JP5801855B2 - 電気ヒータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気ヒータ装置に関する。電気ヒータ装置は例えばシート、アームレスト、ハンドルのような、利用者に触れる接触面を加熱する際に使用可能である。

繊維製の加熱要素は従来知られている。しかしながら、これには製造にかなりのコストを要するという欠点がある。

さらに、導電性圧着被膜を備えたフィルム型加熱要素が知られている。しかしながら、このような加熱要素は、この分野での使用に耐えないことが多いという欠点がある。

それゆえ、本発明の課題は、特に簡単な製造が可能となるように、また高い安定性が得られるように、従来の技術を改良することである。

上記の技術背景に対し、請求項１の構成を備えた技術コンセプトが提案される。他の有利な構成は他の請求項および以下の説明から明らかである。

以下に本発明の詳細を説明する。これらの実施態様は本発明を理解するためのものであるが、単に例示的な性格を有するにすぎない。もちろん、独立請求項によって定義された本発明の権利範囲内であれば、個々の構成要件または説明する複数の構成要件を削除、変形或いは補足してもよい。また、複数の異なる実施態様の構成を互いに組み合わせてもよいことは当然である。重要なことは、本発明のコンセプトが実質的に実施されていることである。１つの構成要件が少なくとも部分的に充足されていれば、このことは、この構成要件が完全に充足されていること、または、実質的に完全に充足されていることを含むものである。「実質的に」とは、改変しても、見分けることができる程度に所望の利用ができることを意味している。これは、特に、対応する構成要件が少なくとも５０％，９０％，９５％または９９％実現されていることを意味することができる。最小量が記載されていても、もちろんこの最小量より多くを使用してもよい。部品数が少なくとも１つと記載されていれば、これは２つ、３つまたは他の多数の部品をもった実施形態をも含んでいる。１つの物体に対して記載されていれば、その主要部分に対しても、または、他の全ての同種の物体の全体に対しても適用することができる。区間は、何も記載されていない限り、その境界をも含んでいる。

以下、図面を参照して説明する。

本発明に係るヒータ装置１０を備えた車両１の図である。 主電極を加熱抵抗器と結合させるための種々の実施形態を含んだヒータ装置の平面図である。 接触機構を図示していない図２のヒータ装置の平面図である。

本発明は、特に乗り物１に関する。乗り物１とは、人および／または物品を搬送する装置を意味し、例えば陸上車両、水上車両、軌道車両、航空車両であり、特に飛行機、船、自動車である。

本発明はさらに内部設備２に関する。内部設備２とは、乗員室の利用者が接触することのできる部品を意味し、例えば車両の操舵装置３、ダッシュボード３０、アームレスト、ドア張り、シート接触面、加温ブランケット、天井張り、クッション、カバー、またはシート４である。

さらに、本発明の一実施形態は、操舵装置３に関する。操舵装置３とは、車両を操舵するために利用者から乗り物１へ信号を伝達させるための装置を意味し、例えば自動車のハンドル、飛行機の操縦桿、またはオートバイのハンドルバーである。

内部設備２は、好ましくは利用者を弾性的に支持するためのクッション４４を有している。クッションとは、衝撃緩衝のためのおよび／または局部的なピーク圧力をより広い面に分散させるための道具を意味し、例えば発泡ポリウレタンから形成されたブロックである。

内部設備２は好ましくはカバー４５を有している。カバーとは、少なくとも部分的に物体の表面に配置されて、および／または、物体を少なくとも部分的に覆って、特に物体を装飾し、または機械的な負荷から保護する、単層または複層の面形成物を意味し、例えばフィルムもしくは繊維から形成された有孔または無孔の層、または空気透過性もしくは空気非透過性の層である。

さらに、本発明は利用者または加熱すべき対象を、特にケーシング内部空間、インテリア部品、シートおよび／またはハンドルを迅速または緩速に持続的に温めるためのヒータ装置１０に関する。

ヒータ装置１０とは、その周囲を目的に応じて加熱するために熱エネルギーを提供して、伝導、対流によりおよび／または放熱によりその周囲に放出する装置を意味している。ヒータ装置は好ましくは直接カバーの下側またはハウジングの内張の内側に位置決めされ、特にクッションとカバーとの間に位置決めされる。

好ましくは、しかし必ずしも必要ではないが、ヒータ装置１０は、加熱抵抗器を安定化させ且つ熱源を継続的に位置決めするために少なくとも１つの加熱抵抗器支持体１１を有している。加熱抵抗器支持体は、好ましくは、少なくとも部分的に低価格および／または熱伝導性に優れた材料から、例えばポリマー、特にポリアミド、ポリエステル、ポリウレタンまたはポリカーボネートから形成されている。面形成物は好ましくは少なくとも部分的に繊維、ニット製品、編物、織物、フリース、可撓性のある熱可塑性材料、空気透過性材料および／または押し抜きもしくは毛羽立たせたフィルム、平坦なモジュールまたは多層複合モジュールから形成されていると目的に合う。難燃性材料または自消性材料が有利である。

好ましくは、ヒータ装置１０は、調整ゾーンを直接または間接に加熱するための少なくとも１つの加熱抵抗器１２を有している。加熱抵抗器１２とは、通電時に電気エネルギーを熱エネルギーに変換するオーム抵抗器を意味している。例えばここでは面形成物、織物、導電層であり、例えばポリマーフィルムまたは金属フィルムもしくは金属被膜である。加熱抵抗器の材料は、例えば少なくともアルミニウム、銅、金、銀またはクロムニッケル、導電性塗料の成分を有している。加熱抵抗器の面電気抵抗は１０〜５００オーム、特に５０〜１５０オーム、特に１９０〜２１０オームであることが好ましい。平面状の加熱抵抗器が特に導電性モジュールおよび非導電性モジュールのマトリックスであれば、加熱抵抗器は加熱抵抗器支持体と同一であってよい。

好ましくは、加熱抵抗器全横断面に導電率を生じさせる材料が選定される。これは、例えば非導電性加熱抵抗器支持体のプリントによって達成可能な電流容量よりも高い電流容量を得ることを目的としている。例えば導電性フィルムは、フィルム製造中に導電性粒子を混入させたポリマー材から形成されている。特に有利には、粒子またはファイバーにカーボン、すす、または金属（例えば銀、ニッケル、銅もしくは錫）が混入された、少なくとも部分的にＰＰ，ＰＥ，ＰＳ，ＰＥＴまたはＰＵを含む樹脂マトリックスが使用される。燃焼可能なモジュールは最小限に抑える必要があり、または、補助的な防火処置によって防護すべきである。

ヒータ装置１０は、加熱抵抗器を外部の電圧供給部に接続するために少なくとも１つの接触機構１３を有している。通常は２つの接触機構１３，１３’が設けられている。しかしこれより多くを使用してもよい。その形状は加熱抵抗器の全加熱範囲に均一な電流を生じさせるようなものである。有利なのは櫛状の構造である。

１つの接触機構１３は好ましくは少なくとも１つの主電極１４，１４’を有している。主電極１４とは、電圧源４７の電流を多数の分岐電極１５，１５’へ配分するための機構を意味している。適当な形状を選択すれば、接触抵抗が少なくなってホットスポットを回避でき、さらにカバー上面の痕跡を回避できて快適な触感が得られるので好ましい。その例としては導電性の、特に自立性ベルトが挙げられる。その長さは好ましくはクッションまたは加熱抵抗器の縦辺の長さに相当する。その幅は十分確実な接触を可能にするようなものである。その例としては０．２〜３ｃｍ、特に０．５〜２ｃｍである。

好ましくは、少なくとも１つの主電極１４は、広範囲の給電を生じさせるポジションを有しており、要求によっては主電極１４から加熱抵抗器１２へのダイレクトな移行を回避することができる。例えば、１つの加熱抵抗器に沿って、以下のポジションがある。
Ｂ．図３（ｂ）のように非導電性加熱抵抗器支持体の基面上に加熱抵抗器から間隔をもって位置するポジション。
Ｃ．図３（ｃ）のように加熱抵抗器の基面上にあるが、電極絶縁によって加熱抵抗器１２から切り離されているポジション。
Ａ．図３（ａ）のように加熱抵抗器の基面上にあって、これと導電結合されているポジション。

好ましくは、少なくとも１つの主電極１４は、接触機構と加熱抵抗器との接触抵抗を少なくさせて良好な電流取り込みと電極でのホットスポット回避とを達成させる材料を有している。たとえば、少なくとも部分的に導電性ポリマーもしくは金属（特にアルミニウムや銅）から作製され、または、これをコーティングしたバンド状の繊維もしくはフィルムが挙げられる。特に適しているのは導電性接着剤または非導電性接着剤でコーティングした中実の金属バンドであり、または、このような接着剤もしくは金属バンドのみから形成された層である。図３（ａ）の実施形態の場合、主電極１４が加熱抵抗器１２に対し絶縁されるようにするため、加熱抵抗器１２に対し電気的に絶縁する絶縁層としての接着層によって銅箔が加熱抵抗器１２上に被着されているのが望ましい。さらに、１つの主電極が互いに少なくとも部分的に覆いあっている少なくとも２つの導電性層を有しているのが有利である。

好ましくは、少なくとも１つの接触機構１３は少なくとも１つの分岐電極１５を有している。分岐電極１５とは、主電極から加熱抵抗器１２へ電流を供給するための機構を意味している。分岐電極の数は、好ましくは、広範囲への電流の配分と適正な局所抵抗の発生とが可能であるように選定される。適当な数は、１つの加熱抵抗器１２につき２個と２００個との間であり、特に約３〜５ｃｍごとに１個である。形状と材料とは基本的には主電極１４に対するものと同様に選定できるが、好ましくは分岐電極１５の導電性材料と主電極の導電性材料とが異なっているのがよい。特に有利なのは、分岐電極１５が少なくともアルミニウムを含む構成部分を有し、主電極が少なくとも銅を含む構成部分を有していることである。分岐電極は、好ましくは、第１の主電極１４，１４’からほぼ反対側の第２の主電極１４，１４’まで延在している。その配向は好ましくは主電極１４，１４’の延在方向に対し横方向である。分岐電極１５，１５’とその上位の電極である主電極との間の接触抵抗を少なくさせるため、少なくとも１つの分岐電極１５の一部分、特に端部部分は、付属の主電極の２つの導電層の間に配置され、好ましくは銅を含んだ２つの層の間に配置されている。前記導電層の一部またはこれら層の全体は、導電性接着剤と重なり合って結合されていてよい。

分岐電極１５と該分岐電極が接触している加熱抵抗器１２との間の接触抵抗を少なくさせるには、導電性接着剤によって少なくとも部分的に加熱抵抗器１２上に接着されている、例えば金属製支持フィルムを備えた粘着性バンドとしての導電バンドが合目的であり、または、その代わりにもしくはそれに加えて縫製、積層またはプレスによって固定されている導電バンドが目的に合う。

加熱抵抗器１２や加熱抵抗器支持体１１がすでに接着性の構成部分を含んでいて、または、加熱によりまたはその他の化学的または物理学的処理により少なくとも短時間で接着可能になって、他の材料を加えることなくその中に分岐電極を少なくとも部分的に埋設できると有利である。

好ましくは、ヒータ装置１０は電流転向機構１６，１６’を有している。電流転向機構とは、接触機構１３の分岐電極１５から他の接触機構１３’の主電極１４への電流の流れを、他の接触機構１３’の分岐電極１５’へ転向させるいかなる構造をも意味する。これによって、一方の接触機構の分岐電極と他方の接触機構の主電極１４との間で十分高い抵抗が生じる。これによってもホットスポットが回避される。

好ましくは、電流転向機構は電極絶縁部１７を有している。電極絶縁部１７とは、主電極への電流の流入または主電極からの電流の流出を阻止するいかなる機構をも意味している。これにより加熱抵抗器１２に対する主電極の少なくとも局部的な絶縁が生じる結果、そこでは電流がこの主電極から加熱抵抗器１２へ直接供給されるのではなく、主電極によって給電される分岐電極のみにより供給される。これによっても、ホットスポットが回避される。材料としては、例えば非導電性フィルム、非導電性接着剤から形成された絶縁層が適しており、または、加熱抵抗器１２に対する電極のエアギャップや分離が適している。好ましくは、電極上および／または加熱抵抗器１２上に絶縁支持層または非導電性接着剤から形成された層を備えた両面接着バンドが用いられる。加熱抵抗器１２の基面上に配置される主電極と加熱抵抗器１２との間にサンドイッチ状に配置された層の作製は容易である。

好ましくは、電流転向機構１６，１６’は、対極関係にある２つの接触機構を電気的に十分に分離させるため、極分離機構１８，１８’を有している。例えば、加熱抵抗器の材料に設けられた、または２つの接触機構の間に設けられた、特に主電極１４と、対極関係にある分岐電極１５の先端７７と、の間に設けられた材料繰り抜き部、押し抜き部、間隔設定部またはブロッキング抵抗部が挙げられる。

極分離機構１８の幅は、接触機構１３の分岐電極１５が対極関係にある接触機構の主電極に対し可能な限り接近するように、しかし同時に確実な極分離が行われるように、選定されている。これは、加熱抵抗器の材料をできるだけ好適に活用するためである。前記幅は例えば１〜１５ｍｍ、特に２〜７ｍｍ、特に３〜５ｍｍである。この場合、極分離機構１８を迂回させるための最短迂回路は、加熱抵抗器１２で対極関係にある２つの分岐電極間の最短距離に少なくとも等しい長さである必要がある。

好ましくは、ヒータ装置１０は、カバーおよび／またはクッションに対してヒータ装置を覆うために保護スリーブ（図示せず）を有している。これには、機械的損傷および腐食から保護され、および／または、絶縁部の装飾のために保護されるという効果がある。例えばフリースのような繊維、または、少なくとも部分的にＰＥ，ＰＰ，ＰＵまたはＰＥＴのような不透水材から形成されているフィルムが挙げられる。保護スリーブは、適当に選択することにより、難燃性または自消性とすることもできる。

好ましくは、ヒータ装置１０は、空気および湿気を透過させ且つ加熱抵抗値を調整するためのコンフォートパーフォレーション（comfort perforation）５１を有している。例えばヒータ装置１０に設けた、特に加熱抵抗器１２に設けた円形、楕円形または縦長の穴である。

好ましくは、ヒータ装置１０は防火機構２０，２０’を有している。防火機構２０とは、火を消し、または火の拡散を遅らせるか偏向させる機構を意味している。

好ましくは、防火機構２０は、炎または残り火をその上で消すか排除するための火拡散ブロッカー２２を、たとえば不燃性または自消性の材料バンド（material bands）または材料ストリップ（material strips）の形態で有している。その配置は少なくとも１つの分岐電極１５に対し特に横方向に、好ましくは主電極に対して平行にずらして行われ、且つ複数の分岐電極をまたぐように行われる。材料としては金属、特にアルミニウムが適している。

好ましくは、防火機構２０は防火用繰り抜き部２１を有している。これは火災を考慮して燃焼性の材料を除去し、ひいては火災を遅延させて消火を生じさせることを意味するので、コスト節減になる。例えば、加熱抵抗器１２またはこれと協働する部材に、５ｍｍまたはそれ以上の幅を有する隙間を設けることが挙げられる。

本願発明は以下の特徴を有する。
［１］ 少なくとも１つの電気加熱抵抗器（１２）と、少なくとも１つの接触機構（１３）と、を備えた電気ヒータ装置（１０）。
［２］ 前記電気加熱抵抗器（１２）が少なくとも部分的に可燃性材料から形成され、
前記電気ヒータ装置（１０）が少なくとも１つの防火機構（２０）を有していることを特徴とする、［１］に記載の電気ヒータ装置（１０）。
［３］ 前記電気加熱抵抗器（１２）が少なくとも１つの防火用繰り抜き部（２１）を備えていることを特徴とする、［１］または［２］に記載の電気ヒータ装置（１０）。
［４］ 前記電気加熱抵抗器（１２）が、少なくとも部分的に不燃性材料または自消性材料から形成されている少なくとも１つの火拡散ブロッカー（２２）を備えていることを特徴とする、［１］〜［３］のいずれかに記載の電気ヒータ装置（１０）。
［５］ 前記接触機構（１３，１３’）が、主電極（１４，１４’）と、前記主電極（１４，１４’）から分岐している複数の分岐電極（１５，１５’）と、を有していることを特徴とする、［１］〜［４］のいずれかに記載の電気ヒータ装置（１０）。
［６］ 少なくとも１つの接触機構（１３，１３’）が、少なくとも部分的に互いに覆いあっている少なくとも２つの導電層を有していることを特徴とする、［１］〜［５］のいずれかに記載の電気ヒータ装置（１０）。
［７］ 前記接触機構（１３，１３’）が、前記電気加熱抵抗器（１２）上に接着されている少なくとも１つの自立性バンドを有していることを特徴とする、［１］〜［６］のいずれかに記載の電気ヒータ装置（１０）。
［８］ 前記接触機構（１３，１３’）が、第１の導電性材料を含む主電極（１４，１４’）を有し、
前記接触機構（１３，１３’）が前記主電極（１４，１４’）から分岐している分岐電極（１５，１５’）を有し、前記分岐電極が少なくとも部分的に前記主電極の前記第１の導電性材料とは化学的に異なっている第２の導電性材料から形成されていることを特徴とする、［１］〜［７］のいずれかに記載の電気ヒータ装置（１０）。
［９］ ［１］に記載の少なくとも１つの電気ヒータ装置（１０）を有していることを特徴とする空調装置。
［１０］ ［１］に記載の少なくとも１つの電気ヒータ装置（１０）を有していることを特徴とする乗り物（１）。

１ 乗り物
１０ 電気ヒータ装置
１２ 電気加熱抵抗器
１３，１３’ 接触機構
１４，１４’ 主電極
１５，１５’ 分岐電極
２０，２０’ 防火機構
２１ 防火用繰り抜き部
２２ 火拡散ブロッカー

Claims (4)

1. 少なくとも１つの電気加熱抵抗器（１２）と、少なくとも１つの接触機構（１３）と、を備える電気ヒータ装置（１０）であって、
   前記接触機構（１３，１３’）が、主電極（１４，１４’）と、前記主電極（１４，１４’）から分岐している複数の分岐電極（１５，１５’）と、を有し、
   前記電気加熱抵抗器（１２）が少なくとも部分的に可燃性材料から形成され、
   前記電気ヒータ装置（１０）が少なくとも１つの防火機構（２０）を有しており、
   前記電気加熱抵抗器（１２）が、少なくとも部分的に不燃性材料または自消性材料から形成されている少なくとも１つの火拡散ブロッカー（２２）を備えており、
   前記火拡散ブロッカー（２２）は、ストリップ状の形態を有し、少なくとも１つの前記分岐電極（１５，１５’）に対して横方向に配置されることを特徴とする、電気ヒータ装置（１０）。
2. 前記接触機構（１３，１３’）が、前記電気加熱抵抗器（１２）上に接着されている少なくとも１つの自立性バンドを有していることを特徴とする、請求項１に記載の電気ヒータ装置（１０）。
3. 請求項１又は２に記載の少なくとも１つの電気ヒータ装置（１０）を有していることを特徴とする空調装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の少なくとも１つの電気ヒータ装置（１０）を有していることを特徴とする乗り物（１）。

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