JPH1086851A - 車両用凍結防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】安価な構成で、車両のタイヤ近傍での凍結を確
実に防止できる車両用凍結防止装置を提供すること。 【解決手段】並列に接続された複数本のヒータモジュー
ルＨは、フェンダ内パネル９６の取付面９９に密着した
状態に固定されている。したがって、ヒータモジュール
Ｈから発生した熱は、フェンダ内パネル９６に与えられ
ることになる。フェンダ内パネル９６に与えられた熱
は、フェンダ内パネル９６を伝播し、フェンダ内パネル
９６の対向面９８から放熱される。これにより、フェン
ダ内パネル９６の対向面９８に付着した水分の凍結が防
止されるから、タイヤハウス９１内に氷塊が形成される
ことはない。なお、ヒータモジュールＨは、正特性サー
ミスタ素子であるＰＴＣ特性を有するセラミックス半導
体からなる複数のＰＴＣ素子発熱体を内部に備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばタイヤハ
ウス（ホイールハウス）に取り付けられて、タイヤ近傍
での凍結を防止するための車両用凍結防止装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】寒冷地において自動車で雪道を走行して
いると、タイヤによって路面から跳ね上げられた雪など
の水分が、タイヤを収容しているタイヤハウスの内壁に
付着し、そのまま凍結して氷塊となる。この氷塊は、自
動車の走行に伴って大きくなり、やがてタイヤの回転や
ハンドル操作の妨げとなってしまう。したがって、タイ
ヤハウスに付着した氷塊は、大きくなる前に除去しなけ
ればならない。しかし、この作業は、自動車を一旦停止
させたうえで行わなければならないので、運転者にとっ
て大変面倒な作業であった。

【０００３】そこで、たとえば実開昭６２−１５３１８
７号公報および実開昭６２−１５３１８６号公報には、
タイヤハウスを加温することによって、タイヤハウス内
での水分の凍結を防止する装置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】実開昭６２−１５３１
８７号公報に開示されている装置では、自動車の排気ガ
スの熱を利用してタイヤハウスを加温することによっ
て、タイヤハウス内での凍結を防止している。ところ
が、この装置では、排気ガスの温度が適当な温度に上昇
するまでは、タイヤハウスを加温することができない。
したがって、エンジンを始動させてから十分な時間が経
過するまでは、凍結防止効果を得ることができない。

【０００５】また、実開昭６２−１５３１８６号公報に
開示されている装置では、タイヤハウスの裏側に電熱線
が配設されており、この電熱線に通電することによって
タイヤハウスが加温されて、凍結が防止される。しかし
ながら、この装置では、タイヤハウスの温度を検出する
ためのセンサや、センサによって検出された温度に応じ
て発熱量を制御するためのコントローラなどが必要とな
り、装置のコストが高くなってしまう。また、上記セン
サおよびコントローラは、エンジンルーム内に配設され
るから、エンジンから発生する熱や振動によって誤作動
するおそれがある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、安価な構成で、車両のタイヤ近傍での凍結
を確実に防止できる車両用凍結防止装置を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の車両用凍結防止装置は、車両におけ
るタイヤ近傍位置に取り付けられており、正特性サーミ
スタ素子を合成樹脂で絶縁被覆することによって形成さ
れたヒータモジュールからなることを特徴とするもので
ある。

【０００８】請求項１記載の構成によれば、ヒータモジ
ュールから発生される熱によって、タイヤ近傍での凍結
が確実に防止される。また、発熱体として正特性サーミ
スタ素子が用いられているので、予め定められた温度以
上に発熱することがなく、発熱量を制御するためのコン
トローラやセンサなどが不要である。ゆえに、装置のコ
ストを低くすることができる。

【０００９】また、この凍結防止装置が、たとえは合成
樹脂で成形された部材に取り付けられた場合でも、予め
定められた温度以上に発熱することがないので、合成樹
脂が変形したり、溶融したりするおそれがない。さら
に、このヒータ装置が、タイヤによって跳ね上げられた
水分が直接付着するような位置に取り付けられても、正
特性サーミスタ素子を合成樹脂で絶縁被覆することによ
って形成されたヒータモジュールが用いられているの
で、ヒータモジュール自身が優れた防水性を有してお
り、ヒータモジュールの短絡が生じるおそれがない。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、上記ヒータ
モジュールは、柔軟な合成樹脂を用いて長尺テープ状に
形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用
凍結防止装置である。請求項２記載の構成によれば、ヒ
ータモジュールは、柔軟な樹脂を用いて構成されている
ので、ヒータモジュールを取り付けるべき面がどのよう
な形状であっても、密着した状態に取り付けることがで
きる。

【００１１】請求項３記載の発明は、タイヤを収容して
いるタイヤハウスを、上記タイヤ近傍位置とし、上記ヒ
ータモジュールは、上記タイヤハウスにおいてタイヤ外
周面に対向した面の裏面に取り付けられるものであるこ
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
凍結防止装置である。たとえば、タイヤによって路面か
ら跳ね上げられた水分は、主にタイヤハウス（ホイール
ハウス）において、タイヤの外周面と対向している面に
付着する。請求項３記載の構成によれば、ヒータモジュ
ールが上記タイヤ外周面に対向した面の裏面に取り付け
られるので、ヒータモジュールから発生した熱は、上記
タイヤ外周面に対向した面から効率的に放熱され、付着
した水分の凍結を防止できる。

【００１２】また、タイヤによって跳ね上げられた水分
が、ヒータモジュールに直接付着することがないので、
この装置の水分に対する信頼性がさらに向上する。な
お、ヒータモジュールは、タイヤ外周面に対向した面の
裏面全体に取り付けられるのが好ましいが、特に路面か
ら跳ね上げられた水分が付着しやすい部分の裏側、たと
えば、車両の進行方向に関してタイヤハウスのタイヤ後
方に位置する部分の裏側のみに取り付けられてもよい。

【００１３】また、ヒータモジュールが、少なくとも車
両の左右の舵取りのための車輪が収容されているタイヤ
ハウスに取り付けられると、タイヤハウス内の凍結によ
ってハンドル操作が妨げられるといった問題が生じるの
を防止できる。請求項４記載の発明は、上記正特性サー
ミスタ素子は、セラミックス半導体で構成されているこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の車両用凍結防止装置である。

【００１４】請求項４記載の構成によれば、正特性サー
ミスタ素子がセラミックス半導体で構成されている。セ
ラミックス半導体に代えて、樹脂中にカーボンや金属粉
末等をねりこんだ樹脂製のＰＴＣ素子を用いることが考
えられる。ところが、樹脂製ＰＴＣ素子は、樹脂の熱膨
張によってカーボンが樹脂から剥離することにより抵抗
値が増大するものであるから、長い間使用すると、カー
ボンと樹脂との位置関係が元の状態に戻らなくなってし
まう。一方、セラミックス半導体は、温度が変化したと
きに電気エネルギー現象によって抵抗値が変化するもの
であるから、熱膨張が小さい。よって、セラミックス半
導体を用いることによって、装置の寿命を長くすること
ができる。また、エンジンなどの発熱を受けても、セラ
ミックス半導体が熱膨張して、装置に不具合を生じるこ
とがない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を、添
付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一
実施形態に係る車両用凍結防止装置が取り付けられた車
両の側面図である。また、図２は、タイヤハウスを図１
の切断面線II−IIで切断し、その切断面を車両の後方か
ら見たときの図である。タイヤ９０は、タイヤハウス
（ホイールハウス）９１によって区画された空間に収容
されている。本実施形態に係る車両用凍結防止装置１
は、たとえば、前後左右の四輪に対応したタイヤハウス
９１にそれぞれ取り付けられて、タイヤハウス９１に付
着した水分が凍結するのを防止するために用いられる。

【００１６】具体的に説明すると、図２に示すように、
タイヤハウス９１は、タイヤ９０の近傍において車体の
外板をなすフェンダ９２の一部と、ボンネット９３と共
にエンジンルーム９４を区画しているフードリッジ９５
と、フェンダ９２とフードリッジ９５との間に設けられ
たフェンダ内パネル９６とで形成されている。フェンダ
内パネル９６は、タイヤ９０上部の約半周程度の領域に
対向するように湾曲しており、タイヤ９０によって道路
から跳ね上げられた水分などは、主に、このフェンダ内
パネル９６に付着する。具体的には、跳ね上げられた水
分は、フェンダ内パネル９６においてタイヤ９０の外周
面（道路に接触する面）９７に対向した面９８に付着す
る。一方、上記対向面９８の裏面となる取付面９９に
は、車両用凍結防止装置１が取り付けられている。

【００１７】図３は、車両用凍結防止装置１の構成を示
す斜視図である。車両用凍結防止装置１は、断面が矩形
のテープ状に形成された４本のヒータモジュールＨ１〜
Ｈ４（以下、総称するときには、「ヒータモジュール
Ｈ」という。）を有している。各ヒータモジュールＨ
は、車両に搭載されたバッテリ４０からの電圧が給電コ
ード３０，３１を介して並列に印加されるように接続さ
れている。給電コード３０，３１の一方には、イグニッ
ションスイッチと連動してオン／オフする適当な継電器
が介装されており、エンジンの始動に際してヒータモジ
ュールＨへの通電が開始され、エンジンの停止に伴って
ヒータモジュールＨへの通電も停止されるようになって
いる。

【００１８】並列に接続されたヒータモジュールＨは、
図２に示すフェンダ内パネル９６の取付面９９に密着し
た状態に、たとえば接着剤によって固定されている。し
たがって、ヒータモジュールＨから発生した熱は、フェ
ンダ内パネル９６に与えられることになる。フェンダ内
パネル９６に与えられた熱は、フェンダ内パネル９６を
伝播し、フェンダ内パネル９６の対向面９８から放熱さ
れる。これにより、フェンダ内パネル９６の対向面９８
に付着した水分の凍結が防止されるから、タイヤハウス
９１内に氷塊が形成されることはない。

【００１９】図４は、上記ヒータモジュールＨの内部構
成の概略を一部切り欠いて示す平面図であり、図５は、
図４の切断面線Ｖ−Ｖにおける断面図である。このヒー
タモジュールＨは、正特性サーミスタ素子であるＰＴＣ
（Positive Temperature Coefficient）特性を有するセ
ラミックス半導体からなる複数のＰＴＣ素子発熱体１１
を備えている。この複数のＰＴＣ素子発熱体１１は、ヒ
ータモジュールＨの長手方向に沿って配置された一対の
導電線１２，１３の間に一定の間隔を開けて並列に接続
されており、全体としてはしご状の構造物を形成してい
る。

【００２０】ＰＴＣ素子発熱体１１および導電線１２，
１３からなる発熱ユニットは、電気絶縁性およびＰＴＣ
素子発熱体１１の発熱に耐え得る耐熱性を有する合成樹
脂からなる柔軟な被覆部材１４に封止されており、図４
には、被覆部材１４の一部を切り欠いた様子が示されて
いる。導電線１２，１３の一端は、被覆部材１４の一端
側において、被覆部材１４の外部に引き出されている。

【００２１】ヒータモジュールＨの先端には、ケース１
５が取り付けられている。このケース１５内には、電気
絶縁性を有する合成樹脂（たとえばシリコン樹脂）が充
填されており、被覆部材１４の先端において露出してい
る導電線１２，１３が封止されている。図６は、ＰＴＣ
素子発熱体１１と導電線１２，１３との結合状態を示す
斜視図である。ＰＴＣ素子発熱体１１は、扁平な直方体
に形成されたものであり、導電性を有する金属端子１６
によって、導電線１２，１３に結合されている。より具
体的には、金属端子１６は、ＰＴＣ素子発熱体１１の端
部を把持するための４つの発熱体把持部１７と、導電線
１２，１３を把持するための一対の電線把持部１８とを
有している。

【００２２】ＰＴＣ素子発熱体１１の端部において、発
熱体把持部１７に当接する部分には、電極１９が形成さ
れている。したがって、ＰＴＣ素子発熱体１１は一対の
電極１９によって挟まれており、発熱体の体積全体にわ
たって電流が均一に流れるようになっている。電極１９
は、たとえば、オーミックコンタクト電極形成用の銀ペ
ーストを塗布した後に、ＰＴＣ素子発熱体１１を５６０
℃で３０分間加熱することによって形成される。

【００２３】金属端子１６の電線把持部１８は、導電線
１２，１３に半田２０によって結合されている。また、
発熱体把持部１７と電極１９とは、導電性を有する粘着
テープまたは接着剤を用いて接着したり、半田付けされ
たりして、結合されている。ＰＴＣ素子発熱体１１は、
ＰＴＣ特性を有する素材、たとえばチタン酸バリウムな
どを主原料としたセラミックス半導体からなり、室温か
らキュリー温度Ｔｃ（抵抗急変温度）までは低抵抗であ
るが、キュリー温度Ｔｃを越えると、急に抵抗値が増大
する特性を有する感熱素子である。この特性により、Ｐ
ＴＣ素子発熱体１１は、キュリー温度Ｔｃを下回る温度
下において電圧が印加されると、最初は、低温であるた
めに抵抗値が小さく、大電流が流れる。これにより、急
激に温度が上昇する。そして、温度がキュリー温度Ｔｃ
を越えると、抵抗値が急に増大し、電流値が低下して、
発熱量が減少する。そのため、一定の温度以上に温度が
上がることがなく、或る温度で安定する。すなわち、Ｐ
ＴＣ素子発熱体１１は、自己温度制御機能を有してい
る。よって、発熱量制御のためのコントローラやセンサ
などを別途設ける必要がなく、装置にかかるコストを低
減することができる。

【００２４】また、フェンダ内パネル９６の材質として
合成樹脂が使用されていることが多く、また、このフェ
ンダパネル９６がビスやねじで車体に固定されている場
合が多い。したがって、異常過熱された場合には、フェ
ンダ内パネル９６が変形したり、溶融したりするおそれ
がある。しかしながら、ＰＴＣ素子発熱体１１は一定温
度以上に発熱しないので、このような不具合を生じるこ
とはない。

【００２５】なお、ＰＴＣ素子発熱体１１としては、上
記のようなセラミックス半導体を用いるのが好ましい。
なぜなら、セラミックス半導体は熱膨張が小さく、高温
になっても金属端子１６などに機械的な応力が作用する
ことがないからである。しかしながら、ＰＴＣ特性を有
する発熱体であれば、セラミックス半導体に限定され
ず、たとえば、樹脂中にカーボンや金属粉末等をねりこ
んだ樹脂製のＰＴＣ素子が用いられてもよい。

【００２６】図７は、ヒータモジュールＨへの給電のた
めの構成を示す平面図である。各ヒータモジュールＨの
一端においては、図４を参照して上述したように、被覆
部材１４から導電線１２，１３が引き出されている。こ
の導電線１２，１３の引出し部分の各先端には、圧着端
子２１，２２がそれぞれ圧着されている。圧着端子２
１，２２は、ヒータモジュールＨの長手方向とほぼ直交
する方向に延びて平行に配置された一対の並列端子２
３，２４に、それぞれ半田付けされて接続されている。
また、この並列端子２３，２４の一端部には、給電コー
ド３０，３１から引き出されたリード線３２，３３が、
それぞれ圧着端子２５，２６によって接続されている。

【００２７】したがって、給電コード３０，３１をバッ
テリ４０（図３参照）に接続すると、複数のヒータモジ
ュールＨには、並列に電力が供給されることになる。そ
して、ヒータモジュールＨにおいては、導電線１２，１
３に複数のＰＴＣ素子発熱体１１が並列に接続されてい
るから、結局、この車両用凍結防止装置１が備える複数
のＰＴＣ素子発熱体１１には、バッテリ４０からの電圧
が並列に印加されることになる。

【００２８】上記導電線１２，１３の引出し部分、並列
端子２３，２４、給電コード３０，３１およびリード線
３２，３３は、電気絶縁性を有する合成樹脂（たとえば
シリコン樹脂）で構成されたケース２７によって絶縁封
止されており、防水性が確保されている。以上のように
本実施形態の車両用凍結防止装置１によれば、ＰＴＣ素
子発熱体１１が発熱体として用いられている。したがっ
て、温度が低ければ発熱量が多くなり、温度が高ければ
発熱量が小さくなる。すなわち、温度に応じた適切な発
熱量が達成される。ゆえに、電力を効率的に利用でき
る。また、上述したように、発熱量を制御するためのコ
ントローラやセンサなどが不要である。

【００２９】さらに、ＰＴＣ素子発熱体１１および導電
線１２，１３が、被覆部材１４およびケース１５によっ
て絶縁被覆されることによって、ヒータモジュールＨが
構成されている。また、複数本のヒータモジュールＨが
並列に接続されて、その接続部分がケース２７によって
絶縁封止されることによって、車両用凍結防止装置１が
構成されている。したがって、この車両用凍結防止装置
１は、優れた防水性を有しているので、タイヤ９０の回
転によって道路から跳ね上げられた水分が、たとえフェ
ンダ内パネル９６のヒータ取付面９９側に入り込んだと
しても、短絡が生じることがない。

【００３０】なお、上述の実施形態では、４本のヒータ
モジュールで車両用凍結防止装置が構成されているが、
ヒータモジュールの数は４本に限定されるものではな
い。たとえば、図８に示すように、１本のヒータモジュ
ールＨで車両用凍結防止装置２を構成して、ヒータモジ
ュールＨをフェンダ内パネル９６の取付面９９に取り付
けるようにしてもよい。このとき、ヒータモジュールＨ
は、フェンダ内パネル９６の長手方向に沿うようにフェ
ンダ内パネル９６の長手方向の端部で折り返されて、フ
ェンダ内パネル９６全体を加温できるように取り付けら
れるのが好ましい。もちろん、フェンダ内パネル９６を
充分に加温できるものであれば、フェンダ内パネル９６
の長さ程度の１本のヒータモジュールＨを折り返さずに
取り付けるようにしてもよい。

【００３１】また、車両用凍結防止装置は、２本のヒー
タモジュールＨで構成されていてもよいし、３本のヒー
タモジュールＨで構成されていてもよい。もちろん、５
本以上のヒータモジュールＨで構成されていてもよい。
さらに、上述の実施形態において、ヒータモジュールＨ
は、フェンダ内パネル９６においてタイヤの外周面に対
向している面の裏面に取り付けられているが、タイヤ外
周面と対向した面にヒータモジュールＨが取り付けられ
てもよい。また、ヒータモジュールＨは、タイヤハウス
のフェンダ内パネル９６以外にも、図２に示すフードリ
ッジ９５に取り付けられてもよいし、通常タイヤハウス
に取り付けられている泥よけなど、タイヤの回転によっ
て道路から跳ね上げられた水分が付着しやすい他の箇所
に取り付けられてもよい。

【００３２】さらに、ヒータモジュールＨは、フェンダ
内パネル９６の車両進行方向に関してタイヤ後方に位置
する部分など、特に路面から跳ね上げられた水分が付着
しやすい部分のみに取り付けられてもよい。また、図２
に示す車両では、フェンダ内パネル９６がタイヤ９０の
外周面と平行になるように、フェンダ９２とフードリッ
ジ９５とに跨がって設けられているが、図９に示すよう
に、フェンダ内パネル９６がタイヤ９０の外周面に対し
て傾斜をなすように、フェンダ９２に取り付けられてい
る場合もある。この場合であっても、フェンダ内パネル
９６にヒータモジュールＨが取り付けられて、凍結が防
止されてもよい。

【００３３】さらにまた、必ずしも、前後左右の四輪に
対応した全てのタイヤハウスに、車両用凍結防止装置が
取り付けられる必要はなく、たとえば、タイヤハウスに
形成される氷塊によってハンドル操作が妨げられること
のみが問題視されている場合には、車両の左右の舵取り
のための車輪（前輪）のみに関連して車両用凍結防止装
置が取り付けられてもよい。

【００３４】この他、特許請求の範囲に記載された範囲
で種々の変更を施すことが可能である。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ヒータモ
ジュールから発生される熱によって、タイヤ近傍での凍
結が防止される。また、発熱体として正特性サーミスタ
素子が用いられているので、予め定められた温度以上に
発熱することがなく、発熱量を制御するためのコントロ
ーラやセンサなどが不要である。ゆえに、装置のコスト
を低減することができる。

【００３６】さらに、ヒータモジュール自身が優れた防
水性を有しているから、タイヤで跳ね上げられた水分な
どでヒータモジュールの短絡が生じるおそれがない。請
求項２記載の発明によれば、ヒータモジュールは、柔軟
な樹脂を用いて構成されているので、ヒータモジュール
を取り付けるべき面がどのような形状であっても、密着
した状態に取り付けることができ、効率良く加温でき
る。

【００３７】請求項３記載の発明によれば、ヒータモジ
ュールが、タイヤハウスにおいてタイヤの外周面に対向
した面の裏面に取り付けられるものゆえ、ヒータモジュ
ールから発生した熱は、上記タイヤ外周面に対向した面
から効率的に放熱され、タイヤハウスに付着した水分の
凍結を防止できる。また、タイヤによって跳ね上げられ
た水分が、ヒータモジュールに直接付着することがない
ので、この装置の水分に対する信頼性がさらに向上す
る。

【００３８】請求項４記載の発明によれば、セラミック
ス半導体を用いることによって、装置の寿命を長くする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る車両用凍結防止装置
が取り付けられた車両の側面図である。

【図２】タイヤハウスを図１の切断面線II−IIで切断
し、その断面を車両の後方から見たときの図である。

【図３】上記車両用凍結防止装置の構成を示す斜視図で
ある。

【図４】ヒータモジュールの内部構成の概略を一部切り
欠いて示す平面図である。

【図５】図４の切断面線Ｖ−Ｖにおける断面図である。

【図６】ＰＴＣ素子発熱体と導電線との結合状態を示す
斜視図である。

【図７】ヒータモジュールへの給電のための構成を示す
平面図である。

【図８】図１に示す車両用凍結防止装置の変形例を説明
するための図である。

【図９】図２に示すタイヤハウスとは構造の異なるタイ
ヤハウスの断面図である。

【符号の説明】

１，２ 車両用凍結防止装置 １１ ＰＴＣ素子発熱体 １４ 被覆部材 １５，２７ ケース ９０ タイヤ ９１ タイヤハウス ９２ フェンダ ９５ フードリッジ ９６ フェンダ内パネル ９７ 外周面 ９８ 対向面 ９９ 取付面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両におけるタイヤ近傍位置に取り付けら
   れており、正特性サーミスタ素子を合成樹脂で絶縁被覆
   することによって形成されたヒータモジュールからなる
   ことを特徴とする車両用凍結防止装置。
2. 【請求項２】上記ヒータモジュールは、柔軟な合成樹脂
   を用いて長尺テープ状に形成されていることを特徴とす
   る請求項１記載の車両用凍結防止装置。
3. 【請求項３】タイヤを収容しているタイヤハウスを、上
   記タイヤ近傍位置とし、 上記ヒータモジュールは、上記タイヤハウスにおいてタ
   イヤ外周面に対向した面の裏面に取り付けられるもので
   あることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   車両用凍結防止装置。
4. 【請求項４】上記正特性サーミスタ素子は、セラミック
   ス半導体で構成されていることを特徴とする請求項１な
   いし請求項３のいずれかに記載の車両用凍結防止装置。