JP2008179206A - Gripped member temperature control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両を操作するために用いるステアリングホイール等の把持部材における表面温度を制御する把持部材温度制御装置に関し、特に、把持部材表面の隣り合う微小領域で低温と高温とを同時に発生させ把持する者に温冷覚の錯覚を引き起こさせる把持部材温度制御装置に関する。 The present invention relates to a gripping member temperature control device that controls a surface temperature of a gripping member such as a steering wheel used for operating a vehicle, and in particular, grips by simultaneously generating a low temperature and a high temperature in adjacent minute regions on the gripping member surface. The present invention relates to a gripping member temperature control device that causes an illusion of thermal sensation to a person who performs.
従来、エアコンからの送風を中空のステアリングホイール内に導入させ、把持部材の冷却開始時には噴霧器でエアコンからの冷風に水を混合させて気化熱による冷却を促進させ、一方で、把持部材の加熱開始時にはエアコンからの温風に加え把持部材表面に備えられたヒーターで把持部材表面の加熱を促進させて、把持部材の表面温度を適温に制御する温度制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, air from the air conditioner is introduced into the hollow steering wheel, and when the gripping member starts cooling, the sprayer mixes water with the cold air from the air conditioner to promote cooling by vaporization heat, while heating of the gripping member starts. In some cases, a temperature control device is known that controls heating of the surface of the gripping member to an appropriate temperature by promoting heating of the surface of the gripping member with a heater provided on the surface of the gripping member in addition to warm air from an air conditioner (for example, Patent Documents). 1).
この温度制御装置は、外部環境の変化に応じて、適温から逸脱した把持部材における表面温度を短時間で適温に調整することができる。
しかしながら、特許文献1に記載の温度制御装置は、把持部材の表面温度を適温に調整し把持部材を握る者の快適性を向上させるが、把持部材の表面全体を適温に調整するだけであり、注意力を低下させしまった者に適度の刺激を与え、注意力を喚起させるような機能を持ち得ない。
However, the temperature control device described in
上述の点に鑑み、本発明は、把持部材の表面温度を適温に調整する機能を有しながらも、注意力を低下させた者に適度の刺激を与え、注意力を喚起させる機能を更に有する把持部材温度制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention has a function of adjusting the surface temperature of the gripping member to an appropriate temperature, and further has a function of giving a moderate stimulus to a person who has reduced attention and arousing attention. An object of the present invention is to provide a gripping member temperature control device.
上述の目的を達成するために、第一の発明に係る把持部材温度制御装置は、所定温度よりも低温の熱を発生させる冷却素子又は該冷却素子が発生させた低温の熱を伝える伝熱部材で構成される冷源部と、前記所定温度よりも高温の熱を発生させる加熱素子又は該加熱素子が発生させた高温の熱を伝える伝熱部材で構成される熱源部と、を有する把持部材温度制御装置であって、前記冷源部及び前記熱源部は、皮膚における受容器の配置又は特性に合わせて把持部材の表面に配列されることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a gripping member temperature control device according to a first aspect of the present invention is a cooling element that generates heat at a temperature lower than a predetermined temperature, or a heat transfer member that transmits low-temperature heat generated by the cooling element. And a heat source part composed of a heat source that generates heat higher than the predetermined temperature or a heat transfer member that transmits high temperature heat generated by the heating element. In the temperature control device, the cold source unit and the heat source unit are arranged on the surface of the grasping member in accordance with the arrangement or characteristics of the receptor on the skin.
また、第二の発明は、第一の発明に係る把持部材温度制御装置であって、前記把持部材の表面に配列される前記冷源部の数は、前記熱源部の数より少ないことを特徴とする。 Moreover, 2nd invention is the holding member temperature control apparatus which concerns on 1st invention, Comprising: The number of the said cold-source parts arranged on the surface of the said holding member is fewer than the number of the said heat-source parts. And
上述の手段により、本発明は、把持部材の表面温度を適温に調整する機能を有しながらも、注意力を低下させた者に適度の刺激を与え、注意力を喚起させる機能を更に有する把持部材温度制御装置を提供することができる。 By the above-mentioned means, the present invention has a function of adjusting the surface temperature of the gripping member to an appropriate temperature, but also having a function of giving an appropriate stimulus to a person who has reduced attention and arousing attention. A member temperature control apparatus can be provided.
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る把持部材温度制御装置を利用したステアリング装置の構成例を示すブロック図であり、ステアリング装置1は、車両等の進行方向を制御するステアリング操作に用いられ、ステアリングホイール2、冷却素子3、加熱素子4、冷却素子用温度センサー5、加熱素子用温度センサー6、低温指示ボタン7、高温指示ボタン8、刺激指示ボタン9、温度コントローラ10、注意力判定器11、冷却素子用電源12及び加熱素子用電源13から構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a steering device using a gripping member temperature control device according to the present invention. The
ステアリングホイール2は、車両の運転者がステアリング操作を行う際に手で握る把持部材であり、例えば、環状のリム20、リム20の回転を支えるハブ21、及び、リム20とハブ21とを連結する複数のスポーク22から構成される。なお、リム20は環状ではなく、円環の一部が欠けた形状など、運転者がステアリング操作し易い他の形状であってもよい。
The
冷却素子3は、把持部材の所定領域を冷却するための装置であり、例えば、一方の面で吸熱を行い、他方の面で発熱を行う板状構造のペルチェ素子であって、ステアリングホイール2の表面に吸熱面を露出させた状態で配置され、ステアリングホイール2の表面温度(例えば、吸熱面の表面温度をいう。)が所定温度(例えば、30℃)より高い場合に、その表面温度が所定温度となるようステアリングホイール2の表面を冷却する。
The
ペルチェ素子は、可動部を有さないためメンテナンスが容易であり、また、騒音も発生させないため、ステアリングホイール2の表面温度を冷却する用途に適している。
Since the Peltier element does not have a movable part, it is easy to maintain and does not generate noise, so that it is suitable for use in cooling the surface temperature of the
加熱素子4は、把持部材の所定領域を加熱するための装置であり、例えば、電気を熱に変換するシートヒーターやニクロム線等であって、ステアリングホイール2の表面に発熱面を露出させた状態で配置され、ステアリングホイール2の表面温度が所定温度(例えば、30℃)より低い場合に、その表面温度が所定温度となるようステアリングホイール2の表面を加熱する。
The
シートヒーターやニクロム線は、ペルチェ素子と同様、可動部を有さないためメンテナンスが容易であり、また、騒音も発生させないため、ステアリングホイール2の表面温度を加熱する用途に適している。
Like the Peltier element, the seat heater and the nichrome wire are easy to maintain because they do not have a moving part, and do not generate noise, so they are suitable for applications where the surface temperature of the
また、冷却素子3又は加熱素子4は、ステアリングホイール2の内部等、ステアリングホイール2の表面以外の位置に配置され、各素子に接続された伝熱部材を介してステアリングホイール2の表面を冷却し、或いは、加熱するようにしてもよい。この場合、伝熱部材は、ステアリングホイール2の表面に部材の一部を露出させて配置される。
The
冷却素子用温度センサー5は、冷却素子3又は冷却素子3に接続される伝熱部材の温度を測定するためのセンサーであり、加熱素子用温度センサー6は、加熱素子4又は加熱素子4に接続される伝熱部材の温度を測定するためのセンサーである。
The cooling
両温度センサーは、例えば、金属酸化物や半導体などの電気抵抗が温度で変化することを利用して温度を測るサーミスタ、又は、熱膨張率が異なる2枚の金属板を利用して温度を測るバイメタル温度計等である。 Both temperature sensors, for example, measure the temperature using a thermistor that measures the temperature by using the electrical resistance of a metal oxide, a semiconductor, etc. depending on the temperature, or two metal plates having different thermal expansion coefficients. Bimetal thermometer.
これにより、両温度センサーは、冷却素子3及び加熱素子4の温度を個別に測定する他、冷却素子3又は加熱素子4によって制御されるリム20の表面温度を直接的(各素子又は各素子に接続される伝熱部材をリム20の表面に露出させる場合、両温度センサーで測定した温度がそのままリム20の表面温度となる。)又は間接的に測定することができる。
Thereby, both temperature sensors measure the temperature of the
低温指示ボタン7は、冷却素子3による冷却を開始させるためのスイッチであり、高温指示ボタン8は、加熱素子4による加熱を開始させるためのスイッチである。
The low
また、刺激指示ボタン9は、冷却素子3による冷却、及び、加熱素子4による加熱を同時に開始させ、ステアリングホイール2を握る運転者に、Thermal Grill Illusion(温冷覚の錯覚)と呼ばれる現象を生じさせるためのスイッチである。
The
ここで、「温冷覚の錯覚」とは、人間の皮膚表面の受容器(刺激を感受する細胞や器官をいう。)である冷点(冷たさを感じさせる感覚器である。)及び温点(熱さを感じさせる感覚器である。)の双方が同時に刺激されると、その人間が痛みを感じるようになるという特性である。 Here, the “illusion of thermal sensation” is a cold spot (sensory organ that makes you feel cold), which is a receptor (refers to a cell or organ that senses a stimulus) on the human skin surface, and warm. It is a characteristic that when both points (a sensory organ that makes you feel heat) are stimulated at the same time, the person will feel pain.
温度コントローラ10は、冷却素子用温度センサー5及び加熱素子用温度センサー6が出力する温度情報に基づいて、冷却素子用電源12及び加熱素子用電源13を制御する。
The
温度コントローラ10は、例えば、リム20の表面温度が所定温度より高い場合に冷却素子用電源12を制御して冷却素子3によるリム20の冷却を開始させたり、リム20の表面温度が所定温度より低い場合に加熱素子用電源13を制御して加熱素子4によるリム20の加熱を開始させたりする。
For example, when the surface temperature of the
また、温度コントローラ10は、低温指示ボタン7が押下されると、冷却素子用温度センサー5の出力に基づいて冷却素子3が設定温度に到達したか否かを判断し、冷却素子用電源12を制御しながら、設定温度を上回っている場合に冷却を強めたり、設定温度を下回った場合に冷却を中止させたりする。加熱素子用温度センサー6の出力に基づく加熱素子用電源13の制御も同様である。
Further, when the low
注意力判定器11は、運転者の注意力を判定する装置であり、例えば、近赤外線を運転者の頭部に照射し、その透過光を検出することで、非侵襲的に血液中の酸素化ヘモグロビン濃度等の脳活動値を測定する光トポグラフィ装置であって、脳活動値から運転者の注意力を判定する。
The
また、カメラにより運転者を継続的にモニターし、運転者のまばたきの回数やあくびの有無等を画像処理により認識して運転者の注意力の有無を判定してもよい。 In addition, the driver may be continuously monitored by a camera, and the presence or absence of the driver's attention may be determined by recognizing the number of blinks of the driver, the presence or absence of yawning, and the like by image processing.
加熱素子用電源13は、加熱素子4に電気エネルギーを供給するための装置であり、冷却素子用電源12は、冷却素子3に電気エネルギーを供給するための装置である。
The heating
冷却素子用電源12は、例えば、印可電圧により冷却素子3を制御し、印可電圧を上げることで冷却効果を高め、印可電圧を下げることで冷却効果を低めるようにする。加熱素子用電源13についても同様である。
For example, the cooling
次に、図2及び図3を参照しながら、リム20の構成について説明する。なお、図2は、リム20の部分斜視図であり、図3は、図2におけるリム20の表面領域Rを拡大した図である。
Next, the configuration of the
リム20は、表面に冷却素子3及び加熱素子4を有し、冷却素子3及び加熱素子4の一要素のそれぞれは、例えば、長さと幅とがそれぞれ5ミリメートルであって、所定の間隔(例えば、5ミリメートル)を空けて相互に接触しないように配置される(相互に熱的な影響を及ぼし過ぎないようにする。)。
The
また、ステアリング装置1は、冷却素子3と加熱素子4との間に断熱材を配置するようにしてもよい。なお、断熱材は、例えば、ガラスやセラミック等で形成される。これにより、冷却素子3と加熱素子4との間の熱の移動が抑制されるために、冷却素子3及び加熱素子4のそれぞれの熱伝導効率を高めることができる。
Further, the
また、リム20は、中空構造を採用し、表面下部に外気を吸入するための吸気孔26を備え、内部に排熱用ファン27を備えるようにしてもよい。
Further, the
冷却素子3がペルチェ素子である場合、ペルチェ素子は、吸熱面がリム20の外部空間に接し、発熱面がリム20の内部空間に接するようにして配置される。吸気孔26及び排熱用ファン27は、ペルチェ素子がリム20の表面を冷却するためにリム20の内部に放出する熱を外部に排出するために利用される。
When the
なお、リム20の断面は、円形ばかりでなく、楕円形等の運転者が握り易い形状であれば他の形状であってもよい。また、冷却素子3及び加熱素子4は、リム20の表裏全体にわたって配置されてもよく、リム20の表側(運転者に面する側をいう。)だけに配置されてもよい。
The cross section of the
配置範囲が狭いと、ステアリングホイール2の外部にある空気に触れる冷却素子3及び加熱素子4も少なくなるために、低消費電力と高い温度応答性とを実現できるという利点がある。一方、配置範囲が広いと、運転者による様々なリム20の握り方に対応できるという利点がある。
When the arrangement range is narrow, the
ステアリング装置1は、リム20の円周方向Aに沿って二個の加熱素子4(図3において黒色で表現される。)に続いて一個の冷却素子3(図3において灰色で表現される。)が出現するように冷却素子3及び加熱素子4を配列し、その配列を繰り返すようにする。
The
また、ステアリング装置1は、方向Aに直交する方向Bに沿って、所定間隔(例えば、5ミリメートル)毎に同じ種類の素子が出現するように冷却素子3及び加熱素子4を配列し、その配置を繰り返すようにする。
Further, the
この配置は、人間の受容器の配置、大きさ、密度、又は、特性等に基づくものであり、冷却素子3及び加熱素子4を単に交互に並べた場合に比べ、温覚(温点が刺激されることで生じる感覚をいう。)及び冷覚(冷点が刺激されることで生じる感覚をいう。)をより効率的に刺激することができ、その結果、より少ない素子数、より低い消費電力(素子数の削減による。)、又は、より狭い配置面積(リム20の表面に配列された素子の表面積の合計をいう。)を実現させることができる。
This arrangement is based on the arrangement, size, density, or characteristics of the human receptor, and is more sensitive to warmth than the case where the
また、この配置は、温覚及び冷覚をより効率的に刺激することで、温冷覚の錯覚をより効率的に発生させ、或いは、持続させることができる。 In addition, this arrangement can efficiently generate or sustain the illusion of warm and cold sensations by stimulating warm and cold sensations more efficiently.
また、この配置は、素子の数を低減させ、ひいては、各素子に電気エネルギーを供給するための配線の数を低減させることにより、メンテナンス性を向上させることができる。 In addition, this arrangement can improve the maintainability by reducing the number of elements and thus reducing the number of wirings for supplying electric energy to each element.
ここで、図4及び図5を参照しながら、人間の受容器について説明する。 Here, the human receptor will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
図4は、人間の皮膚1平方センチメートル当たりにおける受容器の分布を示す図であり、図4が示すように、受容器の数は、痛点(痛さを感じさせる感覚器である。)が最も多く(皮膚表面に1平方センチメートル当たり100〜200個存在する。)、二番目に圧点(触覚又は圧覚を感じさせる感覚器であり、1平方センチメートル当たり約25個存在する。)、三番目に冷点(1平方センチメートル当たり6〜23個存在する。)、四番目に温点(1平方センチメートル当たり0〜3個存在する。)が続く。 FIG. 4 is a diagram showing the distribution of receptors per square centimeter of human skin. As FIG. 4 shows, the number of receptors is the highest at pain points (sensory organs that make you feel pain). (There are 100 to 200 per square centimeter on the skin surface.) Second, pressure points (sensory organs that feel tactile or pressure sensation, about 25 per square centimeter), and third, cold spots ( 6-23 are present per square centimeter), followed by the fourth hot spot (0-3 present per square centimeter).
冷点と温点との間の比較に限れば、冷点の単位面積当たりの数は、温点の単位面積当たりの数の2〜10倍である。なお、受容器の分布は、皮膚の部位(手の甲、指の腹等をいう。)に応じて異なるが、上述の順位は共通する。 As far as comparison between cold and hot spots is concerned, the number of cold spots per unit area is 2 to 10 times the number of hot spots per unit area. The distribution of receptors varies depending on the site of the skin (the back of the hand, the belly of the finger, etc.), but the above-mentioned ranking is common.
一方で、温点の大きさ(約3〜8マイクロメートル)は、冷点の大きさ(約3マイクロメートル)の1〜2倍であるので、各受容器の単位面積当たりの数だけで受容器の敏感さを厳密に判断することはできないが、大きさがほぼ等しい冷却素子3及び加熱素子4を単に交互に配列した状態で各素子を同時に作動(冷却及び加熱をいう。)させた場合、ステアリング装置1は、熱さよりも冷たさをより敏感に運転者に感じさせてしまい、温冷覚の錯覚を引き起こし難くしてしまう。
On the other hand, since the size of the hot spot (about 3 to 8 micrometers) is 1 to 2 times the size of the cold spot (about 3 micrometers), it is received only by the number per unit area of each receiver. Although the sensitivity of the container cannot be determined strictly, when the elements are operated simultaneously (referred to as cooling and heating) in a state where the
また、図5は、皮膚の温度と温・冷・痛覚のそれぞれの発火頻度との関係の一例を示す図であり、縦軸に温・冷・痛覚の発火頻度(1秒間当たりに発火させるインパルス信号の数で表される。)を示し、横軸に皮膚の温度を示す。また、実線が温覚の発火頻度の推移を示し、破線が冷覚の発火頻度の推移を示し、一点鎖線が痛覚(痛点が刺激されることで生じる感覚をいう。)の発火頻度の推移を示す。なお、「発火」とは、各受容器が脳に信号(インパルス信号)を送ることをいい、発火頻度が大きいほど各感覚の感じ方が強くなる。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the skin temperature and the firing frequency of temperature, cold, and pain sensation. The vertical axis represents the firing frequency of temperature, cold, and pain sensation (impulses fired per second). It is represented by the number of signals.) And the temperature of the skin is shown on the horizontal axis. Also, the solid line shows the transition of the firing frequency of the warm sense, the broken line shows the transition of the firing frequency of the cold sense, and the alternate long and short dash line shows the transition of the firing frequency of the pain sensation (which means a sense that occurs when the pain point is stimulated). Show. “Ignition” means that each receptor sends a signal (impulse signal) to the brain. The greater the firing frequency, the stronger the feeling of each sensation.
図5に示すように、痛覚は、0〜15℃の範囲において発火し、5℃付近で発火頻度が最大となる。なお、痛覚は、45℃以上においても発火し、温度が上昇するにつれて発火頻度も急激に増大していく。痛みを通じて危険を知らせる生体の防衛機能に基づく。 As shown in FIG. 5, the pain sensation is ignited in the range of 0 to 15 ° C., and the ignition frequency is maximized at around 5 ° C. The pain sensation is ignited even at 45 ° C. or higher, and the ignition frequency increases rapidly as the temperature rises. Based on the body's defense function to inform danger through pain.
また、冷覚は、12〜35℃の範囲において発火し、25℃付近で発火頻度が最大となる。なお、冷覚は、45℃付近の狭い範囲において発火頻度が急激に増大する。これは、矛盾冷覚と呼ばれる現象であり、例えば、45℃付近のお湯に手を入れると冷覚が一時的に発火し冷たさを感じることで知られる。 The cold sensation is ignited in the range of 12 to 35 ° C., and the ignition frequency is maximized around 25 ° C. In cold sense, the firing frequency increases rapidly in a narrow range around 45 ° C. This is a phenomenon called contradiction cold sensation. For example, when a hand is put into hot water around 45 ° C., it is known that the cold sensation is temporarily ignited and feels cold.
また、温覚は、25〜45℃の範囲において発火し、35℃付近で発火頻度が最大となる。なお、冷覚と温覚との間を比較すると、冷覚の最大発火頻度(1秒当たり10回)が温覚の最大発火頻度(1秒当たり3回)より大きく、冷覚のほうが温覚より脳に伝わりやすいことを示す。 Further, the temperature sensation ignites in the range of 25 to 45 ° C., and the ignition frequency becomes maximum at around 35 ° C. In addition, when comparing cold and warm sensations, the maximum firing frequency of cold sensation (10 times per second) is greater than the maximum firing frequency of warm sensation (3 times per second). Indicates that it is easier to reach the brain.
このことからも、大きさがほぼ等しい冷却素子3及び加熱素子4を単に交互に配列した状態で各素子を同時に作動(冷却及び加熱)させた場合、ステアリング装置1は、熱さよりも冷たさをより敏感に運転者に感じさせてしまい、温冷覚の錯覚を引き起こし難くしてしまう。
Also from this, when the elements are simultaneously operated (cooling and heating) in a state where the
以上より、ステアリング装置1は、冷却素子3の数が加熱素子4の数より大きくなるよう各素子をリム20の表面に配列し、ステアリングホイール2を握る者の掌における冷点及び温点を適度に刺激して、温冷覚の錯覚を確実に発生させるようにする。
As described above, the
なお、ステアリング装置1は、冷却素子3同士又は加熱素子4同士が偏らないように各素子を配列する。冷却素子3の数を加熱素子4の数より大きくした場合であっても、冷却素子3同士又は加熱素子4同士が偏在していれば、温冷覚の錯覚を発生させ難いからである。
In addition, the
図6は、ステアリングホイール2の上面図であり、図7は、ステアリングホイール2の正面図である。矢印は、リム20の内部空間における空気の流れを示す。
FIG. 6 is a top view of the
排熱用ファン27は、吸気孔26を介してステアリングホイール2の外部にある空気をリム20内に吸入させる。また、排熱用ファン27は、リム20の排気孔(図示せず。)に接続される中空のスポーク22及びハブ21を介して、冷却素子3(ペルチェ素子)の発熱面や加熱素子4により加熱されたリム20内の空気を外部に排出する。
The
これにより、排熱用ファン27は、リム20内部の過度の温度上昇を抑え、冷却素子3(ペルチェ素子)の吸熱(冷却)面の温度を上昇させないようにする。その結果、冷却素子3(ペルチェ素子)の吸熱面は安定的に低温を保持することが可能となる。
Thereby, the
次に、図8を参照しながら、温度コントローラ10がリム20の表面温度を調整する処理(以下、「表面温度調整処理」という。)について説明する。なお、図8は、温度コントローラ10による表面温度調整処理の流れを示すフローチャートである。
Next, a process in which the
最初に、温度コントローラ10は、低温指示ボタン7、高温指示ボタン8又は刺激指示ボタン9の何れのボタンが押下されたかを判定する(ステップS1)。
First, the
温度コントローラ10は、低温操作ボタン7が押下されたと判定すると、冷却素子用電源12のスイッチをオンにして冷却素子3に所定電圧を印可させる(ステップS2)。このとき、温度コントローラ10は、冷却素子3の温度が設定温度(例えば、20℃程度とする。)となるように、冷却素子用温度センサー5からの情報を用いて冷却素子用電源12による冷却素子3への印加電圧をフィードバック制御する。
When determining that the low
これにより、温度コントローラ10は、運転者が把持するリム20の表面温度が運転者にとって快適な温度になるよう冷却素子3を作動させ、リム20の表面温度を低下させることができる。なお、低温指示ボタン7は、エアコンの冷房開始指示に連動するようにしてもよい。
Thereby, the
また、温度コントローラ10は、高温操作ボタン8が押下されたと判定すると、加熱素子用電源13のスイッチをオンにして加熱素子4に所定電圧を印可させる(ステップS3)。
When the
このとき、温度コントローラ10は、加熱素子4の温度が設定温度(例えば、40℃程度とする。)となるように、加熱素子用温度センサー6からの情報を用いて加熱素子用電源13による加熱素子4への印加電圧をフィードバック制御する。
At this time, the
これにより、温度コントローラ10は、運転者が把持するリム20の表面温度が運転者にとって快適な温度となるよう加熱素子4を作動させ、リム20の表面温度を上昇させることができる。なお、高温指示ボタン8は、エアコンの暖房開始指示に連動するようにしてもよい。
Thereby, the
また、温度コントローラ10は、刺激操作ボタン9が押下されたと判定すると、冷却素子用電源12及び加熱素子用電源13のスイッチをオンにして冷却素子3及び加熱素子4のそれぞれに所定電圧を印可させる(ステップS4)。
When the
このとき、温度コントローラ10は、冷却素子3の温度が設定温度(例えば、20℃程度とする。)となるように、冷却素子用温度センサー5からの情報を用いて冷却素子用電源12による冷却素子3への印加電圧をフィードバック制御し、かつ、加熱素子4の温度が設定温度(例えば、40℃程度とする。)となるように、加熱素子用温度センサー6からの情報を用いて加熱素子用電源13による加熱素子4への印加電圧をフィードバック制御する。
At this time, the
これにより、ステアリング装置1は、図3に示すように配列された冷却素子3及び加熱素子4により、ステアリングホイール2を握る運転者の掌における温点と冷点とを同時に刺激し、温冷覚の錯覚を生じさせて運転者に痛みを感じさせるようにする。
Thereby, the
その結果、ステアリング装置1は、運転者の眠気を覚ましたり、或いは、集中力の低下を防止したりすることができる。
As a result, the
次に、温度コントローラ10による別の表面温度調整処理について説明する。なお、図9は、温度コントローラ10による別の表面温度調整処理の流れを示すフローチャートである。
Next, another surface temperature adjustment process by the
最初に、温度コントローラ10は、注意力判定器11により運転者の注意力を継続的に監視する(ステップS11)。
First, the
運転者の注意力が低下していないと判定されると(ステップS11のNO)、温度コントローラ10は、冷却素子用温度センサー5及び加熱素子用温度センサー6から温度情報を取得し、リム20の表面温度が所定温度より高くなっているか否かを判定する(ステップS12)。
If it is determined that the driver's attention is not reduced (NO in step S11), the
リム20の表面温度が所定温度より高くなっている場合には(ステップS12のYES)、温度コントローラ10は、冷却素子用電源12のスイッチをオンにして冷却素子3に所定電圧を印可させる(ステップS13)。
If the surface temperature of the
これにより、温度コントローラ10は、運転者が把持するリム20の表面温度が運転者にとって快適な温度になるよう冷却素子3を自動的に作動させ、リム20の表面温度を自動的に低下させることができる。
Thereby, the
また、リム20の表面温度が所定温度より低くなっている場合には(ステップS12のNO)、温度コントローラ10は、加熱素子用電源13のスイッチをオンにして加熱素子4に所定電圧を印可させる(ステップS14)。
If the surface temperature of the
これにより、温度コントローラ10は、運転者が把持するリム20の表面温度が運転者にとって快適な温度になるよう加熱素子4を自動的に作動させ、リム20の表面温度を自動的に上昇させることができる。
Thereby, the
一方で、運転者の注意力が低下していると判定されると(ステップS11のYES)、温度コントローラ10は、冷却素子用電源12及び加熱素子用電源13のスイッチをオンにして冷却素子3及び加熱素子4に所定電圧を印可させる(ステップS15)。
On the other hand, if it is determined that the driver's attention is reduced (YES in step S11), the
これにより、温度コントローラ10は、温冷覚の錯覚を生じさせるよう冷却素子3と加熱素子4とを同時に作動させ、運転者の眠気を覚ましたり、或いは、集中力の低下を防止したりすることができる。
Thereby, the
以上の構成により、ステアリング装置1は、リム20の表面温度を適温に調整しながらも、随時、注意力を低下させた者に温冷覚の錯覚による適度の刺激を与え、注意力を喚起させることができる。
With the above-described configuration, the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
例えば、上述の実施例では、リム20の表面に冷却素子3及び加熱素子4を配置するが、手や肌が接触するドアノブやシフトノブにおける把持部材の表面に冷却素子3及び加熱素子4を配置するようにしてもよい。また、自動車の他、二輪車、船舶、建設重機、航空機、遊園地の乗り物等のハンドルやシフトレバー等に適用してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、把持部材に配置される冷却素子3及び加熱素子4は、それらの表面が露出したものとされるが、薄い表皮等で被覆されているものであってもよい。なお、把持部材の表面に一部を露出させて配置される冷却素子3及び加熱素子4は、把持部材の内部等に配置された冷却素子3及び加熱素子4の熱を把持部材の表面に伝える伝熱部材であってもよい。
Moreover, although the
伝熱部材は、好適には、熱伝導率が高くエネルギー損失が少ない金属材料で形成され、例えば、金、アルミニウム、銅、銀、白金、亜鉛等が使用される。 The heat transfer member is preferably formed of a metal material having high thermal conductivity and low energy loss. For example, gold, aluminum, copper, silver, platinum, zinc, or the like is used.
また、冷却素子3として利用されるペルチェ素子は、吸熱面及び発熱面の双方を有するので、ペルチェ素子の発熱面を加熱素子4又は加熱素子4の一部として使用してもよい。
Further, since the Peltier element used as the
さらに、上述の実施例では、冷却素子3を冷却用に限定し、加熱素子4を加熱用に限定したものとしているが、ペルチェ素子に供給する電流を逆にするとペルチェ素子の吸熱面と発熱面とが逆転することから、冷却素子3及び加熱素子4を全てペルチェ素子で構成するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
ペルチェ素子を流れる電流の方向を適宜切り替える手段を備えることにより、リム20の表面を冷却する際には、外気に接する面をすべて吸熱面にし、リム20の表面を加熱する際には、外気に接する面をすべて発熱面にし、運転者に刺激を与える際には、外気に接する面で発熱面及び吸熱面が所定の配列となるようにしてもよい。
By providing means for appropriately switching the direction of the current flowing through the Peltier element, when the surface of the
また、発熱面及び吸熱面の配列が、配線を切り替えることにより、動的に変更できるようにしてもよい。 Further, the arrangement of the heat generating surface and the heat absorbing surface may be dynamically changed by switching the wiring.
また、上述の実施例において、ステアリング装置1は、冷却素子3及び加熱素子4のサイズを共通としながら、掌における冷点及び温点の実際の分布密度に基づいて単位面積当たりにおける冷却素子3の数と加熱素子4の数との比率を1:2とするが、2:5、又は、4:9等の他の比率を採用するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、掌における冷点及び温点の実際の大きさに基づいて冷却素子3のサイズを加熱素子4のサイズより小さくしてもよく、冷却素子3の数を加熱素子4の数より大きくしてもよい。
Moreover, the size of the
また、受容器の分布ばかりでなく受容器の特性に基づいて冷却素子3及び加熱素子4の数やサイズを決定するようにしてもよく、例えば、温覚及び冷覚の発火頻度(例えば、冷覚のほうが温覚よりも最大発火頻度が高いという事実をいう。)に基づいて冷却素子3のサイズを加熱素子4のサイズより小さくしてもよい。
Further, the number and size of the
1 ステアリング装置
2 ステアリングホイール
3 冷却素子
4 加熱素子
5 冷却素子用温度センサー
6 加熱素子用温度センサー
7 低温指示ボタン
8 高温指示ボタン
9 刺激指示ボタン
10 温度コントローラ
11 注意力判定器
12 冷却素子用電源
13 加熱素子用電源
20 リム
21 ハブ
22 スポーク
26 吸気孔
27 ファン
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記冷源部及び前記熱源部は、皮膚における受容器の配置又は特性に合わせて把持部材の表面に配列される、
ことを特徴とする把持部材温度制御装置。 A cooling element that includes a cooling element that generates heat lower than a predetermined temperature or a heat transfer member that transmits low-temperature heat generated by the cooling element, and a heating element that generates heat higher than the predetermined temperature Or a gripping member temperature control device having a heat source configured of a heat transfer member that transmits high-temperature heat generated by the heating element,
The cold source part and the heat source part are arranged on the surface of the gripping member according to the arrangement or characteristics of the receptor on the skin,
A gripping member temperature control device.
ことを特徴とする請求項1に記載の把持部材温度制御装置。 The number of the cold source units arranged on the surface of the gripping member is less than the number of the heat source units,
The gripping member temperature control device according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007013054A JP2008179206A (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Gripped member temperature control device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007013054A JP2008179206A (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Gripped member temperature control device |
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ID=39723452
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010076559A (en) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Toyoda Gosei Co Ltd | Steering wheel |
JP2011213330A (en) * | 2010-04-02 | 2011-10-27 | Nissan Motor Co Ltd | Dozing driving preventive device and dozing driving preventive method |
EP2758946A4 (en) * | 2011-09-20 | 2015-05-20 | Honda Motor Co Ltd | System and method for arousing a drowsy driver without drowsiness detection |
-
2007
- 2007-01-23 JP JP2007013054A patent/JP2008179206A/en not_active Withdrawn
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