JP5115807B2 - 車両用暖房装置の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両におけるトリムに取り付けられる車両用暖房装置の取付構造に関する。

この種の車両用暖房装置として、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。このものは、トリムの車室外側面に配置されたシート状のヒータと、ヒータの車室外側面に配置された断熱材と、断熱材の車室外側面に配置された取付部材とを備えている。ヒータは、取付部材をトリムに取り付け固定することによってトリムと断熱材の間に狭圧されている。これにより、ヒータにより発生した熱は、断熱材によって車室外側へ放熱されることなく車室内側を効率的に暖めることができる。
特開２００７−１１８８５１公報

しかしながら、上記した車両用暖房装置の取付構造によると、断熱効果を発揮させるために断熱材を必要とし、ヒータと断熱材と取付部材とからなる３層構造となるため、部品点数が多くなってしまう。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、断熱材を用いることなく断熱効果を発揮させ、もって部品点数を削減することを目的とする。

本発明は、車両におけるトリムの車室外側面に配置されたシート状のヒータと、ヒータの車室外側面に配置され、ヒータをトリムの車室外側面に密着させて取り付け固定する取付部材とを備えている車両用暖房装置の取付構造であって、ヒータの車室外側面と取付部材の車室外側面との間に、ヒータの車室外側面の面方向に沿って空間部を設けた構成としたところに特徴を有する。

このような構成によると、空間部に封じ込まれた空気が断熱層の役割を果たし、ヒータにより発生した熱が車室外側へ放熱されることを防ぐことで、車室内側を効率的に暖めることができる。したがって、従来の断熱材を設けなくてもよく、ヒータと取付部材とからなる２層構造とすることができるため、部品点数を削減することができる。

本発明の実施の形態として、以下の構成が好ましい。
取付部材の車室内側面に、凹部が形成されており、空間部は、凹部を構成する内面とヒータの車室外側面とによって形成されている構成としてもよい。
このような構成によると、凹部を構成する内面とヒータの車室外側面とによって形成された空間部に封じ込まれた空気が断熱層の役割を果たし、ヒータにより発生した熱が車室外側へ放熱されることを防ぐことができる。

凹部の内面に、ヒータを押さえ付けてトリムに密着させる突部が形成されている構成としてもよい。
このような構成によると、突部によってヒータをトリムに密着させることができるため、ヒータにより発生した熱を確実にトリムに伝えることができる。

突部は、トリムの曲面部に対応して設けられている構成としてもよい。
ヒータの曲げ弾性が高い場合には、トリムの曲面部に追従しないおそれがあるものの、突部をトリムの曲面部に対応して設けることにより、トリムの曲面部におけるヒータの浮き上がりを防ぐことができる。したがって、トリムの曲面部においてもヒータにより発生した熱を確実にトリムに伝えることができる。

空間部は、取付部材の内部に中空形状をなして形成されている構成としてもよい。
このような構成によると、ヒータの車室外側面を露出させて空間部を構成する必要がなく、ヒータの車室外側面を取付部材によって全面で押さえ付けることができるから、ヒータにより発生した熱を効率良くトリムに伝えることができる。

本発明によれば、車両用暖房装置の取付構造において断熱材を用いることなく断熱効果を発揮させ、もって部品点数を削減することができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図９の図面を参照しながら説明する。本実施形態における車両用暖房装置の取付構造は、図１に示すように、車両におけるドアトリム１の裏面（車室外側面）にシート状のヒータ２を密着させて取り付けたものである。このヒータ２は、シートＳＴに着座した乗員Ｘの膝部付近の側方に配置されており、乗員Ｘの膝部付近を暖めることを目的としている。尚、図１における左側が車両前側で、同右側が車両後側である。また、図２における左側が車室内側で、同右側が車室外側である。

ドアトリム１は、図１に示すように、アッパベース１０、ロアボード１１などからなり、それぞれがポリプロピレン等の合成樹脂材料、木質系材料などによって構成され、それぞれを結合部材で連結して形成されている。また、ドアトリム１の車室内側には、図示はしないものの表皮が一部または全部に貼着されており、ドアトリム１の表面（車室内側面）によって車室内空間Ｒに面する意匠面が構成されている。

ロアボード１１の車室内側における下部には、上方に開口した開口部を有するドアポケット１２が設けられている。ロアボード１１の車室内側における中央部には、シートＳＴに着座した乗員Ｘがひじを掛けてくつろぐためのアームレスト１３が装着されている。また、アームレスト１３の前方には、ドアグリップ１４が一体に設けられている。また、ドアグリップ１４の前端付近には、ドアを開閉操作するためのインサイドハンドル１５が取り付けられている。

ロアボード１１においてドアポケット１２が形成されている部分は、図２に示すように、車室外側に凹んだ形状をなしている。その凹んだ部分１２ｅと対向する車室内側には、囲い板１２ａが取り付けられている。また、ドアポケット１２の底板１２ｂと対向配置された上面部１２ｃは、車室内側にオーバーハング状に突出し、曲面部１２ｄより上方部分が垂直に切り立った形態をなしている。また、ドアポケット１２の上面部１２ｃにおける上下両端部には、車室外側に向けて突出する取付ボス１６が設けられている。尚、ドアポケット１２の上面部１２ｃは、アームレスト１３の座面１３ａを支持する支持部材を構成している。

ドアポケット１２の上面部１２ｃは、シートＳＴに着座した乗員Ｘの膝部に対応して配置され、上面部１２ｃの裏面にヒータ２が取り付けられている。

ヒータ２はＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)ヒータであって、図４に示すように、薄膜状の発熱体２１と、発熱体２１の両側に配置され、薄膜状をなす一対の電極２２ａ，２２ｂとを備えている。さらに、発熱体２１および両電極２２ａ，２２ｂは、ポリエチレンテレフタレートなどのフィルム２３によって一体にラミネートして形成されている。これにより、ヒータ２は、厚みが１ｍｍ以下であって、撓み自在とされている。

ヒータ２の各電極２２ａ，２２ｂの端部には、車両の電源（図示せず）と接続された電線２４が接続されている。また、フィルム２３の外周縁部には、複数の取付孔２３ａが貫通して設けられている。ヒータ２は、電線２４を介して電源に接続されることにより通電されて発熱体２１を発熱させ、ドアトリム１を加熱し、加熱されたドアトリム１から車室内側に赤外線を放射することによって、乗員Ｘの膝部付近を暖めることができる。

ヒータ２の車室外側には、図２に示すように、押さえ板（本発明の「取付部材」の一例）３が配置されている。押さえ板３は合成樹脂材料によって構成され、ドアトリム１の曲面形状に沿う形態をなしている。押さえ板３は、ヒータ２の車室外側のほぼ全面を覆う大きさ、形状に形成されており、その外周縁部には、ヒータ２と同様に複数の貫通孔３１が形成されている。ドアトリム１の取付ボス１６に、ヒータ２の取付孔２３ａと押さえ板３の貫通孔３１を挿通させてヒータ２をドアトリム１と押さえ板３との間に挟み込んだ状態とし、取付ボス１６の突出部分を超音波ホーンなどで溶融させてかしめることにより、図３に示すように、押さえ板３をドアトリム１に固定することができる。

さて、押さえ板３の車室内側面には、凹部３２が形成されている。凹部３２は、押さえ板３の板厚範囲内に設けられ、凹部３２の内面とドアトリム１の裏面との間に空気層（本発明の「空間部」の一例）４が形成されている。凹部３２の内面には、リブ状をなす突部３３が全体として枠状に形成されている。すなわち、凹部３２の内面には、突部３３によって区画された複数の空気層４が形成されている。突部３３は、ヒータ２を押さえ付けてドアトリム１の裏面に密着させることができるように構成されている。これにより、ヒータ２により発生した熱をドアトリム１に確実に伝えることができる。

また、突部３３の一部は、ドアトリム１の曲面部１２ｄと対応する位置に配置されている。このため、ヒータ２の曲げ弾性が高くても、曲面部１２ｄにおいてヒータ２をドアトリム１の裏面に密着させてヒータ２の浮き上がりを防ぐことができる。したがって、曲面部１２ｄにおいてもヒータ２により発生した熱をドアトリム１に確実に伝えることができる。

空気層４は、ドアトリム１の車室外空間とは連通しない密閉空間となっており、ドアトリム１の裏面の面方向に沿って偏平形状をなしている。このため、空気層４はドアトリム１の車室外空間との間で通気が遮断され、断熱層としての効果を発揮することができる。したがって、ヒータ２により発生した熱は、空気層４によってドアトリム１の車室外空間に放熱されることが遮断され、ドアトリム１を効率的に加熱することができる。

基本的には、ヒータ２は全面同温度であるが、ヒータ形状により均一にならない場合がある。このとき、ドアトリム１を均等に加熱するためには、ヒータ２の高温側においてドアトリム１側に伝わる熱を低下させるべく、ヒータ２の高温側で発生した余分な熱をドアトリム１の車室外空間に放熱させる必要がある。つまり、ヒータ２の高温側では空気層４による断熱効果を低下させるべく、凹部３２の面積を減らすと共に突部３３の面積を増やす必要がある。

図５は、押さえ板３の裏面の構造を示した概略図である。本実施形態では、図５に示すように押さえ板３の裏面における凹部が同形状、同面積でヒータ２の全面の温度を均一にしている。また、ヒータ２の温度が均一でない場合には、図６に示すように、押さえ板３の裏面における図示右側ほど凹部３２の面積が減少し突部３３の面積が増加するように設けてもよい。この場合、図６においては図示右側がヒータ２の高温側に対応している。一方、図示左側はヒータ２の低温側に対応し、凹部３２の面積が図示右側よりも大きいため、ヒータ２により発生した熱を効率的に車室内空間に伝えることが可能である。したがって、ヒータ２により発生した熱によりドアトリム１を均等に加熱することができる。

次に、本実施形態における車両用暖房装置の取付構造（以下「新規構造」という）が示す断熱性能について従来構造と比較しながら説明する。図７は、新規構造の試験方法を示し、図８は、従来構造の試験方法を示したものである。

図７のヒータ２は、ドアトリム１の裏面に貼り付けられており、押さえ板３は、ドアトリム１に対してボルト止めされている。図８のヒータ２は、ドアトリム１の裏面に貼り付けられており、押さえ板１０３は、ドアトリム１に対してボルト止めされている。押さえ板１０３の内側面には、断熱材１０４が貼り付けられている。図７のドアトリム１と押さえ板３との間における上下両側には、隙間部材３４が挟持されており、図８のドアトリム１と押さえ板１０３との間における上下両側にも同一の隙間部材３４が挟持されている。このため、図７のドアトリム１と押さえ板３との間の距離は、図８のドアトリム１と押さえ板１０３との間の距離と同じである。

押さえ板３の内側面には、枠状をなす突部３３が一体成形されており、突部３３によって区画された複数の空気層（本発明の「空間部」の一例）３５が形成されている。図７のＡ、Ｂ、Ｃは、温度測定ポイントを示しており、図８のＡ、Ｂ、Ｄも、温度測定ポイントを示している。Ａ点は、ドアトリム１の表面（車室内空間Ｒに接する面）であり、図７及び図８において共通である。Ｂ点は、ヒータ２の表面（押さえ板３，１０３側の面）であり、図７及び図８において共通である。Ｃ点は、押さえ板３の表面（ヒータ２とは反対側の面）であり、Ｄ点は、押さえ板１０３の表面（ヒータ２とは反対側の面）である。

突部３３は、押さえ板３からの高さが 0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm の３条件に設定されており、断熱材１０４の厚さは 2.0 mm に設定されている。温度測定は、ヒータ２の加熱を開始してから 1800 秒の間、行った。

このような条件の下、測定開始から 1800 秒後までの測定結果をタイムチャートで示したものが図９のグラフである。図９のＡはＡ点の表面温度であり、図９のＢはＢ点の表面温度であり、図９のＤはＤ点の表面温度であり、図９のＣはＣ点の表面温度であり、かっこ内の数字は、突部３３の高さ（単位：ｍｍ）を示している。

図９から、従来構造のＤの 1800 秒後の温度と、新規構造のＣ(1.5)の 1800 秒後の温度とは、ほぼ同じ結果となった。つまり、新規構造のＣ(1.5)では、従来構造のＤよりも 0.5 mm 薄くなっているにもかかわらず、同等の断熱性能を示すことが確認できた。また、測定開始から 1800 秒に至るまでの挙動も、従来構造のＤと新規構造のＣ(1.5)とは、ほぼ同じ結果となった。

さらに、突部３３の高さを小さくすると、断熱効果が低下することも確認できた。これは、突部３３の高さを小さくすると空気層３５の容量が低下するからであり、空気層３５が断熱材１０４として機能することを示している。このため、新規構造において突部３３の高さを断熱材１０４の厚さと同じ 2.0 mm に設定した場合には、断熱材１０４よりも高い断熱性能が得られることが確実である。

以上のように本実施形態では、押さえ板３の凹部３２とドアトリム１の裏面との間に空気層４を形成したから、空気層４が断熱層の役割を果たし、従来必要であった断熱材をなくすことができた。また、ドアトリム１の曲面部１２ｄに対応して突部３３を設けたから、曲面部１２ｄにおけるヒータ２の浮き上がりを防ぐことができた。また、ヒータ２の高温側ほど凹部３２の面積が減少するようにしたから、余分な熱をドアトリム１の車室外空間に放熱させてドアトリム１を均等に加熱することができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図１０の図面を参照しながら説明する。実施形態２は、実施形態１とは押さえ板の形状が異なり、押さえ板５の内部に空気層６を中空形状をなして形成したものである。その他の構成については、実施形態１と同様であるため、その説明を省略する。このようにすると、押さえ板５の全面でヒータ２を押圧することができる。したがって、ヒータ２をドアトリム１の裏面に密着させることができ、ヒータ２により発生した熱を効率良くドアトリム１に伝えることができる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３を図１１及び図１２の図面を参照しながら説明する。実施形態３は実施形態１の変形例であって、実施形態１の突部３３の形状を変更したものである。つまり、突部３３の代わりに、図１１に示すように、半球状をなす半球部３６としてもよい。また、図１２に示すように、断面略三角のリブ状をなす突条３７としてもよいし、あるいは、リブ状としなくても、三角錐の形状をなす鋭端部３８としてもよい。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本実施形態ではシートＳＴに着座した乗員Ｘの膝部に対応してヒータ２を設置しているものの、本発明によると、シートＳＴに着座した乗員Ｘの肩部に対応してヒータ２を設置してもよい。また、ヒータ２は、ドアトリム１以外のトリムに設置してもよい。

（２）本実施形態ではヒータ２をＰＴＣヒータとしているものの、本発明によると、ヒータ２はシート状のものであれば他のヒータであってもよく、例えば、発熱体として電熱線などを含んだヒータとしてもよい。

（３）本実施形態では熱かしめによって押さえ板３をドアトリム１に固定しているものの、本発明によると、押さえ板３をドアトリムに対してねじ止めしてもよい。

（４）本実施形態では凹部３２に突部３３を設けているものの、本発明によると、突部３３を設けなくてもよい。

（５）本実施形態ではドアトリム１の曲面部１２ｄを含む範囲にヒータ２を取り付けているものの、本発明によると、曲面部１２ｄを避けてドアトリム１の平面部にヒータ２を取り付けてもよい。

実施形態１におけるドアトリムを車室内側から見た正面図 図１のＡ−Ａ線断面図 図２の１点破線部を拡大して示した拡大図 図１に示したヒータの全体図 実施形態１の押さえ板の裏面を示した背面図（ヒータが全面同温度の場合） 実施形態１の押さえ板の裏面を示した背面図（ヒータの温度が均一でない場合） 新規構造における断熱性能の試験方法を示した図 従来構造における断熱性能の試験方法を示した図 測定開始から 1800 秒後までの測定結果をタイムチャートで示したグラフ 実施形態２におけるヒータの取付構造を示した断面図 実施形態３における半球部の断面構造を示した断面図 実施形態３における突条もしくは鋭端部の断面構造を示した断面図

符号の説明

１…ドアトリム
２…ヒータ
３，５…押さえ板（取付部材）
４，６，３５…空気層（空間部）
１２ｄ…曲面部
３２…凹部
３３…突部
３６…半球部（突部）
３７…突条（突部）
３８…鋭端部（突部）

Claims (3)

1. 車両におけるトリムの車室外側面に配置されたシート状のヒータと、
   前記ヒータの車室外側面に配置され、前記ヒータを前記トリムの車室外側面に密着させて取り付け固定する取付部材とを備えている車両用暖房装置の取付構造であって、
   前記ヒータの車室外側面と前記取付部材の車室外側面との間に、前記ヒータの車室外側面の面方向に沿って空間部が設けられ、
   前記取付部材の車室内側面に凹部が形成され、前記空間部は、前記凹部を構成する内面と前記ヒータの車室外側面とによって形成され、
   前記凹部の内面には、前記ヒータを押さえ付けて前記トリムに密着させる突部が形成されており、
   前記ヒータと前記取付部材とに設けられた孔に挿通され、前記ヒータを前記トリムと前記取付部材との間に挟み込んだ状態で固定するための取付ボスが、前記取付部材の端部に形成されており、
   前記突部は、前記トリムの曲面部に対応する位置であって、前記取付ボスの周辺を除く位置に設けられていることを特徴とする車両用暖房装置の取付構造。
2. 前記突部はリブ状をなし、枠状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用暖房装置の取付構造。
3. 前記ヒータの高温側においては、相対的に前記突部が高面積かつ前記空隙部が低面積とされる一方、
   前記ヒータの低温側においては、相対的に前記突部が底面積かつ前記空隙部が高面積とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用暖房装置の取付構造。

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