WO2007102502A1 - 採暖器具及び車両座席用採暖装置 - Google Patents

採暖器具及び車両座席用採暖装置 Download PDF

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WO2007102502A1
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temperature
detection element
temperature detection
heater
control circuit
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PCT/JP2007/054315
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tadahiko Ohashi
Yasuhiro Ohashi
Original Assignee
Kurabe Industrial Co., Ltd.
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227Applications
    • H05B1/023Industrial applications
    • H05B1/0236Industrial applications for vehicles
    • H05B1/0238For seats

Definitions

  • the present invention relates to a warming device for heating and a warming device for a vehicle seat to which the warming device is applied. It relates to things that can meet the requirements and improve comfort.
  • a method of controlling the temperature of a warmed object composed of a cord heater or the like so as to be a constant temperature by a thermostat has been generally used.
  • the temperature of the warmed material is determined by the operating temperature of the thermostat being used. Therefore, in order to improve the comfort by freely setting the temperature of the heating device for the vehicle seat, it is possible to use a plurality of thermostats with different operating temperatures, or the auxiliary heater that operates the thermostat. Increasing the number of parts, such as switching the amount of heat generated, forced a complicated circuit configuration and was difficult to realize in practice.
  • a warming device for a vehicle seat as shown in FIGS. 9 and 10 is known.
  • a cord-like heater 103 is meanderingly disposed on a base material 102, and a temperature control circuit 101 is connected in series outside the base material 102 in the vicinity of the cord-like heater 103.
  • a temperature detection element 105 such as a thermistor.
  • a current control element such as a power MOS FET incorporated in the temperature control circuit 101 by the temperature signal from the temperature detection element 105, the temperature of the warmed object 104 is controlled.
  • Patent Document 1 In addition to Patent Document 1, many documents are known as documents disclosing a technique for controlling temperature using a temperature detection element such as a thermistor. For example, some power s Patent Document 2.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-217796
  • Patent Document 2 Japanese Translation of Special Publication 2004- 504082
  • the temperature control circuit 101 that performs temperature control using the temperature detection element 105 such as the thermistor as described above has the following drawbacks.
  • the temperature of the cord heater 103 and the temperature signal of the temperature detection element 105 Increases at substantially the same speed, and then the energization of the cord heater 103 stops when the temperature signal of the temperature detecting element 105 reaches the set temperature.
  • This operation eventually reaches a temperature close to the set temperature of the cord-like heater 103 and stabilizes. However, until then, the cord-like heater 103 is repeatedly energized and stopped. It will take time. In particular, when heating a vehicle seat or the like, if the temperature of the surface of the skin does not reach the set temperature within a short period of time, comfort will be greatly impaired. Therefore, the point that it takes unnecessary time to reach the set temperature as described above is a serious problem in using the temperature control circuit 101 that controls the temperature using the temperature detection element 105 such as a thermistor. It was.
  • a method for improving this a method may be considered in which a timer is built in the temperature control circuit 101 and the cord-like heater 103 is forcibly energized for a certain period of time after the power is turned on.
  • the timer is repeatedly turned on and off, continuous energization results in an abnormal temperature, and if this phenomenon is suppressed, the circuit becomes complicated. Therefore, a new problem such as becoming very expensive will arise.
  • the present invention has been made in order to solve such a conventional problem.
  • the object of the present invention is to provide excellent warm-up at the time of start-up and to improve the temperature stability thereafter. It is an object of the present invention to provide a warming device for a vehicle seat that can easily satisfy and satisfy comfort.
  • a warming device includes a warmed object having a heater element, a first temperature detecting element for detecting the temperature of the warmed object, and the warmed object. And a temperature control circuit for controlling the temperature of the warmed object by signals output from the first temperature detection element and the second temperature detection element.
  • the first temperature detection element and the second temperature detection element are arranged so that the amount of heat received by each of the first temperature detection element and the second temperature detection element is different, and the signal for controlling the temperature of the sample is the first temperature detection element.
  • the warming device according to claim 2 is the measuring device according to claim 1, wherein the on / off operation region of the first temperature detection element is the on / off operation region of the second temperature detection element. It is characterized by being set in between.
  • a warming instrument according to claim 3 is the warming instrument according to claim 1, wherein the second temperature detecting element is built in the temperature control circuit.
  • the warming device according to claim 4 is the warming device according to claim 1, wherein the warmed material includes a base material and a heater element including a cord-like heater disposed on the base material.
  • the temperature detection element, the second temperature detection element, and the temperature control circuit are all arranged at predetermined positions of the base material.
  • the warming device according to claim 5 is the warming device according to claim 4, characterized in that the temperature control circuit is insulated with a part of a lead wire connected to the temperature control circuit. is there.
  • the warming device according to claim 6 is the warming device according to claim 4, wherein the lead wire of the first temperature detecting element is connected to the temperature control circuit on the base material. It is a feature.
  • the warming device according to claim 7 is the warming device according to claim 5 or 6, characterized in that the temperature control circuit is formed to have a thickness of 9 mm or less.
  • a warming device for a vehicle seat according to claim 8 is characterized in that the warming device according to any one of claims 1 to 7 is used.
  • FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a warming device for a vehicle seat according to the present invention.
  • FIG. 2 is a wiring diagram showing an embodiment of a warming device for a vehicle seat according to the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment in assembling the vehicle seat warming device.
  • FIG. 4 is a partially cutaway plan view showing an embodiment of a temperature control circuit which is part of a vehicle seat warming device according to the present invention and is insulated and covered with a heat shrinkable tube or the like.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of a temperature control circuit that is part of a vehicle seat warming device according to the present invention and is insulated and covered with a heat shrinkable tube or the like.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the vehicle seat warming device according to the embodiment and the operation of the vehicle seat warming device according to the comparative embodiment.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing an embodiment of a vehicle seat warming device according to the present invention.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing another embodiment of a vehicle seat warming device according to the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view showing a warming device for a vehicle seat according to the prior art.
  • FIG. 10 is a wiring diagram showing a vehicle seat warming device according to the prior art.
  • a warming device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the present embodiment is an example in which the warming device according to the present invention is applied to a warming device for a vehicle seat.
  • a warmed material 4 in which a cord-like heater 3 as a heater element is fixed on a substrate 2 is used.
  • Patent Document 3 can be referred to.
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-174952
  • a temperature control circuit 1 is arranged at a predetermined position.
  • a lead wire 8 is connected to the temperature control circuit 1, and the other end of the lead wire 8 is connected to the power source E, the temperature setting volume VR, the switch SW, the temperature detection element 5, and the cord-like heater 3.
  • the first temperature detection element 5 is installed at a predetermined position on the substrate 2 that can accurately detect the temperature of the sample 4 and the lead wire of the first temperature detection element 5 is Connected to temperature control circuit 1 on substrate 2.
  • the temperature control circuit 1 has a configuration in which the second temperature detection element 13 is built.
  • the warming instrument configured as described above is a signal obtained by comparing the temperature signal voltage Vsl output from the first temperature detection element 5 disposed in the vicinity of the cord-like heater 3 with the reference voltage Vrl.
  • Built in temperature control circuit 1 by the logical sum signal V3 of VI and the signal V2 obtained by comparing the temperature signal voltage Vs2 output from the second temperature detection element 13 and the second reference voltage Vr2.
  • Power MOS FET12 will be controlled.
  • the warming device 20 having such a configuration is incorporated in the seat 30 as a vehicle seat warming device as shown in FIG.
  • the operating mechanism when actually used as a warming device for vehicle seats is shown below.
  • Fig. 6 and Fig. 7 when the power is turned on, the temperature of the cord-shaped heater 3 rises, the temperature signal voltage Vsl output from the first temperature detection element 5 exceeds the reference voltage Vrl, and the signal VI Even if it is turned off, the second temperature detection element 13 incorporated in the temperature control circuit 1 has a large heat capacity due to the substrate constituting the temperature control circuit 1 and the temperature signal changes slowly.
  • the second temperature detection element 13 Since the temperature signal voltage Vs2 of the second signal does not reach the reference voltage Vr2, the signal V2 obtained by comparing the temperature signal voltage Vs2 output from the second temperature detection element 13 with the reference voltage Vr2 remains ON. In this case, a signal VI obtained by comparing the temperature signal voltage Vsl output from the first temperature detection element 5 and the reference voltage Vrl and a temperature signal voltage Vs2 output from the second temperature detection element 13 are used. Since the signal V3, which is a logical sum of the signal V2 obtained by comparing the second reference voltage Vr2 and the second reference voltage Vr2, is ON, the energization of the cord-like heater 3 continues.
  • the first reference voltage Vrl can be selected by appropriately selecting the combination of the thermal responsiveness of the first temperature detecting element 5 and the second temperature detecting element 13.
  • the second reference voltage Vr2 may be the same.
  • FIG. 6 shows a graph of the change over time of the temperature in the warming instrument according to the present embodiment.
  • the temperature change with time of the example of the temperature control using only the first temperature detecting element 5 as the comparative form 1 and the example of the temperature control using only the second temperature detecting element 13 as the comparative form 2 are shown.
  • a graph is shown.
  • the present embodiment is superior in immediate warm-up at the time of start-up compared to the comparative form 1, and moreover, a stable temperature with less temperature ripple is obtained at the equilibrium than the comparative form 2. You can see that
  • both the temperature detecting element 5 and the temperature control circuit 1 are previously arranged at predetermined positions on the base material, they are attached to the seat all together. This improves the workability of mounting on the seat.
  • the number of lead wires electrically connected between the cord-shaped heater 3 and the temperature control circuit 1 can be reduced, the cost can be reduced and the weight can be reduced.
  • the connection distance between the temperature detection element 5 and the temperature control circuit 1 is shortened, the temperature control reliability is excellent.
  • the first temperature detection element 5 may be configured to be built in the temperature control circuit 1 in the same manner as the second temperature detection element 13. In this case, for example, there is a difference in temperature detection characteristics between the first temperature detection element 5 and the second temperature detection element 13, or the location where the first temperature detection element 5 and the second temperature detection element 13 are arranged. By changing the heat quantity received by the first temperature detection element 5 and the second temperature detection element 13, the first temperature detection element 5 and the second temperature detection element 5 The time when the temperature detecting element 13 becomes N is shifted. Alternatively, the first temperature detection element 5 and the second temperature detection element 13 may be arranged outside the temperature control circuit 1.
  • the first temperature detection element 13 and the second temperature detection element 13 are devised so that the amount of heat received by the first temperature detection element 5 and the second temperature detection element 13 is different.
  • the time when the child 5 is turned on and the time when the second temperature detecting element 13 is turned on are shifted.
  • the temperature control circuit 1 As shown in FIG. 4, the temperature control circuit 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the temperature control circuit
  • a part of the lead wire 8 connected to 1 is insulated and coated.
  • reference numeral 7 denotes the insulating coating.
  • a tube made of an organic material is used as the insulation coating portion 7, and after placing the circuit board 9 inside the tube, one end of the tube is filled with thermoplastic or thermosetting organic material. Is done by doing.
  • a heat shrinkable tube having a thermoplastic adhesive in the inner layer as the insulating coating portion 7, and arranging the circuit board 9 inside the heat shrinkable tube the heat shrinkable tube is contracted by heating.
  • a method of filling the periphery of the circuit board 9 with a thermoplastic adhesive may be used.
  • the length by which the lead wire 8 is insulated and coated is set to a predetermined length that maintains moisture resistance and improves durability against bending of the lead wire 8.
  • the temperature control circuit 1 is insulated and coated together with a part of the lead wire 8, it is possible to prevent dangers such as ignition due to dew condensation on the circuit board 9, and the insulating coating 7 Since the bending load around the lead wire 8 can be reduced, the lead wire 8 can be prevented from being disconnected. In addition, since the size and thickness of the temperature control circuit 1 that does not require the use of a large case body can be significantly reduced, a comfortable seating feeling can be obtained without causing a sense of incongruity during seating.
  • the thickness of the temperature control circuit 1 after the insulation coating portion 7 is coated is 9 mm or less, which is a thickness that does not cause a sense of incongruity. Since it is arranged at the position, a very comfortable seating feeling can be obtained.
  • the method for insulatingly coating the temperature control circuit 1 to a thickness of 9 mm or less is not limited to the method using a heat shrinkable tube as described above.
  • a resin mold method or a resin potting method can be considered.
  • each component is connected by lead wire 8 as follows.
  • the + side of the power supply E and the circuit board 9 are connected via the switch SW.
  • One end of the cord-shaped heater 3 is connected, the + side of the power supply E is connected to the other end of the cord-shaped heater 3, and the lead wire of the first temperature sensing element 5 is directly connected to the circuit board 9 on both the + side and the side
  • the circuit board 9 and the temperature setting volume VR are connected, and the circuit board 9 is connected to the ground.
  • the circuit board 9 is provided with a heat-meltable adhesive on the inner layer, and the outer layer is disposed inside the heat-shrinkable tube made of electron beam cross-linked olefin resin, and is then insulated by heating. .
  • the temperature control circuit 1 is set to have a thickness of 9 mm or less.
  • Part of the lead wire 8 is insulated with the circuit board 9, but the length covered with the lead wire 8 maintains insulation and has durability against bending. About 10mm is suitable.
  • the first temperature detection element 5 is fixed to a predetermined position in the gap between the wires of the cord-like heater 3 where the temperature of the seat heater can be detected with high accuracy.
  • the insulating coated circuit board 9 is small in size (approximately 25mm x 40mm) and thin (
  • the temperature control circuit 1 is disposed on the base material 2 on which the cord-like heater 3 is disposed with double-sided tape or the like, it is made of the same material as the base material 4 of an appropriate size in order to further improve the reliability.
  • a method of fixing the temperature control circuit 1 with a double-sided tape attached to the sheet is also conceivable.
  • the first temperature detection element 5 and the second temperature detection element 13 include, for example, a thermistor, a platinum resistance element, a thermocouple, etc., and these take into account temperature detection accuracy and cost. And may be selected as appropriate. Further, the second temperature detection element 13 incorporated in the temperature control circuit 1 may be different in characteristics, shape, or type from the first temperature detection element 5 arranged on the substrate 2. [0035] If the heat-shrinkable tube used as the insulating coating portion 7 in the above embodiment is added with a conductivity imparting material, the circuit board 9 is shielded from noise generated in the vehicle. This is preferable because the influence of noise can be prevented.
  • the conductive agent include conventionally known ones such as carbon black particles, graphite particles, pulverized carbon fiber, metal powder, metal oxide powder, and conductive polymer powder.
  • the insulating coating portion 7 may be formed by a force using a heat-shrinkable tube as the insulating coating portion 7 or by other modes or methods.
  • a potting material is injected into the case, a method of molding the circuit board 9 with a hot melt material, resin molding around the circuit board 9 by injection molding, etc.
  • a method of arranging the circuit board 9 in a pair of cases and filling the case with an adhesive filler is conceivable.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the heater element composed of the cord-like heater is disposed on the base material as the warmed material.
  • a warming instrument that does not use the base material may be used.
  • the heater element is a cord-like heater, for example, a film heater, a glass tube heater, a ceramic heater, or the like may be used as a heater having another configuration that is heated by energization.
  • a plurality of heater elements may be arranged, or two or more temperature detecting elements may be arranged.
  • a thermostat or PTC (positive temperature characteristics) thermistor element may be provided separately.
  • the warming device includes, for example, a vehicle seat such as a motorcycle and a railway vehicle, a child seat, a seat such as a ship and an aircraft, and amusement park viewing.
  • the seat for example, it can be widely applied in various fields such as a bed, a futon, a pillow, a stroller, a toilet seat cover, the inside of the toilet seat, clothes, and a cooking device.
  • the heater unit according to the present invention when applied to a vehicle seat heater, it can be applied to a seat in which an air conditioner is incorporated.
  • a seat in which an air conditioner is incorporated for example, Patent Document 4 can be referred to.
  • Patent Document 4 International Publication No. WO2005Z084493 Further, it may be used in the form of being retrofitted on the surface of the seat just by using it in the form incorporated in the seat.

Abstract

立ち上り時の即暖性に優れるとともに、その後には温度の安定性を満たし快適性を向上することが可能な採暖器具と車両座席用採暖装置を提供することを目的とし、そのため、ヒータ素子を有する採暖物と、前記採暖物の温度を検知する第一の温度検知素子と、前記採暖物の温度を検知する第二の温度検知素子と、前記第一の温度検知素子及び前記第二の温度検知素子から出力される信号により前記採暖物の温度を制御する温度制御回路と、を具備し、前記第一の温度検知素子と前記第二の温度検知素子は夫々が受ける熱量が異なるような位置に配置されているとともに、前記採暖物の温度を制御する信号は、前記第一の温度検知素子の温度信号電圧と第一の基準電圧とを比較してなる信号と、前記第二の温度検知素子の温度信号電圧と第二の基準電圧とを比較してなる信号と、の論理和となるように構成されている。   

Description

明 細 書
採暖器具及び車両座席用採暖装置
技術分野
[0001] 本発明は、暖房を行うための採暖器具と、この採暖器具が適用された車両座席用 採暖装置に係り、特に、立ち上がり時の即暖性に優れるとともに、その後には温度の 安定性を満たし快適性を向上することが可能なものに関する。
背景技術
[0002] 従来から車両座席用採暖装置としては、コード状ヒータ等から構成された採暖物を サーモスタットによって一定の温度になるように温度制御する方式のものが一般的で あった。しかし、このようなサーモスタットによる温度制御のものは、使用しているサー モスタツトの動作温度により採暖物の温度が決定されることになる。従って、 自由に車 両座席用採暖装置の温度を設定して、快適性を向上させたいという要求に対しては 、動作温度が異なる複数のサーモスタットを使用する方法や、サーモスタットを動作さ せる補助ヒータの発熱量を切り替えるといった方法を取るなど部品点数の増加ゃ複 雑な回路構成を強いられ、現実的には実現が困難であった。
[0003] このような要求に対応するものとして、例えば、図 9及び図 10に示すような車両座席 用採暖装置が知られている。図 9及び図 10において、コード状ヒータ 103が基材 102 に蛇行配設されて成る採暖物 104に、温度制御回路 101が基材 102の外部で直列 に接続され、コード状ヒータ 103の近傍にはサーミスタ等の温度検知素子 105が配置 されている。この温度検知素子 105からの温度信号によって、温度制御回路 101に 内蔵されたパワー MOS FET等の電流制御素子を制御することで、採暖物 104の 温度が制御される。このような構成は、例えば、特許文献 1の従来の技術に開示され ている。
[0004] 又、サーミスタ等による温度検知素子を用いて温度制御を行う技術を開示した文献 として、前記特許文献 1の他に多数の文献が知られている。例えば、特許文献 2など 力 sある。
[0005] 特許文献 1 :特開 2003— 217796号公報 特許文献 2:特表 2004— 504082号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] し力 ながら、従来から知られている、前記したようなサーミスタ等による温度検知素 子 105を用いて温度制御を行う温度制御回路 101の場合、次のような欠点があった 。温度検知素子 105が設置された採暖物 104が車両用座席の表皮の内側に組み付 けられ、温度が低い状態から通電を開始すると、コード状ヒータ 103の温度と温度検 知素子 105の温度信号は、ほぼ同じ速度で上昇し、その後、温度検知素子 105の温 度信号が設定温度に達するとコード状ヒータ 103の通電が停止することになる。しか し、コード状ヒータ 103の温度が表皮表面に熱伝導するにはかなり時間力 Sかかるため 、コード状ヒータ 103の通電が停止した時点では、まだ表皮表面の温度は設定温度 に達していない。この状態で、コード状ヒータ 103の通電が停止しコード状ヒータ 103 の温度が低下するので、表皮表面の温度は、設定温度に達していないのにも関わら ず、再びコード状ヒータ 103に通電されるまで低下することになる。ここで、車両用座 席自体の熱容量は大きいことから、コード状ヒータ 103の温度の低下に比較して、表 皮表面の温度の低下は遅い。そのため、コード状ヒータ 103への通電と停止を繰り返 すことによって、表皮表面の温度は徐々に上昇することになる。この動作により、結果 的にはコード状ヒータ 103の設定温度に近い温度に達して、安定することになるが、 それまでには、コード状ヒータ 103の通電と停止を繰り返していることから無用な時間 を要してしまうことになる。特に、車両座席などの採暖の場合は、表皮表面の温度が 短時間内に設定温度まで達しないと快適性を大きく損ねることになる。そのため、前 記のような設定温度に達するまで無用な時間を要するという点は、サーミスタ等による 温度検知素子 105を用いて温度制御を行う温度制御回路 101を使用する上で、大き な問題となっていた。
[0007] これを改善する方法として、温度制御回路 101にタイマーを内蔵させ、電源を投入 後一定時間強制的にコード状ヒータ 103に通電するなどの方法が考えられる。しかし 、このような方法では、タイマーの ON— OFFを繰り返すと連続通電となることから異 常温度となってしまい、またこの現象を押さえようとすると回路も複雑となってしまうた め非常にコストがかかるようになるといった新たな問題が生じることになる。
[0008] 本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的 とするところは、立ち上がり時の即暖性に優れるとともに、その後には温度の安定性 を満たし快適性を容易に向上することが可能な車両座席用採暖装置を提供すること にある。
[0009] 前記の目的を達成するべく本発明の請求項 1による採暖器具は、ヒータ素子を有す る採暖物と、前記採暖物の温度を検知する第一の温度検知素子と、前記採暖物の 温度を検知する第二の温度検知素子と、前記第一の温度検知素子及び前記第二の 温度検知素子から出力される信号により前記採暖物の温度を制御する温度制御回 路と、を具備し、前記第一の温度検知素子と前記第二の温度検知素子は夫々が受 ける熱量が異なるように配置されているとともに、前記採暖物の温度を制御する信号 は、前記第一の温度検知素子の温度信号電圧と第一の基準電圧とを比較してなる 信号と、前記第二の温度検知素子の温度信号電圧と第二の基準電圧とを比較して なる信号と、の論理和となるように構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項 2による採暖器具は、請求項 1記載の採段器具において、前記第一の温 度検知素子のオン'オフ動作領域は前記第二の温度検知素子のオン'オフ動作領 域の間に設定されていることを特徴とするものである。
又、請求項 3による採暖器具は、請求項 1記載の採暖器具において、前記第二の温 度検知素子は前記温度制御回路に内蔵されていることを特徴とするものである。 又、請求項 4による採暖器具は、請求項 1記載の採暖装置において、前記採暖物は 、基材と、該基材に配置されたコード状ヒータからなるヒータ素子とからなり、前記第 一の温度検知素子と前記第二の温度検知素子と前記温度制御回路はともに前記基 材の所定の位置に配置されていることを特徴とするものである。
又、請求項 5による採暖器具は、請求項 4記載の採暖装置において、前記温度制御 回路は前記温度制御回路に接続されたリード線の一部とともに絶縁被覆されている ことを特徴とするものである。
又、請求項 6による採暖器具は、請求項 4記載の採暖装置において、前記第一の温 度検知素子のリード線は前記基材上にて前記温度制御回路に接続されていることを 特徴とするものである。
又、請求項 7による採暖器具は、請求項 5又は請求項 6記載の採暖装置において、 前記温度制御回路は厚みが 9mm以下となるように成形されていることを特徴とする ものである。
又、請求項 8による車両座席用採暖装置は、請求項 1〜請求項 7の何れかに記載の 採暖器具を使用したことを特徴とするものである。
発明の効果
[0010] 本発明によれば、立ち上がり時の即暖性に優れるとともに、その後には温度の安定 性を満たし快適性を容易に向上することが可能な車両座席用採暖装置を得ることが できる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明による車両座席用採暖装置の一実施の形態を示す平面図である。
[図 2]本発明による車両座席用採暖装置の一実施の形態を示す配線図である。
[図 3]車両座席用採暖装置の組付けにおける一実施の形態を示す斜視図である。
[図 4]本発明による車両座席用採暖装置の一部である、熱収縮チューブ等で絶縁被 覆された温度制御回路の一実施の形態を示す一部切欠平面図である。
[図 5]本発明による車両座席用採暖装置の一部である、熱収縮チューブ等で絶縁被 覆された温度制御回路の他の実施の形態を示す断面図である。
[図 6]実施の形態による車両座席用採暖装置の動作、及び、比較の形態による車両 座席用採暖装置の動作を説明する図である。
[図 7]本発明による車両座席用採暖装置の一実施の形態を示す回路図である。
[図 8]本発明による車両座席用採暖装置の他の実施の形態を示す回路図である。
[図 9]従来の技術による車両座席用採暖装置を示す平面図である。
[図 10]従来の技術による車両座席用採暖装置を示す配線図である。
符号の説明
[0012] 1 温度制御回路
2 基材
3 コード状ヒータ 4 採暖物
5 第一の温度検知素子
7 絶縁被覆
8 リード線
9 回路基板
10 補強板
11 サーモスタット
12 パヮ一 M〇S FET
13 第二の温度検知素子
20 採暖器具
E 電源
SW スィッチ
VR 温度設定ボリューム
発明を実施するための最良の形態
[0013] 本発明の実施の形態による採暖器具を、図面を参照しながら説明する。本実施の 形態は、本発明による採暖器具を車両座席用採暖装置に適用した例である。
[0014] 図 1〜図 4、図 7に示すように、採暖物 4として、基材 2上にヒータ素子としてのコード 状ヒータ 3が固定されたものを使用する。この採暖物 4の各構成については、例えば、 特許文献 3などを参照することができる。
特許文献 3 :特開 2003— 174952号公報基材 2上には、温度制御回路 1が所定の位 置に配置されている。温度制御回路 1には、リード線 8が接続されており、このリード 線 8の他方は、電源 E、温度設定ボリューム VR、スィッチ SW、温度検知素子 5、及び 、コード状ヒータ 3に接続されている。又、第一の温度検知素子 5は、採暖物 4の温度 カ¾るべく正確に検知できる、基材 2上の所定の位置に設置されており、第一の温度 検知素子 5のリード線は基材 2上で温度制御回路 1に接続されている。そして、温度 制御回路 1には、第二の温度検知素子 13が内蔵された構成となっている。
[0015] このように構成された採暖器具は、コード状ヒータ 3の近傍に配置した第一の温度 検知素子 5から出力された温度信号電圧 Vslと基準電圧 Vrlとを比較してなる信号 VIと、第二の温度検知素子 13から出力された温度信号電圧 Vs2と第二の基準電圧 Vr2とを比較してなる信号 V2との論理和の信号 V3によって、温度制御回路 1に内蔵 されたパワー MOS FET12を制御させることになる。
[0016] このような構成の採暖器具 20を図 3に示すように車両座席用採暖装置として座席 3 0に組み込む。車両座席用採暖装置として実使用した際の動作機構について以下 に示す。図 6、図 7に示すように、電源を投入してコード状ヒータ 3の温度が上昇し、第 一の温度検知素子 5から出力された温度信号電圧 Vslが基準電圧 Vrlを越え、信号 VIが OFFになっても、温度制御回路 1に内蔵された第二の温度検知素子 13は温度 制御回路 1を構成する基板等によって熱容量が大きいため温度信号の変化が遅ぐ 第二の温度検知素子 13の温度信号電圧 Vs2は基準電圧 Vr2に達していないため、 第二の温度検知素子 13から出力された温度信号電圧 Vs2と基準電圧 Vr2を比較し た信号 V2は ONのままとなつている。この場合においては、第一の温度検知素子 5か ら出力された温度信号電圧 Vslと基準電圧 Vrlとを比較してなる信号 VIと、第二の 温度検知素子 13から出力された温度信号電圧 Vs2と第二の基準電圧 Vr2とを比較 してなる信号 V2との論理和の信号 V3は ONであるため、コード状ヒータ 3は通電が 継続している。
[0017] 更にコード状ヒータ 3の温度が上昇して、第二の温度検知素子 13の温度信号電圧 Vs2が基準電圧 Vr2に達すると、第二の温度検知素子 13の温度信号電圧 Vs2と基 準電圧 Vr2を比較した信号 V2は OFFとなり、すでに第一の温度検知素子 5の温度 信号電圧 Vs 1と基準電圧 Vrlを比較した信号 VIは OFFであるため、論理和の信号 V3は OFFとなりコード状ヒータ 3の通電は停止する。コード状ヒータ 3の通電が停止 したことで、採暖物 4の温度が低下すると、熱容量が大きく温度信号の変化が遅い第 二の温度検知素子 13の温度が低下して、第二の温度検知素子 13から出力された 温度信号電圧 Vs2が基準電圧 Vr2に達する前に、第一の温度検知素子 5の温度が ON温度に達するため、第二の温度検知素子 13からの信号 V2が OFFでも論理和 の信号 V3は ONとなり、通電が再開する。
[0018] 従って、電源を投入してからパワー M〇S FET12に OFF信号が入力されるまで の期間は、第一の温度検知素子 5のみによって制御する場合に比べ長くなるため、 採暖物 4の温度の立ち上がりを速くすることができ、即暖性を向上させることができる 。それと併せて、第二の温度検知素子 13によって一旦 OFFになった後の平衡時は、 熱容量が小さく温度信号の変化が早い第一の温度検知素子 5によって温度制御さ れることになるため、温度のリップルが少なく安定した快適な温度制御が可能となる。
[0019] 尚、第一の温度検知素子 5と第二の温度検知素子 13について、それぞれの熱応 答性の組合せを適宜選択することで、図 8に示すように、第一の基準電圧 Vrlと第二 の基準電圧 Vr2は同一のものとすることもできる。
[0020] 図 6には、本実施の形態による採暖器具における温度の経時変化のグラフを示した 。これに併せて、比較の形態 1として第一の温度検知素子 5のみによる温度制御の例 、及び、比較の形態 2として第二の温度検知素子 13のみによる温度制御の例による 温度の経時変化のグラフを示す。本実施の形態は、比較の形態 1と比べて立ち上が り時の即暖性に優れており、更に、比較の形態 2と比べて平衡時には温度のリップル が少なぐ安定した温度が得られていることがうかがえる。
[0021] 尚、前記実施の形態に示した構成のように、温度検知素子 5及び温度制御回路 1 がともに、基材の所定の位置に予め配置されていれば、一括して座席へ取付けること ができ、座席への取付け作業性を向上させることができる。又、コード状ヒータ 3と温 度制御回路 1の間を電気的に接続するリード線の本数が少なくて済むため、コスト低 減とともに軽量ィ匕を図ることができる。更に、温度検知素子 5と温度制御回路 1の接続 距離が短くなるため、温度制御の信頼性に優れたものとなる。
[0022] また、第一の温度検知素子 5は、第二の温度検知素子 13と同様に温度制御回路 1 に内蔵された構成としても良い。この場合は、例えば、第一の温度検知素子 5と第二 の温度検知素子 13の温度検知特性に差を持たせたり、第一の温度検知素子 5と第 二の温度検知素子 13の配置箇所を工夫して、第一の温度検知素子 5と第二の温度 検知素子 13とで受ける熱量が異なるようにしたりすることで、第一の温度検知素子 5 力〇Nとなる時間と第二の温度検知素子 13が〇Nとなる時間をずらすことになる。 また、第一の温度検知素子 5及び第二の温度検知素子 13がともに温度制御回路 1 の外に配置された構成としても良い。この場合は、例えば、第一の温度検知素子 5と 第二の温度検知素子 13の温度検知特性に差を持たせたり、第一の温度検知素子 5 と第二の温度検知素子 13の配置箇所を工夫して、第一の温度検知素子 5と第二の 温度検知素子 13とで受ける熱量が異なるようにしたりすることで、第一の温度検知素 子 5が ONとなる時間と第二の温度検知素子 13が ONとなる時間をずらすことになる。
[0023] 本実施の形態による温度制御回路 1においては、図 4に示すように、温度制御回路
1に接続されたリード線 8の一部とともに、絶縁被覆されている。図中絶縁被覆部を符 号 7で示す。絶縁被覆の方法としては、絶縁被覆部 7として有機材料から構成された チューブを使用し、このチューブの内部に回路基板 9を配置した後、チューブの片端 力 熱可塑性あるいは熱硬化性有機材料を充填することによって行われる。又、絶縁 被覆部 7として内層に熱可塑性接着剤が具備された熱収縮チューブを使用し、この 熱収縮チューブの内部に回路基板 9を配置した後、加熱により熱収縮チューブを収 縮することで、回路基板 9の周囲を熱可塑性接着剤で充填するなどの方法を用いて も良い。リード線 8が絶縁被覆される長さは、耐湿が保たれ、尚且つリード線 8の屈曲 に対して耐久性が向上する所定の長さが設定されている。
[0024] このように、温度制御回路 1がリード線 8の一部とともに絶縁被覆されていれば、回 路基板 9の結露による発火等の危険を防止することができるとともに、絶縁被覆部 7 によってリード線 8にカ卩わる屈曲する荷重を和らげることができるためリード線 8の断 線を防止することができる。又、大型のケース体等を使用する必要がなぐ温度制御 回路 1のサイズや厚みを大幅に小さくすることができるため、着座時の違和感を生じ ず快適な着座感を得ることができる。
[0025] 前記温度制御回路 1における絶縁被覆部 7の被覆後の厚みは、違和感を生じない 厚みである 9mm以下となっており、更に着座した時に違和感を生じないように基材 2 の所定の位置に配置されていることから、非常に快適な着座感を得ることができる。
[0026] 尚、前記温度制御回路 1を厚み 9mm以下に絶縁被覆する方法は、前記ようなチュ 一ブゃ熱収縮チューブを使用した方法に限定されることはない。例えば、樹脂モー ルド工法、樹脂ポッティング工法等が考えられる。
[0027] 以下に図 1〜図 5を参照しながら、本発明の実施の形態を更に説明する。
[0028] 本実施の形態においては、以下のようにして各構成部品がリード線 8によって接続 される。電源 Eの +側と回路基板 9がスィッチ SWを介して接続され、回路基板 9とコ ード状ヒータ 3の一端が接続され、電源 Eの +側とコード状ヒータ 3のもう一端が接続 され、第一の温度検知素子 5のリード線は、 +側、 側ともに回路基板 9に直接接続 され、回路基板 9と温度設定ボリューム VRが接続され、又、回路基板 9がグランドに 接続される。
[0029] この回路基板 9は、内層に熱溶融性接着剤が具備され、外層が電子線架橋のォレ フィン樹脂製熱収縮チューブの内部に配置された後、加熱することで絶縁被覆され る。このとき、温度制御回路 1の厚みが 9mm以下になるよう設定される。リード線 8の 一部は回路基板 9とともに絶縁被覆されることになるが、リード線 8が被覆される長さ は、絶縁が保たれ、尚且つ屈曲に対しての耐久性も有するために、約 10mmが適し ている。
[0030] 第一の温度検知素子 5は、コード状ヒータ 3の配線間の隙間のうち、シートヒータの 温度を精度良く検知できる所定の位置に固定される。
[0031] 絶縁被覆された回路基板 9は、サイズが小型(約 25mm X 40mm)で、厚みも薄く(
9mm以下)に仕上がっており、更に着座した時に違和感を生じないように、採暖物 4 の周辺位置に配置されてレ、る。
[0032] 尚、図 5に示すように、樹脂等からなる補強板 10を回路基板 9に重ねた状態で、絶 縁被覆を施すことにより、着座時の衝撃及び荷重による温度制御回路 1の破損を防 止すること力 Sできる。このような補強板 10を使用した場合、補強板 10の位置する面が 座面側となるように回路基板 9を配置した方が、より効果的に回路基板 9の破損を防 止すること力 Sできる。
[0033] 前記の温度制御回路 1はコード状ヒータ 3が配置された基材 2に両面テープ等にて 配置されるが、更に信頼性を向上させるため適当なサイズの基材 4と同じ材質のシー トに両面テープを張り付けたもので、温度制御回路 1を固定する方法も考えられる。
[0034] 又、第一の温度検知素子 5及び第二の温度検知素子 13としては、例えば、サーミ スタ、白金抵抗素子、熱電対などが挙げられるが、これらは温度検知精度やコスト等 を考慮して適宜に選択すれば良い。又、温度制御回路 1に内蔵する第二の温度検 知素子 13は、基材 2に配置された第一の温度検知素子 5と特性や形状あるいは種類 が異なっていても構わない。 [0035] 又、前記実施の形態で絶縁被覆部 7として使用した熱収縮チューブについて、導 電性付与材が添加されたものを使用すれば、車両内に発生するノイズから回路基板 9を遮蔽することができ、ノイズによる影響を防ぐことができるため好ましい。導電性付 与剤としては従来公知のもの、例えば、カーボンブラック粒子、グラフアイト粒子、炭 素繊維粉砕物、金属粉末、金属酸化物粉末、導電性ポリマー粉末などが挙げられる
[0036] 前記実施の形態においては絶縁被覆部 7として熱収縮チューブを使用した力 他 の態様や方法により絶縁被覆部 7を形成しても良い。例えば、所定のケース内に回 路基板 9を配置した後、このケースにポッティング材を注入する方法、ホットメルト材で 回路基板 9をモールドする方法、射出成型等により回路基板 9の周囲に樹脂成型を する方法、所定のケースの中に防湿処理をした回路基板 9を配置する方法、溶融樹 脂中に回路基板 9をディップして回路基板 9に樹脂をコーティングする方法、嚙み合 わせ等を有する一対のケース内に回路基板 9を配置し、ケース内を接着充填材によ り充填する方法、などが考えられる。
[0037] 尚、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではない。前記実施の形態では 、採暖物としてコード状ヒータからなるヒータ素子を基材上に配置した構成としたが、 例えば、基材を用いない採暖器具としても構わない。又、ヒータ素子をコード状ヒータ としたが、例えば、フィルムヒータ、ガラス管ヒータ、セラミックヒータなど、通電により加 熱するような他の構成のヒータとしても構わなレ、。
[0038] 又、本発明の要旨を逸しない範囲であれば、ヒータ素子を複数個配置しても構わな いし、温度検知素子を 2個以上配置しても構わない。又、温度過昇防止を目的として 、別途サーモスタットや PTC (正温度特性)サーミスタ素子を配置しても構わなレ、。 産業上の利用可能性
[0039] 以上説明したように本発明によれば、立ち上がり時の即暖性に優れるとともに、その 後には温度の安定性を満たし快適性を容易に向上することが可能な採暖器具を得る こと力 Sできる。本発明による採暖器具は、前記実施の形態に例示した車両座席用採 暖装置の他にも、例えば、 自動二輪車や鉄道車両等の車両座席、チャイルドシート、 船舶や航空機などの座席、遊園地の観覧車の座席、各種競技場の観覧席、劇場や 映画館等の鑑賞用座席、駅やテーマパーク、屋外公園等に設置されたベンチ、家庭 内やオフィスで使用されるソファーや座椅子、理髪店の椅子、各種医療機関で使用 されている医療用の椅子などへの適用も考えられる。又、座席のみならず、例えば、 ベッド、布団、枕、ベビーカー、便座カバー、便座内部、被服類、加熱調理器具など 、種々の分野において幅広く応用が可能である。
又、本発明によるヒータユニットを車両用シートヒータに適用する場合には、空調装 置が組込まれた座席に適応しても良レ、。空調装置が組込まれた座席に関しては、例 えば、特許文献 4などを参照することができる。
特許文献 4 :国際公開 WO2005Z084493号公報更に、座席の内部に組込んだ形 態で使用するだけでなぐ座席の表面に後付けで配置する形態で使用しても構わな レ、。

Claims

請求の範囲
[1] ヒータ素子を有する採暖物と、前記採暖物の温度を検知する第一の温度検知素子と
、前記採暖物の温度を検知する第二の温度検知素子と、前記第一の温度検知素子 及び前記第二の温度検知素子から出力される信号により前記採暖物の温度を制御 する温度制御回路と、を具備し、
前記第一の温度検知素子と前記第二の温度検知素子は夫々が受ける熱量が異なる ように配置されているとともに、
前記採暖物の温度を制御する信号は、前記第一の温度検知素子の温度信号電圧と 第一の基準電圧とを比較してなる信号と、前記第二の温度検知素子の温度信号電 圧と第二の基準電圧とを比較してなる信号と、の論理和となるように構成されているこ とを特徴とする採暖器具。
[2] 請求項 1記載の採段器具において、
前記第一の温度検知素子のオン'オフ動作領域は前記第二の温度検知素子のォ ン 'オフ動作領域の間に設定されていることを特徴とする採暖器具。
[3] 請求項 1記載の採暖器具において、
前記第二の温度検知素子は前記温度制御回路に内蔵されていることを特徴とする 採暖器具。
[4] 請求項 1記載の採暖装置において、
前記採暖物は、基材と、該基材に配置されたコード状ヒータからなるヒータ素子とから なり、前記第一の温度検知素子と前記第二の温度検知素子と前記温度制御回路は ともに前記基材の所定の位置に配置されていることを特徴とする採暖装置。
[5] 請求項 4記載の採暖装置において、
前記温度制御回路は前記温度制御回路に接続されたリード線の一部とともに絶縁被 覆されてレヽることを特徴とする採暖装置。
[6] 請求項 4記載の採暖装置において、
前記第一の温度検知素子のリード線は前記基材上にて前記温度制御回路に接続さ れてレヽることを特徴とする採暖装置。
[7] 請求項 5又は請求項 6記載の採暖装置において、 前記温度制御回路は厚みが 9mm以下となるように成形されていることを特徴とする 採暖装置。
請求項 1〜請求項 7の何れかに記載の採暖器具を使用したことを特徴とする車両座 席用採暖装置。
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