JP2000320848A

JP2000320848A - 採暖具

Info

Publication number: JP2000320848A
Application number: JP11132247A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ogino; 弘之荻野; Katsuhiko Yamamoto; 克彦山本; Takeshi Nagai; 彪長井; Masahiko Ito; 雅彦伊藤; Yuko Fujii; 優子藤井; Satoshi Arima; 聡有馬; Kazuyuki Obara; 和幸小原; Takahiko Yamakita; 隆彦山北; Masaatsu Inoue; 雅篤井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のこの種の採暖具は、採暖時に通電を抑
え、非採暖時に通電が高まるという課題があった。【解決手段】発熱手段１０及び温度検知手段１１とシ
ート状の熱伝導手段１３との間に所定の距離を有して断
熱性・圧縮変形性を有する基材１４を設け、基材１４に
配設された感圧手段１２の出力信号に基づき発熱手段１
０の通電を制御する構成としたので、使用者が採暖する
際にはより暖かく、採暖していない時は無駄な電力消費
を抑えることができ、省エネルギー効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気カーペット
や、電気毛布、電気座布団、床暖房器具等の採暖具に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の採暖具は、例えば図１６に
示すようにコード状のチュービングヒータよりなる発熱
線１と発熱線１に沿って配された温度検知線２をニード
ルパンチフェルト（繊維の綿）の断熱材３上に面状に配
線し、その上に熱接着シート４、表面材５を順次配置
し、上から熱プレスによって熱接着シート４を溶かしつ
つ圧着して断熱材３と表面材５を接着し発熱線１と温度
検知線２を断熱材３と表面材５の間に固定した後、外周
部を糸でオーバーロックすることで本体６を構成してい
る。また、採暖具の通電を制御するための制御回路７が
本体６に接続されて構成されている。採暖具上には汚れ
防止やインテリアとしてのカバーを使用する。尚、熱接
着シート４にはアルミ均熱板８がラミネートされて構成
されたものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の採暖
具では、使用者が採暖具に着座すると、着座面は使用者
自身により保温され温度上昇をきたす。着座面に配され
ている温度検知線２は着座面の温度上昇を検知し、電気
信号により制御回路７を介して採暖具の温度を下げるよ
うに制御する。本来採暖具にあっては、使用者が採暖す
る際にはより暖かく、採暖していない時は無駄な電力消
費を防ぐため通電を抑えることが理想であるが、従来の
構成では採暖時に通電を抑え、非採暖時に通電が高まる
という矛盾を有していた。

【０００４】また、従来の構成でアルミ均熱板８を有す
るものがあるが、アルミ均熱板８の使用目的がその名の
通り均熱効果を期待するため、発熱線１に接触して構成
されてきた。しかし、この構成とすることで均熱効果は
得られるものの、放熱効果も付加されるため、消費電力
が増大するという課題を有していた。

【０００５】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、採暖する際にはより暖かく、採暖していな
い時は無駄な電力消費を抑える採暖具を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、発熱手段及び温度検知手段と熱伝導手段の
間に所定の距離を有して設けられ断熱性・圧縮変形性を
有する基材と、感圧手段の出力信号に基づき本体上面へ
の使用者の積載・非積載を検知して発熱手段への通電を
制御する制御手段を備えたものである。基材と熱伝導手
段によって、本体上面への使用者の積載があると基材は
圧縮されて熱伝導率が高まり使用者積載面下及びその周
辺の本体の熱が熱伝導手段を介して使用者に移動する。
このように本体の広範囲の熱が使用者に移動すること
で、本体の温度は低下する。本体の温度が低下すると、
温度検知手段は温度低下を検知し、制御手段を介して発
熱手段への通電率を高めるなどの手段により発熱量を高
くするように制御する。本体上面への使用者の積載がな
いと基材は断熱材として作用する。また、感圧手段の出
力信号に基づき本体上面への使用者の積載・非積載を検
知して発熱手段への通電を制御するので、本体上面で使
用者が非積載ならば発熱手段への通電は行わない。上記
作用により、使用者が採暖する際にはより暖かく、採暖
していない時は無駄な電力消費を抑える、理想の採暖具
を提供することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決するために請求
項１の発明は、発熱手段及び温度検知手段と熱伝導手段
の間に所定の距離を有して設けられ断熱性・圧縮変形性
を有する基材と、感圧手段の出力信号に基づき本体上面
への使用者の積載・非積載を検知して発熱手段への通電
を制御する制御手段を備えたものである。基材と熱伝導
手段によって、本体上面への使用者の積載があると基材
は圧縮されて熱伝導率が高まり使用者積載面下及びその
周辺の本体の熱が熱伝導手段を介して使用者に移動す
る。このように本体の広範囲の熱が使用者に移動するこ
とで、本体の温度は低下する。本体の温度が低下する
と、温度検知手段は温度低下を検知し、制御手段を介し
て発熱手段への通電率を高めるなどの手段により発熱量
を高くするように制御する。本体上面への使用者の積載
がないと基材は断熱材として作用する。また、感圧手段
の出力信号に基づき本体上面への使用者の積載・非積載
を検知して発熱手段への通電を制御するので、本体上面
で使用者が非積載ならば発熱手段への通電は行わない。
上記作用により、使用者が採暖する際にはより暖かく、
採暖していない時は無駄な電力消費を抑え節電できる、
理想の採暖具を提供することができる。

【０００８】また請求項２の発明は、感圧手段がゴム弾
性体の有機基材に圧電セラミックの焼結粉体を混合して
成型し分極処理して構成した圧電センサであり、一般に
使用されるポリフッ化ビニリデン等の有機ポリマー材料
からなる圧電センサよりも高温耐久性が向上する。

【０００９】また請求項３の発明は、熱伝導手段の下部
に、本体上面への使用者の積載がある際に感圧手段の変
形量を増幅し、かつ、本体が設置された床面への熱移動
を抑制することが可能な圧縮変形性を有した断熱層を備
えたもので、感圧手段の感度が向上し、かつ、断熱性の
よい採暖具が実現できる。

【００１０】また請求項４の発明は、感圧手段の出力信
号から本体上面での使用者の動作に基づく出力信号を検
出して発熱手段への通電を制御するよう構成し、人と人
以外の物体とを区別して人体検知を行って発熱手段への
通電を制御するので、誤検知がなく不要な通電がない。

【００１１】また請求項５の発明は、制御手段が感圧手
段の出力信号に基づき使用者の積載を検出すると発熱手
段を所定時間高温で制御する高温制御モードを有したも
ので、速暖性が向上する。また請求項６の発明は、室
温が所定温度以下ならば高温制御モードで制御を行うよ
う構成したもので、使い勝手がよい。

【００１２】また請求項７の発明は、本体が複数の採暖
部に分割されて各採暖部毎に使用者の積載・非積載を検
知して通電を制御するので、使い方に応じてさらにきめ
細かく節電ができる。

【００１３】また請求項８の発明は、本体が複数の採暖
部に分割されていても感圧手段は１つのみで発熱手段を
制御できるよう採暖選択部を有した構成で、複数の採暖
部にそれぞれ感圧手段を設ける必要が無く合理化が図れ
る。

【００１４】さらに請求項９の発明は、制御手段が感圧
手段の出力信号から本体上面での使用者の心拍・呼吸に
基づく体動成分を検出して発熱手段への通電を制御する
よう構成したもので、使用者の積載・非積載を検出する
精度が向上する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１から図１
５を参照して説明する。

【００１６】（実施例１）実施例１の発明を図１から図
６を参照して説明する。

【００１７】図１は本発明の実施例１の採暖具の外観
図、図２は図１のＸＸ′位置における断面構成図であ
る。表面材９の裏面側には線状の発熱手段１０、温度検
知手段１１が所定のパターンで面状に配設されている。
また温度検知手段１１は発熱手段１０に近接するよう設
けられている。１２は感圧手段でケーブル状の圧電セン
サからなる。感圧手段１２も所定のパターンで表面材９
の裏面側に面状に配設されている。尚、感圧手段１２の
配設パターンは熱の影響や不要な変形を受けないよう発
熱手段１０及び温度検知手段１１と交差しないように配
設するのが望ましい。１３はシート状の熱伝導手段であ
る。熱伝導手段１３と発熱手段１０、温度検知手段１１
及び感圧手段１２との間にはポリウレタン等の軟質発泡
樹脂などからなる基材１４を設け、さらに熱伝導手段１
３の下部にも所定の厚みでポリウレタン等の軟質発泡樹
脂などからなる断熱層１５を設けて本体１６を構成して
いる。１７は本体１６の温度制御を司る制御手段であ
り、温度検知手段１１と感圧手段１２からの信号により
発熱手段１０の通電を制御するものである。１８は室温
を検知する室温検知部である。発熱手段１０、温度検知
手段１１及び感圧手段１２と熱伝導手段１３とは所定の
距離を有して配設している。

【００１８】熱伝導手段１３はアルミシートを用いて構
成されている。アルミシートの厚みは５μmから１００
μm構成されている。また、アルミシートの両面または
片面にはポリエチレン、またはポリエステル、またはポ
リプロピレン等の補強シートがラミネート構成されてい
る。熱伝導手段１３としてアルミシートを用いること
で、高い熱伝導性を低コストで実現できる。但し性能を
確保するためには、厚みとして最低でも５μm以上を確
保する必要がある。また構成材として柔軟性を確保する
ためには逆に厚みとして１００μm以内とすることが望
ましい。また、折り曲げ耐久性を確保するためには、ア
ルミシートの両面または片面に補強シートを構成するこ
とで、繰り返し荷重でアルミシートが分断されることを
防止することができる。

【００１９】基材１４と断熱層１５とは同一部材を使用
してもよいが、基材１４よりも断熱層１５の厚みを大き
くしたり、基材１４よりも断熱性の高い部材を断熱層１
５に使用してもよい。また、断熱層１５よりも基材１４
の圧縮性を高くしてもよい。

【００２０】図３は感圧手段１２の断面構成図である。
図３に示すように感圧手段１２は中心電極１９の回りに
同軸状に圧電材２０、外側電極２１、保護用の被覆層２
２を積層して成形し、分極処理して構成した圧電センサ
である。圧電材２０はゴム弾性体の有機基材に圧電セラ
ミックの焼結粉体を混合したものである。ゴム弾性体と
しては例えば塩素化ポリエチレンを用い、圧電セラミッ
クとしてはチタン酸ジルコン酸鉛の焼結粉体を用いる。
この焼結粉体の粒径は１０〜３００μmである。塩素化
ポリエチレン１００に対してチタン酸ジルコン酸鉛の焼
結粉体１５００重量部を均一に分散するようにロールに
て十分混合し、プレス加工機により所定厚みに成形後、
ペレット化し、押出機によりチュービング加工して中心
電極１９、外側電極２１、被覆層２２と共に同軸状に成
形し、所定電圧で分極処理を行う。外側電極２１は信号
導出用の接地側電極で電気的なシールドの役割も有す
る。同軸ケーブル状の圧電センサであるので、図１のよ
うに本体１６に配設する際には蛇行して容易に配設可能
であり、折り曲げをする必要がなく、一般に使用されて
いるようなフィルム状のセンサよりも配設の自由度があ
る。また、感圧手段１２はその両端を制御手段１７まで
配設し、制御手段１７内で両端の中心電極１９同士及び
外側電極２１同士を導通させて信号処理する構成として
あるので、万一、感圧手段１２が途中で断線しても両端
の少なくとも１つからは信号が導出できるよう冗長性を
持たせてある。また、制御手段１７が感圧手段１２の中
心電極１９又は外側電極２１の導通を検知して断線を判
定する構成を備えてもよい。

【００２１】図４は本発明の実施例１の採暖具のブロッ
ク図である。図４より、制御手段１７は感圧手段１２の
出力信号から所定の周波数領域の信号を濾波するフィル
タ部２３と、フィルタ部２３の出力信号の単位時間内の
振幅を演算する振幅演算部２４と、電源投入及び振幅演
算部２４の出力信号が予め設定された設定値以上ならば
計時を開始するタイマ部２５と、タイマ部２５が計時動
作中は発熱手段１０への通電を行うとともにタイマ部２
５がタイムアップすると発熱手段１０への通電を停止す
る通電制御部２６と、発熱手段１０の設定温度を設定し
て記憶する温度設定部２７と、室温検知部１８を備えて
いる。本体１６上面での使用者の動作に基づく出力信号
を検出し、かつ、不要な電気的ノイズの影響を低減する
ためフィルタ部２３は例えば１０Hz以下の信号を濾波す
るよう構成してある。尚、制御手段１７は全体を電気的
にシールドする構成としてもよい。

【００２２】次に作用について説明する。図５に本実施
例１の採暖具の使用時の断面構成図を示す。採暖時、使
用者が本体１６上面に着座したり、横臥すると、使用者
の自重により軟質発泡樹脂からなる基材１４は圧縮変形
する。基材１４が圧縮変形することにより、発熱手段１
０及び温度検知手段１１は熱伝導手段１３に近接する。
使用者が本体１６に載って採暖することは即ち、本体の
熱が使用者に向かって熱移動することである。前記実施
形態とすることで、着座面だけでなく着座面周辺にわた
る広範囲の本体の熱が熱伝導手段１３を介して使用者に
移動することになる。本体１６の広範囲の熱が使用者に
移動することで、本体１６の温度は低下する。本体１６
の温度が低下すると、温度検知手段１１は温度低下を検
知し、制御手段１７を介して発熱手段１０の通電率を高
めるように制御する。

【００２３】使用者が本体１６から降りると、基材１４
は初期の形状に復元することで、発熱手段１０及び温度
検知手段１１は熱伝導手段１３から一定の距離が確保さ
れる。熱伝導手段１３から発熱手段１０及び温度検知手
段１１が一定の距離を開けて構成することで、非使用時
に熱伝導手段１３が放熱板として働くことを防ぎ、無用
なエネルギー消費を防ぐことができる。また、使用時に
通電率が高まることで得られた熱は、使用者に熱供給さ
れると同時に、本体内にも蓄熱される。使用者が本体か
ら降りると、本体内に蓄熱された熱により、発熱手段１
０の通電率は使用前の通電率以下に抑えられる。

【００２４】尚、熱伝導手段１３の下部に断熱層１５を
備えているので、床面への熱放散が抑制される。

【００２５】また、感圧手段１２の出力信号に基づき本
体上面への使用者の積載・非積載を検知して発熱手段１
０への通電を制御するので、本体１６上面で使用者が非
積載ならば発熱手段１０への通電は行わない。本体１６
の電源を切り忘れた場合でも非積載を検知して発熱手段
１０への通電を停止し、不要な通電を行わない。

【００２６】図６は上から順に本実施例１の採暖具の使
用時、非使用時のフィルタ部２３の出力Ｖ、振幅演算部
２４の出力Ｄ、発熱手段１０への通電のオン・オフ状
態、発熱手段１０への通電率Ｐを示した特性図で、縦軸
が上述した各特性量、横軸が時間ｔである。図６より時
刻ｔ１で本体１６への電源を投入すると発熱手段１０へ
の通電保持用のタイマ部２５が計時を開始する。タイマ
部２５の計時動作中は通電制御部２６により発熱手段１
０への通電がオンされる。タイマ部２５のタイムアップ
時間はＴ０であるとする。時刻ｔ１で通電オンすること
によりＰは上昇した後、温度設定部２７で設定した設定
温度に応じた通電率Ｐ０で安定する。

【００２７】時刻ｔ２で使用者が本体１６に載ると積載
時の動作により基材１４が圧縮されて感圧手段１２が変
形を受け、変形による加速度に応じた電圧信号を出力す
る。この際、従来の採暖具で用いたようなニードルパン
チフェルトの断熱材３よりもポリウレタン等の軟質発泡
樹脂などからなる基材１４の方が圧縮変形性が高いた
め、使用者の積載により基材１４が圧縮された際に感圧
手段１２がより大きな変形を受けるので感圧手段１２か
ら大きな電圧信号を出力することができる。また、断熱
層１５も圧縮変形性を有しているため、使用者の積載に
より断熱層１５も圧縮され、単に基材１４のみがある構
成に比べて感圧手段１２の変形量をさらに増幅すること
ができる。従って、感圧手段１２からさらに大きな電圧
信号を出力することができ、感圧手段１２の感度が向上
する。これにより制御手段１７での信号処理の際、増幅
率を抑えることができ、不要な電気的ノイズの影響を低
減することができる。

【００２８】感圧手段１２の出力信号はフィルタ部２３
により濾波され、振幅演算部２４で単位時間内の濾波信
号の振幅Ｄが演算される。そしてＤが予め設定された設
定値Ｄ０以上ならばタイマ部２５がリセットされ再び計
時を開始する。その後、Ｔ０以内に使用者の体動等によ
る動作が生じ、再びＤがＤ０以上となるとタイマ部２５
は計時をリセットして新たに計時を開始する。使用者が
時刻ｔ３で本体１６から降りてＴ０時間経過すると時刻
ｔ４でタイマ部２５がタイムアップし、通電制御部２６
により発熱手段１０への通電が停止される。その後、時
刻ｔ５で再び使用者が本体１６に載ると積載時の動作に
よりＤがＤ０以上となり、タイマ部２５は計時を開始
し、通電制御部２６により発熱手段１０への通電がオン
される。

【００２９】人体以外の机や椅子等の物体が本体上面に
積載されていても人体のような動作が無いためＤはＤ０
以上となることがなく、発熱手段１０への通電は行なわ
れない。従って、一般に使用される荷重検知型の人体セ
ンサだと人以外の物体が本体上面に積載されていても物
体の重量により誤検知が生じ、不要な通電が行われる場
合があるが、本実施例１の採暖具では人体の動作に基づ
いて使用者の積載を検知するので、人と物とを区別して
人体を検知することができ、誤検知がなく不要な通電が
行われない。

【００３０】通電率Ｐは上述のような熱移動の作用によ
り、図６のように使用者の積載時は通電率が高まり、非
積載時には通電率が低く抑えられる。

【００３１】感圧手段２として圧電センサを用いる場
合、ポリフッ化ビニリデン等の有機ポリマー材料からな
る圧電センサを用いるのが一般的であるが、有機ポリマ
ー材料は高温下だと結晶構造が変化し、時間の経過ごと
に感度が不安定になる。例えば１００℃の高温中に長時
間放置されていると、電圧が発生する方向に配向してい
たポリフッ化ビニリデンの分子結晶が乱れ、結晶構造が
変化する。このため次第に、発生電圧が低下してくる。
このため、人体動作を検知して発熱手段の通電を制御す
ること目的とする採暖具では、発熱している間に感圧手
段の感度が時間経過で低下するので、人体動作を検知で
きなくなる。これに対して、本実施例１の採暖具ではチ
タン酸ジルコン酸鉛焼結粉体の耐熱性は３００℃〜３５
０℃であるので、１００℃中放置でも分極した結晶構造
は変化しない。このため、人体動作の検知が安定的に維
持できる。

【００３２】尚、通電制御部２６が室温検知部１８の出
力信号に基づき温度設定部２７で設定された設定温度に
補正量を付加して発熱手段１０への通電を制御するよう
にしてもよい。すなわち、基準となる室温を設定してお
き、検知した室温が基準室温より低い場合は設定温度に
プラスの補正量を付加し、検知した室温が基準室温より
高い場合は設定温度にマイナスの補正量を付加する。補
正量の絶対値は検知した室温と基準室温との差の絶対値
と比例するようにして決定する。

【００３３】上記作用により、発熱手段及び温度検知手
段とシート状の熱伝導手段との間に所定の距離を有して
断熱性・圧縮変形性を有する基材を設け、基材に配設さ
れた感圧手段の出力信号に基づき発熱手段の通電を制御
する構成としたので、使用者が採暖する際にはより暖か
く、採暖していない時は無駄な電力消費を抑える、省エ
ネルギー効果の高い理想の採暖具を提供することができ
る。

【００３４】また、感圧手段がゴム弾性体の有機基材に
圧電セラミックの焼結粉体を混合して成型し分極処理し
て構成した圧電センサであるので、一般に使用されるよ
うなポリフッ化ビニリデン等の有機ポリマー材料からな
る圧電センサよりも高温耐久性が向上する。

【００３５】また、熱伝導手段の下部に、本体上面への
使用者の積載がある際に感圧手段の変形量を増幅し、か
つ、本体が設置された床面への熱移動を抑制することが
可能な圧縮変形性を有した断熱層を備えたので、感圧手
段の感度が向上し、かつ、断熱性のよい採暖具が実現で
きる。また、感圧手段の出力信号から本体上面での使
用者の動作に基づく出力信号を検出して発熱手段への通
電を制御するよう構成し、人と人以外の物体とを区別し
て人体検知を行って発熱手段への通電を制御するので、
誤検知がなく不要な通電がない。

【００３６】尚、発熱手段の発熱量の制御手段は、通電
率制御に限らず他の手段であってもよい。

【００３７】また、本実施例１ではチタン酸ジルコン酸
鉛の焼結粉体を使用したが、耐熱性が高く、分極による
結晶構造の配向性から、圧力荷重に対して電圧を発生す
る性質（ピエゾ性）を有するチタン酸鉛の焼結粉体を使
用しても上記同様の結果を得ることができる。

【００３８】また、上記実施例１では熱伝導手段１３を
アルミシートを用いて構成したが、熱伝導手段１３をカ
ーボンシートを用いて構成してもよく、高い熱伝導性
と、繰り返し荷重に対する高い耐久性と、柔軟性を有す
ることによる使用感の向上を図ることができる。また、
軽量化も図ることができる。

【００３９】また、感圧手段１２による使用者の積載・
非積載を検知して発熱手段１０への通電を制御する自動
採暖モードと、感圧手段１２によらず手動で発熱手段１
０への通電のオン・オフを行う手動採暖モードとを使用
者が選択できる採暖モード選択部を制御手段１７に設け
てもよく、使い勝手が向上する。

【００４０】また、上記実施例１では感圧手段１２を表
面材１の裏面側の基材１４に配設したが、感圧手段１２
を熱伝導手段１３や断熱層１５に配設してもよい。

【００４１】また、図６のように通電率Ｐは人体の動作
により変化するので、通電率の変化に基づき使用者の積
載・非積載を検知して発熱手段１０を制御する構成とし
てもよい。

【００４２】（実施例２）実施例２の発明を図７を参照
して説明する。図７は本発明の実施例２の採暖具の使用
時、非使用時のフィルタ部２３の出力Ｖ、振幅演算部２
４の出力Ｄ、発熱手段１０への通電のオン・オフ状態、
発熱手段１０への通電率Ｐを示した特性図で、縦軸が上
述した各特性量、横軸が時間ｔである。実施例１と相違
する点は、電源を投入してもタイマ部２５が計時を開始
せず、使用者が本体上面に載って振幅ＤがＤ０以上にな
ると初めてタイマ部２５が計時を開始して発熱手段１０
への通電がオンするように構成した点と、制御手段１７
が感圧手段１２の出力信号に基づき使用者の積載を検出
すると発熱手段１０を所定時間高温で制御する高温制御
モードを有した点にある。

【００４３】上記構成による作用を以下に説明する。図
７のように、時刻ｔ６で電源を投入してもタイマ部２５
は計時を開始せず、時刻ｔ７で使用者が本体１６上面に
載って振幅ＤがＤ０以上になると初めてタイマ部２５が
計時を開始して通電制御部２６により発熱手段１０への
通電がオンされる。この際、発熱手段１０への通電がオ
フからオンになるとその後Ｔ１時間は発熱手段１０を温
度設定部２７で設定された設定温度より高温で制御す
る。この高温制御モードによりＰは時刻ｔ７で増大し、
その後高温設定温度に対応した通電率のＰ１に安定して
ゆく。その後、時刻ｔ８で高温制御モードが終了し、Ｐ
は設定温度に対応した通電率のＰ０へと安定してゆく。
時刻ｔ９で使用者が本体１６から降りると、所定時間Ｔ
０後の時刻ｔ１０に発熱手段１０への通電がオフする。
その後、時刻ｔ１１で再度使用者が本体１６へ載ると時
刻ｔ１２まで再び高温制御モードで通電された後、通常
の通電が行われる。

【００４４】上記作用により、電源投入から使用者が本
体上面に載るまでの不要な通電がなくなり、さらなる節
電効果がある。

【００４５】また、制御手段１７が感圧手段１２の出力
信号に基づき使用者の積載を検出すると発熱手段１０を
所定時間高温で制御する高温制御モードを有したので、
速暖性が向上する。

【００４６】尚、室温検知部１８で検知した室温が所定
温度以下ならば高温制御モードで制御を行うような構成
としてもよく、室温が低い時には速暖性があり、室温が
暖かい時には節電できる使い勝手のよい採暖具を実現で
きる。

【００４７】（実施例３）実施例３の発明を図８を参照
して説明する。図８は本実施例３の採暖具の断面構成図
である。図８のように本実施例３の採暖具は発熱機能と
温度検知機能の２つの機能を併せ持つ１線式ヒータ線２
８を用いて構成したものである。発熱機能と温度検知機
能を一体化することで、本体温度の低下が顕著に現れや
すい発熱手段の温度を直接温度検知することにより、よ
り素早く本体温度の制御が可能となる。

【００４８】また、温度検出能力が高まることにより、
単に温度検知機能による温度変化に対応した通電率制御
だけにとどまらず、通電率変化を積極的に捉えることに
より、使用者の有り無しを検出判断し、温度設定を制御
したり、通電または通電停止を図ったりすることも可能
となる。

【００４９】（実施例４）実施例４の発明を図９を参照
して説明する。図９は本実施例４の採暖具の構成図であ
る。図９のように本実施例４では、本体１６が複数の採
暖部１６ａ、１６ｂに分割され、各採暖部１６ａ、１６
ｂに発熱機能と温度検知機能の２つの機能を併せ持つ１
線式ヒータ線２８ａ、２０ｂ、感圧手段１２ａ、１２
ｂ、熱伝導手段１３ａ、１３ｂ（図示せず）、基材１４
ａ、１４ｂ（図示せず）を備え、制御手段１７は感圧手
段１２ａ、１２ｂの出力信号に基づき各採暖部１６ａ、
１６ｂそれぞれの上面への使用者の積載・非積載を検知
して各採暖部毎に１線式ヒータ線２８ａ、２８ｂへの通
電を制御する構成としている。尚、採暖部は上記のよう
に２つに限定するものではなく、３つ以上設けてもよ
い。

【００５０】上記構成により、本体１６が複数の採暖部
１６ａ、１６ｂに分割されて各採暖部毎に使用者の積載
・非積載を検知して通電を制御するので、使い方に応じ
てさらにきめ細かく節電ができる。

【００５１】（実施例５）実施例５の発明を図１０を参
照して説明する。図１０は本実施例５の採暖具の構成図
である。図１０のように本実施例５では、本体１６が複
数の採暖部１６ａ、１６ｂに分割され、各採暖部１６
ａ、１６ｂに発熱機能と温度検知機能の２機能を併せ持
つ１線式ヒータ線２８ａ、２８ｂ、熱伝導手段１３ａ、
１３ｂ（図示せず）、基材１４ａ、１４ｂ（図示せず）
を備え、感圧手段１２は本体１６全面にわたって配設さ
れ、制御手段１７は採暖部１６ａ、１６ｂを選択する採
暖選択部２９を備え、感圧手段１２の出力信号に基づき
採暖選択部２９で選択された採暖部１６ａ、１６ｂの１
線式ヒータ線２８ａ、２８ｂの通電を制御する構成とし
ている。採暖選択部２９により採暖面として採暖部１６
ａ、１６ｂの少なくとも１つを選択することができる。
尚、採暖部は上記のように２つに限定するものではな
く、３つ以上設けてもよい。

【００５２】上記構成により、本体１６が複数の採暖部
１６ａ、１６ｂに分割されていても感圧手段１２は１つ
のみで１線式ヒータ線２８ａ、２８ｂを制御できるよう
採暖部１６ａ、１６ｂを選択する採暖選択部２９を有し
たので、複数の採暖部にそれぞれ感圧手段を設ける必要
が無く合理化が図れる。

【００５３】（実施例６）実施例６の発明を図１１を参
照して説明する。図１１は本実施例６の採暖具の断面構
成図である。図１１に示すように、本実施例６の採暖具
は、本体１６上面に圧縮変形性に優れた断熱材３０を配
設した構成としてある。

【００５４】上記構成により、採暖具に使用者が載って
いない時は、高い保温効果により、無駄なエネルギー消
費を防ぐことができる。一方、採暖具に使用者が載って
いる時は、使用者の自重により圧縮変形性に優れた断熱
材３０は圧縮変形するとともに、本体内の基材１４も圧
縮変形することで、実施例１と同様の作用効果が得られ
る。

【００５５】（実施例７）実施例７の発明を図１２を参
照して説明する。図１２は本実施例７の採暖具の断面構
成図である。図１２に示すように、本実施例６の採暖具
は、本体１６上面には圧縮変形性に優れた断熱材３１と
起毛部３２を有する上敷き３３を載せるように構成した
ものである。

【００５６】上記構成により、上敷き３３の断熱性によ
り非使用時の消費電力の削減を実現できるとともに、使
用時においては、断熱材３１と起毛部３２が使用者の自
重により圧縮変形し、使用者の着座面での本体からの熱
伝導性を確保することができるものである。また、実施
例６で述べたような本体１６上面の断熱材３０を本体１
６から分離し、本体１６上面に載せて使用する上敷き３
３側に構成することにより、本体の厚みを大きく増やす
ことなく構成できる。（実施例８）実施例８の発明を
図１３から図１５を参照して説明する。図１３は本実施
例８の採暖具のブロック図で、実施例１と相違する点は
制御手段１７が、感圧手段１２の出力信号から人体の心
拍や呼吸に基づく体動成分を濾波するフィルタ部３４
と、フィルタ部３４の出力信号を平滑化する平滑化部３
５と、平滑化部３５と温度検知手段１１と温度設定部２
７と室温検知部１８の出力信号に基づき発熱手段１０の
通電を制御する通電制御部３６と、平滑化部３５の出力
信号に基づき心拍数と呼吸数の少なくとも１つを演算す
る心拍呼吸演算部３７と、心拍呼吸演算部３７の演算結
果を表示する表示部３８とを有した点にある。フィルタ
部３４の濾波特性は、心拍を検知する場合は１〜１０Hz
のバンドパス特性とし、呼吸を検知する場合は０．１〜
１Hzのバンドパス特性とする。ここでは説明を簡便にす
るため、フィルタ部３４では心拍を検出するバンドパス
特性を有する構成とする。

【００５７】上記構成による作用を以下に説明する。図
１４は本実施例８のフィルタ部３４の出力信号を示した
特性図で、図１４（ａ）の縦軸はフィルタ部３４の出力
Ｖ、横軸は時間ｔである。また図１４（ｂ）は図１４
（ａ）のＳ部分の拡大図である。図１５は上から順に本
実施例８の平滑化部３５の出力信号Ｖｓと発熱手段１０
への通電のオン・オフの状態を示した特性図で、縦軸が
各特性量、横軸は時間である。図１４（ａ）のように使
用者が本体１６に載り安静にしているとフィルタ部３４
の出力Ｖには周期的な細かな信号があらわれる。この信
号は図１４（ｂ）のように人体の心拍に基づく体動成分
によるものである。フィルタ部３４の出力Ｖは平滑化部
３５により平滑化される。そして、図１５のように使用
者が本体１６に載り平滑化部３５の出力Ｖｓが予め設定
した設定値Ｖｓ０以上ならば通電制御部３６により発熱
手段１０への通電がオンされる。使用者が本体１６に非
積載ならばＶｓはＶｓ０未満なので通電制御部３６によ
り発熱手段１０への通電はオフされる。人体以外の机や
椅子等の物体が本体上面に積載されていても人体のよう
な心拍が無いためＶｓがＶｓ０以上となることがなく、
発熱手段１０への通電は行なわれない。このように、人
と物とを区別して人体を検知することができ、誤検知が
なく不要な通電が行われない。

【００５８】また、実施例１では使用者が本体１６から
降りた後もタイマ部２５がタイムアップするまでは発熱
手段１０への通電が行われる構成であったが、本実施例
８では図１５に示すように使用者が本体１６から降りる
とすぐに発熱手段１０への通電をオフすることができ、
使用者が本体１６から降りた後の不要な通電がない。

【００５９】尚、平滑化部３５の出力信号に基づき心拍
呼吸演算部３７では心拍数が演算され、演算結果は表示
部３８に表示される。心拍数は例えば自己相関係数を演
算したりや周波数分析を行って求めればよい。表示部３
８では単に演算結果を表示するのみではなく、例えば演
算結果が所定範囲を逸脱していれば使用者に異常が生じ
たとして警報を発生する構成としてもよい。

【００６０】また、本実施例８ではフィルタ部３４が心
拍を検出するバンドパス特性を有する構成としたが、呼
吸を検出するバンドパス特性を有する構成し、呼吸によ
る体動信号の有無により発熱手段１０への通電を制御す
る構成としてもよい。

【００６１】上記作用により、制御手段が感圧手段の出
力信号から本体上面での使用者の心拍・呼吸に基づく体
動成分を検出して発熱手段への通電を制御するよう構成
したので、使用者の積載・非積載を検出する精度が向上
する。

【００６２】また、検知された心拍・呼吸に基づく体動
成分から心拍数や呼吸数が演算され表示されるので、健
康管理に役立つ。

【００６３】尚、使用者の姿勢の変化や手足の動き等に
よる大きな体動成分と心拍・呼吸に基づく細かな体動成
分とを区別するため、通電制御部３６において、図１５
に示すＶｓ０より大きな設定値Ｖｓ１を設け、ＶｓがＶ
ｓ０以上で、かつＶｓ１未満ならば使用者が安静状態で
あり、ＶｓがＶｓ１以上ならば大きな体動が生じたと
し、ＶｓがＶｓ０未満ならば不在であると判定する構成
としてもよい。この構成の場合、通電制御部３６では使
用者が安静状態であると判定すれば発熱手段１０への通
電をオンし、大きな体動が生じたと判定すれば直前まで
の発熱手段１０への通電状態を保持し、不在であると判
定すれば発熱手段１０への通電をオフする。安静状態で
あるとの判定が所定時間以上継続すれば使用者が居眠り
状態であると判定して低温で発熱手段１０への通電を行
ったり、通電をオフする構成としてもよい。

【００６４】また、実施例１から実施例８の採暖具にお
いて、有線または無線の通信手段を介して採暖具による
使用者の積載・非積載の検知信号を用いて空調機や映像
音響機器等の他の機器を制御する構成してもよく、採暖
具を含めた機器全体の省エネルギーが図れる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
かかる採暖具は、発熱手段及び温度検知手段とシート状
の熱伝導手段との間に所定の距離を有して断熱性・圧縮
変形性を有する基材を設け、基材に配設された感圧手段
の出力信号に基づき発熱手段の通電を制御する構成とし
たので、使用者が採暖する際にはより暖かく、採暖して
いない時は無駄な電力消費を抑えることができ、省エネ
ルギー効果がある。

【００６６】また請求項２にかかる採暖具は、感圧手段
がゴム弾性体の有機基材に圧電セラミックの焼結粉体を
混合して成型し分極処理して構成した圧電センサである
ので、一般に使用されるようなポリフッ化ビニリデン等
の有機ポリマー材料からなる圧電センサよりも高温耐久
性が向上するといった効果がある。

【００６７】また請求項３にかかる採暖具は、熱伝導手
段の下部に、本体上面への使用者の積載がある際に感圧
手段の変形量を増幅し、かつ、本体が設置された床面へ
の熱移動を抑制することが可能な圧縮変形性を有した断
熱層を備えたので、感圧手段の感度が向上し、かつ、断
熱性のよい採暖具が実現できるといった効果がある。

【００６８】また請求項４にかかる採暖具は、感圧手段
の出力信号から本体上面での使用者の動作に基づく出力
信号を検出して発熱手段への通電を制御するよう構成
し、人と人以外の物体とを区別して人体検知を行って発
熱手段への通電を制御するので、誤検知がなく不要な通
電がないといった効果がある。

【００６９】また請求項５にかかる採暖具は、制御手段
が感圧手段の出力信号に基づき使用者の積載を検出する
と発熱手段を所定時間高温で制御する高温制御モードを
有したので、速暖性が向上するといった効果がある。

【００７０】また請求項６にかかる採暖具は、室温が所
定温度以下ならば高温制御モードで制御を行うよう構成
したので、室温が低い時には速暖性があり、室温が暖か
い時には節電できる使い勝手のよい採暖具を実現でき
る。

【００７１】また請求項７にかかる採暖具は、本体が複
数の採暖部に分割されて各採暖部毎に使用者の積載・非
積載を検知して通電を制御するので、使い方に応じてさ
らにきめ細かく節電ができるといった効果がある。

【００７２】また請求項８にかかる採暖具は、本体が複
数の採暖部に分割されていても感圧手段は１つのみで発
熱手段を制御できるよう採暖選択部を有した構成である
ので、複数の採暖部にそれぞれ感圧手段を設ける必要が
無く合理化が図れるといった効果がある。

【００７３】さらに請求項９にかかる採暖具は、制御手
段が感圧手段の出力信号から本体上面での使用者の心拍
・呼吸に基づく体動成分を検出して発熱手段への通電を
制御するよう構成したので、使用者の積載・非積載を検
出する精度が向上するといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の採暖具の外観図

【図２】同採暖具の断面構成図

【図３】同採暖具の感圧手段の断面構成図

【図４】同採暖具のブロック図

【図５】同採暖具の使用時の断面構成図

【図６】同採暖具の使用時、非使用時のフィルタ部の出
力Ｖ、振幅演算部の出力Ｄ、発熱手段への通電のオン・
オフ状態、発熱手段への通電率Ｐを示した特性図

【図７】本発明の実施例２の採暖具の使用時、非使用時
のフィルタ部の出力Ｖ、振幅演算部の出力Ｄ、発熱手段
への通電のオン・オフ状態、発熱手段への通電率Ｐを示
した特性図

【図８】本発明の実施例３の採暖具の断面構成図

【図９】本発明の実施例４の採暖具の構成図

【図１０】本発明の実施例５の採暖具の構成図

【図１１】本発明の実施例６の採暖具の断面構成図

【図１２】本発明の実施例７の採暖具の断面構成図

【図１３】本発明の実施例８の採暖具のブロック図

【図１４】（ａ）同採暖具のフィルタ部の出力信号を示
した特性図（ｂ）（ａ）のＳ部分の拡大図

【図１５】同採暖具の平滑化部の出力信号Ｖｓと発熱手
段への通電のオン・オフの状態を示した特性図

【図１６】従来の採暖具の外観図

【符号の説明】

１０発熱手段１１温度検知手段１２感圧手段（圧電センサ）１３熱伝導手段１４基材１５断熱層１６本体１６ａ、１６ｂ採暖部１７制御手段１８室温検知部２５タイマ部２６通電制御部２９採暖選択部

フロントページの続き (72)発明者長井彪大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者伊藤雅彦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者藤井優子大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者有馬聡大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小原和幸大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者山北隆彦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者井上雅篤大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3K058 AA42 AA61 AA73 AA81 BA02 BA03 CA03 CA22 CA37 CA93 CB02 CB23 CB27 CB35 CE02 CE12 CE19 CE22 CE25 CF01 3L072 AA01 AB04 AC02 AD02 AD19 AE05 AF06 AF11 AG02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱手段と、前記発熱手段に近接して配設
された温度検知手段と、シート状の熱伝導手段と、前記
発熱手段及び前記温度検知手段と前記熱伝導手段の間に
所定の距離を有して設けられ断熱性・圧縮変形性を有す
る基材と、前記基材に配設された感圧手段とからなる本
体と、前記感圧手段の出力信号に基づき前記本体上面へ
の使用者の積載・非積載を検知して前記発熱手段への通
電を制御する制御手段を備え、前記本体上面への使用者
の積載があると前記基材は圧縮されて熱伝導率が高まり
使用者積載面下及びその周辺の本体の熱が熱伝導手段を
介して使用者に移動し、前記本体上面への使用者の積載
がないと前記基材は断熱材として作用するようにした採
暖具。
【請求項２】感圧手段はゴム弾性体の有機基材に圧電セ
ラミックの焼結粉体を混合して成型し分極処理して構成
した圧電センサである請求項１記載の採暖具。
【請求項３】熱伝導手段の下部に、本体上面への使用者
の積載がある際に感圧手段の変形量を増幅し、かつ、本
体が設置された床面への熱移動を抑制することが可能な
圧縮変形性を有した断熱層を備えた請求項１又は２記載
の採暖具。
【請求項４】制御手段は、感圧手段の出力信号から本体
上面での使用者の動作に基づく出力信号を検出し、前記
出力信号が予め設定された設定値以上ならば計時を開始
するタイマ部と、前記タイマ部が計時動作中は発熱手段
への通電を行うとともに前記タイマ部がタイムアップす
ると前記発熱手段への通電を停止する通電制御部とを備
えた請求項１乃至３のいずれか１項記載の採暖具。
【請求項５】制御手段は感圧手段の出力信号に基づき使
用者の積載を検出すると発熱手段を所定時間高温で制御
する高温制御モードを有した請求項１乃至４の少なくと
も１項記載の採暖具。
【請求項６】制御手段は、室温を検知する室温検知部を
有し、室温が所定温度以下ならば高温制御モードで制御
を行う請求項５記載の採暖具。
【請求項７】本体が複数の採暖部に分割され、各採暖部
に発熱手段、温度検知手段、熱伝導手段、基材、感圧手
段を備え、制御手段は前記感圧手段の出力信号に基づき
前記各採暖部上面への使用者の積載・非積載を検知して
各採暖部毎に前記発熱手段への通電を制御する請求項１
乃至６のいずれか１項記載の採暖具。
【請求項８】本体が複数の採暖部に分割され、各採暖部
に発熱手段、温度検知手段、熱伝導手段、基材を備え、
感圧手段は本体全面にわたって配設され、制御手段は採
暖部を選択する採暖選択部を備え、前記感圧手段の出力
信号に基づき前記採暖選択部で選択された採暖部の発熱
手段の通電を制御する請求項１乃至６のいずれか１項記
載の採暖具。
【請求項９】制御手段は感圧手段の出力信号から本体上
面での使用者の心拍・呼吸に基づく体動成分を検出して
発熱手段への通電を制御する請求項１乃至８のいずれか
１項記載の採暖具。