JPS6088679A - ステアリングホイ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、乗物のステアリングホイールの少なくとも把
持部を加熱又は冷却できるようにしたステアリングホイ
ールに関づる。 従来、乗物のステアリングホイールのリング部は、弾性
を与えたり、皮で覆ったりして、運転者の１の接触感覚
を向上さＵるための改善がなされている。しかし、その
リング部の把持部の温度調節を行ない、運転者の手の温
感を改良したステアリングホイールは存在していない。 このため従来のステアリングホイールは次のＪ：うな欠
点をイｊしている。例えば、自動車のステアリングホイ
ールは、自動車を夏期、炎天下に長時間駐車覆ると、か
なりの高温に達する。このため、長時間、駐車の後、運
転を再開りる時、ステアリングホイールのリング部を把
持することが出来ず、しばらく何らかの手段で冷ｆＪＩ
　Ｌなければならない場合があった。又冬期において、
長時間駐車した自動車のステアリングホイールは、かな
りの低温に達する。 このため低温下に長時間駐車したＨｐを運転りる場合、
運転初期にリング部が冷たく感じられるという欠点があ
った。 イこで本発明は上記の欠点を改良覆るために成されたも
のであり、ステアリングホイールのリング部に加熱及び
冷却手段を内蔵さけ、リ−みやかにリング部表面を所定
の温度にづ゛ることにＪ、す、運転者の手の温感を向上
さｌることを目的とり−る。 即ち、本発明は乗物の舵取り操作を行うためのステアリ
ングホイールであって、そのリング部の少なくとも把持
部に、 電流の向きによって、過通的に光熱及び吸熱する発吸熱
接点部を有した熱雷′＆換素子を内蔵させたステアリン
グホイールに関する。 ここでリング部とは、ステアリンダシ１フノ１へに回転
力を伝えるために、運転者が直接把Ｊ：ｌＩ−！Ｊ−る
ステアリングホイールの周辺部分である。運転者はリン
グ部を把持して運転操作を行うが、通常直線走行時にお
いで、把持り−る部分は、はぼ一様に決定されζ−いる
。即ち、把持部は、ステアリングホイールの横軸Ｊ、す
、やや下側にあって、逆への字をなし、手の平が接触す
る部分は、リング部の外側外周である。従って本発明で
は、車の直線走行時にＪ３いて、少なくとも、最も把持
される可能性のある上記把持部に熱雷変換素子を内蔵し
ていることを特徴どしている。 この熱雷変換素子は、ベルチェ効果を利用したしのであ
る。即ち、質流を熱電変換素子に流寸ことにより、熱雷
変換素子を形成りる異種物体の接合部にＪ３いて発熱又
は吸熱作用があることを利用した素子である。この１つ
の熱電変操素子Ｃよ一般に発熱接点部ど吸熱接点部をイ
ラしている。上記においては、この熱雷変換素子の発熱
及び吸熱作用がある異種物体の接合部を発吸熱接点部と
定義し−Ｃし・る。この熱電変換素子には、公知の金ｈ
ｉｓ　Ｎ半導体の対からなる熱電Ｉ料、たとえば、７ｎ
　Ｓｂ　。 ＰＬＩ　１−ｃ　、　ｐ　−Ｂｉ　２１’０３、ｎ　−
Ｂｉ　ｚ−１’ｅ　３、Ｂｉ　２　（Ｔｅ　Ｓｅ　＞、
：ｌを用いることかＣきる。 本発明で使用される熱電変換素子とは、素子用イホのみ
ならり゛素子単体をいくつか集積した熱雷変換モジコー
ルをも意味する。 本発明に使用されるステアリングホイールの４Δτ口よ
、特に限定されない。即ち、来月、合成樹脂等で構成で
きる。前記の熱雷変換素子

【よ、前述したリング部の把
持部に、その一方の発吸熱接点部が露出Ｊ−るようにＮ
１敗的に設【）、この梵吸熱接点部の上面に電気絶縁処
理を施し、それが直接運転者の手の平に接触し得るよう
にしてもよい。熱雷変換素子【、１、人容聞人面積のも
のを把持部に沿った形状に作成して段【ノても良く、複
数の個々の熱雷変換素子又は、これらをモジュール化し
た複数のｊ゛イバイス把持部に沿って連続的又は＃［Ｉ
ｎｋ的に配設してもにい。 望ましい実施態様項で挙【）゛たように、合成樹脂性の
ステアリングホイールにおいては、リング部の表面を形
成している表皮層の裏面に熱雷変換素子の−ｙノの光吸
熱接点部を接合して形成しても良い。表皮層に発吸熱接
点部を直接接続することにより、運転者の手の平に熱を
伝達したり、手の平から熱を吸熱したりすることができ
る。ここで表皮層とは、天然皮η・又は、合成皮革等を
リング部に接合し−Ｃ形成したもの、さらに（よ、イン
デグラルスキンウレタンフォームの様に、表面ｆＨｊ５
に形成される表皮を含み、さらには、一般的に表面層を
も含む。 又、他の望ましい実施態様項で挙げたＪ、うに、表皮層
の裏面には、運転者の少なくとも把持部にＪ３いて熱を
一様に伝３！Ｊ−ることかできるｎ熱伝導性のプレー１
−を配設Ｊ゛るのがにい。この高熱伝導性のプレー１〜
は銅、アルミ、畝等の熱伝導性のにいもので形成される
。この高熱伝導性のプレー１〜に熱電変換素子の−ｈの
発吸熱接点部を熱伝導的に接合して、熱電変換素子によ
る発熱、吸熱作用をこのｎ熱伝導性のプレー１〜を介し
て運転者の手の平に効率良（伝達することができる。 ここで熱伝導的に接合とは、直接接合づること、熱伝導
性のある材料を介して間接的に接続されることをいう。 たとえば、セラミックス等の様に電気絶縁Ｕ　ｉｌｌを
介して接合Ｊ−ること−ｂ含まれる。熱゛電変換素子を
集積化した熱雷変換モジュールを離散的に数個設りたも
のであっても、その高熱伝導性のプレー１へに夫々接合
して設りれぽ、把持郡全体に一様に発吸熱作用を与える
ことができる。 本発明は少なくとも把持部にこのような吸発熱を行なう
手段を段１〕ればよいのであって、勿論その手段をリン
グ部全体に渡って設（Ｊてもよいのは当然である。 一般に、ステアリングホイールは、そのリング部中心部
に芯金を有している。従ってこの芯金に前記熱電変換素
子のその他の発吸熱接点部を接合し、芯金を蓄熱及び／
又は伝熱部月としで使用するのがＪ：い。この芯金への
接続は、熱伝導性部Ｉを介して熱伝導的に間接的接続し
てもＪ：い。この芯金が中空管状物体から形成され−Ｃ
いる場合は、その内部に所定の温度で気化する液体く例
えばフレオン、水等）を混入し、その気化熱を利用して
熱容量を増大さぜることもできる。その他、芯金内部に
、鉄、銅粉等の金属、ポリエチレングリコール、Ａイル
等を封入したり、鉄、銅塊等を芯金内部に接合しくｆ良
い。即ら前記熱電変換素子に電流を流してリング部の表
皮層を冷却した場合に、表皮層で吸熱された熱は、芯金
に放熱される。従って、芯金は、温度上昇を抑制するだ
りの熱容量があることが望ましい。 更に望ましくは、該芯金をリング部からステアリングホ
イールの中心部であるパッド部分に連続的、一体向に形
成し、この芯金の内部に一定の温度で気化づる液体を入
れ、かつ、芯金の内側面をＩＭ工して、該芯金をピー１
−バイブとして構成覆るのがＪ：い。この芯金番ま通常
、Ｊ、く知られでいる公知のピー１〜パイプのｌｆａ造
に構成Ｊれは′よい。このにうに１れば、熱電変換素子
で発熱した熱ｆｆ１はピー１−パイプによって、効率良
くボス部に伝達される。又。このボス部には、外気と接
触する放熱フィンを段り、そのフィンにヒートパイプの
端部を接合Ｊれば、把持部の表皮層で吸熱された熱は、
ヒートパイプによって伝達され、ボス部に設（）た放熱
フィンから効率良く放熱り゛ることができる。 以上のことは、逆に、把持部で発熱された場合にも、熱
流が逆流するだけで同様に説明される。従って、熱循環
系を効率よく構成Ｊることができるので、把持部での吸
発熱効果がＴＲＪ−る。 以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明覆る。 第１図は本発明の具体的な一実施例にかかるステアリン
グホイールの部分断面図である。又、第２図は第１図に
お【ノる■−■矢視方向断面図である。第３図は本実施
例で使用された熱電変換モジ二Ｌ−ルを４４成する熱電
変換素子の原理的構成図である。ステアリングホイール
（よ円形状のリング部２ど、それに接合し、ボス部６に
連結されるスポーク部４と、図示しないステアリングシ
１！７１〜に連結されるボス部６と、から成りたっでい
る。リング部２の中心部には、円形状に芯金′１２が配
設され、その芯金１２はスポーク部４を通って、ボス部
６に伸びている。芯金の周囲に（よ、被覆層８が成形さ
れている。運転者の手に、最も良く触れられる両側の把
持部１０には、図示するにうに熱電変換素子３を複数集
積した熱雷変換モジュール２０が夫々設りられている。 この熱電変換索子３は、ｐ　−３ｉ　ｔ　１−ｅ　３半
導体３４とｎ−３ｉｚ−ｒｅ３半導体３５を有し、それ
らの一端部は発吸熱接点部３１ににっで接合され、それ
らの他１１Ｍ１部は、人々発吸熱接点部ご３２．３３を
有す”る。発吸熱接点部３２と光吸熱接点部３３との間
に電流を原寸ことにより、いずれかの一方の接点部が発
熱又は吸熱作用を行う。又電流を逆に流せば、ぞれぞれ
の接点部は、発熱作用と吸熱作用を逆転りる。熱雷変換
モジュール２０は、この様な熱電変換素子３を、７１〜
リツクス状にたとえば、２２個配列し、それらを発吸熱
接点部のパターン形成により直列接続し−Ｃ形成されて
いる。これらの発吸熱接点部は、レラミックス基板２１
．２２上に形成されており、該基板は、外部と電気絶縁
を保持し、各素子を集積化する。 リング部を形成づる被覆層８は、表皮ＦＦｊ８１と、内
部に形成されたインテグラルスキンウレタンフオーム８
２とから成る。この表皮層は、合成皮革を接着して形成
した。この表皮層８１の裏面には、アルミニウムから成
るプレー１−８３が把持部を半ば覆うように接合されて
いる。このプレート８３は、表皮層８１に一様に熱を伝
達する作用を右する。このプレー１−８３には熱雷変換
先ジュール２０のそれぞれのセラミックス基板２１が接
合され−（いる。即ち、各熱電変換索子３の発吸熱接点
部３１は、プレート８３に熱伝導的に接合されている。 又熱電変換モジュール２０のそれぞれのレラミック基板
２２（よ、熱伝導部月８４を介して芯金１２に接続固定
されている。即ち、各熱電変換素子３の発吸熱接点部３
２．３３は、熱伝導的に、熱伝導部Ｕ８４に接続されて
いる。それぞれの熱雷変換モジュール２０のリード線２
６．２７は、並列又は直列に夫々接続され、芯金１２の
回りに配設されてボス部６へ導かれている。 リードＦ；Ａ２６から２７へ電流を流Ｊことにより熱電
変換素子３の発吸熱接点部３１は吸熱接点となり、他の
発吸熱接点部３２及び３３は発熱接点となる。このため
にプレート８３はこの発吸熱接点部３１に吸熱され、表
皮層８１はプレート８３に吸熱され、表皮層８１は運転
者の手の熱を吸熱する。このようにしてステアリングホ
イールのリング部の把持部を吸熱して、−ｈ、発吸熱接
点部３２．３３で発熱した熱は、芯金１２に蓄積され、
又は芯金１２を介しで、ボス部６へ伝達され、ボス部６
から放熱される。 又逆にリードＦＡ２７からリード線２６の側に電流を流
づことにより、光吸熱接点部３１は発熱接点となり、プ
レート８３を介し表皮層８１から発熱され、把持部を加
熱Ｊることができる。一方、発吸熱接点部３２．３３３
は、吸熱接点となり、芯金１２、又は、芯金１２を介し
て、ボス部から熱が供給される。 芯金は、接地側のリード線を兼ねる様に構成しても良い
。又、リード線は、芯金の中空を通し、ボス部に導い又
も良い。 上記の熱電変換モジュール２０の配設（、Ｌ１リング部
に配設溝を形成し、ここに熱電変換しジ：Ｌ−ル２０を
配設し、その上にプレート８３を配設し、さらに、合成
皮革で覆って形成しても良く、熱電変換モジュール２０
及びプレート８３を、リンク部のモールド成形と同時に
一体成形しＣも良い。 ここで、変形例どして、上記実施例のステアリングホイ
ールの芯金１２の中空部に、第７図に示づ様に伝熱部材
としてのフレオン１００を封入して、芯金１２の蓄熱効
果を向上させる様にすることもできる。 次に第２実施例について説明Ｊる。 り′５８図は、第２実施例に係るステアリングホイール
の構成を示した一部断面図である。前実施例と同一の構
成部分には、同一の番号を（１１，た。本実施例は、熱
伝導杼路に特徴がある。ボス部６Ｉよ、金属製板状のボ
スプレー１−６０を有している。該ボスプレー１−６０
の周辺部には、垂直り向に多数の金属板から成る放熱フ
ィン６１が形成され（いる。一方、リング部２、スポー
ク部４、及びボス部６には連続体で、閉回路を形成した
ヒー１へパイプ１２０が配設されている。該ヒートパイ
プ１２０は、ボスプレート６０に溶接されている。又、
熱雷変換モジュール２０は、リング部２にＪ）いて、前
記ピー１〜バイブ１２０に熱伝導的に接合されている。 この様に構成Ｊ゛ることによって、プレー１−８３で吸
熱した熱をピー１−バイブ１２０によって、放熱フィン
６′１に導き、効率良く放熱Ｊることができる。又、逆
にプレート８３を加熱する場合には、その熱を放熱フィ
ン６１から吸熱して、ピー１−パイプ１２０を介して、
プレート８３に効率良く伝達することができる。従って
、熱雷変換モジコール２０からの放熱、吸熱効率が向上
りる。 次に本ステアリングホイールを駆動り°るための制御装
置について述べる。第４図は制御装置の１例である。複
数の熱雷変換モジュール２０で構成されたり一七しジュ
ール２００には、車載バッテリー４０から、ステアリン
グホイールのボス部６の裏面に段りられた摺動接点４１
及び、パッド部に設けられた切り変えスイッチ４２を介
して電力が供給される。切り変えスイッチ４２の切り変
え操作により、電流の向きを逆転さぜることにＪ：つて
、ステアリングホイールのリング部の把持部を冷１ｊｌ
　Ｌ、たり、加熱したりジる切り変え制御ができる。こ
こで１・は、電流を制限づるための補ｌｆｔ抵抗である
。 第５図は制御装置の他の１例である。第４図の制御装置
に対して更にタイマー回路４３を設りて制御を行うもの
である。即ら、切り変えスイッチ４２のＣ接点（０１，
０２、Ｃ３）が、いずれか一方の切り変え接点ａ　（ａ
ｌ、ａ２、ａ３）又はｂ（ｂｌ、ｂ２、ｂ３）側にそれ
ぞれ接続された時、タイマ信号入力線４３１にバッテリ
電圧が印加され、タイマー回路４３は所定の時間だけ負
荷電流線路４ζ３２をアース側に接続し、リー七七ジュ
ール２００に電流が流れる。このようにして一定の時間
たり、リー七モジュール２００に電力を供給するように
して、一定時間だけ冷却、又は加熱の制御をするもので
ある。 第６図は他の制御装置の１例である。この装置は、ザー
ミスタ４３をプレート８３に接続し、プレーｉ〜が所定
の温度以上に達した時にのみ、冷ＩＩ側への切り変えス
イッチの操作により５、冷却を行い、又ル−１−８３が
所定の温度以−トの■ｙにのみ、切り変えスイッチ４２
の加熱側への操作ににって、始めで電流をリーモモジュ
ールに流して加熱゛りるようにしたものである。コンパ
レータ５１の反転入力端子の電圧Ｖ２は、リング部を冷
却りるｔｃめの上限温度を設定するものである。又、コ
ンパレータ５２の非反転入力端子の電圧Ｖ３は、リング
部を加熱するための上限温度を設定Ｊる。リーーミスタ
４３は負温度特性を右りるものであり、従って信号電圧
Ｖ　＋’　Ｇよ、温度の上昇に伴なって高くなる。従っ
て電圧ｖ２で定Ｊ、る渇磨よりしブ１ノー１へ８３３が
畠い）温度に達した場合には、コンパレータ５１が＾レ
ベルとなる。この時に切り変えスイッチ＝１．２０）　
Ｃ接点（ｃｌ、ｃ２、ｃ３）がｂ接点（ｂ　１、ｂ　２
、ｂ　３）側にそれぞれ接続されると１へランジスタ５
３は導通状態となり、リーモモジュール２００に電流が
供給される。 又、電圧■２と電圧■３で定められる温度範囲ｌｊ　Ｉ
Ｉノ　−　１　Ω　リ　の　潜　ぼｆ　を晶　ｌｘ　ｌ
「　廿　八　損　合　じ　【ま　団　Ｖ】変えスイッチ
４２を作動させでもコンパレータ５１　、、５２の出力
は共に低レベルにあるため、１−ランジスタ５３は導通
しないので、１ナーモモジユール２００には電流は供給
されない。 電圧ｖ３で示される温度以下に、プレー１−８３の）品
１哀が低下１”ると、コンパレータ５２の出力のみが高
レベルとなる。このため、切り変えスイッチ４２のＣ接
点（、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）がａ接点（ａｌ、ａ２、ａ３
）側にでれそれ接続された１、１に、トランジスタ５３
が導通状態となり、ザーモ七ジ」−ルには、前）ホの方
向とは逆方向に電流が流れ、プレー１へ８３が加熱され
る。 又、以上の作動にＪ３いて、冷ｕＩ　、又は加熱されＣ
、プレー１へ８３の温度が一定の範囲に達すると、切り
変え接点４２をＯＦＦ状態に動作さｌなくとし、１〜ラ
ンジスタ５３の作用により自動的に電流の＋＞ｂ給が停
止され、プレート８３の温度は常に一定の温度範囲に存
在づるように制御される。 以上、要りるに、本発明は乗物のステアリングホイール
であって、そのリング部の少なくとも把持部に電流の向
きによって過通的に発熱及び吸熱を制御りることのでき
る熱電変換素子を設【ノたステアリングホイールである
。従って、本発明によれば、炎天下に、長時間駐車した
時のように、ステアリングホイールが加熱され、運転初
期にＪ３０−（ステアリングホイールが熱くて把持でき
ない場合に、把持部を冷却ざＵることができるので、車
を迅速に始動りることかできる。又、逆に、冬Ｉｌｌに
ステアリングホイールのリング部の把持部が過麿に冷ム
ＩＩされた場合に、これを加熱し“Ｃ運転省の手が冷る
のを防止づることができる。又運転動作中であつＣもス
テアリングホイールの把持部を適当な温瓜範囲に制御Ｊ
゛ることににつで、運転右の手に伝わる温度を３ａ度に
保ら、快適な運転を図ることがｅきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的な実施例にがかるステアリング
ホイールの一部断面構成図である。第２図は第１図にお
りる■−■矢祝方向断面図である。 第３図は同実施例で使用された熱電変換上ジュールを構
成する熱電変換素子の原理的構成図である、第４図は同
実施例のステアリングホイールを駆動−するための制御
装置の回路図である。第５図、第６図は、同じく他の制
御装置の回路図である。第７図は本発明の第１実施例の
変形例に係るステアリングホイールの一部断面４ｔｉ成
図、第８図は本発明の第２実施例に係るステアリングホ
イールの一部断面イ＾１成図である。 ２・・・リング部 ４・・・スポーク部 ６・・・ボス部 ８・・・被覆層 １２・・・芯金 ２０・・・熱電変換モジュール ２１．２２・・・レラミック基板 ３・・・熱電変換素子 ３１．３２．３３・・・発吸熱接点部 ６０・・・ボスプレート ６１・・・放熱フィン ８１・・・表皮層 ８３・・・プレート ８４・・・熱伝導部月 １２０・・・ピー１〜パイプ 特８′１出Ｍｉ人　豊田合成株式会社 向　松下電器産業株式会社 代理人　弁理士　大川　宏 同　弁理士　膝行　修 同　弁理士　丸山明人 第１図 第２図 第４図 第５図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）乗物の舵取り操作を行うためのステアリングホイ
   ールであって、 そのリング部の少なくとも把持部に、 電流の向きによって、過通的に発熱及び吸熱づ“る発吸
   熱接点部を有した熱雷変換素子を内蔵さμにステアリン
   グホイール。 （２）　１ｉＩＪ記熱電変換系子は、その一方の発吸熱
   接点部が、前記リング部の表面を形成する表皮層に熱伝
   導的に接合されて、前記リング部に内蔵されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のステアリング
   ホイール。 （３）前記リング部は、その少なくとも把持部にＪ３い
   て、該リング部の表面を形成りる表皮層の裏面に接合し
   、該表皮層に熱を一様に伝達する高熱伝導性のプレート
   を有し、 ０４記熱電変換素子は、その一方の発吸熱接点部が前記
   プレー１−に熱伝導的に接合されて、前記リング部に内
   蔵されていることを特徴とする待ＷＦ請求の範囲第１項
   記載のステアリングホイール。 （１）前記ステアリンクホイールは、そのリング部中心
   部に芯金を有し、前記熱電変換素子の一方の発吸熱接点
   部は、熱伝導的に前記芯金に接合されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記１戊のステアリンクホイ
   ール。 （５）前記芯金は、中空金属体から成り、その内部には
   、蓄熱及び／又は伝熱部４Ａが充填されでいることを特
   徴とする特許請求のｔｌ［Ｊ第４１Ｋｉ記載のステアリ
   ンクホイール。 （６）前記芯金は、前記リング部から、ステアリンクホ
   イールの中心部であるボス部Ｉ＼一体的に配設され、 該芯金をヒートパイプで構成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載のステアリングホイール。 （７）　［１ｕ記ステアリングボイールは、前記ボス部
   に設【ノられた外気と接する放熱フィンを有し、前記ヒ
   ー１へパイプの一端は、該放熱フィンに接合され−Ｃい
   ることを特徴とする特γ１請求の範囲第６項記載のステ
   アリングホイール。