体との距離から目標ヒータ温度を決定する（Ｓ３０８）。具体的には、図８に示したような第１目標温度情報を用いて目標ヒータ温度を決定する。なお、Ｓ３０６にて、複数の発熱領域が温度変更させる領域として決定されている場合には、別々に目標ヒータ温度を決定する。なお、温度変更させる領域に含まれていない領域では、目標ヒータ温度は変更しない。

次に、制御部５３は、ヒータ温度を変更する（Ｓ３１０）。具体的には、制御部５３は、温度センサ５０で検出される温度が、Ｓ３０８にて決定した目標ヒータ温度に近づくよう通電部２４への通電を制御する。なお、本実施形態では、制御部５３におけるＳ３１０の処理を実行する構成が、通電制御部に相当する。

本実施形態のヒータ装置１０は、発熱部２５が、複数の領域に分割して配置されている。また、距離算出部５１は、複数の領域毎に物体の近接を検出するようになっている。そして、ヒータ装置１０は、物体の近接が検出された領域に対して、距離算出部５１により検出された物体との距離が短いほどヒータ温度の低下度合いが大きくなるよう発熱部２５への通電を制御する。このため、本実施形態のヒータ装置１０は、物体が接近した領域のヒータ温度を低下させ、物体が接近していない領域のヒータ温度を低下させないようにすることができる。

なお、本実施形態は第１実施形態に基づいた実施形態であるが、本実施形態を前述の第２実施形態と組み合わせることも可能である。すなわち、物体の近接が検出された領域に対して、物体との距離が短いほどヒータ温度の低下度合いが大きくなり、かつ、物体の速度が大きいほどヒータ温度の低下度合いが大きくなるよう発熱部２５への通電を制御してもよい。

（第４実施形態）
次に、図１３〜図１５を参照して、本開示の第４実施形態に係るヒータ装置１０について説明する。上記第３実施形態のヒータ装置１０は、ヒータ温度を段階的に変更する構成となっていないが、本実施形態のヒータ装置１０は、高レベルと低レベルの２段階でヒータ温度を調節できるようになっている。また、本実施形態のヒータ装置１０は、距離検出層３０を用いてヒータ操作のための特定の動作パターンを検知したか否かを判定し、特定の動作パターンを検知すると、動作パターンに対応したヒータ操作を実施する。

本実施形態の制御部５３は、移動体に搭載された電池、発電機などの電源から電力が供給されると、定期的に図１３に示す処理を実施する。

まず、制御部５３は、距離検出層３０で近接反応が有るか否かを判定する（Ｓ４００）。具体的には、制御部５３は、距離算出部５１より近接検知情報が入力されているか否かに基づいて距離検出層３０で近接反応が有るか否かを判定する。

ここで、距離算出部５１の近接検知範囲内に物体がなく、距離算出部５１より近接検知情報が入力されない場合、Ｓ４００の判定はＮＯとなり、制御部５３は、ヒータ操作を実施することなく、本処理を終了する。

一方、距離算出部５１の近接検知範囲内に物体があり、距離算出部５１より近接検知情報が入力された場合、Ｓ４００の判定はＹＥＳとなる。例えば、
人体の指Ｆが距離算出部５１の近接検知範囲内に入り、距離算出部５１より近接検知情報が入力されると、Ｓ４００の判定はＹＥＳとなる。

次に、制御部５３は、近接物体の特定の動作パターンを検知したか否かを判定する（Ｓ４０２）。具体的には、制御部５３は、距離算出部５１より入力される各物体との距離に基づいて近接物体の特定の動作パターンを検知したか否かを判定する。例えば、図１４に示すように、ユーザがヒータ面に両手を接触させた場合、この物体の動きが特定の動作パターンに該当するか否かを判定する。また、図１５に示すように、ユーザがヒータ面に両手をかざしながら上下または左右に平行移動させた場合、この物体の動きが特定の動作パターンに該当するか否かを判定する。なお、本実施形態では、制御部５３におけるＳ４０２の処理を実行する構成が、動作パターン検知部に相当する。

次に、制御部５３は、特定動作に対応したヒータ操作を実施する（Ｓ４０４）。本実施形態の制御部５３は、図１４に示したように、ユーザがヒータ面に両手を接触させた場合、電源オンまたは電源オフを実施する。すなわち、制御部５３は、電源オンとなっている状態でユーザがヒータ面に両手を接触させた場合、電源オフを実施する。また、制御部５３は、電源オフとなっている状態でユーザがヒータ面に両手を接触させた場合、電源オンを実施する。また、制御部５３は、図１５に示したように、ユーザがヒータ面に両手をかざしながら上または右に平行移動させた場合、ヒータ温度を高レベルに変更する。また、制御部５３は、ユーザがヒータ面に両手をかざしながら下または左に平行移動させた場合、ヒータ温度を低レベルに変更する。このように、特定動作に対応したヒータ操作を実施し、本処理を終了する。なお、本実施形態では、制御部５３におけるＳ４０４の処理を実行する構成が、ヒータ操作実施部に相当する。

また、人体の指Ｆが距離算出部５１の近接検知範囲内に入り、Ｓ４００の判定はＹＥＳとなった場合でも、近接物体の特定の動作パターンが検知されない場合、Ｓ４０２の判定はＮＯとなる。この場合、制御部５３は、特定動作に対応したヒータ操作を実施することなく、本処理を終了する。

上記したヒータ装置１０は、距離算出部５１が、発熱部２５と発熱部２５の周囲の物体の近接を複数の領域毎に区別して検出するようになっている。また、本実施形態の制御部５３は、距離算出部５１により複数の領域の一部または全部で検出された物体の近接に基づくヒータ操作を実施する。これによれば、ヒータ装置１０に対してヒータ操作のための操作部を設ける必要がないので、ヒータ装置１０の低コスト化を実現することが可能である。

また、本実施形態の制御部５３は、距離算出部５１により検出された物体との距離に基づいてヒータ操作を表す動作パターンが検知されたか否かを判定し、動作パターンが検知された場合、動作パターンに対応するヒータ操作を実施する。これによれば、ヒータ装置１０に対してヒータ操作のための操作部を設ける必要がなく、様々な動作パターンに対応するヒータ操作を実施することが可能である。

なお、本実施形態では、ユーザがヒータ面に両手を接触させる動作、あるいは、ユーザがヒータ面に両手をかざしながら上下左右に平行移動させる動作を、特定の動作パターンとして検知する例について説明したが、これに限定されない。ヒータ装置１０は、例えば、２回、トントンと手を接触させる動作を特定の動作パターンとして検知するようにしてもよい。

また、本実施形態では、特定の動作パターンが検知された場合に、電源オンまたは電源オフを実施したり、ヒータ温度を変更したりするようにしたが、これに限らず、例えば、電源オンオフやヒータ温度の変更以外のヒータ操作を実施することもできる。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、道路走行車両の室内に本ヒータ装置１０を設置した例を示したが、船舶、航空機などの移動体の室内にヒータ装置１０を設置することもできる。

また、上記各実施形態では発熱層２０と距離検出層３０を独立した層としているが、これに限定されない。例えば、１層の表裏に発熱層２０と距離検出層３０を配設してもよい。また、発熱層２０の配線と距離検出層３０の抵抗線を平行させて配設することにより１層としてもよい。

また、上記各実施形態では温度上昇により抵抗値が連続して、増大する抵抗に限らず、例えば、温度上昇により抵抗値が減少する抵抗値を利用してもよい。

また、上記各実施形態では、静電容量変化に基づいて発熱部２５の周囲の物体との距離を計測するようにしたが、例えば、電磁誘導式、超音波式、光電式、磁気式の距離センサを用いて発熱部２５の周囲の物体との距離を計測するようにしてもよい。

上記第４実施形態で説明したヒータ装置１０は、ユーザの特定の動作パターンに応じて高レベルと低レベルの２段階でヒータ温度を調節できるようになっているが、３段階以上でヒータ温度を調節するようにしてもよい。また、第１〜第３実施形態においても、ユーザの操作部５２の操作により、２段階以上でヒータ温度を調節できるように構成してもよい。

また、上記各実施形態では、ヒータ装置１０が動作している状態で、人体の指Ｆの先端が本体部１０ａの表面に接触すると、接触された部位の温度が直ちに低下するよう構成された発熱層２０を備えたヒータ装置１０を例に説明したが、これに限定されない。ヒータ装置１０は、接触された部位の温度が直ちに低下しない構成の発熱層２０を備える構成としてもよい。

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、様々な変形例や均等範囲内の変形例をも包含する。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。

Claims (9)

1. 通電により発熱する発熱部（２５）と、
   前記発熱部と前記発熱部の周囲の物体との距離を検出する距離検出部（５１）と、
   前記距離検出部により検出された前記物体との距離が短いほどヒータ温度の低下度合いが大きくなるよう前記発熱部への通電を制御する通電制御部（Ｓ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０）と、を備えるヒータ装置。
2. 通電により発熱する発熱部（２５）と、
   前記発熱部と前記発熱部の周囲の物体との距離を検出する距離検出部（５１）と、
   前記距離検出部により検出された前記物体との距離が短いほどヒータ温度が低下するように前記発熱部への通電を制御する通電制御部（Ｓ１１０、Ｓ２１０、Ｓ３１０）と、を備えるヒータ装置。
3. 前記物体の接近による静電容量の変化を検出するための電極（３２ａ、３２ｂ）を有する距離検出層（３０）を備え、
   前記距離検出部は、前記距離検出層に設けられた電極間の静電容量の変化に基づいて前記物体との距離を検出する請求項１または２に記載のヒータ装置。
4. 前記物体との距離が短いほど目標ヒータ温度が低くなるよう前記物体との距離と前記目標ヒータ温度の関係を規定した目標温度情報が記憶された記憶部（５３ｂ）と、
   少なくとも前記距離検出部により検出された前記物体との距離と前記記憶部に記憶された前記目標温度情報に基づいて前記目標ヒータ温度を特定する温度特定部（Ｓ１０８）と、を備え、
   前記通電制御部は、前記温度特定部により特定された前記目標ヒータ温度に前記ヒータ温度が近づくよう前記発熱部への通電を制御する請求項１ないし３のいずれか１つに記載のヒータ装置。
5. 前記距離検出部は、更に、前記発熱部に接近する前記物体の速度を検出するようになっており、
   前記通電制御部は、更に、前記距離検出部により検出された前記物体の速度が大きいほど前記ヒータ温度の低下度合いが大きくなるよう前記発熱部への通電を制御する請求項１ないし３のいずれか１つに記載のヒータ装置。
6. 前記物体との距離が短いほど前記目標ヒータ温度が低くなるとともに前記物体が前記発熱部に接近する速度が大きいほど前記目標ヒータ温度が低くなるよう前記物体との距離、前記物体が前記発熱部に接近する速度、および前記目標ヒータ温度の関係を規定した目標温度情報が記憶された記憶部（５３ｂ）と、
   少なくとも前記距離検出部により検出された前記物体との距離、前記物体が前記発熱部に接近する速度、および前記記憶部に記憶された前記目標温度情報に基づいて前記目標ヒータ温度を特定する温度特定部（Ｓ２０９）と、を備え、
   前記通電制御部は、前記温度特定部により特定された前記目標ヒータ温度に前記ヒータ温度が近づくよう前記発熱部への通電を制御する請求項５に記載のヒータ装置。
7. 前記発熱部は、複数の領域に分割されており、
   前記距離検出部は、前記複数の領域毎に前記物体の近接を検出するようになっており、
   前記通電制御部は、前記距離検出部により前記物体の近接が検出された前記領域に対して、前記距離検出部により検出された前記物体との距離が短いほど前記ヒータ温度の低下度合いが大きくなるよう前記発熱部への通電を制御する請求項１ないし６のいずれか１つに記載のヒータ装置。
8. ヒータ操作を実施するヒータ操作実施部（Ｓ４０４）を備え、
   前記距離検出部は、前記発熱部と前記発熱部の周囲の物体の近接を前記複数の領域毎に区別して検出するようになっており、
   前記ヒータ操作実施部は、前記距離検出部により前記複数の領域の一部または全てにおいて検出された前記物体の近接に基づく前記ヒータ操作を実施する請求項７に記載のヒータ装置。
9. 前記距離検出部により検出された前記物体との距離に基づいてヒータ操作を表す動作パターンが検知されたか否かを判定する動作パターン検知部（Ｓ４０２）を備え、
   前記ヒータ操作実施部は、前記動作パターン検知部により前記動作パターンが検知された場合、前記動作パターンに対応する前記ヒータ操作を実施する請求項８に記載のヒータ装置。

Images