JP2013505865A - 自動車のハンドルへの直接適用ヒータ - Google Patents
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Abstract
一次支持部材により一般的形状のハンドルを規定する。この一次支持部材を硬質のオーバーモールド用の層によりほぼ包囲する。このオーバーモールド用の層上に、ハンドル上に熱源を生ぜしめるように附勢される電気抵抗層を配置する。この電気抵抗層に対する正の電気接続を規定する第1の導電性細条をこの電気抵抗層に被着する。この電気抵抗層に対する負の電気接続を規定する第2の導電性細条をこの電気抵抗層に被着する。この電気抵抗層と前記第1の導電性細条及び前記第2の導電性細条とを絶縁のために誘電体層により包囲する。この誘電体層上に、この誘電体層をほぼ包囲している仕上げカバー層を被着する。
【選択図】図5A
【選択図】図5A
Description
本出願は、2009年8月6日に出願された出願番号第61/231,767号の米国特許仮出願の優先権を主張するものである。
本発明は、一般にヒータアセンブリに関するものであり、特にハンドル(操舵装置)を加熱するためのハンドルヒータアセンブリ及びこのようなアセンブリの製造方法に関するものである。
従来のハンドルは、鋳造マグネシウムアーマチュア等から成っており、これが後にウレタンフォーム(又は同様に適した他の材料)でオーバーモールド(外側被覆)されて鋳造マグネシウムアーマチュアを被覆し、適切に有効としたハンドルアセンブリが得られている。次にハンドルを囲むように加熱素子が配置されている。次に、このハンドルヒータアセンブリ上にカバーが設けられている。一適用例では、クローズドセルフォーム又はウレタンラバーが裏張りされた革カバーがアーマチュア及びヒータアセンブリ上に被着され、その後適所で縫い合わされる。従来のハンドルヒータは一般的に、ワイヤ素子に電流を流してこのワイヤ素子が熱を発生するようにする、ラウンドワイヤに基づく技術を前提としている。このような伝統的なヒータ素子は、加熱範囲の一貫性を得ることができないとともに心地よさを低くし、多くの電力量を使用し、長期間に亘って繰り返し使用することにより過度に損傷しやすくなる。
従って、既知のハンドルヒータアセンブリよりも優れた性能及び競争上の優位性が得られる改善したハンドルヒータアセンブリが提供されることが重要で長期に亘る必要性となっている。
従って、本発明の目的は、加熱範囲の一貫性及び心地よさが得られるとともに、必要とする電力を少なくし、強度及び耐損傷性を大きくし、寿命を長くし、ハンドルの特定の領域の温度を選択的に調整する手段が得られる改善したハンドルヒータアセンブリを提供することにある。
本発明によれば、一般的形状のハンドルを規定する一次支持部材と、この一次支持部材をほぼ包囲している硬質のオーバーモールド用の層と、このオーバーモールド用の層上に配置され、ハンドル上に熱源を生ぜしめるように附勢される電気抵抗層と、この電気抵抗層に被着され、この電気抵抗層に対する正の電気接続を規定する第1の導電性細条と、前記電気抵抗層に被着され、この電気抵抗層に対する負の電気接続を規定する第2の導電性細条と、前記電気抵抗層と前記第1の導電性細条及び前記第2の導電性細条とを絶縁のために包囲している誘電体層と、この誘電体層上に被着され、この誘電体層をほぼ包囲している仕上げカバー層とを具える加熱式ハンドルアセンブリを提供することにより上述した目的を達成する。
一例では、一次支持部材をマグネシウムアーマチュアとする。
一例では、硬質のオーバーモールド用の層をウレタンフォームから構成する。
一例では、電気抵抗層が、カーボン、グラファイト及びこれらの混合体より成る群から選択したペーストを含み、このペーストが硬質のオーバーモールド用の層に対し硬化されているようにする。
一例では、このペーストに、屈曲させることのできる可塑化母材が含まれているようにする。
一例では、電気抵抗層が、所定の正方形の表面積に対し60〜100オームの範囲内の導電率を有しているようにする。
一例では、加熱式ハンドルアセンブリが、前記硬質のオーバーモールド用の層の長さに亘って延在している稜線を設ける。
一例では、この稜線が、硬質のオーバーモールド用の層の長さに亘って被着した電気抵抗層内にギャップを規定しているようにする。
一例では、第1及び第2の導電性細条が、稜線に隣接してこの稜線の両側に配置されているようにする。
一例では、第1及び第2の導電性細条は、稜線をこれら第1及び第2の導電性細条間のほぼ中間点に配置して約2〜6mmの範囲で互いに離間されているようにする。
一例では、第1及び第2の導電性細条は、ハンドルを囲む電気抵抗層の長さに沿って互いにほぼ平行に延在しているようにする。
一例では、第1及び第2の導電性細条は、銀を基材とするコーティングから構成されているようにする。
一例では、一次支持部材が、この一次支持部材の長さに亘り延在する条溝を有し、この条溝が硬質のオーバーモールド用の層を収容して、この硬質のオーバーモールド用の層が一次支持部材の周りに回転しないようにする。
一例では、硬質のオーバーモールド用の層の周囲の少なくとも一部を囲んで延在する縫い目溝を設ける。
一例では、第1及び第2の導電性細条が縫い目溝内に延在し、複数本の電気ワイヤコネクタがこの縫い目溝内に配置されて、第1及び第2の導電性細条の各々と係合しているようにする。
一例では、電気ワイヤコネクタは、硬質のオーバーモールド用の層内に延在する少なくとも1つのプロングと、第1及び第2の導電性細条の一方の少なくとも一部にまたがって延在するベースとを有しているようにする。
一例では、電気抵抗層に第3の導電性細条を被着し、この第3の導電性細条によりこの電気抵抗層に対し正の電気接続を規定するようにする。
更に、本発明によれば、一般的形状のハンドルを規定する一次支持部材を設けるステップと、この一次支持部材をほぼ包囲する硬質のオーバーモールド用の層を被着するステップと、このオーバーモールド用の層上に配置され、ハンドル上に熱源を生ぜしめるように附勢される電気抵抗層を被着するステップと、この電気抵抗層に対する正の電気接続を規定する第1の導電性細条をこの電気抵抗層に被着するステップと、前記電気抵抗層に対する負の電気接続を規定する第2の導電性細条をこの電気抵抗層に被着するステップと、前記電気抵抗層と前記第1の導電性細条及び前記第2の導電性細条とを絶縁のために包囲している誘電体層を被着するステップと、この誘電体層上に、この誘電体層をほぼ包囲している仕上げカバー層を被着するステップとを具える加熱式ハンドルアセンブリの製造方法を提供することにより、上述した目的を達成する。
他の例では、前記加熱式ハンドルアセンブリの製造方法が、硬質のオーバーモールド用の層の長さに亘って延在している稜線を形成し、この稜線によりこの硬質のオーバーモールド用の層の長さに亘って被着した電気抵抗層内にギャップを規定するステップを有するようにする。
他の例では、加熱式ハンドルアセンブリの製造方法が、第1及び第2の導電性細条を、稜線に隣接してこの稜線の両側に被着し、この稜線をこれら第1及び第2の導電性細条間のほぼ中間点に配置して、これら第1及び第2の導電性細条を約2〜6mmの範囲で互いに離間させるステップを有するようにする。
本発明を実行するように設計した構成をその他の特徴とともに以下に説明する。以下の説明を読むことにより、且つその一部を形成するとともに本発明の例を示す添付図面を参照することにより本発明をより一層容易に理解し得るであろう。
当業者にとって明らかなように、本発明の1つ以上の態様により幾つかのある目的を達成し得るが、他の1つ以上の態様によっても他の幾つかのある目的を達成し得るものである。各目的はそのあらゆる点で本発明のあらゆる態様に同様に適用し得るものではない。従って、前述した目的を本発明の何れかの態様に対して選択的に見ることができる。本発明のこれらの及びその他の目的及び特徴は、添付図面及び実施例と関連する以下の詳細な説明を読むことにより、一層完全に明らかとなるであろう。しかし、本発明の前述した要約と以下の詳細な説明との双方は好適例であり、本発明をこれらに限定するものではなく、本発明にはこれらに代わる他の実施例が含まれることを理解すべきである。特に、本発明を種々の特定の実施例につき説明するが、この説明は本発明を反映するものであり、しかも本発明をこれに限定するものとして解釈されるものではないこと明らかである。当業者にとっては、特許請求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更及び種々の適用を達成し得るものである。同様に、本発明の他の目的、特徴、利益及び利点は前述した概要及び以下に説明する幾つかの実施例から明らかであり、当業者にとって容易に理解されるであろう。このような目的、特徴、利益及び利点は、上述したことを、付随の例、データ、図面及びこれらから取り出されるあらゆる適切な推論と関連付けることのみから、或いは導入した参照文献を考慮して明らかとなるであろう。
以下に、添付図面につき本発明を詳細に説明する。
図面、特に図1を参照するに、代表的な実施例によるビークル(A)を示す。このビークルには、数ある中でハンドルが設けられている。
図2は、本発明の代表的な実施例によるビークル用ハンドルアセンブリ(B)を示す。このハンドルは円形リングの形態に構成されているが、種々の異なる形状にし得る。図示の実施例では、複数のスポーク(C)がリングの内面領域からリングの中心点まで延在している。ハンドルの外面領域は、ビークルの運転手のグリップ及び心地よさを高める材料、例えば、革で覆われている。
図3を参照するに、この図3にはハンドルアセンブリの拡大横断面図を示してある。前述したように、従来のハンドルは、鋳造マグネシウムアーマチュア10等から成っており、これが後にウレタンフォーム12(又は同様に適した他の材料)でオーバーモールドされて鋳造マグネシウムアーマチュアを被覆し、適切に有効としたハンドルアセンブリが得られている。オーバーモールドされた材料には、カバー14、例えばクローズドセルフォーム又はネオプレンゴムが裏張りされた革カバー内に縫い込まれた導電性金網の層が被着されている。次いでこのカバーがハンドルの周囲で適所に保持されるように縫い合わされている。
次に図4を参照するに、この図4にはハンドルヒータアセンブリの拡大横断面図を示してある。ハンドルは一次支持部材を以て構成されており、この一次支持部材はこれからその外側部分を形成するための枠組みを構成している。図示の実施例では、この一次支持部材が鋳造マグネシウムアーマチュア10であり、これが硬質のオーバーモールド用の層により画成されている。このオーバーモールド用の層は、好適実施例ではウレタンフォーム12(又は同様に適した他の材料)とする。ハンドルアセンブリのウレタンカバー領域の表面上には電気抵抗性のペースト層16を被着する。この電気抵抗性のペースト層の上には、複数の細条18の形態の間欠的な層又は導電性ペーストの少数のラインを被着する。抵抗性ペースト及び導電性細条が被覆された全領域上に誘電体シーリング材の最終層20を被着する。最後に、仕上げカバー22、例えば、ネオプレンを裏張りした革カバーを適所に縫い付けてハンドルを被覆する。
ウレタンフォーム(又は同様に適した他の材料)より成るオーバーモールド用の層12は参考のためのものであり、ハンドルを構成する業界の標準方法の1つに用いられるものである。稜線(リッジライン)24(図5B及び5C)は、ほぼ硬質のオーバーモールド用の層12の長さに亘って延在させてこの層(ウレタンフォーム)内に形成する。このことは、代表的に支持部材10の周囲にオーバーモールド用の層を形成する型成形処理により達成される。図5B及び5Cに示す好適実施例では、一次支持部材10にこの支持部材10の長さに沿って走行する条溝26が設けられており、この条溝には硬質のオーバーモールド用の層12が入れられて、このオーバーモールド用の層12が一次支持部材10の周りに回転しないようにしてある。
電気抵抗層(電気抵抗性のペースト層)16は、予め決定した固定の表面抵抗率を有するカーボン又はグラファイト或いはこれらの混合体とするのが好ましい。この層は、制御被着によりウレタン層12に被着されるペースト又はインク(例えば、Electra Polymers ED−4000(商品名)なる抵抗性ペースト)として出発させる。このペースト又はインクは、極度に屈曲させることのできる可塑化母材とする必要がある。その被着方法は、シルクスクリーニング又は吹付け或いは浸漬(サブマージョン)浴法とすることができるが、これらに限定されるものではない。この層をその被着後にウレタンに対し硬化又は乾燥させる。又、加熱又は乾燥によってこのウレタンを軟化させ、これにより抵抗性ペーストを表面に完全に接着させる。このカーボン印刷技術に対する特有の特性は、入力電圧と出力温度との間に直接的な相関関係があるということである。換言すれば、電圧Xが一定である限り、ワット数Yも一定に保たれ、従って、温度がピーク値に達し、このピーク値に保たれる。本発明では、電気抵抗層が所定の正方形の表面積に対し60〜100オームの範囲内の導電率を有するようにするのが好ましい。
次に、導電性のペースト又はポリマ基材の銀としたコーティング(例えば、Coates E8205(商品名))の形態の複数の細条を被着して正の給電リード線18a及び負の給電リード線18bとして作用させる。この可塑化ペーストは高レベルの導電率を有し、抵抗性ペーストの表面全体に電力を最良に供給する位置に被着する。この層は、ヒータを完成する上での設計及び電力の取出しを考慮するのに最も適したパターン(銀の給電リード線で冗長性が得られるパターン)において2つ以上の導体とし得る。この層はシルクスクリーニング又は吹付けにより被着させる。この被着後に、この層を抵抗性の層に対し硬化又は乾燥させる。
図示の実施例では、稜線24が、硬質のオーバーモールド用の層12の長さに亘って被着した電気抵抗層16にギャップを規定する。第1の導電性細条18aと第2の導電性細条18bとは互いに隣接させて稜線24の両側に配置してある。これらの第1の導電性細条18a及び第2の導電性細条18bは、稜線24を第1の導電性細条18aと第2の導電性細条18bとの間のほぼ中間点に配置して約2〜6mmの範囲で互いに離間させるのが好ましい。これらの第1の導電性細条18a及び第2の導電性細条18bは一般に、ハンドルの周囲の前記導電層16に沿って互いに平行に延在させる。
誘電体層20は、ヒータの表面をその寿命中湿気又はその他の汚染から保護するとともに、電気絶縁体として作用する。この誘電体層は、シルクスクリーニング又は吹付け或いは浸漬により被着し得るが、それよりもペースト又はインク(例えば、Electra Polymer ED8040(商品名))とする。
最後に、ハンドルを囲むように仕上げカバー22を取り付ける。好適実施例では、工業規格のネオプレンを裏張りした革カバーを適所に縫い付けることができる。
図5Aを参照するに、好適実施例では、オーバーモールド用の層の周囲の少なくとも一部を囲んで延在する縫い目溝28を設ける。この縫い目溝は、仕上げカバーを縫い合わせる際の材料のバルクを収容するとともに、ハンドルを囲む平滑な仕上げを達成するために設けるものである。第1及び第2の導電性細条は、これらを、ハンドルを囲むように設ける際に縫い目溝28内に延在させる。複数本の電気ワイヤコネクタ30をこの縫い目溝28内に配置し、これらを導電性細条18a及び18bの各々と係合させる。電気ワイヤコネクタには、硬質のオーバーモールド用の層12内に延在する少なくとも1つのプロング32と、第1及び第2の導電性細条18a及び18bの一方の少なくとも一部にまたがって延在するベース34とを有する。電気ワイヤコネクタ30には、複数の正及び負のコンダクタ18a及び18bに沿う予め決定した位置で、好ましくは縫い目溝28内で、電気ワイヤ38によりワイヤハーネス36を結合する。次に、このハーネス36をビークルの電源に取り付ける。
他の実施例によれば、第3の導電性細条18c(図5c)を電気抵抗層16に被着し、この電気抵抗層に対し正の電気接続を達成するようにする。これにより、二重温度制御システムをヒータシステム内に導入し得る。この二重温度制御システムは、ハンドルのスポークの裏側内に挿入された極薄のサーモスタット(例えば、PEPI制御システム等)(図示せず)を含む。この二重温度制御システムは、ハンドルの温度を約1℃以内で調整し得る。第3の導電性細条18cを導入することにより、正結合及び負結合間の半径を低減させることができる。これにより、電気抵抗層16からの抵抗値が小さくなり、従って、温度が高くなる。正の導電性細条18a及び18c間を、負の導電性細条18bと相互作用するように選択することにより、電気抵抗層の動作半径が変わり、これに応じ温度が増大したり、減少したりする。
本発明の開示のために、用語“結合”とは、2つの(電気的又は機械的)構成素子を直接的に又は間接的に連結させることを意味するものとする。このような連結は事実上固定とするか又は事実上可動とすることができる。又、このような連結は2つの(電気的又は機械的)構成素子と、何らかの追加の中間部材とで達成でき、これらの中間部材は、互いに又は2つの構成素子とで一体に形成するか、或いは2つの構成素子と何らかの追加の中間部材とを互いに取り付ける。このような連結は、事実上永久的なものとするか、或いはまた、事実上除去可能に又は釈放可能にすることができる。
好適実施例及びその他の代表的な実施例に示すようなハンドルの素子の構成及び配置は例示にすぎない。本発明の数個の実施例のみを詳細に上述したが、この開示を見た当業者にとって容易に理解し得るように、列挙した主題の新規な技術及び利点から実質的に逸脱することなく、多くの変形(例えば、種々の素子の寸法、構造、形状及び割合や、パラメータの値や、装着方法や、材料、色、位置づけの使用方法等の変更)が可能である。例えば、一体に形成して示す素子は複合部品を以て構成でき、又は複合部品として示す素子は一体に形成でき、インターフェースの動作は逆にするかさもなければ変えることができ、構造体及び部材の双方又は何れか一方、又はコネクタ又はシステムの他の素子の長さ又は幅を変えることができ、素子間に設けた調整位置の個数又は特性を変えることができる。システムの素子及びアセンブリの双方又は何れか一方は、種々の色、質感及び組み合わせの何れかにおいて充分な強度又は耐久性を提供する種々の材料の何れかから構成し得ることを銘記すべきである。従って、このような全ての変形は本発明の技術革新の範囲内に含まれるものである。好適実施例及びその他の代表的な実施例の設計、動作条件及び配置において、本発明の技術革新の精神から逸脱することなく他の置換、変形、変更及び省略を行うことができる。
Claims (20)
- 一般的形状のハンドルを規定する一次支持部材と、
この一次支持部材をほぼ包囲している硬質のオーバーモールド用の層と、
このオーバーモールド用の層上に配置され、ハンドル上に熱源を生ぜしめるように附勢される電気抵抗層と、
この電気抵抗層に被着され、この電気抵抗層に対する正の電気接続を規定する第1の導電性細条と、
前記電気抵抗層に被着され、この電気抵抗層に対する負の電気接続を規定する第2の導電性細条と、
前記電気抵抗層と前記第1の導電性細条及び前記第2の導電性細条とを絶縁のために包囲している誘電体層と、
この誘電体層上に被着され、この誘電体層をほぼ包囲している仕上げカバー層と、
を具える加熱式ハンドルアセンブリ。 - 請求項1に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記一次支持部材をマグネシウムアーマチュアとした加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項1に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記硬質のオーバーモールド用の層がウレタンフォームから構成されている加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項1に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記電気抵抗層が、カーボン、グラファイト及びこれらの混合体より成る群から選択したペーストを含み、このペーストが前記硬質のオーバーモールド用の層に対し硬化されている加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項4に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記ペーストには、屈曲させることのできる可塑化母材が含まれている加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項1に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記電気抵抗層が、所定の正方形の表面積に対し60〜100オームの範囲内の導電率を有している加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項1に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、この加熱式ハンドルアセンブリが、前記硬質のオーバーモールド用の層の長さに亘って延在している稜線を有している加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項7に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記稜線が、前記硬質のオーバーモールド用の層の長さに亘って被着した前記電気抵抗層内にギャップを規定している加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項7に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記第1及び第2の導電性細条は、前記稜線に隣接してこの稜線の両側に配置されている加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項9に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記第1及び第2の導電性細条は、前記稜線をこれら第1及び第2の導電性細条間のほぼ中間点に配置して約2〜6mmの範囲で互いに離間されている加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項1に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記第1及び第2の導電性細条は、前記ハンドルを囲む前記電気抵抗層の長さに沿って互いにほぼ平行に延在している加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項1に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記第1及び第2の導電性細条は、銀を基材とするコーティングから構成されている加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項1に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記一次支持部材が、この一次支持部材の長さに亘り延在する条溝を有し、この条溝が前記硬質のオーバーモールド用の層を収容して、この硬質のオーバーモールド用の層が前記一次支持部材の周りに回転しないようにした加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項1に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、この加熱式ハンドルアセンブリが、前記硬質のオーバーモールド用の層の周囲の少なくとも一部を囲んで延在する縫い目溝を有している加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項14に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記第1及び第2の導電性細条が前記縫い目溝内に延在し、複数本の電気ワイヤコネクタがこの縫い目溝内に配置されて、前記第1及び第2の導電性細条の各々と係合している加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項15に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、前記電気ワイヤコネクタは、前記硬質のオーバーモールド用の層内に延在する少なくとも1つのプロングと、前記第1及び第2の導電性細条の一方の少なくとも一部にまたがって延在するベースとを有している加熱式ハンドルアセンブリ。
- 請求項1に記載の加熱式ハンドルアセンブリにおいて、この加熱式ハンドルアセンブリが、前記電気抵抗層に被着された第3の導電性細条を有し、この第3の導電性細条によりこの電気抵抗層に対し正の電気接続を規定している加熱式ハンドルアセンブリ。
- 一般的形状のハンドルを規定する一次支持部材を設けるステップと、
この一次支持部材をほぼ包囲する硬質のオーバーモールド用の層を被着するステップと、
このオーバーモールド用の層上に配置され、ハンドル上に熱源を生ぜしめるように附勢される電気抵抗層を被着するステップと、
この電気抵抗層に対する正の電気接続を規定する第1の導電性細条をこの電気抵抗層に被着するステップと、
前記電気抵抗層に対する負の電気接続を規定する第2の導電性細条をこの電気抵抗層に被着するステップと、
前記電気抵抗層と前記第1の導電性細条及び前記第2の導電性細条とを絶縁のために包囲している誘電体層を被着するステップと、
この誘電体層上に、この誘電体層をほぼ包囲している仕上げカバー層を被着するステップと、
を具える加熱式ハンドルアセンブリの製造方法。 - 請求項18に記載の加熱式ハンドルアセンブリの製造方法において、この加熱式ハンドルアセンブリの製造方法が、前記硬質のオーバーモールド用の層の長さに亘って延在している稜線を形成し、この稜線により前記硬質のオーバーモールド用の層の長さに亘って被着した前記電気抵抗層内にギャップを規定するステップを有している加熱式ハンドルアセンブリの製造方法。
- 請求項19に記載の加熱式ハンドルアセンブリの製造方法において、この加熱式ハンドルアセンブリの製造方法が、前記第1及び第2の導電性細条を、前記稜線に隣接してこの稜線の両側に被着し、前記稜線をこれら第1及び第2の導電性細条間のほぼ中間点に配置して、これら第1及び第2の導電性細条を約2〜6mmの範囲で互いに離間させるステップを有している加熱式ハンドルアセンブリの製造方法。
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