(57)【要約】【課題】熱媒体によるステアリングホールの冷却又は加熱に対する温度調節の応答性が従来よりも優れたステアリングホイール温度調節装置の提供。【解決手段】輪環状のリム１６を有する車両操舵用のステアリングホイール１１と、ステアリングホイール１１の外部に設置された蓄熱ユニット３０と、ステアリングホイール１１と蓄熱ユニット３０との間を液相の熱媒体が循環する熱媒体循環路１７と、ステアリングホイール１１に設けられ、リム１６と液相の熱媒体との熱交換を行う熱交換部と、を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪環状のリムを有する車両操舵用のステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールの外部に設置された熱源ユニットと、
前記ステアリングホイールと熱源ユニットとの間を液相の熱媒体が循環する熱媒体循環路と、
前記ステアリングホイールに設けられ、前記リムと熱媒体との熱交換を行う熱交換部と、を備えたことを特徴とするステアリングホイール温度調節装置。
【請求項２】
前記熱交換部は前記リム内に設けられた環状通路であり、
前記熱媒体は前記熱源ユニットと前記環状通路との間を循環することを特徴とする請求項１記載のステアリングホイール温度調節装置。
【請求項３】
前記リムは、高熱伝導率の材料により形成された熱伝導部材を備え、
前記熱交換部は、前記熱伝導部材に接して設けられていることを特徴とする請求項１記載のステアリングホイール温度調節装置。
【請求項４】
前記熱伝導部材がヒートパイプであることを特徴とする請求項３記載のステアリングホイール温度調節装置。
【請求項５】
前記ステアリングホイールと固定されるステアリングシャフトが備えられ、
前記熱交換部は、前記ヒートパイプに熱的に結合して設けられており、
前記ステアリングホイールは、前記熱交換部が車両の直進状態において前記ステアリングホイールの上部又は下部に位置するように、前記ステアリングシャフトに対して上下位置を選択して固定可能であることを特徴とする請求項４記載のステアリングホイール温度調節装置。
【請求項６】
前記熱伝導部材が、銅系材料体、炭素繊維体、カーボングラファイト体およびＤＬＣ被膜体のいずれか又はこれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項３記載のステアリングホイール温度調節装置。
【請求項７】
前記熱源ユニットは、熱を蓄える蓄熱材を備えた蓄熱ユニットであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のステアリングホイール温度調節装置。
【請求項８】
前記熱源ユニットは内燃機関であり、前記熱媒体は内燃機関を冷却する冷却水とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のステアリングホイール温度調節装置。
【請求項９】
前記熱媒体循環路は、前記熱源ユニットから前記ステアリングホイールへ前記熱媒体を供給する供給通路と、前記ステアリングホイールから前記熱源ユニットへ前記熱媒体を戻す戻し通路を備え、
前記供給通路および戻し通路の一部は、弾性材料により螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載のステアリングホイール温度調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加熱または冷却によりステアリングホイールの温度を調節することができるステアリングホイール温度調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイール温度調節装置に関連する従来技術としては、例えば、特許文献１に記載された自動車用空調装置が存在する。
この自動車用空調装置では、ステアリングシャフトカバーが空調装置に接続されており、空調装置からの空調空気はステアリングシャフトカバー内を通る。
ステアリングホイールは中空構造であって複数の吹出口を備えており、ステアリングシャフトカバー内を通過した空調空気を通す構造を有している。
この自動車用空調装置によれば、空調装置からの空調空気は、ステアリングシャフトカバー内を通じてステアリングホイールの内部を通り、吹出口から吹き出される。
空調空気のステアリングホイールにおける吹出口からの吹き出しにより、ステアリングホイールの冷却又は加熱等の温度調節が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実願昭５６−１２２８５８号（実開昭５８−２８００８号）のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、ステアリングホイールの温度調節のために用いる空調空気は気相の熱媒体であることから液相の熱媒体と比較して熱容量が低い。
このため、空調空気によるステアリングホイールの冷却又は加熱は応答性が低く、ステアリングホイールの温度調節を速やかに行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、熱媒体によるステアリングホールの冷却又は加熱に対する温度調節の応答性が従来よりも優れたステアリングホイール温度調節装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、輪環状のリムを有する車両操舵用のステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの外部に設置された熱源ユニットと、前記ステアリングホイールと熱源ユニットとの間を液相の熱媒体が循環する熱媒体循環路と、  前記ステアリングホイールに設けられ、前記リムと熱媒体との熱交換を行う熱交換部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、ステアリングホイールの温度調節を行う場合、熱源ユニットにおいて熱（温熱又は冷熱）を蓄えた液相の熱媒体は、熱媒体循環路を通り熱交換部へ向かう。
熱交換部では熱媒体とリムとの熱交換が行われ、ステアリングホイールは熱媒体とリムとの熱交換により温度調節される。
ステアリングホイールは、気相の熱媒体と比べて熱容量の高い液相の熱媒体により温度調節されるから、ステアリングホイールの冷却又は加熱を迅速に行うことができる。
【０００８】
本発明では、上記のステアリングホイール温度調節装置において、前記熱交換部は前記リム内に設けられた環状通路であり、前記熱媒体は前記熱源ユニットと前記環状通路との間を循環してもよい。
【０００９】
この場合、熱媒体がリム内の環状通路を循環するから、リムと熱媒体との熱交換を迅速に行うことができるほか、温度調節によるリムにおける温度のばらつきが生じ難い。
【００１０】
本発明では、上記のステアリングホイール温度調節装置において、前記リムは、高熱伝導率の材料により形成された熱伝導部材を備え、前記熱交換部は、前記熱伝導部材に接して設けられてもよい。
【００１１】
この場合、熱伝導部材に接する熱交換部を介して熱媒体側からリム側へ移動された熱は、高熱伝導率の材料における熱移動により速やかにステアリングホイールの隅々へ伝達される。
【００１２】
本発明では、上記のステアリングホイール温度調節装置において、前記熱伝導部材がヒートパイプであってもよい。
【００１３】
この場合、熱交換部を介して熱媒体側からヒートパイプ側へ移動した熱は、ヒートパイプ内の作動流体を介して熱移動され、速やかにステアリングホイールの隅々へ伝達される。
【００１４】
本発明では、上記のステアリングホイール温度調節装置において、前記ステアリングホイールと固定されるステアリングシャフトが備えられ、前記熱交換部は、前記ヒートパイプに熱的に結合して設けられており、前記ステアリングホイールは、前記熱交換部が車両の直進状態において前記ステアリングホイールの上部又は下部に位置するように、前記ステアリングシャフトに対して上下位置を選択して固定可能であってもよい。
【００１５】
この場合、熱交換部は前記ステアリングシャフトに対するステアリングホイールの固定位置に応じてステアリングホイールの上部又は下部に配置される。
車両の直進状態においてステアリングホイールに対して加熱する際に熱交換部の位置を下部とし、車両の直進状態においてステアリングホイールに対して冷却する際に熱交換部の位置を上部とすれば、ヒートパイプにおける作動流体による熱移動が可能となり、ステアリングホイールの隅々への熱伝達がより迅速となる。
【００１６】
本発明では、上記のステアリングホイール温度調節装置において、前記熱伝導部材が、銅系材料体、炭素繊維体、カーボングラファイト体およびＤＬＣ被膜体のいずれか又はこれらの組み合わせからなってもよい。
【００１７】
この場合、熱交換部を介してステアリングホイール側へ移動した熱媒体の熱は、銅系材料体、炭素繊維体、グラファイト体およびＤＬＣ被膜体のいずれか又はこれらの組み合わせからなる熱伝導部材を通じて、速やかにステアリングホイールの隅々へ伝達される。
【００１８】
本発明では、上記のステアリングホイール温度調節装置において、前記熱源ユニットは、熱を蓄える蓄熱材を備えた蓄熱ユニットであってもよい。
【００１９】
この場合、蓄熱ユニットにおいて熱媒体と蓄熱材との温度交換が行われ、熱媒体は、熱媒体と蓄熱材との温度交換によりステアリングホイールの温度調整に必要な熱を得ることができる。
【００２０】
本発明では、上記のステアリングホイール温度調節装置において、前記熱源ユニットは内燃機関であり、前記熱媒体は内燃機関を冷却する冷却水としてもよい。
【００２１】
この場合、内燃機関を冷却する冷却水は内燃機関の駆動により生じる熱を受け加熱される。従って、内燃機関の熱により加熱された冷却水を用いてステアリングホイールの加熱による温度調節を行うことができる。
【００２２】
本発明では、上記のステアリングホイール温度調節装置において、前記熱媒体循環路は、前記熱源ユニットから前記ステアリングホイールへ前記熱媒体を供給する供給通路と、前記ステアリングホイールから前記熱源ユニットへ前記熱媒体を戻す戻し通路を備え、  前記供給通路および戻し通路の一部は、弾性材料により螺旋状に形成されてもよい。
【００２３】
この場合、ステアリングホイールを左右に複数回転させても、螺旋状に形成されている供給通路および戻し通路の一部は、ステアリングシャフトの周りにおいて夫々ねじられるように弾性変形するが熱媒体を通すことができる。  
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、熱媒体によるステアリングホールの冷却又は加熱に対する温度調節の応答性が従来よりも優れたステアリングホイール温度調節装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態に係るステアリングホイール温度調節装置の概略構成図である。
【図２】第１の実施形態に係るステアリングホイールを模式的に示す正面図である。
【図３】第１の実施形態に係る蓄熱ユニットの構造を示す縦断面図である。
【図４】第２の実施形態に係るステアリングホイールを模式的に示す正面図である。
【図５】第２の実施形態に係るステアリングホイールを模式的に示す正面図である。
【図６】第３の実施形態に係るステアリングホイールを模式的に示す正面図である。
【図７】第４の実施形態に係るステアリングホイール温度調節装置の概略構成図である。
【図８】第５の実施形態に係るステアリングホイール温度調節装置の要部説明図である。
【図９】ペルチェ素子ユニットの別例を示す説明図であり、（ａ）は通電の向きを正とした場合の説明図であり、（ｂ）は通電の向きを逆とした場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係るステアリングホイール温度調節装置について図面を参照して説明する。
この実施形態は、車両としての電気自動車に適用したステアリングホイール温度調節装置（以下「温度調節装置」と表記する）の例である。
図１に示すように、温度調節装置は、輪環状のリム１６を有する車両操舵用のステアリングホイール１１と、熱源ユニットとしての蓄熱ユニット３０と、ステアリングホイール１１と蓄熱ユニット３０にて液相の熱媒体を循環する熱媒体循環路１７と、蓄熱材の蓄熱用の熱源としてのペルチェ素子ユニット４０と、を備えている。
【００２７】
熱媒体循環路１７を循環する熱媒体は液相の流体であり、熱媒体として不凍液（ＬＬＣ）が用いられている。
熱媒体循環路１７は、熱媒体を蓄熱ユニット３０からステアリングホイール１１へ供給する供給通路１８と、熱媒体をステアリングホイール１１から蓄熱ユニット３０へ戻す戻し通路１９とを備えている。
供給通路１８には流体ポンプ２５が設けられ、流体ポンプ２５は作動により熱媒体循環路１７における熱媒体の循環流を発生させる。
温度調節装置は、蓄熱された熱を持つ熱媒体を蓄熱ユニット３０からステアリングホイール１１に供給し、この熱媒体とリム１６との熱交換により、ステアリングホイール１１を加熱又は冷却して温度調節する。
【００２８】
ステアリングホイール１１について説明すると、ステアリングホイール１１は、車室内に設置されたステアリングコラム１２内を貫通するステアリングシャフト１３に固定されている。
ステアリングホイール１１は、ステアリングシャフト１３と固定されるハブ１４と、ハブ１４から放射状に設けられた複数のスポーク１５Ａ〜１５Ｃと、スポーク１５Ａ〜１５Ｃと固定される輪環状のリム１６と、を備えている。
ステアリングホイール１１は、温度調節の対象であることから、蓄熱ユニット３０から供給された熱媒体をリム１６内において循環することができる構造を有している。
【００２９】
図２に示すように、ハブ１４内には熱媒体循環路１７の一部を形成する２つの通路が設けられており、一方の通路は熱媒体をリム１６内へ導入するための導入通路２０であり、他方の通路はリム１６内から熱媒体を導出するための導出通路２１である。
なお、ステアリングシャフト１３を二重管構造とし、熱媒体が通る導入通路２０および導出通路２１をステアリングシャフト１３の二重管の中心に配置し、これにより熱媒体の漏洩による影響が抑制されている。
一方のスポーク１５Ａ内には、導入通路２０に連通する導入側連通路２２が形成されており、他方のスポーク１５Ｂ内には、導出通路２１と連通する導出側連通路２３が形成されている。
リム１６内には環状通路２４が形成され、環状通路２４は導入側連通路２２および導出側連通路２３と接続されている。
従って、導入通路２０を通過した熱媒体は、導入側連通路２２を通じて環状通路２４に導入される。
また、環状通路２４に導入された熱媒体は、導出側連通路２３を通って導出通路２１から導出される。
この実施形態では、環状通路２４はリム１６と熱媒体との熱交換を行う熱交換部に相当する。
【００３０】
次に、蓄熱ユニット３０について説明する。
図３に示すように、蓄熱ユニット３０は箱状容器３１を備えており、箱状容器３１の内部には凹凸状の区画壁３２が設置され、区画壁３２により箱状容器３１内の空間部が上下に区画されている。
上下に区画された箱状容器３１内の空間部のうち、箱状容器３１の上部および区画壁３２により囲まれた上方の空間は、蓄熱材Ｗを貯溜する蓄熱材貯溜槽３３を形成する。
上下に区画された箱状容器３１内の空間部のうち、箱状容器３１の下部および区画壁３２により囲まれた下方の空間は、熱交換室３４を形成する。
この実施形態では、蓄熱材貯溜槽３３に貯溜される蓄熱材Ｗは水である。
熱交換室３４は熱媒体循環路１７の一部を構成しており、熱交換室３４の一方の端部には戻り通路１９と接続される入口部３５が形成され、他方の端部には供給通路１８と接続される出口部３６が形成されている。
蓄熱ユニット３０では、蓄熱材貯溜槽３３に貯溜された蓄熱材Ｗと熱媒体Ｌ（図３においてのみ符号Ｌを図示）との熱交換を行う。
【００３１】
蓄熱材貯溜槽３３における蓄熱材Ｗと熱交換室３４の熱媒体Ｌとの熱交換は主に区画壁３２を介して行われるが、凹凸状に形成された区画壁３２に対する熱媒体Ｌおよび蓄熱材Ｗの接触面積は充分に広く設定されており、区画壁３２は熱媒体Ｌと蓄熱材Ｗとのより効率的な熱交換を実現する。
蓄熱材貯溜槽３３および熱交換室３４を形成する箱状容器３１の周囲には蓄熱材Ｗの外部への放熱を防止するための断熱壁３７が形成されている。
この実施形態では、断熱壁３７は、発泡スチロールを材料として用いており、箱状容器３１と断熱壁３７との間にさらに断熱性を高めるように真空層Ｖが形成されている。
なお、蓄熱ユニット３０は、車両においてステアリングホイール１１の設置場所に比較的近いモータルーム内に設置されている。つまり、蓄熱ユニット３０はステアリングホイール１１の外部に設置されている。
【００３２】
次にペルチェ素子ユニット４０について説明する。
ペルチェ素子ユニット４０は、供給通路１８と戻し通路１９との間に配置した分岐通路２６上に設けられ、分岐通路２６はペルチェ素子ユニット４０へ熱媒体を導通することを可能としている。
ペルチェ素子ユニット４０はペルチェ素子（図示せず）の集合体である。ペルチェ素子は通電により吸熱する低温面と放熱する高温面を備え、各ペルチェ素子は車両に搭載される二次電池の充電時に通電される。
分岐通路２６は、ペルチェ素子ユニット４０におけるペルチェ素子の高温面の集合体である高温部４１を通る高温部通路２６Ａと、ペルチェ素子ユニット４０におけるペルチェ素子の低温面の集合体である低温部４２を通る低温部通路２６Ｂとに分岐されている。
【００３３】
高温部通路２６Ａには高温側開閉弁２７が設置され、低温部通路２６Ｂには低温側開閉弁２８が設置されている。
また、供給通路１８において、分岐通路２６と供給通路１８との分岐点Ｐとステアリングホイール１１との間には供給側開閉弁２９が設置されている。
供給側開閉弁２９、高温側開閉弁２７および低温側開閉弁２８の開閉の組み合わせは、蓄熱ユニット３０とステアリングホイール１１にて熱媒体の循環流を形成したり、蓄熱ユニット３０とペルチェ素子ユニット４０にて熱媒体の循環流を形成したりすることを可能とする。
なお、供給側開閉弁２９、高温側開閉弁２７および低温側開閉弁２８は、車両の状態に応じてＥＣＵ（Electronic Control Unit）の指示により電気的に開閉操作される。
【００３４】
次に、この実施形態による温度調節装置の作用について説明する。
この実施形態の車両は電気自動車であり、温度調節装置は、搭載されている二次電池に対する充電時において、蓄熱材Ｗへの蓄熱および蓄熱後の蓄熱材Ｗの保温を行い、車両の運転時においてステアリングホイール１１の温度調整を行う。
先ず、二次電池への充電時における蓄熱材Ｗへの蓄熱について説明する。
車両のプラグ（図示せず）が外部電源に接続されると、二次電池の充電が開始される。
【００３５】
充電が開始されると、供給側開閉弁２９、高温側開閉弁２７および低温側開閉弁２８が電気的に開閉操作されるとともに、ペルチェ素子ユニット４０の各ペルチェ素子に通電される。
ペルチェ素子への通電が開始されると、ペルチェ素子では通電に伴う熱移動が発生し、ペルチェ素子ユニット４０の高温部４１では温度が上昇し、低温部４２では温度下降する。
夏季等のように外気の温度が著しく高い場合には、低温側開閉弁２８を開き、高温側開閉弁２７および供給側開閉弁２９を閉じる。
そして、流体ポンプ２５が作動されることで、熱媒体は蓄熱ユニット３０とペルチェ素子ユニット４０との間を循環するが、低温側開閉弁２８が開かれているため、熱媒体は低温部通路２６Ｂおよび低温部４２を通る。
低温部通路２６Ｂでは熱媒体と低温部４２との熱交換により、熱媒体の温度は低下する。
なお、熱媒体と低温部４２との熱交換を行うとき、高温部４１における放熱を積極的に行うことが好ましい。熱媒体と低温部４２との熱交換と併せて高温部４１の放熱を行うことにより、各ペルチェ素子における熱移動が継続され、熱媒体と低温部４２との持続的な熱交換を可能とする。
高温部４１の放熱先（熱交換先）を車外とすることにより、高温部４１の放熱による車内温度の上昇を防止することができる。
【００３６】
低温となった熱媒体が蓄熱ユニット３０へ戻ると、蓄熱ユニット３０の熱交換室３４において熱媒体と蓄熱材Ｗとの熱交換が区画壁３２を介して行われ、熱交換により蓄熱材Ｗの温度が低下する。
蓄熱ユニット３０とペルチェ素子ユニット４０との間の熱媒体の循環を継続することにより、蓄熱材Ｗの温度は設定された温度まで低下する。
この実施形態では、蓄熱材Ｗが水であることから、熱媒体が水の凝固熱を奪って蓄熱材Ｗを完全に氷結するまで、熱媒体の循環は継続される。
なお、熱媒体は不凍液であることから、蓄熱材Ｗが完全に氷結しても熱媒体は氷結しない。
蓄熱材Ｗが氷結されたとき、ペルチェ素子ユニット４０への通電を停止し、流体ポンプ２５を停止する。
流体ポンプ２５の停止により熱媒体の循環が停止するが、このとき、二次電池への充電が完了していない場合は、充電を継続してもよい。
熱媒体の循環の停止により蓄熱ユニット３０の熱交換室３４に一部の熱媒体が滞留され、熱の移動は停止する。
蓄熱ユニット３０は断熱壁３７に覆われていることから、熱交換室３４に貯溜される熱媒体および蓄熱材Ｗは保温（保冷）されて、低温の状態を維持することができる。
長期間の停止により蓄熱ユニット３０から所定量以上の熱が自然に放熱された場合は再度、蓄熱ユニット３０とペルチェ素子ユニット４０との間における熱媒体の循環による蓄熱操作を行う。
【００３７】
なお、冬季等のように外気の温度が著しく低い場合には、高温側開閉弁２７を開き、低温側開閉弁２８および供給側開閉弁２９を閉じる。
この場合、流体ポンプ２５が作動されると、熱媒体は蓄熱ユニット３０とペルチェ素子ユニット４０との間を循環するが、熱媒体は高温部通路２６Ａを通る。
高温部通路２６Ａにおける熱媒体と高温部４１との熱交換により熱媒体の温度は上昇し、高温の熱媒体が蓄熱ユニット３０へ達すると、蓄熱ユニット３０の熱交換室３４において熱媒体と蓄熱材Ｗとの熱交換が行われ、熱交換により蓄熱材Ｗの温度が上昇する。
なお、熱媒体と高温部４１との熱交換を行うとき、低温部４２における受熱を積極的に行うことが好ましい。熱媒体と高温部４１との熱交換と併せて低温部４２の受熱を行うことにより、各ペルチェ素子における熱移動が継続され、熱媒体と高温部４１との持続的な熱交換を可能とする。
低温部４２の受熱先（熱交換先）を車外とすることにより、低温部４２の受熱による車内温度の低下を防止することができる。
【００３８】
蓄熱ユニット３０とペルチェ素子ユニット４０との間の熱媒体の循環を継続することにより、蓄熱材Ｗの温度は設定された温度まで上昇する。
蓄熱材Ｗの温度が設定された温度に対したとき、ペルチェ素子ユニット４０への通電を停止し、流体ポンプ２５を停止する。
熱媒体の循環の停止により蓄熱ユニット３０の熱交換室３４に一部の熱媒体が滞留される。
蓄熱ユニット３０は断熱壁３７に覆われていることから、熱交換室３４に貯溜される熱媒体および蓄熱材Ｗは保温されて、高温の状態を維持することができる。
【００３９】
次に、車両の運転時におけるステアリングホイール１１の温度調整について説明する。
二次電池に対する充電が完了した後に、運転者が車両を運転するとき、運転者はステアリングホイール１１のリム１６を持ちつつ、必要に応じてステアリングホイール１１を左右に回転させて車両の操舵を行う。
車両が無人の停止状態から、運転者搭乗後に主電源が入り運転可能状態になったとき、供給側開閉弁２９、高温側開閉弁２７および低温側開閉弁２８がＥＣＵの指示により電気的に開閉操作されるほか、流体ポンプ２５が作動する。
ＥＣＵの指示による電気的に開閉操作により、供給側開閉弁２９は開かれ、高温側開閉弁２７および低温側開閉弁２８は閉じられる。
流体ポンプ２５の作動により熱媒体は、熱媒体循環路１７において蓄熱ユニット３０とステアリングホイール１１とを循環する。
【００４０】
例えば、外気が高温であって、蓄熱ユニット３０において熱媒体が低温で保温されていた場合、低温の熱媒体は供給通路１８からハブ１４内の導入通路２０を通過し、スポーク１５Ａの導入側連通路２２を通じてリム１６の環状通路２４に導入される。
夏季のように外気が著しく高温で直射日光が当たっている場合、運転開始直後のステアリングホイール１１は、ステアリングホイール１１を握った運転者が不快感を覚える程度の温度上昇を招いていることがある。
このとき、低温の熱媒体が環状通路２４を通過する際に、リム１６と熱媒体との熱交換が行われるから、ステアリングホイール１１の温度はこの熱交換により低下し、熱媒体の温度は上昇する。
熱媒体は不凍液であって液相の流体であるから熱容量が高く、リム１６と熱媒体の熱交換における熱移動は迅速に行われるから、ステアリングホイール１１のリム１６が急速に冷却され、運転者は不快感から速やかに解放される。
【００４１】
また、熱交換により温度上昇した熱媒体は、環状通路２４から導出側連通路２３を通り、導出通路２１から戻し通路１９で導出される。
戻し通路１９へ導出された熱媒体は蓄熱ユニット３０へ戻り、熱交換室３４において蓄熱材Ｗとの熱交換を行い、この熱交換により再び低温となる。
低温となった熱媒体は、再びステアリングホイール１１へ向けて供給され、熱媒体の循環が継続される場合、熱媒体によるステアリングホイール１１の冷却が継続される。
ステアリングホイール１１が充分に冷却されたら、流体ポンプ２５の作動を停止することにより、熱媒体の循環を停止する。
【００４２】
逆に冬季のように、外気が低温であって、蓄熱ユニット３０において熱媒体が高温で保温されていた場合では、熱媒体の循環により、ステアリングホイール１１のリム１６と熱媒体との熱交換を行い、ステアリングホイール１１のリム１６を加熱する。
ステアリングホイール１１を加熱する場合でも、リム１６と熱媒体の熱交換における熱移動は迅速に行われるから、ステアリングホイール１１のリム１６が急速に加熱される。
ステアリングホイール１１の温度調節では、熱媒体の循環を継続することにより、蓄熱材Ｗの熱が奪われて温度が上昇あるいは低下するが、次回の充電時に熱媒体をペルチェ素子ユニット４０へ循環させ、蓄熱材Ｗに対して熱交換することにより蓄熱することができる。
【００４３】
第１の実施形態では以下の作用効果を奏する。
（１）ステアリングホイール１１の温度調節を行う場合、蓄熱ユニット３０において熱（温熱又は冷熱）を蓄えた液相の熱媒体は、熱媒体循環路１７を通り、ステアリングホイール１１へ供給される。リム１６内の環状通路２４を通る熱媒体とリム１６との熱交換が行われ、熱交換によりステアリングホイール１１は温度調節される。ステアリングホイール１１は、気相の熱媒体と比べて熱容量の高い液相の熱媒体により温度調節されるから、ステアリングホイール１１の冷却又は加熱による温度調節を迅速に行うことができる。
【００４４】
（２）ステアリングホイール１１の外部から熱媒体が供給されるから、ステアリングホイール１１の温度調節に必要な熱は、高温又は低温の熱媒体のステアリングホイール１１への供給が継続されることにより不足することはない。リム１６内の環状通路２４を熱媒体が通ることからステアリングホイール１１の温度調整の際に、リム１６における局所的な温度のばらつきが生じ難い。
（３）蓄熱材Ｗに蓄熱させるための蓄熱用の熱源としてペルチェ素子ユニット４０を用いていることから、二次電池の充電時にペルチェ素子ユニット４０へ通電し、蓄熱ユニット３０とペルチェ素子ユニット４０との間で熱媒体を循環させ、熱媒体と蓄熱材Ｗとの熱交換により、蓄熱材Ｗへの継続的な蓄熱を行うことができる。ペルチェ素子ユニット４０を用いることにより熱源が他に存在しなくても蓄熱材Ｗへの蓄熱が可能である。
【００４５】
（４）熱媒体の配管は、蓄熱ユニット３０とステアリングホイール１１との間の熱媒体を循環させる熱媒体の配管と、蓄熱ユニット３０とペルチェ素子ユニット４０との間で熱媒体を循環させる熱媒体の配管とにより構成される。このため、熱媒体の配管は、冷凍サイクルの冷媒回路と比較すると簡単な配管構造である。
（５）蓄熱材Ｗへの蓄熱後に蓄熱ユニット３０とペルチェ素子ユニット４０との間での熱媒体の循環を止めても、断熱壁３７により外部への放熱を抑制することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る温度調整装置ついて説明する。
第２の実施形態は、ステアリングホイールが高熱伝導率の材料により形成された熱伝導部材を備える例であるが、この実施形態では、熱伝導部材としてヒートパイプを用いた例である。
第２の実施形態におけるステアリングホイールを除く温度調整装置の構成は、第１の実施形態の温度調整装置と同一である。従って、第１の実施形態と同一の要素については、第１の実施形態の説明を援用して共通の符号を用いる。
【００４７】
図４、図５に示すように、この実施形態のステアリングホイール５１は、リム５４を支持する４本のスポーク５３Ａ〜５３Ｄとハブ５２を備えている。
図４および図５におけるステアリングホイール５１は車両を直進状態とする位置にある。
図４に示すように、中央上部のスポーク５３Ｄ内には、ハブ５２内の導入通路５６に連通する導入側連通路５８と、ハブ５２内の導出通路５７と連通する導出側連通路５９が形成されている。
ステアリングホイール５１のリム５４はヒートパイプにより構成されている。
リム５４は、管体であってアルミニウム又は銅などの高熱伝導率の材料により形成されている。
この実施形態では、リム５４において中空部が左右に区画されており、区画されたリム５４の中空部には、毛細管作用を有するウィック（図示せず）と狭い温度域で蒸発および凝縮する作動流体Ｒが夫々封入されている。
リム５４における左右の中空部の外周を接して通るように、リム５４と熱的に結合される熱交換部５５が設けられている。
【００４８】
熱交換部５５は、内部を熱媒体が通る管体により形成されており、熱交換部５５の一方の端部は、導入側連通路５８と連通され、熱交換部５５の他方の端部は導出側連通路５９と連通されている。
従って、導入通路５６を通過した熱媒体は、導入側連通路５８を通じて熱交換部５５に導入される。
また、熱交換部５５に導入された熱媒体は、導出側連通路５９を通って導出通路５７から導出される。
因みに、図４における熱交換部５５はステアリングホイール５１において上下方向の最上部に位置する。
【００４９】
図４における熱交換部５５の設置位置は、ステアリングホイール５１の冷却による温度調節を想定した位置である。
低温の熱媒体をステアリングホイール５１の最上部に位置する熱交換部５５に通すことにより、リム５４内の作動流体Ｒを冷却し、冷却により凝縮された作動流体Ｒが上部から下部へ向かうことでステアリングホイール５１に対する効率的な冷却が行われる。
【００５０】
この実施形態では、熱交換部５５がステアリングホイール５１の固定位置に応じてステアリングホイール５１の最上部又は最下部に設置されるように、ステアリングシャフト１３に対してステアリングホイール５１は上下位置を選択して固定可能となっている。
このため、ステアリングホイール５１を加熱により温度調節する場合、図５に示すように、熱交換部５５をステアリングホイール５１の最下部へ設置すればよい。
高温の熱媒体をステアリングホイール５１の最下部に位置する熱交換部５５に通すことにより、リム５４内の作動流体Ｒを加熱し、加熱により蒸発された作動流体Ｒが下部から上部へ向かうことでステアリングホイール５１に対する効率的な加熱が行われる。
このように、例えば、夏季では図４に示すように、熱交換部５５が最上部に位置するように、ステアリングシャフト１３にステアリングホイール５１を固定し、また、冬季では図５に示すように、熱交換部５５が最下部に位置するように、ステアリングシャフト１３にステアリングホイール５１を固定すればよい。
【００５１】
この実施形態によれば、リム５４が熱伝導性の良いヒートパイプにより構成され、リム５４に熱的に結合される熱交換部５５が設けられているから、リム５４の一部に熱媒体を供給するだけで、迅速なステアリングホイール５１の温度調節を行うことができる。
また、ステアリングシャフト１３に対するステアリングホイール５１の上下位置を選択して固定することにより、ステアリングホイール５１における熱交換部５５の位置をステアリングホイール５１の加熱又は冷却にとって最適な位置とすることができる。
【００５２】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る温度調整装置について説明する。
第３の実施形態は、ステアリングホイールが高熱伝導率の材料により形成された熱伝導部材を備える例であるが、この実施形態では、ステアリングホイールのリム内に高熱伝導率の金属材料を満たしている例である。
ステアリングホイールを除く温度調整装置の構成は、第１の実施形態の温度調整装置と同一である。従って、第１の実施形態と同一の要素については、第１の実施形態の説明を援用して共通の符号を用いる。
【００５３】
図６に示すように、この実施形態のステアリングホイール６１は、リム６４を支持する３本のスポーク６３Ａ〜６３Ｃとハブ６２を備えている。
中央下部のスポーク６３Ｃ内には、ハブ６２内の導入通路６６に連通する導入側連通路６８と、ハブ６２内の導出通路６７と連通する導出側連通路６９が形成されている。
リム６４内には、輪環状の銅系材料体（純銅又は銅系合金）からなる高熱伝導率の金属材料Ｍが配置されている。
配置されている金属材料Ｍの外周あるいは内部に接して通るように、熱交換部６５がリム６４に設けられている。
熱交換部６５は、内部を熱媒体が通る管体により形成されており、熱交換部６５の一方の端部は、導入側連通路６８と連通され、熱交換部６５の他方の端部は導出側連通路６９と連通されている。
従って、導入通路６６を通過した熱媒体は、導入側連通路６８を通じてリム６４の熱交換部６５に導入される。
また、リム６４の熱交換部６５に導入された熱媒体は、導出側連通路６９を通って導出通路６７から導出される。
【００５４】
ステアリングホイール６１の温度調節を行う場合、熱媒体を熱交換部６５へ供給して熱媒体と高熱伝導率の金属材料Ｍとの熱交換を行う。
熱交換により高熱伝導率の金属材料Ｍへ移動した熱は、金属材料Ｍにおける伝熱作用による熱移動によりリム６４内の隅々まで行き渡り、ステアリングホイール６１の温度調節が行われる。
この実施形態によれば、リム６４に高熱伝導率の金属材料Ｍに干渉する熱交換部６５が設けられているから、リム６４の一部に熱媒体を供給するだけで、高熱伝導率の金属材料における伝熱作用による熱移動により、迅速なステアリングホイール６１の温度調節を行うことができる。
また、金属材料Ｍにおける伝熱作用により熱が移動するから、ステアリングホイール６１のステアリングシャフト１３に対する設置位置を変更する必要がない。
【００５５】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る温度調整装置について説明する。
この実施形態は、内燃機関であるエンジンを搭載した車両に適用したステアリングホイール温度調節装置の例である。
この実施形態のステアリングホイールの構成は、第１の実施形態と同一構成であるから、第１の実施形態の説明を援用し、符号を共通して用いる。
【００５６】
図７に示すように、温度調節装置は、車両操舵用のステアリングホイール１１と、熱源ユニットとしてのエンジン７１と、ステアリングホイール１１とエンジン７１との間を液相の熱媒体である冷却水が循環する冷却水循環路７２と、を備えている。
熱媒体である冷却水は不凍液（ＬＬＣ）であり、冷却水循環路７２を循環する
冷却水循環路７２は、冷却水をエンジン７１からからステアリングホイール１１へ供給する供給通路７３と、熱媒体をステアリングホイール１１からエンジン７１へ戻す戻し通路７４とを備えている。
エンジン７１には、流体ポンプとしてのウォーターポンプ７５が設けられ、ウォーターポンプ７５はエンジン７１の駆動により駆動され、冷却水循環路７２における冷却水の循環流を形成する。
【００５７】
戻し通路７４にはラジエター７６が設けられており、ラジエター７６は冷却水を冷却する。
供給通路７３には分岐通路７７が設けられており、分岐通路７７は戻し通路７４におけるステアリングホイール１１とラジエター７６との間に分岐して接続されている。
供給通路７３における分岐通路７７との分岐点Ｐとステアリングホイール１１との間には供給側開閉弁７８が設置され、分岐通路７７には分岐側開閉弁７９が設置されている。
供給側開閉弁７８および分岐側開閉弁７９はＥＣＵの指示により電気的に開閉制御される。
供給側開閉弁７８が開かれ、分岐側開閉弁７９が閉じられる場合、ステアリングホイール１１にエンジン７１からの冷却水が供給され、分岐通路７７を冷却水が流れることはない。
供給側開閉弁７８が閉じられ、分岐側開閉弁７９が開かれる場合、エンジン７１からの冷却水は分岐通路７７を通ってラジエター７６へ流れ、ステアリングホイール１１に冷却水は供給されない。
【００５８】
ステアリングホイール１１の温度調節を行う場合、エンジン７１において熱を蓄えた冷却水は、冷却水循環路７２を通り、ステアリングホイール６１と冷却水との熱交換を行うリム１６へ向かう。
リム１６内の環状通路の冷却水とリム１６との間で熱交換が行われ、熱交換によりステアリングホイール１１は加熱により温度調節される。
なお、ステアリングホイール１１の温度調節が終了すると、供給側開閉弁７８を閉じるとともに、分岐側開閉弁７９を開き、ステアリングホイール１１への冷却水の供給を停止する。これにより、冷却水は分岐通路７７を通じてラジエター７６へ流れ、ラジエター７６にて冷却水は冷却される。
【００５９】
この実施形態によれば、ステアリングホイール１１は、気相の熱媒体と比べて熱容量の高い冷却水により温度調節されるから、ステアリングホイール１１の加熱を迅速に行うことができる。
また、ステアリングホイール１１の外部から冷却水が供給されることから、ステアリングホイール１１の温度調節に必要な熱は、冷却水の供給が継続されることにより不足することはない。
【００６０】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る温度調整装置について説明する。
この実施形態では、熱媒体循環路における供給通路および戻し通路の一部を螺旋状に形成してステアリングシャフトの周りに通すように設置している。
図８に示すように、熱媒体循環路８１の供給通路８２の一部を螺旋状に形成した供給側螺旋部８４は、ステアリングホイール１１のハブ１４内の導入通路２０に接続されている。
戻し通路８３の一部を螺旋状に形成した戻し側螺旋部８５は、ハブ１４内の導出通路２１に接続されている。
供給側螺旋部８４および戻し側螺旋部８５はゴムやステンレスなどの弾性材料にて形成されており、ステアリングコラム８６内においてステアリングシャフト８７に対して間隙を保って巻回されている。
【００６１】
ステアリングホイール１１は、操作により左右方向に最大３回転半の回転を伴う場合があるが、ステアリングホイール１１が回転された場合、供給側螺旋部８４および戻し側螺旋部８５は夫々ねじられるように弾性変形する。
つまり、ステアリングホイール１１が回転しても、供給側螺旋部８４および戻し側螺旋部８５における弾性変形により、供給通路８２および戻し通路８３の全体の捩れを防止する。
供給側螺旋部８４および戻し側螺旋部８５を設けたこの実施形態では、ステアリングシャフト８７を二重管構造にする必要がなく、ステアリングホイール１１内への熱媒体の供給のための配管を簡単に設けることができる。
なお、供給側螺旋部８４は断熱性を高める必要があることから肉厚の管とし、戻し側螺旋部８５は断熱性を考慮する必要がないから、供給側螺旋部８４よりも肉薄の管としてもよい。
この場合、肉薄の管である戻し側螺旋部８５は供給側螺旋部８４よりも柔軟であり、戻し側螺旋部８５の巻き数を供給側螺旋部８４の巻き数よりも少なくすることができる。
また、この実施形態では、ステアリングシャフト８７の周りに両螺旋部８４、８５を設置したが、供給側螺旋部８４および戻し側螺旋部８５をステアリングシャフト８７の内部に通すように設置してもよい。
この実施形態については、上記の各実施形態における温度調節装置と組み合わせて適用することができる。
【００６２】
なお、第１〜第５の実施形態に係る温度調節装置は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態等に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
○  第１〜第５の実施形態および変形例に係る温度調節装置では、熱媒体として不凍液を用いたが、不凍液に限定する趣旨ではない。熱媒体は少なくとも液相の流体であればよく、例えば、水やオイルを用いてもよい。
○  第１〜第３の実施形態では、車両に搭載される二次電池の充電中にペルチェ素子ユニットの熱を蓄熱材に蓄熱させるとしたが、予め加熱又は冷却した蓄熱材を蓄熱ユニットへ注入するようにしてもよい。この場合、ペルチェ素子ユニットを設けることなく、ステアリングホイールの温度を調整することができる。
○  第２の実施形態では、最も効率的なステアリングホイールの温度調節のために、ステアリングホイールにおける熱交換部の位置を冷却又は加熱に応じて最上部又は最下部としたが、熱交換部の位置は特に限定されない。例えば、熱交換部の位置はステアリングホイールの上部付近又は下部付近としても効率的なステアリングホイールの温度調節を行うことができる。また、第２の実施形態では、端部を有する半円弧状のヒートパイプを用いたが、端部のない環状のヒートパイプを用いてもよい。
○  第３の実施形態では、ステアリングホイールにおける熱伝導部材を形成する高熱伝導率の金属材料として銅系材料体（純銅又は銅系合金）を用いたが、高熱伝導率の金属材料は銅系材料体（純銅又は銅系合金）に限定されない。例えば、高熱伝導率の金属材料としてアルミニウム系材料体（アルミニウム又はアルミニウム系合金）を用いてもよい。また、金属材料に限らずＤＬＣ（Diamond Like Carbon）被膜体、あるいは炭素繊維体やカーボングラファイト体を、熱伝導部材を形成する高熱伝導率の材料として用いてもよい。
○  第４の実施形態では、熱媒体としてエンジンから温熱を得る冷却水によりステアリングホイールを加熱する場合について説明したが、例えば、冷却水を空調装置における冷却手段によって冷却し、冷却された冷却水をステアリングホイールへ供給してもよい。この場合、ステアリングホイールに対する冷却を行うことができる。
○  第１〜第３の実施形態では、高温部通路２６Ａおよび低温部通路２６Ｂが設けられ、ペルチェ素子ユニット４０に対する熱媒体の流路を切り替えるように構成したが、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す第１熱交換部１４１および第２熱交換部１４２を備えるペルチェ素子ユニット１４０としてもよい。分岐通路１２６は第１熱交換部１４１のみ通すように設けられており、熱媒体との熱交換は、流路の切り替えを行うことなく、第１熱交換部１４１のみで行う。第２熱交換部１４２には車外との熱交換を行い易くするフィン１００が設けられている。ペルチェ素子ユニット１４０における各ペルチェ素子への通電の向きを正逆とすることにより、流路の切り替えを行うことなく、第１熱交換部１４１を高温部又は低温部として機能させることができ、第２熱交換部１４２では第１熱交換部１４２の逆の熱移動が生じ、フィン１００を通じて車外との熱交換が行われる。この場合、分岐通路１２６を第１熱交換部１４１に通すだけで済み、熱媒体の配管が簡単になる。なお、図９（ａ）は通電の向きを正とした場合の説明図であり、ペルチェ素子ユニット１４０の第１熱交換部１４１が低温となり第２熱交換部１４２が高温となる。図９（ｂ）は通電の向きを逆とした場合の説明図であり、ペルチェ素子ユニット１４０の第１熱交換部１４１は高温となり、第２熱交換部１４２は低温となる。
【符号の説明】
【００６３】
１１、５１、６１  ステアリングホイール
１２、８６  ステアリングコラム
１３、８７  ステアリングシャフト
１４、５２、６２  ハブ
１５Ａ〜１５Ｃ、５３Ａ〜５３Ｄ、６３Ａ〜６３Ｃ  スポーク
１６、６４  リム
１７、８１  熱媒体循環路
１８、７３、８２  供給通路
１９、７４、８３  戻し通路
３０  蓄熱ユニット
３３  蓄熱材貯溜槽
３４  熱交換室
３７  断熱壁
４０、１４０  ペルチェ素子ユニット
５５、６５  熱交換部
７１  エンジン
７２  冷却水循環路
７３  供給通路
７４  戻し通路
８４  供給側螺旋部
８５  戻し側螺旋部
Ｗ  蓄熱材
Ｍ  高熱伝導率の金属材料
【図１】
2011020648.tif 000003
【図２】
2011020648.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011020648.tif 000006
【図５】
2011020648.tif 000007
【図６】
2011020648.tif 000008
【図７】
2011020648.tif 000009
【図８】
2011020648.tif 000010
【図９】
2011020648.tif 000011