加热器装置的制作方法

相关申请的相互参照

本申请以2015年9月15日申请的日本专利申请第2015-182173号为基础，并在此通过参照而编入其所记载的内容。

本发明涉及一种加热器装置，利用通过通电而发热的发热部的热来放射辐射热。

背景技术：

以往，已知一种加热器装置，具有多个发热部和主体部，该主体部以包围多个发热部的每一个的方式配置且具有比发热部的导热率低的导热率。这样的加热器装置例如记载于专利文献1。该加热器装置以如下的方式作用：在物体接触发热部时，接触部分的温度急速地降低。因此，例如，能够降低在人体接触发热部时对人造成的热的不适感。另外，该加热器装置如下地构成：对物体向发热部的接近或者接触进行检测的检测部与加热器的主体部一体化地设置，当通过检测部而检测到物体向发热部的接近或者接触时，降低或者停止加热器输出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-190674号公报

根据发明者的研究，当主体部的厚度增加时，加热器主体的热容量增大且从加热器主体向物体移动的热的移动量变多。

如此，当加热器主体的厚度变大时，加热器主体的热容量增大且从加热器主体向物体移动的热的移动量变多，因此导致损害了接触部分的温度降低这样的效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于，即使包含主体部的加热器主体的厚度大，也能够抑制从加热器主体向与加热器主体接触的物体移动的热的移动量。

根据本发明的一个观点，加热器装置具备：片状的主体部，该片状的主体部具有通过通电而发热的发热部以及通过该发热部的热而朝向加热对象物放射辐射热的放射面；板状部件，该板状部件配置于所述主体部的与所述放射面侧相反的相反面侧；以及空气层形成部件，该空气层形成部件配置于所述主体部的与所述放射面侧相反的相反面侧且在所述主体部与所述板状部件之间形成空气层。

根据这样的结构，在主体部的与放射面侧相反的相反面侧设置有空气层形成部件，该空气层形成部件在主体部与板状部件之间形成空气层。因此，通过空气层，不仅从主体部向板状部件侧传递的热量被抑制，从板状部件侧向主体部侧传递的热量也被抑制。即，即使包含主体部的加热器主体的厚度大，也能够抑制从加热器主体向与加热器主体接触的物体移动的热的移动量。

附图说明

图1是表示将第一实施方式所涉及的加热器装置安装于车辆的形式的图。

图2是加热器装置的概略剖视图。

图3是加热器主体的剖视图。

图4是主体部的主视图。

图5是用于对比较例的热的移动进行说明的图。

图6是用于对第一实施方式所涉及的加热器装置的热的移动进行说明的图。

图7是第二实施方式所涉及的加热器装置的加热器主体的剖视图。

图8是第二实施方式所涉及的加热器装置的框图。

图9是第二实施方式所涉及的加热器装置的控制部的流程图。

图10是第三实施方式所涉及的加热器装置的加热器主体的剖视图。

图11是用于对未设置有载荷集中部的比较例的作用进行说明的图。

图12是用于对第三实施方式所涉及的加热器装置的作用进行说明的图。

图13是第四实施方式所涉及的加热器装置的加热器主体的剖视图。

图14是用于对第四实施方式所涉及的加热器装置的作用进行说明的图。

具体实施方式

以下，基于附图对实施方式进行说明。此外，在以下的各实施方式相互之间，对于彼此相同或等同的部分，在图中附加相同符号。

(第一实施方式)

关于第一实施方式，使用图1～图6来进行说明。在图1中，第一实施方式所涉及的加热器装置1设置于道路行驶车辆的室内。加热器装置1构成室内用的制热装置的一部分。加热器装置1是由搭载于移动体的电池、发电机等的电源供电而发热的电加热器。加热器装置1形成为薄的板状。加热器装置1在被供给电力时发热。加热器装置1主要向与其表面垂直的方向放射辐射热h，以加热定位在与其表面垂直的方向的对象物。

在室内设置有供乘员12落座的座位11。加热器装置1以对乘员12的脚边放射辐射热h的方式设置于室内。加热器装置1可以作为例如在其他的制热装置的刚启动后对乘员12速效性地提供温暖用的装置来利用。加热器装置1设置于室内的壁面。加热器装置1以与设想的通常姿势的乘员12相对的方式设置。例如，道路行驶车辆具有用于支承方向盘13的转向柱14。加热器装置1能够以在转向柱14的下表面与乘员12相对的方式设置。

图2是本实施方式的加热器装置1的剖视图。本加热器装置1具备加热器主体40、绝热材料50以及加热器收纳部60。

加热器主体40具有放射面sh，该放射面sh通过后述的发热部25的热而朝向加热对象物放射辐射热h。

绝热材料50抑制由加热器主体40放射的热向加热器收纳部60的移动。

加热器收纳部60由pp、abs树脂等的塑料树脂构成。pp是聚丙烯的简称。abs是将丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的首字母排列而成的新词。加热器收纳部60形成为箱状。在加热器收纳部60的底部配置绝热材料50，在该绝热材料50的上侧配置加热器主体40。

图3是加热器主体40的剖视图。加热器主体40具有主体部20、板状部件35以及空气层形成部件30。

主体部20具有绝缘基板22、通电部24、通过通电而发热的发热部25以及通过发热部25的热来朝向加热对象物放射辐射热的放射面sh。主体部20呈薄的片状。此外，对于主体部20的结构，在之后详细地进行说明。

在主体部20的与放射面sh侧相反的相反面侧，配置有呈板状的板状部件35。该板状部件35由绝缘部件构成。

另外，在主体部20与板状部件35之间，配置有形成空气层33的空气层形成部件30。空气层形成部件30具有固定部31以及分隔件32。通过空气层形成部件30而在主体部20与板状部件35之间形成空气层33。此外，空气层33的厚度为数十微米以上并且1毫米以下。

固定部31呈矩形框架形状且由树脂构成。固定部31以在主体部20与板状部件35之间沿着主体部20与板状部件35的外缘的方式设置。固定部31使用粘接剂而被粘接于主体部20与板状部件35之间。

分隔件32呈圆筒形状且由例如丙烯树脂构成。分隔件32是在主体部20与板状部件35之间形成空气层33的部件，并且在主体部20与板状部件35之间，从加热对象物侧观察，分隔件32呈格子状地配置。分隔件32使用粘接剂而被粘接于主体部20与板状部件35之间。通过分隔件32而在主体部20与板状部件35之间保持有空气层33。因此，空气层33是由固定部31、分隔件32、主体部20、板状部件35所包围的部分。

图4是主体部20的主视图。此外，在图4中，省略表面部件21a。在图4中，主体部20沿着由轴x和轴y规定的x-y平面扩展。主体部20在轴z的方向上具有厚度。主体部20形成为大致四边形的薄的板状。主体部20具有绝缘基板22以及发热部25。主体部20也能够称为主要朝向与表面垂直的方向放射辐射热h的面状加热器。

主体部20的绝缘基板22具有优异的电绝缘性。主体部20的绝缘基板22以包围多个发热部25的每一个的方式设置，且具有比发热部25的导热率低的导热率。绝缘基板22以及发热部25内装于主体部20的内部。

表面部件21a不仅是为了使热阻增加的部件，也是用于保护主体部20并且提升外观的部件，表面部件21a由例如薄膜状的聚酰亚胺树脂构成。

绝缘基板22提供优异的电绝缘性且由耐高温的树脂材料制成。位于绝缘基板22的厚度方向的一方侧的表面22a是在加热器装置1的设置状态下与加热对象物即乘员12的一部分相对地配置的面。位于绝缘基板22的厚度方向的另一方侧的里侧面22b提供加热器装置1的背面。

多个发热部25与通电部24连接并通过从通电部24供给的电力而发热。多个发热部25在绝缘基板22的一面分散地配置。多个发热部25的每一个由具有较高的导热率的材料制成。此外，发热部25由优异的电导体，即具有较低的电阻的材料制成。发热部25能够由金属材料制成。发热部25从导热率比铜低的材料中选择。例如发热部25是铜与锡的合金(即cu-sn)、银、锡、不锈钢、镍、镍铬合金等的金属以及包含这些金属的合金。

多个发热部25的每一个形成为与绝缘基板22的面平行的薄板状。发热部25通过由通电供给的热而能够放射辐射热h。发热部25通过被加热到规定放射温度而能够放射使乘员12即人感到温暖的辐射热h。在x-y平面中，一个发热部25形成为沿轴x延伸的长方形。发热部25的材料以及截面尺寸被定义成使轴x的方向上的热阻为规定值以下。

多个发热部25以彼此不重复的方式配置于绝缘基板22的里侧面22b。多个发热部25在轴y的方向上彼此分离地配置。多个发热部25以占据图中的x-y平面上的规定面积的方式规则地排列。即，发热部25以规定的热容量单位而分离，且规则地排列。

如图3所示，一对通电部24是沿轴y的方向延伸的长方形，并且以与多个发热部25的轴x的两端部分别可通电地接触的方式配置。因此，多个发热部25与通电部24并联地连接。在通电部24的轴y的两端部施加有预先规定的电压。通电部24被从外部电源供给电力，并且将被供给的电力供给到发热部25。通电部24的电阻率被设定为比发热部25的电阻率小。通电部24由例如铜形成。发热部25的截面面积被设定为比通电部24的截面面积小。由此，通电部24即使流动有大电流，发热也能够被抑制。

此外，该主体部20能够使用例如与专利文献1所记载的加热器装置的主体部相同的技术而构成。

接着，对本加热器装置1的工作进行说明。从未图示的电源供给部向通电部24施加有规定的电压，当开始向发热部25的通电时，发热部25发热，通过发热部25的热而经主体部20的放射面sh朝向加热对象物放射辐射热。

另一方面，在主体部20的与放射面sh侧相反的相反面侧，通过空气层形成部件30而形成有空气层33，因此，从主体部20向板状部件35侧传递的热量被抑制。不仅如此，从板状部件35侧向主体部20侧传递的热量被抑制。因此，能够抑制从加热器主体40向与加热器主体40接触的物体的热的移动量。

图5表示作为比较例而在主体部20与板状部件35之间未形成空气层33的加热器装置1的结构。在这样的结构中，从主体部20的发热部25通过传热而由绝热材料50蓄热的热量容易向与主体部20接触的人体的手指移动，与主体部20接触的人感受到预料之上的热度。

与此相对，如本实施方式的加热器装置1那样在主体部20与板状部件35之间形成有空气层33，在这样的结构中，如图6所示，发挥空气层33的绝热效果。通过该绝热效果，由从主体部20的发热部25向绝热材料50的传热所产生的蓄热量减少，此外，能够减小向与主体部20接触的人体的手指移动的热量。即，即使加热器主体40的厚度大，也能够抑制从加热器主体40向与加热器主体40接触的物体的热的移动量。

根据上述结构，在主体部20的与放射面sh侧相反的相反面侧设置有空气层形成部件30，该空气层形成部件30在主体部20与板状部件35之间形成空气层33。因此，通过空气层33，不仅从主体部20向板状部件35侧传递的热量被抑制，从板状部件35侧向主体部20侧传递的热量也被抑制。即，即使包含主体部20的加热器主体40的厚度大，也能够抑制从加热器主体40向与加热器主体40接触的物体的热的移动量。

另外，主体部20具有绝缘基板22，发热部25在绝缘基板22上多个分离地配置。因此，特别是在物体与加热器主体40接触时，能够使接触部分的温度急速降低。

另外，在由空气层形成部件30形成的空气层33的与主体部20侧相反的相反面侧配置有绝热材料50。因此，能够通过绝热材料50而对来自主体部20的热进行绝热。

(第二实施方式)

参照图7～图9对第二实施方式所涉及的加热器装置进行说明。图7是本实施方式所涉及的加热器装置的加热器主体40的剖视图。图8是本实施方式所涉及的加热器装置的框图。图9是控制部80的流程图。与上述第一实施方式所涉及的加热器装置相比较，本加热器装置1的不同点在于还具备物体检测部100，该物体检测部100对物体与主体部20的接触进行检测。

物体检测部100具备导电部34a、34b和控制部80，导电部34a、34b在空气层33相对配置，控制部80基于在导电部34a、34b之间流动的电流来对物体与主体部20的接触进行检测。导电部34a、34b由铜、金等的导电性金属构成。本实施方式的加热器装置1能够具有在空气层33配置导电部34a、34b的压敏接点式的物体检测层。

控制部80构成为具备cpu、ram、rom、i/o等的计算机，cpu依照存储于rom的程序而实施各种处理。ram以及rom是非易失性的物理存储介质。

导电部34a设置于主体部20的放射面sh的相反面，导电部34b设置于板状部件35的主体部20侧的面。在从加热对象物侧透视观察导电部34a、34b时，成对的导电部34a以及导电部34b被配置于彼此重合的位置。成对的导电部34a以及导电部34b有一组或者多组。

在导电部34a与导电部34b为非接触的状态下，电流不在导电部34a与导电部34b之间流动。但是，当物体与主体部20接触、主体部20变形从而导电部34a与导电部34b变为接触状态时，在导电部34a与导电部34b之间流动有电流。

控制部80具有未图示的电压检测部，该未图示的电压检测部对与在导电部34a与导电部34b之间流动的电流对应的电压进行检测。控制部80基于由电压检测部检测的电压值而实施对物体与主体部20的接触进行检测的物体检测处理。

图9表示该物体检测处理的流程图。控制部80定期地实施图示的处理。此外，各附图的流程图中的各控制步骤构成控制部80所具有的各种功能实现部。

控制80首先在步骤s100判定是否检测到物体的接触。具体而言，基于由电压检测部检测的电压值是否为规定电压值以上来判定是否检测到物体与主体部20的接触。

在此，当由电压检测部检测的电压值不足规定电压值而在步骤s100判定为“否”时，控制80不使加热器输出停止，在步骤s104继续进行对发热部25的通电并结束本处理。

另外，当由电压检测部检测的电压值为规定电压值以上而在步骤s100判定为“是”时，控制80在步骤s102使加热器输出停止。具体而言，使对发热部25的通电停止并结束本处理。

在本实施方式中，能够通过与上述第一实施方式共通的结构而得到与第一实施方式相同的效果。

另外，由于具备对物体相对于主体部20的接触进行检测的物体检测部100，因此能够对物体相对于主体部20的接触进行检测。

另外，物体检测部100具有在空气层33相对配置的多个导电部34a、34b，因此能够使用多个导电部34a、34b来对物体相对于主体部20的接触进行检测。

本发明的发明者们发现，在如专利文献1所记载的装置那样使检测部和主体部一体化的情况下，当物体与检测部和主体部一体化而成的加热器主体接触时，会感受到预料之上的热度。这是由于将检测部和主体部一体化而导致加热器装置1的厚度增大。

与此相对，本实施方式的加热器主体40在主体部20与板状部件35之间形成有空气层33。由此，即使加热器主体40的厚度大，也能够抑制从加热器主体40向与加热器主体40接触的物体的热的移动量。

另外，物体检测部100具备在多个导电部34a、34b接触时使对主体部20的通电停止的控制部80，因此能够降低例如在人体与发热部接触时对人造成的热的不适感。

(第三实施方式)

参照图10～图12对第三实施方式所涉及的加热器装置进行说明。图10是第三实施方式所涉及的加热器装置的加热器主体的剖视图。与上述第一实施方式的加热器装置1相比较，本实施方式的加热器装置1的不同点在于，在加热器装置1的表面部件21a设置有多个载荷集中部210。各载荷集中部210是从加热器装置1的表面部件21a向加热对象物侧突出的突出部。各载荷集中部210例如呈用于使手指的应力、按压所产生的载荷集中的凸形状。从加热对象物侧观察主体部20，各载荷集中部210被配置为格子状。另外，当从加热对象物侧透视观察导电部34a、34b时，各载荷集中部210的一部分被配置在与导电部34a、34b重合的位置。更具体而言，如图10所示，各载荷集中部210相对于导电部34a中的一部分而非一个导电部34a的整体，在主体部20的厚度方向(即z轴方向)上重合。

图11是未在加热器装置1的表面部件21a设置载荷集中部210的比较例。如该比较例那样，在未在加热器装置1的表面部件21a设置载荷集中部210的结构中，当通过用户的手指而对加热器装置1的表面部件21a施加载荷时，载荷分散地传递到导电部34a。因此，为了使导电部34a与导电部34b变为接触状态，需要以大的载荷按压加热器装置1的表面部件21a。

与此相对，如图12所示，当在加热器装置1的表面部件21a设置有载荷集中部210时，在通过用户的手指而对设置于加热器装置1的表面部件21a的载荷集中部210施加载荷时，载荷集中地传递到导电部34a。因此，能够以较小的载荷来使导电部34a与导电部34b变为接触状态。

在本实施方式中，能够通过与上述第一实施方式共通的结构而得到与第一实施方式相同的效果。

另外，如上所述，主体部20具有向加热对象物侧突出的载荷集中部210，因此当物体与载荷集中部210接触时，即使是小的载荷也能够使主体部20变形。

(第四实施方式)

参照图13、图14对第四实施方式所涉及的加热器装置进行说明。上述第三实施方式的加热器装置1在主体部20的加热对象物侧设置有载荷集中部210，但本实施方式的加热器装置1的不同点在于，在主体部20的与加热对象物侧相反的一侧的面即反加热对象物侧设置有载荷集中部220。

主体部20具有载荷集中部220，该载荷集中部220向主体部20的与加热对象物侧相反的相反面侧突出。载荷集中部220是向主体部20的反加热对象物侧突出的突出部。各载荷集中部220例如呈用于使手指的应力、按压所产生的载荷集中的凸形状

如此，即使为具有向主体部20的与加热对象物侧相反的相反面侧突出的载荷集中部220的结构，与上述第三实施方式相同，在物体与主体部20接触时，即使是小的载荷也能够使主体部20变形。

另外，如图14所示，载荷集中部220在主体部20的平面方向上的间隔比导电部34a、34b在平面方向上的距离短。换言之，图13所示的间隔d1比间隔d2短。间隔d1是相邻的两个载荷集中部220的设置位置在主体部20的平面方向上的间隔。间隔d2是相邻两个导电部34a的设置位置在主体部20的平面方向上的间隔。或者，间隔d2是相邻两个导电部34b的设置位置在主体部20的平面方向上的间隔。由此，例如，能够使手指的按压所产生的载荷的分散集中到导电部34a、34b的中央附近。

(其他实施方式)

(1)在上述各实施方式中，加热器装置1成为在物体接触发热部时接触部分的温度急速降低的结构。即，主体部20具有绝缘基板22，且发热部25具有多个分离地配置于绝缘基板22上的结构，但即使不是这种结构的加热器装置，与上述各实施方式相同，也能够得到如下的效果：即使包含主体部的加热器主体的厚度大，也能够抑制从加热器主体向与加热器主体接触的物体的热的移动量。

(2)在上述各实施方式中，将圆筒形状的分隔件32配置成格子状，但也可以是例如，使将点状的图案印刷到板状部件35的结构发挥作为分隔件32的功能。另外，也可以是使在具有绝缘性的薄膜开孔的结构发挥作为分隔件32的功能。

(3)在上述各实施方式中，在主体部20的与放射面sh相反侧的相反面侧设置有绝热材料50。但是，也可以设置吸收振动的缓冲材料来代替绝热材料50。另外，也可以在主体部20的与放射面sh侧相反的相反面侧设置绝热材料50和缓冲材料这两者。此外，作为绝热材料50，例如能够用热容量小且绝热性优异的pet纤维。pet是聚对苯二甲酸乙酯的简称。

(4)在上述各实施方式中，为了保护主体部20和提升外观，表面部件21a具备膜状的表面部件21a。但是，例如，也可以设置纤维布、皮革织物等作为表面部件21a。

(5)在上述各实施方式中，固定部31以及分隔件32通过粘接剂而粘接在主体部20与板状部件35之间。但是，固定部31以及分隔件32自身也可以通过粘接剂构成。

(6)在上述第二实施方式中，物体检测部100使用导电部34a、34b来对物体的接触进行检测。但是，物体检测部100也能够对静电容量的变化进行检测从而对物体的接近或者接触进行检测，或者使用电阻膜来对物体的接触进行检测。

(7)在上述第二实施方式中，控制部80在多个导电部34a、34b接触时使向主体部20的通电停止。但是，控制部80也可以在多个导电部34a、34b接触时不使之停止，而使对主体部20的通电量降低。

(8)在上述第三、第四实施方式中，从加热对象物侧观察主体部20，载荷集中部210、220被配置成格子状。但是，载荷集中部210、220也可以是例如使用被称为3d网络结构的网状部件而构成的网状结构。通过使用这样的网状结构，能够形成简单的支承结构。

(9)在上述各实施方式中，展示了在道路行驶车辆的室内设置加热器装置1的例子。但是，加热器装置1的设置对象不限于道路行驶车辆，例如，能够设置于船舶、航空器等的移动体的室内。

此外，本发明不限于上述的实施方式，能够进行适当的变更。另外，上述各实施方式并不是彼此无关的，除了明显不可能组合的情况，能够进行适当组合。另外，显而易见，在上述各实施方式中，构成实施方式的要素除了特别明确表示是必须的情况以及原理上被认为是必须的情况等之外，并不是必须的。另外，在上述各实施方式中，在提及实施方式的构成要素的个数、数值、量，范围等的数值的情况下，除了特别明确表示的情况以及原理上可知是特定的数的情况等之外，不限定于该特定的数。另外，在上述各实施方式中，在提及构成要素等的材质、形状、位置关系等时，除了特别明确表示的情况以及原理上被限定为特定的材质、形状、位置关系等的情况等之外，不限定于该材质、形状、位置关系等。