(57)【要約】【課題】熱電変換素子の能力を無駄なく発揮させて温度調節性能を向上することができるステアリングホイールを提供する。【解決手段】ステアリングホイールは、リング部に埋設された蓄熱体２１と、蓄熱体２１に熱伝導的に接続された熱電変換素子と、熱電変換素子に熱伝導的に接続されリング部の表層部に配置された伝熱プレート２５と、蓄熱体２１及び伝熱プレート２５の間に配置され熱電変換素子を位置決めする保持ケース２４とを備え、熱電変換素子への給電による発吸熱を蓄熱体２１及び伝熱プレート２５間で授受させてリング部の表面の温度調節を行う。保持ケース２４に、蓄熱体２１及び伝熱プレート２５との接触面積を低減するための突起２４ｂ，２４ｃを設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールのリング部に埋設された蓄熱体と、該蓄熱体に熱伝導的に接続された熱電変換素子と、該熱電変換素子に熱伝導的に接続され前記リング部の表層部に配置された熱伝導性のプレートと、前記蓄熱体及び前記プレートの間に配置され前記熱電変換素子を位置決めする保持ケースとを備え、前記熱電変換素子への給電による発吸熱を前記蓄熱体及び前記プレート間で授受させて前記リング部の表面の温度調節を行うステアリングホイールにおいて、
前記保持ケースに、前記蓄熱体及び前記プレートの少なくとも一方との接触面積を低減するための突起を設けたことを特徴とするステアリングホイール。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリングホイールにおいて、
前記突起の断面形状は、円弧、三角、四角のいずれかの形状を有することを特徴とするステアリングホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度調節機能を備えたステアリングホイールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、温度調節機能を備えたステアリングホイールとして種々のものが提案されている。例えば、特許文献１に記載されたステアリングホイールは、そのリング部に複数の熱電変換素子が埋設されており、該熱電変換素子に給電することでリング部の表面の温度調節を行う。なお、複数の熱電変換素子は、リング部の周方向に分割される態様で配設されており、車両衝突時のリング部の剛性を適正に保持することが併せ提案されている。
【０００３】
また、特許文献２に記載されたステアリングホイールは、そのリング部の把持部に複数の熱電変換素子が埋設されており、同様にしてステアリングホイール（把持部）の表面の温度調節を行う。
【特許文献１】特開２００４−２９１８８９号公報
【特許文献２】特公平７−３４１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１では、ステアリングホイールのリング部の表面（表層部）に一様に熱を伝達するため、カーボン、銅、アルミニウム等の金属箔からなる高熱伝導シート層が設けられている。また、表層部と蓄熱体としての芯金との間の空間が樹脂でモールドされている。従って、例えばステアリングホイールの表面を冷却する場合、芯金からの熱が、熱電変換素子の吸熱面に接合され冷却されている高熱伝導シート層に短絡して流れやすくなる。このため、リング部の表面からの吸熱性能が低下して、該表面の温度の低下速度（冷却速度）が遅くなり、その到達温度も下がりにくくなる。
【０００５】
一方、特許文献２では、ステアリングホイールのリング部の表面（表層部）に一様に熱を伝達するため、高熱伝導性のプレートが設けられている。そして、このプレートには、熱電変換素子の一方の発吸熱接点部が熱伝導的に接続されている。これにより、各熱電変換素子による発吸熱を、熱伝導性のプレートを介して表皮に伝えて、ステアリングホイール（把持部）の外周を握る運転者の手に熱を与え、あるいは吸熱する。しかしながら、表層部と蓄熱体としての芯金との間の空間がやはり樹脂でモールドされており、リング部の表面からの吸熱性能が低下することは同様である。
【０００６】
本発明の目的は、熱電変換素子の能力を無駄なく発揮させて温度調節性能を向上することができるステアリングホイールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステアリングホイールのリング部に埋設された蓄熱体と、該蓄熱体に熱伝導的に接続された熱電変換素子と、該熱電変換素子に熱伝導的に接続され前記リング部の表層部に配置された熱伝導性のプレートと、前記蓄熱体及び前記プレートの間に配置され前記熱電変換素子を位置決めする保持ケースとを備え、前記熱電変換素子への給電による発吸熱を前記蓄熱体及び前記プレート間で授受させて前記リング部の表面の温度調節を行うステアリングホイールにおいて、前記保持ケースに、前記蓄熱体及び前記プレートの少なくとも一方との接触面積を低減するための突起を設けたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のステアリングホイールにおいて、前記突起の断面形状は、円弧、三角、四角のいずれかの形状を有することを要旨とする。
上記各構成によれば、前記保持ケースに、前記蓄熱体及び前記プレートの少なくとも一方との接触面積を低減するための突起を設けたことで、該保持ケースの熱の流路を狭くし、熱抵抗を大きくすることができる。これにより、前記蓄熱体及び前記プレート間で授受された前記熱電変換素子の発吸熱の戻り（熱還流）を低減することができる。そして、前記熱電変換素子の能力を無駄なく発揮させて、前記リング部の表面の温度調節性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１乃至２に記載の発明では、熱電変換素子の能力を無駄なく発揮させて温度調節性能を向上することができるステアリングホイールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態に係るステアリングホイールを示す分解斜視図である。同図に示されるように、ステアリングホイールは、車両のステアリングシャフトに取着される筒状のボス部１１と、該ボス部１１から放射状に延出する複数（４本）のスポーク部１２と、これらスポーク部１２の先端部を連結する円環状のリング部１３とを備えて構成される。
【００１１】
図１において、上側の２本のスポーク部１２の先端部同士及び下側の２本のスポーク部１２の先端部同士は、リング部１３の骨格をなす円弧状のフレーム部１４，１５により一体的に連結されている。ボス部１１、スポーク部１２及びフレーム部１４，１５は、例えばアルミニウムにより成形されている。
【００１２】
図１において、左側の２本のスポーク部１２の先端部同士は、例えば鉄からなる湾曲した柱状の蓄熱体２１により連結されている。なお、右側の２本のスポーク部１２の先端部同士についても同様に連結されている（図示略）。つまり、これら蓄熱体２１は、前記フレーム部１４，１５とともに円環形状を呈して前記リング部１３の骨格となるリム部を形成する。
【００１３】
リング部１３の外周側となる前記蓄熱体２１の外側の端面２１ａには、周方向に等間隔で複数（６個）のペルチェ素子からなる熱電変換素子２２が配置されている。これら熱電変換素子２２は、電気的に直列接続されている。なお、リング部１３の外周側となる各熱電変換素子２２の外側の端面には、例えば銅からなる外側に湾出する蒲鉾状の連結部材２３が接合されている。
【００１４】
前記熱電変換素子２２の配置された蓄熱体２１には、例えば樹脂材からなる湾曲したＵ字溝状の保持ケース２４が装着される。なお、保持ケース２４には、各熱電変換素子２２に接合された連結部材２３に対向する態様で開口する嵌合孔２４ａが形成されている。保持ケース２４は、前記嵌合孔２４ａにおいて前記連結部材２３の表面を外側に露出する態様で該連結部材２３と嵌合することで、前記連結部材２３ともども前記熱電変換素子２２を保持する。つまり、各熱電変換素子２２は、該熱電変換素子２２を保持する保持ケース２４が蓄熱体２１に装着されることで、該蓄熱体２１の端面２１ａに当接するように位置決めされている。そして、各熱電変換素子２２は、前記蓄熱体２１と熱伝導的に接続されている。
【００１５】
前記蓄熱体２１に装着された保持ケース２４には、例えば銅からなる湾曲した断面弓形のプレートとしての伝熱プレート２５が装着される。この伝熱プレート２５は、前記リング部１３の外形に合わせて曲成されている。このとき、前記保持ケース２４の嵌合孔２４ａから露出する前記連結部材２３の表面が伝熱プレート２５の裏面に当接する。つまり、伝熱プレート２５は、連結部材２３を介して各熱電変換素子２２と熱伝導的に接続されている。なお、連結部材２３は、前記リング部１３の外形に併せて曲成された伝熱プレート２５の裏面に緊密に接するようにその外形が成形されている。
【００１６】
前記保持ケース２４等の装着された蓄熱体２１は、前記リング部１３の内周側となる内側が、その連結するスポーク部１２の先端部とともに樹脂モールド２６に内包されることで、該スポーク部１２及び前記フレーム部１４，１５と一体化されている。そして、スポーク部１２等と一体化された蓄熱体２１等は、例えば本皮や合成皮革からなる表皮２７により覆われている。つまり、伝熱プレート２５は、前記リング部１３の表層部に配置されている。
【００１７】
なお、前記リング部１３において蓄熱体２１等の配設される周方向の位置は、例えば直進走行時に運転者が握ってその手が触れる把持部（グリップ部）を形成する。前記リング部１３においてフレーム部１４，１５の配設される周方向の位置は、温度調節機能ない通常のステアリングホイールと同様の構造であるため、その説明を割愛する。
【００１８】
次に、図２及び図３に基づいて、把持部におけるリング部１３の構造について更に説明する。なお、図２は、前記熱電変換素子２２の配置位置におけるリング部１３の横断面図である。また、図３は、隣接する熱電変換素子２２の中間位置におけるリング部１３の横断面図である。
【００１９】
図２に示されるように、前記蓄熱体２１の端面２１ａには、例えば高熱伝導グリス、高熱伝導シートを介して前記熱電変換素子２２の発吸熱のやりとりに係る一方の熱伝達面２２ａが当接されている。また、前記熱電変換素子２２に接合された連結部材２３の表面は、該熱電変換素子２２の発吸熱のやりとりに係る他方の熱伝達面２３ａを形成するとともに、該熱伝達面２３ａには、その全面に亘り、例えば高熱伝導グリス、高熱伝導シートを介して前記伝熱プレート２５が当接されている。
【００２０】
図３に示されるように、本実施形態の保持ケース２４には、そのＵ字断面の両側部から内側に向けて突設されて対向する蓄熱体２１に接触する断面四角形状の突起２４ｂが形成されている。これら突起２４ｂにより、保持ケース２４の前記蓄熱体２１との接触面積が低減されている。これにより、前記保持ケース２４が蓄熱体２１との間に形成する熱の流路を狭くし、熱抵抗を大きくすることができる。
【００２１】
また、前記保持ケース２４には、そのＵ字断面の底部から外側に向けて突設されて対向する伝熱プレート２５に接触する断面円弧形状の複数の突起２４ｃが形成されている。これら突起２４ｃにより、保持ケース２４の前記伝熱プレート２５との接触面積が低減されている。これにより、前記保持ケース２４が伝熱プレート２５との間に形成する熱の流路を狭くし、熱抵抗を大きくすることができる。
【００２２】
従って、前記保持ケース２４にこれら突起２４ｂ，２４ｃを設けたことで、前記蓄熱体２１及び前記伝熱プレート２５間で授受された前記熱電変換素子２２の発吸熱の戻り（熱還流）を低減することができる。また、これら突起２４ｂ，２４ｃの蓄熱体２１及び伝熱プレート２５との接触により、該蓄熱体２１及び伝熱プレート２５間の距離が一定状態に保たれている。
【００２３】
このような構成にあって、例えば前記リング部１３（把持部）の表面を冷却すべく前記熱電変換素子２２への給電が行われると、該熱電変換素子２２は、冷却面としての熱伝達面２３ａに当接する伝熱プレート２５から吸熱するとともに、放熱面としての熱伝達面２２ａに当接する蓄熱体２１へと排熱する。これにより、伝熱プレート２５の温度は徐々に低下し、前記リング部１３の表面が冷却される。一方、蓄熱体２１の温度は徐々に上昇する。本実施形態では、温度の高い蓄熱体２１から、温度の低い伝熱プレート２５の熱の戻り（熱還流）が低減されていることで、熱電変換素子２２の能力を無駄なく発揮させることができる。これにより、前記リング部１３の表面の冷却速度は速くなり、到達温度は低くなって、該表面の冷却性能を向上することができる。
【００２４】
図４は、前記熱電変換素子２２への給電開始時からの経過時間と、初期温度に対する温度変化との関係を実験的に求めたグラフである。同図において、細実線は、突起がなく蓄熱体２１及び伝熱プレート２５と全面で接触する従来の保持ケースの推移を示す。また、太実線は、突起２４ｂ，２４ｃにより蓄熱体２１及び伝熱プレート２５との接触面積が低減されている保持ケース２４の推移を示す。なお、低温側の温度変化は、前記リング部１３（把持部）の表面で計測した温度であり、高温側の温度変化は、前記蓄熱体２１で計測した温度である。
【００２５】
図４から明らかなように、保持ケース２４の蓄熱体２１及び伝熱プレート２５との接触面積が低減されることで、前記熱電変換素子２２による前記リング部１３の表面の冷却速度が速くなり、到達温度が低くなることが確認される。また、前記リング部１３の表面及び前記蓄熱体２１間の温度差ΔＴが大きくなっており、前述した熱還流が低減されていることが確認される。
【００２６】
なお、詳細な説明は割愛するが、前記リング部１３の表面を加熱すべく前記熱電変換素子２２への給電が行われる場合についても、上記に準じた態様で、前記熱電変換素子２２による前記リング部１３の表面の加熱速度が速くなり、到達温度が高くなって、該表面の加熱性能を向上することができる。
【００２７】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、前記保持ケース２４に、前記蓄熱体２１及び前記伝熱プレート２５との接触面積を低減するための突起２４ｂ，２４ｃを設けたことで、該保持ケース２４の熱の流路を狭くし、熱抵抗を大きくすることができる。これにより、前記蓄熱体２１及び前記伝熱プレート２５間で授受された前記熱電変換素子２２の発吸熱の戻り（熱還流）を低減することができる。そして、前記熱電変換素子２２の能力を無駄なく発揮させて、前記リング部１３の表面の温度調節性能を向上させることができる。
【００２８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、突起２４ｂ，２４ｃの断面形状は、円弧、三角、四角などの種々の形状をとることができる。例えば、突起２４ｂ，２４ｃは、一部の欠けた球体や円柱体、あるいは多角推体や多角柱体に成形してもよい。
【００２９】
・前記実施形態において、蓄熱体２１は、例えばアルミニウムに比べて単位体積あたりの熱容量が十分に大きい適宜の材料で成形してもよい。
・前記実施形態において、フレーム部１４，１５等は、例えばアルミニウムに比べて単位体積あたりの熱容量が十分に大きい適宜の材料で成形してもよい。また、この場合、蓄熱体２１をフレーム部１４，１５等と一体形成してもよい。
【００３０】
・前記実施形態において、伝熱プレート２５は、熱伝導性に優れた適宜の材料（例えばアルミニウムなど）で成形してもよい。
・前記実施形態において、熱電変換素子２２は、リング部１３（グリップ部）の外周側に代えて、若しくは外周側に加えて、その内周側に配設してよい。
【００３１】
・前記実施形態において、熱電変換素子２２は、リング部１３の全周に亘って配設してもよい。この場合、熱電変換素子２２の個数及び配置位置を適宜設定すればよい。
・前記実施形態において、熱電変換素子２２の個数は一例であり、例えば１個だけであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態を示す分解斜視図。
【図２】同実施形態を示す断面図。
【図３】同実施形態を示す断面図。
【図４】経過時間と温度変化との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３３】
１３…リング部、２１…蓄熱体、２２…熱電変換素子、２３…連結部材、２４…保持ケース、２４ａ…嵌合孔、２４ｂ，２４ｃ…突起、２５…伝熱プレート（プレート）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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