JP2010101525A - Contact member temperature control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、使用者の皮膚に接触する部材の温度を制御する装置に関し、特に、基準温度よりも低い温度を発生させる複数の微小な低温熱源部と、基準温度よりも高い温度を発生させる複数の微小な高温熱源部とをその部材の表面に混在させて配置しながらそれら熱源部の温度を制御する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for controlling the temperature of a member that contacts a user's skin, and in particular, a plurality of minute low-temperature heat source units that generate a temperature lower than a reference temperature, and a plurality that generates a temperature higher than the reference temperature. It is related with the apparatus which controls the temperature of these heat-source parts, arrange | positioning the minute high-temperature heat-source parts in the surface of the member.
従来、基準温度よりも低温の熱を発生させる複数の微小な冷却用ペルチェ素子と基準温度よりも高温の熱を発生させる複数の微小なヒータとをステアリングホイールの表面に縦縞状に並べて配置したステアリング装置の温度コントローラが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, a steering wheel in which a plurality of minute cooling Peltier elements that generate heat lower than the reference temperature and a plurality of minute heaters that generate heat higher than the reference temperature are arranged in a vertical stripe pattern on the surface of the steering wheel. An apparatus temperature controller is known (see, for example, Patent Document 1).
この温度コントローラは、ステアリング装置の表面温度が所定温度を下回る場合にヒータを作動させてステアリング装置表面の温度を快適な温度に維持する。 The temperature controller operates the heater when the surface temperature of the steering device is lower than a predetermined temperature to maintain the temperature of the steering device surface at a comfortable temperature.
また、この温度コントローラは、車両を運転する運転者の注意力が低下していると判定した場合には、冷却用ペルチェ素子及びヒータの双方を同時に作動させて運転者の皮膚表面の狭い範囲に分布する温冷覚を同時に刺激しながら温冷覚の錯覚による擬似的な痛みを運転者に感じさせることで運転者の注意力を高めるようにする。
しかしながら、特許文献1に記載のステアリング装置におけるヒータは、低温火傷を防止するためにその上限温度が制限される必要があり、運転者に効率的に温かさを体感させるには不十分な場合がある。 However, the heater in the steering device described in Patent Document 1 needs to be limited in its upper limit temperature in order to prevent low-temperature burns, and may not be sufficient for the driver to feel the warmth efficiently. .
また、温冷覚の錯覚による擬似的な痛みを運転者に感じさせることでは運転者に温かさを体感させることはできない。 In addition, the driver cannot feel the warmth by making the driver feel the pseudo pain due to the illusion of hot and cold.
上述の点に鑑み、本発明は、より効率的に使用者に温かさを体感させることができる接触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-described points, an object of the present invention is to provide a contact member temperature control device that allows a user to experience warmth more efficiently.
上述の目的を達成するために、第一の発明に係る接触部材温度制御装置は、基準温度よりも低い低温設定温度を発生させる複数の第一熱源部と基準温度よりも高い高温設定温度を発生させる複数の第二熱源部とを接触部材の表面に混在させて配置する接触部材温度制御装置であって、前記第一熱源部及び前記第二熱源部を共に稼働させ前記接触部材に接触する使用者の皮膚で温冷覚の錯覚を生じさせることにより前記第二熱源部の高温設定温度よりも高い温度を該使用者に体感させて該使用者の動静脈吻合の開閉を制御する動静脈吻合制御手段を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, a contact member temperature control device according to a first invention generates a plurality of first heat source units that generate a low temperature set temperature lower than a reference temperature and a high temperature set temperature higher than the reference temperature. A contact member temperature control device that arranges a plurality of second heat source parts to be mixed on the surface of the contact member, and uses both the first heat source part and the second heat source part to operate and contact the contact member An arteriovenous anastomosis that controls the opening and closing of the user's arteriovenous anastomosis by causing the user to experience a temperature higher than the high temperature setting temperature of the second heat source part by generating an illusion of thermal sensation on the skin of the person Control means is provided.
また、第二の発明は、第一の発明に係る接触部材温度制御装置であって、前記高温設定温度は、低温火傷に関する安全基準を満たす温度であることを特徴とする。 Moreover, 2nd invention is the contact member temperature control apparatus which concerns on 1st invention, Comprising: The said high temperature setting temperature is the temperature which satisfy | fills the safety standard regarding a low temperature burn.
また、第三の発明は、第一又は第二の発明に係る接触部材温度制御装置であって、前記高温設定温度は、40℃であり、前記低温設定温度は、24℃であることを特徴とする。 Moreover, 3rd invention is a contact member temperature control apparatus which concerns on 1st or 2nd invention, Comprising: The said high temperature preset temperature is 40 degreeC, The said low temperature preset temperature is 24 degreeC, It is characterized by the above-mentioned. And
上述の手段により、本発明は、より効率的に使用者に温かさを体感させることができる接触部材温度制御装置を提供することができる。 By the above-mentioned means, this invention can provide the contact member temperature control apparatus which can make a user experience warmth more efficiently.
本発明は、寒冷環境下にいる者により効率的に温かさを体感させるための手段として、温冷覚の錯覚による動静脈吻合の開閉制御を用いることとする。 The present invention uses an open / close control of an arteriovenous anastomosis based on the illusion of thermal sensation as means for efficiently experiencing warmth by a person in a cold environment.
「温冷覚の錯覚」とは、皮膚表面の近接する温冷覚が同時に刺激されると、与えられた刺激とは異なる刺激を錯覚する現象であり、温冷覚が同時に刺激されることで痛みを感じるようになる現象として知られている。 “Illusion of thermal sensation” is a phenomenon in which when the adjacent thermal sensation on the skin surface is stimulated at the same time, the illusion of a stimulus different from the given stimulus is sensed. It is known as a phenomenon that causes pain.
また、「動静脈吻合」とは、ヒトの指、掌、趾の先端部、爪の下、耳朶等に存在する、細動脈と細静脈とを直結する血管であり、細動脈を流れて来た血液が毛細血管を経由せずに細静脈へ流れることができるようにするための短絡路である。 An "arteriovenous anastomosis" is a blood vessel that directly connects arterioles and venules that exist in human fingers, palms, tip of heel, under nails, and earlobe, and flows through arterioles. This is a short circuit for allowing the blood to flow to the venule without passing through the capillaries.
ヒトは、寒冷刺激によって交感神経が刺激されると、前毛細血管括約筋を収縮させ動静脈吻合を開いて細動脈血を細静脈に流入させ且つ皮膚表面の毛細血管を流れる血液量を低下させながら心臓や脳等の深部体温の維持を図るが、温熱刺激によって交感神経が刺激されると、前毛細血管括約筋を拡張させ動静脈吻合を閉じて細動脈血を毛細血管に流入させ且つ皮膚表面の毛細血管を流れる血液量を増大させながら代謝を促進させる。 When the sympathetic nerve is stimulated by cold stimulation, the human heart contracts the precapillary sphincter, opens the arteriovenous anastomosis, allows arteriole blood to flow into the venule, and reduces the amount of blood flowing through the capillary on the skin surface. To maintain deep body temperature, such as the brain and brain, but when the sympathetic nerve is stimulated by thermal stimulation, the anterior arterial sphincter is expanded, the arteriovenous anastomosis is closed, and arteriole blood flows into the capillaries and the capillaries on the skin surface Promotes metabolism while increasing the amount of blood flowing through
また、指や掌への局所的な温熱刺激は、その温熱刺激を直接受けた指や掌ばかりでなく、温熱刺激を直接受けていない四肢全体の血流をも促進することが知られており、痛みを感じない限りにおいて(温熱刺激を与える間、継続的に痛み(不快)を感じさせるわけにはいかないからである。)、温熱刺激が大きい程(指先で体感した温度が高い程)動静脈吻合が閉じる度合いも大きく皮膚表面の毛細血管を流れる血液量も増大し、より効率的に体全体で温かさを体感させることができる。 In addition, it is known that local thermal stimulation to fingers and palms promotes blood flow not only to fingers and palms that are directly subjected to thermal stimulation, but also to the entire limb that is not directly subjected to thermal stimulation. As long as you do not feel pain (because you cannot feel pain (discomfort) continuously while applying thermal stimulation), the greater the thermal stimulation (the higher the temperature you feel with your fingertips), the more The degree of closing of the venous anastomosis is large, and the amount of blood flowing through the capillary blood vessels on the skin surface is increased, so that warmth can be experienced more efficiently throughout the body.
以上の見識に基づいて、本発明は、温冷覚の同時刺激により「痛み」を錯覚させる代わりに「熱さ(高温物体温度の実際の温度より高い温度)」を錯覚させる温度の組み合わせ(高温物体の温度と低温物体の温度との組み合わせ)を用いて効率的に使用者の特定部位の動静脈吻合を閉じさせて使用者に温かさを体感させるようにする。 Based on the above insights, the present invention is a combination of temperatures (high-temperature objects) that makes an illusion of “heat (temperature higher than the actual temperature of the high-temperature object temperature)” instead of the illusion of “pain” by simultaneous stimulation of thermal and cold sensations. The temperature and temperature of a low-temperature object are used to efficiently close the arteriovenous anastomosis at a specific part of the user so that the user can feel the warmth.
以下では、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。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る接触部材温度制御装置を有するステアリング装置の構成例を示すブロック図である。ステアリング装置100は、車両等の進行方向を定めるステアリング操作に用いられる車載装置であって、制御部1、ステアリングホイール2、冷却素子3、ヒータ4、冷却素子用温度センサ5、ヒータ用温度センサ6、制御開始ボタン7、低温設定温度変更ボタン8、高温設定温度変更ボタン9、冷却素子用電源10、ヒータ用電源11、及び動静脈吻合状態検出器12から構成される。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a steering device having a contact member temperature control device according to the present invention. The steering device 100 is an in-vehicle device used for a steering operation that determines a traveling direction of a vehicle or the like, and includes a control unit 1, a steering wheel 2, a cooling element 3, a heater 4, a cooling element temperature sensor 5, and a heater temperature sensor 6. , A control start button 7, a low temperature set temperature change button 8, a high temperature set temperature change button 9, a cooling element power source 10, a heater power source 11, and an arteriovenous anastomosis state detector 12.
制御部1は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、NVRAM(Non Volatile RAM)、追記型記憶装置等を備えたコンピュータであって、動静脈吻合制御手段50に対応するプログラムをROMに記憶しながら、冷却素子用温度センサ5、ヒータ用温度センサ6、制御開始ボタン7、低温設定温度変更ボタン8、高温設定温度変更ボタン9、及び動静脈吻合状態検出器12からの出力を受け、動静脈吻合制御手段50に対応する処理をCPUに実行させ、演算結果を冷却素子用電源10及びヒータ用電源11に対して出力する。 The control unit 1 is a computer having a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an NVRAM (Non Volatile RAM), a write-once storage device, etc., and an arteriovenous anastomosis control While storing the program corresponding to the means 50 in the ROM, the cooling element temperature sensor 5, the heater temperature sensor 6, the control start button 7, the low temperature set temperature change button 8, the high temperature set temperature change button 9, and the arteriovenous anastomosis state In response to the output from the detector 12, the CPU executes processing corresponding to the arteriovenous anastomosis control means 50, and outputs the calculation result to the cooling element power source 10 and the heater power source 11.
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る環状のリム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、本実施例では、環状であるが、円環の一部が欠けた形状など、運転者が車両等を操作し易い他の形状であってもよい。 The steering wheel 2 includes an annular rim 20 that is a gripping member that is gripped by a hand when a driver of the vehicle performs a steering operation, a hub 21 that supports rotation of the rim 20, and a plurality of links that connect the rim 20 and the hub 21. It is composed of spokes 22. In the present embodiment, the rim 20 is annular, but may have other shapes that allow the driver to easily operate the vehicle or the like, such as a shape in which a part of the ring is missing.
冷却素子3は、板状構造の電子部品であり、一方の面で吸熱を行い、他方の面で発熱を行うペルチェ素子である。ペルチェ素子は、可動部を有さずメンテナンスが容易であり、騒音も発生させないために係る用途に好適である。 The cooling element 3 is an electronic component having a plate-like structure, and is a Peltier element that absorbs heat on one surface and generates heat on the other surface. The Peltier element is suitable for such an application because it does not have a movable part, is easy to maintain, and does not generate noise.
ヒータ4は、電気を熱に変換するシートヒータやニクロム線等であり、好適には、雰囲気温度がマイナス5℃のところに置かれた状態から40℃に達するまでの時間を約10秒とする。 The heater 4 is a sheet heater that converts electricity into heat, a nichrome wire, or the like. Preferably, the time until the temperature reaches 40 ° C. from the state where the ambient temperature is minus 5 ° C. is about 10 seconds. .
また、冷却素子3及びヒータ4は、発熱するそれらの表面が露出したものであってもよく、薄い表皮等で被覆されているものであってもよい。なお、冷却素子3及びヒータ4は、冷却素子3及びヒータ4の熱を伝える伝熱部材であってもよい。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、金属材料は、例えば、金、アルミニウム、銅、銀、白金、亜鉛等である。他の材料としてセラミックやエポキシ系接着剤が用いられてもよい。 Further, the cooling element 3 and the heater 4 may be those whose surfaces that generate heat are exposed, or may be covered with a thin skin or the like. The cooling element 3 and the heater 4 may be heat transfer members that transmit heat from the cooling element 3 and the heater 4. The heat transfer member is preferably formed of a metal material having high thermal conductivity and low energy loss, and the metal material is, for example, gold, aluminum, copper, silver, platinum, zinc, or the like. Ceramic or epoxy adhesive may be used as another material.
また、冷却素子3であるペルチェ素子は、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ヒータ4又はヒータ4の一部として使用してもよい。 Further, since the Peltier element as the cooling element 3 has both a heat absorption surface and a heat generation surface, the heat generation surface of the Peltier element may be used as the heater 4 or a part of the heater 4.
冷却素子用温度センサ5は、リム20の表面にある冷却素子3又はそれらに接続される伝熱部材の温度を測定し、測定結果を制御部1に出力する。 The cooling element temperature sensor 5 measures the temperature of the cooling element 3 on the surface of the rim 20 or the heat transfer member connected thereto, and outputs the measurement result to the control unit 1.
ヒータ用温度センサ6は、リム20の表面にあるヒータ4又はそれらに接続される伝熱部材の温度を測定し、測定結果を制御部1に出力する。 The heater temperature sensor 6 measures the temperature of the heater 4 on the surface of the rim 20 or the heat transfer member connected thereto, and outputs the measurement result to the control unit 1.
制御開始ボタン7は、冷却素子3による冷却とヒータ4による加熱とを開始させるためのボタンであり、開始信号を制御部1に出力して、冷却素子3、ヒータ4をそれぞれ低温設定温度、高温設定温度の状態に移行させる。 The control start button 7 is a button for starting cooling by the cooling element 3 and heating by the heater 4, and outputs a start signal to the control unit 1 so that the cooling element 3 and the heater 4 are set to a low temperature setting temperature and a high temperature respectively. Change to the set temperature state.
低温設定温度は、冷却素子3の目標到達温度であり、皮膚にある冷点を刺激するのに十分低い温度であって、例えば、体温よりも低い24℃に設定される。 The low temperature set temperature is a target temperature reached by the cooling element 3 and is a temperature that is sufficiently low to stimulate a cold spot in the skin, and is set to 24 ° C., for example, lower than the body temperature.
また、高温設定温度は、ヒータ4の目標到達温度であり、皮膚にある温点を刺激するのに十分高い温度であって、例えば、体温よりも高い40℃に設定される。高温設定温度の上限は、各国又は各種団体によって規定される低温火傷等に関する安全基準を満たす温度であり、その上限温度を維持継続させる最大許容時間を併せて定めるようにしてもよい。 The high temperature set temperature is the target temperature reached by the heater 4 and is sufficiently high to stimulate a hot spot on the skin, and is set to 40 ° C., which is higher than the body temperature, for example. The upper limit of the high temperature set temperature is a temperature that satisfies a safety standard related to low temperature burns or the like defined by each country or various organizations, and a maximum allowable time for maintaining and maintaining the upper limit temperature may be determined together.
また、低温設定温度(24℃)と高温設定温度(40℃)との組み合わせは、温冷覚の錯覚により痛みを錯覚させることなく、熱さを錯覚させるのに適した組み合わせであり、種々の温度の組み合わせを適用したステアリング装置100を被験者に握らせた場合の被験者の皮膚電気活動や脈派振幅の大きさに基づいて決定された組み合わせである。なお、低温設定温度及び高温設定温度の値は、制御部1のNVRAMに予め記憶されている。 The combination of the low temperature set temperature (24 ° C.) and the high temperature set temperature (40 ° C.) is a combination suitable for making the illusion of heat without causing the illusion of pain due to the illusion of hot and cold sensation. This combination is determined based on the subject's electrical skin activity and the amplitude of the pulse wave amplitude when the subject holds the steering device 100 to which the above combination is applied. Note that the values of the low temperature set temperature and the high temperature set temperature are stored in advance in the NVRAM of the control unit 1.
低温設定温度変更ボタン8は、冷却素子3の低温設定温度を変更するためのボタンであり、高温設定温度変更ボタン9は、ヒータ4の高温設定温度を変更するためのボタンである。低温設定温度変更ボタン8及び高温設定温度変更ボタン9は、例えば、インストルメントパネルに設置される上下ボタンで構成され、制御部1のNVRAMに記憶されたそれぞれの値を運転者が手動で調節できるようにする。 The low temperature set temperature change button 8 is a button for changing the low temperature set temperature of the cooling element 3, and the high temperature set temperature change button 9 is a button for changing the high temperature set temperature of the heater 4. The low temperature set temperature change button 8 and the high temperature set temperature change button 9 are constituted by, for example, up and down buttons installed on the instrument panel, and the driver can manually adjust each value stored in the NVRAM of the control unit 1. Like that.
冷却素子用電源10は、冷却素子3に電気エネルギーを供給する電源であり、制御部1からの出力に基づいて冷却素子3に電気エネルギーを供給しながら冷却素子3を低温設定温度で維持させる。 The cooling element power supply 10 is a power supply that supplies electric energy to the cooling element 3, and maintains the cooling element 3 at a low temperature setting temperature while supplying electric energy to the cooling element 3 based on an output from the control unit 1.
ヒータ用電源11は、ヒータ4に電気エネルギーを供給する電源であり、制御部1からの出力に基づいてヒータ4に電気エネルギーを供給しながらヒータ4を高温設定温度で維持させる。 The heater power supply 11 is a power supply for supplying electric energy to the heater 4 and maintains the heater 4 at a high temperature setting temperature while supplying electric energy to the heater 4 based on an output from the control unit 1.
動静脈吻合状態検出器12は、使用者の特定部位における動静脈吻合の状態を検出するための装置であり、例えば、指先に設置されるパルスオキシメータであって、非侵襲的に経皮的動脈血酸素飽和度をモニターしながら指先の毛細血管を流れる血流を測定して指先における動静脈吻合の状態を検出し、その検出結果を制御部1に出力する。 The arteriovenous anastomosis state detector 12 is a device for detecting the state of the arteriovenous anastomosis at a specific site of the user. For example, the arteriovenous anastomosis state detector 12 is a pulse oximeter installed on the fingertip and non-percutaneously. The state of arteriovenous anastomosis at the fingertip is detected by measuring the blood flow through the capillary at the fingertip while monitoring the arterial oxygen saturation, and the detection result is output to the control unit 1.
また、動静脈吻合状態検出器12は、レーザードップラー血流計、皮膚電位計、脳波計、心電図計、体温計、血管形状計等の出力に基づいて動静脈吻合の状態を検出するようにしてもよい。 The arteriovenous anastomosis detector 12 may detect the state of the arteriovenous anastomosis based on the output of a laser Doppler blood flow meter, skin electrometer, electroencephalograph, electrocardiograph, thermometer, blood vessel shape meter, or the like. Good.
動静脈吻合制御手段50は、制御開始ボタン7が押下された場合に、NVRAMに記憶された低温設定温度及び高温設定温度の値を読み出し、冷却素子用温度センサ5及びヒータ用温度センサ6が出力する冷却素子3及びヒータ4の温度情報に応じて冷却素子用電源10及びヒータ用電源11に制御信号を出力しながら、冷却素子3を低温設定温度の状態に移行させ、且つ、ヒータ4を高温設定温度の状態に移行させる。 When the control start button 7 is pressed, the arteriovenous anastomosis control means 50 reads the low temperature set temperature and the high temperature set temperature stored in the NVRAM, and outputs them from the cooling element temperature sensor 5 and the heater temperature sensor 6. While the control signal is output to the cooling element power supply 10 and the heater power supply 11 according to the temperature information of the cooling element 3 and the heater 4 to be moved, the cooling element 3 is shifted to the low temperature setting temperature state, and the heater 4 is heated to a high temperature. Change to the set temperature state.
また、動静脈吻合制御手段50は、動静脈吻合が閉じた状態を実現するために、動静脈吻合状態検出器12の出力に基づいて冷却素子3の低温設定温度とヒータ4の高温設定温度とをフィードバック制御するようにしてもよく、例えば、指先の毛細血管における血流が少なく動静脈吻合の閉じ度合いが小さいと判定した場合に、動静脈吻合の閉じ度合いが大きくなるよう、低温設定温度及び高温設定温度の一方又は双方を調節するようにしてもよい(例えば、低温設定温度と高温設定温度との間の温度差を小さくする。)。 In addition, the arteriovenous anastomosis control means 50 determines the low temperature set temperature of the cooling element 3 and the high temperature set temperature of the heater 4 based on the output of the arteriovenous anastomosis state detector 12 in order to realize the closed state of the arteriovenous anastomosis. For example, when it is determined that the blood flow in the capillary at the fingertip is small and the degree of closure of the arteriovenous anastomosis is small, the low temperature setting temperature and the One or both of the high temperature set temperatures may be adjusted (for example, the temperature difference between the low temperature set temperature and the high temperature set temperature is reduced).
また、動静脈吻合制御手段50は、動静脈吻合状態検出器12の出力とその時点における低温設定温度及び高温設定温度の組み合わせとを関連付けて運転者毎に制御部1の追記型記憶装置に記憶し、各運転者に応じた低温設定温度及び高温設定温度の最適な組み合わせ(動静脈吻合を閉じるのに最適な組み合わせ)を事後的に解析できるようにしてもよい。 Further, the arteriovenous anastomosis control means 50 associates the output of the arteriovenous anastomosis state detector 12 with the low temperature set temperature and the combination of the high temperature set temperatures at that time and stores them in the write-once type storage device of the control unit 1 for each driver. Then, an optimal combination of the low temperature set temperature and the high temperature set temperature according to each driver (the optimal combination for closing the arteriovenous anastomosis) may be analyzed afterwards.
図2は、リム20の部分斜視図である。リム20は、表面に冷却素子3及びヒータ4を有する。冷却素子3及びヒータ4の各構成要素は、長さと幅とがそれぞれ5mm程度であり、交互に所定の間隔を空けて相互に接触しないように配置され、その間隔は例えば5mm程度である。本実施例では、冷却素子3及びヒータ4がリム20の円周方向Aに連続して並んで列を形成し、リム20の断面が描く円の円周方向Bに冷却素子3の列とヒータ4の列とが交互に横縞状に配置される。なお、冷却素子3及びヒータ4の配置は、隣り合う素子の少なくとも一つが他方の素子となるよう配置されていればよく、交互に縦縞状となるように配置されてもよく、綾目状に配置されてもよい。 FIG. 2 is a partial perspective view of the rim 20. The rim 20 has the cooling element 3 and the heater 4 on the surface. Each component of the cooling element 3 and the heater 4 is about 5 mm in length and width, and is arranged so as not to contact each other with a predetermined interval alternately. The interval is about 5 mm, for example. In the present embodiment, the cooling elements 3 and the heaters 4 are continuously arranged in the circumferential direction A of the rim 20 to form a row, and the rows of the cooling elements 3 and the heater are arranged in the circumferential direction B of the circle drawn by the cross section of the rim 20. The four rows are alternately arranged in a horizontal stripe pattern. Note that the cooling element 3 and the heater 4 may be arranged so that at least one of the adjacent elements becomes the other element, may be arranged alternately in the form of vertical stripes, It may be arranged.
また、冷却素子3及びヒータ4は、環状のリム20の円周方向全体にわたって配置されてもよく、運転者が握り易い部分にだけ部分的に配置されてもよい。冷却素子3及びヒータ4を配置する範囲が狭いと、構成要素の数を抑えられるために、低消費電力と高い温度応答性とを実現できる。一方、配置範囲が広いと、運転者の様々なリム20の握り方に対応できる。また、リム20は、本実施例では、中空構造となっており、内部に排熱用ファン27を有し、表面下部に外気を吸入するための吸気孔26を有するが、中実構造であってもよい。 Moreover, the cooling element 3 and the heater 4 may be arrange | positioned over the whole circumferential direction of the cyclic | annular rim | limb 20, and may be partially arrange | positioned only in the part which a driver | operator is easy to grasp. When the range in which the cooling element 3 and the heater 4 are arranged is narrow, the number of components can be suppressed, so that low power consumption and high temperature responsiveness can be realized. On the other hand, when the arrangement range is wide, the driver can handle various ways of gripping the rim 20. In the present embodiment, the rim 20 has a hollow structure, and has an exhaust heat fan 27 inside and a suction hole 26 for sucking outside air in the lower surface, but has a solid structure. May be.
図3は、リム20の断面図である。リム20の表面には、冷却素子3及びヒータ4が配置される。冷却素子3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。なお、リム20の断面は円形であるが、楕円形その他の運転者が握り易い形状であってもよく、冷却素子3及びヒータ4は、リム20の断面円周の全体にわたってリム20の表面に配置されてもよく、図に示すように、例えば100度程度の角度範囲に配置されてもよい。この角度範囲が狭いと、冷却素子3及びヒータ4がステアリングホイール2の外部の空気と接触する面積が小さくなるために、低消費電力と高い温度応答性とを実現できる。一方、この角度範囲が広いと、運転者の様々なリム20の握り方に対応できる。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the rim 20. The cooling element 3 and the heater 4 are disposed on the surface of the rim 20. The cooling element 3 is disposed such that the heat absorption surface is in contact with the external space of the rim 20 and the heat generation surface is in contact with the internal space of the rim 20. The rim 20 has a circular cross section, but may have an oval shape or other shape that can be easily gripped by the driver. The cooling element 3 and the heater 4 are disposed on the surface of the rim 20 over the entire cross-sectional circumference of the rim 20. It may be arranged, and as shown in the figure, for example, it may be arranged in an angle range of about 100 degrees. If this angle range is narrow, the area where the cooling element 3 and the heater 4 come into contact with the air outside the steering wheel 2 becomes small, so that low power consumption and high temperature responsiveness can be realized. On the other hand, when this angle range is wide, it is possible to cope with various ways of gripping the rim 20 by the driver.
図4は、ステアリングホイール2の上面図であり、図5は、ステアリングホイール2の正面図である。矢印は、図3のリム20の内部空間における空気の流れを示す。図3に示す排熱用ファン27が作動すると、ステアリングホイール2の外部にある空気は、図3に示す吸気孔26を介してリム20内に吸入される。また、排熱用ファン27は、冷却素子3の発熱面やヒータ4により加熱されたリム20内の空気を、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を介してステアリングホイール2の外部に排出する。 FIG. 4 is a top view of the steering wheel 2, and FIG. 5 is a front view of the steering wheel 2. The arrows indicate the air flow in the internal space of the rim 20 of FIG. When the exhaust heat fan 27 shown in FIG. 3 operates, the air outside the steering wheel 2 is sucked into the rim 20 through the intake holes 26 shown in FIG. The exhaust heat fan 27 has a hollow spoke 22 and a hub that connect air in the rim 20 heated by the heat generating surface of the cooling element 3 and the heater 4 to an exhaust hole (not shown) of the rim 20. It is discharged to the outside of the steering wheel 2 through 21.
これにより、リム20内部の過度の温度上昇を抑え、冷却素子3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、ペルチェ素子3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, an excessive temperature rise inside the rim 20 is suppressed, and the temperature of the endothermic (cooling) surface of the cooling element 3 is not raised. As a result, the endothermic surface of the Peltier element 3 can be stably kept at a low temperature.
以上の構成により、ステアリング装置100は、温冷覚の錯覚を通じてヒータ4が提示する実際の温度よりも高い温度を運転者に擬似的に体感させることで、運転者の指先の動静脈吻合を効率的に閉じ指先の毛細血管における血流を促進し、低温火傷を発生させることなく、より効率的に温かさを体感させることができる。これにより、運転者は、カーエアコン等による過度の暖房の使用を控えることができ、省エネを促進できる。 With the configuration described above, the steering device 100 allows the driver to experience a higher temperature than the actual temperature presented by the heater 4 through the illusion of thermal sensation, thereby efficiently performing arteriovenous anastomosis of the driver's fingertips. Therefore, the blood flow in the capillaries of the fingertips can be promoted and the warmth can be experienced more efficiently without causing low-temperature burns. Thereby, the driver can refrain from using excessive heating by a car air conditioner or the like, and can promote energy saving.
また、ステアリング装置100は、温冷覚の錯覚を通じてヒータ4が提示する実際の温度よりも高い温度を運転者に擬似的に体感させることで、ヒータ4の高温設定温度を比較的低めに抑えながらも運転者に十分な温かさを擬似的に体感させることができ、暖房に必要な電力消費量を低減させることができる。 Further, the steering device 100 causes the driver to experience a temperature higher than the actual temperature presented by the heater 4 through the illusion of temperature and coldness, while suppressing the high temperature set temperature of the heater 4 to be relatively low. In addition, the driver can experience a sufficient warmth in a simulated manner, and the power consumption required for heating can be reduced.
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、接触部材温度制御装置がステアリング装置100に適用されているが、シフトノブ、アクセルペダル、ブレーキペダル、シート、アームレスト、ヘッドレスト等、運転者の皮膚が直接触れ得る他の部材に適用されてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the contact member temperature control device is applied to the steering device 100, but other members that can be directly touched by the driver's skin, such as a shift knob, an accelerator pedal, a brake pedal, a seat, an armrest, and a headrest. May be applied.
また、ステアリング装置100は、低温火傷に関する安全基準を満たす温度以下に高温設定温度を限定し、或いは、低温火傷に関する安全基準を満たす継続間隔以内に高温設定温度の継続時間を限定しながら、その高温設定温度よりも高い温度を運転者に錯覚させるので、52〜86℃の熱を生体に加えることで生理的反応を励起して血液循環の改善、疼痛の軽減、又はリラクゼーション等を行う温熱療法を擬似的に実施し、運転中に低温火傷を発生させることなく温熱療法と同等の治療効果を運転者に提供することができる。 Further, the steering device 100 limits the high temperature set temperature to a temperature that satisfies a safety standard for low temperature burns, or limits the duration of the high temperature set temperature within a continuous interval that satisfies the safety standard for low temperature burns, Since the driver has an illusion that the temperature is higher than the set temperature, heat therapy that improves the blood circulation, reduces pain, or relaxes by exciting the physiological reaction by applying heat of 52 to 86 ° C to the living body. It can be implemented in a pseudo manner, and can provide the driver with a therapeutic effect equivalent to that of thermotherapy without causing low-temperature burns during driving.
また、ステアリング装置100は、温冷覚の錯覚を通じて高温設定温度よりも高い温度の熱さを運転者に体感させる段階(温段階)と、冷却素子3により運転者に冷たさを体感させる段階(冷段階)とを交互(例えば、温段階2分間、冷段階1分間である。)に繰り返すことで、温冷交互浴を擬似的に実施し、運転中に低温火傷を発生させることなく温冷交互浴と同等の治療効果を運転者に提供することができる。 In addition, the steering device 100 causes the driver to experience a heat at a temperature higher than the high temperature setting temperature through the illusion of temperature and cooling (temperature stage), and causes the driver to experience the coldness through the cooling element 3 (cooling). Step) alternately (for example, 2 minutes for the warm phase and 1 minute for the cool phase), thereby performing a warm / cold alternate bath in a simulated manner and alternating between warm and cool without causing low-temperature burns during operation. A therapeutic effect equivalent to that of a bath can be provided to the driver.
1 制御部
2 ステアリングホイール
3 冷却素子
4 ヒータ
5 冷却素子用温度センサ
6 ヒータ用温度センサ
7 制御開始ボタン
8 低温設定温度変更ボタン
9 高温設定温度変更ボタン
10 冷却素子用電源
11 ヒータ用電源
12 動静脈吻合状態検出器
20 リム
21 ハブ
22 スポーク
26 吸気孔
27 排熱用ファン
50 動静脈吻合制御手段
100 ステアリング装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control part 2 Steering wheel 3 Cooling element 4 Heater 5 Temperature sensor for cooling elements 6 Heater temperature sensor 7 Control start button 8 Low temperature setting temperature change button 9 High temperature setting temperature change button 10 Power supply for cooling element 11 Power supply for heater 12 Arterial vein Anastomosis detector 20 Rim 21 Hub 22 Spoke 26 Intake hole 27 Heat exhaust fan 50 Arteriovenous anastomosis control means 100 Steering device
Claims (3)
前記第一熱源部及び前記第二熱源部を共に稼働させ前記接触部材に接触する使用者の皮膚で温冷覚の錯覚を生じさせることにより前記第二熱源部の高温設定温度よりも高い温度を該使用者に体感させて該使用者の動静脈吻合の開閉を制御する動静脈吻合制御手段を備える、
ことを特徴とする接触部材温度制御装置。 A contact member temperature in which a plurality of first heat source units that generate a low temperature set temperature lower than the reference temperature and a plurality of second heat source units that generate a high temperature set temperature higher than the reference temperature are arranged on the surface of the contact member. A control device,
By operating both the first heat source part and the second heat source part to generate an illusion of thermal sensation on the skin of the user who is in contact with the contact member, a temperature higher than the high temperature set temperature of the second heat source part is set. An arteriovenous anastomosis control means for controlling the opening and closing of the user's arteriovenous anastomosis by letting the user experience it,
The contact member temperature control apparatus characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1に記載の接触部材温度制御装置。 The high temperature set temperature is a temperature that satisfies a safety standard for low temperature burns,
The contact member temperature control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の接触部材温度制御装置。 The high temperature set temperature is 40 ° C., and the low temperature set temperature is 24 ° C.,
The contact member temperature control device according to claim 1 or 2, wherein
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