(57)【要約】【課題】熱電変換素子によって効率よくステアリングを冷却することができる温度調整装置及びステアリングを提供する。【解決手段】スポーク部の芯金に接するように温度調整装置１が設けられている。温度調整装置１は、熱電変換素子２が設けられた主放熱ブロック１０と、主放熱ブロック１０の第１〜第４の側面１１〜１４に対面する第１〜第４の副放熱ブロック２１〜２４とを有する。主放熱ブロック１０が昇温すると、主放熱ブロック１０と副放熱ブロック２１，２３が面接触し、降温する。主放熱ブロック１０がさらに昇温すると、ナイフエッジ１６が溝２６に入り込み、主放熱ブロック１０がさらに副放熱ブロック２２，２４に面接触し、降温する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電されることにより一端側が加熱側となり他端側が冷却側となる熱電変換素子と、
該熱電変換素子の加熱側に直接に又は伝熱部材を介して接続された主放熱ブロックと、
該主放熱ブロックが熱膨張したときに該主放熱ブロックと面接触する副放熱ブロックと
を有する温度調整装置。
【請求項２】
請求項１の温度調整装置において、前記主放熱ブロックは、前記熱電変換素子又は伝熱部材が接する受熱面と、
該受熱面と交差方向の複数の放熱面とを有しており、
各放熱面に対面してそれぞれ前記副放熱ブロックが配置されていることを特徴とする温度調整装置。
【請求項３】
請求項２の温度調整装置において、前記主放熱ブロックは、前面、背面及び第１〜第４の側面を有した直方体又は立方体形状であり、第１〜第４の側面はこの順に主放熱ブロックを周回しており、
該前面に前記熱電変換素子又は伝熱部材が接しており、
第１〜第４の側面にそれぞれ第１〜第４の副放熱ブロックが対面しており、
主放熱ブロックが熱膨張を開始するとまず第１及び第３の側面と第１及び第３の副放熱ブロックが面接触し、その後第２及び第４の側面と第２及び第４の副放熱ブロックとが面接触することを特徴とする温度調整装置。
【請求項４】
請求項３の温度調整装置において、前記主放熱ブロックの第２及び第４の側面と第２及び第４の副放熱ブロックの主放熱ブロック対峙面との一方に凸部が設けられ、他方に該凸部が入り込み得る凹部が設けられており、
前記第２及び第４の副放熱ブロックは、それぞれ前記第２及び第４の面に対し斜め方向に離反方向移動可能であると共に、付勢部材によって接近方向に付勢されており、
前記主放熱ブロックが所定温度まで昇温するまでは前記凸部と凹部とは非係合状態となっており、
前記主放熱ブロックが所定温度以上に昇温すると前記凸部が凹部に入り込み、前記第２及び第４の側面と第２及び第４の副放熱ブロックとが面接触することを特徴とする温度調整装置。
【請求項５】
請求項３の温度調整装置において、
前記主放熱ブロックの第２及び第４の側面と第２及び第４の副放熱ブロックの主放熱ブロック対峙面との一方に凸部が設けられ、他方に該凸部が入り込み得る凹部が設けられており、
前記第１及び第３の副放熱ブロックは、それぞれ前記第１及び第３の面に対し離反方向移動可能であり、
前記主放熱ブロックが所定温度にまで昇温するまでは、第１及び第３の副放熱ブロックと主放熱ブロックとは離反しており、
前記第２及び第４の副放熱ブロックは、それぞれ前記第２及び第４の面に対し離反方向移動可能であると共に、付勢部材によって接近方向に付勢されており、
前記主放熱ブロックが所定温度にまで昇温するまでは、前記第２及び第４の副放熱ブロックは、前記第１及び第３の副放熱ブロックに跨っており、
前記主放熱ブロックが所定温度以上に昇温すると、主放熱ブロックが第１及び第３の副放熱ブロックに面接触するとともに第１及び第３の副放熱ブロックを押して退動させ、第１及び第３の副放熱ブロック間の間隔が第２及び第４の副放熱ブロックの幅よりも大きくなり、前記付勢部材に付勢された第２及び第４の副放熱ブロックが前記主放熱ブロックに接近移動し、その後、主放熱ブロックが冷却されて収縮すると、前記凸部が凹部に入り込み、前記第２及び第４の側面と第２及び第４の副放熱ブロックとが面接触することを特徴とする温度調整装置。
【請求項６】
請求項４又は５の温度調整装置において、前記凸部は前記前面と背面とを結ぶ方向に延在するナイフエッジであり、前記凹部は溝であることを特徴とする温度調整装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の温度調整装置を備えたステアリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等のステアリングに設置するのに好適な温度調整装置に関するものであり、特に熱電変換素子を用いた温度調整装置に関する。また、本発明は、この温度調整装置を備えたステアリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングホイールの温度調整装置としては、例えば特許文献１，２に記載されたものが知られている。特許文献１の装置は、発熱・吸熱する熱電変換素子としてのペルチェ素子をステアリングホイールに内蔵しており、該ステアリングホイールの現在の温度（実温度）を温度センサ（サーミスタ）により検出して、所定の温度にするように、加熱・冷却を選択すべくペルチェ素子への印加電圧の極性を切り替えるとともに、該印加電圧のオン・オフ（断続）制御によりステアリングホイールの温度を調節する。
【０００３】
特許文献２には、ペルチェ素子の熱を熱伝導部材によってステアリングハンドルに伝達させるステアリングの加熱冷却装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−８８６７９号公報
【特許文献２】特開２０１５−３６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、熱電変換素子によって効率よくステアリングを冷却することができる温度調整装置と、この温度調整装置を備えたステアリングを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の温度調整装置は、通電されることにより一端側が加熱側となり他端側が冷却側となる熱電変換素子と、該熱電変換素子の加熱側に直接に又は伝熱部材を介して接続された主放熱ブロックと、該主放熱ブロックが熱膨張したときに該主放熱ブロック面接触する副放熱ブロックとを有する。
【０００７】
本発明の一態様では、前記主放熱ブロックは、前記熱電変換素子又は伝熱部材が接する受熱面と、該受熱面と交差方向の複数の放熱面とを有しており、各放熱面に対面してそれぞれ前記副放熱ブロックが配置されている。
【０００８】
本発明の一態様では、前記主放熱ブロックは、前面、背面及び第１〜第４の側面を有した直方体又は立方体形状であり、第１〜第４の側面はこの順に主放熱ブロックを周回しており、該前面に前記熱電変換素子又は伝熱部材が接しており、第１〜第４の側面にそれぞれ第１〜第４の副放熱ブロックが対面しており、主放熱ブロックが熱膨張を開始するとまず第１及び第３の側面と第１及び第３の副放熱ブロックが面接触し、その後第２及び第４の側面と第２及び第４の副放熱ブロックとが面接触する。
【０００９】
本発明の一態様では、前記主放熱ブロックの第２及び第４の側面と第２及び第４の副放熱ブロックの主放熱ブロック対峙面との一方に凸部が設けられ、他方に該凸が入り込み得る凹部が設けられており、前記第２及び第４の副放熱ブロックは、それぞれ前記第２及び第４の面に対し斜め方向に離反方向移動可能であると共に、付勢部材によって接近方向に付勢されており、前記主放熱ブロックが所定温度まで昇温するまでは前記凸部と凹部とは非係合状態となっており、前記主放熱ブロックが所定温度以上に昇温すると前記凸部が凹部に入り込み、前記第２及び第４の側面と第２及び第４の副放熱ブロックとが面接触する。
【００１０】
本発明の一態様では、前記主放熱ブロックの第２及び第４の側面と第２及び第４の副放熱ブロックの主放熱ブロック対峙面との一方に凸部が設けられ、他方に該凸部が入り込み得る凹部が設けられており、前記第１及び第３の副放熱ブロックは、それぞれ前記第１及び第３の面に対し離反方向移動可能であり、前記主放熱ブロックが所定温度にまで昇温するまでは、第１及び第３の副放熱ブロックと主放熱ブロックとは離反しており、前記第２及び第４の副放熱ブロックは、それぞれ前記第２及び第４の面に対し離反方向移動可能であると共に、付勢部材によって接近方向に付勢されており、前記主放熱ブロックが所定温度にまで昇温するまでは、前記第２及び第４の副放熱ブロックは、前記第１及び第３の副放熱ブロックに跨っており、前記主放熱ブロックが所定温度以上に昇温すると、主放熱ブロックが第１及び第３の副放熱ブロックに面接触するとともに第１及び第３の副放熱ブロックを押して退動させ、第１及び第３の副放熱ブロック間の間隔が第２及び第４の副放熱ブロックの幅よりも大きくなり、前記付勢部材に付勢された第２及び第４の副放熱ブロックが前記主放熱ブロックに接近移動し、その後、主放熱ブロックが冷却されて収縮すると、前記凸部が凹部に入り込み、前記第２及び第４の側面と第２及び第４の副放熱ブロックとが面接触する。
【００１１】
本発明の一態様では、前記凸部は前記前面と背面とを結ぶ方向に延在するナイフエッジであり、前記凹部は溝である。
【００１２】
本発明のステアリングは、かかる本発明の温度調整装置を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の温度調整装置では、熱電変換素子からの熱により主放熱ブロックが所定温度にまで昇温して熱膨張すると、主放熱ブロックが副放熱ブロックに面接触し、主放熱ブロックの熱が副放熱ブロックに伝熱し、主放熱ブロックの温度が低下する。これにより、熱電変換素子の加熱側が降温する。
【００１４】
本発明の一態様では、熱電変換素子からの熱により主放熱ブロックが第１の所定温度にまで昇温すると、主放熱ブロックと第１及び第３の副放熱ブロックとが面接触し、主放熱ブロックが降温する。その後、さらに主放熱ブロックが昇温し、第２の所定温度にまで達すると、主放熱ブロックと第２及び第４の副放熱ブロックとが面接触し、主放熱ブロックが降温する。
【００１５】
本発明の温度調整装置によると、温度が高くなったステアリングを迅速に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態に係る温度調整装置の断面図である。
【図２】実施の形態に係る温度調整装置の主放熱ブロック及び副放熱ブロックを示す斜視図である。
【図３】実施の形態に係る温度調整装置の昇温時の断面図である。
【図４】実施の形態に係る温度調整装置の昇温時の断面図である。
【図５】実施の形態に係るステアリングの斜視図である。
【図６】別の実施の形態に係る温度調整装置の断面図である。
【図７】図６の実施の形態に係る温度調整装置の昇温時の断面図である。
【図８】図６の実施の形態に係る温度調整装置の昇温時の断面図である。
【図９】さらに別の実施の形態に係る温度調整装置の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１〜４を参照して第１の実施の形態に係る温度調整装置１について説明する。
【００１８】
この温度調整装置１は、熱電変換素子２の加熱側が接続された主放熱ブロック１０と、該主放熱ブロック１０が熱膨張したときに面接触する第１〜第４の副放熱ブロック２１〜２４とを有する。なお、この実施の形態では、熱電変換素子２が主放熱ブロック１０に直接的に接しているが、熱電変換素子が伝熱部材を介して主放熱ブロック１０に伝熱可能に接続された構成とされてもよい。
【００１９】
主放熱ブロック１０は、直方体又は立方体であり、前面（受熱面）１５、背面（符号略）及び第１〜第４の側面１１〜１４を有している。前面１５に熱電変換素子２が設置されている。第２及び第４の側面１２，１４には前面１５と背面とを結ぶ方向に延在する２条のナイフエッジ１６が設けられている。第２，第４の側面は、ナイフエッジ１６を除き、平面よりなる。第１及び第３の側面１１，１３は平面よりなる。
【００２０】
主放熱ブロック１０及び副放熱ブロック２１〜２４は、金属等よりなる。第１及び第３の副放熱ブロック２１，２３は直方体又は立方体よりなり、それぞれ１つの側面が第１の側面１１，１３と対面している。常温にあっては、第１及び第３の副放熱ブロック２１，２３と第１及び第３の側面１１，１３との間には若干の間隙があいている。
【００２１】
第２及び第４の副放熱ブロック２２，２４は、六面体よりなるが、前面から見たときの形状が平行四辺形である斜方柱形状となっている。第２及び第４の副放熱ブロック２２，２４は、１つの側面（副放熱ブロック２２の下面と副放熱ブロック２４の上面）が第２及び第４の側面１２，１４に対面している。副放熱ブロック２２の下面及び副放熱ブロック２４の上面には、前面と背面とを結ぶ方向に延在する２条の溝２６が設けられている。
【００２２】
主放熱ブロック１０及び副放熱ブロック２１〜２４はケーシング３０内に設置されている。該ケーシング３０は、放射４方向に延出する第１〜第４のチャンバ３１〜３４を備えており、チャンバ３１〜３４内に副放熱ブロック２１〜２４が配置されている。ケーシング３０の中央部に主放熱ブロック１０が配置されている。第２及び第４のチャンバ３２，３４は正面視が平行四辺形となっている。
【００２３】
第２及び第４の副放熱ブロック２２，２４は第２及び第４のチャンバ３２，３４内において主放熱ブロック１０に対し接近・離反方向移動可能となっており、バネ３５によって主放熱ブロック１０への接近方向に付勢されている。
【００２４】
なお、図示は省略するが、第２及び第４チャンバ３２，３４の内面には、図１に示す状態よりも副放熱ブロック２２，２４が主放熱ブロック１０へ接近することを阻止するためのストッパが設けられている。図１の状態では、副放熱ブロック２２，２４は該ストッパに当接している。また、図１の状態では、ナイフエッジ１６と溝２６とはずれた非対面状態にある。
【００２５】
温度調整装置１が常温（室温）又はそれよりも低温である場合、主放熱ブロック１０は図１の通り副放熱ブロック２１〜２４から離反している。
【００２６】
熱電変換素子２からの熱によって主放熱ブロック１０が昇温すると、主放熱ブロック１０が熱膨張する。主放熱ブロック１０が第１の所定温度にまで昇温すると、主放熱ブロック１０が熱膨張し、その第１及び第３の側面１１，１３が図３の通り第１及び第３の副放熱ブロック２１，２３に面接触し、主放熱ブロック１０の保有熱が第１及び第３の副放熱ブロック２１，２３に奪熱され、主放熱ブロック１０が降温する。これにより、主放熱ブロック１０は降温分だけ収縮する。副放熱ブロック２１，２３が主放熱ブロック１０と面接触した後、主放熱ブロック１０によって押圧された場合に、副放熱ブロック２１，２３が退動するように、副放熱ブロック２１，２３とチャンバ３１，３３の奥面との間にゴム等の弾性体を介在させてもよい。
【００２７】
なお、主放熱ブロック１０が常温から昇温すると、主放熱ブロック１０が熱膨張し、ナイフエッジ１６が第２及び第４の副放熱ブロック２２，２４に当接し、副放熱ブロック２２，２４が主放熱ブロック１０に押されて後退する。副放熱ブロック２２，２４とがチャンバ３２，３４内を斜めに退動することにより、ナイフエッジ１６と溝２６とが接近する。
【００２８】
前述のように副放熱ブロック２１，２３に奪熱されて降温した主放熱ブロック１０が、その後、熱電変換素子２からの熱によって再度昇温すると、主放熱ブロック１０が再度熱膨張する。主放熱ブロック１０が第１の所定温度を超えて第２の所定温度にまで達すると、図４の通りナイフエッジ１６が溝２６に入り込み、主放熱ブロック１０と第２及び第４の副放熱ブロック２２，２４が面接触し、主放熱ブロック１０の保有熱が副放熱ブロック２２，２４に奪熱され、主放熱ブロック１０が降温する。
【００２９】
このように、主放熱ブロック１０が副放熱ブロック２１〜２４に奪熱されて降温することにより、熱電変換素子２の加熱側が降温するので、熱電変換素子２による冷却が効率よく行われる。その後、主放熱ブロック１０が降温すると主放熱ブロック１０は収縮し、常温以下にまで降温した場合、図１の状態に復帰する。
【００３０】
図６〜８を参照して第２の実施の形態に係る温度調整装置１Ａについて説明する。
【００３１】
この温度調整装置１Ａも、前面に熱電変換素子２の加熱側が接続された主放熱ブロック１０と、該主放熱ブロック１０が熱膨張したときに面接触する第１〜第４の副放熱ブロック２１〜２４とを有する。
【００３２】
主放熱ブロック１０は、直方体又は立方体であり、第１〜第４の側面１１〜１４を有している。第２及び第４の側面１２，１４には前面１５と背面とを結ぶ方向に延在する２条のナイフエッジ１６が設けられている。第２，第４の側面は、ナイフエッジ１６を除き、平面よりなる。第１及び第３の側面１１，１３は平面よりなる。
【００３３】
主放熱ブロック１０及び副放熱ブロック２１〜２４は、金属等よりなる。第１〜第４の副放熱ブロック２１〜２４は直方体又は立方体よりなり、それぞれ１つの側面が第１〜第４の側面１１〜１４と対面している。常温にあっては、第１及び第３の副放熱ブロック２１，２３と第１及び第３の側面１１，１３との間には若干の間隙があいている。
【００３４】
第２及び第４の副放熱ブロック２２，２４は、１つの側面（副放熱ブロック２２の下面と副放熱ブロック２４の上面）が第２及び第４の側面１２，１４に対面する対峙面となっている。副放熱ブロック２２の下面及び副放熱ブロック２４の上面には、主放熱ブロック１０の前面と背面とを結ぶ方向に延在する２条の溝２６が設けられている。常温にあっては、副放熱ブロック２２，２４は、副放熱ブロック２１，２３間に跨っている。即ち、副放熱ブロック２２の下面の両端と副放熱ブロック２４の上面の両端が副放熱ブロック２１，２３の上面と下面に当接している。
【００３５】
主放熱ブロック１０及び副放熱ブロック２１〜２４はケーシング（図６〜８では図示略）内に設置されている。この第２の実施の形態では、第１〜第４の副放熱ブロック２１〜２４は第１〜第４の側面１１〜１４と垂直方向に移動可能である。
【００３６】
副放熱ブロック２２，２４は、バネ３５によって主放熱ブロック１０への接近方向に付勢されており、図６の状態では、副放熱ブロック２２，２４は副放熱ブロック２１，２３に跨ってこれらに押し付けられている。
【００３７】
温度調整装置１Ａが常温（室温）又はそれよりも低温である場合、主放熱ブロック１０は図６の通り副放熱ブロック２１〜２４から離反している。また、このとき、各ナイフエッジ１６は凹部２６よりも中央側（主放熱ブロック１０の面１１，１３を結ぶ方向の中央側）に位置している。
【００３８】
熱電変換素子２からの熱によって主放熱ブロック１０が昇温すると、主放熱ブロック１０が熱膨張する。主放熱ブロック１０が所定温度にまで昇温すると、主放熱ブロック１０の第１及び第３の側面１１，１３が図７の通り第１及び第３の副放熱ブロック２１，２３に面接触する。そして、副放熱ブロック２１，２３が主放熱ブロック１０によって押圧され、退動する。
【００３９】
これにより、副放熱ブロック２１，２３の間隔が副放熱ブロック２２，２４の幅よりも大きくなり、副放熱ブロック２２，２４が副放熱ブロック２１，２３から外れ、バネ３５によって主放熱ブロック１０に向って押圧され、ナイフエッジ１６に押し付けられる。このとき、熱膨張した主放熱ブロック１０の各ナイフエッジ１６は、溝２６よりも外側に位置している。なお、図６から図７の状態に移行する途中で、ナイフエッジ１６が溝２６の対面位置を通過するときには、副放熱ブロック２２，２４が副放熱ブロック２１，２３に跨っているので、ナイフエッジ１６は溝２６に入り込まない。
【００４０】
主放熱ブロック１０が副放熱ブロック２１，２３に面接触している間に、主放熱ブロック１０が奪熱されて降温し、収縮する。そうすると、図８の通り、主放熱ブロック１０と副放熱ブロック２１，２３との間に隙間が生じる。また、主放熱ブロック１０が収縮することにより、ナイフエッジ１６と溝２６とが重なり合った位置関係となり、ナイフエッジ１６が溝２６に入り込み、主放熱ブロック１０と第２及び第４の副放熱ブロック２２，２４が面接触し、主放熱ブロック１０の保有熱が副放熱ブロック２２，２４に奪熱され、主放熱ブロック１０が降温する。この際、主放熱ブロック１０と第１及び第３の副放熱ブロック２１，２３との間に隙間が存在するので、副放熱ブロック２２，２４は主放熱ブロック１０の熱のみを奪熱する。
【００４１】
このように、主放熱ブロック１０が副放熱ブロック２１〜２４に奪熱されて降温することにより、熱電変換素子の加熱側が降温するので、熱電変換素子による冷却が効率よく行われる。
【００４２】
上記実施の形態では、ナイフエッジと溝とを採用しているが、図９に示す第３の実施の形態では、凸部として傾転可能な可動片５０が用いられている。可動片５０は、基端側が軸体５１によって主放熱ブロック１０に支持されており、外側へ回転可能となっている。主放熱ブロック１０には、可動片５０が倒れてきたときに入り込む凹所５２が設けられている。
【００４３】
図９（ａ）では、可動片５０は主放熱ブロック１０から直立している。上記図７〜図８のように、主放熱ブロック１０が左右方向に熱収縮した場合、可動片５０は主放熱ブロック１０の外側へ傾く。バネ３５（図９では図示略）に付勢された副放熱ブロック２２が可動片５０を押すことにより、可動片５０が押し倒され、図９（ｂ）の通り、可動片５０が凹所５２内に倒れ込み、副放熱ブロック２２と主放熱ブロック１０とが面接触状態となり、主放熱ブロック１０の熱が副放熱ブロック２２に奪熱される。
【００４４】
本発明の温度調整装置はステアリングの冷却に好適である。図５は温度調整装置１を備えたステアリング４０の斜視図である。
【００４５】
ステアリング４０は、この実施の形態では所謂３本スポークタイプのものであり、その中央のステアリングハブ部４１から左右及び下方の三方に向かってそれぞれスポーク部４２，４３，４４が延出し、各スポーク部４２〜４４の先端側がそれぞれホイール部４５に連なっている。
【００４６】
ホイール部４５及びスポーク部４２〜４４は、芯金と、芯金を覆う発泡ウレタン等の発泡合成樹脂層（図示略）と、発泡合成樹脂ウレタン層を覆う皮革などの表皮材等を有する。スポーク部４２〜４４の芯金に接するように、温度調整装置１が設けられている。
【００４７】
上記説明は本発明の一例であり、本発明は上記以外の各種形態とされてもよい。例えば、上記実施の形態では、主放熱ブロック１０にナイフエッジ１６が設けられ、副放熱ブロック２２，２４に溝２６が設けられているが、副放熱ブロック２２，２４にナイフエッジが設けられ、主放熱ブロック１０に溝が設けられてもよい。また、ナイフエッジ以外の形状の凸部例えば円錐形凸部が設けられてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１，１Ａ  温度調整装置
２  熱電変換素子
１０  主放熱ブロック
１１〜１４  側面
１６  ナイフエッジ
２１〜２４  副放熱ブロック
２６  溝
３０  ケーシング
３１〜３４  チャンバ
３５  バネ
４０  ステアリング
５０  可動片
【図１】
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【図２】
2019045071.tif 000004
【図３】
2019045071.tif 000005
【図４】
2019045071.tif 000006
【図５】
2019045071.tif 000007
【図６】
2019045071.tif 000008
【図７】
2019045071.tif 000009
【図８】
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【図９】
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