(57)【要約】【課題】輝く太陽光の下に長時間駐車した自動車の熱いステアリングホイールの満足できる冷却が行なえるステアリングホイールを提供することにある。【解決手段】少なくとも１つのスポーク（１４）によりリム（１３）に連結された中央ハブ（１５）を備えたステアリングホイールを開示する。少なくとも１つのヒートパイプ（９）が設けられており、該ヒートパイプは、あらゆる外部冷却構造から断熱されかつヒートパイプ自体の機能のみによって、リムの第一領域（５）から他の領域（６）に熱を搬送するように構成されている。ヒートパイプは、リムの周囲に沿って配置するのが好ましい。
2006525909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのスポークによりリムに連結された中央ハブと、少なくとも１つのヒートパイプとを有し、該ヒートパイプまたは各ヒートパイプは、外部冷却構造から断熱されかつヒートパイプ自体の機能のみによって、リムの第一領域から他の領域に熱を搬送するように構成されていることを特徴とするステアリングホイール。
【請求項２】
前記リムは、実質的にリムの全周に亘って延びている単一のヒートパイプを有していることを特徴とする請求項１記載のステアリングホイール。
【請求項３】
前記ヒートパイプは、実質的に円形の形状を有していることを特徴とする請求項２記載のステアリングホイール。
【請求項４】
前記リムは２つのヒートパイプを有し、該ヒートパイプはリムの全周のほぼ１／２に亘って延びていることを特徴とする請求項１記載のステアリングホイール。
【請求項５】
前記各ヒートパイプは、実質的に半円形状を有していることを特徴とする請求項４記載のステアリングホイール。
【請求項６】
前記２つのヒートパイプは、互いに熱的に連結されていることを特徴とする請求項４または５記載のステアリングホイール。
【請求項７】
前記ヒートパイプまたは各ヒートパイプは、ヒータが設けられているか、ヒータに連結されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のステアリングホイール。
【請求項８】
前記ヒートパイプまたは各ヒートパイプは加熱要素を有していることを特徴とする請求項７記載のステアリングホイール。
【請求項９】
前記リム内のみに配置されたヒートパイプを有していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載のステアリングホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステアリングホイールに関し、より詳しくは、自動車等の動力車両用ステアリングホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの国において、１年のうち少なくとも夏季の数ヶ月は、戸外に駐車した車両のステアリングホイールは極端に熱くなる。熱いステアリングホイールは手で持つのが困難であり、従って、ステアリングホイールの適正操作に悪影響を与えるため、ステアリングホイールが熱いうちに運転するのは危険である。寒冷地でも同じ問題があり、非常に冷たいステアリングホイールで自動車を運転するのは危険である。
【０００３】
自動車内に通常設けられている暖房システムまたはエアコンディショニングシステムを用いてステアリングホイールの温度を大きく変化させるには、かなりの長時間を要する。従って、これまでにも、ステアリングホイールを加熱するのに使用される電気加熱ワイヤを用いたステアリングホイールを提供することが提案されている。しかしながら、この形式の構成は、輝く太陽光の下に長時間駐車した自動車の熱いステアリングホイールの満足できる冷却は行えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って本発明の目的は、改善された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】
【０００５】
従って本発明によれば、少なくとも１つのスポークによりリムに連結された中央ハブと、少なくとも１つのヒートパイプとを有し、該ヒートパイプまたは各ヒートパイプは、外部冷却構造から断熱されかつヒートパイプ自体の機能のみによって、リムの第一領域から他の領域に熱を搬送するように構成されているステアリングホイールが提供される。
好ましくは、リムは、実質的にリムの全周に亘って延びている単一のヒートパイプを有している。
【０００６】
ヒートパイプは、実質的に円形の形状を有するのが有利である。
他の構成として、リムは２つのヒートパイプを有し、該ヒートパイプはリムの全周のほぼ１／２に亘って延びている。
好ましくは、各ヒートパイプは、実質的に半円形状を有している。
２つのヒートパイプは、互いに熱的に連結されているのが有利である。
【０００７】
ヒートパイプまたは各ヒートパイプは、ヒータが設けられるか、ヒータに連結されるのが便利である。
好ましくは、ヒートパイプまたは各ヒートパイプには加熱要素を設ける。
他の構成として、ステアリングホイールのリム内のみにヒートパイプを配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の理解を一層容易にしかつ本発明の特徴を一層明らかにするため、本発明の実施形態を添付図面を参照して以下に説明する。
【０００９】
本発明には「ヒートパイプ」が使用されることを理解すべきである。ヒートパイプは従来から提案されており、急速な熱伝導を行うのに使用できる細長パイプの形態をなしている。一般的なヒートパイプは、アルミニウムまたは銅等の金属で形成された細長チューブからなる。チューブの内部には、チューブの一端から他端まで延びているウイック（灯芯）が収容されている。ウイックは、パイプの内壁上に取り付けることができる。パイプには、水、アセトン、エタノールまたはメタノール等の一定量の揮発性流体が収容される。パイプの内部は、大気圧より実質的に低い圧力に維持される。パイプの一領域（例えば一端領域）が加熱されると、パイプ内の液体が該領域内で気化し、次に、気相としてパイプの他端へと移動する。蒸気が冷却されると、蒸気は凝結する。これにより蒸気は再び液体に戻り、重力の作用および／またはウィックにより行われる灯心作用により、パイプの加熱領域に向かって搬送される。熱は、パイプの加熱領域で気化の潜熱により吸収され、かつ蒸気が凝結するヒートパイプの箇所で蒸気が凝結するときの気化熱の再利用により放射されることを理解すべきである。熱は、ヒートパイプの一領域から他の領域へと非常に急速に搬送され、この搬送中の熱損失は極く僅かである。この形式のヒートパイプは従来から提案されており、当業者には知られている。
【００１０】
図１を参照すると、ここには、自動車２のステアリングホイール１が概略的に示されている。自動車２は、輝く太陽光を受ける駐車状態にあるところが示されている。従って、太陽光（概略的に参照番号３で示す）の放射エネルギは自動車２のウインドススクリーンすなわちウインドシールド４を透過して、ステアリングホイール１の最上方領域５を加熱することが理解されよう。図１から明らかなように、ステアリングホイール１の下方領域６は、ステアリングホイールの他の領域および／または自動車のステアリングコラム７およびダッシュボード８の部分により太陽光３による直接加熱から遮蔽される。従って、図１に示す状況で従来のステアリングホイールにより得られる効果は、ステアリングホイールの上方領域５が太陽光により非常に高温に上昇される一方、ステアリングホイールの下方領域６は、ステアリングホイールを操作する人にとって一層快適な温度に維持される。従って、ステアリングホイールの上方領域５の温度を、下方領域６の温度へと低下させることが望まれている。
【００１１】
図２には、本発明によるステアリングホイールでの使用に適した実質的に真直なヒートパイプ９が示されている。ヒートパイプ９は、最初は真直な一定長さのチューブ１０からなり、該チューブ１０は、優れたレベルの熱伝導性を有する一定長さの銅チューブが好ましい。銅チューブ１０の内部には、ウイック構造１１および水、アセトン、エタノールまたはメタノール等の揮発性流体が設けられる。しかしながら、本発明で使用するには、銅チューブ１０内に水を使用するのが好ましい。ウイック１１は銅チューブ１０の実質的に全周に亘って配置するのが好ましく、かつ従来技術におけるように銅チューブ１０の内壁上に取付けられる。銅チューブ１０は、内部圧力が実質的に大気圧より低くなるように真空化され、かつこれらの内部圧力状態を維持すべくチューブ１０の両端部がシールされる。
【００１２】
図３には、ヒートパイプ９の銅チューブ１０が、該チューブよりも僅かに大きい直径を有する他のチューブ１２内に軸線方向に挿入されるところが示されている。チューブ１２は、一定長さのスチールまたはアルミニウムチューブの形態をとるのが好ましい。スチールまたはアルミニウムは、銅より剛性が実質的に大きいため、自動車のステアリングホイールの外側リムを形成するのに適しており好ましい。
【００１３】
ヒートパイプ９がチューブ１２内に完全に挿入されたならば、得られた構造体はオーブン内で加熱され両チューブ１０、１２が一体に連結される。両チューブ１０、１２がこのようにして一緒に加熱されると、銅チューブ１０はスチールまたはアルミニウムの外側チューブ１２より大きい度合いで膨張し、従って、銅チューブ１０の外面がスチールまたはアルミニウムチューブ１２の内面に対して密接するように押圧される。このような加熱は、銅チューブ１０および／またはスチールまたはアルミニウムチューブ１２が機械的に変形されて、両チューブが互いに連結されるまで続けられる。このような両チューブ１０、１２間の機械的連結は、加熱工程前に銅チューブ１０の外面が擦過されているか、摩擦されていると一層改善される。
【００１４】
両チューブ１０、１２が上記のようにして互いに連結されたならば、得られたパイプは、ステアリングホイールのリムに適した形状となるように曲げられる。同軸状に相互連結されたチューブ１０、１２は、例えば図４に示すように、ステアリングホイールの実質的に円形のリム１３を形成するように実質的に円形の形状に曲げられる。スチールまたはアルミニウムの外側チューブ１２は、ステアリングホイールの最下方領域６で互いに連結されており、銅チューブ１０により形成されたヒートパイプ９の両端部は、実質的に互いに隣接してステアリングホイールの下方領域６に配置される。チューブ１０、１２の同軸長さが、ステアリングホイールのリム１３を形成するように上記のごとく変形されたならば、得られたリム１３は、次に、例えばクリンピング、溶接または他の便利な固定方法により、ステアリングホイールのダイキャストスポーク１４（該スポーク１４はリム１３から中央ハブ１５まで延びている）に連結される。スポーク１４およびハブ１５の構造は主としてアルミニウムまたはマグネシウム材料で形成するのが好ましい。
【００１５】
次に、柔軟で弾性のあるプラスチックまたは発泡体の層１６がリム１３およびスポーク１４の一部に設けられ、プラスチックまたは発泡体は、比較的高レベルの熱伝導性をもつものが選択される。最後に、触覚的および審美的に心地良い外側カバーをステアリングホイールに設けるため、レザーまたはプラスチックシートがプラスチックまたは発泡体の層１６の外面に取付けられる。
【００１６】
図４に示された上記ステアリングホイール構造は、ヒートパイプ９がステアリングホイールの周囲リム１３内に設けられた構成であるが、ヒートパイプ９を、例えば従来技術の構成でこれまでに提案されている熱交換器のような任意の外部冷却装置から断熱される態様で完全に内蔵するように構成できる。従って、ヒートパイプ９は、例えば太陽からの放射エネルギにより、上方領域５が下方領域６の温度より高い温度に加熱された場合に、ステアリングホイールの上方領域５から下方領域６に向けて熱を搬送するように構成されていることが理解されよう。ステアリングホイールの上方領域５のヒートパイプ９内の任意の液体は、ステアリングホイールの上方領域５が加熱されると気化し、気相となってヒートパイプ９の両端部（該両端部は、ステアリングホイールの下方領域６に配置されている）に向かって移動する。かくして、液体蒸気はステアリングホイールの下方領域６で冷却されるため、凝結して液相に戻る。次に、液体は、ヒートパイプ９内に設けられたウイックの灯心作用により、ステアリングホイールの加熱領域５に戻される。この効果は、ステアリングホイールの上方領域５が冷却されるようになり、ステアリングホイールが太陽光に曝されることにより生じる熱が、ステアリングホイールのリム１３の全体に亘ってより均一に分散されることである。この試験では、従来のステアリングホイールの上方領域が９０℃に達する状態で、本発明の上記構成はステアリングホイールの上方領域で約７０℃の温度（この温度は、自動車を運転する人が非常に安全に触れることができる温度である）に到達するに過ぎないことが判明している。
【００１７】
以上、本発明を特定実施形態に関連して説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく或る変更を行ない得ることを理解すべきである。例えば図５には本発明の他の可能な実施形態が示されており、この実施形態では、ステアリングホイールのリム１３に実質的に半円形の２つのヒートパイプ９ａ、９ｂが設けられており、両ヒートパイプ９ａ、９ｂはアルミニウムまたはスチールの外側チューブ１２内に設けられている。図示のように、一方のヒートパイプ９ａは、ステアリングホイールの上方領域５の位置から下方領域６の位置まで延びており、かつステアリングホイールの右側に配置されている。同様に、他方のヒートパイプ９ｂもステアリングホイールの上方領域５から下方領域６まで延びているが、リム１３の左側に配置されている。これらの各ヒートパイプ９ａ、９ｂは、図４に示した前述の実施形態の単一ヒートパイプ９と同じ機能を発揮する。２つのヒートパイプ９ａ、９ｂそれぞれの端部は互いに熱的に連結されており、また、他の構成では、一方のヒートパイプをリム１３の上半部に配置しかつ他方のヒートパイプを下半部に配置することができる。
【００１８】
図６には本発明の他の可能な実施形態が示されており、この実施形態では、図４に示しかつ説明した構成に外部熱源が設けられている。この実施形態では、ヒートパイプ９内に一定長さの加熱ワイヤすなわち加熱要素１７が設けられている。該加熱要素１７は、湾曲経路に従ってヒートパイプ９の実質的に全周に亘って延び、かつ加熱制御ユニット１８に電気的に接続されている。加熱制御ユニット１８は、ステアリングホイールのハブ１５内に設けることができるし、かつ自動車内のいずれかの場所に設けることもできる。制御ユニット１８により加熱要素１７が付勢されると、加熱要素１７は、ステアリングホイールのリム１３を加熱する機能を有している。このような構成では、ステアリングホイールの上方部分が太陽光により過度に加熱される場合には、前述の態様でヒートパイプ９のみが作動することによってステアリングホイールの冷却が行われる（この場合には、ヒータのスイッチはオフになっている）。しかしながら、冷たい状態では、ステアリングホイールのリムを加熱するため、外部熱源のスイッチをオンにすることができる。
上記各構成において、ステアリングホイールには、そのリム１３内にヒートパイプが設けられるに過ぎない。
【００１９】
本明細書において、「有する」とは、「含むまたはからなる」を意味するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】太陽光による加熱作用を受けている自動車のステアリングホイールを示す概略図である。
【図２】本発明に使用するヒートパイプを示す概略図である。
【図３】図２のヒートパイプを、ステアリングホイールのリム部分を形成するチューブ内に挿入するところを示す図面である。
【図４】本発明の第一実施形態による完成ステアリングホイールを示す図面である。
【図５】本発明の他の実施形態による完成ステアリングホイールを示す図面である。
【図６】リムを通って配置された加熱要素が設けられたステアリングホイールを示す、図４に対応する図面である。
【符号の説明】
【００２１】
１  ステアリングホイール
３  太陽光
９  ヒートパイプ
１０  内側チューブ（銅チューブ）
１１  ウイック構造
１２  外側チューブ（スチールまたはアルミニウムチューブ）
１３  リム
１５  ハブ
１７  加熱ワイヤ（加熱要素）
１８  加熱制御ユニット
【図１】
2006525909.tif 000003
【図２】
2006525909.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2006525909.tif 000010