(57)【要約】【課題】簡易な構造で、温度調節性能を向上し、あるいは温度調節範囲を拡大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２２と、熱電変換素子２２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とを備え、熱電変換素子２２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。伝熱プレート２５に、リング部の表面側の表面積を低減するスリット２５ｂ、孔２５ｃ，２５ｄ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、
前記プレートに、前記リング部の表面側の表面積を低減する形状部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、
前記形状部は、前記プレートの質量を減らす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。しかしながら、このような金属箔からなる高熱伝導シート層では、各熱電変換素子が分割される周方向への熱伝導が小さくなってしまう。従って、例えば各隣接する熱電変換素子間の周方向の距離が長くなるときには、ステアリングホイールの温度調節性能の低下を抑えるべく、熱電変換素子の能力（発吸熱能力）を向上させる必要がある。あるいは、各隣接する熱電変換素子間の周方向の距離を短くする場合、その分、同一能力の熱電変換素子の個数を増やす必要があり、構造の複雑化及びコストの増大を余儀なくされる。
【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、このような高熱伝導性のプレートであっても、配置制約上、該プレートの厚みを薄くする必要があり、やはり周方向への熱伝導が小さくなってしまう。そして、同様に、熱電変換素子の能力を向上させ、あるいは、同一能力の熱電変換素子の個数を増やす必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、簡易な構造で、温度調節性能を向上し、あるいは温度調節範囲を拡大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、前記プレートに、前記リング部の表面側の表面積を低減する形状部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、前記形状部は、前記プレートの質量を減らすことを要旨とする。
ステアリングホイールのリング部の表面を温度調節する場合、前記熱電変換素子による前記リング部の表面の温度調節速度及び到達温度は、該熱電変換素子の前記プレート側の発吸熱面の負荷によって決まる。具体的には、負荷を大きくすると温度調節速度は遅くなり、到達温度は抑制される。逆に、負荷を小さくすると温度調節速度は速くなり、到達温度は際立たされる。上記各構成によれば、前記形状部により、前記プレートの前記リング部の表面側の表面積、即ち外からの伝熱面積が低減されることで、前記熱電変換素子の前記プレート側の発吸熱面の負荷が減少する。従って、ステアリングホイールの温度調節範囲が同じであれば、前記リング部の表面の温度調節速度は速くなり、到達温度は際立たされる。そして、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。あるいは、温度調節性能が同じであれば、ステアリングホイールの温度調節範囲を拡大することができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１乃至２に記載の発明では、簡易な構造で、温度調節性能を向上し、あるいは温度調節範囲を拡大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（ａ）（ｂ）は、樹脂モールド２６及び表皮２７を割愛して前記リング部１３を描画した正面図及びその径方向外側から見た側面図である。
【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、前記伝熱プレート２５には、前記リング部１３の表面側の表面積を低減する形状部が設けられている。具体的には、前記伝熱プレート２５には、長手方向に所定間隔をおいて複数の切り欠き２５ａが形成されている。これら切り欠き２５ａは、伝熱プレート２５の弓形断面の各開口端側から前記リング部１３の外周側に向かって切り欠かれており、長手方向の各隣接する切り欠き２５ａ間の中央部に前記連結部材２３（熱電変換素子２２）が配置されるようになっている。そして、長手方向の各隣接する切り欠き２５ａ間に挟まれる前記伝熱プレート２５の一側（図３（ｂ）の右側）の先端部には、長手方向に所定間隔をおいて、形状部としての複数のスリット２５ｂが形成されている。また、長手方向の各隣接する切り欠き２５ａ間に挟まれる前記伝熱プレート２５の他側（図３（ｂ）の左側）の先端部には、長手方向に所定間隔をおいて、形状部としての複数の円形の孔２５ｃが形成されている。さらに、前記伝熱プレート２５には、短手方向（図３（ｂ）の左右方向）の各隣接する切り欠き２５ａ間に挟まれる態様で、形状部としての複数の円形の孔２５ｄが形成されている。
【００２１】
そして、前記伝熱プレート２５は、これらスリット２５ｂ及び孔２５ｃ，２５ｄにより、前記リング部１３の表面側（表皮２７側）の表面積が低減されている。また、前記伝熱プレート２５は、これらスリット２５ｂ及び孔２５ｃ，２５ｄにより、表面積が低減されていない従来の伝熱プレートに比べてその質量が低減されている。
【００２２】
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。本実施形態では、前記伝熱プレート２５の前記リング部１３の表面側（表皮２７側）の表面積、即ち外からの伝熱面積が低減されることで、前記連結部材２３（熱電変換素子２２）の前記伝熱プレート２５側の熱伝達面２３ａ（冷却面）の負荷が減少する。従って、例えば従来と同一の温度調節範囲であれば、前記熱電変換素子２２による伝熱プレート２５、ひいては前記リング部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。あるいは、従来と同一の冷却性能であれば、伝熱プレート２５、ひいては前記リング部１３の表面の温度調節範囲を、例えば周方向により長くなるように拡大することができる。
【００２３】
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、初期温度に対する低下温度との関係を実験的に求めたグラフである。同図において、実線は、所定の板厚を有し表面積が低減されていない従来の伝熱プレートであって、標準（１００％）の質量を有する伝熱プレートの推移を示す。また、破線及び２点鎖線は、前記所定の板厚をする伝熱プレートであって、形状部の形成態様等に応じて質量減がそれぞれ３０％及び５０％の伝熱プレートの推移を示す。なお、低下温度は、前記リング部１３（把持部）の表面で計測した温度である。
【００２４】
図４から明らかなように、伝熱プレートの表面積が低減されその質量が減ることで、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。
【００２５】
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による伝熱プレート２５、ひいては前記リング部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。あるいは、従来と同一の加熱性能であれば、伝熱プレート２５、ひいては前記リング部１３の表面の温度調節範囲を、例えば周方向により長くなるように拡大することができる。
【００２６】
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、前記スリット２５ｂ及び孔２５ｃ，２５ｄにより、前記伝熱プレート２５の前記リング部１３の表面側の表面積が低減されることで、前記熱電変換素子２２の前記伝熱プレート２５側の発吸熱面（熱伝達面２３ａ）の負荷が減少する。従って、ステアリングホイールの温度調節範囲が同じであれば、前記熱電変換素子２２による前記リング部１３の表面の温度調節速度は速くなり、到達温度は際立たされる。そして、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。あるいは、同じ温度調節性能であれば、前記リング部１３の表面の温度調節範囲を、例えば周方向により長くなるように拡大することができる。
【００２７】
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、伝熱プレート２５の表面積を低減する形状部（スリット２５ｂ、孔２５ｃ，２５ｄ）の形状及び個数は一例であり、適宜変更してもよい。
【００２８】
・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。
【００２９】
・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。
【００３０】
・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】
【００３１】
【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】（ａ）（ｂ）は、同実施形態を示す正面図及び側面図。
【図４】経過時間と低下温度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３２】
１３…リング部、２１…蓄熱体、２２…熱電変換素子、２５…伝熱プレート（プレート）、２５ｂ…スリット（形状部）、２５ｃ，２５ｄ…孔（形状部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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