JP6219359B2 - ヒーター本体、ハンドル用ヒーター、及びハンドル用ヒーターの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ヒーター本体、ハンドル用ヒーター、及びハンドル用ヒーターの製造方法に関する。
従来、寒冷地で使用される自動車においては、ステアリングホイールを暖めるハンドル用ヒーターが実用化されている（例えば特許文献１、２）。運転開始時にハンドル用ヒーターによりステアリングホイールが速やかに加温されることにより、運転者は快適に運転を行うことができる。
図１は、従来のハンドル用ヒーターに用いられるヒーター本体２２を示す図である。ヒーター本体２２は、ヒーター素線（符号略）が網目状に編み込まれた網目状発熱体２２１を有する。網目状発熱体２２１は、全体として帯状に形成され、ループを綴る経（たて）方向Ｖ（長手方向）の両端部に電極２２２、２２３が配置される。網目状発熱体２２１の網目形状が崩れるのを防止するために、網目状発熱体２２１の経方向Ｖに沿う両縁部には糸２２４による縁かがりが施される。
ヒーター本体２２は、例えば皮革製又は樹脂製のカバーに密着し、ハンドル用ヒーター２０としてハンドルに装着される（図２参照）。具体的には、ハンドル用ヒーター２０は、ヒーター本体２２が内側となるようにステアリングホイール本体３０のリム部（運転時に把持される円環部）に沿わせ、経方向Ｖに沿うカバーの縁部を縫い合わせることにより、ステアリングホイール本体３０に装着される（図２参照）。
しかしながら、図２に示すように、ステアリングホイール２においては、ハンドル用ヒーター２０のカバーが薄いために、縁かがり用の糸２２４の痕が、表面に筋状の凸部Ｓとして現れる。そのため、運転者がステアリングホイール２を把持したときに違和感を与え、運転時の快適性が損なわれる虞がある。さらには、ステアリングホイール２の見栄えも悪くなる。
本発明の目的は、ステアリングホイール等のハンドルを把持したときの触感に優れ、運転時の快適性を向上できるとともに、ハンドルの見栄えを向上できるヒーター本体、ハンドル用ヒーター、及びハンドル用ヒーターの製造方法を提供することである。
本発明に係るヒーター本体は、複数のヒーター素線が網目状に編み込まれてなる網目状発熱体を有し、ハンドル用ヒーターのカバーに密着されるヒーター本体であって、
前記網目状発熱体は、ループを綴る方向である経方向に沿う少なくとも一方の縁部に、前記カバーに取り付けられる際に除去される糸からなる縁かがりを有することを特徴とする。
前記網目状発熱体は、ループを綴る方向である経方向に沿う少なくとも一方の縁部に、前記カバーに取り付けられる際に除去される糸からなる縁かがりを有することを特徴とする。
本発明に係るハンドル用ヒーターは、上記のヒーター本体を備えることを特徴とする。
本発明に係るハンドル用ヒーターの製造方法は、ハンドルに装着されるハンドル用ヒーターの製造方法であって、
（Ａ）糸からなる縁かがりとともに、複数のヒーター素線を網目状に編み込んで網目状発熱体を形成し、前記網目状発熱体を含むヒーター本体を作製する工程と、
（Ｂ）前記ヒーター本体から縁かがりに用いた前記糸を除去する工程と、を含むことを特徴とする。
（Ａ）糸からなる縁かがりとともに、複数のヒーター素線を網目状に編み込んで網目状発熱体を形成し、前記網目状発熱体を含むヒーター本体を作製する工程と、
（Ｂ）前記ヒーター本体から縁かがりに用いた前記糸を除去する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、網目状発熱体に縁かがり用の糸がないので、ハンドルの表面が平滑となる。したがって、運転者がハンドルを把持したときの触感が改善され、運転時の快適性が向上するとともに、ハンドルの見栄えが向上する。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施の形態に係るハンドル用ヒーター１０を装着したステアリングホイール１を示す図である。図３Ａはハンドル用ヒーター１０を装着した状態を示し、図３Ｂはハンドル用ヒーター１０を装着する前の状態を示す。
図３Ｂに示すように、ステアリングホイール本体３０は、ステアリングシャフト（図示略）に接続されるボス部３１、運転時に把持される円環状のリム部３２、及びボス部３１からリム部３２に向かって延びるスポーク部３３を有する。図３Ａに示すように、ハンドル用ヒーター１０は、リム部３２に配置される。
図４は、ハンドル用ヒーター１０に組み込まれるヒーター本体１２を示す斜視図である。図４に示すように、ヒーター本体１２は、網目状発熱体１２１、及び電極１２２、１２３を有する。
網目状発熱体１２１は、複数のヒーター素線１２１ａが網目状に編み込まれ、全体として帯状に形成される。網目状発熱体１２１は、例えば同一線径の複数のヒーター素線１２１ａを、トリコット編みすることにより形成される（図５参照）。トリコット編みとは、ループを経方向Ｖに連続的且つ平面的に綴る編み方である。網目状発熱体１２１の形成には、通常、経編機が用いられる。
ヒーター素線１２１ａは、金属導体に絶縁皮膜が形成されたエナメル線である。金属導体は、一般には銅線で形成されるが、ニッケルが１％以上入った銅合金線、またはニクロム線等の腐食に強い合金線で形成することもできる。ヒーター素線１２１ａの導体材料は、網目状発熱体１２１に要求される単位面積当たりの発熱量に応じて選択される。
絶縁皮膜を形成する絶縁塗料は、ポリビニルアセタール、ポリウレタン、ポリアミドイミド、又はポリイミドなどを主成分にするものが好ましい。
ポリビニルアセタール又はポリウレタンを主成分にする絶縁塗料は、１００〜１５０℃の耐熱性を備え、しかもヒーター素線１２１ａの絶縁皮膜を剥離することなく半田付けすることができる。したがって、電極１２２、１２３に網目状発熱体１２１を半田付けする際の作業時間を短縮でき、半田接続部の信頼性も高い。
一方、ポリアミドイミド又はポリイミドを主成分にする絶縁塗料は、耐熱性が高く、耐磨耗性に優れる。したがって、極めて薄い均一な皮膜で絶縁性を確保することができるので、ヒーター素線１２１ａの外径が必要以上に太くならない。例えば、線径０．０７ｍｍの金属導体の場合、ＪＩＳ３種エナメル線ならば最小皮膜厚さは０．００３ｍｍになる。また、編み込み時の厳しい機械的な屈曲に耐えることができるので、トリコット編みがし易くなる。さらには、必要に応じて耐熱クレードを幅広く選択できる。
ヒーター素線１２１ａの線径は、０．０２〜０．１２ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．０６〜０．０８ｍｍである。これにより、ヒーター素線１２１ａの強度と柔軟性を両立させることができる。したがって、ループが経方向に連続するように複数のヒーター素線１２１ａを綴ることにより、伸縮性、柔軟性に富んだ網目状発熱体１２１を形成することができる。
電極１２２、１２３は、それぞれ網目状発熱体１２１の経方向Ｖの両端部に配置される。電極１２２、１２３からはリード線１２５、１２６が引き出される。一方のリード線１２６には、サーモスタット１２７が接続される。リード線１２５、１２６は、例えばスポーク部３３の内部を通って、自動車の電源端子（図示略）に接続される。
電極１２２、１２３は、図６に示すように、金属箔１２２ａに網目状発熱体１２１の端部を重ねて平面的な薄い状態で溶着し、絶縁材料１２２ｂで挟持した構成を有する。金属箔１２２ａと網目状発熱体１２１を溶着する方法としては、例えば半田付け、超音波溶接、スポット溶接、又はレーザ溶接などが好適である。本実施の形態では、金属箔１２２ａと網目状発熱体１２１を半田付けにより溶着する。
金属箔１２２ａは、予め定められた幅及び長さの矩形状を有する。金属箔１２２ａの厚さは、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。これにより、適度な柔軟性が確保されるので、ハンドル用ヒーター１０をステアリングホイール本体３０に装着するときに、電極１２２、１２３が破損するのを防止することができる。また、必要以上に発熱するのを防止することができる。
金属箔１２２ａは、導電性及び耐腐食性を有する錫、半田又は金などの非鉄金属に、めっきなどの皮膜処理を施したものが好ましい。これにより、金属箔１２２ａの表面が、使用中に酸化するのを防止できる。なお、金属箔１２２ａは、導電性及び耐腐食性を有する金、銀、又はニッケルなどの非鉄金属であってもよい。
半田層１２２ｃの厚みは、５〜３０μｍであることが好ましい。フラックス含有量が多く、高温特性、ヌレ性に優れる半田が好適である。なお、環境保護の観点から、錫−銀−銅系や錫−銀−ビスマス系等の鉛フリー半田が好ましい。
絶縁材料１２２ｂは、難燃化処理が施され、且つ伸縮性に富み、柔軟性がある、例えば耐熱性のあるポリエステル系の繊維などの不織布が好ましい。不織布を接着するための接着剤としては、難燃性及び耐熱性の観点から、シリコン系、難燃アクリル系、熱硬化性ゴム系などが好ましい。また、絶縁材料１２２ｂとして、難燃性ノーメックス粘着テープ、難燃性布粘着テープ、ポリイミドテープ、フッ素樹脂テープを適用することもできる。さらに、金属箔１２２ａに網目状発熱体１２１を半田付けした電極基体（符号略）と絶縁材料１２２ｂの間に、防水性の高分子フィルムを介在させてもよい。これにより、防水性の高い電極構造とすることができる。
ここで、従来のヒーター本体２２においては、網目状発熱体２２１の経方向Ｖに沿う両縁部の編目が解れないように、耐熱性のある合成繊維の糸２２４によって縁かがりが施されている（図１参照）。これに対して、本実施の形態のヒーター本体１２においては、経方向Ｖに沿う両縁部１２４に、縁かがり用の糸が配置されていない。これにより、運転者がステアリングホイール１を把持したときの触感が格段に向上するとともに、ステアリングホイール１の見栄えが向上する。
なお、縁かがりとなる糸は、網目状発熱体１２１を編むときには必要であるが、編み込みが完了した後は、ヒーター素線１２１ａによって形状が保持されるため、除去してもハンドル用ヒーター１０の形状が崩れる虞はない。
ハンドル用ヒーター１０は、以下のようにして製造される。すなわち、ハンドル用ヒーター１０の製造方法は、糸からなる縁かがりとともに複数のヒーター素線１２１ａを網目状に編み込んで網目状発熱体１２１を形成する工程（工程Ａ）と、縁かがりに用いた糸を除去する工程（工程Ｂ）と、網目状発熱体１２１を含むヒーター本体１２をカバー（図示略）に密着する工程（工程Ｃ）と、を含む。
縁かがりに用いた糸を除去する工程Ｂは、ヒーター本体１２をカバー（図示略）に密着する工程Ｃの後に行われるのが好ましい。これにより、縁かがり用の糸を除去しても、網目状発熱体１２１の経方向Ｖに沿う両縁部が解れることはなく、容易に形状を保持することができる。なお、工程Ｂは、工程Ｃの前に行うようにしてもよい。
縁かがり用の糸は、例えば、熱溶融性を有する合成樹脂で形成されるのが好ましい。具体的には、縁かがり用の糸として、例えばグリロン社の「グリロン糸」や、東レ社の「エルダー糸」等を適用できる。この場合、工程Ｃでは、例えば温風を吹き付けるなどして、加熱により縁かがり用の糸を容易に除去することができる。
また例えば、縁かがり用の糸は、水溶性を有する合成樹脂で形成されるのが好ましい。具体的には、縁かがり用の糸として、ニチビ社の「ソルブロン糸」、フジックス社の水溶性糸やクラレ社の「水溶性ビニロン糸」等を適用できる。この場合、工程Ｂでは、溶液により縁かがり用の糸を容易に除去することができる。溶液としては、水の他、アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノールなど）、ケトン類（アセトンなど）、エーテル類（テトラヒドロフラ ンなど）、セロソルブ類（メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど）、カルビトール類（カルビトール、ジエチレングリコールジメチルエーテルなど）などが 挙げられる。これらの溶液は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
なお、縁かがり用の糸は、引き抜いて除去するようにしてもよい。また、ヒーター本体１２の作製時に、経方向Ｖの縁部に縁かがりを施さないようにしてもよい。
このように、本実施の形態に係るハンドル用ヒーター１０は、ステアリングホイール１のリム部３２に装着されるハンドル用ヒーターであって、複数のヒーター素線１２１ａが網目状に編み込まれてなる網目状発熱体１２１を有するヒーター本体１２を備える。網目状発熱体１２１は、ループを綴る方向である経方向Ｖに沿う両縁部１２４に縁かがりを有さない。
ハンドル用ヒーター１０によれば、網目状発熱体１２１に縁かがり用の糸がないので、筋状の凸部Ｓ（図２参照）が表面に現れることはなく、ステアリングホイール１の表面が平滑となる。したがって、運転者がステアリングホイール１を把持したときの触感が改善され、運転時の快適性が向上するとともに、ステアリングホイール１の見栄えが向上する。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、実施の形態のハンドル用ヒーター１０において、ヒーター本体１２の具体的な構成（網目状発熱体１２１の編み方など）は実施の形態で説明したものに制限されず、例えば特許文献１、２に記載の構成を適用できる。
本発明に係るヒーター本体は、ハンドル用ヒーター以外の用途に適用することもできる。また、本発明は、ループを綴る経方向Ｖに沿う一方の縁部においてのみ、縁かがり用の糸がないハンドル用ヒーターも含む。さらには、自転車やオートバイ等の車両のハンドルに装着されるハンドル用ヒーターも含む。
また、本発明に係るハンドル用ヒーターは、ループを綴る方向である経方向に沿う少なくとも一方の縁部に縁かがりを有していなければよく、例えば図７に示すように、他方の縁部に部分的に縁かがりａ１、ａ２、ａ３があってもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ ステアリングホイール
１０ ハンドル用ヒーター
１２ ヒーター本体
１２１ 網目状発熱体
１２１ａ ヒーター素線
１２２、１２３ 電極
１２４ 経方向Ｖに沿う両縁部
１２５、１２６ リード線
３０ ステアリングホイール本体
３１ ボス部
３２ リム部
３３ スポーク部
１０ ハンドル用ヒーター
１２ ヒーター本体
１２１ 網目状発熱体
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１２５、１２６ リード線
３０ ステアリングホイール本体
３１ ボス部
３２ リム部
３３ スポーク部
Claims (12)
- 複数のヒーター素線が網目状に編み込まれてなる網目状発熱体を有し、ハンドル用ヒーターのカバーに密着されるヒーター本体であって、
前記網目状発熱体は、ループを綴る方向である経方向に沿う少なくとも一方の縁部に、前記カバーに取り付けられる際に除去される糸からなる縁かがりを有することを特徴とするヒーター本体。 - 前記糸は、化学的に除去できる性質を有することを特徴とする請求項１に記載のヒーター本体。
- 前記糸は、熱溶融性を有することを特徴とする請求項２に記載のヒーター本体。
- 前記糸は、水溶性を有することを特徴とする請求項２に記載のヒーター本体。
- 請求項１から４のいずれか一項に記載のヒーター本体を備えることを特徴とするハンドル用ヒーター。
- 前記ヒーター本体が密着されるカバーを備えることを特徴とする請求項５に記載のハンドル用ヒーター。
- ハンドルに装着されるハンドル用ヒーターの製造方法であって、
（Ａ）糸からなる縁かがりとともに、複数のヒーター素線を網目状に編み込んで網目状発熱体を形成し、前記網目状発熱体を含むヒーター本体を作製する工程と、
（Ｂ）前記ヒーター本体から縁かがりに用いた前記糸を除去する工程と、を含むことを特徴とするハンドル用ヒーターの製造方法。 - （Ｃ）前記ヒーター本体をカバーに密着する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載のハンドル用ヒーターの製造方法。
- 前記工程Ｂは、前記工程Ｃの後に行われることを特徴とする請求項８に記載のハンドル用ヒーターの製造方法。
- 前記糸は、熱溶融性を有し、
前記工程Ｂは、加熱により前記糸を除去することを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のハンドル用ヒーターの製造方法。 - 前記糸は、水溶性を有し、
前記工程Ｂは、溶液により前記糸を除去することを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のハンドル用ヒーターの製造方法。 - 前記糸は、合成繊維であることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のハンドル用ヒーターの製造方法。
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