WO2010137290A1 - 面状採暖具およびこれを備えた座席 - Google Patents

Abstract

　電源（４）と並列に接続された第１および第２の採暖用ヒータ（１、２）と、サーミスタ（５）と、第２の採暖用ヒータ（２）に直列に接続されたサーモスタット（６）と、サーミスタ（５）とサーモスタット（６）とを加熱する加熱部である第１の採暖用ヒータ（１）と、サーミスタ（５）からの温度情報に基づき第１および第２の採暖用ヒータ（１、２）の温度制御を行う制御装置（３）とを具備し、サーモスタット（６）がオフするまでの間は、第１および第２の採暖用ヒータ（１、２）の通電により速熱性が向上する。

Description

面状採暖具およびこれを備えた座席

　本発明は、面状採暖具、およびこれを備えた座席に関する。

　従来、この種の面状採暖具は、例えば特許文献１に開示されたように、電源と並列に接続された第１および第２の採暖用ヒータと、第２の採暖用ヒータに直列に接続されるとともに、第１の採暖用ヒータと直列接続した補助ヒータとにより加熱されるサーモスタットから構成される。サーモスタットは、一度オフしたらオンしないように設定することにより、立ち上り時は２つの採暖用ヒータに通電して速熱性を確保し、サーモスタットオフ後は第１の採暖用ヒータのみの通電が継続される。

　また、一般的に座席用ヒータが装着された自動車用座席は、座席用ヒータが発熱することにより、座席用ヒータの上方に位置する表皮を通して着座者を暖める。一方これは、座席用ヒータの下方に位置するシートパッドも暖めることになるため、本来の暖めるべき対象である着座者以外を暖めるという熱損失ひいては無駄な電力の使用という課題がある。

　特に座席用ヒータが用いられる低温下での使用開始直後において、座席用ヒータによって生じた熱が低温状態のシートパッドに取られる。このため、表皮を通して着座者が暖かさを感じるまでの速熱性が悪くなるという課題がある。

　このために、例えば特許文献２に開示された従来の自動車用座席では、表皮とシートパッドとの間に介在するワディングに発熱体を保持して構成することにより座席用ヒータを表皮近くに位置させて、速熱性を向上させる。図１４は、特許文献２に記載された従来のヒータ付座席を示すものである。ヒータ付座席は、表皮１２１とシートパッド１２２とワディング１２３と発熱線１２４とから構成されている。

　しかしながら、従来の面状採暖具の構成では、サーモスタットオフ後は第１の採暖用ヒータのみの通電が継続される。しかしながら、環境温度をフィードバックできる構成ではないため、環境温度が低い場合は、その採暖用ヒータの安定温度も低くなり、逆に、環境温度が高い場合は、その採暖用ヒータの安定温度も高くなる。このため、採暖用ヒータとして使用者が所望する温度とは反対の温度になってしまい、使用者の快適性を損なうといった課題がある。

　また、サーモスタットオフ後は、第１の採暖用ヒータのみに一定の電力で通電されるので、面状採暖具は、第１の採暖用ヒータの発熱量と、そのときの環境への放熱量とが平衡する温度に保たれて温度変化がほとんどなくなる。そのため、使用者は暖かさを感じにくくなり、快適性を損なうという課題がある。

　さらに、サーモスタットオフ後は、環境温度が高くても低くても、第１の採暖用ヒータに一定の電力で通電が継続される。このため、省エネルギー性に欠けるという課題がある。

　また、従来の自動車用座席の構成は、着座者と座席用ヒータとの間の部材を薄くすることにより熱伝導性を向上、つまり速熱性を向上させる。しかしながら、座席用ヒータの下方に対する断熱性を向上させるものではない。このため、座席用ヒータ下方に対する熱損失は改善されておらず、電力の無駄も改善できていないという課題がある。

　さらに、従来の自動車用座席の構成では、着座者と座席用ヒータとの間の部材を薄くしている。このため、発熱線の形状が表皮に浮き出てしまう、つまり発熱線の形状が表皮に凹凸として現われる課題がある。この表皮の凹凸は長期間に渡る使用によって、発熱線の形状の跡となり、また汚れの付着により更に目立ち、座席の質感・美観がともに損なわれるという２次的な課題も生じさせていた。

特開２００３－１５７９５５号公報 特開２０００－３４２３８１号公報

　本発明は、従来の面状採暖具の課題を解決するものであり、速熱性とともに、快適性と省エネルギー性とを兼ね備えた面状採暖具を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、従来の自動車用座席の課題を解決するものであり、速熱性と省エネルギー性とを向上した座席用ヒータ付自動車用座席を提供することである。

　本発明の面状採暖具は、電源と並列に接続された第１および第２の採暖用ヒータと、第１の採暖用ヒータで加熱されるサーミスタと、第２の採暖用ヒータに直列に接続されるとともに、第１の採暖用ヒータにより加熱されるサーモスタットと、サーミスタからの温度情報に基づき第１および第２の採暖用ヒータの温度制御を行う制御装置とを具備したものである。また、本発明の自動車用座席は、シートパッドと表皮との間に設けられ、通電することにより着座した人に暖を与える座席用ヒータと、座席用ヒータとシートパッドとの間に設けられ、シートパッドよりも断熱性の高い断熱シートとを具備し、断熱シートは、シートパッドに対して全域ではなく、所定の部位に設けられる。

　本発明の面状採暖具によれば、電源投入後は第１および第２の採暖用ヒータの双方に通電することにより、速熱性が確保される。また、サーミスタからの温度情報に基づいて第１の採暖用ヒータを使用者が所望する温度に制御するため、従来のように安定温度が環境温度により左右されることがなく、使用者の快適性が向上する。

　また、サーミスタからの温度情報に基づいて第１の採暖用ヒータへの通電をオン／オフして第１の採暖用ヒータの温度制御を行なう。これにより、使用者へ適度な温度変化を与え、暖かさを感じやすくするため、従来のように温度変化がなくなって使用者が暖かさを感じにくくなるといったことがなく、快適性がさらに向上する。

　さらに、サーモスタットオフ後は、従来のように投入する電力を一定に保つのではなく、サーミスタからの温度情報に基づいて第１の採暖用ヒータへの通電をオン／オフして第１の採暖用ヒータの温度制御を行なう。このため、消費電力を少なくすることができ、省エネルギー性が向上する。

　また、本発明の座席では、座席用ヒータの下方（シートパッド側）に対する断熱性を向上することが可能となるため、シートパッドを暖めることによる熱損失を低減し、同電力の座席用ヒータで着座者に対する速暖性が向上する。また、低電力の座席用ヒータでも同等の速暖性を実現することも可能となり、省エネルギー化が図られる。また、断熱シートを人体の暖かさを感じやすい部位に装着することにより、さらに速暖性が向上し、座席用ヒータとしての効果が向上する。さらに、温度制御部品の位置に断熱シートを装着しないことにより、座席表面の温度安定性が向上し、着座者の暖房感が向上する。このように、本発明の座席によれば、座席用ヒータの着座者への速暖性の向上、または速暖性を維持しながらの省エネルギー化が実現する。

図１は、本発明の実施の形態１における面状採暖具の回路図である。 図２は、同実施の形態における面状採暖具の温度制御を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態２における面状採暖具の回路図である。 図４は、本発明の実施の形態３における自動車用座席の一部切欠斜視図である。 図５は、同実施の形態における自動車用座席の面状採暖具の平面図である。 図６は、同実施の形態における自動車用座席の座部の断面図である。 図７は、同実施の形態における自動車用座席の斜視図である。 図８は、本発明の実施の形態４における自動車用座席の断面図である。 図９は、本発明の実施の形態５における自動車用座席の斜視図である。 図１０は、図９の自動車用座席に装着される座席用ヒータの平面図である。 図１１は、図９の自動車用座席の座部の断面図である。 図１２は、本発明の実施の形態６における自動車用座席の斜視図である。 図１３は、本発明の実施の形態７における自動車用座席の座部の断面図である。 図１４は、従来の自動車用座席の断面図である。

　本発明の面状採暖具は、電源と並列に接続された第１および第２の採暖用ヒータと、サーミスタと、第２の採暖用ヒータに直列に接続されたサーモスタットと、サーミスタとサーモスタットとを加熱する加熱部と、サーミスタからの温度情報に基づき第１および第２の採暖用ヒータの温度制御を行う制御装置とを具備することにより、サーモスタットがオフするまでの間は、２つの採暖用ヒータの通電により速熱性が向上する。

　ここで、第１の採暖用ヒータは加熱部を有する。この構成により、電源を入れてからサーモスタットがオフするまでは、２つの採暖用ヒータを通電させ、サーモスタットがオフ後は第１の採暖用ヒータのみを通電させて、かつ、制御装置がサーミスタからの温度情報に基づき第１の採暖用ヒータの温度制御を行う。これにより、サーモスタットがオフするまでの間は、２つの採暖用ヒータの通電により速熱性が向上する。

　また、サーモスタットオフ後は、サーミスタにより、環境温度（面状採暖具の温度を含む）を検出して第１の採暖用ヒータの温度制御を行う。このため、環境温度が低い場合は、第１の採暖用ヒータへの通電量が増やされることにより、面状採暖具が使用者の所望する温度に制御される。一方、環境温度が高い場合は、第１の採暖用ヒータへの通電量が減らされることにより、面状採暖具が使用者の所望する温度に制御される。

　また、サーモスタットオフ後の第１の採暖用ヒータの温度制御として、例えば、オン／オフ制御を行なうことにより、使用者へ適度な温度変化を与えて暖かさを感じやすくする。また、サーモスタットオフ後は、従来のように投入する電力を一定に保つのではなく、サーミスタからの温度情報に基づいて第１の採暖用ヒータへの通電をオン／オフして第１の採暖用ヒータの温度制御を行なうので、消費電力を少なくすることができ、省エネルギー性が向上する。

　また本発明の面状採暖具は、第１の採暖用ヒータが、直列接続された主ヒータと補助ヒータとで構成され、補助ヒータが加熱部である。このように、サーモスタットとサーミスタとが同じ補助ヒータにより加熱されるため、サーモスタットが作動する温度とそのときのサーミスタの温度との温度関係にバラツキが少なく、少なくともサーモスタットが作動するまでは、２つの採暖用ヒータを確実に通電させることにより、速熱性が向上する。

　また本発明の面状採暖具は、第１の採暖用ヒータに接続された二つの補助ヒータを加熱部としてさらに備え、二つの補助ヒータのうち、一方の補助ヒータがサーミスタを加熱し、他方の補助ヒータがサーモスタットを加熱する。これにより、それぞれの補助ヒータの温度設定を別々に設定することにより、第１および第２の採暖用ヒータが制御しやすくなる。

　また、制御装置は、サーモスタットが作動して第２の採暖用ヒータの加熱を停止した後、サーミスタからの温度情報に基づき、第１の採暖用ヒータの温度制御を行う。これにより、電源を入れてからサーモスタットが作動するまでは、第１および第２の採暖用ヒータが通電して速熱性を向上させることができる上、サーモスタットが作動してからは、制御装置がサーミスタからの温度情報に基づき第１の採暖用ヒータの温度制御を行うことで、環境温度をフィードバックさせることができ、安定時に投入する電力を一定に保つのではなく、オン／オフ制御などにより電力を変化させることで発熱量を変化させることができ、使用者に暖かさを伝わりやすくすることができ、快適性が向上する。その上、安定時に投入する電力を一定に保つのではなく、オン／オフ制御などにより電力を変化させることで、消費電力が少なくなり、省エネルギー性が向上する。

　また本発明の面状採暖具は、第２の採暖用ヒータの加熱を停止してから、第１の採暖用ヒータの温度制御を行うまでの時間が５分以内である。これにより使用者の暖感覚を損なうことなく快適性が維持される。

　また、サーモスタットは、電源を入れてから５分以内に作動する。これにより、不安全に至らないレベルで第２の採暖用ヒータの発熱量がある程度高くなり、速熱性が向上する。

　また、サーミスタからの温度情報に基づき、第１の採暖用ヒータの温度制御を行っている間、サーモスタットが作動し続け、第２の採暖用ヒータの加熱停止が継続する。これにより、サーモスタットの温度がオン動作温度まで低下して、第２の採暖用ヒータへの通電が再開されて発熱し、サーモスタット温度がオフ動作温度に到達するまで通電される。これを繰り返すことにより、第２の採暖用ヒータのオン－オフの繰り返しを使用者が感じて不快になることがなくなり、快適性が向上する。特に、第２の採暖用ヒータの発熱量が高い場合は、第２の採暖用ヒータのオン－オフの繰り返しを使用者が顕著に感じてしまうため、快適性の向上に対しての効果が大きい。

　上記面状採暖具は、座席のシートパッドと表皮との間に配設されるように構成され、面状採暖具とシートパッドとの間には、シートパッドよりも断熱性の高い断熱シートが設けられ、かつ、断熱シートはシートパッドに対して全域ではなく、所定の部位に設けられる。これにより、断熱シートにより面状採暖具からシートパッドへの熱伝導を低減して面状採暖具下方への熱損失を低減する。このため、断熱シートが装着されていない用座席と比較すると着座者への速暖性が向上し、かつ、面状採暖具の消費電力が低減され、省エネルギー化が図られる。

　また、断熱シートを人が着座した際に接する部位として、太腿部、臀部中央部、背中部、腰部、肩部、肩甲骨中央部の少なくとも一つの部位に装着することにより、着座者が暖かさを感じやすい部位に集中して速暖性が向上する。また、少ない電力でも着座者が暖房感を感じやすい部位の速暖性を部分的に向上することにより、同様の暖房感が得られる。

　ここで、断熱シートは独立気泡体で構成される。これにより、一般的に連続気泡体で構成されるシートパッドよりも断熱性が向上し、かつ座席に装着した際のクッション性が両立される。

　また、断熱シートは、複数の貫通孔を有することにより、断熱シートを装着することにより発生する通気性の低下が防止され、着座者が着座した際のムレ感が低減される。また、シートパッドに通風路、通気孔などを設け、ファンなどにより表皮面へ送風する座席において、断熱シートが複数の貫通孔を有することにより、送風の妨げとならない。

　また、第１の採暖用ヒータおよび第２の採暖用ヒータは、複数の貫通孔の少なくとも一部と重ならない発熱線を有する。これにより、貫通孔を通じて発生する熱損失が最小となり、速暖性、省エネルギー性が向上し、ムレ感が低減される。

　また、本発明の他の態様は、シートパッドと表皮との間に設けられ、通電することにより着座した人に暖を与える座席用ヒータと、座席用ヒータとシートパッドとの間に設けられ、シートパッドよりも断熱性の高い断熱シートとを具備する。断熱シートは、シートパッドに対して全域ではなく、所定の部位に設けられる。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

　（実施の形態１）
　図１に本発明の実施の形態１における面状採暖具の回路図を示す。図１において、第１の採暖用ヒータ１、および第２の採暖用ヒータ２が制御装置３を介して電源４に並列に接続される。第１の採暖用ヒータ１は、主ヒータ１ａと補助ヒータ１ｂとを直列接続した構成である。補助ヒータ１ｂは、制御装置３に接続されたサーミスタ５、および第２の採暖用ヒータ２に直列接続したサーモスタット６と隣接して配設され、サーミスタ５とサーモスタット６とをそれぞれ加熱する。なお、第１の採暖用ヒータ１が、サーミスタ５およびサーモスタット６のそれぞれを加熱する加熱部の一例である。

　サーモスタット６は、経路を接続するオン温度がＴ０、経路を遮断するオフ温度がＴ１に予め設定される。ここで、Ｔ０＜Ｔ１である。制御装置３は、サーミスタ５の検出温度と、予め設定された基準温度Ｔ２、Ｔ３とを比較し、サーミスタ５の検出温度がＴ２以上になると第１の採暖用ヒータ１、および第２の採暖用ヒータ２への通電を停止し、サーミスタ５の検出温度がＴ２より小さなＴ３以下になると第１の採暖用ヒータ１、および第２の採暖用ヒータ２への通電を行なうことにより、面状採暖具の外郭温度が予め設定された温度範囲で制御される。なお、Ｔ３は少なくともＴ０より大きな温度で設定される。

　上記の面状採暖具は、例えば、自動車のシートの表皮下に配設され、シートに着座する着座者の採暖用として使用される。この場合、サーミスタ５は着座者が着座する部位の温度との相関が得られる部位に配設する必要があるため、例えば、シートの座面側で着座した着座者の臀部が接触する場所の少し後方部位のシート表皮下に、補助ヒータ１ｂと隣接して配設される。また、この位置に隣接してサーモスタット６も配設される。主ヒータ１ａは、例えば、シートに着座した着座者の大腿部、臀部、腰、背中、肩下など、主に暖房感を感じ易い人体の部位に対向してシート表皮下に配設される。第２の採暖用ヒータ２は、例えば、主ヒータ１ａと重複した場所や主ヒータ１ａの周囲を囲んでシート表皮下に配設される。

　上記構成による作用を以下に説明する。図２に本実施の形態１における面状採暖具の温度制御を示す。図２において、通電開始から時間ｔ１までは、第１および第２の採暖用ヒータ１、２に共に通電され、室温ＲＴから面状採暖具の外郭温度、およびサーモスタット６、サーミスタ５の近傍温度が上昇する。

　特に、面状採暖具の外郭温度は第１および第２の採暖用ヒータ１、２の両方が通電していることにより速熱性が非常に高く、温度上昇速度が非常に高い。この際、シートに着座した着座者の大腿部、臀部、腰、背中、肩下などは、それらの部位に対向してシート表皮下に主ヒータ１ａと第２の採暖用ヒータ２とが配設されるため、主ヒータ１ａと第２の採暖用ヒータ２との双方の発熱が加算されてシート表皮を介して熱が伝わる。このため、すばやく暖房感が得られる。また、大腿部、臀部、腰、背中、肩下などが対向する部位の周囲についても、シート表皮下に第２の採暖用ヒータ２が配設されているので、第２の採暖用ヒータ２の発熱により当該する場所のシート表皮が暖められ、シート表皮全体が暖かくなる。

　なお、時間ｔ１を５分以下になるように補助ヒータ１ｂを調整することにより、主ヒータ１ａの発熱量を不安全にならないレベルで高くする。これにより、速熱性がさらに向上する。

　時間ｔ１において、サーモスタット６が温度Ｔ１に到達すると、サーモスタット６がオフして通電経路を遮断する。このため、第２の採暖用ヒータ２への通電は停止され、第１の採暖用ヒータ１（主ヒータ１ａと補助ヒータ１ｂ）への通電は継続される。その後、時間ｔ２に至るまで、第１の採暖用ヒータ１における主ヒータ１ａと補助ヒータ１ｂとが通電されたままの状態になる。

　ここで、時間ｔ１から時間ｔ２に至るまでの面状採暖具の外郭温度（Ｈ１～Ｈ２）の時間に対する傾きαが、正の傾き、すなわち、少なくとも０以下にならないように、予め第１の採暖用ヒータ１の発熱量が設定される。これにより、サーモスタット６がオフして、第２の採暖用ヒータ２への通電が停止されても、第１の採暖用ヒータ１の発熱により面状採暖具の外郭温度が低下することがなく、使用者の暖感覚を損なわずに快適性が維持される。なお、万一、時間ｔ１から時間ｔ２に至るまでの面状採暖具の外郭温度（Ｈ１～Ｈ２）の時間に対する傾きが０以下になっても、時間（ｔ２－ｔ１）が５分以内であるように調整することにより、使用者の暖感覚を損なわずに快適性が維持される。

　次に、時間ｔ２において、補助ヒータ１ｂに加熱されたサーミスタ５の温度がＴ２に到達すると、このサーミスタ５からの温度情報に基づき、制御装置３により電源４のオン／オフ制御が開始される。すなわち、サーミスタ５の検出温度がＴ２以上になると第１の採暖用ヒータ１への通電を停止し、サーミスタ５の検出温度がＴ３以下になると第１の採暖用ヒータ１への通電を行なう。ここで、Ｔ２とＴ３との温度差は狭く設定されるため、面状採暖具の外郭温度はＨ２で安定する。ここで、Ｈ２、Ｔ２、Ｔ３の相関関係を予め調べておき、Ｈ２を任意に設定できる温度設定部を設けることにより、使用者が所望する温度に面状採暖具が制御される。

　なお、Ｔ２とＴ３との温度差は狭く設定されため、制御装置３により電源４がオフされても、短時間でサーミスタ５の温度がＴ３に到達して電源４がオンされ、補助ヒータ１ｂが通電されて、サーミスタ５とサーモスタット６とが加熱される。そのため、時間ｔ２以降にサーモスタット６の温度がＴ０以下に下がってサーモスタット６がオンし、第２の採暖用ヒータ２への通電経路が接続されることはない。

　上記作用により、サーミスタ５からの温度情報に基づいて第１の採暖用ヒータ１が使用者の所望する温度に制御されるため、従来のように安定温度が環境温度により左右されることがなく、使用者の快適性が向上する。また、サーモスタット６がオフした後は、従来のように投入する電力を一定に保つのではなく、サーミスタ５からの温度情報に基づいて第１の採暖用ヒータ１への通電をオン／オフして第１の採暖用ヒータ１の温度が制御されるため、消費電力が少なくなり、省エネルギー性が向上する。

　なお、Ｔ２とＴ３との温度差をやや大きく設定し（但し、Ｔ０＜Ｔ３）、面状採暖具の外郭温度をＨ２近傍で適度に変化させる構成とすると、使用者へ適度な温度変化が与えられ、使用者が暖かさを感じやすくなる。このため、従来のように、温度変化がなくなり使用者が暖かさを感じにくくなることがなく、快適性がさらに向上する。

　また、第１および第２の採暖用ヒータ１、２は複数のヒータの合成により構成することができる。つまり、ヒータの数については限定するものではない。例えば、自動車の座席に装着する面状採暖具として用いる場合、第１および第２の採暖用ヒータ１、２を第１および第２の採暖用ヒータ１、２を均一に設置することができる。この際、座席の臀部と大腿部、脇腹部と腰、背中、肩下に分割して用いると効果的である。

　また、本実施の形態では、補助ヒータ１ｂを用いて、サーモスタット６とサーミスタ５とを加熱するが、補助ヒータ１ｂの代替として第１の採暖用ヒータ１を用いてサーモスタット６とサーミスタ５とを加熱することができる。この場合、第１の採暖用ヒータ１でサーモスタット６とサーミスタ５とを加熱するためには、第１の採暖用ヒータ１上にサーモスタット６とサーミスタ５とが配置される。このため、使用者に採暖面近傍の異物感を与えることのないような設計的な配慮が必要である。

　（実施の形態２）
　図３に本発明の実施の形態２における面状採暖具の回路図を示す。図３において、第１の採暖用ヒータ１、および第２の採暖用ヒータ２が制御装置３を介して電源４に並列に接続される。第１の採暖用ヒータ１は主ヒータ１ａと補助ヒータ１ｂ、１ｃとを直列接続して構成される。補助ヒータ１ｂは制御装置３に接続されたサーミスタ５に隣接して配設され、サーミスタ５を加熱する。もう一つの補助ヒータ１ｃは第２の採暖用ヒータ２に直列接続したサーモスタット６に隣接して配設され、サーモスタット６を加熱する。

　すなわち、実施の形態１との違いは、サーモスタット６が補助ヒータ１ｂによって加熱されるのではなく、補助ヒータ１ｃに加熱される点である。言い換えると、加熱部が、補助ヒータ１ｂ、１ｃにより実現される点が相違点である。ここで、補助ヒータ１ｃとサーモスタット６とは、着座者が接触しない部位、例えば、シートの座面後方で背面が接触する部位の表皮下や、座面後端の後席との対向面、或いは、座面前端のインストルメントパネル（図示せず）側の対抗面のシート表皮下などに配設される。また、時間ｔ１でサーモスタット６がオフ温度Ｔ１となるように、補助ヒータ１ｃの発熱量が予め設定される。

　実施の形態１では、サーモスタット６が補助ヒータ１ｂに隣接しているため、サーモスタット６の大きさによっては使用者に異物感を与える可能性がる。しかしながら、本実施の形態によれば、サーモスタット６は補助ヒータ１ｂに隣接せずに配設される。すなわち、サーモスタット６は、着座した使用者に接触しない部位に配設されるため、使用者は採暖面の異物感を感じない。また、補助ヒータ１ｂ、１ｃの温度設定を別々に設定することにより、第１および第２の採暖用ヒータ１、２の制御が容易になる。

　（実施の形態３）
　図４は本発明の実施の形態３における自動車用座席７の一部切欠斜視図である。自動車用座席７には、実施の形態１または２で開示した面状採暖具１０が、表皮８とシートパッド９との間に配設される。また、面状採暖具１０とシートパッド９との間には、シートパッド９よりも断熱性の高い断熱シート１１が設けられる。なお、断熱シート１１はシートパッド９に対して全域ではなく、所定の部位にのみ設けられる。面状採暖具１０は、背もたれ部７ａおよび座部７ｂに配設され、さらに、背もたれ部７ａおよび座部７ｂの両袖部７ｃ、７ｄにも配設される。なお、図４においては、面状採暖具１０は点線で、断熱シート１１は一点鎖線で図示される。

　図５は面状採暖具１０を示す平面図である。面状採暖具１０は、基材１２上に第１の採暖用ヒータ１３と第２の採暖用ヒータ１４とを配設して構成される。第１の採暖用ヒータ１３および第２の採暖用ヒータ１４は、ともに自動車のバッテリーからの給電により発熱する発熱線である。また、面状採暖具１０は、背もたれ部７ａおよび座部７ｂの両袖部７ｃ、７ｄに対応して第２の採暖用ヒータ１４が配線された袖配線部１０ｃ、１０ｄを有する。

　図６は自動車用座席７の座部７ｂの断面図である。なお、座部とは、座席の背もたれ側ではなく、人が着座した際に尻や太腿が接する側である。図６に示すように、座部７ｂには、シートパッド９と表皮８との間に、表皮８側から順に面状採暖具１０、断熱シート１１が設けられる。

　以上のように構成された自動車用座席７について、以下その動作、作用を説明する。図４、図６に示すように、シートパッド９よりも断熱性の高い（つまり熱伝導率が低い）断熱シート１１を面状採暖具１０とシートパッド９との間に装着することによって、面状採暖具１０がシートパッド９を暖めることを低減する。つまり、熱損失であるシートパッド９側への放熱が削減される。これにより、低温下、つまり車室内の温度の低い環境での、着座者の速暖性および暖房感が向上する。また、座面の温度を上げることが可能となる。また、少ない発熱量、すなわち少ない電力で、同じ速暖性を維持する、あるいは同じ座面の温度を維持することが可能となり、省エネルギー性が向上する。

　なお、断熱シート１１は、シートパッド９の全域ではなく、所定の部位に設けられる。例えば、面状採暖具１０と対向する部位や、面状採暖具１０の発熱線に対応した部位などに設けられる。特に、断熱シート１１を、図７の斜視図に示すように、人が座席に着座した際に座席と接する部位として、大腿部、臀部中央部、背中および腰サイド部、肩部、肩甲骨中央部に装着すると効果が増す。これは、人が自動車用座席７に着座する場合、各部位に接触する部位を、大腿部接触部１５、臀部中央部接触部１６、背中および腰サイド部接触部１７、肩部接触部１８、肩甲骨中央部接触部１９とすると、各接触部は、着座者の座面に対する接圧が高く、暖房感を得やすい部位となるためである。

　特に大腿部接触部１５は、背中側と比較して座面に対する接圧が高いため、表皮８を構成するウレタンなどの部材を圧縮し、面状採暖具１０との距離が短くなりやすい部位である。さらに大腿部接触部１５は、他の部位と比較して着座者の着衣量が少ない部位であるため、暖房感を得やすい部位である。また肩甲骨中央部接触部１９は、脊髄に近く人体において体内の熱を多く放熱する部位に相当するため、この部位を暖めることにより、体外へ放熱される熱を抑制し、暖かさを保持するために有効な部位である。

　本発明では、このような暖房感を得やすい、また暖房感の保持に有効である大腿部接触部１５や臀部中央部接触部１６や背中および腰サイド部接触部１７、肩部接触部１８、肩甲骨中央部接触部１９などに断熱シート１１を装着することにより、速暖性が向上する。さらに、同電力の面状採暖具１０よりも座面の温度が高くなる。また、少ない発熱量、つまり少ない電力であっても、同じ速暖性が維持されることや、同じ座面の温度が維持される。このため、省エネルギー性が向上する。

　なお、断熱シート１１を装着する部位については、上記に限定するものではなく、速熱性を向上したい部位、省エネルギー性を向上させたい部位など、任意に設定することが可能である。

　また、着座者への速暖性を向上させるために、表皮８を薄くしすぎると、特に面状採暖具１０が発熱線などを用いている場合に、表皮面に対する発熱線の有無によって発生する微小な凹凸や、表皮面の硬さの差異が、長期間の使用によって発熱線のある部分に摩耗や汚れや跡が浮き出るという課題がある。しかしながら本実施の形態を用いることにより、表皮８を必要以上に薄くすることなく着座者への速暖性が向上する。

　また、本発明に用いられる断熱シート１１には、グラスウールなどの繊維系断熱材やウレタンフォームなどの発泡系断熱材やウレタンフォームなどを真空パックした真空断熱材などが有効である。また自動車用座席７は着座者による繰り返し負荷に対してクッション性を維持する必要があるため、圧縮に対する復元性の高い発泡系断熱材が有効であり、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリオレフィンなどを用いることができる。また、自動車用座席７に求められる高いクッション性を実現するために、一般的にシートパッド９には連続気泡のウレタンフォームが用いられるため、断熱シート１１には連続気泡体のウレタンフォームよりも断熱性が高い独立気泡体が特に有効である。

　一方で、独立気泡体は連続気泡体と比較して硬い材質となるため、クッション性を考慮すると断熱シート１１として使用する際には２～１０ｍｍ程度の厚みが望ましい。また、独立気泡体のクッション性を向上させるために、断熱シート１１を貫通させないレベルで部分的に針などによる微小な穴を設けることも有効である。なお本発明の断熱シート１１については、上記に限定するものではない。

　（実施の形態４）
　図８は、本発明の実施の形態４における自動車用座席７の座部の断面図である。図８において、面状採暖具１０の下面には、貫通孔２１が設けられた断熱シート１１が装着される。面状採暖具１０は、基材１２に第１の採暖用ヒータおよび第２の採暖用ヒータとしての発熱線１３ａ、１４ａが配線されて構成され、貫通孔２１と発熱線１３ａ、１４ａとは重ならないように構成される。以上のように構成された自動車用座席７について、以下その動作、作用を説明する。

　面状採暖具１０は、銅線や銅合金線などからなる発熱線１３ａ、１４ａを、少なくとも１枚以上の布やウレタンなどによって構成される基材１２に保持して構成される。また、断熱シート１１は、断熱性能を向上させるためには通気性が少ないことが望ましいが、一方で、着座者の汗などの湿気により、着座面が蒸れることを防止するため、貫通孔２１が設けられる。この貫通孔２１はシートパッド９に通風路、通気孔などを設け、ファン２２などにより表皮面へ送風する自動車用座席７においても、送風の妨げとならないようにするために有効である。

　上記の面状採暖具１０と、貫通孔２１を有する断熱シート１１とを積層した場合、発熱線１３ａ、１４ａと貫通孔２１との位置が重なっていると、発熱線１３ａ、１４ａの熱が貫通孔２１を通じて放熱されやすく、熱損失量が大きくなる。そこで本発明の構成では図８に示すように、発熱線１３ａ、１４ａが少なくとも一部の貫通孔２１と重ならないように構成することで、熱損失量が低減する。これにより、通気性が向上するとともに、着座者に対する速暖性や温度性能が向上し、さらには、面状採暖具１０の省エネルギー性が向上する。なお、実施の形態３、４において、座部の断面を用いて説明したが、背もたれ部についても同様の構成により同様の作用効果を有する。

　（実施の形態５）
　図９は本発明の第５の実施の形態における自動車用座席７の斜視図であり、図１０は、この自動車用座席７に装着される面状採暖具１０である座席用ヒータの平面図である。図１１は自動車用座席７の座部の断面図である。なお座部とは、座席の背もたれ側ではなく、人が着座した際に尻や太腿が接する側のことである。

　図９、図１１に示すように、自動車用座席７は、座席の形状を構成するシートパッド９に表皮８を被せて構成され、さらに、シートパッド９と表皮８との間に、表面側から順に座席用ヒータ１０４、断熱シート１１が設けられる。座席用ヒータ１０４は、図１０に示すように、発熱線１０６を基材１２上に配設して構成され、サーモスタット６により温度が制御される。以上のように構成された自動車用座席７について、以下その動作、作用を説明する。

　図９、図１１に示すように、シートパッド９よりも断熱性の高い、つまり熱伝導率が低い断熱シート１１を座席用ヒータ１０４とシートパッド９との間に装着することによって、座席用ヒータ１０４がシートパッド９を暖めることが低減され、つまり熱損失（シートパッド９側への放熱）が削減される。これにより低温下（車室内の温度の低い環境下）での、着座者の速暖性および暖房感が向上する。また、座面の温度が高くなる。また、少ない発熱量、つまり少ない電力であっても、同じ速暖性が維持され、また、同じ座面の温度が維持される。このため、省エネルギー性が向上する。

　なお、断熱シート１１は、シートパッド９の全域ではなく、所定の部位に設けられる。例えば、断熱シート１１は、座席用ヒータ１０４と対向する部位や、座席用ヒータ１０４の発熱線１０６に対応した部位などに設けられる。

　また、着座者への速暖性を向上するために表皮８を薄くしすぎると、特に座席用ヒータ１０４が発熱線１０６などを用いている場合に、表皮面に対する発熱線１０６の有無によって発生する微小な凹凸や、表皮面の硬さの差異が、長期間の使用によって発熱線１０６のある部分に摩耗や汚れや跡が浮き出るという課題がある。しかしながら本実施の形態を用いることにより、表皮８を必要以上に薄くすることなく着座者への速暖性が向上する。

　またサーモスタット６を用いて座席用ヒータ１０４の温度を制御する場合、サーモスタット６のオフ動作とオン動作との繰り返しによって発熱線１０６への通電を入り切りするため、座面温度も上下に変化し、着座者がその温度変化を認識し、暖房感の低下に繋がるという課題がある。この課題を解決するために、断熱シート１１を座席用ヒータ１０４の下面に装着すると、自動車用座席７の内部の保温性能が向上するため、サーモスタット６のオフ動作、オン動作時の座面の温度変化が抑制される。なお、その際には、図１１に示すように、サーモスタット６などの温度制御部品の位置に断熱シート１１を装着しないことにより、装着する場合と比較して、オフ動作、オン動作の間隔が縮小される。このため、座面の温度変化がさらに抑制される。なお、本発明の温度制御部品については、サーモスタット６に限定されるものではない。

　また、本発明に用いられる断熱シート１１には、グラスウールなどの繊維系断熱材やウレタンフォームなどの発泡系断熱材やウレタンフォームなどを真空パックした真空断熱材などが有効である。また、自動車用座席７は、着座者による繰り返し負荷に対してクッション性を維持する必要があるため、圧縮に対する復元性の高い発泡系断熱材が有効であり、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリオレフィンなどを用いる。また、自動車用座席７に求められる高いクッション性を実現するために、一般的に、シートパッド９には連続気泡のウレタンフォームが用いられるため、断熱シート１１には連続気泡体のウレタンフォームよりも断熱性が高い独立気泡体が特に有効である。一方で、独立気泡体は連続気泡体と比較して硬い材質となるため、クッション性を考慮すると断熱シート１１として使用する際には２～１０ｍｍ程度の厚みが望ましい。また、独立気泡体のクッション性を向上させるために、断熱シート１１を貫通させないレベルで、部分的に針などによる微小な穴を設けることも有効である。なお、本発明の断熱シート１１については、上記に限定するものではない。

　（実施の形態６）
　図１２は、本発明の実施の形態６における自動車用座席７の斜視図である。断熱シート１１は、図１２に示すように、人が座席に着座した際に座席と接する部位として、太腿部、臀部中央部、背中および腰サイド部、肩部、肩甲骨中央部と接する箇所に装着される。以上のように構成された自動車用座席７について、以下その動作、作用を説明する。

　自動車用座席７に人が着座する場合、自動車用座席７上で着座者の大腿部と接触する箇所を太腿部接触部１５、着座者の臀部中央部と接触する箇所を臀部中央部接触部１６、着座者の背中及び腰の横側が接触する箇所を背中および腰サイド部接触部１７、着座者の肩が接触する箇所を肩部接触部１８、着座者の肩甲骨中央部分が接触する箇所を肩甲骨中央部接触部１９とすると、各接触部は、着座者の座面に対する接圧が高く、暖房感を得やすい部位である。特に太腿部接触部１５は背中側と比較して座面に対する接圧が高いため、表皮８を構成するウレタンなどの部材を圧縮し、座席用ヒータ１０４との距離が短くなりやすい部位である。さらに、太腿部接触部１５は、他の部位と比較して着座者の着衣の量が少ない部位であるため、暖房感を得やすい部位である。また、肩甲骨中央部接触部１９は、人体において体内の熱を多く放熱する部位に相当するため、この部位を暖めることにより体外へ放熱される熱を抑制し、暖かさを保持するために有効な部位である。

　本発明では、このような暖房感を得やすい、また暖房感の保持に有効である太腿部接触部１５や臀部中央部接触部１６や背中および腰サイド部接触部１７、肩部接触部１８、肩甲骨中央部接触部１９などに断熱シート１１を装着することにより、速暖性が向上する。さらに、同電力の座席用ヒータ１０４よりも座面の温度が高くなる。また、少ない発熱量、つまり少ない電力でも同じ速暖性が維持され、また、同じ座面の温度が維持される。このため、省エネルギー性が向上する。

　なお、本発明に断熱シート１１を装着する部位については、上記に限定するものではなく、速熱性を向上させたい部位、省エネルギー性を向上させたい部位など任意に設定することが可能である。

　（実施の形態７）
　図１３は、本発明の実施の形態７における自動車用座席７の座部の断面図である。図１３において、座席用ヒータ１０４の下面に貫通孔２１が設けられた断熱シート１１を装着して構成され、座席用ヒータ１０４は基材１２に発熱線１０６が配線されて構成され、貫通孔２１と発熱線１０６とは重ならないように構成される。以上のように構成された自動車用座席７について、以下その動作、作用を説明する。

　座席用ヒータ１０４は、銅線や銅合金線などからなる発熱線１０６を、少なくとも１枚以上の布やウレタンなどによって構成される基材１２に保持して構成される。また断熱シート１１は、断熱性能を向上するためには通気性が少ないことが望ましいが、一方で、着座者の汗などの湿気により、着座面が蒸れることを防止するため、貫通孔２１が設けられる。この貫通孔２１はシートパッド９に通風路、通気孔などを設け、ファン２２などにより表皮面へ送風する自動車用座席７においても、送風の妨げとならないようにするために有効である。

　上記の座席用ヒータ１０４と貫通孔２１とを有する断熱シート１１を積層した場合、発熱線１０６と貫通孔２１との位置が重なると、発熱線１０６の熱が貫通孔２１を通じて放熱されやすく、熱損失量が大きい。そこで本発明の構成では、図１３に示すように、発熱線１０６が少なくとも一部の貫通孔２１と重ならないように構成されることにより、熱損失量が低減される。これにより、通気性が向上するとともに、着座者に対する速暖性や温度性能が向上し、さらには、座席用ヒータ１０４の省エネルギー性が向上する。なお、実施の形態５～７において、座部の断面を用いて説明したが、背もたれ部についても同様の構成により同様の作用効果を有する。

　以上のように、本発明にかかる面状採暖具およびこれを備えた座席は、速熱性、快適性および省エネルギー性が高いため、自動車用や、航空機、劇場等のさまざまな座席の暖房に有用である。

　１，１３　　第１の採暖用ヒータ（加熱部）
　１ａ　　主ヒータ
　１ｂ，１ｃ　　補助ヒータ
　２，１４　　第２の採暖用ヒータ
　３　　制御装置
　４　　電源
　５　　サーミスタ
　６　　サーモスタット
　７　　自動車用座席
　８　　表皮
　９　　シートパッド
　１０　　面状採暖具（座席用ヒータ）
　１１　　断熱シート
　１３ａ，１４ａ，１０６　　発熱線
　２１　　貫通孔
　１０４　　座席用ヒータ

Claims (18)

1. 電源と並列に接続された第１および第２の採暖用ヒータと、
   　サーミスタと、
   　前記第２の採暖用ヒータに直列に接続されたサーモスタットと、
   　前記サーミスタと前記サーモスタットとを加熱する加熱部と、
   　前記サーミスタからの温度情報に基づき前記第１および第２の採暖用ヒータの温度制御を行う制御装置とを具備した面状採暖具。
2. 前記第１の採暖用ヒータは、前記加熱部を有する、請求項１に記載の面状採暖具。
3. 前記第１の採暖用ヒータは、直列接続された主ヒータと補助ヒータとで構成され、
   　前記補助ヒータが前記加熱部である、請求項２に記載の面状採暖具。
4. 前記面状採暖具は、前記第１の採暖用ヒータに接続された二つの補助ヒータを前記加熱部としてさらに備え、
   　前記二つの補助ヒータのうち、一方の補助ヒータが前記サーミスタを加熱し、他方の補助ヒータが前記サーモスタットを加熱する、請求項１に記載の面状採暖具。
5. 前記制御装置は、前記サーモスタットが作動して前記第２の採暖用ヒータの加熱を停止した後、前記サーミスタからの温度情報に基づき、前記第１の採暖用ヒータの温度制御を行う、請求項１に記載の面状採暖具。
6. 前記第２の採暖用ヒータの加熱を停止してから、前記第１の採暖用ヒータの温度制御を行うまでの時間が５分以内である、請求項５に記載の面状採暖具。
7. 前記サーモスタットは、前記電源を入れてから５分以内に作動する、請求項５に記載の面状採暖具。
8. 前記サーミスタからの温度情報に基づき、前記第１の採暖用ヒータの温度制御を行っている間、前記サーモスタットが作動し続け、前記第２の採暖用ヒータの加熱停止を継続する、請求項５に記載の面状採暖具。
9. 請求項１～８いずれか１項記載の面状採暖具は、座席のシートパッドと表皮との間に配設されるよう構成され、
   　前記面状採暖具と前記シートパッドとの間には、前記シートパッドよりも断熱性の高い断熱シートが設けられ、かつ、前記断熱シートは、前記シートパッドに対して全域ではなく、所定の部位に設けられる、座席。
10. 前記断熱シートは、人が着座した際に接触する部位として、大腿部接触部と臀部中央部接触部と背中部接触部と腰部接触部と肩部接触部と肩甲骨中央部接触部の少なくとも一つの接触部が設けられる、請求項９に記載の座席。
11. 前記断熱シートは、独立気泡体で構成される、請求項９に記載の座席。
12. 前記断熱シートは、複数の貫通孔を有する、請求項９に記載の座席。
13. 前記第１の採暖用ヒータおよび前記第２の採暖用ヒータは、前記複数の貫通孔の少なくとも一部と重ならない発熱線を有する、請求項１２に記載の座席。
14. 　シートパッドと表皮との間に設けられ、通電することにより着座した人に暖を与える座席用ヒータと、
    　前記座席用ヒータと前記シートパッドとの間に設けられ、前記シートパッドよりも断熱性の高い断熱シートとを具備し、
    　前記断熱シートは、前記シートパッドに対して、全域ではなく、所定の部位に設けられることを特徴とする、座席。
15. 前記断熱シートは、人が着座した際に接触する部位として、大腿部接触部と臀部中央部接触部と背中部接触部と腰部接触部と肩部接触部と肩甲骨中央部接触部の少なくとも一つの接触部が設けられる、請求項１４に記載の座席。
16. 前記断熱シートは、独立気泡体で構成される、請求項１４に記載の座席。
17. 前記断熱シートは、複数の貫通孔を有する、請求項１４に記載の座席。
18. 前記座席用ヒータは、前記複数の貫通孔の少なくとも一部と重ならない発熱線を有する、請求項１７に記載の座席。

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