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公開番号2025015894
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2023118775
出願日2023-07-21
発明の名称輻射ヒータ
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H05B 3/00 20060101AFI20250124BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】保護機能と快適性の両方を維持できるPTCヒータを提供する。
【解決手段】輻射ヒータ10は、ヒータ本体部100と、第1発熱体110および第2発熱体130の抵抗値を検出する検出部200と、第1発熱体および第2発熱体への通電を制御する制御部400とを備える。ヒータ本体部は、正温度係数特性を有する第1発熱体と、正温度係数特性を有し第1発熱体のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する第2発熱体とを有する。制御部は、第1発熱体および第2発熱体への通電がオンであって、かつ第1発熱体または第2発熱体のうち少なくともいずれかの抵抗値に基づくヒータ温度が予め定められたセンサ有効範囲である間に、ヒータ温度の温度変化に応じて、第1発熱体への通電はオンを継続したまま、第2発熱体への通電をオフする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
輻射ヒータであって、
正温度係数特性を有する第１発熱体（１１０）と、正温度係数特性を有し、前記第１発熱体のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する第２発熱体（１３０）と、を有するヒータ本体部（１００）と、
前記第１発熱体および前記第２発熱体の抵抗値を検出する検出部（２００）と、
前記第１発熱体および前記第２発熱体への通電を制御する制御部であって、
前記第１発熱体および前記第２発熱体への通電がオンであって、かつ、前記第１発熱体または前記第２発熱体のうち少なくともいずれかの抵抗値に基づく前記ヒータ本体部の温度であるヒータ温度が予め定められたセンサ有効範囲である間に、
前記ヒータ温度の温度変化に応じて、前記第１発熱体への通電はオンを継続したまま、前記第２発熱体への通電をオフする、制御部（４００）と、
を備える輻射ヒータ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記ヒータ本体部は、絶縁性材料により形成された第１フレキシブル基板（１２０）、をさらに備え、
前記第１発熱体および前記第２発熱体は、前記第１フレキシブル基板上に配置された前記正温度係数特性を有する材料の層を含んで構成されている、
請求項１に記載の輻射ヒータ。
【請求項３】
前記第１発熱体および前記第２発熱体は、共に線状に形成され、前記第１フレキシブル基板上に並んで配置されている、
請求項２に記載の輻射ヒータ。
【請求項４】
前記制御部は、
前記ヒータ温度が前記センサ有効範囲である間に、前記第２発熱体の抵抗値に基づく前記ヒータ温度が予め設定された第１基準温度（Ｔ＿ｏｆｆ１１）以上であることを検出した場合と、
前記ヒータ温度が前記センサ有効範囲である間に、前記第２発熱体の抵抗値に基づく前記ヒータ温度が予め設定された前記第１基準温度よりも低い第２基準温度（Ｔ＿ｏｆｆ１２）以下であることを検出した場合と、
のうちの少なくとも一方において、
前記第１発熱体への通電はオンを継続したまま、前記第２発熱体への通電をオフする、
請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の輻射ヒータ。
【請求項５】
前記制御部は、
前記ヒータ温度が前記センサ有効範囲である間に、前記第１発熱体の抵抗値に基づく前記ヒータ温度が予め設定された第３基準温度（Ｔ＿ｏｆｆ１３）以下であることを検出した場合に、
前記第１発熱体への通電はオンを継続したまま、前記第２発熱体への通電をオフする、
請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の輻射ヒータ。
【請求項６】
前記制御部は、前記第２発熱体への通電をオフした後、予め定められた規定時間が経過した場合に、再度、前記第２発熱体への通電をオンする、
請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の輻射ヒータ。
【請求項７】
前記第２発熱体は、互いに独立して通電のオン・オフが可能な複数のグループに区画して形成されており、
前記検出部は、
前記複数のグループのそれぞれについての抵抗値を検出し、
前記制御部は、
前記検出部により検出された前記複数のグループのそれぞれについての前記抵抗値を用いて、前記温度変化が生じた部位が属するグループを特定し、前記第１発熱体への通電はオンを継続したまま前記第２発熱体への通電をオフする際には、特定された前記グループのみの通電をオフする、
請求項１に記載の輻射ヒータ。
【請求項８】
前記ヒータ本体部は、
前記第１発熱体が配置される第１基板（１２０）と、
前記第２発熱体が配置される第２基板（１５０）と、
前記第１基板と前記第２基板との間に前記各基板と対向して配置され、前記第１発熱体と前記第２発熱体とにそれぞれ電気的に接続されている電気基板（１４０）と、
をさらに備える、
請求項７に記載の輻射ヒータ。
【請求項９】
前記第１発熱体は、前記キュリー温度が６０℃である材料で形成されており、
前記制御部は、前記第１発熱体の抵抗値に基づく前記ヒータ温度が６０℃以上であることを検出すると、前記センサ有効範囲であるとしてセンサ機能を有効にする、
請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の輻射ヒータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、輻射ヒータに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、輻射熱を放射して対象物を暖めるヒータ装置が記載されている。このヒータ装置では、絶縁基材の一面に発熱線が設けられている。発熱線は、電源装置から電力が供給されて発熱し、輻射熱を放射する。これにより、放射方向に位置する対象物を暖める。発熱線は、通電により発熱する金属材料、例えば、銅、銅とスズとの合金、銀等により形成されている。その他、輻射ヒータにおいて、発熱体として、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient／正温度係数）ヒータを用いたものも知られている。ＰＴＣ素子には温度が一定以上に上がると電気が流れにくくなる性質があり、この性質を利用して目的温度と電力消費を調整できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１５０７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
輻射ヒータでは、人体や断熱性の高い物体などが接触した際にヒータ温度を下げる保護機能が求められる。ここで、ＰＴＣヒータでは、ＰＴＣ素子の抵抗・温度特性が直線的ではないために電圧制御による温度の微調整ができない。このため、輻射ヒータとしてＰＴＣヒータを用いる場合、保護機能として単純に電源をオフするしかできず、ヒータ温度が過度に低下して快適性を損ねるという問題があった。そこで、ＰＴＣヒータにおいて、保護機能と快適性の両方を維持できる技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本開示の一形態によれば、輻射ヒータが提供される。この輻射ヒータは、正温度係数特性を有する第１発熱体（１１０）と、正温度係数特性を有し、前記第１発熱体のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する第２発熱体（１３０）と、を有するヒータ本体部（１００）と、前記第１発熱体および前記第２発熱体の抵抗値を検出する検出部（２００）と、前記第１発熱体および前記第２発熱体への通電を制御する制御部であって、前記第１発熱体および前記第２発熱体への通電がオンであって、かつ、前記第１発熱体または前記第２発熱体のうち少なくともいずれかの抵抗値に基づく前記ヒータ本体部の温度であるヒータ温度が予め定められたセンサ有効範囲である間に、前記ヒータ温度の温度変化に応じて、前記第１発熱体への通電はオンを継続したまま、前記第２発熱体への通電をオフする、制御部（４００）と、を備える。
【０００７】
上記形態によれば、センサ有効範囲である間に、ヒータ温度の温度変化が生じた場合に、第１発熱体への通電はオンされたまま、第２発熱体への通電がオフされる。「ヒータ温度の温度変化」とは、例えば、人体がヒータ本体部へ接触したときの温度低下や、断熱性が高い物体がヒータ本体部へ接触したときの温度上昇などが該当する。そして、このような場合に、キュリー温度の高い方の第２発熱体への通電がオフされて、キュリー温度の低い方の第１発熱体への通電は継続されるので、ヒータ温度を全体としては下げつつ、第１発熱体による輻射熱の放射を継続できる。このため、ヒータ温度の過度な低下を抑制して快適性を維持しつつ、人体や断熱性の高い物体等の接触時における保護機能を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態における輻射ヒータの配置例を示す説明図である。
第１実施形態における輻射ヒータの概略構成を表すブロック図である。
第１実施形態におけるヒータ本体部の構成を表す斜視図である。
第１実施形態における輻射ヒータの制御手順を示すフローチャートである。
温度の低下時のヒータの制御についての説明図である。
温度の上昇時のヒータの制御についての説明図である。
第２実施形態における輻射ヒータの制御手順を示すフローチャートである。
温度の低下時のヒータの制御についての説明図である。
第３実施形態におけるヒータ本体部の構成を表す斜視図である。
第４実施形態におけるヒータ本体部の構成を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、複数の実施形態について図面に基づいて説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．輻射ヒータ１０の全体構成：
図１に示すように、輻射ヒータ１０は、車両の暖房装置として用いられる。輻射ヒータ１０は、ステアリングホイールＳＷの下部に配置された内部パネルＩＰの表面に設けられている。より具体的には、輻射ヒータ１０は、乗員ＶＰが座席ＶＣに座っている状態において、乗員ＶＰの下腿に対向する位置に配置されている。
【００１０】
図２に示すように、輻射ヒータ１０は、コントローラ５０と、ヒータ本体部１００とを備える。ヒータ本体部１００は、第１発熱体１１０と、第２発熱体１３０と、第１基板１２０（図３参照）とを備える。第１発熱体１１０および第２発熱体１３０は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータである。輻射ヒータ１０の作動時には、第１発熱体１１０および第２発熱体１３０への通電が同時にオンされ、第１発熱体１１０および第２発熱体１３０の両方の発熱体による発熱を利用して、所定の目標温度Ｔ＿ｎｏｒｍａｌまでヒータ本体部１００が昇温され、輻射熱を放射する。
（【００１１】以降は省略されています）

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