TW201610370A - 調溫控制裝置 - Google Patents
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Abstract
調溫控制裝置從與人體(210)接觸的表皮側(200a)依序配置熱擴散層(40)、熱流束感測器(10)、變溫體(21、22)。變溫體係藉由進行通電來使溫度產生變化。熱流束感測器係配置在變溫體上，並且輸出與熱流束對應的感測訊號。熱擴散層係隔著熱流束感測器而配置成與變溫體呈相反側，來覆蓋熱流束感測器。熱流束感測器係朝熱擴散層、熱流束感測器、變溫體的配置排列方向輸出與通過該熱流束感測器的熱流束對應之感測訊號。控制部(2)係依據從熱流束感測器輸出的感測訊號來控制開始及停止對變溫體之通電。
Description
本發明係關於一種使用熱流束感測器之調溫控制裝置。
習知技術中，例如特開2000-356357號公報提案有一種作為調溫控制裝置的電熱毯，其具備：作為藉由通電會使溫度變高的變溫體之加熱器、控制對該加熱器之通電的控制器、以及作為人體檢測部的焦電型感測器。
具體而言，在該電熱毯中，係在與人體接觸之外罩的內部配置加熱器，並且在外罩的外部配置有焦電型感測器。然後，藉由焦電型感測器來檢測來自人體的紅外線，當判定存在有人體的情況時會對加熱器進行通電，而在判定不存在人體的情況時則會停止對加熱器通電。亦即，會自動地控制開始或停止對加熱器進行通電。
然而，在上述電熱毯中，由於是使用焦電型感測器進行人體檢測，所以會有下述情事：由於在人體的動作較緩
和的情況下，紅外線的變化會較小所以無法檢測到人體。亦即，會有明明電熱毯上存在有人體但卻不會開始對加熱器進行通電的可能性、或明明電熱毯上未存在有人體卻不停止對加熱器進行通電的可能性。
另外，即使是使用藉由通電會使溫度變低之變溫體的調溫控制裝置，在使用焦電型感測器作為人體檢測的情況下也會同樣地有上述可能性。
本發明的目的係提供一種調溫控制裝置，其能夠提高對變溫體進行通電控制的精準度。
本發明的一形態中，調溫控制裝置係具備：藉由通電會使溫度產生變化的變溫體、配置在變溫體上且輸出與熱流束對應的感測訊號之熱流束感測器、隔著熱流束感測器配置在與變溫體側呈相反側用以覆蓋熱流束感測器的熱擴散層、以及藉由控制對變溫體之通電來調整變溫體的溫度之控制部。從與人體接觸的表皮側依序配置熱擴散層、熱流束感測器、變溫體。熱流束感測器係朝熱擴散層、熱流束感測器、變溫體的配置排列方向輸出與通過該熱流束感測器的熱流束對應之感測訊號。控制部係依據從熱流束感測器輸出的感測訊號來控制開始及停止對變溫體之通電。
藉此，由於當人體與表皮接觸時、以及當人體從表皮分離時一定會產生熱流束，所以係依據該熱流束控制對變溫體之通電。另外，該熱流束係和人體是否與表皮接觸相依，而並不是與人體的動作之速度相依。因此能夠提高對變溫體之通電控制的精準度。
例如，控制部亦可是在開始對變溫體進行通電之後，執行調整對變溫體之通電的調溫控制，來使表皮與變溫體之間的熱流束形成為一定。
藉此，控制對變溫體之通電來使表皮與變溫體之間的熱流束會形成為一定。亦即，當人體與表皮接觸時，會控制對變溫體之通電而使得人體與表皮之間的熱流束形成為一定。因此，能夠長期間地對人體持續提供舒適的溫度環境。
該情況下，調溫控制裝置亦可進一步地具備：溫度感測器，用以輸出與表皮的溫度對應之檢測訊號。控制部亦可是在開始對變溫體進行通電之後、及進行調溫控制之前，依據來自溫度感測器的檢測訊號調整對變溫體之通電量來使表皮的溫度形成為預定溫度。
藉此，由於在進行調溫控制之前就會調整對變溫體之通電量來使得表皮的溫度形成為預定溫度，所以能夠縮短到達人體感覺舒適為止的時間。例如，在變溫體為發熱體的情況下，當未進行上述處理而以人體的體表溫度較低的狀態開始對變溫體進行通電時，會在人體的體表溫度較低的狀態下對變溫體之通電進行控制，使得人體與表皮之間的熱流束形成為一定。亦即，雖然人體會感覺寒冷但對變溫體的通電量會持續不增加的狀態。因此，在進行調溫控制之前，藉由將表皮的溫度提高至預定溫度為止，能夠縮短到達人體感覺舒適為止的時間。
1‧‧‧溫度調整部
2‧‧‧控制部
10‧‧‧熱流束感測器
21‧‧‧板體加熱器
21a‧‧‧鎳鉻合金
22‧‧‧帕耳帖元件
30‧‧‧外罩
40‧‧‧中間構件
50‧‧‧溫度感測器
100‧‧‧絕緣基材
100a‧‧‧表面
100b‧‧‧背面
101‧‧‧第1通孔
102‧‧‧第2通孔
110‧‧‧表面保護構件
110a‧‧‧一面
111‧‧‧表面圖案
120‧‧‧背面保護構件
120a‧‧‧一面
121‧‧‧背面圖案
130‧‧‧第1層間連接構件
131‧‧‧第1導電性糊
140‧‧‧第2層間連接構件
141‧‧‧第2導電性糊
150‧‧‧組
160‧‧‧吸附紙
170‧‧‧層合體
200‧‧‧座椅
200a‧‧‧表皮
201‧‧‧支承面部
202‧‧‧靠背部
203‧‧‧排熱用通路
204‧‧‧風扇
210‧‧‧人體
S301‧‧‧步驟
S302‧‧‧步驟
S303‧‧‧步驟
S304‧‧‧步驟
S305‧‧‧步驟
S306‧‧‧步驟
S307‧‧‧步驟
S308‧‧‧步驟
S309‧‧‧步驟
S310‧‧‧步驟
S311‧‧‧步驟
S401‧‧‧步驟
S402‧‧‧步驟
S403‧‧‧步驟
S404‧‧‧步驟
S405‧‧‧步驟
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S408‧‧‧步驟
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S410‧‧‧步驟
S411‧‧‧步驟
T0‧‧‧時間點
T1‧‧‧時間點
T2‧‧‧時間點
T3‧‧‧時間點
T4‧‧‧時間點
T5‧‧‧時間點
關於本發明的上述目的及其他目的、特徵或優點係一邊參照所添附之圖式一邊藉由下述詳細之記載會變得更加明確。
第1圖係表示第1實施方式的調溫控制裝置之構造的圖式。
第2圖係第1圖中的熱流束感測器之平面圖。
第3圖係沿著第2圖中的III-III線之剖面圖。
第4圖係沿著第2圖中的IV-IV線之剖面圖。
第5圖係表示熱流束感測器的製造步驟之剖面圖。
第6圖係將加熱部配置在座椅時的示意圖。
第7圖係表示控制部的作動之流程圖。
第8圖A係表示感測訊號與時間之關係的時序圖。
第8圖B係表示感測訊號的變化量與時間之關係的時序圖。
第8圖C係表示熱流束與時間之關係的時序圖。
第9圖係第2實施方式的將加熱部配置在座椅時的示意圖。
第10圖係表示控制部的作動之流程圖。
第11圖A係表示感測訊號與時間之關係的時序圖。
第11圖B係表示感測訊號的變化量與時間之關係的時序圖。
第11圖C係表示熱流束與時間之關係的時序圖。
以下，依據圖式來說明關於實施方式。另外，在以下的各實施方式彼此中，對於彼此為相同或是均等的部分係賦予相同符號來進行說明。
說明關於第1實施方式。另外，在本實施方式中，係說明關於將本發明適用在對人體進行加溫的調溫控制裝置之例子。
如第1圖所示，本實施方式的調溫控制裝置係具備：溫度調整部1、以及控制部2，該溫度調整部1係具有：熱流束感測器10、板體加熱器21、外罩30、中間構件40、以及溫度感測器50等。
熱流束感測器10係如第2圖~第4圖所示，將絕緣基材100、表面保護構件110、以及背面保護構件120予以一體化，並且在該一體化後的構造之內部將第1、第2層間連接構件130、140交錯地連接成直列。以下，針對熱流束感測器10的構造具體地進行說明。又，第2圖為了容易理解係省略表面保護構件110來表示。
絕緣基材100在本實施方式中，係藉由以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醯亞胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)為代表的平面呈矩形之熱可塑性樹脂薄膜而構成。並且，將朝厚度方向貫穿的複數個第1、第2通孔101、102形成為交錯圖案來使其成為彼此相異。
另外，雖然本實施方式的第1、第2通孔101、102係將直徑作成為從表面100a朝向背面100b呈一定的圓筒狀，但也可以將直徑作成為從表面100a朝向背面100b變小的錐狀。另外，也可以將直徑作成為從背面100b朝向表面100a變小的錐狀，或是作成為方筒狀也可以。
並且，在第1通孔101配置有第1層間連接構件130，而在第2通孔102配置有第2層間連接構件140。亦即，在絕緣基材100係將第1、第2層間連接構件130、140配置成形成為彼此相異。
第1、第2層間連接構件130、140係利用彼此相異的金屬構成，來發揮席貝克效應。例如，第1層間連接構件130係利用固相燒結而成的金屬化合物(燒結金屬)構成，使得構成P型的Bi-Sb-Te合金的粉末會維持在燒結前的複數個金屬原子的結晶構造。另外，第2層間連接構件140係利用固相燒結而成的金屬化合物(燒結金屬)構成，使得構成N型的Bi-Te合金的粉末會維持在燒結前的複數個金屬原子的預定之結晶構造。如上所述，藉由利用固相燒結而成的金屬化合物作為第1、第2層間連接構件130、140來維持成預定的結晶構造，能夠使電動力(電動勢)變大。
又，第2圖雖然不是剖面圖，但為了容易理解係對第1、第2層間連接構件130、140施以相異的陰影線。
絕緣基材100的表面100a係配置有表面保護構件110，其藉由以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醯亞胺(PEI)、液晶
聚合物(LCP)為代表的平面呈矩形之熱可塑性樹脂薄膜而構成。該表面保護構件110係將平面形狀作成為與絕緣基材100為相同大小，並且在與絕緣基材100呈對向的一面110a側將複數個表面圖案111形成為相互分離，該表面圖案111係將銅箔等予以圖案化而成。另外，各表面圖案111係分別與第1、第2層間連接構件130、140適當地電性連接。
具體而言，如第3圖所示，將相鄰接的1個第1層間連接構件130與第2層間連接構件140作成為組150時，各組150的第1、第2層間連接構件130、140係與相同的表面圖案111連接。亦即，各組150的第1、第2層間連接構件130、140係經由表面圖案111而電性連接。又，在本實施方式中，係將沿著絕緣基材100的長度方向(第3圖中的紙面之左右方向)相鄰接的1個第1層間連接構件130與1個第2層間連接構件140作成為組150。
絕緣基材100的背面100b係配置有背面保護構件120，其藉由以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醯亞胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)為代表的平面呈矩形之熱可塑性樹脂薄膜而構成。該背面保護構件120係將其絕緣基材100的長度方向之長度作成為比絕緣基材100更長，並且配置在絕緣基材100的背面100b使得長度方向的兩端部從絕緣基材100突出。
另外，背面保護構件120在與絕緣基材100呈對向的一面120a側將複數個背面圖案121形成為相互分離，該
背面圖案121係將銅箔等予以圖案化而成。又，各背面圖案121係分別與第1、第2層間連接構件130、140適當地電性連接。
具體而言，如第3圖所示，在絕緣基材100的長度方向相鄰接的組150中，1邊的組150之第1層間連接構件130與另一邊的組150之第2層間連接構件140係與相同的背面圖案121連接。亦即，第1、第2層間連接構件130、140係經由背面圖案121而橫跨組150來電性連接。
並且，如第4圖所示，在絕緣基材100的外緣，沿著與長度方向呈正交的方向(第2圖中的紙面之上下方向)相鄰接的第1、第2層間連接構件130、140係與相同的背面圖案121連接。詳細敘述，相鄰接的第1、第2層間連接構件130、140係與相同的背面圖案121連接，使得在絕緣基材100長度方向經由表面圖案111及背面圖案121連接成直列者會折返。
並且，背面圖案121中，作為如上所述連接成直列者的端部之部分係如第2圖及第3圖所示，會形成為從絕緣基材100露出。又，背面圖案121中，從絕緣基材100露出的部分係作為與控制部2連接的端子來發揮機能。
以上是本實施方式的基本之熱流束感測器10的構造。另外，上述熱流束感測器10係將和朝厚度方向通過熱流束感測器10的熱流束對應之感測訊號(電動力)輸出至控制部2。當熱流束產生變化時，係因為在相互連接成
直列的第1、第2層間連接構件130、140所產生的電動力產生變化。再者，熱流束感測器10的厚度方向係指絕緣基材100、表面保護構件110、背面保護構件120的積層方向。
在此，一邊參照第5圖一邊針對上述熱流束感測器10的製造方法進行說明。
首先，如第5圖(a)所示，製備絕緣基材100再藉由鑽孔機或雷射來形成複數個第1通孔101。
其次，如第5圖(b)所示，將第1導電性糊131填充在各第1通孔101。另外，作為將第1導電性糊131填充在各第1通孔101的方法(裝置)係採用本申請人所發明之特願2010-50356號(特開2011-187619號公報)所記載的方法(裝置)為佳。
簡單地說明，經由吸附紙160將絕緣基材100配置在未圖示的保持台上，使得背面100b會與吸附紙160呈對向。之後，一邊使第1導電性糊131熔融一邊將第1導電性糊131填充在第1通孔101。藉此，使得第1導電性糊131的有機溶劑的大部分會被吸附紙160吸附來將合金的粉末配置成會與第1通孔101緊貼。
又，吸附紙160只要是能夠吸收第1導電性糊131的有機溶劑之材質即可，使用一般的道林紙等。並且，第1導電性糊131係使用：對將金屬原子維持成預定的結晶構造之Bi-Sb-Te合金的粉末添加熔點為43℃的石蠟等的有機溶劑而予以糊劑化所形成者。因此，在填充第1導電性
糊131時，係以將絕緣基材100的表面100a加熱至43℃的狀態來進行。
接著，如第5圖(c)所示，藉由鑽孔機或雷射等在絕緣基材100形成複數個第2通孔102。該第2通孔102係如上所述，其與第1通孔101係彼此相異而形成與第1通孔101一起構成交錯圖案。
其次，如第5圖(d)所示，將第2導電性糊141填充在各第2通孔102。又，該步驟係能夠利用與上述第5圖(b)相同的步驟進行。
亦即，再次經由吸附紙160將絕緣基材100配置在未圖示的保持台上，使得背面100b與吸附紙160呈對向之後，將第2導電性糊141填充在第2通孔102內。藉此，使得第2導電性糊141的有機溶劑的大部分會被吸附紙160吸附來將合金的粉末配置成會與第2通孔102緊貼。
第2導電性糊141係使用：對將與構成第1導電性糊131的金屬原子相異的金屬原子維持成預定的結晶構造之Bi-Te合金的粉末添加熔點為常溫的松脂醇等的有機溶劑而予以糊劑化所形成者。亦即，構成第2導電性糊141的有機溶劑係使用熔點比構成第1導電性糊131的有機溶劑更低者。並且，在填充第2導電性糊141時，係以將絕緣基材100的表面100a保持在常溫的狀態來進行。換句話說，是在第1導電性糊131所含的有機溶劑呈固化的狀態下，進行第2導電性糊141的填充。藉此，能夠抑制第2導電性糊141會混入至第1通孔101。
又，第1導電性糊131所含的有機溶劑呈固化的狀態係指：在上述第5圖(b)的步驟中，未被吸附紙160吸附而殘留在第1通孔101的有機溶劑呈固化的狀態。
並且，在與上述各步驟為另外的步驟中，係如第5圖(e)及第5圖(f)所示，在表面保護構件110及背面保護構件120中與絕緣基材100呈對向的一面110a、120a形成銅箔等。然後，藉由適當地將該銅箔圖案化來製備：形成有相互分離的複數個表面圖案111的表面保護構件110、以及形成有相互分離的複數個背面圖案121的背面保護構件120。
其後，如第5圖(g)所示，依序積層背面保護構件120、絕緣基材100、表面保護構件110來構成層合體170。
另外，在本實施方式中，背面保護構件120係將長度方向之長度作成比絕緣基材100更長。又，背面保護構件120係將長度方向的兩端部配置成從絕緣基材100突出。
接著，如第5圖(h)所示，將該層合體170配置在未圖示的一對加壓板之間，藉由從積層方向的上下雙面以真空狀態一邊進行加熱一邊進行加壓來將層合體170予以一體化。具體而言，係對第1、第2導電性糊131、141進行固相燒結來形成第1、第2層間連接構件130、140，並且一邊對層合體170進行加熱一邊進行加壓來予以一體化，使第1、第2層間連接構件130、140與表面圖案111及背面圖案121連接。
再者，雖然並無特別地限定，但在將層合體170予以一體化時，亦可在層合體170與加壓板之間配置岩棉紙等的緩衝材。如上所述，來製造上述熱流束感測器10。
板式加熱器21係如第1圖所示，配置有熱流束感測器10，在本實施方式中，係使用具有下述發熱體(變溫體)者：因應來自控制部2的通電量會使發熱值產生變化，並且通電量愈大則發熱值也會變得愈大而使得溫度變高。例如，使用下述眾所周知者作為板式加熱器21，將作為配置成折線狀的發熱體之鎳鉻合金線21a收在保護罩(未圖式)內。並且，藉由從控制部2進行通電來放熱使溫度變高。
又，在本實施方式中，鎳鉻合金線21a係相當於變溫體，在第1圖中，雖然省略保護罩來進行圖示，但熱流束感測器10係配置在鎳鉻合金線21a的正上方。另外，鎳鉻合金線21a係將厚度(粗度)作成為一定，使得每個局部性的區域之發熱值會形成為一定。但，本說明書中所指的鎳鉻合金線21a厚度(粗度)為一定係指：包含製造誤差所造成的些許誤差。而且，熱流束感測器10係配置成使將背面保護構件120形成為板式加熱器21側。
中間構件40係用以擴散且傳達板式加熱器21(鎳鉻合金線21a)的熱，其配置成會覆蓋下述部分：熱流束感測器10中的與板式加熱器21接觸的部分相異的部分、以及板式加熱器21中的配置有熱流束感測器10的部分。具體而言，由於熱流束感測器10係使與背面保護構件120的一
面120a呈相反側的一面和板式加熱器21接觸，所以中間構件40係配置成會覆蓋下述部分：除了熱流束感測器10中的上述一面之部分、以及除了板式加熱器21中的配置有熱流束感測器10側的部分之與熱流束感測器10接觸的部分之部分。換句話說，中間構件40係配置成會覆蓋下述部分：熱流束感測器10中的與板式加熱器21側呈相反側的部分(一面)、以及連結該部分與和板式加熱器21接觸的部分之部分(側面)，並且覆蓋除了板式加熱器21中的配置有熱流束感測器10側的部分之與熱流束感測器10接觸的部分之部分。藉此，藉由中間構件40會使利用板式加熱器21(鎳鉻合金線21a)所產生的熱均一地擴散。亦即，雖然板式加熱器21係在內部具有鎳鉻合金線21a者，但鎳鉻合金線21a係配置成折線狀且在鎳鉻合金線21a彼此之間存在有空間(不會放熱的部分)。因此，藉由如上所述配置中間構件40會使利用鎳鉻合金線21a所產生的熱均一地擴散。另外，在本實施方式中，中間構件40係相當於熱擴散層並且使用熱擴散性高的不鏽鋼或樹脂等來構成。
外罩30係配置在中間構件40上者，在本實施方式中，該外罩30也是使用熱擴散性高的不鏽鋼或樹脂等來構成。又，可不具備外罩30。
溫度感測器50係用以將測得下述表皮200a的溫度之檢測訊號輸出至控制部2者，例如使用熱敏電阻等。
控制部2係使用構成CPU、儲存手段的各種記憶體、
周邊機器等來構成者，並且與熱流束感測器10、板式加熱器21、溫度感測器50等連接。然後，依據從熱流束感測器10輸出的感測訊號及溫度感測器50輸入的檢測訊號來控制對板式加熱器21之通電。
以上係本實施方式的調溫控制裝置之構造。上述調溫控制裝置係作為電熱毯、或座椅、馬桶座等的調溫控制裝置來進行使用。例如，如第6圖所示，在作為配置於汽車等的車輛內之座椅的調溫控制裝置而進行使用的情況下，係將溫度調整部1配置在：具有支承面部(椅墊)201及靠背部(椅背)202的座椅200之支承面部201及靠背部202內。又，藉由利用作為控制部2的車輛ECU控制溫度調整部1，來對人體(乘員)提供舒適的溫度環境。
另外，溫度調整部1係從與人體接觸的外罩等的表皮側依序配置外罩30、中間構件40、熱流束感測器10、板式加熱器21。亦即，例如，在如第6圖所示地將溫度調整部1搭載於車輛的情況下，係形成為從座椅200中的當人體(乘員)就座時所接觸的表皮200a側依序配置外罩30、中間構件40、熱流束感測器10、板式加熱器21。並且，熱流束感測器10係朝中間構件40、熱流束感測器10、板式加熱器21的配置排置方向輸出與通過熱流束感測器10的熱流束對應之感測訊號。
接著，一邊參照第7圖一邊針對上述調溫控制裝置的控制部2之作動進行說明。另外，在本實施方式中，熱流束感測器10係形成為：當從表面保護構件110側朝向背
面保護構件120側的熱流束通過時，會將負的電動力(感測訊號)輸出至控制部2。又，控制部2係在例如下述情況時開始進行下述處理：人體(使用者)開始進行指示時、或在搭載於車輛的情況下車輛的點火開關開啟時。並且，形成為：每間隔預定期間就會將來自熱流束感測器10的感測訊號及來自溫度感測器50的檢測訊號輸入控制部2。
首先，如第7圖所示，在判定是否有調溫控制的停止指示(S301)，且有停止指示的情況時(S301：YES)，會結束處理。相對於此，在未有停止指示時(S301：NO)，會判定熱流束感測器10的感測訊號是否在開始臨界值以下(S302)。
在此，雖然將在以下具體詳述，但在人體210接觸於表皮200a時，會產生從人體210側朝向表皮200a(熱流束感測器10)側的熱流束(參照第8圖A及第8圖C)。亦即，從表面保護構件110側朝向背面保護構件120側的熱流束會通過熱流束感測器10而在熱流束感測器10產生負的電動力。因此，藉由判定熱流束感測器10的感測訊號是否在開始臨界值以下，能夠判定人體210是否與表皮200a接觸。另外，開始臨界值係在未開始對板式加熱器21進行通電的狀態下，依據人體210與表皮200a接觸時所產生的值來決定。
又，步驟S301中是否有停止指示的判定係例如：在搭載於車輛的情況下，藉由判定乘員是否有對儀表板所具備的觸碰面板下達停止指示來進行。同樣地，是否有開始
指示的判定也是藉由判定乘員是否有對觸碰面板下達開始指示來進行。
然後，在熱流束感測器10的感測訊號比開始臨界值大的情況下(S302：NO)，由於人體未與表皮200a接觸，所以會再次進行S301步驟301的處理。另外，在熱流束感測器10的感測訊號為開始臨界值以下的情況時(S302：YES)，由於人體210與表皮200a接觸，所以會開始對板式加熱器21進行通電使板式加熱器21放熱(S303)。藉此，經由外罩30(中間構件40)將表皮200a加溫也會對人體210進行加溫。
此時，在本實施方式中，由於外罩30及中間構件40係利用熱擴散性較高的材料來構成，所以從外罩30朝表皮200a傳送的傳熱量係每個部分都大致相等。因此，能夠抑制表皮200a的溫度在每個部分產生偏差。
之後，在開始對板式加熱器21進行通電後，首先判定溫度感測器50的檢測訊號是否在臨界值以上(S304)，當檢測訊號比臨界值更小時(S304：NO)，會增加對板式加熱器21的通電量(S305)。因此，在對板式加熱器21開始進行通電之後將表皮200a的溫度提高至臨界值(預定溫度)為止，是為了縮短到達人體感覺舒適為止的時間。
另外，在溫度感測器50的感測訊號為臨界值以上的情況時(S304：YES)，會判定熱流束感測器10的感測訊號是否在下限臨界值以下(S306)。又，在熱流束感測器10的感測訊號為下限臨界值以下的情況時(S306：YES)，會
增加對板式加熱器21的通電量，而返回步驟S306的處理。另外，在熱流束感測器10的感測訊號比下限臨界值大的情況下(S306：NO)，會判定熱流束感測器10的感測訊號是否在上限臨界值以上(S308)。然後，在熱流束感測器10的感測訊號為上限臨界值以上的情況時(S308：YES)，會減少對板式加熱器21的通電量(S309)，而返回步驟S306的處理。
再者，下限臨界值及上限臨界值係事先依據人體210感覺到舒適的熱流束來決定。因此，如上所述，利用反覆進行步驟S306~S309的處理來進行對板式加熱器21的通電之控制的調溫控制，使得人體210與表皮200a(表皮200a與板式加熱器21)之間的熱流束形成為大致一定，藉此能夠長期間地持續提供人體210舒適的溫度環境。
並且，在熱流束感測器10的感測訊號比上限臨界值小的情況時(S308：NO)，會判定熱流束感測器10的感測訊號之變化量(微分值)是否在停止臨界值以上(S310)。
在此，雖然將在以下具體詳述，但當人體210從接觸於表皮200a的狀態分離時，人體210與表皮200a之間的熱流束會大幅地變化，使熱流束感測器10的感測訊號之變化量形成為負值(參照第8圖B及第8圖C)。因此，藉由判定熱流束感測器10的感測訊號之變化量是否在停止臨界值以下，能夠判定人體210是否與表皮200a接觸。另外，停止臨界值係依據人體210從表皮200a分離時所產生的值來決定。
所以，在熱流束感測器10的感測訊號之變化量比停止臨界值大的情況下(S310：NO)，由於人體210是保持與表皮200a接觸的狀態，所以會返回步驟S306的處理。另外，在熱流束感測器10的感測訊號之變化量為停止臨界值以下的情況時(S310：YES)，由於是形成為人體210從表皮200a分離，所以會開始停止對板式加熱器21的通電來結束處理(S311)。
以上係本實施方式的控制部2之作動。再者，在判定步驟S302、S306、S308之處理中的熱流束感測器10的感測訊號的情況下、以及判定步驟S310的處理中的熱流束感測器10的感測訊號之變化量的情況下，亦可利用將感測訊號轉換成熱流束的值來進行判定，而取代判定從熱流束感測器10輸出的感測訊號(電動力)。
其次，一邊參照第7圖及第8圖A~第8圖C一邊針對實際的熱流束與時間的關係進行說明。又，第8圖A~第8圖C中的時間點T0~T5係表示相同的時間點。並且，第8圖C係表示熱流束感測器10、板式加熱器21、以及表皮200a、與人體210之間的熱流速之關係的示意圖。另外，在第8圖C中，外部空間係設定成大約18℃，而ON係表示對板式加熱器21進行通電的狀態，OFF則是表示未對板式加熱器21進行通電的狀態，箭頭係表示熱流束的大小及方向。
首先，如第8圖C的時間點T0至時間點T1的期間所示，在人體210未與表皮200a接觸也未對板式加熱器
21進行通電的情況下，板式加熱器21的溫度也是形成為大約18℃。因此，如第8圖A所示，從熱流束感測器10輸出的感測訊號係形成大致為0。
另外，在第8圖C的時間點T1中，當體210接觸於表皮200a時，由於人體210的體溫大約為36℃，所以會產生從人體210朝向熱流束感測器10側的熱流束。因此，如第8圖A所示，會從熱流束感測器10輸出與該熱流束對應的感測訊號。因此，控制部2會藉由判定熱流束感測器10的感測訊號是否在開始臨界值以下，來判定人體210是否與表皮200a接觸(S302)。
然後，控制部2在判定人體210與表皮200a接觸的情況下(S302：YES)，在時間點T2會開始對板式加熱器21進行通電(S303)。藉此，利用來自板式加熱器21的放熱將表皮200a加溫來使該表皮200a的溫度變高，如第8圖C所示會產生從表皮200a側朝向人體210的熱流束。
在此，本實施方式中，如步驟S304、S305所說明般地，在進行使表皮200a與人體210之間的熱流束形成為一定的調溫控制之前，會對板式加熱器21進行通電使表皮200a的溫度形成在臨界值(預定溫度)以上。在本實施方式中，係進行通電使板式加熱器21形成在42℃左右。因此，如第8圖A所示，在時間點T2與時間點T3之間的期間中，熱流束感測器10的感測訊號係變得比上限臨界值大。
並且，控制部2在時間點T3至時間點T4中，藉由適
當地對板式加熱器21的通電量進行增加、減少，會如第8圖A及第8圖C所示，使人體210與表皮200a(板式加熱器21)之間的熱流束大致維持成一定(S306~S309)。另外，雖然在第8圖C中，表示板式加熱器21的溫度設定為38℃，但實際上會與人體的體溫相依而造成板式加熱器21的溫度有所增減。
又，如第8圖C所示，在時間點T4當人體210從表皮200a分離時，會如第8圖A所示般地使感測訊號降低，並且會如第8圖B所示般地使熱流束感測器10的感測訊號之變化量(微分值)急速地變小(形成為負值)。換句話說，流束感測器10的感測訊號之變化量的絕對值會急速地變大。因此，控制部2係藉由判定感測訊號之變化量是否在停止臨界值以下，來判定人體210是否與表皮200a接觸(S310)。
並且，控制部2係在判定人體210從表皮200a分離時(S310：YES)，在時間點T5結束對板式加熱器21進行通電(S311)。
如上述說明，在本實施方式中，由於當人體210與表皮200a接觸時、或當人體210從表皮200a分離時一定會產生熱流束，所以會依據該熱流束來控制對板式加熱器之通電。另外，該熱流束係與人體210與表皮200a是否有接觸而相依者，並不是與人體210的動作之速度相依。因此，能夠提高開始及停止對板式加熱器21進行通電的精準度。
又，在本實施方式中，能夠抑制溫度調整部1形成為對於人體210來說為障礙物。亦即，習知技術的調溫控制裝置中，係藉由焦電型感測器來進行人體檢測，由於需要將焦電型感測器配置在表皮200a的外部，所以該焦電型感測器對於人體210有成為障礙物的可能性。相對於此，本實施方式的溫度調整部1係例如：如第6圖所示，由於是配置在和人體210接觸的表皮200a與板式加熱器21之間，所以能夠抑制溫度調整部1形成為對於人體210來說為障礙物。
另外，在本實施方式中，是控制對板式加熱器21的通電(S306~S309)，使得人體210與表皮200a之間的熱流束形成為一定。因此，能夠將人體210與表皮200a之間的熱流束持續在人體感覺舒適的值，並且能夠長期間地持續提供人體210舒適的溫度環境。
並且，在本實施方式中，由於會在進行調溫控制使得人體210與表皮200a之間的熱流束形成為一定之前，將表皮200a的溫度提高至臨界值以上(預定溫度)，所以能夠縮短到達人體感覺舒適為止的時間。亦即，例如在不進行該處理的情況下，在人體210的體表溫度下降至20°左右為止的狀態下開始對板式加熱器21進行通電時，會在人體210的體表溫度較低的狀態下，控制對板式加熱器21之通電來使人體210與表皮200a之間的熱流束形成為一定。亦即，雖然人體210會感覺到寒冷但傳送至板式加熱器21的通電量會持續不增加的狀態。之後，由於對板式
加熱器21的通電量也會伴隨人體210的體表溫度上升而增加，所以雖然最終能夠提供人體210舒適的溫度環境，但會使得到達提供舒適的溫度環境為止的時間變長。因此，藉由在進行調溫控制使得人體210與表皮200a之間的熱流束形成為一定之前，將表皮200a的溫度提高至臨界值以上(預定溫度)，能夠縮短到達人體感覺舒適為止的時間。
另外，在本實施方式中，由於將鎳鉻合金線21a的厚度(粗度)作成為一定，所以鎳鉻合金線21a的局部性之發熱值會形成為一定。並且，中間構件40係配置成會覆蓋下述部分：和熱流束感測器10中的與板式加熱器21接觸的部分相異之部分、以及和板式加熱器21中的配置有熱流束感測器10側的部分之與熱流束感測器10接觸的部分相異之部分。因此，能夠抑制與人體接觸的表皮200a的溫度在每個部分產生偏差，而能夠抑制對人體造成不舒適感。
另外，外罩30及中間構件40係使用熱擴散性高的不鏽鋼或樹脂等來構成。因此，能夠進一步地抑制表皮200a的溫度在每個部分產生偏差。
說明關於第2實施方式。本實施方式相對於第1實施方式係變更了變溫體，關於其他部分由於是與第1實施方式相同，所以在此省略說明。
本實施方式係將本發明適用於將人體降溫調溫控制裝置，作為變溫體係使用帕耳帖元件，當進行通電時會使熱流束感測器10側的溫度變低，並且使與熱流束感測器10側呈相反側的溫度變高。又，該帕耳帖元件係來自控制部2的通電量愈大則熱流束感測器10側的溫度會變得愈低者。
上述調溫控制裝置係例如：如第9圖所示，在作為配置於車輛內之座椅200的調溫控制裝置進行使用的情況下，會與第6圖同樣地具備溫度調整部1，並且在下述狀態進行使用：在座椅200內形成有排熱用通路203而在座椅200具備對排熱用通路203進行排氣的風扇204。亦即，以下述方式進行使用：能夠經由排熱用通路203將帕耳帖元件所產生的熱排出。
另外，經由排熱用通路203將熱排出的情況下，亦可作成為將該熱排出至車輛的外部，或是排出至車輛的內部再藉由車的空調機來調整車輛的內部之溫度也可以。
接著，一邊參照第10圖一邊針對上述調溫控制裝置的控制部2之作動進行說明。又，基本上，由於是與上述第7圖的作動相同，所以係以相異的部分為中心進行說明。
首先，進行與上述步驟S301、S302相同的步驟(S401、S402)，在熱流束感測器10的感測訊號為開始臨界值以下的情況時(S402：YES)，開始對帕耳帖元件進行通電(S403)。藉此，經由外罩30(中間構件40)將表皮
200a降溫也會對人體210進行降溫。
然後，進行與上述步驟S304、S305相同的步驟(S404、S405)，在溫度感測器50的檢測訊號為比臨界值大的情況時(S404：NO)，會開始增加對帕耳帖元的通電量(S405)。如上所述，在對帕耳帖元件開始進行通電之後將表皮200a的溫度降低至臨界值(預定溫度)，係為了縮短到達人體感覺舒適為止的時間。再者，本實施方式中，由於係藉由帕耳帖元件來對表皮200a降溫，所以是判定檢測訊號是否在臨界值以下。
之後，進行與上述步驟S306~S309相同的步驟(S406~S409)，在熱流束感測器10的感測訊號為上述臨界值以上的情況時(S406：YES)，會開始增加對帕耳帖元件的通電量(S407)。又，在熱流束感測器10的感測訊號為下限臨界值以下的情況時(S408：YES)，會開始減少對帕耳帖元件的通電量(S409)。
然而，在此的上限臨界值及下限臨界值係事先依據人體210感覺到舒適的熱流束來決定。因此，如上所述，利用反覆進行步驟S406~S409的處理來進行對帕耳帖元件的通電之控制的調溫控制，使得人體210與表皮200a之間的熱流束形成為大致一定，藉此能夠長期間地持續提供人體210舒適的溫度環境。
然後，在熱流束感測器10的感測訊號比下限臨界值大(S408：NO)，並且熱流束感測器10的感測訊號之變化量(微分值)為停止臨界值以上的情況時(S410：YES)，會
停止對帕耳帖元件進行通電來結束處理(S411)。
在此，雖然將在以下具體詳述，但當人體210從接觸於表皮200a的狀態分離時，表皮200a與人體210之間的熱流束會大幅地變化，在本實施方式中，係藉由帕耳帖元件使表皮200a降溫。因此，當人體210從接觸於表皮200a的狀態分離時，熱流束感測器10的感測訊號之變化量會形成為正值(參照第11圖B及第11圖C)。因此，藉由判定熱流束感測器10的感測訊號之變化量是否在停止臨界值以上，能夠判定人體210是否與表皮200a接觸。另外，停止臨界值係依據人體210從表皮200a分離時所產生的值來決定。
以上係本實施方式的控制部2之作動。其次，一邊參照第10圖及第11圖A~11圖C一邊針對本實施方式的熱流束與時間的關係進行說明。又，第11圖A~第11圖C中的時間點T0~T5係表示相同的時間點。並且，第11圖C係表示熱流束感測器10、帕耳帖元件22、以及表皮200a與人體210之間的熱流速之關係的示意圖。另外，在第11圖C中，外部空間係設定成大約30℃，而ON係表示對帕耳帖元件22進行通電的狀態，OFF則是表示未對帕耳帖元件22進行通電的狀態，箭頭係表示熱流束的大小及方向。
首先，如第11圖C的時間點T0至時間點T1的期間所示，在人體210未與表皮200a接觸也未對帕耳帖元件22進行通電的情況下，帕耳帖元件22的溫度也形成為大
約30℃。因此，如第11圖A所示，從熱流束感測器10輸出的感測訊號係形成大致為0。
另外，在第11圖C的時間點T1中，當人體210接觸於表皮200a時，由於人體210的體溫大約為36℃，所以會產生從人體210朝向熱流束感測器10側的熱流束。因此，如第11圖A所示，會從熱流束感測器10輸出與該熱流束對應的感測訊號。因此，控制部2會藉由判定熱流束感測器10的感測訊號是否在開始臨界值以下，來判定人體210是否與表皮200a接觸(S402)。
然後，控制部2在判定人體210與表皮200a接觸的情況下(S402：YES)，會在時間點T2開始對帕耳帖元件22進行通電(S403)。藉此，利用帕耳帖元件22將表皮200a降溫來使該表皮200a的溫度變低，如第11圖C所示，從人體210朝向熱流束感測器10側的熱流束會變大。
在此，本實施方式中，如步驟S404、S405所說明般地，在進行調溫控制使表皮200a與人體210之間的熱流束形成為一定之前，會對帕耳帖元件22進行通電使表皮200a的溫度形成在臨界值以下。在本實施方式中，係進行通電使帕耳帖元件22的被冷卻之部分形成為23℃。因此，如第11圖A所示，在時間點T2與時間點T3之間的期間中，熱流束感測器10的感測訊號係變得比下限臨界值小。
並且，控制部2在時間點T3至時間點T4中，藉由適
當地對帕耳帖元件22的通電量進行增加、減少，會如第11圖A及第11圖C所示，使人體210與表皮200a(帕耳帖元件22)之間的熱流束大致維持成一定(S406~S409)。另外，雖然在第11圖C中，表示帕耳帖元件22的溫度設定為26℃，但實際上會與人體的體溫相依而造成帕耳帖元件22的溫度有所增減。
又，如第11圖C所示，在時間點T4當人體210從表皮200a分離時，會如第11圖A所示般地使感測訊號接近0，並且會如第11圖B所示般地使熱流束感測器10的感測訊號之變化量急速地變大(形成為正值)。因此，控制部2係藉由判定感測訊號之變化量是否在停止臨界值以上，來判定表皮200a與人體210是否與接觸(S410)。
並且，控制部2係在判定人體210從表皮200a分離時(S410：YES)，會在時間點T5停止對帕耳帖元件22件進行通電來結束處理(S411)。
如上述說明，即使將本發明適用於使人體210降溫的調溫控制裝置，也能夠獲得與上述第1實施方式相同的效果。
本發明並非限定於上述實施方式，而是能夠在申請專利範圍所記載之範圍內進行適當變更。
例如，在上述各實施方式中，熱流束感測器10亦可係將表面保護構件110配置在變溫體側。該情況下，從熱
流束感測器10輸出的感測訊號會形成正負為相反的訊號，例如在時間點T1中，當人體210與表皮200a接觸時，會將正的電動力作為感測訊號輸出。
因此，如上所述對熱流束感測器10進行配置的情況下，例如也是將開始臨界值設定成正值。然後，控制部2在步驟S302及步驟402中，是在熱流束感測器10的感測訊號為開始臨界值以上的情況時，開始對變溫體(鎳鉻合金線21a、帕耳帖元件22)進行通電。亦即，也可以說在步驟S302及步驟402中，是依據感測訊號的絕對值與開始臨界值的絕對值進行判定，並且在感測訊號的絕對值形成為開始臨界值的絕對值以上時會開始進行通電。同樣地，也可以說在步驟S310及步驟410中，是依據感測訊號之變化量的絕對值與停止臨界值的絕對值進行判定，並且在感測訊號的變化量之絕對值形成為停止臨界值的絕對值以上時停止通電。
另外，在上述第1實施方式中，亦可不進行步驟S304、S305的處理。並且，不進行步驟S306~S309的處理也可以。即使作成為上述調溫控制裝置，藉由依據人體210與表皮200a之間的熱流束來調整對板式加熱器21之通電，也能夠提高對板式加熱器21之通電控制的精準度。同樣地，在上述第2實施方式中，亦可不進行步驟S404~S409的處理。
然後，在上述第1實施方式中，步驟S302的處理也可以是與步驟S310的處理相同地，依據感測訊號的變化
量與開始臨界值來進行判定。然後，在上述第2實施方式中，步驟S402的處理也可以是與步驟S410的處理相同地，依據感測訊號的變化量與開始臨界值來進行判定。
再者，在上述第1實施方式中，亦可在進行步驟S306~S309的調溫控制之前進行S310的判定。同樣地，在上述第2實施方式中，亦可在進行步驟S406~S409的調溫控制之前進行S410的判定。
Claims (7)
- 一種調溫控制裝置，其特徵為具備：藉由通電會使溫度產生變化的變溫體(21a、22)、配置在前述變溫體上且輸出與熱流束對應的感測訊號之熱流束感測器(10)、隔著前述熱流束感測器配置在與前述變溫體側呈相反側用以覆蓋前述熱流束感測器的熱擴散層(40)、以及藉由控制對前述變溫體之通電來調整前述變溫體的溫度之控制部(2)，從與人體(210)接觸的表皮(200a)側依序配置前述熱擴散層、前述熱流束感測器、前述變溫體，前述熱流束感測器係朝前述熱擴散層、前述熱流束感測器、前述變溫體的配置排列方向輸出與通過該熱流束感測器的前述熱流束對應之前述感測訊號，前述控制部係依據從前述熱流束感測器輸出的前述感測訊號來控制開始及停止對前述變溫體之通電。
- 如申請專利範圍第1項所記載之調溫控制裝置，其中，前述控制部係當從前述熱流束感測器輸出的前述感測訊號之絕對值形成在開始臨界值以上時開始對前述變溫體進行通電，前述控制部係在開始對前述變溫體進行通電之後，當前述感測訊號的變化量之絕對值形成在停止臨界值以上時停止對前述變溫體進行通電。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之調溫控制 裝置，其中，前述控制部係在開始對前述變溫體進行通電之後，執行調整對前述變溫體之通電的調溫控制，來使前述表皮與前述變溫體之間的熱流束形成為一定。
- 如申請專利範圍第3項所記載之調溫控制裝置，其中，進一步地具備：溫度感測器(50)，用以輸出與前述表皮的溫度對應之檢測訊號，前述控制部係在開始對前述變溫體進行通電之後、及進行前述調溫控制之前，依據來自前述溫度感測器的檢測訊號調整對前述變溫體之通電量來使前述表皮的溫度形成為預定溫度。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之調溫控制裝置，其中，前述熱流束感測器係具有：絕緣基材(100)，將朝厚度方向貫穿的第1、第2通孔(101、102)形成為交錯並且由熱可塑性樹脂所形成；以及第1、第2層間連接構件(130、140)，分別埋入在前述第1、第2通孔並且利用彼此相異的金屬來形成，前述第1、第2層間連接構件係交錯地連接成直列。
- 如申請專利範圍第5項所記載之調溫控制裝置，其中，形成前述第1層間連接構件與第2層間連接構件的至少其中一邊的前述金屬，係在將複數個金屬原子維持在該金屬原子的結晶構造的狀態下進行燒結而成的燒結金屬。
- 如申請專利範圍第5項所記載之調溫控制裝置，其中，前述熱流束感測器係進一步地具有： 表面保護構件(110)，配置在前述絕緣基材的表面(100a)並且形成有表面圖案(111)；以及背面保護構件(120)，配置在與前述表面呈相反側的背面(100b)並且形成有背面圖案(121)；將前述背面保護構件、前述絕緣基材、以及前述表面保護構件予以一體化。
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