JP2013006520A - ステアリングホイール用ヒータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボス部内の混雑を悪化することなく、ステアリング操作時に運転者が不快感を受けず、外観上美しくすることが可能なステアリングホイール用のヒータ装置を提供すること。
【解決手段】 基材１０と、該基材１０上に配設されるコード状ヒータ１と、該コード状ヒータ１に接続されるリード線３５とからなり、ボス部、スポーク部及びリム部からなるステアリングホイールに設置されるヒータ装置であって、上記コード状ヒータ１と上記リード線３５との接続部が、上記ステアリングホイールのスポーク部又はリム部に配置されるとともに、上記接続部がケース５３と上記基材１０に挟持されて覆われていることを特徴とするヒータ装置。上記接続部が、上記ケース５３の中に充填材で埋没されているとともに、該充填材によって上記ケース５３が上記基材１０に固定されていることを特徴とするヒータ装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、自動車、船舶などに使用されるステアリングホイールのホイール部を暖めるために使用されるヒータ装置に係り、特に、ボス部内の混雑を悪化することなく、ステアリング操作時に運転者が不快感を受けず、外観上美しくすることが可能なものに関する。

従来より、寒冷時に運転手の手を温めるために、ステアリングホイールのホイール部にヒータ装置を装着することが提案されている。図３に示すように、ステアリングホイール７１は、ホイール部７２、スポーク部７３、ボス部７４からなり、ホイール部７２はホイール芯材７７と合成樹脂、繊維製品、皮革などからなる被覆材７８とから形成される。ヒータ装置３１は、このホイール芯材７７と被覆材７８の間に設置され、スポーク部７３及びボス部７４を通されたリード線（図示しない）に接続されて給電される。

ステアリングホイールに設置されるヒータ装置としては、例えば、特許文献１のようなものが知られている。この特許文献１によるヒータ装置は、ヒータ線とヒータ線に電力を供給するリード線とから構成されており、これらヒータ線とリード線との接続部は、ステアリングホイールのスポーク部の裏側に配置されている。しかしながら、このような特許文献１によるヒータ装置であると、この接続部の凹凸がそのままステアリングホイール表面の凹凸となり、ステアリング操作時に運転者が不快感を受けるとともに、外観上美しくないという問題があった。

このような問題を解決するものとして、例えば、特許文献２，３が知られている。この特許文献２，３によるステアリングホイールのヒータ装置は、ヒータとリード線の接続部をステアリングホイールのボス部内に配置したものである。これにより、ステアリングホイールの凹凸をなくすことができ、運転者の不快感をなくし、外観上美しいものとすることができるという効果が得られている。

また、本件に関連する技術として、例えば、特許文献４が挙げられる。

特開昭６１−８１２７３号公報：豊田合成ほか 特開２００４−５８８６４公報：松下電器産業 特開２００７−１８６２０５公報：松下電器産業 特開２００８−１９２５８６公報：たちばな電機

上記のように、特許文献２，３によるステアリングホイールのヒータ装置は、ヒータとリード線の接続部をボス部に配置しているが、昨今の自動車においては新たな問題が生じてきている。従来より、ステアリングホイールのボス部には、ホーン装置とエアバッグシステムが設置されているが、自動車の高機能化と快適性向上の要求により、変速機操作装置（パドルシフト）やオーディオ操作装置などが組み込まれるようになってきており、ボス部内の空間は非常に混雑した状況となってきている。このような状況においては、既にボス部にヒータとリード線の接続部を配置する空間的余裕はない。また、ボス部にはエアバッグ作動のための火薬が配置されていることから、このような箇所に加熱源となるようなヒータが一部でも配置されることは、誤動作の観点からも好ましくない。そのため、ヒータ線とリード線の接続部は、スポーク部又はホイール部に配置せざるを得ない状況となってきている。

本発明は、このような従来技術の欠点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ボス部内の混雑を悪化することなく、ステアリング操作時に運転者が不快感を受けず、外観上美しくすることが可能なステアリングホイール用のヒータ装置を提供することにある。

上記目的を達成するべく、本発明によるヒータ装置は、基材と、該基材上に配設されるコード状ヒータと、該コード状ヒータに接続されるリード線とからなり、ボス部、スポーク部及びリム部からなるステアリングホイールに設置されるヒータ装置であって、上記コード状ヒータと上記リード線との接続部が、上記ステアリングホイールのスポーク部又はリム部に配置されるとともに、上記接続部がケースと上記基材に挟持されて覆われていることを特徴とするものである。
又、上記接続部が、上記ケースの中に充填材で埋没されているとともに、該充填材によって上記ケースが上記基材に固定されていることが考えられる。
又、上記基材における上記接続部が取り付けられた位置の裏側に、上記コード状ヒータが配設されていることが考えられる。
又、本発明によるステアリングホイールは、上記のヒータ装置が設置されており、上記ステアリングホイールのスポーク部又はホイール部には、上記ケースに適合した形状の凹部が形成されており、該凹部に上記ケースが嵌め込まれていることを特徴とするものである。

本発明によれば、コード状ヒータとリード線の接続部が、ケース、或いは、ケースと基材で覆われているため、ステアリングホールのホイール部やスポーク部に、ケース形状に適合した凹部を予め形成しておけば、ケースを嵌め込んだ部分とその他の部分を平滑にすることができる。そのため、このようなヒータ装置を使用すれば、ステアリングホイールは、ステアリング操作時に運転者が不快感を受けず、外観上美しいものとすることができる。また、上記接続部が、上記ケースの中に充填材で埋没されているとともに、該充填材によって上記ケースが上記基材に固定されているものであれば、作業時間の短縮を図ることができる。さらに、上記基材における上記接続部が取り付けられた位置の裏側に、上記コード状ヒータが配設されていれば、接続部における温度の低下を防止することができる。

本発明の実施の形態を示す図で、ヒータ装置の構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、図１によるヒータ装置の裏面を示す平面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、ヒータ装置をステアリングホイール内に埋め込んだ様子を一部切り欠いて部示す斜視図である。 本発明の実施の形態を示す図で、コード状ヒータの構成をその一部を切り欠いて示す側面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、ホットプレス式ヒータ製造装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態を示す図で、コード状ヒータを所定のパターン形状に配設する様子を示す一部斜視図である。 本発明の実施の形態を示す図で、図１におけるＩＩＶ−ＩＩＶ´断面拡大図である。 本発明の実施の形態を示す図で、ケースを開口した面から見た斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。

まず、本実施の形態におけるコード状ヒータ１の構成から説明する。本実施の形態におけるコード状ヒータ１は図４に示すような構成になっている。まず、外径約０．２ｍｍの芳香族ポリアミド繊維束からなるヒータ芯３の外周に、素線径０．０８ｍｍの錫銅合金線からなる導体素線５ａを４本引き揃え、ピッチ１ｍｍで螺旋状に巻装して発熱線７を構成する。尚、導体素線５ａには、フッ素樹脂からなる絶縁被膜５ｂが厚さ約０．０１ｍｍで被覆されている。この外周に、熱融着部９としての難燃剤が配合されたポリエチレン樹脂が０．２５ｍｍの厚さで押出・被覆されている。コード状ヒータ１はこのような構成になっていて、その仕上外径は０．９ｍｍである。

次に、上記構成をなすコード状ヒータ１を接着・固定する基材１０の構成について説明する。本実施例における基材１０は、見かけ密度５０ｋｇ／ｍ^３、（ＪＩＳ Ｋ７２２２準拠）、硬さ１１．７７（ＪＩＳ Ｋ６４００−２準拠）の発泡ウレタン樹脂からなる。

次に、上記コード状ヒータ１を基材１０上に所定のパターン形状で配設して接着・固定する構成について説明する。図５はコード状ヒータ１を基材１０上に接着・固定させるためのホットプレス式ヒータ製造装置１３の構成を示す図である。まず、ホットプレス治具１５があり、このホットプレス治具１５上には複数個の係り止め機構１７が設けられている。上記係り止め機構１７は、図６に示すように、ピン１９を備えていて、このピン１９はホットプレス冶具１５に穿孔された孔２１内に下方より差し込まれている。このピン１９の上部には係り止め部材２３が軸方向に移動可能に取り付けられていて、コイルスプリング２５によって常時上方に付勢されている。そして、図６中仮想線で示すように、これら複数個の係り止め機構１７の係り止め部材２３にコード状ヒータ１を引っ掛けながら所定のパターン形状にて配設することになる。

図５に戻って、上記複数個の係り止め機構１７の上方にはプレス熱板２７が昇降可能に配置されている。すなわち、コード状ヒータ１を複数個の係り止め機構１７の係り止め部材２３に引っ掛けながら所定のパターン形状にて配設し、その上に基材１０を置く。その状態で上記プレス熱板２７を降下させてコード状ヒータ１と基材１０に、例えば、２３０℃／５秒間の加熱・加圧を施すものである。それによって、コード状ヒータ１の熱融着層９が融着することになり、その結果、コード状ヒータ１と基材１０が接着・固定されることになる。尚、上記プレス熱板２７の降下による加熱・加圧時には複数個の係り止め機構１７の係り止め部材２３はコイルスプリング２５の付勢力に抗して下方に移動するものである。

上記作業によって基材１０上にコード状ヒータ１を配設した後、コード状ヒータ１の端部とリード線３５の端部を市販の接続端子３７によって電気的に接続し、接続部とする。通常、コード状ヒータの＋側と−側それぞれにリード線３５が接続されるため、接続部は２つ形成されることになる。尚、この接続部としては、接続端子を使用する他、例えばハンダ付け等の他の方法を用いたものでも構わない。

この接続部は、コード状ヒータ１がパターン状に配設された基材１０の面と反対側の面において、ケース５３と基材１０に挟持されて覆われることとなる。このとき、基材における接続部が取り付けられた位置の裏側に、上記コード状ヒータが配設された構造であれば、接続部における温度の低下を防止することができる。このケースは、ＡＢＳ樹脂からなり、図８に示すように、一面が開口した直方体箱形状のものであり、この開口部と連続するようにリード線３５及びコード状ヒータ１を通すための切欠きが２箇所設けられている。また、内部は仕切りが設けられており、上記２つの接続部がそれぞれ独立して配置できるようになっている。このようなケース５３の中に接続部を配置し、更に充填材５５として溶融したホットメルト樹脂を充填し、接続部を充填材５５で埋没させるとともに、充填材５５を接着剤としても作用させてケース５３と基材１０を接着・固定する。

これにより、図１、図２及びに図７示すようなステアリングホイール用のヒータ装置を得ることができる。尚、図２は図１の裏面を示す図であり、図７は図１のＩＩＶ−ＩＩＶ´断面図である。

このヒータ装置は、例えば、図３に示すようにステアリングホイール７１のホイール部７２に設置されることになる。また、接続部及びケース５３は、スポーク部７３に予め形成された凹部に嵌め込まれることになる。この凹部の形状は、ケース５３の形状に適合したものとなるが、簡単な作業で仮止めできるような嵌合構造であれば、作業性が向上することとなるため好ましい。このような嵌合構造としては、例えば、この凹部とケース５３とでテーパーが形成されるような形状などが考えられる。また、上記の通り、凹部はケース５３の形状に適合したものであるため、ステアリングホイールに段差や凹凸がなくなり、運転者が不快感を受けず、外観上美しくなる。尚、ホイール部７２に予め凹部を形成し、この凹部に接続部及びケース５３を嵌め込んでもよい。

ケース５３を構成する材料としては、公知の種々の樹脂材料やゴム材料等が好ましく使用される。上記したＡＢＳ樹脂の他、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂などの樹脂材料、アクリルゴム、ニトリルゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムなどのゴム材料、各種熱可塑性エラストマー等が挙げられる。また、アルミナ、シリカ、ジルコニア、カオリナイト、モンモリロナイト等のセラミック材料やマイカなどを使用しても構わない。但し、あまりに柔軟な材料であると、運転者が触れたときに凹みが生じるため、特にゴム材料や熱可塑性エラストマーを使用する場合は、ある程度の硬いものを使用することが好ましい。また、ケース５３の材料として、金属材料を使用することも不可能ではないが、接続部との絶縁が確実に行われるように工夫する必要があるため、あまり好ましくはない。

上記の形態では、接続部がケース５３と基材１０に挟持されて覆われる構成となっているが、接続部がケース５３のみで周囲を覆われていることも考えられる。この場合、接続部及びケース５３の位置とステアリングホイール７１に形成された凹部との位置が正確に合うように、接着剤等によりケース５３を基材１０上に固定することが好ましい。

また、上記のようにケース内をホットメルト樹脂等の樹脂や熱可塑性エラストマーからなる充填材５５で充填すれば、接続部の周囲が確実に絶縁されるため、例えば２つの接続部同士が接触してしまうなどの問題を確実に防止することができる。充填材５５として使用される樹脂や熱可塑性エラストマー等は、絶縁が図れる材料であれば特に限定されないので、使用条件や工法等を適宜勘案して選定すれば良い。

尚、上記リード線３５により、コード状ヒータ１、温度制御装置３９、及び、コネクタ（図示しない）が接続されることとなる。温度制御装置はコード状ヒータ１上に配置され、コード状ヒータ１の発熱によってヒータ装置の温度制御を行うこととなる。また、温度制御装置３９は、衝撃等からの防御のため、基材の材料を重ねて貼り付けることで保護されていてもよい。そして、上記したコネクタを介して図示しない車両の電気系統に接続されることになる。又、上記構成をなすヒータ装置３１は、図３に示すような状態で、ステアリングホイール７１のホイール芯材７７と被覆材７８の間に設置されることになる。

基材１０のコード状ヒータ１を配設しない側の面には、ヒータ装置３１とステアリングホイールの被覆材７８とを接着するための接着層（図示しない）を形成してもよい。接着層の形成は、予め離型シート上に接着剤のみからなる接着層を形成し、該接着層を上記離型シートから上記基材１０表面に転写することが好ましい。これにより、接着剤は基材１０の内部には侵入せず、基材１０の表面のみに接着層が形成されることになる。ヒータ装置と被覆材７８とを接着する際、コード状ヒータ１を配設した側と被覆材７８とを接着するより、コード状ヒータ１を配設しない側と被覆材７８とを接着する方が好ましい。これは、コード状ヒータ１による凹凸が被覆材７８表面に表れにくくなるためである。

尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。コード状ヒータ１には、従来公知の如何なるコード状ヒータも使用することができる。例えば、特許第４２０２０７１号公報に記載されているような、ヒータ芯の外周に発熱体素線を引き揃えて構成された発熱体が巻回され、その外周にＦＥＰからなる絶縁体層、必要に応じてポリエチレンからなる熱融着層が形成されたコード状ヒータ、特願２００７−１５８４５２明細書に開示されているような、ヒータ芯３が熱収縮性及び熱溶融性を有するものであるコード状ヒータ、特願２００７−１５８４５３明細書に開示されているような、発熱体が絶縁被膜により被覆された導体素線を引き揃えたものから構成されたコード状ヒータ、特開２００７−１３４３４１公報に開示されているような、発熱体が銅固溶体と銅銀共晶がファイバー状になった銀入り銅合金線の素線であるものから構成されたコード状ヒータなどを使用しても良い。

基材１０についても、発泡ウレタン樹脂に限定されるものではなく、例えば、他の材質からなる発泡樹脂シート、発泡ゴムシート、ゴムシート、不織布、織布なども考えられる。特に伸縮性に優れるものが好ましく、表面にコード状ヒータの凹凸があらわれないように硬度を調節したものが好ましい。このようなものとして、発泡樹脂シートまたは発泡ゴムシートが好ましい。また、硬度を調節するには、発泡率を調整する、気泡の状態を独立気泡または連続気泡にする、目的に応じた硬度の材料を使用するなどの方法がある。材料としては、ウレタン、クロロプレン、シリコーン、ネオプレン、ジエン系ゴム、など、種々の樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマーなどから選択すれば良い。また、基材１０は複数用いても良い。２枚の基材１０によりコード状ヒータ１を挟みこむ形態としてもよく、複数の基材を層状に積層しても良い。複数の基材１０によりコード状ヒータ１を挟み込む場合、ホイール芯材側に位置する基材よりも、被覆材側に位置する基材のほうが、柔らかいものとすることが好ましい。これにより、表面にコード状ヒータの凹凸が表れにくくなる。また、繊維間や気泡内など基材１０の内部空隙にまで接着剤が侵入しないように接着層を形成すれば、基材１０が硬化して伸縮性を損なうことはなく、風合いが悪化することもないため好ましい。

また、コード状ヒータ１を基材１０に配設する際、加熱加圧による融着によって接着・固定する態様でなく、他の態様によりコード状ヒータ１を基材１０に固定しても良い。例えば、縫製によりコード状ヒータ１を基材１０に固定しても良いし、一対の接着剤付き基材１０で挟持固定することでコード状ヒータ１を基材１０に固定しても良いし、他の態様を用いても良い。

また、接着層としては、例えば、高分子アクリル系粘着剤からなりテープ基材を使用しない接着層や、ポリプロピレンフィルムの両面に接着剤を形成してなる接着層など種々のもの使用できる。それ単独でＦＭＶＳＳ Ｎｏ．３０２自動車内装材料の燃焼試験に合格するような難燃性を有するものであれば、ヒータ装置の難燃性が向上し好ましい。

本発明のヒータ装置によれば、特に、ボス部内の混雑を悪化することなく、ステアリング操作時に運転者が不快感を受けず、外観上美しくすることが可能なステアリングホイールを得ることができる。このようなヒータ装置は、例えば、自動車、船舶、各種輸送用車両、各種農耕用車両、各種土木建設用重機などに使用されるステアリングホイールのホイール部を暖めるために使用されるヒータ装置として好適に使用することができる。

１ コード状ヒータ
１０ 基材
３１ ヒータ装置
３７ 接続端子
５３ ケース
５５ 充填材
７１ ステアリングホイール

Claims (3)

1. 基材と、該基材上に配設されるコード状ヒータと、該コード状ヒータに接続されるリード線とからなり、ボス部、スポーク部及びリム部からなるステアリングホイールに設置されるヒータ装置であって、
   上記コード状ヒータと上記リード線との接続部が、上記ステアリングホイールのスポーク部又はリム部に配置されるとともに、
   上記接続部がケースと上記基材に挟持されて覆われていることを特徴とするヒータ装置。
2. 上記接続部が、上記ケースの中に充填材で埋没されているとともに、該充填材によって上記ケースが上記基材に固定されていることを特徴とする請求項１記載のヒータ装置。
3. 上記基材における上記接続部が取り付けられた位置の裏側に、上記コード状ヒータが配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のヒータ装置。

Images