(57)【要約】【課題】電力などのエネルギを使用することなく、炎天下に長時間駐車して高温となったリムの高温部分を運転可能な温度にまで迅速に冷却し得る車両用ステアリングホイールの冷却装置を提供する。【解決手段】本発明の車両用ステアリングホイールの冷却装置は、リング形状のリム１０を備える車両用ステアリングホイール１１０において、リムをヒートパイプ４０から構成してある。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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】
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、
前記リムの芯材に沿ってヒートパイプ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３】
前記ヒートパイプに、熱を蓄える蓄熱体が熱授受可能に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２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４】
前記蓄熱体は、前記ヒートパイプの管内に設けられていることを特徴とする請求項３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５】
前記蓄熱体は、粒状体であることを特徴とする請求項３または請求項４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６】
前記蓄熱体は、潜熱の形で熱を蓄えるとともに融点が３０℃から６０℃の範囲にある潜熱蓄熱材を含有していることを特徴とする請求項３〜５のいずれか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７】
前記潜熱蓄熱材は、金属塩または金属塩水和物であることを特徴とする請求項６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８】
前記ヒートパイプは、管材料がステンレスであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか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９】
車輪の向きを直進方向に向ける位置を基準としたときの前記リムの下部部分を断熱材により被覆したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
夏季の炎天下の環境においては、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約８０℃を超える場合もある。こうした状況は、乗員が乗車したときに不快感を感じることは言うまでもないが、すぐに運転を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と握れないという不都合もある。
【０００３】
この種の問題に対して、車両用ステアリングホイールを冷却する従来の技術として、ステアリングホイールが備えるリング形状のリムの管内に樹脂容器に封入された蓄熱材を設置する技術（例えば、特許文献１参照）や、ステアリングホイールにペルチェ素子を設置して冷熱を供給する技術（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【０００４】
特許文献１に記載された技術は、蓄熱材の融解潜熱がリムに照射される日射エネルギを奪うことにより、ステアリングホイールの温度上昇を遅延させるという原理に基づいている。
【０００５】
特許文献２に記載された技術は、ホイール中央のハブ部にペルチェ素子を設置し、発生した冷熱をスポークを介してリムに熱伝導する構造となっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２５９１５７号公報
【特許文献２】
特開平０６−２４９５４０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された技術は、蓄熱材をリムの管内に固定する構造であるので、封入できる蓄熱材の量には限界がある。このため、ステアリングホイールの昇温を抑制する効果の持続性を得ることが難しい。
【０００８】
また、特許文献２に記載された技術は、エンジン始動後にペルチェ素子を作動させても、ステアリングホイールを冷却するという効果をすぐに得ることはできない。しかも、ペルチェ素子の電力負荷は概して大きいため、バッテリにとってはただでさえ負荷が高い夏季においては、バッテリの消耗によるトラブルも懸念される。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、電力などのエネルギを使用することなく、炎天下に長時間駐車して高温となったリムの高温部分を運転可能な温度にまで迅速に冷却し得る車両用ステアリングホイールの冷却装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１１】
本発明は、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、前記リムをヒートパイプから構成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である。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、ステアリングホイールのリムをヒートパイプから構成することにより、電力などのエネルギを使用することなく、炎天下に長時間駐車して高温となったリムの高温部分を運転可能な温度にまで迅速に冷却することができるという効果を奏する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る車両用ステアリングホイールの冷却装置は、概説すれば、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、リムとして通常用いられる金属管の内部に作動流体を減圧封入することによりリムをヒートパイプから構成したり、リムに沿って円周状にヒートパイプを配置したりすることを特徴としている。そして、ステアリングホイールの冷却効果をさらに高めるために、冷熱を蓄える冷熱蓄熱体をヒートパイプに熱授受可能に設けたり、車輪の向きを直進方向に向ける位置を基準としたときのリムの下部部分を断熱材により被覆したりすることを特徴としている。
【００１４】
ヒートパイプは、金属管内に少量の作動流体と呼ばれる液体が減圧封入され、銅などの熱伝導率が高い金属の数百倍もの熱伝導率をもつ熱輸送デバイスとして知られている。熱輸送の作動原理は、飽和蒸気圧で封入された作動流体が高温部で蒸発し低温部で凝縮するという現象が、作動流体の凝固温度から臨界温度までの範囲で起こることに基づいている。熱移動は理論的には蒸気移動速度の限界である音速で起こり、瞬時に管内の温度を均一化する働きをもつ。このメカニズムが低温部と高温部の間で連続的に起こるときに、超高速の熱輸送機能が発揮される。
【００１５】
但し、熱輸送機能が継続するためには、低温部つまり凝縮部で凝縮した作動流体を高温部つまり蒸発部に還流させる必要である。高温部を下に低温部を上に設置したボトムヒートモードでヒートパイプを用いると、凝縮した作動流体が重力で再び高温部に流れ落ち、熱輸送サイクルが持続する。これとは逆に、高温部を上に低温部を下に設置したトップヒートモードでヒートパイプを用いると、重力の影響を受けて、凝縮した作動流体の高温部への還流が滞り、熱輸送機能が作動しなくなる。今日のヒートパイプの多くは、管内にウイック構造が形成され、当該ウイックの毛細管力によって、凝縮した作動流体を還流させている。しかしながら、ウイックを装着しても、トップヒートモードでは熱輸送能力が著しく低下し、ウイックの毛細管力が小さかったり、高温部と低温部との高低差が大きかったりする場合には、やはり熱輸送機能が作動しなくなる。このような点がヒートパイプの特性ないし欠点であり、ヒートパイプを用いた放熱システムの設計における常識として取り扱われている。
【００１６】
本発明は、ヒートパイプの本来の機能である超高速の熱輸送機能を活用するとともに、トップヒートモードで機能が停止する特性ないし欠点に着目し、これを熱輸送機能の作動と停止とを切り替える新たな「スイッチ機能」として活用したものである。つまり、ステアリングホイールは、炎天下で駐車しているときには、日射を受ける上部部分が高温部になり、日陰となる下部部分が低温部になるというトップヒートモードの温度分布を持つが、運転開始に伴って回転されると、高温部と低温部とが入れ替わるという環境にある。この点を踏まえ、ステアリングホイールの回転が上記「スイッチ機能」を発揮することに着目して、本発明に係る新規な車両用ステアリングホイールの冷却装置が完成された。
【００１７】
本発明を実用の場面で説明する。
【００１８】
駐車時は、ステアリングホイールのリムの上部部分（以下、「リム上部」という）は日射を受けて加熱されるが、この状態はトップヒートモードであるので熱輸送機能は作動しない。一方、リムの下部部分（以下、「リム下部」という）は室内温度程度に保たれている。ここで、駐車状態が数時間に亘っても、日射を受ける部位と受けない部位との温度差は保持され、低温部の温度は通常５０℃以下、高々６０℃程度に留まる。この低温部の熱容量が本発明における冷熱源であり、長時間の炎天下駐車後にもステアリングホイールの冷却効果を発揮する冷熱保持機構となる。
【００１９】
乗車時は乗員がステアリングホイールを概ね半周切るだけでトップヒートモードは解消され、熱輸送機能（管内の温度を平準化しようとする働き）が作動する。前述したようにヒートパイプの熱輸送速度はきわめて早いため、高温部となっていたリム上部は、リム全体の温度の平均値まで瞬時に冷却される。
【００２０】
このようにリムは全体の保持熱量が平準化された温度となり、本発明の目的を達成する。
【００２１】
但し、真夏の環境では日射を受けるリムの最高温度は８０℃を超え、リムを素手で握ることが可能な温度領域（約６０℃以下）まで冷却するためには、相応の冷熱量が必要である。本発明にあっては、その効果をさらに実効あるものとするために、冷熱源としての蓄熱体について検討を行い、材料や設置方法についても新規な工夫を織り込んだ。
【００２２】
本発明において蓄熱体の作用は、ステアリングホイールの低温部の熱容量を大きくすることである。これより、蓄熱体は、基本的には、位置が低く日射が当たり難い場所、例えば、リム下部やリム下部を支えるスポークの裏側などに設置される。ちなみに、駐車時の車輪の向きは、発車時の意外な車両挙動を避けるために、直進方向を向けることが多いため、駐車時のステアリングホイールは高い確率で上下関係を保っている。この点からも、蓄熱体をリム下部などに設置しておけば、ステアリングホイールの低温部の熱容量を大きくするという蓄熱体の作用が高い確率で発揮される。また、本発明の瞬時に冷却と言う目的に照らせば、蓄熱体をヒートパイプに接触させて熱授受可能に設置し、熱輸送機能が作動した場合に速やかにヒートパイプに冷熱を供給するようにするのがよい。
【００２３】
本発明で言う蓄熱体には、例えば金属の塊のような顕熱の形で熱を蓄える顕熱蓄熱体を使用できる。金属塊は熱伝導性に優れるため、冷熱を供給する速度に優れている反面、比熱が小さく、相当の重量を要する。また、例えば３０℃〜６０℃の範囲で融点を持つパラフィン類や金属塩水和物のような、潜熱の形で熱を蓄える潜熱蓄熱材も本発明には好適に用いられる。これらは金属の顕熱に比べて数百倍の融解潜熱を持つため、熱容量の視点からは極めて有利といえる半面、概して熱伝導率が低いためにヒートパイプに冷熱を供給する速度においてはやや不利といえる。
【００２４】
そこで、本発明では熱容量と冷熱供給速度の両立を達成する蓄熱体の設置方法として、ヒートパイプの内部に潜熱蓄熱材を封入する設置方法を見出した。これにより、潜熱蓄熱材は作動流体に直接接触することとなり、速やかに冷熱を放出できる。ここで、潜熱蓄熱材が粒子状つまり、カプセルなどに封入される形態であれば、作動流体蒸気と接触する表面積が安定的に確保されることにより、速やかに冷熱を放出する効果はさらに顕著となる。作動流体は個々の蓄熱体粒子の表面で凝縮し、いわゆるベーパーフェーズ加熱の形で熱交換が行われ、瞬時にして蓄熱体の保有冷熱を放出できる。
【００２５】
一方、リムの管内に蓄熱体を設置する場合には、蓄熱体の充填量が懸念されるところである。しかしながら、一般的な潜熱蓄熱材の融解潜熱は１００〜３００Ｊ／ｃｍ３程度であり、リムを構成する金属が保有する熱容量の数百倍の冷熱を保持できる。例えば、硫酸ナトリウム１０水和物（融解潜熱２５１ｋＪ／ｋｇ）の場合には、５０ｇ前後で、通常の１．６ｋｇ程度のリム金属芯（スチールパイプ、比熱０．４４ｋＪ／ｋｇ／ｋ）を２０℃程度冷却する冷熱を保持する。
【００２６】
さらに、粒子状の蓄熱体をヒートパイプ内に封入設置する利点として、駐車時のステアリングホイールの向きに関わらず粒子状の蓄熱体はリム内の最下部に留まり、冷熱の保持に有利である。また、ステアリングホイールの回転によりヒートパイプの機能が作動する際には、蓄熱体は位置が低くなる高温部の近くに移動するため、より一層高効率な熱交換が可能になる。
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２８】
図８（Ａ）は、一般的な車両用ステアリングホイールを示す外観図、図８（Ｂ）は、同図（Ａ）の８Ｂ−８Ｂ線に沿う断面図、図８（Ｃ）は、他のリム芯材を示す断面図である。
【００２９】
図８（Ａ）に示すように、ステアリングホイール１８０は、リング形状のリム１０と、リム１０を支えるスポーク２０と、コラムに固定するハブ３０と、を備えている。リム１０は、約４００ｍｍ前後の直径を有する。スポーク２０は、１〜４本（図示例では３本）程度設けられている。
【００３０】
図８（Ｂ）に示すように、リム１０は、スチールやアルミニウム製の芯材１１と、当該芯材１１を発泡ゴムや発泡樹脂により鋳ぐるんでなるクッション層１２とを有している。クッション層１２により、ステアリングホイール１８０を把持したときのソフトな感触を乗員に付与している。さらに、クッション層１２の表層には、見栄えや触感の高級感を付与するために、本皮や合成皮革などからなる表皮１３が取り付けられている。
【００３１】
リム芯材１１はスチール製のパイプが用いられる場合が多いが、近年では、図８（Ｃ）に示すように、加工のし易さの観点から、開断面を持つ芯材１４も用いられてきている。
【００３２】
（第１の実施形態）
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１１０の冷却装置を組み込んだステアリングホイール１１０を示す外観図、図１（Ｂ）は、同図（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。
【００３３】
第１の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１１０の冷却装置は、リム１０の芯材１１をヒートパイプ４０から構成してある。
【００３４】
ヒートパイプ４０は、パイプ内の中空部を脱気減圧し、作動流体を注入し封止して形成されている。このヒートパイプ４０は、駐車時には、トップヒートモード状態で熱輸送機能を停止している。一方、運転開始時のステアリングホイール１１０の回転に伴い、ヒートパイプ４０は、凝縮した作動流体が重力を主体として還流し、熱輸送機能の作動を開始する。このため、ヒートパイプ４０内にウイックを装着することは必ずしも必要ではないが、作動条件のセンシティビティを調整するために、ウイックを適宜設けることもできる。ウイックは、ファイバ、金網、焼結金属などから形成できる。
【００３５】
芯材１１つまりヒートパイプ４０の管材料としては、通常のステアリングホイールに用いられているスチール管や、その他の工業的に入手が容易な銅、ステンレス、アルミニウム、マグネシウムなどの各種の金属パイプが好適に用いられる。但し、ヒートパイプ４０として用いるため、ガスシール性や作動流体に対する耐食性を考慮しなければならない。このため、内面めっきや二重管なども好適に使用し得る。
【００３６】
ここで、熱輸送機能停止時において、ヒートパイプ４０の低温部つまりリム下部１５の温度が上昇する一要因として、高温部からの金属を介した伝熱がある。したがって、リム下部１５における冷熱を保持するためには、管材料の熱伝導度は小さい方が好ましい。この視点で工業的に入手しやすい材料としては、ステンレス管がある。なお、スチールの熱伝導度は５０〜８０Ｗ／ｍｋ、ステンレス（ＳＵＳ３０４）は１６Ｗ／ｍｋ、アルミニウムは概ね１２０〜２４０Ｗ／ｍｋ、銅は４００Ｗ／ｍｋである。
【００３７】
さらに、ステンレスは、部品強度・剛性の面からも高い引っ張り強さ（５０ｋｇ／ｍｍ２程度）を有しているので、スチール（管用炭素鋼で約３０ｋｇ／ｍｍ２）よりも管壁を薄く設計でき、熱伝導を抑制する上で好ましい。
【００３８】
作動流体としては、通常既知の材料を用いることができるが、本技術の使用温度帯域や安全性を考えると、純水が好適である。但し、腐食性などの視点から管内壁の材質に応じて炭化水素やアンモニア、代替フロン類、アルコール類などから、融点が室温以下で臨界点が本発明の適用温度（１００℃程度）を超えるものを適宜選択することができる。
【００３９】
作動流体の注入量は特に限定されないが、本発明はヒートパイプ４０が作動した場合に主に重力で凝縮液を還流するサーモサイホン的な熱輸送形態をとるため、毛細管式よりも多くの量を注入するのが好ましい。但し、作動流体の注入量が少ないと十分な還流が起こらないし、注入量が過剰であると作動時に作動流体の液面および高温部の温度勾配が大きく熱移動が阻害されてしまう。このため、作動流体の注入量は、管内容積の３％から５０％の範囲程度、好ましくは、１０〜３０％が好適である。
【００４０】
第１の実施形態の作用を説明する。
【００４１】
炎天下での駐車時には、リム上部は日射を受けて加熱される一方、リム下部１５は室内温度程度に保たれている。ヒートパイプ４０は、トップヒートモードであるので、熱輸送機能を停止している。駐車状態が数時間に亘っても、日射を受ける部位と受けない部位との温度差は保持されるため、リム下部１５において冷熱が保持されている。
【００４２】
運転開始に伴い、乗員がステアリングホイール１１０を概ね半周切ると、トップヒートモードが解消される。ステアリングホイール１１０の回転が前述したスイッチ機能を発揮し、ヒートパイプ４０は、管内の温度を平準化しようとする熱輸送機能の作動を開始する。ヒートパイプの熱輸送速度はきわめて早いため、高温部となっていたリム上部は、リム下部１５に保持されていた冷熱によって、リム全体の温度のほぼ平均値まで瞬時に冷却される。
【００４３】
上記のように、第１の実施形態によれば、リム１０の芯材１１をヒートパイプ４０から構成したので、電力などのエネルギを使用することなく、炎天下に長時間駐車して高温となったリム１０の高温部分を運転可能な温度にまで迅速に冷却することができるという効果を奏する。
【００４４】
また、ヒートパイプ４０の管材料をステンレスとすることにより、スチールやアルミニウムとする場合に比較して、高温部からの熱伝導を抑制して、リム下部１５における冷熱を保持し易くなる。
【００４５】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１２０の冷却装置を組み込んだステアリングホイール１２０の図１（Ｂ）に相当する断面図である。
【００４６】
第２の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１２０の冷却装置は、リム１０の芯材１４に沿ってヒートパイプ４１を配置してある。
【００４７】
芯材１４は、断面略Ｕ字形状をなし、開断面を有している。ヒートパイプ４１は、芯材１４の開放口側から嵌め込まれ、当該芯材１４に密着するように配置されている。
【００４８】
第２の実施形態の作用は、第１の実施形態と同様であり、炎天下に駐車した後に運転を開始する際には、ステアリングホイール１２０の回転に伴なってヒートパイプ４１が熱輸送機能の作動を開始し、高温部となっていたリム上部が瞬時に冷却される。
【００４９】
上記のように、第２の実施形態によれば、リム１０の芯材１４に沿ってヒートパイプ４１を配置したので、炎天下に長時間駐車して高温となったリム１０の高温部分を瞬時に冷却することができるという効果を奏する。
【００５０】
さらに、第２の実施形態では、芯材１４およびヒートパイプ４１は別体であるから、芯材１４およびヒートパイプ４１をそれぞれの成立要件を満たすような材料や構造で設計でき、設計の自由度が増し、より簡易な構成となる。
【００５１】
また、開断面を有する芯材１４を併せて用いることにより、工業的に量産しやすい形態となる。
【００５２】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１３０の冷却装置を組み込んだステアリングホイール１３０を示す外観図である。
【００５３】
第３の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１３０の冷却装置は、直管状のヒートパイプ４２をリム１０の形状に沿って屈曲させ、第２の実施形態と同様に、リム１０の芯材１４に沿ってヒートパイプ４２を配置してある。
【００５４】
さらに、ヒートパイプ４２の両端を、リム下部１５の位置で日陰となる下部スポーク２０の裏側へ折り返してある。
【００５５】
第３の実施形態の作用は、第１および第２の実施形態と同様であり、炎天下に駐車した後に運転を開始する際には、ステアリングホイール１３０の回転に伴なってヒートパイプ４２が熱輸送機能の作動を開始し、高温部となっていたリム上部が瞬時に冷却される。
【００５６】
上記のように、第３の実施形態によれば、リム１０の芯材１４に沿ってヒートパイプ４２を配置したので、炎天下に長時間駐車して高温となったリム１０の高温部分を瞬時に冷却することができるという効果を奏する。
【００５７】
さらに、第３の実施形態では、ヒートパイプ４２の両端を下部スポーク２０の裏側へ折り返したので、冷熱源との熱授受の点からも設計自由度の高い形態となる。
【００５８】
また、通常のヒートパイプは直管状のものが多いことから、図２に示したような開断面を有する芯材１４を併せて用いることにより、工業的に量産しやすい形態となる。
【００５９】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１４０の冷却装置を組み込んだステアリングホイール１４０の図１（Ｂ）に相当する断面図である。
【００６０】
第４の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１４０の冷却装置は、電子部品などで汎用的に用いられている細径のヒートパイプ４３を、リム１０の芯材１１に沿って複数本並列に配置してある。
【００６１】
第４の実施形態の作用は、第１〜第３の実施形態と同様であり、炎天下に駐車した後に運転を開始する際には、ステアリングホイール１４０の回転に伴なって複数本のヒートパイプ４３が熱輸送機能の作動を開始し、高温部となっていたリム上部が瞬時に冷却される。
【００６２】
上記のように、第４の実施形態によれば、リム１０の芯材１１に沿ってヒートパイプ４３を配置したので、炎天下に長時間駐車して高温となったリム１０の高温部分を瞬時に冷却することができるという効果を奏する。
【００６３】
さらに、第４の実施形態では、汎用的なヒートパイプ４３を使用することから、より工業的に量産しやすい形態となる。
【００６４】
（第５の実施形態）
図５（Ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１５０の冷却装置を組み込んだステアリングホイール１５０を示す外観図、図５（Ｂ）は、同図（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿う断面図、図５（Ｃ）は、同図（Ａ）の５Ｃ−５Ｃ線に沿う断面図である。
【００６５】
第５の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１５０の冷却装置は、第１の実施形態と同様に、リム１０の芯材１１をヒートパイプ４０から構成し、さらに、熱を蓄える蓄熱体５０を熱授受可能にヒートパイプ４０に設けてある。蓄熱体５０は、リム下部１５に配置されている。図５（Ｂ）に示すように、蓄熱体５０は、ヒートパイプ４０の外周を囲繞するように設けられており、ヒートパイプ４０内の作動流体との間の熱交換が速やかに行われる。
【００６６】
なお、蓄熱体５０は、ヒートパイプ４０の外周を金属でくるむように設置した金属塊でもよいし、ヒートパイプ４０の外側に二重管金属容器を形成して潜熱蓄熱材を封入する形態でもよい。
【００６７】
また、下部スポーク２０の裏側は、日陰となるので、冷熱を保持する部位として優れた部位である。そこで、図５（Ｃ）に示すように、下部スポーク２０の裏側に蓄熱体５０を設置することもできる。スポーク２０の裏側は、運転者が握るリム１０のように太さが制限されることはない。したがって、冷熱容量を確保する上でも好適な部位といえる。なお、図５（Ｃ）中符号「２１」はスポーク芯材を示し、「２２」はクッション層を示している。
【００６８】
第５の実施形態の作用を説明すれば、炎天下に駐車した後に運転を開始する際には、ステアリングホイール１５０の回転に伴なってヒートパイプ４０が熱輸送機能の作動を開始し、高温部となっていたリム上部が瞬時に冷却される。さらに、蓄熱体５０を設けることにより低温部の熱容量が大きくなり、真夏の環境でリム１０の最高温度が８０℃を超えるような場合であっても、リム１０は素手で握ることが可能な温度領域（約６０℃以下）まで冷却される。また、車両を炎天下に長時間放置したときであっても蓄熱体５０により十分な冷熱が保持され、ステアリングホイール１５０を冷却する効果を十分に発揮する。
【００６９】
上記のように、第５の実施形態によれば、リム１０の芯材１１をヒートパイプ４０から構成したので、炎天下に長時間駐車して高温となったリム１０の高温部分を瞬時に冷却することができるという効果を奏する。
【００７０】
さらに、第５の実施形態では、ヒートパイプ４０に、熱を蓄える蓄熱体５０が熱授受可能に設けられているので、低温部の熱容量を大きくして、ステアリングホイール１５０の高い冷却効果を長時間に亘って確保することができる。
【００７１】
図５（Ｄ）は、第５の実施形態の改変例に係る車両用ステアリングホイールの冷却装置を組み込んだステアリングホイールの図５（Ｃ）に相当する断面図である。
【００７２】
この改変例は、第３の実施形態のようにヒートパイプ４０の一部を下部スポーク２０の裏側へ導き、この折り返された部位のヒートパイプ４０に蓄熱体５０を熱授受可能に設けたものである。かかる構成では、下部スポーク２０の裏側が冷熱を保持するとともに冷熱容量を確保できる部位として優れていることとあいまって、蓄熱体５０とヒートパイプ４０内の作動流体との間の熱交換効率がさらに向上する。
【００７３】
（第６の実施形態）
図６（Ａ）は、本発明の第６の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１６０の冷却装置を組み込んだステアリングホイール１６０を示す外観図、図６（Ｂ）は、同図（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線に沿う断面図である。
【００７４】
第６の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１６０の冷却装置は、リム１０の芯材１１をヒートパイプ４０から構成し、さらに、熱を蓄える蓄熱体５１を熱授受可能にヒートパイプ４０に設けてある。蓄熱体５１は、リム下部１５に配置されている。図６（Ｂ）に示すように、蓄熱体５１は、ヒートパイプ４０の管内に設けられており、ヒートパイプ４０内の作動流体との間の熱交換が速やかに行われる。
【００７５】
図示例の蓄熱体５１は、カプセル化した蓄熱材をヒートパイプ４０内に封入したものである。カプセル化は、蓄熱材が融解と凝固を繰り返す際に、管壁に固着したり、蒸気の経路を塞いだりしないようになされている。カプセル径が細か過ぎると、粒子間の蒸気経路が凝縮した作動流体で塞がれ、熱交換効率が劣ってしまう。一方、カプセル径が大き過ぎると、蓄熱材の芯部への熱伝導が劣り、冷熱の放出速度が下がる。したがって、蓄熱体５１は、２ｍｍ〜１０ｍｍ程度の粒径の粒状体が好ましい。蓄熱体５１の形状は、球や円筒状など工業的に得られやすい形で支障がない。
【００７６】
蓄熱体５１の充填量は、管内の低温部に収まる程度の量（管内容積の１／３程度）あれば十分効果を発揮するが、多く詰めても効果を損なうものではない。但し、管内容積の１／２を超える量を充填する場合には、前述した特許文献１の技術と同様に駐車中に加熱部の温度上昇を遅延させる働きが期待できる半面、蒸気や液還流の経路を塞いだり、作動液の不足でドライアップしやすくなったりすることに注意が必要である。
【００７７】
本発明に好適な蓄熱体５１は、潜熱の形で熱を蓄えるとともに融点が３０℃から６０℃の範囲にある潜熱蓄熱材を含有しているものである。かかる潜熱蓄熱材によれば、室温付近の温度で冷熱を蓄積し、ステアリングホイール１６０を握ることができなくなる温度領域よりやや低い温度域で多量の冷熱を供給する。
【００７８】
このような潜熱蓄熱材の具体的な材料としては、金属塩または金属塩水和物が好ましい。例えば、硫酸ナトリウム１０水和物（融点３２℃）、酢酸ナトリウム３水和物（同５５℃）、酢酸ナトリウム３水和物＋硝酸ナトリウム混合物（同４７〜５０℃程度）などの金属塩水和物や、炭素数がおおよそ１８から２５程度のパラフィン類などがあり、適宜使用することができる。
【００７９】
但し、蓄熱材の密度が高い方が限られた体積中での蓄熱量が多くなる。特に作動流体が水の場合には、蓄熱材比重が１．０以上ならば作動流体中に沈降することにより、より冷熱保持がし易くなる。このような観点から、潜熱蓄熱材の種類としては、例えば、硫酸ナトリウム１０水和物は１．４６の比重を有し、パラフィン系より金属塩水和物系の方が好ましい。
【００８０】
第６の実施形態の作用は、第５の実施形態と同様であり、炎天下に駐車した後に運転を開始する際には、ステアリングホイール１６０の回転に伴なってヒートパイプ４０が熱輸送機能の作動を開始し、高温部となっていたリム上部が瞬時に冷却される。さらに、蓄熱体５１を設けることにより低温部の熱容量が大きくなり、真夏の環境でもリム１０は十分に冷却される。また、車両を炎天下に長時間放置したときであっても蓄熱体５１により十分な冷熱が保持され、ステアリングホイール１６０を冷却する効果を十分に発揮する。
【００８１】
上記のように、第６の実施形態によれば、リム１０の芯材１１をヒートパイプ４０から構成したので、炎天下に長時間駐車して高温となったリム１０の高温部分を瞬時に冷却することができるという効果を奏する。
【００８２】
さらに、第６の実施形態では、ヒートパイプ４０に、熱を蓄える蓄熱体５１が熱授受可能に設けられているので、低温部の熱容量を大きくして、ステアリングホイール１６０の高い冷却効果を長時間に亘って確保することができる。
【００８３】
しかも、蓄熱体５１ヒートパイプの管内に設けられているので、蓄熱体５１は作動流体に直接接触することとなり、速やかに冷熱を放出でき、ステアリングホイール１６０の冷却効果をさらに高めることができる。
【００８４】
また、蓄熱体５１は、粒状体であるので、作動流体と接触する表面積が安定的に確保され、速やかに冷熱を放出する効果がさらに顕著となる。
【００８５】
また、蓄熱体５１は、潜熱の形で熱を蓄えるとともに融点が３０℃から６０℃の範囲にある潜熱蓄熱材を含有しているので、金属の顕熱に比べて数百倍の融解潜熱を持つため熱容量の視点からは極めて有利であり、ステアリングホイール１６０の冷却効果をより一層高めることができる。
【００８６】
また、潜熱蓄熱材は、金属塩または金属塩水和物であるので、室温付近の温度で冷熱を蓄積し、ステアリングホイール１６０を握ることができなくなる温度領域よりやや低い温度域で多量の冷熱を供給することができる。
【００８７】
（第７の実施形態）
図７（Ａ）は、本発明の第７の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１７０の冷却装置を組み込んだステアリングホイール１７０を示す外観図、図７（Ｂ）は、同図（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線に沿う断面図である。
【００８８】
第７の実施形態に係る車両用ステアリングホイール１７０の冷却装置は、第６の実施形態と同様に、リム１０の芯材１１をヒートパイプ４０から構成し、粒状体の蓄熱体５１を熱授受可能にヒートパイプ４０の管内に封入してある。さらに、車輪の向きを直進方向に向ける位置を基準としたときのリム下部１５を断熱材６０により被覆し、断熱被覆層を形成してある。
【００８９】
駐車時間が長時間に及んだ場合、ステアリングホイール周辺の空気温度は６０℃近辺まで上昇する場合がある。また、日差しの方向によってはリム下部１５が日射を受ける場合もある。これらの場合を想定して、第７の実施形態のように、リム下部１５を断熱材６０によって保冷しておくことが望ましい。
【００９０】
断熱材６０の材質としては、発泡体や繊維不織布など通常既知の材料を適宜用いることができる。断熱被覆層の表面は、日射あるいは周囲からの放射を吸収しにくい高反射面が好ましく、アルミニウムシートを成形したカバー、金属めっきを施した樹脂カバー、あるいはアルミニウムフレークを用いたメタリック塗装などが好ましい。また、白色表皮や白色塗装による被覆も反射率が大きく、保冷効果がある。
【００９１】
第７の実施形態の作用は、第６の実施形態と同様に、炎天下に駐車した後に運転を開始する際には、ステアリングホイール１７０の回転に伴なってヒートパイプ４０が熱輸送機能の作動を開始し、高温部となっていたリム上部が瞬時に冷却される。さらに、蓄熱体５１を設けることにより低温部の熱容量が大きくなり、真夏の環境でもリム１０は十分に冷却される。また、車両を炎天下に長時間放置したときであっても蓄熱体５１により十分な冷熱が保持され、ステアリングホイール１７０を冷却する効果を十分に発揮する。しかも、断熱材６０によりリム１０の下部位置が保冷され、十分な冷熱が保持されているので、ステアリングホイール１７０を冷却する効果をより一層十分に発揮する。
【００９２】
上記のように、第７の実施形態によれば、車輪の向きを直進方向に向ける位置を基準としたときのリム下部１５を断熱材６０により被覆したので、第６の実施形態の効果に加えてさらに、ステアリングホイール１７０の高い冷却効果を長時間に亘ってより一層確保することができる。
【００９３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００９４】
外径２０ｍｍ、内径１６ｍｍのステンレス管を曲げ加工し、外径４００ｍｍの管状リムを作成した。管状リムの一部に、作動流体の注入口を設けた。注入口は銅製である。管状リムの内部に、予め、カプセル型の潜熱蓄熱材を蓄熱体として封入した。カプセル型潜熱蓄熱材は、後述の方法により調整した。カプセル型潜熱蓄熱材の封入量を１００ｇとした。この量のカプセル型潜熱蓄熱材は、管状リムの管内容積の約半分弱を占めた。
【００９５】
次に、注入口から管状リムの管内に作動流体として純水を６０ｇ注入し、注入口を仮締めした。その後、管状リム全体を１２５℃に加熱し、仮締めを開放して管内の非凝縮ガスを追い出した。その後、再度、注入口を圧着切断し、作動流体を封止した。注入口封止後の作動流体（純水）の量は約５０ｇとなった。
【００９６】
蓄熱材は、三菱化学（株）社製のＳＴＬ潜熱蓄熱材の酢酸ナトリウム／硝酸ナトリウム混合蓄熱材（融点５０℃、融解潜熱２０５ＫＪ／Ｋｇ）を用いた。この蓄熱材を、外径４ｍｍ、管壁厚０．１５ｍｍのポリプロピレン製チューブに溶融充填し、その後に、５ｍｍ間隔でチューブを熱圧着し切断した。このようにしてカプセル型潜熱蓄熱材を調整し、簡易的な粒状体の蓄熱体を得た。
【００９７】
こうして得られたリムを実車ステアリングホイールのスポークに溶接し、クッション層として黒色の発泡ウレタンテープを均一に約３ｍｍの厚さになるように巻き付けた。さらに、図７（Ａ）に示したように、リム下部１５付近にウレタンテープをさらに２ｍｍの厚さに巻き付け、その表面にアルミニウム製の反射テープを１層巻き付け、本発明のステアリングホイールの一実施例とした。
【００９８】
また、比較例１として、作動流体を封入せずにヒートパイプ作用のないステアリングホイールを製作した。比較例１のステアリングホイールは、作動流体を封入しない点を除いて、実施例と同様の手続きで試作した。
【００９９】
また、比較例２として、現行のステアリングホイールを用いた。
【０１００】
（実車試験結果）
実施例、比較例１および比較例２の各ステアリングホイールを装着した実車を７月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変化を測定した。温度測定点は、リム上端部およびリム下端部の表面として。温度は熱電対を用いて測定した。測定方法は、午前１０時に駐車を開始し、２時間後の正午に駐車時の温度を測定し、その直後に、ステアリングホイールを反転し、反転してから１０秒後および３０秒後の温度を測定した。下記の表１に測定結果を示す。
【０１０１】
【表１】
2004122970.tif 000003
【０１０２】
比較例１（作動流体なし）および比較例２（現行ステアリングホイール）の場合には、反転してから３０秒経過しても、リム上部の温度は、約１０℃しか降下せず、乗員が素手で握ることが可能な温度領域である約６０℃を超える約７０℃であり、加熱されたリム上部の冷却が不十分であった。
【０１０３】
一方、本発明の実施例の場合には、反転してから１０秒経過するだけで、リム上部の温度は、１７．３℃も降下し、乗員が素手で握ることが可能な温度領域である約６０℃近傍にまで冷却され、反転してから３０秒経過すれば、リム上部の温度は、２５．１℃も降下して５３．１℃となり、乗員が素手で握ることが可能な温度領域である約６０℃以下にまで十分に冷却された。
【０１０４】
これにより、ステアリングホイールにおいてリムをヒートパイプとすることにより、炎天下に長時間駐車することにより高温となったリムの高温部を瞬時に冷却することができ、さらに潜熱蓄熱材をヒートパイプ管内に封入することによりステアリングホイールの冷却効果を一層高め得ることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る車両用ステアリングホイールの冷却装置を組み込んだステアリングホイールを示す外観図、図１（Ｂ）は、同図（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る車両用ステアリングホイールの冷却装置を組み込んだステアリングホイールの図１（Ｂ）に相当する断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る車両用ステアリングホイールの冷却装置を組み込んだステアリングホイールを示す外観図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る車両用ステアリングホイールの冷却装置を組み込んだステアリングホイールの図１（Ｂ）に相当する断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る車両用ステアリングホイールの冷却装置を組み込んだステアリングホイールを示す外観図、図５（Ｂ）は、同図（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿う断面図、図５（Ｃ）は、同図（Ａ）の５Ｃ−５Ｃ線に沿う断面図、図５（Ｄ）は、第５の実施形態の改変例に係る車両用ステアリングホイールの冷却装置を組み込んだステアリングホイールの図５（Ｃ）に相当する断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、本発明の第６の実施形態に係る車両用ステアリングホイールの冷却装置を組み込んだステアリングホイールを示す外観図、図６（Ｂ）は、同図（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の第７の実施形態に係る車両用ステアリングホイールの冷却装置を組み込んだステアリングホイールを示す外観図、図７（Ｂ）は、同図（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】図８（Ａ）は、一般的な車両用ステアリングホイールを示す外観図、図８（Ｂ）は、同図（Ａ）の８Ｂ−８Ｂ線に沿う断面図、図８（Ｃ）は、他のリム芯材を示す断面図である。
【符号の説明】
１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０…車両用ステアリングホイール
１０…リム
１１、１４…リムの芯材
１２…クッション層
１５…リム下部（車輪の向きを直進方向に向ける位置を基準としたときのリムの下部部分）
２０…スポーク
４０、４１、４２、４３…ヒートパイプ
５０、５１…蓄熱体
６０…断熱材
【図１】
2004122970.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004122970.tif 000008
【図６】
2004122970.tif 000009
【図７】
2004122970.tif 000010
【図８】
2004122970.tif 000011