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加热器装置的制作方法

2022-07-10 18:48:17 来源:中国专利 TAG:

加热器装置
1.相关申请的相互参照
2.本技术基于2019年11月18日提出申请的日本专利申请2019-207950号,将其记载内容通过参照编入于此。
技术领域
3.本发明涉及一种从加热器表面放射热的加热器装置。


背景技术:

4.作为这种加热器装置,以往已知例如记载于专利文献1的加热器装置。该专利文献1所记载的加热器装置具备:进行发热的加热器主体部以及用于基于静电容量的变化检测人体相对于加热器主体部的接近或接触的检测电极。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本专利第5954235号公报
8.专利文献1的加热器装置所具有的加热器主体部形成为薄板状。因此,在专利文献1的加热器装置中,在加热器主体部与水接触的情况下,该水非常接近检测电极。因此,在该情况下,使用检测电极而检测出的静电容量由于其与水的接触而产生较大的变化,即使人体与加热器主体部接触也无法检测出该接触这样的误检测可能产生。发明者们的详细的研究结果发现了以上这样的情况。


技术实现要素:

9.鉴于上述点,本发明的目的在于,提供一种能够抑制因水的附着而无法检测物体相对于加热器表面的接触或接近的加热器装置。
10.为了达成上述目的,根据本发明的一个观点,加热器装置具有朝向一个方向的一方侧的加热器表面,并从该加热器表面放射热,该加热器装置具备:
11.发射电极和接收电极,该发射电极和该接收电极相对于加热器表面配置于上述一个方向的另一方侧;以及
12.绝缘覆盖层,该绝缘覆盖层相对于发射电极和接收电极在上述一个方向的一方侧覆盖该发射电极和该接收电极,
13.发射电极和接收电极与接触检测部电连接,该接触检测部通过发射电极与接收电极之间的静电容量的变化检测物体相对于加热器表面的接触或接近,
14.绝缘覆盖层具备第一构成部和第二构成部,该第一构成部由具有电绝缘性的绝缘物体构成,该第二构成部的相对介电常数比该第一构成部小,
15.第二构成部位于发射电极和接收电极中的至少一方与加热器表面之间。
16.通过这样,第二构成部被配置为遮挡发射电极与接收电极之间飞出的电线。即,在水附着于加热器表面的情况下,在该电线上,第二构成部相对于加热器表面上的水串联地
产生静电容量。因此,设想例如绝缘覆盖层单纯地仅由上述绝缘物体构成的比较例的情况,与该比较例相比,第二构成部起到抑制发射电极与接收电极之间的静电容量因水对加热器表面的附着而引起的增大的变化幅度的作用。因此,与上述比较例相比,能够抑制因水的附着而引起的不能检测物体相对于加热器表面的接触或接近。
17.另外,对各构成要素等标注的带括号的参照符号表示该构成要素等与记载于后述的实施方式的具体构成要素等的对应关系的一例。
附图说明
18.图1是表示在第一实施方式中加热器装置搭载于车辆的状态的图。
19.图2是表示在第一实施方式中用沿着加热器装置的厚度方向的平面切断了加热器装置的一部分的剖面的剖视图。
20.图3是示意性地表示在第一实施方式中从与加热器装置的加热器表面相对的方向观察(简言之,从以图2的箭头iii表示的方向观察)时发热部、发射电极以及接收电极各自的配置的图。
21.图4在包含第一实施方式中的加热器装置、检测电路以及控制装置的电路图。
22.图5是在与图2相同的图示方向上示意性地表示第一实施方式的加热器装置所具有的绝缘覆盖层单体的剖面的图。
23.图6是在相当于图2的剖视图中示意性地表示在第一比较例的加热器装置的加热器表面附着有水的状态的图。
24.图7是表示在图6所示的附着了水的状态下的第一比较例的加热器装置中发射电极与接收电极之间产生的静电容量的示意图。
25.图8是在图2的剖视图中示意性地表示在第一实施方式的加热器装置的加热器表面附着了水的状态的图,是与图6对比的图。
26.图9是表示在图8所示的附着了水的状态下的第一实施方式的加热器装置中发射电极与接收电极之间产生的静电容量的示意图,是与图7对比的图。
27.图10是在第一比较例中在纵轴表示传感器值的时序图,是水附着在加热器表面上的某水附着部位,之后乘员接触与水附着部位不同的接触部位的情况的时序图。
28.图11是在第一实施方式中与图10相当的时序图,是水附着在加热器表面上的某水附着部位,之后乘员接触与水附着部位不同的接触部位的情况的时序图。
29.图12是表示在第二实施方式中用沿着加热器装置的厚度方向的平面切断了加热器装置的一部分的剖面的剖视图,是相当于图2的图。
30.图13是表示在第二比较例中用沿着加热器装置的厚度方向的平面切断了加热器装置的一部分的剖面的剖视图,是相当于图12的图。
31.图14是表示在第三实施方式中用沿着加热器装置的厚度方向的平面切断了加热器装置的一部分的剖面的剖视图,是相当于图12的图。
32.图15是表示在第四实施方式中用沿着加热器装置的厚度方向的平面切断了加热器装置的一部分的剖面的剖视图,是相当于图2的图。
33.图16是示意性地表示在第五实施方式中从与加热器装置的加热器表面相对的方向观察包含于绝缘覆盖层的多根接地线的图。
34.图17是包含第五实施方式中的加热器装置、检测电路以及控制装置的电路图,是相当于图4的图。
35.图18是表示在第六实施方式中用沿着加热器装置的厚度方向的平面切断了加热器装置的一部分的剖面的剖视图,是相当于图2的图。
具体实施方式
36.以下,参照附图说明各实施方式。另外,在以下的各实施方式相互之间,在图中对于彼此相同或等同的部分标注相同符号。
37.(第一实施方式)
38.如图1所示,本实施方式的加热器装置10设置于车辆等移动体的室内。加热器装置10构成车室内的制热装置的一部分。加热器装置10是从搭载于移动体的电池或发电机等电源装置被供给电力而进行发热的电加热器。
39.加热器装置10能够作为用于在例如刚启动车辆行驶用发动机后就立刻对乘员2供暖的装置而利用。加热器装置10被设置为对落座于车室内的座席3的乘员2的脚边放射辐射热。例如,加热器装置10设置于转向柱罩6的下表面,该转向柱罩6被设置为覆盖用于支承转向盘4的转向柱5。另外,加热器装置10也可以设置于位于该转向柱罩6的下方的前围板7。
40.如图2和图3所示,加热器装置10也被称为面状加热器。加热器装置10形成为沿着由轴x和轴y规定的x-y平面呈面状地扩展。另外,加热器装置10在轴z的方向上具有厚度。即,该轴z的方向是加热器装置10的厚度方向dt。另外,轴x、轴y及轴z分别是彼此交叉的坐标轴,严格地说,是构成正交坐标系且彼此正交的坐标轴。另外,在本实施方式的说明中,加热器装置10的厚度方向dt也被称为作为一个方向的加热器厚度方向dt。另外,图2是表示图3的ii-ii剖面的剖视图。
41.本实施方式的加热器装置10形成为大致长方形的薄板状。加热器装置10具有设置于加热器厚度方向dt的一方侧的加热器表面10a和设置于加热器厚度方向dt的另一方侧的加热器背面10b。该加热器表面10a朝向加热器厚度方向dt的一方侧,加热器背面10b朝向加热器厚度方向dt的另一方侧。
42.将加热器背面10b例如粘接在上述的转向柱罩6或前围板7即设置对象物,由此,加热器装置10被固定于该设置对象物。另一方面,加热器装置10通过被通电而从加热器表面10a放射辐射热。利用该辐射热,加热器装置10使作为位于与加热器表面10a相对的位置的制热对象的乘员2变暖。
43.加热器装置10具备绝缘基材12、发热部20、发射电极30、接收电极40、绝缘层50以及绝缘覆盖层54等。
44.绝缘基材12由具有优异的电绝缘性且耐高温的树脂材料形成为板状。具体而言,绝缘基材12由树脂膜形成。绝缘基材12具有设置于加热器厚度方向dt的一方侧的一方侧基材面12a和设置于加热器厚度方向dt的另一方侧的另一方侧基材面即加热器背面10b。
45.发热部20是加热器装置10中的热源,并由通过通电而发热的金属材料构成。发热部20相对于绝缘基材12设置于加热器厚度方向dt的一方侧(换言之,乘员侧),并配置为与一方侧基材面12a接触。具体而言,发热部20在该绝缘基材12的一方侧基材面12a上被配置为一边以规定间隔折返一边蜿蜒地延伸。
46.如图4所示,发热部20通过控制装置70控制通电。另外,控制装置7由包含进行控制处理、运算处理的处理器、存储程序、数据等的rom、ram等存储部的微型计算机及其周边电路构成。存储部由非易失性且实体的存储介质构成。
47.控制装置70根据从检测电路71传送的信号以及从设置于加热器装置10的未图示的温度传感器传送的信号等控制向发热部20的通电。控制装置70对向发热部20的通电进行通断控制或占空比控制,以将加热器装置10控制为规定的目标温度。例如,控制装置70控制设置于连接电源21、发热部20以及地面22的配线的中途的开关72的动作,并将加热器装置10调整为规定的目标温度。该控制装置70、检测电路71、开关72以及加热器装置10作为整体构成加热器系统8。另外,地面22被设置为接地电位点,例如在本实施方式中,车身或与该车身电连接而成为同电位的部位等相当于地面22。
48.如图2和图3所示,发射电极30和接收电极40也与发热部20同样地相对于绝缘基材12设置于加热器厚度方向dt的一方侧,并配置为与一方侧基材面12a接触。简言之,发射电极30、接收电极40以及发热部20彼此设置于相同的层。换言之,发射电极30、接收电极40以及发热部20在一方侧基材面12a上被配置为在沿着该一方侧基材面12a的方向上彼此排列。
49.该发射电极30和接收电极40为了检测例如作为乘员2等的物体接触或接近加热器装置10的加热器表面10a而成为一对。而且,加热器装置10具有多个检测电极部41,该检测电极部41是成对的发射电极30与接收电极40的组合。
50.在该多个检测电极部41中的每个检测电极部41中,成对的发射电极30与接收电极40被配置为在沿着加热器表面10a的一个方向即电极排列方向dh上彼此排列。进而,作为加热器装置10的整体,发射电极30和接收电极40被配置为在电极排列方向dh上交替地排列。因此,多个检测电极部41也配置为在该电极排列方向dh上排列。而且,发射电极30与接收电极40被配置为彼此分离。
51.另外,在电极排列方向dh上排列的多个检测电极部41彼此之间分别设置有发热部20。
52.在提及发热部20、发射电极30及接收电极40各自与加热器表面10a的位置关系时,该发热部20、发射电极30以及接收电极40a配置于相对于加热器表面10的加热器厚度方向dt的另一方侧。
53.如图4所示,发射电极30和接收电极40与检测电路71电连接。当脉冲状的电压从检测电路71施加到发射电极30时,在发射电极30与接收电极40之间形成有电场,并积蓄有规定的电荷。检测电路71构成为具有例如电路元件、微型计算机等电气零件的电路。
54.如图2所示,在乘员2的手指等物体接触或接近加热器装置10的作为乘员侧表面的加热器表面10a的情况下,将电荷表示为假想线的电线e的一部分被该物体遮挡。于是,通过接收电极40检测的电场减少与被该物体遮挡对应的量,发射电极30与接收电极40之间的静电容量也变小。
55.因此,图4的检测电路71捕捉发射电极30与接收电极40之间的静电容量的变化,能够检测物体的接触或接近。这样,检测电路71作为利用发射电极30与接收电极40之间的静电容量的变化来检测物体相对于加热器表面10a的接触或接近的接触检测部发挥功能。而且,检测电路71检测出的检测信息被传送至控制装置70,该控制装置70基于该检测信息控制向发热部20的通电。另外,检测电路71的接地电位例如与地面22的接地电位相同。
56.图2和图3所示的发射电极30与接收电极40由金属材料构成,且具有比绝缘基材12、绝缘层50以及绝缘覆盖层54高的热传导率。由此,发射电极30和接收电极40成为具有使发热部20所发出的热向面方向扩散的散热功能的部件。
57.另外,发射电极30和接收电极40形成为薄膜状或线状,且为低热容量。因此,发射电极30和接收电极40具有在与物体接触时接触的部分的温度急速降低的特性。
58.绝缘层50是具有电绝缘性的片状物。如图2所示,绝缘层50与发热部20、发射电极30以及接收电极40接触,并且该绝缘层50在一方侧基材面12a上被设置为覆盖发热部20、发射电极30以及接收电极40。即,绝缘层50在相对于发热部20、发射电极30及接收电极40的加热器厚度方向dt的一方侧分别覆盖发热部20、发射电极30及接收电极40。
59.绝缘层50由具有高绝缘性的材料构成。作为构成该绝缘层50的材料,例如能够列举出聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂或硅树脂等树脂材料,而本实施方式的绝缘层50由环氧树脂构成。另外,环氧树脂的相对介电常数εr为“εr≈3~4”,聚氨酯树脂的相对介电常数εr为“εr≈6~7”。
60.绝缘覆盖层54是具有电绝缘性的片状物。另外,绝缘覆盖层54是加热器装置10中的加热器厚度方向dt的一方侧的最外层,因此,加热器厚度方向dt上的绝缘覆盖层54的一方侧的表面为加热器表面10a。即,加热器表面10a形成于加热器厚度方向dt上的绝缘覆盖层54的一方侧。
61.另外,绝缘覆盖层54在加热器厚度方向dt的一方侧与绝缘层50层叠,并且该绝缘覆盖层54通过树脂粘接材料等与该绝缘层50接合。即,绝缘层50层叠在发热部20、发射电极30以及接收电极40各自与绝缘覆盖层54之间。而且,虽然隔着绝缘层50,但绝缘覆盖层54在相对于发热部20、发射电极30及接收电极40的加热器厚度方向dt的一方侧分别覆盖发热部20、发射电极30及接收电极40。
62.具体而言,如图5所示,绝缘覆盖层54具有作为第一构成部的高介电常数部541和作为第二构成部的低介电常数部542,该低介电常数部542的相对介电常数εr比该高介电常数部541小。该低介电常数部542在绝缘覆盖层54中形成为分成多个并且均匀地分散设置。另外,高介电常数部541由具有电绝缘性的绝缘物体541a构成。
63.详细而言,本实施方式的绝缘覆盖层54由发泡树脂构成。因此,绝缘物体541a是该发泡树脂中的树脂材料。而且,低介电常数部542由发泡树脂中作为多个气泡而含有的空气构成。因此,如图2和图5所示,低介电常数部542位于发射电极30和接收电极40各自与加热器表面10a之间。另外,由于绝缘层50由树脂构成,因此低介电常数部542的相对介电常数εr比绝缘层50的相对介电常数εr小。
64.另外,绝缘覆盖层54所具有的树脂材料即绝缘物体541a的材质可以与绝缘层50相同,也可以与绝缘层50不同。
65.绝缘层50与绝缘覆盖层54不同,不由发泡树脂构成。因此,绝缘层50不具有低介电常数部542。作为一般化的表现,低介电常数部542的构成物在绝缘层50中所占的体积比例比低介电常数部542的构成物在绝缘覆盖层54中所占的体积比例小。该低介电常数部542的构成物是构成低介电常数部542的构成物,因此,在本实施方式中是空气。
66.接着,对控制装置70基于来自图4所示的检测电路71的检测信息控制向发热部20的通电的控制处理进行说明。
67.当加热器装置10的电源被接通时,控制装置70向发热部20通电。与此同时,检测电路71对发射电极30施加规定的电压。
68.然后,控制装置70例如周期性地依次判定是否由检测电路71检测到作为乘员2等的物体的接近或接触。在该判定的结果是检测电路71未检测到物体的接近或接触的情况下,控制装置70维持以用于通过加热器装置10进行制热的规定的电流向发热部20通电的常规状态。
69.另一方面,在通过检测电路71检测出物体的接近或接触的情况下,控制装置70将向发热部20通电的电流的大小设为比常规状态低,或者停止向发热部20通电。由此,在物体接触加热器装置10的加热器表面10a的情况下,该接触的部分的温度急速地降低。因此,本实施方式的加热器装置10的安全性高。
70.接着,对用于说明本实施方式的加热器装置10具备绝缘覆盖层54而产生的作用效果的第一比较例进行说明。如图6所示,第一比较例的加热器装置80不具备绝缘覆盖层54,加热器厚度方向dt上的绝缘层50的一方侧的表面成为加热器表面10a。除了这一点外,第一比较例的加热器装置80与本实施方式的加热器装置10相同。
71.如图6和图7所示,在第一比较例的加热器装置80中,在作为水滴的水wt附着在加热器表面10a上的情况下,在通过绝缘层50内的第一电线e1上,绝缘层50产生静电容量c1。除此之外,在通过水wt的第二电线e2上,水wt产生静电容量c2。
72.在该情况下,绝缘层50的静电容量c1与水wt的静电容量c2的关系由以下公式f1表示。
73.c2=(80/3)
×
c1

(f1)
74.另外,上述公式f1是在作为绝缘层50的相对介电常数εr的εr1为“εr1=3左右”,并且作为水wt的相对介电常数εr的εr2为“εr2=80左右”的条件下导出的。另外,上述公式f1是根据在表示厚度为d且介电常数为ε的电介质进入极板面积s的平行平板之间的情况下的静电容量c的一般式“c=ε
×
s/d”中静电容量c与介电常数ε成比例,以及“ε=εr
×
ε0”的关系而得出的。在该“ε=εr
×
ε0”的公式中,ε是电介质的介电常数,εr是电介质的相对介电常数,ε0是真空介电常数。
75.而且,在第一比较例的加热器装置80中水wt附着于加热器表面10a上的情况下的发射电极30与接收电极40之间产生的合成静电容量c0cw(即,水附着时的合成静电容量c0cw)由基于上述公式f1导出的以下的公式f2表示。
76.c0cw=c1 c2=(83/3)
×
c1

(f2)
77.另一方面,在第一比较例的加热器装置80中水wt未附着于加热器表面10a上的情况下的发射电极30与接收电极40之间产生的合成静电容量c0(即,水未附着时的合成静电容量c0)由以下的公式f3表示。
78.c0=c1

(f3)
79.通过对上述的水附着时与水未附着时的合成静电容量c0cw、c0进行比较可知,在第一比较例的加热器装置80中,由于水wt附着于加热器表面10a上,因此在发射电极30与接收电极40之间产生的合成静电容量大幅地增大。
80.与此相对,本实施方式的加热器装置10如上所述地具备绝缘覆盖层54。因此,如图8和图9所示,在通过水wt的第二电线e2上,水wt产生静电容量c2,并且绝缘覆盖层54也在夹
着水wt的前后的部位pa、pb产生静电容量c3。另外,在本实施方式中,与第一比较例同样地,在通过绝缘层50内的第一电线e1上,绝缘层50产生静电容量c1。
81.在该情况下,绝缘层50的静电容量c1与绝缘覆盖层54的静电容量c3的关系由以下公式f4表示。
82.c3=(1/3)
×
c1

(f4)
83.另外,上述公式f4是在作为绝缘层50的相对介电常数εr的εr1为“εr1=3左右”,并且作为构成绝缘覆盖层54的低介电常数部542的空气的相对介电常数εr的εr3为“εr3=1左右”的条件下导出的。另外,与上述公式f1同样地,上述公式f4是根据在一般式“c=ε
×
s/d”中静电容量c与介电常数ε成比例,以及“ε=εr
×
ε0”的关系而得出的。
84.在本实施方式的加热器装置10中水wt附着于加热器表面10a上的情况下的发射电极30与接收电极40之间产生的合成静电容量c0w(即,水附着时的合成静电容量c0w)由以下公式f5表示。而且,根据以下公式f5、上述公式f1以及上述公式f4导出以下公式f6。
85.c0w=c1 1/(1/c2 2/c3)

(f5)
86.c0w=(563/483)
×
c1

(f6)
87.另一方面,与第一比较例同样地,本实施方式的加热器装置10中的水未附着时的合成静电容量c0由上述公式f3表示。
88.通过对上述的水附着时与水未附着时的合成静电容量c0w、c0进行比较可知,在本实施方式的加热器装置10中,与第一比较例相比,由于水wt附着于加热器表面10a上而引起的合成静电容量增大被显著地抑制。
89.如上所述,由于水wt附着时的发射电极30与接收电极40之间的静电容量变化在第一比较例与本实施方式之间有较大的差异,因此,在表示水wt附着时的时序图的图10与图11之间也产生差异。
90.该图10是第一比较例的时序图,图11是本实施方式的时序图。具体而言,图10和图11分别是水wt附着在加热器表面10a上的某水附着部位px(参照图3),之后乘员2接触与水附着部位px不同的接触部位pth(参照图3)的情况的时序图。而且,图10与图11均用纵轴表示传感器值gs。
91.详细而言,在图10和图11中,t1时刻均表示水wt附着于加热器表面10a的时刻,之后的t2时刻均表示乘员2接触加热器表面10a的时刻,之后的t3时刻均表示乘员2从加热器表面10a离开的时刻。
92.另外,图10和图11的纵轴所示的传感器值gs是根据发射电极30与接收电极40之间的静电容量而变化的检测电路71(参照图4)的输出值。发射电极30与接收电极40之间的静电容量(详细是合成静电容量)越大则该传感器值gs越小。另外,图10和图11的纵轴的“0”不表示发射电极30与接收电极40之间的静电容量的0,而表示“传感器值gs=0”。
93.如图10所示,在第一比较例中,由于在t1时刻附着水wt而传感器值gs大幅地下降。由此,即使在t2时刻乘员2接触加热器表面10a,传感器值gs也保持在t1时刻之前的大小以下。因此,在第一比较例中,当水wt附着于加热器表面10a时,无法对乘员2接触加热器表面10a进行检测。
94.对此,如图11所示,在本实施方式中,由于在t1时刻附着水wt而传感器值gs略微下降,但与t1时刻前相比维持在大致相同程度的大小。由此,在t2时刻乘员2接触加热器表面
10a的情况下,传感器值gs变大而相对于t1时刻前的大小具有充分的差值。然后,在t3时刻乘员2从加热器表面10a离开的情况下,回到与t1时刻前大致相同程度的大小。因此,在本实施方式中,即使水wt附着于加热器表面10a,也能够检测出乘员2接触加热器表面10a。而且,还能够检测出接触了加热器表面10a的乘员2从加热器表面10a离开。
95.如上所述,如图2和图5所示,根据本实施方式,加热器装置10具备绝缘覆盖层54。该绝缘覆盖层54具有高介电常数部541和低介电常数部542,该高介电常数部541由具有电绝缘性的绝缘物体541a构成,该低介电常数部542与该高介电常数部541相比相对介电常数εr较小。而且,该低介电常数部542位于发射电极30和接收电极40的至少一方与加热器表面10a之间。
96.由此,如图5和图8所示,低介电常数部542被配置为遮挡发射电极30与接收电极40之间飞出的第二电线e2。即,在水wt附着于加热器表面10a的情况下,在该第二电线e2上,低介电常数部542相对于加热器表面10a上的水wt串联地产生静电容量。因此,与例如没有绝缘覆盖层54的图6的第一比较例相比,低介电常数部542起到抑制发射电极30与接收电极40之间的静电容量由于水wt对加热器表面10a的附着而引起的增大的变化幅度的作用。
97.因此,如使用图6~图11所述的,在本实施方式中,与第一比较例相比,能够抑制因水wt的附着而引起的不能检测物体相对于加热器表面10a的接触或接近。
98.另外,根据本实施方式,如图2所示,加热器装置10具备绝缘层50,该绝缘层50层叠于绝缘覆盖层54与发射电极30和接收电极40各自之间,并且具有电绝缘性。另外,低介电常数部542的构成物在绝缘层50中所占的体积比例比低介电常数部542的构成物在绝缘覆盖层54中所占的体积比例小。
99.因此,与绝缘覆盖层54相比,绝缘层50更容易确保发热部20、发射电极30及接收电极40之间的电绝缘性。而且,如果通过绝缘层50充分地确保该发热部20、发射电极30及接收电极40之间的电绝缘性,则不需要对绝缘覆盖层54要求高绝缘性。因此,与没有绝缘层50的情况相比,容易提高绝缘覆盖层54减轻水附着的影响的功能。
100.另外,根据本实施方式,如图2和图5所示,绝缘覆盖层54所包含的低介电常数部542由空气构成。因此,能够通过简易的结构来降低低介电常数部542的相对介电常数εr。而且,空气的相对介电常数εr为“εr≈1”,理论上,空气的相对介电常数εr是最小的,因此,能够期待最大限度地抑制因水wt的附着而引起的发射电极30与接收电极40之间的静电容量变化的效果。
101.另外,根据本实施方式,绝缘覆盖层54由发泡树脂构成,绝缘覆盖层54中的构成高介电常数部541的绝缘物体541a是该发泡树脂中的树脂材料。而且,绝缘覆盖层54中的低介电常数部542由该发泡树脂中作为气泡而含有的空气构成。因此,能够使绝缘覆盖层54成为简易的结构,并且降低低介电常数部542的相对介电常数εr。
102.而且,虽然空气自身产生绝热作用,但作为发泡树脂中的树脂材料的绝缘物体541a起到将在加热器装置10中发出的热(具体是发热部20发出的热)向加热器表面10a传递的作用。即,加热器表面10a通过空气以外的物体(具体是绝缘物体541a和绝缘层50)能够热传导地与发热部20连结。由此,在加热器装置10中,能够经由绝缘覆盖层54良好地传热。因此,能够通过空气构成低介电常数部542而不会使加热器装置10的散热性能大幅恶化。
103.进而,能够将绝缘覆盖层54设置为绝缘覆盖层54不会使在乘员2与加热器表面10a
接触时使加热器表面10a的温度迅速地降低的温度降低性能大幅恶化。
104.(第二实施方式)
105.接着,对第二实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与前述的第一实施方式不同的点进行说明。另外,对于与前述的实施方式相同或等同的部分省略或简化说明。这在后述的实施方式的说明中也是同样的。
106.如图12所示,本实施方式的加热器装置10除了第一实施方式的加热器装置10的结构之外还具备设计层56。在这一点上,本实施方式与第一实施方式不同。
107.具体而言,本实施方式的加热器装置10的设计层56由具有设计性的片状的设计部件构成。例如,该设计部件是车辆的内饰所使用的织物、布、或皮革等。
108.另外,设计层56相对于绝缘覆盖层54在加热器厚度方向dt的一方侧层叠,并且该设计层56通过例如粘接等与该绝缘覆盖层54接合。设计层56为加热器装置10中的加热器厚度方向dt的一方侧的最外层,因此,加热器厚度方向dt中的设计层56的一方侧的表面为加热器表面10a。例如,设计层56以遍及绝缘覆盖层54的整体地覆盖绝缘覆盖层54的方式层叠于绝缘覆盖层54。
109.另外,在本实施方式中,加热器表面10a不形成于绝缘覆盖层54,但若提及绝缘覆盖层54与加热器表面10a的位置关系,则可以说加热器表面10a形成在加热器厚度方向dt中的绝缘覆盖层54的一方侧。
110.由于像这样地设置有设计层56,因此,能够提高加热器装置10例如设置于车室内的已设置状态下的加热器装置10的外观,换言之,能够提高加热器装置10的设计性。
111.另外,加热器表面10a不是形成在绝缘覆盖层54而是形成在设计层56,因此,还有不需要对绝缘覆盖层54要求设计性的优点。
112.在此,使用图13说明与本实施方式作对比的第二比较例。如该图13所示,第二比较例的加热器装置82具备与本实施方式的绝缘覆盖层54不同的绝缘覆盖层83。该第二比较例的绝缘覆盖层83与本实施方式的绝缘覆盖层54同样地具有高介电常数部541和低介电常数部542。不过,在第二比较例的绝缘覆盖层83中,高介电常数部541构成为配置于绝缘层50与设计层56之间的多个衬垫,通过该衬垫形成的空气层形成为低介电常数部542。即,第二比较例的绝缘覆盖层83中的大部分被作为空气层的低介电常数部542占据。除了这一点,第二比较例的加热器装置82与本实施方式的加热器装置10相同。
113.在这样的第二比较例的加热器装置82中,空气的热传导率λ为“λ≈0.02w/mk”,该空气的热传导率λ较小,因此,作为空气层的低介电常数部542大幅地妨碍了从发热部20向加热器表面10a的传热。
114.对此,在本实施方式的加热器装置10中,与第一实施方式同样地,绝缘覆盖层54由发泡树脂构成,低介电常数部542由该发泡树脂中作为气泡而含有的空气构成。因此,与第二比较例相比,本实施方式的低介电常数部542的绝热作用被抑制得较小。而且,通过将设计层56与绝缘覆盖层54整体地贴合,由此从发热部20向加热器表面10a适当地传热,能够使设计层56的温度容易上升,并且从加热器表面10a放射辐射热。
115.除了以上说明的内容之外,本实施方式与第一实施方式相同。而且,在本实施方式中,能够与第一实施方式同样地得到由与前述的第一实施方式通用的结构所起到的效果。
116.(第三实施方式)
117.接着,对第三实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与前述的第二实施方式不同的点进行说明。
118.如图14所示,在本实施方式中,绝缘覆盖层54的结构与第二实施方式不同。
119.具体而言,本实施方式的绝缘覆盖层54由穿孔的树脂膜构成。因此,构成高介电常数部541的绝缘物体541a是构成该树脂膜的树脂材料。而且,低介电常数部542由形成于树脂膜的多个膜孔542a内的空气构成。
120.例如,该多个膜孔542a在加热器厚度方向dt上贯通绝缘覆盖层54。而且,多个膜孔542a配置为沿着绝缘覆盖层54均匀地分散。因此,在本实施方式中,低介电常数部542也设置为在绝缘覆盖层54中均匀地分散。
121.本实施方式的绝缘覆盖层54如上所述,因此,能够根据构成绝缘覆盖层54的树脂膜中的穿孔位置任意地设定低介电常数部542的分布。
122.因此,与绝缘覆盖层54由例如发泡树脂构成的情况相比,具有以下的优点。即,容易将低介电常数部542的分布设定为,作为空气的低介电常数部542难以妨碍从发热部20向加热器表面10a的传热,并且有效地抑制低介电常数部542因水附着而引起的电极30、40之间的静电容量变化。
123.除了以上说明的内容之外,本实施方式与第二实施方式相同。而且,在本实施方式中,能够与第二实施方式同样地得到由与前述的第二实施方式通用的结构所起到的效果。
124.另外,虽然本实施方式是基于第二实施方式的变形例,但也能够将本实施方式与前述的第一实施方式进行组合。
125.(第四实施方式)
126.接着,对第四实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与前述的第一实施方式不同的点进行说明。
127.如图15所示,本实施方式的加热器装置10除了第一实施方式的加热器装置10的结构之外还具备防水层58。在这一点上,本实施方式与第一实施方式不同。
128.具体而言,本实施方式的加热器装置10的防水层58相对于绝缘覆盖层54在加热器厚度方向dt的一方侧层叠,并且该防水层58与该绝缘覆盖层54接合。而且,防水层58防止水wt从加热器表面10a向绝缘覆盖层54浸透。
129.例如,防水层58具备防水性和防潮性。防水层58例如可以是与绝缘覆盖层54粘接的防潮片,也可以是涂布在绝缘覆盖层54上并固化的防潮涂层。
130.另外,防水层58为加热器装置10中的加热器厚度方向dt的一方侧的最外层,因此加热器厚度方向dt中的防水层58的一方侧的表面为加热器表面10a。例如,防水层58以遍及绝缘覆盖层54的整体地覆盖绝缘覆盖层54的方式层叠于绝缘覆盖层54。
131.由于像这样地设置有防水层58,因此,即使绝缘覆盖层54不具备防水性和防潮性,也能够防止水wt从加热器表面10a渗入作为发泡树脂的绝缘覆盖层54。其结果是,能够使绝缘覆盖层54始终发挥实现抑制发射电极30与接收电极40之间的静电容量因水wt对加热器表面10a的附着而增大的目的的效果。
132.除了以上说明的内容之外,本实施方式与第一实施方式相同。而且,在本实施方式中,能够与第一实施方式同样地得到由与前述的第一实施方式通用的结构所起到的效果。
133.另外,虽然本实施方式是基于第一实施方式的变形例,但也能够将本实施方式与
前述的第二实施方式或第三实施方式进行组合。
134.(第五实施方式)
135.接着,对第五实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与前述的第一实施方式不同的点进行说明。
136.在本实施方式中,也与第一实施方式同样地,绝缘覆盖层54由发泡树脂构成。不过,如图16和图17所示,本实施方式的绝缘覆盖层54具有多根接地线543。
137.具体而言,多根接地线543彼此连结以成为彼此同电位,并与地面22电连接。由此,多根接地线543与检测电路71的接地电位成为同电位。
138.例如,多根接地线543在绝缘覆盖层54中配置为格子状。因此,该格子状的多根接地线543分别相对于发射电极30和接收电极40在加热器厚度方向dt的一方侧重复配置。
139.而且,该多根接地线543被配置为在绝缘覆盖层54的内部以规定的密度(即规定的接地线密度)分布。在此,多根接地线543分布得越密则越提高抑制因水附着而电极30、40间的静电容量增加的效果,但基于电极30、40间的静电容量变化检测物体的接触或接近的功能(换言之,灵敏度)降低。于是,上述接地线的密度事先通过实验确定,以能够实际地获得检测物体的接触或接近的功能,并且获得抑制因水附着而引起的电极30、40间的静电容量增加的效果。
140.由于设置有这样的多根接地线543,因此,发射电极30与接收电极40之间飞出的电线e(参照图2)与附着于加热器表面10a的水wt的交集由接地线543抑制。其结果是,能够抑制因水附着而引起的电极30、40之间的静电容量增加。
141.除了以上说明的内容之外,本实施方式与第一实施方式相同。而且,在本实施方式中,能够与第一实施方式同样地得到由与前述的第一实施方式通用的结构所起到的效果。
142.另外,虽然本实施方式是基于第一实施方式的变形例,但也能够将本实施方式与前述的第二~第四实施方式中的任意实施方式进行组合。
143.(第六实施方式)
144.接着,第六实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与前述的第一实施方式不同的点进行说明。
145.如图18所示,本实施方式的加热器装置10不具备绝缘层50(参照图2)。因此,本实施方式的绝缘覆盖层54被设置为与发热部20、发射电极30及接收电极40接触,并且在一方侧基材面12a上覆盖发热部20、发射电极30及接收电极40。
146.除了以上说明的内容之外,本实施方式与第一实施方式相同。而且,在本实施方式中,能够与第一实施方式同样地得到由与前述的第一实施方式通用的结构所起到的效果。
147.另外,虽然本实施方式是基于第一实施方式的变形例,但也能够将本实施方式与前述的第二~第五实施方式中的任意实施方式进行组合。
148.(其他的实施方式)
149.(1)在上述各实施方式中,对发热部20在绝缘基材12的面上被配置为以规定间隔折返的例子进行了说明,但发热部20的配置方法不限于此。发热部20能够采用各种配置方法。
150.(2)在上述的第一实施方式中,如图2所示,绝缘覆盖层54与绝缘层50层叠,并通过树脂粘接材料等与该绝缘层50接合,但该接合方法不限于此。例如,绝缘覆盖层54也可以相
对于绝缘层50熔接。
151.(3)在上述的各实施方式中,如图2和图5所示,包含于绝缘覆盖层54的低介电常数部542位于发射电极30和接收电极40各自与加热器表面10a之间,但这是一例。虽然优选这样的配置,但也可以考虑例如低介电常数部542位于发射电极30和接收电极40中的一方与加热器表面10a之间但不位于另一方与加热器表面10a之间。简言之,低介电常数部542位于发射电极30和接收电极40中的至少一方与加热器表面10a之间即可。
152.(4)在上述的第一实施方式中,如图2和图5所示,低介电常数部542由空气构成,但这是一例。低介电常数部542只要由与高介电常数部541的绝缘物体541a相比相对介电常数εr较小的构成物构成即可,也可以考虑由空气以外的构成物构成。这也是因为,与高介电常数部541的绝缘物体541a相比相对介电常数εr较小的构成物配置为遮挡发射电极30与接收电极40之间飞出的第二电线e2(参照图8)。
153.(5)上述的第二实施方式的加热器装置10所具有的绝缘覆盖层54与第一实施方式同样由发泡树脂构成,但也可以使该绝缘覆盖层54自身具备接合设计层56与绝缘层50的功能。即,在第二实施方式中,绝缘覆盖层54也可以由作为气泡而含有空气的发泡粘接材料构成。在这样的情况下,高介电常数部541的绝缘物体541a是该发泡粘接材料中的树脂材料,低介电常数部542由在该发泡粘接材料中作为气泡而含有的空气构成。作为构成该发泡粘接材料的树脂材料,例如能够列举出丙烯酸树脂、硅树脂等。
154.(6)在上述的第一实施方式的说明中,虽然没有提起构成绝缘覆盖层54的发泡树脂中的气泡的结构,该发泡树脂也可以为独立气泡结构(换言之,单泡结构)。通过这样,能够防止水wt从加热器表面10a顺着发泡树脂的气泡渗入到作为发泡树脂的绝缘覆盖层54的内部。其结果是,能够使绝缘覆盖层54始终发挥实现抑制发射电极30与接收电极40之间的静电容量因水wt对加热器表面10a的附着而增大的目的的效果。另外,图5示意性地表示发泡树脂的独立气泡结构。
155.(7)在上述的各实施方式中,例如如图2和图5所示,绝缘覆盖层54由发泡树脂构成,且不包含热传导率比绝缘物体541a高的材料,但这是一例。例如,该绝缘覆盖层54也可以构成为包含热传导率比绝缘物体541a高的材料(即,高热传导材料)。更进一步地,该高热传导材料优选相对介电常数εr比绝缘物体541a低的材料。
156.通过这样,通过绝缘覆盖层54抑制因水对加热器表面10a的附着而引起的电极30、40之间的静电容量增加,并且,与绝缘覆盖层54不包含上述高热传导材料的情况相比,发热部20的热容易向加热器表面10a传递。
157.(8)在上述的各实施方式中,例如如图2所示,发射电极30、接收电极40及发热部20在一方侧基材面12a上被配置为在沿着该一方侧基材面12a的方向上彼此排列,但这是一例。该发射电极30、接收电极40及发热部20不必在一方侧基材面12a上排列,可以考虑它们的各种配置。
158.(9)在上述的各实施方式中,例如如图2所示,加热器装置10在该加热器装置10中的加热器厚度方向dt上的最另一方侧具有绝缘基材12,但也可以考虑加热器装置10不具备该绝缘基材12。例如,也可以考虑图1的前围板7中的供加热器装置10设置的加热器设置部分作为绝缘基材12的替代发挥作用。
159.(10)另外,本发明不限定于上述的实施方式,也可以进行各种变形而实施。另外,
上述各实施方式不是彼此无关的,除了明显不能进行组合的情况之外,可以进行适当组合。
160.另外,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为必须的情况和原理上被认为是明显必须的情况等之外,当然不一定是必须的。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、数量、范围等数值的情况下,除了特别明确表示为必须的情况和原理上被限定为特定的数的情况等之外,并不限定于该特定的数。
161.另外,在上述各实施方式中,当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和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,并不限定于该材质形状、位置关系等。
162.(总结)
163.根据由上述各实施方式的一部分或全部所示的第一观点,加热器装置具有朝向一个方向的一方侧的加热器表面,并从该加热器表面放射热。加热器装置在相对于发射电极和接收电极的上述一个方向的一方侧具备覆盖该发射电极和接收电极的绝缘覆盖层。该绝缘覆盖层具备第一构成部和第二构成部,该第一构成部由具有电绝缘性的绝缘物体构成,该第二构成部的相对介电常数比该第一构成部小。而且,该第二构成部位于发射电极和接收电极中的至少一方与加热器表面之间。
164.另外,根据第二观点,加热器装置具备绝缘层,该绝缘层层叠于绝缘覆盖层与发射电极和接收电极之间,并且具有电绝缘性。另外,第二构成部的构成物在该绝缘层中所占的体积比例比第二构成部的构成物在绝缘覆盖层中所占的体积比例小。因此,如果通过绝缘层充分地确保发射电极与接收电极的电绝缘性,则不需要对绝缘覆盖层要求高绝缘性。因此,与没有绝缘层的情况相比,容易提高绝缘覆盖层减轻水附着的影响的功能。
165.另外,根据第三观点,第二构成部由空气构成。因此,能够通过简易的结构降低第二构成部的相对介电常数。
166.另外,根据第四观点,绝缘覆盖层由发泡树脂或发泡粘接材料构成,绝缘物体是发泡树脂或发泡粘接材料中的树脂材料,第二构成部由发泡树脂或发泡粘接材料中作为气泡而含有的空气构成。因此,能够使绝缘覆盖层成为简易的结构,并且降低第二构成部的相对介电常数。而且,虽然空气自身产生绝热作用,但发泡树脂或发泡粘接材料中的树脂材料起到将在加热器装置中发出的热向加热器表面传递的作用。即,能够经由绝缘覆盖层良好地传热。因此,能够通过空气构成第二构成部而不会使加热器装置的散热性能大幅恶化。
167.另外,根据第五观点,绝缘覆盖层由穿孔的树脂膜构成,绝缘物体是构成树脂膜的树脂材料,第二构成部由形成于树脂膜的孔内的空气构成。通过这样,能够根据树脂膜中的穿孔位置任意地设定第二构成部的分布。因此,与绝缘覆盖层例如由发泡树脂构成的情况相比,容易将第二构成部的分布设定为,第二构成部难以妨碍向加热器表面的传热并且有效地抑制第二构成部因水附着而引起的静电容量变化。
168.另外,根据第六观点,加热器装置具备防水层。而且,该防水层相对于绝缘覆盖层在上述一个方向的一方侧层叠,防止水从加热器表面向绝缘覆盖层浸透。因此,即使绝缘覆盖层不具备防水性和防潮性,也能够防止水从加热器表面渗入绝缘覆盖层。其结果是,能够使绝缘覆盖层始终发挥实现抑制发射电极与接收电极之间的静电容量因水对加热器表面的附着而增大的目的的效果。
169.另外,根据第七观点,绝缘覆盖层构成为包含热传导率比绝缘物体高的材料。因
此,通过绝缘覆盖层抑制因水对加热器表面的附着而引起的发射电极与接收电极之间的静电容量增加,并且,与绝缘覆盖层不包含上述热传导率较高的材料的情况相比,热在加热器装置的内部容易向加热器表面传递。
170.另外,根据第八观点,绝缘覆盖层具备与地面连接的接地线。因此,发射电极与接收电极之间飞出的电线与附着于加热器表面的水的交集由接地线抑制,能够抑制因水附着而引起的发射电极与接收电极之间的静电容量增加。
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