(57)【要約】【課題】常時放熱することが可能となり、炎天下での車両用ステアリングホイールの温度を低下させることが可能な車両用ステアリングホイールの冷却装置の提供。【解決手段】車両用ステアリングホイールの内部に保護層で被覆され、ステアリングホイールの円周上で分割されたヒートパイプを実装し、前記車両用ステアリングホイールの内部内面と前記保護層間にクッション層を配置したことを特徴とする車両用ステアリングホイールの冷却装置。前記ヒートパイプは、長さの異なる２種を二重実装したもの、又は前記ヒートパイプは長さの異なる３種を三重実装したものであることが好ましい。【選択図】図２
2008308123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用ステアリングホイールの内部に保護層で被覆され、ステアリングホイールの円周上で分割されたヒートパイプを実装し、前記車両用ステアリングホイールの内部内面と前記保護層間にクッション層を配置したことを特徴とする車両用ステアリングホイールの冷却装置。
【請求項２】
前記ヒートパイプが長さの異なる２種を二重実装したことを特徴とする請求項１に記載の車両用ステアリングホイールの冷却装置。
【請求項３】
前記ヒートパイプが長さの異なる３種を三重実装したことを特徴とする請求項１に記載の車両用ステアリングホイールの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ステアリングホイールの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国内の夏季の炎天下、もしくは熱帯性気候の諸外国において、駐車中の自動車の室内は非常に高温になり、特に日射を受けるステアリングホイールの上部の温度は８０℃を超える場合もある。こうした状況は、乗員が不快に感じるだけでなく、すぐに運転開始できない不便や、運転時にステアリングホイールをしっかり握ることができないという不都合もある。
【０００３】
この種の問題に対し、車両用ステアリングホイールを冷却する従来技術として、特許文献１に示されているようなヒートパイプによる冷却装置が提案されている。特許文献１には、リング形状のリムを備える車両用ステアリングホイールにおいて、前記リムの芯材をヒートパイプから構成し、又は前記リムの芯材に沿ってヒートパイプを配置し、前記ヒートパイプの管内に、熱を蓄える蓄熱体を、前記ヒートパイプの管壁から空間層を介して設けた車両用ステアリングホイールの冷却装置が開示されている。
【０００４】
一方、ヒートパイプは既に上市されている工業製品であり、特許文献２に示されるように、半導体の放熱器（たとえば、パソコンのＣＰＵの冷却）として、かなり以前から用いられている。また、特許文献３〜６などに示されるように、ステアリングホイールの箇所以外にも、車両向けにヒートパイプを導入して、当該箇所を放熱・冷却する提案が数多く行われている。また、特許文献７には、板状ヒートパイプの構造が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１４３８号公報
【特許文献２】特開昭６０−５７９５６号公報
【特許文献３】特開２００４−８４９７０号公報
【特許文献４】特開２００４−１６７２９３号公報
【特許文献５】特開２００５−２６４９１６号公報
【特許文献６】特開２００６−２７４８８４号公報
【特許文献７】特開２００５−２４９２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両用ステアリングホイールを冷却する従来技術の特許文献１では、単に車両用ステアリングホイールにヒートパイプを導入しただけであり、常時放熱しているものではない。また、ステアリングホイールの上部と下部の温度差を利用したものなので、ステアリングホイールの反転動作が必要であり、温度低下までに時間がかかるという問題がある。
さらに、ステアリングホイール内の空間容積には制限があるので、潜熱蓄熱材の熱容量にも限界があり、その限界を超してしまった場合は、効果を発揮することができないという問題がある。
その上、使用されている酢酸ナトリウム／硝酸ナトリウムは酸性物質であるため、溶解した際にアルミニウム管を腐食させる可能性があり、長期的な信頼性に問題がある。最悪の場合、アルミニウム管の腐食が進行し、酢酸ナトリウム／硝酸ナトリウムが漏れ出し、ステアリングホイールの動作不良が発生したり、その皮膚刺激性から乗員へ影響を及ぼす可能性がある。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、常時放熱することが可能となり、炎天下での車両用ステアリングホイールの温度を低下させることが可能な車両用ステアリングホイールの冷却装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、車両用ステアリングホイールの内部に保護層で被覆され、ステアリングホイールの円周上で分割されたヒートパイプを実装し、前記車両用ステアリングホイールの内部内面と前記保護層間にクッション層を配置したことを特徴とする車両用ステアリングホイールの冷却装置を提供する。
【０００８】
本発明の車両用ステアリングホイールの冷却装置において、前記ヒートパイプの長さが異なる２種を組み合わせて二重実装したもの、又は銭ヒートパイプの長さが異なる３種を組み合わせて三重実装したものであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車両用ステアリングホイールの冷却装置は、車両用ステアリングホイールの内部に保護層で被覆され、ステアリングホイールの円周上で分割されたヒートパイプを実装し、前記車両用ステアリングホイールの内部内面と前記保護層間にクッション層を配置した構成としたので、車両のステアリングホイールを常時放熱することが可能となり、炎天下での車両用ステアリングホイールの温度を低下させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図２は、本発明の車両用ステアリングホイールの冷却装置の第１実施形態を示す図である。図２（ａ）は車両用ステアリングホイール１の正面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ’断面図、（ｃ）〜（ｅ）は車両用ステアリングホイール１の回転時のヒートパイプの向きをそれぞれ示している。本実施形態の冷却装置は、車両用ステアリングホイール１の内部に保護層３で被覆され、ステアリングホイール１の円周上で分割されたヒートパイプ５，６を実装し、前記車両用ステアリングホイール１の内部内面と前記保護層３間にクッション層２を配置したことを特徴としている。
【００１１】
本実施形態の冷却装置は、車両用ステアリングホイール１の内部に、長さの異なる２種のヒートパイプ５，６を二重実装した構造になっている。ここに用いるヒートパイプ５，６としては、従来周知の各種ヒートパイプの中から適宜選択して用いることができるが、本発明に用いるヒートパイプとしては、特に、作動液が水（純水）であるものが望ましい。作動液に水（純水）だけを用いているヒートパイプであれば、金属部材を腐食させることがなく、仮に漏れた場合でも人体への影響がなく、安全性が高い。
【００１２】
特許文献７に開示されているように、ヒートパイプは、コンテナと呼ばれる筐体と、コンテナ内に取り付けられるウィック、及び作動液によって構成される。ウィック以外にメッシュタイプや焼結タイプもあるが本発明では特に限定しない。また、特許文献７に開示されているように、ヒートパイプにはトップヒートモードとボトムヒートモードがあり、作動液の蒸発・凝縮等の相変化や移動をすることによって、熱の移動が行われることが知られている。
【００１３】
本実施形態の冷却装置では、車両用ステアリングホイール１の内部に、長さの異なる２種のヒートパイプ５，６を二重実装した構造としたことから、図２（ｃ）〜（ｅ）に示すように、車両用ステアリングホイール１がどのような角度になっても、いずれかのヒートパイプ５，６が機能して、日射により加熱されたホイール上部の熱を下方に伝導させることができる。即ち、本実施形態の冷却装置では、常時放熱が可能になっている。
【００１４】
図３は、本発明の車両用ステアリングホイールの冷却装置の第２実施形態を示す図である。図３（ａ）は車両用ステアリングホイール１の正面図、（ｂ）はそのＣ−Ｃ’断面図、（ｃ）〜（ｅ）は車両用ステアリングホイール１の回転時のヒートパイプの向きをそれぞれ示している。本実施形態の冷却装置は、前述した図２に示す第１実施形態と同じ構成要素を有して構成され、車両用ステアリングホイール１の内部に、長さの異なる３種のヒートパイプ５，６，７を三重実装した構造になっている。
【００１５】
本実施形態の冷却装置においても、図３（ｃ）〜（ｅ）に示すように、車両用ステアリングホイール１がどのような角度になっても、いずれかのヒートパイプ５，６，７が機能して、日射により加熱されたホイール上部の熱を下方に伝導させることができる。即ち、本実施形態の冷却装置では、常時放熱が可能になっている。
以下、実施例によって本発明の効果を実証する。
【実施例】
【００１６】
［使用したヒートパイプ］
本実施例において使用したヒートパイプの詳細を以下に記す。
コンテナ；外径φ４ｍｍ、肉厚０．４ｍｍの銅製。
ウィック；φ０．１ｍｍ、１２８本、銅製。
作動液；純水、ヒートパイプのウィック空間容積の１５％。
さらに、スパイラルの銅線（φ０．１ｍｍ）１本をコンテナ内に実装した。
【００１７】
［実施例１］
図１に示すように、φ４ｍｍのヒートパイプ１本を円形に加工し、車両のステアリングホイール内に実装した。
【００１８】
［実施例２］
図２に示すように、φ４ｍｍのヒートパイプ２本をそれぞれ半円形に加工し、さらに同ヒートパイプ４本をそれぞれ１／４円形に加工し、両者を組み合わせて車両のステアリングホイール内に実装した。
【００１９】
［実施例３］
図３に示すように、φ４ｍｍのヒートパイプ２本をそれぞれ半円形に加工し、同ヒートパイプ４本をそれぞれ１／４円形に加工し、同ヒートパイプ８本をそれぞれ１／８円形に加工し、３者を組み合わせて車両のステアリングホイール内に実装した。
【００２０】
［比較例］
ヒートパイプを実装しない、一般のステアリングホイールとした。
【００２１】
＜試験１＞
実施例１、２、３と比較例の各ステアリングホイールを装着した実車を８月上旬の晴天時に屋外駐車し、それぞれのステアリングホイールの温度を測定した。温度測定点はステアリングホイールの最上部（リム上端部）と最下部（リム下端部）の表面とし、市販の熱電対を使用して測定した。測定方法は、午前１０時から午後４時までの６時間の連続測定とし、最上部（リム上端部）が最高温度になった時の温度にて比較した。
但し、ステアリングホイールの向き（＝ヒートパイプの向き）は、Ａ（図１〜図３中の（ｃ）の状態）、Ｂ（図１〜図３中の（ｄ）の状態）、Ｃ（図１〜図３中の（ｅ）の状態）の３つとしてそれぞれ実施した。この試験１の結果を表１に記す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
＜試験２＞
試験１と同様に実施した。但し、最上部（リム上端部）が最高温度になった時に、運転席側のドアと助手席側のドアを同時に全開し、その１０秒後と２０秒後に測定した。また、ステアリングホイールの向き（＝ヒートパイプの向き）は、Ｃのみで実施した。結果を表２に記す。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
［考察］
ヒートパイプは特別な動力源を必要とせず、常時、熱の移送ができる工業製品であることが知られている。試験１の結果より、ヒートパイプをステアリングホイールに実装したものは、リム上端部の温度を１０℃以上も低下させることが可能であった。そして、実施例３，２，１の順にリム上端部の温度を低下させる効果が大きいことが判明した。
【００２６】
一般に、ヒートパイプはトップヒートモードよりもボトムヒートモードのほうが熱を移送する効率がよいとされている。実施例３，２，１の順にリム上端部の温度を低下させる効果が大きかったのは、長さの異なるヒートパイプを複数組み合わせることによって、ボトムモードのヒートパイプの比率が上がったためであると推定される。
Ａ、Ｂ、Ｃのバラつきは、ステアリングホイールの固定位置に依存するものであるが、１〜２℃程度と小さなものであった。
【００２７】
一般に、真夏の高温時に、乗員が乗車して直ちに運転を開始することは希である。少なくとも社内の熱気を車外に出してから運転を開始するのが通常であるから、それに相当する時間内でリム上端部の温度が低下すればよいことになる。
特許文献１には、乗員が素手で握ることが可能な温度領域は６０℃以下であることが記載されている。
試験２の結果より、実施例１では２０秒後に、実施例２では１０秒後に６０℃を下回っていることがわかる。実施例３では実施例２よりも短い時間で６０℃を下回っていることが判明した。
【００２８】
以上より、実施例１，２，３は比較例よりステアリングホイールのリム上端部の温度が低くなることから、ステアリングホイールの冷却に有効である。そして、実施例３，２，１の順に、その効果が大きい。実施例１でもその効果があるが、ドアを開けてから乗員が素手で握ることが可能になるまでの時間（＝運転開始までの時間）がかかることから、好ましくは実施例２の形態、さらに好ましくは実施例３の形態が好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１で作製したステアリングホイールを示し、（ａ）は車両用ステアリングホイール１の正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図、（ｃ）〜（ｅ）は車両用ステアリングホイールの回転時のヒートパイプの向きをそれぞれ示している。
【図２】実施例２で作製したステアリングホイールを示し、（ａ）は車両用ステアリングホイールの正面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ’断面図、（ｃ）〜（ｅ）は車両用ステアリングホイールの回転時のヒートパイプの向きをそれぞれ示している。
【図３】実施例３で作製したステアリングホイールを示し、（ａ）は車両用ステアリングホイールの正面図、（ｂ）はそのＣ−Ｃ’断面図、（ｃ）〜（ｅ）は車両用ステアリングホイールの回転時のヒートパイプの向きをそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００３０】
１…車両用ステアリングホイール、２…クッション層、３…保護層、４〜７…ヒートパイプ。
【図１】
2008308123.tif 000005
【図２】
2008308123.tif 000006
【図３】
2008308123.tif 000007