JP5195459B2 - 自動車用暖房装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車の車内暖房装置に関するものである。

従来、この種の自動車の車内暖房装置としては、エンジンの廃熱を利用して温風を車内に吹出して暖房する空調装置があった。また空調装置に加えてシートベルト内部にヒータを設置するものがあった（例えば特許文献１参照）。

図５は前記特許文献に記載された従来の自動車用暖房装置の構成図である。これは２重構造になったシートベルト１の内部に線状の電気ヒータ２と温度センサ３が配置され、その電気ヒータ２と温度センサ３は車体側に配置されているマイコンなどの制御手段４に接続されており、動作時は、温度センサ３の信号により電気ヒータ２への通電を制御し暖房を行うものである。
実開昭６２−９４９６２号公報

しかしながら、上記従来の自動車用暖房装置は、シートベルト１自体の幅は数十ｍｍ程度であり腹部全体を暖めることはできないという課題がある。また、シートベルト１を、腹部の暖房をするのに十分な幅、例えば１００から２００ｍｍ前後の幅にすると、シートベルト１の巻取り装置などが極度に大型化してしまい現実的ではない。

また、ハイブリッド自動車などにおいては、エンジンが間欠動作するため、エンジンの廃熱が小さく、空調装置では十分な暖房効果を得ることが難しいという課題もあった。

前記従来の課題を解決するために、本発明の自動車用暖房装置は、座席と、前記座席から延出したシート状部材を有し、前記シート状部材に電気ヒータを配置して腹部ヒータとし、前記腹部ヒータの電気ヒータが配置される部分は伸縮性の低い布地よりなり、前記腹部ヒータの電気ヒータが配置されていない部分に、伸縮性に富むように編まれた布地よりなる長さ調節部を設ける構成とした。

本発明の自動車用暖房装置によると、効率的に腹部の暖房を行うことのできるため、省エネで効率のよい自動車用暖房装置を提供することができる。

第１の発明は、座席と、前記座席から延出したシート状部材を有し、前記シート状部材に電気ヒータを配置して腹部ヒータとし、前記腹部ヒータの電気ヒータが配置される部分は伸縮性の低い布地よりなり、前記腹部ヒータの電気ヒータが配置されていない部分に、伸縮性に富むように編まれた布地よりなる長さ調節部を設ける。これにより、効率的に腹部全体を暖めることができ、また電気ヒータによる暖房であるためエンジンの暖気にかかわらず速暖性を高く、さらに腹部を局所的に暖房するので、省エネで効率のよい自動車用暖房装置を提供することができる。また、長さ調節部を設けることにより、体形の異なる使用者においても腹部にフィットさせることを可能にすることができる。腹部ヒータの電気ヒータが配置される部分は伸縮性の低い布地により形成しているので、電気ヒータに応力がかかることがなく、高い信頼性を得る事ができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、制御手段と、在席検出手段を有し、前記在席検出手段が、座席に人の着座の有無を検出したとき前記制御手段が、腹部ヒータに通電制御する構成とした、これにより、使用者着座時の圧力変動がある場合のみ通電可能となるため、使用者が不在である座席に通電しないので無駄な電力消費を抑えることができる効率の高い自動車用暖房装置を提供することができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、制御手段と、座席のシートベルトの装着状態を検出する装着検出手段を有し、前記装着検出手段が、シートベルトの装着を検出しているときに、前記制御手段が電気ヒータに通電制御する構成とした。これにより、シートベルトを装着した場合のみ通電可能としているため、未使用および不在時に通電しないので無駄な電力消費を抑えることができる効率の高い自動車用暖房装置を提供することができる。

第４の発明は、特に第１から第３のいずれか１項記載の発明において、電気ヒータはＰＴＣ特性を持つ電気ヒータとする構成とした。これにより、電気ヒータ自身の温度上昇とともに電気抵抗値が上昇することで電流を抑制されその結果、温度が上がりすぎることもないため、温度センサの設置の必要もなく、快適な温度を維持することができ、快適な自動車用暖房装置を提供することができる。

第５の発明は、特に第１から第４のいずれか１項記載の自動車用暖房装置を搭載するハイブリッド自動車に関するもので、特に自動車が走行中であっても間欠動作しエンジンが停止している時間があるため、エンジンの廃熱を利用するエアコンの暖房は効きにくいが、電気ヒータを用いているため速暖性が高い暖房装置を提供することができ、これは特にハイブリッド自動車で効果的である。

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、この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）
本発明の第１の実施の形態における自動車用暖房装置について図１から５を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態における自動車用暖房装置の構成図。図２は自動車用暖房装置に人が着座した状態の構成図である。

図１において、本発明の自動車用暖房装置１０は、座席（例えば運転席）１１の背部１２の左右から一対のシート状部材である腹部右ヒータ１３、腹部左ヒータ１４が延設されている。この腹部ヒータ右１３と腹部ヒータ左１４は、幅数百ｍｍ前後の布等の材質でできており、その内部にはＰＴＣ特性を持つ面状の電気ヒータ１５が配置されている。また、腹部ヒータの一部例えば腹部左ヒータ１４の電気ヒータ１５が配置されていない一部は、長さ調節部Ａよりなっている。そして、座席１１を搭載するハイブリッド自動車に配置されているバッテリー（図示せず）の電力により発熱するものである。また、座席１１の背部１２の略中央には在席検知手段として圧電センサ１６が配置されている。そして、シートベルト１７のバックル１８内には、シートベルト１７装着状態検出手段としてマイクロスイッチ１９が配置されている。

以下に動作作用を説明する、本発明の自動車用暖房装置１０を使用する場合は、図２（ａ）に示すように、左右に分離されている腹部右ヒータ１３と腹部左ヒータ１４を、図２（ｂ）のように使用者２０（運転者など）の腹部にて交差させ固定して使用する。固定する際は、腹部右ヒータ１３の先端外側に付けられた右部面ファスナー２１と、腹部左ヒータ１４の先端内側に付けられた左部面ファスナー２２を合わせることで暖房使用中外れないように固定する構成としている。

また、腹部左ヒータ１４の一部は長さ調節部として伸縮性に富むように編まれた布地Ａ
よりなり、体形の異なる使用者２０においても腹部にフィットさせることができる。また、腹部右ヒータ１３と腹部左ヒータ１４の面状電気ヒータ１５が配置されている部分は伸縮性の低い編み方で作成された布地よりなっている。それにより、電気ヒータ１５に応力がかかることなく高い信頼性を得ることができる。

次に、上記自動車用暖房装置１０を用いた暖房制御方法について例を挙げながら説明する。一つの例として、制御手段（図示せず）は、使用者２０が暖房を開始したことを検知し、かつシートベルト１７が装着されることによりマイクロスイッチ１９がＯＮ状態になり、さらに圧電センサ１６が使用者２０体重による信号や、荷重移動による変動信号を出力したことを検知したときに、自動車用暖房装置１０への通電を開始する。そして、バッテリーから電力供給された腹部右ヒータ１３と腹部左ヒータ１４が発熱し、表面温度が上昇し熱伝導により使用者２０の腹部を暖めることができる。これにより、効率的に腹部全体を暖めることができ、さらにエンジンの暖気によらずバッテリーからの電力により電気ヒータ１５によりすぐに暖まり、速暖性が高い暖房装置を提供することできる。

また、ＰＴＣ特性を持つ電気ヒータ１５を用いているため、電気ヒータ１５自身の温度上昇とともに電気抵抗地が上昇することで電流が抑制される結果、発熱が抑えられるので、温度センサを設置しなくても温度が上がりすぎることもなく快適な温度を維持することができ、快適な環境を提供することができる。

このような座席１１に設けられた圧電センサ１６により使用者２０着座時の圧力変動がありさらに、シートベルト１７を装着した場合のみ通電可能としているため、未使用および不在時に通電しないので無駄な電力消費を抑えることができる効率の高い暖房装置を提供できる。また、腹部を局所的に暖房するので、省エネで効率のよい自動車用暖房座装置を提供することができる。

また、図３に示すように、運転席１１だけではなく、助手席２３や、後部座席２４に設置してもよい。その場合、圧電センサ１６は各座席の座面に設置する。それにより、各座席に設けられた圧電センサ１６により人体着座時の圧力変動がある場所に設置された電気ヒータのみ通電可能としている。そのため、使用者２０が不在である座席に通電しないので無駄な電力消費を抑えることができる効率の高い暖房装置を提供できる。

また、後部座席２４に本発明の自動車用暖房装置１０を設けることで、温風が回りにくい後部座席２４に座る人にも速暖性の高い暖房装置を提供することができる。

なお、在席検知手段の具体例として圧電センサ２０を挙げたが、それ以外にもマイクロスイッチでもかまわないし、赤外線センサを用いて、人体の熱を検知してもかまわない。また設置場所も、座席の背面ではなく座面に設置してもかまわない。

また、電気ヒータ１５配置するシート状部材として布を用いる例を示したが、それ以外にもプラスティック製フィルム内に配置してもかまわない。長さ調節部Ａとしてゴム製のバンドを用いてもかまわない。

なお、電気ヒータ１５は線状ヒータを腹部右ヒータ１３、腹部左ヒータ１４の内部に蛇行配置する構成でもかまわない。

なお、在席検知手段１６は圧電センサ以外にもマイクロスイッチでもかまわないし、赤外線センサを用いて、人体の熱を検知してもかまわない。また設置場所も、座席１１の背面ではなく座面でもかまわない。

また、本実施の形態において、圧電センサ１６、とシートベルト１７のマイクロスイッチ１９が同時に検出されたときに暖房する構成としたが、どちらか一方の検出手段のみ配置する構成としても良い。

またなお、自動車用暖房装置１０を空調装置と連動して動作してもかまわない。その場合、自動車の車内空調装置動作ダイヤルと温度調節ダイヤルに連動して動作する。すなわち、制御手段は、エアコン動作ダイヤルがオン状態でかつ温度調節ダイヤルが暖房領域であるときに、自動車用暖房装置１０に通電を行う。そのため、空調装置と自動車用暖房装置１０を一括して電源投入し、暖房をすることができるため、利便性の高い暖房装置を提供することができる。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態における自動車用暖房装置について図４を用いて説明する。図４は本発明の第２の実施の形態における自動車用暖房装置の構成図である。

第１の実施の形態との違いは、腹部ヒータを片側だけ（本実施の形態では右側だけ）にしたことである。実施の形態１と同一符号の物は同様の動作、作用、効果を示し説明を省略する。

図４において、本発明の自動車用暖房装置１０は、座席１１の背部１２右側のみから部腹部ヒータ２５が延設されている。そして電気ヒータ１５の配置されていない一部Ａが伸縮性の高いシートより成っている。また、腹部ヒータ２５の先端内側には面ファスナー２６が配置され、座席１１の背部１２の左端部表面の面ファスナー２７により固定されるよう構成することにより暖房使用中外れないような構成としている。

これにより、実施の形態１同様、エンジンの暖気によらずバッテリーからの電力により電気ヒータ１５によりすぐに暖まり、速暖性が高い暖房装置を提供することできる。

なお、腹部ヒータ１５は、座席１１の左側に延設されていても良い。

なお、面ファスナー２７で固定する例を示したが、それ以外にもボタンやホックで固定してもよいし、バックルで固定してもかまわない。

以上のように、本発明にかかる自動車用暖房装置は、システムのエネルギー効率が高く、エンジンの廃熱の小さいハイブリッド自動車のエアコン暖房の効き始めの遅さを補い、快適な暖房空間を提供できるため、エンジンの廃熱がなくエアコン暖房の効きにくい電気自動車用の暖房装置としてもかまわない。またさらに、効率を高めることでエンジン廃熱を抑制したディーゼルエンジンや、高効率のガソリンエンジン自動車（例えばアイドリングストップ機能を持つ自動車）の暖房装置としても応用可能である。また、バスや電車、船舶や航空機の座席用の暖房装置としても応用可能である。

本発明の実施の形態１における自動車用暖房装置の構成図 （ａ）同自動車用暖房装置に着座した状態の構成図、（ｂ）同自動車用暖房装置に着座し使用状態の構成図 同自動車用暖房装置を搭載した自動車の平面断面図 本発明の実施の形態２における自動車用暖房装置の構成図 従来の自動車用暖房装置の構成図

１０ 自動車用暖房装置
１１ 座席
１３ 腹部右ヒータ（シート状部材よりなる腹部ヒータ）
１４ 腹部左ヒータ（シート状部材よりなる腹部ヒータ）
１５ 電気ヒータ（ＰＴＣ特性を持つ電気ヒータ）
１６ 圧電センサ（在席検出手段）
１７ シートベルト
１９ マイクロスイッチ（シートベルト装着検出手段）
２５ 腹部ヒータ（シート状部材よりなる腹部ヒータ）

Claims (5)

1. 座席と、前記座席から延出したシート状部材を有し、前記シート状部材に電気ヒータを配置して腹部ヒータとし、前記腹部ヒータの電気ヒータが配置される部分は伸縮性の低い布地よりなり、前記腹部ヒータの電気ヒータが配置されていない部分に、伸縮性に富むように編まれた布地よりなる長さ調節部を設ける自動車用暖房装置。
2. 制御手段と、在席検出手段を有し、前記在席検出手段が、座席に人の着座の有無を検出したとき前記制御手段が、腹部ヒータに通電制御する構成とした請求項１記載の自動車用暖房装置。
3. 制御手段と、座席のシートベルトの装着状態を検出する装着検出手段を有し、前記装着検出手段が、シートベルトの装着を検出しているときに、前記制御手段が電気ヒータに通電制御する構成とした請求項１または２記載の自動車用暖房装置。
4. 電気ヒータはＰＴＣ特性を持つ電気ヒータである請求項１から３のいずれか１項記載の自動車用暖房装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の自動車用暖房装置を用いたハイブリッド自動車。

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