JP2019102527A - 温度調整装置及びステアリング - Google Patents
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Abstract
【課題】熱電変換素子によって効率よくステアリングを冷却することができる温度調整装置及びステアリングを提供する。【解決手段】ステアリング２０の芯金に接するように温度調整装置１が設けられている。温度調整装置１は、熱電変換素子２が設けられた伝熱ブロック１０を有する。伝熱ブロック１０内に複数の密閉室１３が設けられ、各密閉室１３内に水などの液体Ｌと空気などの気体Ｇが収容されている。伝熱ブロック１０が昇温すると、液体Ｌが蒸発し、この際の蒸発潜熱により伝熱ブロック１０が降温する。【選択図】図１
Description
本発明は、自動車等のステアリングに設置するのに好適な温度調整装置に関するものであり、特に熱電変換素子を用いた温度調整装置に関する。また、本発明は、この温度調整装置を備えたステアリングに関する。
従来、ステアリングホイールの温度調整装置としては、例えば特許文献１，２に記載されたものが知られている。特許文献１の装置では、ステアリングホイールにペルチェ素子が設置されており、ステアリングホイールのリング部の表面の熱がペルチェ素子によってリング部の芯材に伝達されるようになっている。これにより、リング部の表面が冷却される。
特許文献２には、ペルチェ素子の熱を熱伝導部材によってステアリングハンドルに伝達させるステアリングの加熱冷却装置が記載されている。
本発明は、熱電変換素子によって効率よくステアリングを冷却することができる温度調整装置と、この温度調整装置を備えたステアリングを提供することを目的とする。
本発明の温度調整装置は、通電されることにより一端側が加熱側となり他端側が冷却側となる熱電変換素子と、該熱電変換素子の加熱側に直接に又は伝熱部材を介して接続された伝熱ブロックとを有し、該伝熱ブロックに、液体及び気体を収容した密閉室が設けられている。
本発明の一態様では、前記液体は水であり、気体は空気である。
本発明の一態様では、前記伝熱ブロックは、一方向に長く延在する形状を有しており、複数の密閉室が該一方向に配列されている。
本発明の一態様では、前記密閉室の列が平行に複数列設けられている。
本発明の一態様では、前記伝熱ブロックの１つの面に凹部が設けられており、該凹部に前記熱電変換素子が嵌装されている。
本発明のステアリングは、かかる本発明の温度調整装置を備える。
本発明の温度調整装置では、熱電変換素子からの熱により伝熱ブロックが昇温すると、密閉室内の液体が蒸発し、この際の蒸発潜熱により伝熱ブロックの熱が吸収される。これにより、熱電変換素子の加熱側が降温する。
本発明の温度調整装置によると、温度が高くなったステアリングを迅速に冷却することができる。
図１〜４を参照して実施の形態に係る温度調整装置１について説明する。
この温度調整装置１は、熱電変換素子２の加熱側が密着した伝熱ブロック１０を有する。なお、この実施の形態では、熱電変換素子２が伝熱ブロック１０に直接的に接しているが、熱電変換素子２が伝熱部材を介して伝熱ブロック１０に伝熱可能に保持された構成とされてもよい。
伝熱ブロック１０は、この実施の形態では長方形盤状であり、前面（受熱面）に浅い凹部１１が設けられ、該凹部に熱電変換素子２が嵌装されるようになっている。熱電変換素子２は一方の面が冷却面、他方の面が放熱面になっており、放熱面と該凹部の底面とが接する。伝熱ブロック１０の前面の周縁部には、熱電変換素子２のハーネス３を通すための溝１２が設けられている。
伝熱ブロック１０内には、複数の密閉室１３が設けられており、該密閉室１３内に液体Ｌと気体Ｇとが収容されている。この実施の形態では、熱電変換素子２は略長方形板状であり、伝熱ブロック１０も略長方形の盤状である。密閉室１３は伝熱ブロックの長手方向に２列に配列されているが、１列又は３列以上でもよく、これに限定されない。
伝熱ブロック１０は、銅、アルミニウムなど高熱伝導性金属材料にて構成されている。伝熱ブロック１０は、高熱伝導性材料の高分子材料性とされてもよい。
液体としては、水、メチルアルコール、エチルアルコール、ブタノール、これらの２種以上の混合物などが例示されるが、これに限定されない。液体としては、沸点が６０〜１２０℃特に８０〜１００℃であるものが好ましく、特に水が好ましい。気体としては、空気、窒素、アルゴン、これらの混合物などが好ましく、特に空気が好ましいが、これに限定されない。常温（２０℃）における密閉室１３内の液体の量は、密閉室１３の容積の４０〜８０％特に５０〜６０％程度が好ましい。
伝熱ブロック１０は、例えば、密閉室１３となる凹陥部を有したベースの該凹陥部に少量の液体を注入した後、蓋を被せ、溶接、接着などにより蓋とベースとを気密に接合することにより製造される。ただし、伝熱ブロック１０の製造方法はこれに限定されない。
温度調整装置１が自動車のステアリング用の温度調整装置である場合、伝熱ブロック１０の長さが４０〜５０ｍｍであり、幅が２０〜３０ｍｍであり、厚さが１０〜１５ｍｍであることが好ましい。
温度調整装置１が常温（室温）又はそれよりも低温である場合、密閉室１３内の液体成分は凝縮して液状となっている。熱電変換素子２からの熱によって伝熱ブロック１０が昇温すると、液体が蒸発し、この際の蒸発潜熱により、伝熱ブロック１０の保有熱が奪熱され、伝熱ブロック１０が降温する。
このように、伝熱ブロック１０が降温することにより、熱電変換素子２の加熱側が降温するので、熱電変換素子２による冷却が効率よく行われる。その後、伝熱ブロック１０が降温すると密閉室１３内の気体中の液体成分が凝縮して液体に戻る。
本発明の温度調整装置はステアリングの冷却に好適である。図１は温度調整装置１を備えたステアリング２０の斜視図である。
ステアリング２０は、この実施の形態では所謂２本スポークタイプのものであり、その中央のステアリングハブ部２１から左右に向かってそれぞれスポーク部２２が延出し、各スポーク部２２の先端側がそれぞれホイール部２５に連なっている。ただし、ステアリング２０は３本のスポークを有しているものであってもよい。
ホイール部２５及びスポーク部２２は、芯金と、芯金を覆う発泡ウレタン等の発泡合成樹脂層（図示略）と、発泡合成樹脂ウレタン層を覆う皮革などの表皮材等を有する。ホイール部２５の芯金２６に接するようにして、ホイール部２５の左右の２箇所に温度調整装置１が設けられている。
上記説明は本発明の一例であり、本発明は上記以外の各種形態とされてもよい。例えば、上記実施の形態では、伝熱ブロック１０の外面は平面状となっているが、フィンを設けるなどして凹凸を形成し、放熱特性を高めるようにしてもよい。また、ステアリングにおける温度調整装置１の設置位置及び設置数は上記以外でもよく、例えばスポーク部に温度調整装置１が設置されてもよい。
１ 温度調整装置
２ 熱電変換素子
１０ 伝熱ブロック
１３ 密閉室
２０ ステアリング
２ 熱電変換素子
１０ 伝熱ブロック
１３ 密閉室
２０ ステアリング
Claims (6)
- 通電されることにより一端側が加熱側となり他端側が冷却側となる熱電変換素子と、
該熱電変換素子の加熱側に直接に又は伝熱部材を介して接続された伝熱ブロックとを有し、該伝熱ブロックに、液体及び気体を収容した密閉室が設けられている温度調整装置。 - 請求項１の温度調整装置において、前記液体は水であり、気体は空気であることを特徴とする温度調整装置。
- 請求項１又は２の温度調整装置において、前記伝熱ブロックは、一方向に長く延在する形状を有しており、複数の密閉室が該一方向に配列されていることを特徴とする温度調整装置。
- 請求項３の温度調整装置において、前記密閉室の列が平行に複数列設けられていることを特徴とする温度調整装置。
- 請求項１〜４のいずれか１項の温度調整装置において、前記伝熱ブロックの１つの面に凹部が設けられており、該凹部に前記熱電変換素子が嵌装されていることを特徴とする温度調整装置。
- 請求項１〜５のいずれか１項に記載の温度調整装置を備えたステアリング。
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| JP2004526930A (ja) * | 2001-02-09 | 2004-09-02 | ビーエスエスティー エルエルシー | 熱的な分離を利用した効率改善型熱電システム |
| JP2007153026A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Toyoda Gosei Co Ltd | ステアリングホイール |
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2017
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