JPH01503824A - 座席表面、窓、外部鏡のような自動車内もしくは上の表面を加熱するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 座席表面、窓、外部鏡のような自動車内もしくは上の表面を加熱するための装置 本発明は、対応の表面を横ぎって横たわる発熱体により、例えば、座席、窓、外 部鏡のような自動車内もしくは上の表面を加熱するための装置に関する。

大きい面積の担体に縫い込まれるかもしくは縫い目によって固定される曲がりく ねり状の発熱体は、布張りカバーの下に装着される車両の座席ヒータとして、二 重のガラス板の間に挿入される発熱体を備えた加熱される窓ガラスとして、そし てまた、加熱される外部鏡として、知られている０発熱体は、ワイヤもしくは繊 維の形態にある、丸いもしくは平の、絶縁されたもしくは裸の導体部材によって 形成されるか、もしくは大きい面積の導電被覆から例えばエツチングによって形 成される。

用いられる発熱体の物質は、抵抗のわずかの正の温度係数のみを示し、従って、 動作温度が増大するにつれて加熱電力はわずかじか減少しないことが明らかであ る。

しかし、例えば、車両座席の布張りを加熱するために、もしくは凍った窓ガラス または外部鏡を氷解するためには、加熱動作の開始時に成る最小の加熱電力が必 要とされるので、車両の座席の充分な加熱の後の加熱電力は、連続動作の間、ま たは車両の窓ガラスの溶解もしくは外部鏡の溶解の後、わずかだけしか減少され ず、これは用いられる抵抗器物質の抵抗の小さい正の温度係数に起因しており、 従って、加熱される表面の望ましくなく高い温度、もしくは望ましくない高い連 続的なエネルギ消費さえもたらされる。

これが、装置の時間的な消勢を行ったり、バイメタルのサーモスタットにより装 置を自動的に制御したりすることがすでに試みられてきた理由である。しかし、 電力制御のこの方法は高価であり、かつ時には故障を受け易い。

自動車内もしくは上の表面を加熱するさらなる可能な方法は、抵抗の大きい正の 温度係数を有する導電プラスチック材料で被覆することであり、これにより加熱 されるべき対象物が冷えた状態では、高い電流入力、従って高い加熱電力が達成 され、それは表面が加熱されるに従って急速に減少する。導電プラスチック材料 でもって表面を加熱するための装置のこの固有の長所的な作用は、しかしながら 、導電性プラスチック材料が金属導電材料よりも高温に対して一層敏感であり、 かつ一般に低い動作電圧における導電性プラスチック材料の高い導電度は、単位 面積当たりの成る加熱電力が達成されなければならない場合に問題を生じる、と いう欠点によって相殺されてしまう、さらに、電流供給リードの間に配置された 、抵抗の正の温度係数を有する導電性のプラスチック材料を含んだテープ状の素 子のような加熱素子が縦方向にかなり伸長する場合、加熱素子の全長に沿って均 一の加熱を達成することは困難である。なぜならば、導電性プラスチック材料の わずかな不均一性がその抵抗値に影響を与え、相応的に加熱の不均一性をもたら すからである。

それ故、国際特許出願１１０８６１０１０６４には、相互に並列的な部分である が電流供給リード間で電気的には直列接続されるテープ状の発熱体に沿って加熱 導体及びＰＴＣ−抵抗器を設けることが提案され、これにより、加熱導体及びＰ ＴＣ抵抗器の並列的な配列並びに電気的な直列接続により、テープ状の電気的な 発熱体に沿って、断面方向に自己安定化が得られる。

増大した熱出力でもって初期の加熱段階、並びに減少した熱出力でもって連続的 な動作を実現するような方法で大きい表面を加熱することは、前述の国際出願に よる既知のテープ状の発熱体では達成困難である。

最後に、自動車のための加熱される外部鏡と関連してＯＥ−＾Ｓ　３，０３０， ９２１からは、表面加熱シートを２うの加熱表面に分け、一方の表面は、温度ス イッチと直列接続され、該直列接続体は他方の加熱表面と並列に接続され、これ において、熱スィッチは双方の加熱表面と熱的に結合されるようにしたものが既 知である。この既知の装置において、温度スイッチと直列接続されていない加熱 表面は、自動車の外部鏡を加熱するためには主として用いられないが、初期の加 熱段階後に温度スイッチに熱を供給するために用いられ、これにより、装置の初 期の加熱後、温度スイッチは連続動作中オフに留どまり、比較的加熱シートの双 方の加熱表面に既知の温度スイ・ンチを熱的に結合することの必要性に起因して 、加熱されるべき表面上に温度スイッチを配置することに関する制限が生じる。

さらに、温度スイッチに直列接続されない発熱体の部分が、加熱されるべき表面 の過半数の表面部分を覆って連続動作中に温度を増加するように装置を設計する ことが要求されたならば、温度スイッチを配置することに関して再度困難が生じ るであろう、というのは、温度スイッチは、その場合、発熱体のいずれの部分に も熱的に結合されるように、発熱体の双方の部分が隣接している領域に配置され なければならず、それ故、例えば加熱されるべき表面の中央のどこかで実際に温 度スイッチが配置されるべきであるからである。

最後に、外部鏡に対する既知の加熱の場合、サーモスタットのスイッチの高いス イッチング周波数をもった多くの動作状態があり、これにより、スイッチは、接 触摩耗、並びにそれから帰結する誤動作を受け易い。

本発明は、座席表面、窓ガラス、外部鏡のような自動車内もしくは上の表面の対 応の表面を横切って横たわりかつ相互に電気的に並列である２つの発熱体部分を 形成する発熱体であって、前記発熱体部分の一方が、動作電圧に結合されると共 に、他方の発熱体部分と並列に感温制御素子に直列接続される前記発熱体により 、座席表面、窓ガラス、外部鏡のような自動車内もしくは上の表面を加熱するた めの装置において、 サーモスタットのスイッチを使用することなく、単純、経済的かつ丈夫な構造で もって、動作開始時に高い加熱電力が得られると共に、所定のオン間隔の後、減 少した連続の電力が得られるようにし、それにおいて、加熱導体もしくは発熱体 と制御素子との間の熱結合が加熱されるべき表面上のいずれにおいても与えられ るような方法で設計された装置を提供するという目的を解くことに向けられてい る。

本発明によれば、この特定の目的は、制御素子が、抵抗の明白な正の温度係数を 示す抵抗器素子であるということで解決される。

本装置は、また、電気的に並列関係にある２つ以上の加熱導体もしくは発熱体部 分をも備えていて良く、これら発熱体部分のいずれか１つまたはいくつか、もし くは全部は、それぞれ、抵抗の正の温度係数を示す抵抗器素子である感温制御素 子に直列に接続される。

特定の抵抗器素子の抵抗は、初期の動作時及び低温時には極端に低いので、初期 の動作段階では、実質的に、少なくとも２つの発熱体部分が動作電圧に並列に接 続されてそれらの加熱出力が加算される。動作温度が増加するにつれ、該温度は 、抵抗の高い正の温度係数を示す抵抗器素子に伝達され、抵抗器素子に直列接続 された発熱体部分を通って流れる電流は徐々に低くなり、それ故、延長した動作 期間後に、加熱電力の主な部分は、抵抗の高い正の温度係数を示す抵抗器素子に 直列接続されていない発熱体部分によって生成される。従って、加熱電力は、時 間に対して、２つの発熱体部分の結合した電力から、１つの発熱体部分の個々の 加熱電力を幾分超えた値まで実質的に降下する特性を示す。

並列回路内で、各々が抵抗の高い正の温度係数の抵抗器素子に直列接続されたい くつかの発熱体部分を設けることが可能である。この場合、加熱されるべき表面 の加熱前線の予想される移動方向に並列関係で発熱体が互いに後続するとき、例 えば、加熱／通風ルーバの上で車両窓を加熱することが長所的であり得る。

外部鏡を加熱するためには、抵抗の大きい温度係数と示す抵抗器素子と直列にあ る発熱体部分を、第２の発熱体部分と並列に接続することが特に長所的であり、 それにおいて、２つの発熱体部分は、同じもしくは異なった抵抗を有していて良 く、かつ発熱体部分は相互係合した曲がりくねったパターンで与えられるのが適 切である。

その他については、添付の請求の範囲第２項ないし第９項に述べた本装置の長所 的実施例かつ改良に注意を向けるべきである。以後、以下の図面を参照して本発 明の実施例を詳細に説明する。

図面の簡単な説明 第１図は、加熱／通風ルーバ上の加熱される自動車の後部窓を示す概略図であり 、回路素子が記号でもって示されている。

第２図は、加熱される外部鏡のための加熱装置を示す平面図である。

第３図は、第２図に示された装置の電気回路を説明するための回路図である。

第４図は、第１図及び第３図に示された装置の加熱電力の時間特性を示す図であ る。

第１図には後部窓が１で参照付けられている。並列関係で配置された水平方向に 延びる２から７までの加熱導体もしくは発熱体か語意に埋め込まれている。これ ら発熱体の抵抗が抵抗器Ｒ２からＲ２によって象徴的に示されている。各々が大 きい正の抵抗温度係数を示す抵抗器素子ＰＴＣ２から　ＰＴＣ，は、発熱体部分 ２から７までにそれぞれ直列接続されている。一方では抵抗器Ｒ２からＲ２まで を有する発熱体を含み、他方では抵抗器素子ＰＴＣ２からＰＴＣ，までを含む直 列回路は、それらすべてが接地及び電源８間で並列に接続されている。切り換え 手段は図の簡素化のために示されていない。

後部窓１の下部には、第１図に９で図式的に示された加熱／通風ルーバ（１ｏｕ ｖｅｒ）がある。装置が後部窓１を加熱するために附勢されたとき、抵抗器ＰＴ Ｃ２からＰＴＣ，までが寒いときの無視し得る程に低い抵抗を有すると仮定する ならば、第１図の装置の全加熱電力は、発熱体部分２から７までにおける加熱電 力の合計に対応する。

加熱／通風ルーバ９からの熱気流により底部から頂部まで後部窓の加熱を増す場 合、抵抗め正の温度係数を示す抵抗器素子ＰＴＣ２からＰＴＣ，までは従って徐 々に高い抵抗を示すようになり、これにより、発熱体部分７から２も次第に事実 上オフとなる。電気加熱装置及び加熱／通風システムの結合作用により、全後部 窓１が充分に熱せられたとき、電気加熱装置の全電流消費は低くなり、それ故、 後部窓の完全な除霜後及び加熱／通風システム１こよる充分な加熱後、後部窓の 加熱器を消勢するのを忘れたとしても、エネルギー節約動作が確実にされる。

第２図に示された加熱装置は、自動車の外側の鏡の鏡と鏡ケースとの間に挿入さ れるべく適合された搬体もしくは基板１０を含んでおり；２つの発熱体部分１１ 及び１２が、相互係合したうねり路パターンで基板上に配置されている０発熱体 部分１１は、抵抗の大きい正の温度係数を有する抵抗器素子ＰＴＣ，，に直列接 続され、そしてこの直列回路は、発熱体部分１２と並列に接続されて電源１４に 結合されている。一点鎖線で示されている熱伝達シート金属部材１５は、発熱体 が配置されている基板１０の表面領域に、抵抗器素子ＰＴＣ，，を熱的に結合す る８発熱体部分１１及び１２は同じ抵抗を有していて良い、しかし、発熱体部分 １１が発熱体部分１２より低い抵抗を有するような配列であっても良く、そのよ うにすれば、加熱装置の附勢と同時に、特に高い加熱電力が得られ、次に、最初 の加熱電力の半分以下の意味ある連続的な動作レベルに降下する。

第３図は、第２図に示された装置に対応する回路図である。技術者は、時間に依 存した加熱装置の全加熱電力Ｐの特性は、広い制限内で、抵抗器Ｒ１Ｉ及びＲ１ ２の選択によって、そして抵抗の大きい正の温度係数を示す抵抗器素子ＰＴＣ， ，の選択によって、それぞれの要求に適合させ得る。この場合において、熱伝達 シート金属部材１５の設計によっても影響され得る、それぞれ異なった値の時定 数Ｔ、も生じる。

加熱されるべき車両の大きい領域の温度抵抗によって（れが許容される範囲まで 、サーモスタット・スイッチもしくは同様のような何等かの制御手段無しで、本 発明の装置の使用により、厚い層の氷を除去するかもしくは溶は去るように、短 時間の初期の加熱に対して高い加熱電力を提供することが可能であり、それと共 に、氷の新しい再形成を阻止するように減じられた加熱電力が提供される、この ため、抵抗の高い正の温度係数を示す抵抗器素子もしくは各抵抗器素子の、発熱 体部分との熱結合を提供することが特に適切であり得る。

ＦＩＧ、２ 国際調査報告　ＥＰ８ε００４６６

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．座席表面、窓、外部鏡のような自動車内もしくは上の表面を加熱するために 、 それぞれの表面を横切って横たわりかつ相互に電気的に並列である２つの発熱体 部分（２から７；１１，１２）を形成する発熱体であって、前記発熱体部分の一 方が、感温制御素子（ＰＴＣ２からＰＴＣ７；ＰＴＣ１３）に直列接続されて動 作電圧に結合されると共に、他方の発熱体部分に並列に接続される前記発熱体を 備えた自動車内もしくは上の表面を加熱するための装置において、前記制御素子 は、抵抗の明白な正の温度係数を示す抵抗器素子（ＰＴＣ２からＰＴＣ７；ＰＴ Ｃ１３）であることを特徴とする自動車内もしくは上の表面を加熱するための装 置。
2. ２．前記発熱体部分（２から７；１１，１２）は抵抗の小さい温度係数を示すこ とを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
3. ３．２つ以上の発熱体部分（２から７）がそれぞれ並列に接続されると共に、抵 抗の大きい正の温度係数を示す抵抗器素子（ＰＴＣ２からＰＴＣ７）に直列接続 されることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の装置。
4. ４．前記発熱体部分は、加熱されるべき表面の加熱前線の予想された移動方向に 並列関係で互いに後続することを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。
5. ５．抵抗の大きい温度係数を示す抵抗素子（ＰＴＣ１３）に直列接続される低抵 抗の発熱体部分（１１）は、より高い抵抗の発熱体部分（１２）に並列に接続さ れることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の装置。
6. ６．抵抗の大きい温度係数を示す抵抗素子（ＰＴＣ１３）に直列接続される発熱 体部分（１１）は、前記直列回路に並列接続される第２の発熱体部分（１２）と 同じ抵抗を有することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の装置。
7. ７．発熱体部分（１１、１２）は、相互係合した曲がりくねったパターンとして 与えられることを特徴とする請求の範囲第５項または第６項記載の装置。
8. ８．抵抗の大きい温度係数を示す抵抗素子または各抵抗素子（ＰＴＣ２からＰＴ Ｃ７；ＰＴＣ１３）が、発熱体部分の１つもしくは少なくとも１つに熱的に結合 されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第７項いずれか記載の装置。
9. ９．前記熱的な結合は、１つの発熱体部分が設けられる表面から前記抵抗器素子 まで延びる熱伝達シート材料部材（１５）を介して行われることを特徴とする請 求の範囲第８項記載の装置。