特開 2024-173188 輻射ヒータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024173188

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】輻射ヒータ

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/00 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

H05B3/00 310C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023091425

(22)【出願日】2023-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】入江 将嗣

【テーマコード（参考）】

3K058

【Ｆターム（参考）】

3K058AA94

3K058BA01

3K058CA02

3K058CA23

3K058CA62

3K058CB02

3K058CE05

3K058CE12

3K058CE19

3K058CE29

(57)【要約】

【課題】輻射ヒータを簡易な構成とする。
【解決手段】輻射ヒータ１０は、正温度係数特性を有する第１発熱体１１０と、前記第１発熱体の抵抗値を検出する検出部２００と、前記第１発熱体への通電を制御する制御部であって、前記第１発熱体の抵抗値に基づく前記第１発熱体の温度に応じて前記第１発熱体への通電のオン・オフを切り替える、制御部４００と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

輻射ヒータ（１０）であって、
正温度係数特性を有する第１発熱体（１１０）と、
前記第１発熱体の抵抗値を検出する検出部（２００）と、
前記第１発熱体への通電を制御する制御部であって、前記第１発熱体の抵抗値に基づく前記第１発熱体の温度に応じて前記第１発熱体への通電のオン・オフを切り替える、制御部（４００）と、
を備える輻射ヒータ。

【請求項2】

請求項１に記載の輻射ヒータであって、
前記第１発熱体は、抵抗変態点が６０度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いて前記第１発熱体が６０度以上であることを検出すると、前記第１発熱体への通電をオフする、
輻射ヒータ。

【請求項3】

請求項２に記載の輻射ヒータであって、
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（１１０ａ、１１０ｂ）から構成されている、
輻射ヒータ。

【請求項4】

請求項３に記載の輻射ヒータであって、
前記制御部は、
前記第１発熱体へ通電がオンになっている間に、前記第１発熱体の抵抗値に基づいて前記第１発熱体の温度があらかじめ設定された第１基準温度（Ｔ＿ｏｆｆ１１）以上であることを検出した場合、
および、
前記第１発熱体へ通電がオンになっている間に、前記第１発熱体の抵抗値に基づいて前記第１発熱体の温度があらかじめ設定された第２基準温度（Ｔ＿ｏｆｆ１２）以下であることを検出した場合に、
前記第１発熱体への通電をオフする、
輻射ヒータ。

【請求項5】

請求項４に記載の輻射ヒータであって、
第２フレキシブル基板（１５０）と、前記第２フレキシブル基板上に配置され、前記正温度係数特性を有する材料の層（１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ）から構成される第２発熱体（１４０）と、をさらに備え、
前記第１発熱体は、前記正温度係数特性を有する材料から形成された複数の第１要素（１１０ａ）を含み、
複数の前記第１要素は、前記第１フレキシブル基板上において直列に接続されており
前記第２発熱体は、前記正温度係数特性を有する材料から形成された複数の第２要素（１４０ａ）を含み、
複数の前記第２要素は、前記第２フレキシブル基板上において並列に接続されており、
前記検出部は、
前記第１発熱体を構成する複数の前記第１要素の直列合成抵抗値（Ｒｔ１）を検出し、
前記第２発熱体を構成する複数の前記第２要素の並列合成抵抗値（Ｒｔ２）を検出し、
前記制御部は、
前記直列合成抵抗値があらかじめ設定された第１基準値（Ｒ１１）以上である場合、および、前記並列合成抵抗値があらかじめ設定された第２基準値（Ｒ２２）以下である場合、前記第１発熱体および前記第２発熱体への通電をオフする、
輻射ヒータ。

【請求項6】

請求項５に記載の輻射ヒータであり、
前記第１発熱体を構成する複数の前記第１要素は、２以上の前記第１要素をそれぞれ含む２以上の第１要素グループに分けられ、
同一の前記第１要素グループに属する２以上の前記第１要素は直列に接続され、
異なる前記第１要素グループにそれぞれ属する２以上の前記第１要素は互いに接続されておらず、
前記第２発熱体を構成する複数の前記第２要素は、２以上の前記第２要素をそれぞれ含む２以上の第２要素グループに分けられ、
同一の前記第２要素グループに属する２以上の前記第２要素は並列に接続され、
異なる前記第２要素グループにそれぞれ属する２以上の前記第２要素は互いに接続されておらず、
前記検出部は、
前記第１要素グループそれぞれについて、前記第１要素グループに属する２以上の前記第１要素についての第１合成抵抗値を検出し、
前記第２要素グループそれぞれについて、前記第２要素グループに属する２以上の前記第２要素についての第２合成抵抗値を検出し、
前記制御部は、
検出された前記第１合成抵抗値を用いて、通電をオフする前記第１要素グループを特定し、特定した前記第１要素グループと、特定した前記第１要素グループと重なり合う位置に配置されている前記第２要素グループへの通電をオフし、
検出された前記第２合成抵抗値を用いて、通電をオフする前記第２要素グループを特定し、特定した前記第２要素グループと、特定した前記第２要素グループと重なり合う位置に配置されている前記第１要素グループへの通電をオフする
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。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、輻射熱を放射する輻射ヒータについての技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１８／０６１７０２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には、ヒータ本体部の温度変化を検出する温度センサが設けられ、サーミスタ等の温度センサにより検出された温度に基づいて、ヒータ本体部の温度が制御される輻射ヒータについて記載されている。

【0005】

また、安全の観点から人または物のヒータ本体部への接触を検出するため、人または物のヒータ本体部への接触を検出するため、サーミスタ等の温度センサを用いてヒータ本体部の温度を検出することがある。ヒータ本体部の全体の温度分布を検出する場合には、複数の温度センサを用意し、個々の温度センサから検出値を得る必要があった。よって、ヒータ本体部の全体の温度分布の変化を簡易な構成で検出できる技術が望まれていた。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一形態によれば、輻射ヒータ（１０）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、前記第１発熱体の抵抗値を検出する検出部（２００）と、前記第１発熱体への通電を制御する制御部であって、前記第１発熱体の抵抗値に基づく前記第１発熱体の温度に応じて前記第１発熱体への通電のオン・オフを切り替える、制御部（４００）と、を備える。

【0007】

上記形態によれば、正温度係数特性を有する第１発熱体の抵抗値に基づいて第１発熱体の温度を検出する。これにより、輻射ヒータに温度センサを別途設ける必要がない。よって、輻射ヒータを簡易な構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】輻射ヒータの配置例を示す説明図である。

【図2】輻射ヒータの概略構成を表すブロック図である。

【図3】ヒータ本体部の構成を表す説明図である。

【図4】温度の上昇時のヒータの制御についての説明図である。

【図5】温度の低下時のヒータの制御についての説明図である。

【図6】第２実施形態にかかるヒータ本体部の構成を表す説明図である。

【図7】他の実施形態１にかかるヒータ本体部の構成を表す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

Ａ．第１実施形態：
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。

【0011】

図３に示すように、ヒータ本体部１００は、第１発熱体１１０と、第１基板１２０とを備える。第１発熱体１１０は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータである。

【0012】

第１発熱体１１０は、一端に設けられた接点と他端に設けられた接点との間に電圧がかけられることにより通電されると発熱する。第１発熱体１１０は、正温度係数特性を有する材料により形成されている。このため、第１発熱体１１０の温度があらかじめ定められた抵抗変態点を超えるまで、第１発熱体１１０の抵抗値はほぼ一定である。第１発熱体１１０の温度が抵抗変態点を超えると、第１発熱体１１０の抵抗値は急激に上昇する。抵抗変態点は、第１発熱体１１０の抵抗値が急激に上昇する温度である。抵抗変態点はキュリー温度と一致する。第１発熱体１１０の抵抗値が急激に上昇するとは、抵抗変態点を超えた後の温度上昇による抵抗値の増加率が、抵抗変態点を超える前の温度上昇による抵抗値の増加率に比べて１０倍以上となることをいう。第１発熱体１１０の抵抗変態点は温度ＴＣ１である。第１発熱体１１０の抵抗変態点である温度ＴＣ１は、第１発熱体１１０を形成する材料に応じて定められる。例えば、第１発熱体１１０について温度ＴＣ１は１２０度に設定されている。

【0013】

第１基板１２０は、絶縁性材料で形成されたフレキシブル基板である。第１基板１２０は、フィルム状に形成されている。第１基板１２０の上側（＋Ｚ側）の面に第１発熱体１１０が配置される。第１基板１２０を第１フレキシブル基板ともよぶ。

【0014】

第１発熱体１１０は、複数の発熱部１１０ａおよび複数の接続部１１０ｂを含む。第１基板１２０上に導電性の粒子を含有したＰＴＣインクを印刷することにより、複数の発熱部１１０ａおよび複数の接続部１１０ｂが形成される。ＰＴＣインクは、例えば、導電性の材料と樹脂を含む有機質材料から構成される。導電性の材料は、例えば、カーボン、銀である。図３に示す例では、複数の発熱部１１０ａは帯状に形成されている。複数の発熱部１１０ａはＹ軸方向に沿って延びて配置されている。なお、発熱部１１０ａの形状は任意である。複数の発熱部１１０ａはＸ軸方向に沿って配列されている。接続部１１０ｂは隣り合う２つの発熱部１１０ａの端部をＹ軸上の同じ位置で接続する。

【0015】

第１発熱体１１０の一端に設けられた接点と他端に設けられた接点とはコネクタＣＮ１に接続されている。コネクタＣＮ１は、不図示の配線を介して、コントローラ５０が備える不図示のコネクタに接続される。このようにして、第１発熱体１１０は、コントローラ５０に電気的に接続される。複数の発熱部１１０ａが数珠つなぎで接続されているため、複数の抵抗が直列接続された回路とみなすことができる。このようにして、複数の発熱部１１０ａは直列に接続されている。ヒータ本体部１００は可撓性を有するシート状に構成されているため、ヒータ本体部１００の形状の自由度が高い。よって、ヒータ本体部１００は幅広い設置場所に対応して設置可能である。なお、ヒータ本体部１００が車両に設置された後、外部から力が加えられることにより、ヒータ本体部１００が変形させられることは想定していない。

【0016】

図２に示す、コントローラ５０は、検出部２００と、電源部３００と、制御部４００とを備える。検出部２００は、決められた時間間隔で第１発熱体１１０の抵抗値を検出する。検出部２００は、電流検出部２１０と、電圧検出部２２０とを備える。図２、図３においては図示していないが、第１発熱体１１０の一方の接点にシャント抵抗が直列に接続されている。シャント抵抗の抵抗値は既知である。電流検出部２１０は、ヒータ駆動部４１０からヒータ本体部１００に流れる電流量を検出する。電圧検出部２２０は、シャント抵抗の両端の電位差を検出する。また、電圧検出部２２０は、第１発熱体１１０の一方の接点と他方の接点との間の電位差を検出する。

【0017】

電源部３００は、車両に備えられている不図示のバッテリーから供給された電源の電圧を適宜変換して、電圧変換後の電源を後述するヒータ駆動部４１０に供給する。

【0018】

制御部４００は、ヒータ駆動部４１０と演算部４２０とを備える。

【0019】

ヒータ駆動部４１０は、電源部３００と第１発熱体１１０とを電気的に接続または切断するためのスイッチング素子を備える。ヒータ駆動部４１０は、演算部４２０から受ける指令に応じて第１発熱体１１０への通電のオン・オフを切り替える。また、ヒータ駆動部４１０は、第１発熱体１１０へ通電する際には、演算部４２０の演算処理により決定された出力電圧で第１発熱体１１０に電流を流す。

【0020】

演算部４２０は、プロセッサ、メモリを備えるマイクロコンピュータである。演算部４２０は、シャント抵抗の両端の電位差についての検出値とシャント抵抗の既知の抵抗値と基づいて第１発熱体１１０を流れる電流値を演算する。さらに、演算部４２０は、求めた電流値と、電圧検出部２２０により検出された接点Ｃ１と接点Ｃ２との間の電圧値と、に基づいて第１発熱体１１０の抵抗値を求める。演算部４２０は、第１発熱体１１０の抵抗値に基づいて第１発熱体１１０の温度を求める。例えば、演算部４２０は、例えば、あらかじめ用意されている第１発熱体１１０の抵抗値と、第１発熱体１１０の温度との対応関係を表す変換テーブルを用いて、第１発熱体１１０の温度を求める。

【0021】

演算部４２０は、第１発熱体１１０の抵抗値に基づく第１発熱体１１０の温度に応じて、第１発熱体１１０への通電のオン・オフをヒータ駆動部４１０を介して切り替える。また、第１発熱体１１０への通電をオンする際には、演算部４２０は、第１発熱体１１０の温度をあらかじめ設定された温度Ｔ＿ｎｏｒｍａｌに維持するための出力電圧を決定し、決定した出力電圧を指定する指令をヒータ駆動部４１０に出力する。温度Ｔ＿ｎｏｒｍａｌは、例えば、乗員ＶＰが十分な暖かさを得られる程度に、第１発熱体１１０が輻射熱を放射できる温度である。

【0022】

演算部４２０は、第１発熱体１１０への通電がオンになっており、温度上昇により、第１発熱体１１０の温度があらかじめ定められた温度Ｔ＿ｏｆｆ１１に達した場合に、第１発熱体１１０への通電をオフする指令をヒータ駆動部４１０に出力する。温度Ｔ＿ｏｆｆ１１は温度Ｔ＿ｎｏｒｍａｌより高い温度として設定されている。温度Ｔ＿ｏｆｆ１１は第１発熱体１１０が維持すべき温度の範囲の上限値である。温度Ｔ＿ｏｆｆ１１を第１基準温度ともよぶ。第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｏｆｆ１１以上となることは、第１発熱体１１０の温度が維持すべき温度の範囲から外れたことを意味する。温度Ｔ＿ｏｆｆ１１のときの第１発熱体１１０の抵抗値が抵抗値Ｒ１１であるとする。演算部４２０が備えるメモリには、第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｏｆｆ１１のときの第１発熱体１１０の抵抗値Ｒ１１の情報があらかじめ格納されている。演算部４２０は、第１発熱体１１０への通電がオンになっている間に第１発熱体１１０の抵抗値が抵抗値Ｒ１１以上となった場合に、第１発熱体１１０への通電をオフするための指令をヒータ駆動部４１０へ出す。この結果、第１発熱体１１０への通電がオフされる。

【0023】

例えば、第１発熱体１１０の温度の上昇は以下のような場合に生じる。第１発熱体１１０に断熱性の高い物質が接触して、接触している部分において熱がこもることがある。よって、第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｏｆｆ１１以上に上昇することがある。過昇温を抑制するため、演算部４２０は、第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｏｆｆ１１以上となると第１発熱体１１０への通電をオフする。

【0024】

図４に、第１発熱体１１０の温度が上昇した場合の演算部４２０による第１発熱体１１０への通電の制御の一例を示す。図４において、縦軸の「ヒータ温度」は第１発熱体１１０の温度を表し、横軸の「時間」は制御開始からの経過時間を表す。図４に示す例では、演算部４２０は、時刻Ｔ０に第１発熱体１１０への通電をオンしている。時刻Ｔ１に、第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｎｏｒｍａｌ以上となっている。時刻Ｔ２に、第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｏｆｆ１１に達している。演算部４２０は、第１発熱体１１０の抵抗値に基づいて第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｏｆｆ１１に達したことを検出する。このため、演算部４２０は、時刻Ｔ３に第１発熱体１１０への通電をオフする。時刻Ｔ１から時刻Ｔ３の間の温度の上昇は、例えば、第１発熱体１１０に断熱性の高い物質が接触して、接触している部分において熱がこもっていることを示す。その後、演算部４２０は、第１発熱体１１０の抵抗値に基づいて第１発熱体１１０の温度があらかじめ決められた温度以下に低下したことを検出すると、第１発熱体１１０への通電をオンする。もしくは、演算部４２０は、あらかじめ決められた時間が経過すると第１発熱体１１０への通電をオンする。図示する例では、時刻Ｔ４に第１発熱体１１０への通電がオンされている。

【0025】

さらに、演算部４２０は、第１発熱体１１０への通電がオンになっており、温度低下により、第１発熱体１１０の温度があらかじめ定められた温度Ｔ＿ｏｆｆ１２に達した場合に、第１発熱体１１０への通電をオフする指令をヒータ駆動部４１０に出力する。温度Ｔ＿ｏｆｆ１２は温度Ｔ＿ｎｏｒｍａｌより低い温度として設定されている。温度Ｔ＿ｏｆｆ１２は第１発熱体１１０が維持すべき温度の範囲の下限値である。温度Ｔ＿ｏｆｆ１２を第２基準温度ともよぶ。第１発熱体１１０が温度Ｔ＿ｏｆｆ１２以下となることは、第１発熱体１１０の温度が維持すべき温度の範囲から外れたことを意味する。温度Ｔ＿ｏｆｆ１２のときの第１発熱体１１０の抵抗値が抵抗値Ｒ１２であるとする。演算部４２０が備えるメモリには、第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｏｆｆ１２のときの第１発熱体１１０の抵抗値Ｒ１２の情報があらかじめ格納されている。演算部４２０は、第１発熱体１１０への通電がオンになっている間に第１発熱体１１０の抵抗値が抵抗値Ｒ１２以下となった場合に、第１発熱体１１０への通電をオフするための指令をヒータ駆動部４１０へ出す。この結果、第１発熱体１１０への通電がオフされる。

【0026】

例えば、第１発熱体１１０の温度の低下は以下のような場合に生じる。第１発熱体１１０に人の身体の一部が接触することにより吸熱が起こることがある。よって、第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｏｆｆ１２以下に低下することがある。乗員ＶＰの保護のため、演算部４２０は、第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｏｆｆ１２以下となると第１発熱体１１０への通電をオフする。

【0027】

図５に、第１発熱体１１０の温度が低下した場合の演算部４２０による第１発熱体１１０への通電の制御の一例を示す。図５に示す例では、温度低下により、時刻Ｔ５に、第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｏｆｆ１２に達している。演算部４２０は、第１発熱体１１０の抵抗値に基づいて第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｏｆｆ１２に達したことを検出する。このため、演算部４２０は、時刻Ｔ６に第１発熱体１１０への通電をオフする。その度、演算部４２０は、第１発熱体１１０の抵抗値に基づいて第１発熱体１１０の温度があらかじめ決められた温度以下に低下したことを検出すると第１発熱体１１０への通電をオンする。もしくは、演算部４２０は、あらかじめ決められた時間が経過すると第１発熱体１１０への通電をオンする。

【0028】

本実施形態においては、演算部４２０が、正温度係数特性を有する第１発熱体１１０の抵抗値に基づいて第１発熱体１１０の温度を検出する。これにより、輻射ヒータ１０に、温度センサを別途設ける必要がない。よって、輻射ヒータ１０を簡易な構成とすることができる。

【0029】

また、本実施形態においては、例えば、第１発熱体１１０に断熱性の高い物質が接触することにより第１発熱体１１０の温度が上昇したことを容易に検出できる。第１発熱体１１０の温度に応じて、第１発熱体１１０の過昇温を抑制するために第１発熱体１１０への通電をオフすることができる。また、例えば、第１発熱体１１０に人の身体の一部が接触して生じる吸熱により、第１発熱体１１０の温度が低下したことを容易に検出できる。よって、火傷の発生を防止するため第１発熱体１１０への通電をオフすることができる。

【0030】

Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態においては、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。第１実施形態においては、第１発熱体１１０の抵抗値に基づいて、輻射ヒータ１０の温度の上昇および低下を検出した。しかしながら、第１発熱体１１０においては、第１発熱体１１０の抵抗値に基づいて温度の低下を検出する精度が高くない。詳細については後述するが、第１発熱体１１０において複数の発熱部１１０ａが直列に接続されているためである。発熱部１１０ａを第１要素ともよぶ。

【0031】

図６に示すように、第２実施形態において、ヒータ本体部１００は、第１発熱体１１０と、第１基板１２０と、電気配線１３０と、第２発熱体１４０と、第２基板１５０とを備える。第１発熱体１１０の構成は第１実施形態と同様である。

【0032】

電気配線１３０は、電源部３００（図２を参照）から供給される電源を第１発熱体１１０および第２発熱体１４０に供給するための配線である。電気配線１３０は、導電性材料でフィルム状に形成されている。電気配線１３０は、第１基板１２０の下側（－Ｚ側）の面に接して配置される。電気配線１３０には、コネクタＣＮ２が設けられている。コネクタＣＮ２は、不図示の配線を介して、コントローラ５０が備える不図示のコネクタに接続される。

【0033】

第１発熱体１１０の一端に設けられた接点Ｃ１は、第１基板１２０に形成されたスルーホールを解して電気配線１３０に接続されている。第１発熱体１１０の他端に設けられた接点Ｃ２は、第１基板１２０に形成されたスルーホールを解して電気配線１３０に接続されている。なお、電気配線１３０の第１基板１２０に対向する面の、接点Ｃ１に接する部分および接点Ｃ２に接する部分を除く範囲には絶縁性材料で絶縁膜が形成されている。

【0034】

第２発熱体１４０は通電されると発熱する。第２発熱体１４０は、第１発熱体１１０と同様に、正温度係数特性を有する材料により構成されている。このため、第２発熱体１４０の温度があらかじめ定められた第２発熱体１４０についての抵抗変態点を超えるまで、第２発熱体１４０の抵抗値はほぼ一定である。第２発熱体１４０の温度が抵抗変態点を超えると、第２発熱体１４０の抵抗値は急激に上昇する。第２発熱体１４０の抵抗変態点は温度ＴＣ２である。第２発熱体１４０の抵抗変態点である温度ＴＣ２は、第２発熱体１４０を形成する材料に応じて定められる。例えば、第２発熱体１４０についての温度ＴＣ２は、第１発熱体１１０についての温度ＴＣ１と同様に、１２０度に設定されている。

【0035】

第２基板１５０は、第１基板１２０と同様に、絶縁性材料で形成されたフレキシブル基板である。第２基板１５０は、電気配線１３０の下側（－Ｚ側）の面に接して配置される。第２基板１５０の上側（＋Ｚ側）の面に第２発熱体１４０が配置される。第２基板１５０を第２フレキシブル基板ともよぶ。

【0036】

第２発熱体１４０は、複数の発熱部１４０ａ、複数の接続部１４０ｂ、および、第２接続部１４０ｃを含む。発熱部１４０ａを第２要素ともよぶ。第２基板１５０上に導電性の粒子を含有したＰＴＣインクを印刷することにより、複数の発熱部１４０ａが形成される。複数の接続部１４０ｂ、および、第２接続部１４０ｃは銅線で形成される。銅は、ＰＴＣより抵抗温度係数が低い。図４に示す例では、複数の発熱部１４０ａは矩形状に形成されている。なお、発熱部１４０ａの形状は任意である。接続部１４０ｂは、Ｘ軸方向に沿って延びて配置されている。接続部１４０ｂは、Ｘ軸方向に沿って配置されている７つの発熱部１４０ａをひとつにまとめて接続する。１つにまとめられた７つの発熱部１４０ａを発熱部群という。第２基板１５０上には、６つの発熱部群がＹ軸方向に沿って配列されている。第２接続部１４０ｃはＹ軸方向に沿って伸びて配置されている。第２接続部１４０ｃは、接続部１４０ｂそれぞれの－Ｘ側の端部を接続する。よって、６つの発熱部群が接続される。

【0037】

第２接続部１４０ｃの一端に設けられた接点Ｃ３は電気配線１３０に接続されている。各発熱部１４０ａも電気配線１３０に接続されている。なお、電気配線１３０の第２基板１５０に対向する面の、接点Ｃ３および各発熱部１４０ａに接する部分を除く範囲には、絶縁性材料で絶縁膜が形成されている。よって、接点Ｃ３および各発熱部１４０ａが、電気配線１３０に電気的に接続されている。各発熱部１４０ａが電気配線１３０に電気的に接続されているため、複数の抵抗が並列接続された回路とみなすことができる。このようにして、複数の発熱部１４０ａは並列に接続されている。

【0038】

本実施形態において、検出部２００（図２を参照）は、第１発熱体１１０の抵抗値に加え、第２発熱体１４０の抵抗値を検出する。検出部２００は、決められた時間間隔で、第１発熱体１１０の抵抗値と第２発熱体１４０の抵抗値とをそれぞれ検出する。抵抗値の検出の方法は、第１実施形態と同様である。検出部２００は、第１発熱体１１０の抵抗値と第２発熱体１４０の抵抗値とをそれぞれ検出するために必要な構成を備えているものとする。

【0039】

演算部４２０は、第１発熱体１１０または第２発熱体１４０の温度に応じて、第１発熱体１１０および第２発熱体１４０への通電のオン・オフを、ヒータ駆動部４１０を介して切り替える。

【0040】

本実施形態においては、演算部４２０は、第１発熱体１１０の抵抗値に基づいて輻射ヒータ１０の温度の上昇を検出する。さらに、演算部４２０は、第２発熱体１４０の抵抗値に基づいて輻射ヒータ１０の温度の低下を検出する。

【0041】

演算部４２０は、温度上昇により、第１発熱体１１０の温度があらかじめ定められた温度Ｔ＿ｏｆｆ１１に達した場合に、電気配線１３０への通電をオフする指令をヒータ駆動部４１０に出力する。温度Ｔ＿ｏｆｆ１１は温度Ｔ＿ｎｏｒｍａｌより高い温度として設定されている。温度Ｔ＿ｏｆｆ１１は第１発熱体１１０が維持すべき温度の範囲の上限値である。第１発熱体１１０の温度が温度Ｔ＿ｏｆｆ１１以上となることは、第１発熱体１１０の温度が維持すべき温度の範囲から外れたことを意味する。温度Ｔ＿ｏｆｆ１１のときの第１発熱体１１０の抵抗値が抵抗値Ｒ１１であるとする。演算部４２０が備えるメモリには抵抗値Ｒ１１の情報があらかじめ格納されている。抵抗値Ｒ１１を第１基準値ともよぶ。演算部４２０は、第１発熱体１１０および第２発熱体１４０への通電がオンになっている間に検出された第１発熱体１１０の抵抗値が抵抗値Ｒ１１以上である場合に、電気配線１３０への通電をオフするための指令をヒータ駆動部４１０へ出す。この結果、第１発熱体１１０および第２発熱体１４０への通電がオフされる。

【0042】

また、演算部４２０は、温度低下により、第２発熱体１４０の温度があらかじめ定められた温度Ｔ＿ｏｆｆ２２に達した場合に、電気配線１３０への通電をオフする指令をヒータ駆動部４１０に出力する。温度Ｔ＿ｏｆｆ２２は、温度Ｔ＿ｎｏｒｍａｌより低い温度として設定されている。温度Ｔ＿ｏｆｆ２２は、第２発熱体１４０が維持すべき温度の範囲の下限値である。第２発熱体１４０が温度Ｔ＿ｏｆｆ２２以下となることは、第２発熱体１４０の温度が維持すべき温度の範囲から外れたことを意味する。温度Ｔ＿ｏｆｆ２２のときの第２発熱体１４０の抵抗値が抵抗値Ｒ２２であるとする。演算部４２０が備えるメモリには抵抗値Ｒ２２の情報があらかじめ格納されている。抵抗値Ｒ２２を第２基準値ともよぶ。演算部４２０は、第１発熱体１１０および第２発熱体１４０への通電がオンになっている間に検出された第２発熱体１４０の抵抗値が抵抗値Ｒ２２以下である場合に、電気配線１３０への通電をオフするための指令をヒータ駆動部４１０へ出す。この結果、第１発熱体１１０および第２発熱体１４０への通電がオフされる。

【0043】

以下、第１発熱体１１０の抵抗値に基づいて輻射ヒータ１０の温度の上昇を検出し、第２発熱体１４０の抵抗値に基づいて輻射ヒータ１０の温度の低下を検出する理由を説明する。

【0044】

検出部２００が出力する第１発熱体１１０の抵抗値は、直列に接続された複数の発熱部１１０ａと、複数の接続部１１０ｂとの合成抵抗である。本実施形態においては、技術の理解を容易にするため、接続部１１０ｂの抵抗値については考慮しない。直列に接続された複数の発熱部１１０ａの合成抵抗Ｒｔ１を第１発熱体１１０の抵抗値として扱う。合成抵抗Ｒｔ１を直列合成抵抗値ともよぶ。

【0045】

温度ＴＣ２１であるときに、各発熱部１１０ａの抵抗値がＲｓ［Ω］であるとする。第１発熱体１１０が１００個の発熱部１１０ａを含むとする。温度ＴＣ２１であるときの１００個の発熱部１１０ａの合成抵抗Ｒｔ１は１００Ｒｓ［Ω］である。例えば、第１発熱体１１０を構成する１００個の発熱部１１０ａのうち、１つの発熱部１１０ａに断熱性の高い物質が接触したとする。この結果、その発熱部１１０ａの温度が上昇し、その発熱部１１０ａの抵抗値がもとの抵抗値の１０倍の１０Ｒｓ［Ω］に増加したとする。残りの９９個の発熱部１１０ａの抵抗値は変化していないものとする。この場合、１００個の発熱部１１０ａの合成抵抗Ｒｔ１を求める式は、Ｒｔ１＝９９Ｒｓ＋１０Ｒｓ＝１０９Ｒｓとなる。温度上昇後の合成抵抗Ｒｔ１は、１０９Ｒｓ［Ω］となる。温度の上昇前に比べ、合成抵抗Ｒｔ１の値が９パーセント増加している。

【0046】

また、検出部２００が出力する第２発熱体１４０の抵抗値は、並列に接続された複数の発熱部１４０ａと、複数の接続部１４０ｂと、第２接続部１４０ｃとの合成抵抗である。本実施形態においては、技術の理解を容易にするため、接続部１４０ｂおよび第２接続部１０４ｃの抵抗値については考慮しない。並列に接続された複数の発熱部１４０ａの合成抵抗Ｒｔ２を第２発熱体１４０の抵抗値として扱う。合成抵抗Ｒｔ２を並列合成抵抗値ともよぶ。

【0047】

温度ＴＣ２２であるときに、各発熱部１４０ａの抵抗値が１００Ｒｐ［Ω］であるとする。第２発熱体１４０が１００個の発熱部１１０ａを含むとする。１００個の発熱部１４０ａの合成抵抗Ｒｔ２の逆数は、１００個の発熱部１４０ａの抵抗の逆数の和で求められる。よって、温度ＴＣ２２であるときの１００個の発熱部１４０ａの合成抵抗Ｒｔ２はＲｐ［Ω］である。例えば、第２発熱体１４０を構成する１００個の発熱部１４０ａのうち、１つの発熱部１４０ａに人の身体の一部が接触することにより、吸熱が起こったとする。この結果、その発熱部１１０ａの温度が低下し、その発熱部１４０ａの抵抗値がもとの抵抗値の１／１０の１０Ｒｐ［Ω］に減少したとする。残りの９９個の発熱部１４０ａの抵抗値は変化していないものとする。この場合、１００個の発熱部１４０ａの合成抵抗Ｒｔ２は、Ｒｔ２＝１／［｛９９／（１００Ｒｐ）｝＋｛１／（１０Ｒｐ）｝］と求められる。温度低下後の合成抵抗Ｒｔ２は、０．９１Ｒｐ［Ω］となる。温度の低下前に比べ、合成抵抗Ｒｔ２の値が９パーセント低下している。

【0048】

比較のため、温度の低下を第１発熱体１１０の合成抵抗を用いて検出する例を説明する。温度ＴＣ１１であるときに、各発熱部１１０ａの抵抗値がＲｓ［Ω］であるとする。１００個の発熱部１１０ａの合成抵抗Ｒｔ１は１００Ｒｓ［Ω］である。１つの発熱部１１０ａの温度が低下し、その発熱部１１０ａの抵抗値がもとの抵抗値の１／１０の１／１０Ｒｓ［Ω］に減少したとする。残りの９９個の発熱部１１０ａの抵抗値は変化していないものとする。この場合、１００個の発熱部１１０ａの合成抵抗を求める式は、Ｒｔ１＝９９Ｒｓ＋０．１Ｒｓ＝９９．１Ｒｓとなる。合成抵抗は、９９．１Ｒｓ［Ω］となる。温度の低下前に比べ、合成抵抗の値が、０．９パーセント低下している。

【0049】

このように、温度が低下した場合については、複数の発熱部１４０ａが並列に接続されている第２発熱体１４０についての合成抵抗Ｒｔ２の方が、複数の発熱部１１０ａが直列に接続されている第１発熱体１１０についての合成抵抗Ｒｔ１より、変化の度合いが大きい。これは、正温度係数特性を有する材料における抵抗温度特性が非線形であり、温度上昇による抵抗変化の度合いに比べて温度低下による抵抗変化の度合いが小さいためである。並列に接続されている複数の発熱部１４０ａの合成抵抗Ｒｔ２は、各発熱部１４０ａの抵抗値の逆数を用いて求めるため、直列に接続されている複数の発熱部１１０ａの合成抵抗Ｒｔ１を用いる態様にくらべて、微少な抵抗変化を検出しやすい。このため、本実施形態においては、第２発熱体１４０についての合成抵抗値を用いて温度の低下を検出する。よって、発熱体の温度の低下を容易に検出できる。

【0050】

Ｃ．他の実施形態：
Ｃ１．他の実施形態１：
また、ヒータ本体部１００全体を複数の区画に分け、区画した単位でヒータのオン・オフを切り替えてもよい。

【0051】

図７に示すように、第１発熱体１１０を構成する複数の発熱部１１０ａが２以上のグループに分けられる。図７に示す例では、第１発熱体１１０を構成する複数の発熱部１１０ａがグループＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１３の４つのグループに分けられている。各グループには２以上の発熱部１１０ａが含まれる。同一のグループに属する発熱部１１０ａは直列に接続されている。異なるグループに属する２以上の発熱部１１０ａは互いに接続されていない。

【0052】

また、第２発熱体１４０を構成する複数の発熱部１４０ａが２以上のグループに分けられる。図７に示す例では、第２発熱体１４０を構成する複数の発熱部１４０ａがグループＧ２１，Ｇ２２，Ｇ２３，Ｇ２３の４つのグループに分けられている。各グループには２以上の発熱部１４０ａが含まれている。同一のグループに属する発熱部１４０ａは並列に接続されている。異なるグループに属する２以上の発熱部１４０ａは互いに接続されていない。

【0053】

また、電気配線１３０のコネクタの図示は省略しているが、他の実施形態１においては、グループ単位で通電のオン・オフを切り替えることができるように、第１発熱体１１０および第２発熱体１４０と、電気配線１３０との電気的な接続が構成されている。ただし、対応する第１発熱体１１０についてのグループと第２発熱体１４０についての２つのグループとは、同時に通電がオンまたはオフされる。対応する第１発熱体１１０についてのグループと第２発熱体１４０についてのグループとは、第１基板１２０と、電気配線１３０と、第２基板１５０とが重ねられた状態で、上方から（－Ｚ方向に）ヒータ本体部１００を見たときに、重なり合う位置に配置されている２つのグループである。図７に示す例では、グループＧ１１とグループＧ２１とが対応する。グループＧ１２とグループＧ２２とが対応する。グループＧ１３とグループＧ２３とが対応する。グループＧ１４とグループＧ２４とが対応する。

【0054】

検出部２００は、第１発熱体１１０におけるグループ（第１要素グループ）ごとの合成抵抗値（第１合成抵抗値）を検出する。検出されるのは、第１発熱体１１０における各グループに属する発熱部１１０ａと接続部１１０ｂとの合成抵抗値である。また、検出部２００は、第２発熱体１４０におけるグループ（第２要素グループ）ごとに合成抵抗値（第２合成抵抗値）を検出する。検出されるのは、第２発熱体１４０における各グループに属する発熱部１４０ａ、接続部１４０ｂ、および、第２接続部１４０ｃの合成抵抗値である。電流検出部２１０は、グループ単位で電流量を検出でき、電圧検出部２２０は、グループ単位で電圧を検出できる構成を備えるものとする。

【0055】

制御部４００は、検出された第１発熱体１１０におけるグループごとの第１合成抵抗値を用いて、通電をオフする第１発熱体１１０におけるグループを特定する。具体的には、第１合成抵抗値があらかじめ決められた第１閾値以上であるグループが、通電をオフする対象として特定される。第１合成抵抗値が第１閾値以上となることは、そのグループの温度が維持すべき温度の範囲から外れたことを意味する。制御部４００は、特定した第１発熱体１１０におけるグループに属する発熱部１１０ａと、対応する第２発熱体１４０におけるグループに属する発熱部１１０ａとへの通電をオフする。

【0056】

また、制御部４００は、検出された第２発熱体１４０におけるグループごとの第２合成抵抗値を用いて、通電をオフする第２発熱体１４０におけるグループを特定する。具体的には、第２合成抵抗値があらかじめ決められた第２閾値以下であるグループが、通電をオフする対象として特定される。第２合成抵抗値が第２閾値以下となることは、そのグループの温度が維持すべき温度の範囲から外れたことを意味する。制御部４００は、特定した第２発熱体１４０におけるグループに属する発熱部１４０ａと、対応する第１発熱体１１０におけるグループに属する発熱部１１０ａへの通電をオフする。

【0057】

グループごとに通電のオン・オフを切り替えるので、断熱性が高い物体が接触している部位に重なる位置に存在する発熱部１１０ａ等が属する第１発熱体１１０のグループと、対応する第２発熱体１４０のグループとへの通電をオフし、他のグループについては引き続き通電を継続できる。また、人の身体の一部が接触している部位に重なる位置に存在する発熱部１１０ａ等が属する第１発熱体１１０のグループと、対応する第２発熱体１４０のグループへの通電をオフし、他のグループについては引き続き通電を継続できる。よって、第１発熱体１１０および第２発熱体１４０の全体が停止してしまうことを防止できるので、快適性を向上できる。

【0058】

Ｃ２．他の実施形態２：
第１実施形態においては、第１発熱体１１０の抵抗値が急激に変化する温度ＴＣ１が１２０度に設定される例を説明した。あるいは、第１発熱体１１０の抵抗値が急激に変化する温度ＴＣ１が６０度に設定されてもよい。第１実施形態で説明したように、制御部４００は、第１発熱体１１０の抵抗値に基づいて第１発熱体１１０の温度が６０度以上であることを容易に検出でき、第１発熱体１１０への通電をオフすることができる。第１発熱体１１０の温度が、接触により瞬時に火傷が生じる温度である６０度以上となった場合に、第１発熱体１１０への通電がオフされることにより、第１発熱体１１０に人の身体の一部が触れて、火傷してしまうことを防止できる。

【0059】

また、第２実施形態にかかる構成においても、第１発熱体１１０についての温度ＴＣ１および第２発熱体１４０についての温度ＴＣ２を６０度に設定してもよい。この場合も、制御部４００は、温度が６０度以上となったことを容易に検出でき、第１発熱体１１０および第２発熱体１４０への通電をオフすることができる。よって、火傷の発生を防止できる。

【0060】

Ｃ３．他の実施形態３：
第１実施形態、第２実施形態においては、検出された第１発熱体１１０および第２発熱体１４０の抵抗値が、第１発熱体１１０および第２発熱体１４０の温度が維持すべき温度の範囲から外れたことを示す場合に、第１発熱体１１０および第２発熱体１４０への通電をオフする例を説明した。あるいは、第１発熱体１１０および第２発熱体１４０の抵抗値単位時間当たりの変化量が閾値以上である場合に、第１発熱体１１０および第２発熱体１４０への通電をオフしてもよい。

【0061】

Ｃ４．他の実施形態４：
第１実施形態においては第１基板１２０がフレキシブル基板である例を説明した。しかしながら、第１基板１２０はリジッド基板であってもよい。第２基板１５０もリジッド基板であってもよい。また、配線はフィルム状に形成されていなくてもよい。

【0062】

Ｃ５．他の実施形態５：
輻射ヒータ１０においては、第１発熱体１１０の温度があらかじめ設定された温度Ｔ＿ｏｆｆ１１以上であることを検出した場合にのみ、通電がオフされてもよい。第１発熱体１１０の温度があらかじめ設定された温度Ｔ＿ｏｆｆ１２以下である場合には、通電が継続されてもよい。この場合、例えば、人の身体の一部が、第１発熱体１１０に触れないように、第１発熱体１１０を覆う保護部材が設けられてもよい。保護部材は、金属あるいは樹脂により形成されたメッシュ状の板状部材であってもよい。

【0063】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0064】

１０…輻射ヒータ、１００…ヒータ本体部、１１０…第１発熱体、１１０ａ…発熱部、１１０ｂ…接続部、１２０…第１基板、１３０…電気配線、１４０…第２発熱体、１４０ａ…発熱部、１４０ｂ…接続部、１４０ｃ…第２接続部、１５０…第２基板、２００…検出部、３００…電源部、４００…制御部、４１０…ヒータ駆動部、４２０…演算部、Ｒｔ１…合成抵抗、Ｒｔ２…合成抵抗、Ｔ＿ｏｆｆ１１…温度、Ｔ＿ｏｆｆ２２…温度、ＴＣ１…温度、ＴＣ２…温度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】