(57)【要約】【課題】  冷間時にステアリングホイールを温めることができるステアリングホイールの加温装置を提供することを課題とする。【解決手段】  ステアリングホイール（３）の加温装置（１）は、ステアリングホイール（３）の内部に封入される潜熱蓄熱材（５）、この潜熱蓄熱材を発核させる発核手段（９、４ａ）を備える。潜熱蓄熱材（５）は発核手段（９、４ａ）の動作に伴い、過冷却状態からの相変化に伴う発熱によってステアリングホイールを加温する。加温装置（１）は、ヒータ（６）を備えており、発熱後の潜熱蓄熱材（５）に授熱して潜熱蓄熱材（５）を再び過冷却状態とする。これにより、次回、ステアリングホイール（３）を加温しなければならない状況に備えることができる。ヒータ（６）への通電は、エンジン（２ａ）における発電装置の発電情報等を参照し、バッテリ等への影響に配慮して行う。【選択図】          図１
2007030541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過冷却状態となることができ、ステアリングホイールの内部に封入される潜熱蓄熱材と、
当該潜熱蓄熱材に授熱し、当該潜熱蓄熱材を過冷却状態とするヒータと、
前記潜熱蓄熱材を発核させる発核手段と、
を有することを特徴とするステアリングホイールの加温装置。
【請求項２】
請求項１記載のステアリングホイールの加温装置において、
前記発核手段は、少なくとも一部分に外部からの圧力を内部へ伝達できる弾性部を有する前記潜熱蓄熱材を封入した潜熱蓄熱材容器と、
ステアリングホイールの表層部に配置される部材であって、当該部材を圧迫することにより前記弾性部を押圧することができる軟質部材と、
を有することを特徴とするステアリングホイールの加温装置。
【請求項３】
請求項１記載のステアリングホイールの加温装置において、
前記発核手段は、前記潜熱蓄熱材を刺激する可動体又は発核電極であることを特徴とするステアリングホイールの加温装置。
【請求項４】
請求項３記載のステアリングホイールの加温装置において、
前記可動体又は発核電極を稼働させる発核制御部を備えたことを特徴とするステアリングホイールの加温装置。
【請求項５】
請求項４記載のステアリングホイールの加温装置において、
前記発核制御部は、車両が備える車室内温度センサ及び／又は車室外温度センサから取得した温度データに基づいて前記可動体又は発核電極を稼働させることを特徴としたステアリングホイールの加温装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載のステアリングホイールの加温装置において、
前記ヒータの稼働を制御するヒータ制御部と、
ステアリングホイール内に配置される温度センサと、を備え、
前記ヒータ制御部は、前記温度センサによる温度データに基づいて前記ヒータを稼働させることを特徴としたステアリングホイールの加温装置。
【請求項７】
請求項６記載のステアリングホイールの加温装置において、
前記ヒータ制御部は、車両が備える発電装置の発電情報に基づいて前記ヒータを稼働させることを特徴としたステアリングホイールの加温装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載のステアリングホイールの加温装置において、
前記潜熱蓄熱材が蓄熱し過冷却状態となっているか否かの蓄熱状態判定を行うと共に当該蓄熱状態判定に関する情報を記憶する蓄熱状態管理部を備え、
前記ヒータ制御部は、前記蓄熱状態判定情報に基づいて前記ヒータを稼働させることを特徴としたステアリングホイールの加温装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項記載のステアリングホイールの加温装置を組み込んだことを特徴とするステアリングホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に装着されたステアリングホイールを極冷間時に加温することができるステアリングホイールの加温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、炎天下における車両のステアリングホイールの温度上昇を抑制する技術として、例えば、特許文献１に自動車用ハンドル部材の提案がされている。この自動車用ハンドル部材は、ハンドルの内部に蓄熱材を内包する樹脂製容器と、この樹脂製容器を覆う金属製容器、この金属製容器を支持する支持部材等及びこれらを覆うように形成された表面被覆層とから構成されている。特許文献１には、このような自動車用ハンドル部材における過度の温度上昇を抑制する原理について、以下のような説明がなされている。
【０００３】
まず、蓄熱材が太陽光線等によって昇温される過程で、蓄熱材は、その固有の融点まで昇温されると、固相から液相に相変化が始まり、相変化に要する熱を消費する。この熱エネルギを消費している間、すなわち相変化が完了するまでの間は、蓄熱材は熱エネルギを消費し続け、温度は上昇しない。このため、内部の蓄熱材の相変化が完了するまでの間は、温度上昇が鈍ることになり、手で触れて熱いと感じる温度に達するまでの時間を従来のハンドルに比べて長くすることができる、というものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２５９１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で提案されている自動車用ハンドル部材は、その構成要素として蓄熱材を備えているが、その目的は蓄熱材の相変化時に温度変化が緩慢になることを利用してハンドルが高温となることを回避しようとするものである。したがって、極冷間時、乗車時にステアリングホイール（ハンドル）が冷えているというような状況において、運転者の不快感を軽減、解消できるものとはなっていない。
【０００６】
そこで、本発明は、冷間時にステアリングホイールを温めることができるステアリングホイールの加温装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するための、本発明のステアリングホイールの加温装置は、過冷却状態となることができ、ステアリングホイールの内部に封入される潜熱蓄熱材と、当該潜熱蓄熱材に授熱し、当該潜熱蓄熱材を過冷却状態とするヒータと、前記潜熱蓄熱材を発核させる発核手段と、を有することを特徴とする（請求項１）。このような構成とすることにより、過冷却状態の潜熱蓄熱材が発核する際の熱を利用して効率よくステアリングホイールを温めることができる。この結果、運転者は、運転開始当初から、ステアリングホイールの冷たさを感じることなくステアリングホイールをしっかりと握ることができる。このようなステアリングホイールの加温装置における潜熱蓄熱材としては、従来周知の潜熱蓄熱材、例えば、酢酸ナトリウム・３水和物等を採用することができる。
【０００８】
このようなステアリングホイールの加温装置では、潜熱蓄熱材の発核手段を、少なくとも一部分に外部からの圧力を内部へ伝達できる弾性部を有する前記潜熱蓄熱材を封入した潜熱蓄熱材容器と、ステアリングホイールの表層部に配置される部材であって、当該部材を圧迫することにより前記弾性部を押圧することができる軟質部材と、を有する構成とすることができる（請求項２）。このような構成とすることにより、運転者が運転開始前にステアリングホイール上の軟質部材が配置された箇所を握る等すれば、その動作によって潜熱蓄熱材を刺激して発核させ、その際生じる熱によりステアリングホイールを温めることができると考えられる。このような構成は、発核を実現するための構成要素をすべてステアリングホイール内に納めることができる。
【０００９】
ところで、このように軟質部材を配置した箇所を握る等することによりステアリングホイールを温める構成であると、最初に軟質部材を配置した箇所を握る等するときには未だステアリングホイールは温まっていない。そこで、前記発核手段を、前記潜熱蓄熱材を刺激する可動体又は発核電極とし（請求項３）、さらに、これらの可動体又は発核電極を稼働させる発核制御部を備えた構成とすることができる（請求項４）。発核手段として、潜熱蓄熱材を刺激する可動体又は発核電極を採用すれば、より確実に発核を生じさせることが期待できる。また、発核制御部からの発核指令に基づいて可動体を動かしたり、発核電極に通電したりするようにすれば、運転者が実際にステアリングホイールに触れる以前にステアリングホイールの加温を開始しておくことができる。発核制御部は、例えば、ドアが開けられたとの情報、ドアノブが引かれたとの情報や、イグニッションをＯＮにしたとの情報等に基づいて発核指令を行い、運転者がステアリングホイールへ触れる以前にステアリングホイールの加温を開始しておくことができる（プレヒート）。
【００１０】
本発明は、極冷間時に表面温度が非常に低い状態となっているステアリングホイールを運転開始以前に温めておくことができるものであるが、外気温は非常に低温であるが、車両自体は既に暖機が完了し、車室内もある程度の温度を保持しており、ステアリングホイールを温める必要がない場合も考えられる。そこで、前記発核制御部は、車両が備える車室内温度センサ及び／又は車室外温度センサから取得した温度データに基づいて前記可動体又は発核電極を稼働させる構成とすることができる（請求項５）。
【００１１】
本発明は、前記のように過冷却状態にある潜熱蓄熱材を発核させ、その際生じる熱によってステアリングホイールを温めようとするものである。ここで、一旦発核した潜熱蓄熱材を再び過冷却状態としておかなければ、次回、ステアリングホイールを温めようとしたときに発核させることができない。そこで、本発明の加温装置は前記のようにヒータを備えている。このヒータはどのような形式のものであってもよいが、例えば電気式のヒータを採用することができる。
【００１２】
このように本発明の加温装置は、ヒータを備えているが、このヒータの稼働を制御するヒータ制御部と、ステアリングホイール内に配置される温度センサと、を備え、前記ヒータ制御部は、前記温度センサによる温度データに基づいて前記ヒータを稼働させる構成とすることが望ましい（請求項６）。このような構成とすれば、潜熱蓄熱材を必要以上に加温することを回避することができる。すなわち、潜熱蓄熱材は必要以上に熱を加え、温度が上昇しすぎてしまうと、それ以後過冷却現象を起こすことのできない物質に変質してしまうおそれがあるが、温度データに基づいてヒータを稼働させればこのような事態を回避できる。また、ヒータ稼働による余分な電力消費を低減することもできる。
【００１３】
また、このようなヒータ制御部は、車両が備える発電装置の発電情報に基づいて前記ヒータを稼働させる構成とすることが望ましい（請求項７）。一般的に、車両にはオルタネータ等の発電装置を備えている。このような発電装置が稼働していない状態でヒータを稼働させると、ヒータはバッテリの電力を消費することとなり、バッテリの劣化や放電を誘発する。また、エンジンの作動直後やオルタネータ等の高負荷状態でヒータを稼働させるとエミッションや燃費の悪化といった弊害を生じるおそれがある。そこで、発電装置が現在どのような発電状況にあるかといった情報に基づいてヒータに通電するようにすれば、前記のような弊害を回避することができる。
【００１４】
また、潜熱蓄熱材が既に過冷却状態となっているにもかかわらずさらにヒータを稼働させることは無駄である。そこで、前記のようなステアリングホイールの加温装置では、前記潜熱蓄熱材が蓄熱し過冷却状態となっているか否かの蓄熱状態判定を行うと共に当該蓄熱状態判定に関する情報を記憶する蓄熱状態管理部を備え、前記ヒータ制御部は、前記蓄熱状態判定情報に基づいて前記ヒータを稼働させる構成とすることができる（請求項８）。
【００１５】
以上説明したようなステアリングホイールの加温装置を従来ある種々のステアリングホイールに組み込めば本発明のステアリングホイールを構成することができる（請求項９）。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、過冷却状態となることができる潜熱蓄熱材をステアリングホイールの内部に封入できるようにしたので、この潜熱蓄熱材を発核させ、発熱させることによりステアリングホイールを加温することができる。この結果、運転者は冷えたステアリングホイールを握って運転することから開放される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、エンジン２ａを搭載した車両２に搭載した本発明のステアリングホイールの加温装置１の概略構成を示した模式図である。また、図２はステアリングホイール３の上部を拡大した模式図である。加温装置１は、ステアリングホイール３を構成する外皮を張り合わせたパイプ状のフレーム３ａ内に、潜熱蓄熱材容器４内に封入された潜熱蓄熱材５が装備されている。この潜熱蓄熱材５は、酢酸ナトリウム・３水和物である。酢酸ナトリウム・３水和物は、融点がおよそ５８℃であり、−２０℃〜−３０℃程度まで過冷却状態を維持することができる。この潜熱をステアリングホイール３の加温に利用することができる。
【００１９】
また、加温装置１は、潜熱蓄熱材５内にヒータ６が埋設されている。このヒータ６はステアリングホイール加温ＥＣＵ７と接続されている。さらに、ステアリングホイール３の内部にはこのステアリングホイール加温ＥＣＵ７と接続された温度センサ８が組み込まれている。また、ステアリングホイール加温ＥＣＵ７にはエンジンＥＣＵ１６が接続されている。このようにセンサ類、ＥＣＵ類が接続されているステアリングホイール加温ＥＣＵ７は、本発明におけるヒータ制御部、蓄熱状態管理部の機能を有する。
【００２０】
ステアリングホイール３を構成するフレーム３ａの表層部には、図２に示すように軟質部材９を備えている。また、潜熱蓄熱材５を封入した潜熱蓄熱材容器４は、軟質部材９と対向する位置に弾性部４ａが形成されている。これらの軟質部材９及び弾性部４ａが本発明の発核手段に相当する。弾性部４ａは図２（ａ）に示すように、運転者１０がステアリングホイール３を握っていない状態、すなわち、矢示１１で示すような力が加わっていない状態では軟質部材９側へ突出した形状をなしている。このような状態から矢示１１で示ような力が加わり、図２（ｂ）に示すように軟質部材９がフレーム３ａの内側に圧迫されると、弾性部４ａが内側に凹む。これにより図２（ｂ）中、矢示１２で示すように潜熱蓄熱材容器４内の潜熱蓄熱材５に刺激を与えることができ、潜熱蓄熱材５の発核を促すことができる。すなわち、運転者１０が車両に乗車する際に軟質部材９を配置した箇所を握り、矢示１１で示すような力を加えることにより、潜熱蓄熱材５を発核させ、ステアリングホイール３を加温することができる。このような軟質部材９はできるだけステアリング操作の妨げとならないように、ステアリングホイール３を車両２の直進状態とした状態におけるステアリングホイール３の上部に位置するように配置されている。
【００２１】
本発明の加温装置によれば、以上説明したような構成及び作用により極冷間時においてもステアリングホイール３を効率よく加温することができる。この結果、運転者１０は、快適にステアリング操作を行うことができる。
【００２２】
ところで、ステアリングホイール３を加温した後の潜熱蓄熱材５は、過冷却状態から相変化をし、蓄えていた熱を放出した状態となっている。この状態のままでは、次回の加温の行うことができない。そこで、ヒータ制御部、蓄熱状態管理部の機能を備えるステアリングホイール加温ＥＣＵ７は、潜熱蓄熱材５が過冷却状態となっているか否かの判断を行い、過冷却状態となっていないときはヒータ６に通電指令を出して潜熱蓄熱材５に授熱して潜熱蓄熱材５を再び過冷却状態に戻しておく。
【００２３】
但し、ステアリングホイール加温ＥＣＵ７は、通電指令を発するに際し、エンジンＥＣＵ１６より車両２が備えるオルタネータ、すなわち発電装置の発電情報を取得し、取得した発電情報より、十分な発電量を得られており、ヒータ６へ通電を行って電力を消費してもエンジン２ａ等、他の箇所の機能に影響を及ぼさないと判断できるときにヒータ６への通電を行う。一方、通電指令を行えなかったときは、その情報（フラグ）を保持しておき、ヒータ６への通電条件が満たされたときに改めてヒータ６に対し通電指令を行う。通電指令が行われ、潜熱蓄熱材５を過冷却状態に戻すことができたときには通電指令を行えなかった旨の前記フラグは消去しておく。エンジン２ａが稼働中に当該フラグを消去することができなかったときには、一旦エンジン２ａが停止された後もそのフラグを保持する。したがって、次回エンジン始動時に改めてヒータ６に通電指令が出されることもある。前記フラグを保持している状態は、過冷却状態となっていないことを示すから、ステアリングホイール加温ＥＣＵ７は発電情報等を参照してこのフラグを消去するような制御を行う。
【００２４】
以上のようにステアリングホイール加温ＥＣＵ７によりヒータ６に通電し、潜熱蓄熱材５を過冷却状態に戻すが、ステアリングホイール加温ＥＣＵ７は、通電時間及び温度センサ８からの温度データに基づく通電制御を行う。すなわち、通常、所定時間の通電を行うが、温度センサ８の温度データにより、潜熱蓄熱材５が必要以上に、例えば９５℃以上に加熱されそうな場合には通電を終了する。このような制御を行うことにより、潜熱蓄熱材５を、それ以後過冷却現象を起こすことのできない物質に変質させることがない。
【実施例２】
【００２５】
次に、本発明の実施例２について図３及び図４を参照しつつ説明する。実施例２の加温装置２０と実施例１の加温装置１とは以下の点で異なる。まず、実施例２の加温装置２０では、ステアリングホイール加温ＥＣＵ７に車室外温度センサ１４、車室内温度センサ１５と接続されたキャビンヒータＥＣＵ１７とも接続されている点で異なる。また、実施例１の加温装置１では、軟質部材９と潜熱蓄熱材容器４の弾性部４ａを組み合わせて形成した発核手段に代えて、実施例２の加温装置２０では、図４に示すように潜熱蓄熱材５内に設置されたトリガー１３の発核電極１３ａを備えている。このトリガー１３は、ステアリングホイール加温ＥＣＵ２１と接続されている。このため、実施例２の加温装置２０におけるステアリングホイール加温ＥＣＵ２１は、実施例１におけるステアリングホイール加温ＥＣＵ７が果たすヒータ制御部の機能に加え、本発明における発核制御部としての機能も果たすこととなる。このようなステアリングホイール加温ＥＣＵ２１には、車両２のドアノブが引かれたか否かの情報が提供されるようになっている。なお、共通する構成要素については図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
次に、以上のように構成される加温装置２０の動作について説明する。まず、運転者が車両２へ乗車するために車両２のドアノブを引くと、その情報をステアリングホイール加温ＥＣＵ２１が取得する。次いで、ステアリングホイール加温ＥＣＵ２１は、トリガー１３を稼働すべくトリガー１３に対し発核指令を行い、発核電極１３ａに電圧を印加する。発核電極１３ａに電圧が印加されると潜熱蓄熱材５は発核し、相変化に伴って発熱を開始する。この結果、ステアリングホイール３を加温することができる。
【００２７】
ただし、ステアリングホイール加温ＥＣＵ２１は、トリガー１３に対し発核指令を行う際に、車室外温度センサ１４、車室内温度センサ１５による温度データに基づく制御を行う。すなわち、車両２は、車室外温度センサ１４、車室内温度センサ１５による温度データに基づいてキャビンヒータＥＣＵ１７が車室内の温度調節をすることができるが、この温度調節の結果、ステアリングホイール３を加温する必要がないと判断されるときは発核指令を行わない。このような制御を行うことにより、電力消費を抑えることができ、燃費の向上等を図ることができる。
【００２８】
以上説明したように加温装置２１は、潜熱蓄熱材５を発核させることによりステアリングホイール３を加温することができるが、一旦発核した後は、実施例１の場合と同様にヒータ６へ通電することによって潜熱蓄熱材５を再び過冷却状態に戻す制御がされる。この際、ステアリングホイール加温ＥＣＵ２１は、実施例１におけるステアリングホイール加温ＥＣＵ７と同様の制御を行う。すなわち、エンジンＥＣＵ１６からの種々のデータや、温度センサ８による温度データに基づいたヒータ６への通電制御を行う。
【００２９】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。例えば、実施例１において軟質部材９及び軟質部材９及び潜熱蓄熱材容器４の弾性部４ａを備える発核手段は、ステアリングホイール３の上部に配置されているが、このような発核手段ａの配置位置は適宜変更することができ、また、複数箇所備えた構成とすることもできる。また、ステアリングホイール加温ＥＣＵ７、エンジンＥＣＵ１６、キャビンヒータＥＣＵ１７はこれらの有する機能をすべて備えた一のＥＣＵとすることもできる。
【００３０】
さらに、実施例２におけるトリガー１３について、発核電極１３ａに代えて、ステアリングホイール加温ＥＣＵ２１の発核指令に基づいて潜熱蓄熱材５内で移動等することができ、潜熱蓄熱材５の発核を促すことのできる可動体を備えた構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１における、車両に搭載したステアリングホイールの加温装置の概略構成を示した模式図である。
【図２】ステアリングホイールの上部を拡大した模式図であり、（ａ）は運転者が未だステアリングホイールを握っていない状態を示す図で、（ｂ）は軟質部材が圧迫された状態を示す図である。
【図３】実施例２における、車両に搭載したステアリングホイールの加温装置の概略構成を示した模式図である。
【図４】発核電極の説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、２０  加温装置
２  車両
２ａ  エンジン
３  ステアリングホイール
３ａ  フレーム
４  潜熱蓄熱材容器
４ａ  弾性部
５  潜熱蓄熱材
６  ヒータ
７、２１  ステアリングホイール加温ＥＣＵ
８  温度センサ
９  軟質部材
１０  運転者
１３  トリガー
１４  車室外温度センサ
１５  車室内温度センサ
１６  エンジンＥＣＵ
１７  キャビンヒータＥＣＵ
【図１】
2007030541.tif 000003
【図２】
2007030541.tif 000004
【図３】
2007030541.tif 000005
【図４】
2007030541.tif 000006