CN102781762B - 具有加热元件的方向盘和用于将该加热元件连接到该方向盘的设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有加热元件的方向盘，其中加热元件的表面可以通过将上面印刷有富有美感的装饰图案的转印膜转印在所述加热元件的表面上而被装饰。加热元件是涂布在轮圈的表面上的导电膏，并包括彼此电气分离的多个加热线和在加热线的两端处使加热线电短路的连接单元，并且电力通过连接单元被供应给加热元件。

Description

具有加热元件的方向盘和用于将该加热元件连接到该方向盘的设备

技术领域

本申请主张2010年2月23日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第10-2010-016346号的权益，该申请的公开内容通过引用在此全文并入。

本发明涉及一种具有加热元件的方向盘和用于将该加热元件连接到方向盘的设备，本发明尤其涉及一种具有加热元件的方向盘和用于简单地将该加热元件连接到方向盘的表面的设备，其中该加热元件可以连续产生热量而与其中的缺陷无关，藉此，尽管加热元件连接到方向盘，方向盘的直径的增加被最小化，并且通过直接在加热元件的表面上转印上面印刷有诸如木纹图案的艺术装饰图案的转印膜来装饰加热元件的表面。

背景技术

方向盘是汽车的转向系统的驾驶员操纵元件。已经对方向盘实施了许多研究以改善其美观性、抓握的便利性、与该方向盘一起使用功能元件等。

尤其地，当在寒冷的天气开始驾驶汽车时，方向盘的温度低于人体的温度，这会影响驾驶员并可能会造成安全问题。

因此，已经研究了用于将方向盘加热到高于人体的温度的温度的各种设备。

在诸如韩国实用新型申请第1989-0020599号、韩国专利申请第1992-0000945号以及韩国实用新型申请第1996-16958号中公开的用于加热方向盘的常规技术中，加热线圈3埋设在如图1所示的方向盘结构的轮圈10部分中。

为了埋设加热线圈3，如图2所示，绝缘覆盖材料2覆盖在芯部1的外侧，并且加热线圈3被结合到绝缘覆盖材料2的外圆周。然后，使用诸如合成树脂的装饰部件4装饰轮圈10的表面。

在埋设加热线圈3的另一种方法中，如韩国实用新型注册申请第1996-066213号(图3)所公开的，在将加热丝5以线圈形状缠绕在芯体1的外圆周上之后，通过使用合成树脂模具6装饰加热丝5的表面。

然而，如图2所示，当具有扁平形状的加热线圈3被覆盖并固定在绝缘覆盖材料2的外圆周上时，以薄加热线圈3之间的均匀距离布置薄加热线圈3十分困难，并且实际上由于加热线圈3之间的非均匀距离而产生轮圈10中的区域之间的温度偏差。

此外，如图3所示，当加热丝5以线圈形缠绕时，由于非均匀缠绕间隙可能会产生温度偏差，并且，尤其地，由于仅缠绕单个加热丝5，因此当在工作过程中加热丝5破坏时，必须更换并再次重新缠绕整个加热丝5。

此外，当加热线圈3或加热丝5如上所述被埋设时，需要一定的时间段将热量从加热线圈3或加热丝5传递到轮圈10的表面。

日本专利公开待审申请第2007-290685号(图4)中公开了一种用于方向盘的平面加热器14。在该平面加热器14中，加热丝17固定在由无纺布材料形成的的支撑件16上。图5是实际的平面加热器14的照片，而图6是显示包括该平面加热器14的方向盘的照片。如图6所示，平面加热器14安装在方向盘的轮圈的外圆周上。

由于平面加热器14的支撑件16由无纺布材料形成，因此当驾驶员抓握方向盘时，平面加热器14提供一个缓冲舒适区。

然而，当使用平面加热器14时，方向盘的厚度(直径)由于由无纺布材料制成的支撑件16的厚度而增加。此外，通过覆盖实木制品20或皮革制品以保护平面加热器14并使装饰品彰显品质来装饰方向盘。在这种情况下，方向盘的厚度进一步增加。

本发明人的韩国专利注册第10-0472399号中公开的用于车辆的方向盘的轮圈的水转印(水压转印)方法不能应用到具有如上所述粗糙表面的平面加热器14。即，上面印刷有用于方向盘的富有美感的装饰的木纹图案的转印膜不能直接转印到平面加热器14的粗糙表面上。为了装饰方向盘，如图6所示，在加工木制件20之后，加工后的木制件20必须被应用到平面加热器14(在加工具有半圆形形状的两件木制品之后，所述两件木制品连接以包围平面加热器14的表面)。在这种情况下，方向盘的制造耗费时间，因此是昂贵的。此外，由于木制件20的低热导率，方向盘的整体热导率低，因此不能有效地利用平面加热器14的热量。

发明内容

解决技术问题的技术方案

本发明提供一种具有加热元件的方向盘和一种用于将加热元件连接到方向盘的设备，其中所述加热元件将热量施加到方向盘，可以直接安装在方向盘上，并且加热元件的表面可以通过转印上面印刷有装饰图案的转印膜而被装饰。

发明的有益效果

首先，加热元件可以通过使用衬垫部件容易地连接到方向盘的轮圈的表面，并且上面印刷有装饰图案的薄转印膜可以被传递到加热元件的表面上。因此，可以最小化加热元件的热量损失，并且由于轮圈的厚度(直径)可以被形成为小于现有技术，因此可以稳定地抓握方向盘。

即，在使用平面加热器的传统的方向盘中，必须使用具有大厚度的木制件(或皮革制品)。因此，在将热量从平面加热器传递到木制品(或皮革制品)的过程中损失大量热量，并且轮圈具有大厚度(直径)，因此该传统的方向盘十分昂贵。然而，根据本发明的方向盘不具有这些缺点。

第二，根据本发明的方向盘的加热元件包括多个加热线。因此，虽然加热线的一部分电气断开，但是可以从其余的加热线获得连续热量生成。

第三，在根据本发明的方向盘中，作为加热元件的导电膏形成在轮圈的表面上。因此，当驾驶员抓握方向盘时，方向盘为驾驶员提供柔软的舒适性。

第四，虽然使用由软材料形成的衬垫部件，但由于多个加热线相对于彼此以相等的间隙形成在具有圆弧形状的轮圈的表面上，因此根据本发明的方向盘具有低温度偏差。

附图说明

本发明的以上及其它特征和优点将通过参照附图详细地描述本发明的示例性实施例变得更加明显，其中：

图1和图2是具有传统的加热元件的方向盘的示意图；

图3是具有另一个传统的加热元件的方向盘的示意图；

图4是作为传统的加热元件的平面加热器的示意图；

图5是图4的平面加热器的照片；

图6是上面安装有图5的平面加热器的方向盘的照片；

图7是根据本发明的一个实施例的具有加热元件的方向盘的照片；

图8是图7的方向盘的一部分的照片；

图9是图8的方向盘的示意图；

图10是在将根据本发明的一个实施例的加热元件应用到方向盘的轮圈之后被装饰图案层和皮革制品所装饰的方向盘的透视图；

图11A-11D是显示根据本发明的一个实施例的在轮圈的表面上顺序形成加热元件、基层、和装饰图案层的示意图；

图12A-12H是根据本发明的一个实施例的描述用于在轮圈的表面上形成加热元件的设备的操作的附图；

图13是根据本发明的一个实施例的成型板的平面图；

图14是根据本发明的一个实施例的衬垫材料的透视图；以及

图15是根据本发明的另一个实施例的成型板的平面图。

具体实施方式

本发明提供一种具有加热元件的方向盘和一种用于将加热元件连接到方向盘的设备，其中所述加热元件将热量施加到方向盘，可以容易地安装在方向盘上，并且加热元件的表面可以通过转印上面印刷有装饰图案的转印膜而被装饰。

本发明还提供一种具有加热元件的方向盘和用于将加热元件连接到方向盘的设备，其中即使当加热元件的一部分电气断开时，所述加热元件也可以连续产生热量。

本发明还提供一种具有加热元件的方向盘和用于将加热元件连接到方向盘的设备，其中所述加热元件可以通过包括相等间隙的多个加热线来减小温度偏差。

根据本发明的一方面，提供了一种在轮圈中具有加热元件的方向盘，其中加热元件可以是涂布在轮圈的表面上的导电膏，并且包括彼此电气分离的多个加热线和在加热线的两端处使加热线电短路的连接单元，电力通过连接单元被供应给加热元件。

方向盘还可以包括位于所述加热元件的所述表面上的装饰图案层，所述装饰图案层通过将上面印刷有装饰图案的转印膜转印在加热元件的表面上而形成。

方向盘还可以包括在加热元件与装饰图案层之间的基层。

根据本发明的一方面，提供了一种用于将加热元件连接到方向盘的圆弧形轮圈上的设备，所述设备包括：成型板，所述成型板具有在成型板的上表面上的多个线沟槽和在线沟槽中的每一个的两端上连接到线沟槽的连接沟槽；保持器，所述保持器在成型板的上表面上往复滑动并将导电膏注入到线沟槽和连接沟槽；第一移动装置，所述第一移动装置使保持器在成型板的上表面上往复移动；衬垫部件，所述衬垫部件由软材料形成并可紧密连接到成型板和与成型板分离，并且注入到线沟槽和连接沟槽中的导电膏被转印到衬垫部件；和第二移动装置，所述第二移动装置使衬垫部件相对于成型板和轮圈上下移动，并使衬垫部件在成型板与轮圈之间往复移动，其中转印到衬垫部件的导电膏通过使衬垫部件紧密接触在轮圈的外圆周上而被涂布在轮圈的外圆周上。

保持器可以具有杯状形状，所述杯状形状具有开口的底部，保持器可以被填充有导电膏，并可以包括在保持器的下缘上通过紧密接触成型板来防止导电膏流出的刮刀。

线沟槽中的每一个可以形成为圆弧状形状，并且衬垫部件可以由硅材料形成为中空管状形状并可以具有与线沟槽相同的圆弧状形状。

沟槽之间的间隙可以从中心线沟槽朝向成型板的两个边缘逐渐减小。

实施例

以下参照显示本发明的示例性实施例的附图更加全面地说明本发明。

根据本发明的一个实施例的方向盘由于通过采用加热元件将方向盘加热到大于人体的温度的温度而能够使驾驶员在寒冷的天气享受驾驶车辆。

特别是，根据基于本发明的一个实施例的方向盘，具有装饰图案的膜被直接转印到加热元件的表面上，诸如木纹图案的富有美感的装饰图案层被用于加热元件上，使得当驾驶员抓握方向盘的轮圈时能够提供温暖的感觉。.

此外，虽然加热元件的一部分被电气断开，但是方向盘可以稳定地产生热量，并且还可以在轮圈的部分之间的温度偏差减小的情况下产生热量。

图7是根据本发明的一个实施例的具有加热元件200的方向盘100的照片。参照图7，加热元件200涂布在轮圈130的表面上。与图7一样，图10是方向盘100的透视图。装饰图案层410形成在轮圈130的上面涂布有加热元件200的部分上，而皮革制品450被结合到轮圈130的其余部分。

在本实施例中，方向盘100包括轮毂110、轮辐120和轮圈130，并且加热元件200安装在轮圈130的其中驾驶员主要放置手的部分上。

图7显示了根据本发明的一个实施例的方向盘100。图8是图7的方向盘的一部分的照片，图9是图8的方向盘的示意图。参照图7、8和9，加热元件200是涂布在轮圈130上的导电膏。

加热元件200包括彼此间隔开的多个加热线210和在加热线210的两端处使加热线210电短路的连接单元220。通过连接单元220将电力供应给加热元件200。

连接单元220形成在加热元件200的区域中以同时将电力供应给加热线210。

另外，为了改进方向盘100的外观，如图10所示，轮圈130被分成被转印有装饰图案层410的一部分和被覆盖有皮革制品450的另一部分。木纹图案由装饰图案层410形成。如图8和图9所示，轮圈130包括被转印有装饰图案层410的第一成型部131、被覆盖有皮革制品450的第二成型部132、以及在第一成型部131与第二成型部132之间的沟槽单元133。在彼此分开制造第一成型部131和第二成型部132之后，将皮革制品450覆盖在第二成型部132上，然后，在沟槽单元133中执行皮革制品450的装饰。

如上所述，由于沟槽单元133形成在第一成型部131与第二成型部分132之间，因此涂布在第一成型部131的圆周上的加热线210与涂布在第二成型部132的圆周上的加热线210之间的电连接可能是困难的。

因此，连接单元220通过涂布加热元件200在沟槽单元133中的整个表面形成，使得加热线210可以相互连接。

装饰图案层410通过转印上面印刷有装饰图案的转印膜而形成在加热元件200的表面上。参照图11C，转印膜400包括上面印刷有诸如木纹图案的装饰图案层410和聚乙烯醇(PVA)层411。在转印过程中，在通过将诸如稀释剂的活化剂涂覆在漂浮在水面上的转印膜400的上表面上来活化装饰图案层410之后，轮圈130被浸渍在水面以下。然后，装饰图案层410通过水压被转印到轮圈130的表面上。

此时，由于加热线210之间的沟槽，可以获得三维效果的装饰图案，并且可以防止沿轮圈130的滑溜。

此外，如图11A-11D所示，具有不同于装饰图案层410的装饰图案的颜色的基层300进一步形成在加热元件200与装饰图案层410之间。基层300通过包括具有不同于装饰图案层410的图案颜色的颜色的涂料或颜料来加强装饰图案的外观。

基层300填充加热线210之间的由加热线210形成的沟槽，从而有助于装饰图案层410到轮圈130的平滑转印。

在上述方向盘100中，由于涂布在轮圈130的表面上的加热元件200包括多个加热线210，因此虽然加热线210中的一个被电气断开，但是可以从其余加热线210继续进行热量产生。

此外，在沟槽单元133形成在第一成型部131与第二成型部132之间的轮圈130中，由于加热元件200的连接单元220形成在沟槽单元133和沟槽单元133的周边中，因此涂布在第一成型部131的外圆周上的加热线210和涂布在第二成型部132的外圆周上的加热线210可以通过连接单元220容易地彼此电连接。

以下说明用于将加热元件200连接到方向盘100的轮圈130的设备。

图12A-12H是描述根据本发明的一个实施例的用于在轮圈130的表面上形成加热元件200的设备的操作的附图。参照图12A，根据本发明的实施例的设备包括：成型板500，所述成型板包括上面涂布有导电膏800的具有预定图案的线沟槽501；保持器700，所述保持器将导电膏800注入到线沟槽501中；和衬垫部件600，所述衬垫部件通过在成型板500与方向盘100之间上下往复移动而将导电膏800涂布到轮圈130上。

参照图12A和图13，成型板500具有其中多个线沟槽501位于成型板500的上表面上并且连接到每一个线沟槽501的连接沟槽502形成在线沟槽501的两端上的结构。

线沟槽501形成为具有与轮圈130相同的曲率的圆弧形状。.

在成型板500的上表面上往复滑动并将导电膏800注入到线沟槽501和连接沟槽502中的保持器700具有杯状形状，所述杯形状具有开口的底部。保持器700填充有导电膏800，并包括刮刀701，所述刮刀701通过在保持器700的下缘上紧密地连接到成型板500来防止导电膏800从保持器700离开。

保持器700形成为杯状形状以容纳导电膏800，因此尽管使用导电膏800持续一定时间段，但是能够防止导电膏800固化。

保持器700可以通过诸如气缸702的第一移动装置往复移动。

衬垫部件600可以紧密地连接到成型板500和与成型板500分离，并且将注入到线沟槽501和连接沟槽502中的导电膏800移动到轮圈130的表面。

参照图12A和图14，衬垫部件600是中空管，由软硅材料形成，并形成为与线沟槽501和轮圈130相同的圆弧形状。衬垫部件600能够相对于成型板500和轮圈130在Y方向上升高，并且可以沿X方向在成型板500与轮圈130之间往复移动。衬垫部件600的上下往复移动可以通过诸如典型气缸的第二移动装置来获得。

以上设备如下操作。

参照图12A和图12B，保持器700在成型板500的上表面上往复滑动的同时将导电膏800注入到线沟槽501和连接沟槽502中。此时，涂布在成型板500的上表面上的导电膏800通过刮刀701的刮擦被重新容纳在保持器700中。

接下来，如图12C和12D所示，在保持器700被撤回之后，当衬垫部件600下降时，衬垫部件600紧密接触成型板500，并且，如图12E所示，在衬垫部件600与成型板500分离之后，容纳在线沟槽501和连接沟槽502中的导电膏800被转印到衬垫部件600的表面。

在这种状态下，衬垫部件600移动到方向盘100的轮圈130的上方，并且如图12F所示，当衬垫部件600下降时，衬垫部件600推压轮圈130的表面。

此时，由硅材料形成的衬垫部件600弹性变形以包围具有弯曲表面的轮圈130的一半表面，并且如图12G所示，粘附到衬垫部件600的表面的导电膏800被转印到轮圈130的表面。

当导电膏800被转印到轮圈130的上表面时，轮圈130翻转，并且对轮圈130重复上述相同的操作。然后，如图12H所示，导电膏800可以被转印到轮圈130的剩余一半表面。

图7和图8是方向盘100的照片，其中在该方向盘100上，加热元件200由于上述操作被涂布在轮圈130的表面上。

在将加热元件200涂布在轮圈130的表面上之后，通过将电力施加给加热元件200来执行测试。结果显示轮圈130的表面保持在70～89℃之间的温度并且观察到长时间进行稳定的热量生成(连续操作15天)。可以通过使用控制器(未示出)控制温度。

此外，当图7中的加热线210中的一个断开时，发现从剩余的加热线210生成热量，并且同时，尽管存在快速的电阻变化，但是发现能够获得稳定的电力供应而不自动切断电源。

同时，如图12F所示，当在衬垫部件600推压轮圈130的表面的同时衬垫部件600弹性变形时，衬垫部件600从其中心部分到边缘部分逐渐下陷，因此要被转印到轮圈130的表面的加热线210之间的间隙逐渐增加。在这种情况下，可能会在轮圈130的表面上产生微小温差，并且驾驶员可能感觉到相对温度偏差。

因此，在本发明的另一个实施例中，如图15所示，相邻线沟槽501之间的间隙被形成为从中心线沟槽501朝向成型板500的两个边缘(a方向和b方向)逐渐减小。

在这种情况下，虽然当衬垫部件600通过在轮圈130的表面上弹性变形而被推压时，衬垫部件600从其中心朝向边缘逐渐下陷，但是涂布在轮圈130的表面上的加热线210之间的间隙可以是均匀的，因此可以减小如上所述的温度偏差。

加热元件被用于车辆的方向盘。因此，驾驶员可以在寒冷的天气通过抓握温暖的方向盘来安全地驾驶车辆。虽然加热元件的一部分被电气断开，但是加热元件的剩余部分可以继续加热。虽然采用诸如木纹图案的富有美感的装饰图案，但是方向盘具有小直径，因此提高驾驶便利性。

虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地显示和说明了本发明，但是本领域的普通技术人员要理解的是在不背离本发明的权利要求限定的精神和保护范围的情况下可以对本发明在形式和细节上进行各种改变。

Claims (7)

1.一种用于将加热元件连接到方向盘的圆弧形轮圈上的设备，所述设备包括：

成型板，所述成型板具有在所述成型板的上表面上的多个线沟槽和在所述线沟槽中的每一个的两端连接到所述线沟槽的连接沟槽；

保持器，所述保持器在所述成型板的上表面上往复滑动并将导电膏注入到所述线沟槽和所述连接沟槽；

第一移动装置，所述第一移动装置使所述保持器在所述成型板的上表面上往复移动；

衬垫部件，所述衬垫部件由软材料形成并能够紧密连接到所述成型板和与所述成型板分离，并且注入到所述线沟槽和所述连接沟槽中的导电膏被转印到所述衬垫部件上；和

第二移动装置，所述第二移动装置使所述衬垫部件相对于所述成型板和所述轮圈上下移动，并使所述衬垫部件在所述成型板与所述轮圈之间往复移动，

其中转印到所述衬垫部件的所述导电膏通过使所述衬垫部件紧密接触所述轮圈的外圆周而被涂布在所述轮圈的外圆周上。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述保持器具有杯状形状，所述杯状形状具有开口的底部，所述保持器被填充有导电膏，并包括在所述保持器的下缘上的刮刀，该刮刀用于通过紧密接触所述成型板来防止所述导电膏流出。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述线沟槽中的每一个形成为圆弧状形状，并且衬垫部件由硅材料形成为中空管状形状并具有与所述线沟槽相同的圆弧状形状。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述线沟槽之间的间隙从中心处的线沟槽朝向所述成型板的两个边缘逐渐减小。

5.一种方向盘，所述方向盘在轮圈中具有加热元件，其中所述加热元件是涂布在所述轮圈的表面上的导电膏，并且所述加热元件包括彼此电气分离的多个加热线和在所述加热线的两端处使所述加热线电短路的连接单元，并且电力通过所述连接单元被供应给所述加热元件，

其中所述轮圈为圆弧形轮圈，并且

其中所述加热元件通过根据权利要求1-4中任一项所述的设备连接到所述轮圈。

6.根据权利要求5所述的方向盘，还包括位于所述加热元件的表面上的装饰图案层，所述装饰图案层通过将上面印刷有装饰图案的转印膜转印到所述加热元件的表面上而形成。

7.根据权利要求6所述的方向盘，还包括在所述加热元件与所述装饰图案层之间的基层。