JP6468701B2 - ヒータユニット及びステアリングホイール - Google Patents
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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と、そのホイール部を暖めるために使用されるヒータユニットに係り、特に、使用者がステアリング操作の際に違和感を覚えることのないものに関する。
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ユニット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。ヒータユニット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ユニットとしては、例えば、特許文献１、２に示すような、基材上に所定のパターン形状でコード状ヒータを配設したものが知られている。ここで、基材としては、各種の発泡樹脂シート、発泡ゴムシート、ゴムシート、不織布、織布などが開示されている。
しかしながら、上記特許文献１，２をはじめとした従来のヒータユニットでは、図８に示すように、単に基材１１０、１１０´にコード状ヒータ１０１を配設するのみであったため、コード状ヒータ１０１が配設される箇所に厚みが生じてしまっていた。そのため、使用者がステアリングホイールを握った際、凹凸を感じてしまい、ステアリング操作の際に違和感を覚えることになってしまっていた。
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、使用者がステアリング操作の際に違和感を覚えることのないステアリングホイールと、それに使用されるヒータユニット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ユニットは、高分子発泡体からなる基材と、該基材上に配設されるコード状ヒータとからなるヒータユニットであって、上記基材における上記コード状ヒータが配設される箇所の厚さが、該コード状ヒータの形状に沿うように薄くなっており、それによって平坦な形状となっていることを特徴とするものである。
また、上記コード状ヒータが、最外層に熱融着部が形成されたものであることが考えられる。
本発明によるステアリングホイールは、上記のヒータユニットと、ホイール芯材と、被覆材とからなり、上記ホイール芯材と上記被覆材の間に上記ヒータユニットが設置されるものである。
また、本発明によるヒータユニットの製造方法は、高分子発泡体からなる基材と、コード状ヒータとからなるヒータユニットの製造方法であって、上記基材上に、所定のパターン形状で上記コード状ヒータを配設し、上記基材を平板によって加熱加圧することで、上記基材における上記コード状ヒータが配設される箇所の厚さを、該コード状ヒータの形状に沿うように薄くし、それによって平坦な形状のヒータユニットとするものである。
また、上記コード状ヒータが、最外層に熱融着部が形成されたものであることが考えられる。
本発明によるステアリングホイールは、上記のヒータユニットと、ホイール芯材と、被覆材とからなり、上記ホイール芯材と上記被覆材の間に上記ヒータユニットが設置されるものである。
また、本発明によるヒータユニットの製造方法は、高分子発泡体からなる基材と、コード状ヒータとからなるヒータユニットの製造方法であって、上記基材上に、所定のパターン形状で上記コード状ヒータを配設し、上記基材を平板によって加熱加圧することで、上記基材における上記コード状ヒータが配設される箇所の厚さを、該コード状ヒータの形状に沿うように薄くし、それによって平坦な形状のヒータユニットとするものである。
本発明によれば、コード状ヒータによる凹凸が現れず平坦な形状となっているため、使用者がステアリング操作の際に違和感を覚えることはない。
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５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７本引き揃え、ピッチ１．００ｍｍで螺旋状に巻装してコード状ヒータ１を構成する。なお、導体素線５ａには、ポリウレタンからなる絶縁被膜５ｂが厚さ約０．００５ｍｍ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を配設する基材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０．０３ｇ／ｃｍ３、（ＪＩＳ Ｋ７２２２準拠）、硬さ１１．７７（ＪＩＳ Ｋ６４００−２準拠）、厚さ４ｍｍの発泡ポリ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６はコード状ヒータ１が配設された基材を加熱加圧す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７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の上部には先端が針となった係り止め部材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７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、一方の基材１０上に、コード状ヒータ１を所定のパターン形状にて配設することになる。
図６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、加熱加圧を施すものである。このプレス熱板２７の効果にあたっては、少なくとも、基材１０の圧縮量がコード状ヒータ１の外径よりも大きくなるように設計する必要がある。それによって、基材１０が圧縮されるとともに、コード状ヒータ１の熱融着層９が融着してコード状ヒータ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。本実施の形態においては、この後に基材１０を裏返し、コード状ヒータ１を配設した側の面から更にプレス熱板によって加熱加圧を行った。
上記作業を行うことにより、図１及び図２に示すようなステアリングホイール用のヒータユニット３１を得ることができる。なお、図２は図１の要部を拡大して示す断面図である。基材１０は、平板のプレス熱板２７によって圧縮されることになるため、コード状ヒータ１が配設される箇所については、より強く加圧されることになる。これにより、基材１０におけるコード状ヒータ１が配設される箇所は、コード状ヒータ１の形状に沿うような形状で、他の箇所よりも薄くなる。これにより、ヒータユニット３１は、コード状ヒータ１が配設される箇所においても凹凸がなく、平坦な形状となる。また、このようにして得られたヒータユニット３１は、基材１０が圧縮され高密度になっているため、機械的強度を向上させることができる。なお、本実施の形態によって得られたヒータユニットの厚さは１．００ｍｍであり、コード状ヒータ１が配設された箇所における基材１０の最小厚さは０．５２ｍｍであり、コード状ヒータ１が配設されていない箇所における基材１０の厚さは１．００ｍｍであった。なお、コード状ヒータ１の熱融着層９が加熱加圧により変形したため、実際にはコード状ヒータ１は扁平した形状となっていた。
上記のようにして得られた実施の形態によるヒータユニット３１について、コード状ヒータ１の両端は、引き出されてリード線３５に接続され、このリード線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）が接続されている。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ユニットの温度制御を行うこととなる。また、基材１０に突出部１０ｆを形成しておいてもよい。温度制御装置３９及びコード状ヒータ１とリード線３５との接続部は、衝撃等からの防御のため、基材の突出部１０ｆで包まれて保護される構成も考えられる。この観点から、突出部１０ｆには加熱加圧をしないことも考えられる。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ユニット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には、ヒータユニット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）が形成される。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の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。なお、実施の形態３においては、ヒータユニット３１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。
上記のようにして得られた実施の形態によるヒータユニット３１について、図３に示すようにステアリングホイールに組み込んだ状態で、実使用に供し、違和感の確認を行った。確認は、１０人の使用者がステアリングホイールを握り、左右１０回ずつ操舵作業を行って、コード状ヒータ１による凹凸を感じるかを聞き取り調査した。その結果、実施の形態のものについて、違和感を覚えると回答した使用者は０人だった。
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。また、図４に示すような構成のものも考えられる。具体的には、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７本引き揃え、ピッチ１．００ｍｍで螺旋状に巻装してコード状ヒータ１を構成する。なお、導体素線５ａには、ポリウレタンからなる絶縁被膜５ｂが厚さ約０．００５ｍｍで被覆されている。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０．３８ｍｍある。
基材１０についても、発泡ポリ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、発泡ゴムシートなど種々の高分子発泡体が考えられる。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現れないように硬度を調節したものが好ましい。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、ポリウレタン樹脂、クロロプレンゴム、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ネオプレンゴム、ジエン系ゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体など、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。複数の基材１０を層状に積層しても良い。この場合、複数の基材１０それぞれを異なる材質のものとしても良い。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、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、他の態様を用いても良い。また、基材１０を加熱加圧する際には、プレス熱板２７のみでなくホットプレス治具１５についても加熱しても良い。この際、プレス熱板２７とホットプレス治具１５の温度を異なるものとして、基材１０の圧縮率を変え、即ち気孔率を変化させることも考えられる。
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、ヒータユニットの難燃性が向上し好ましい。また、ヒータユニットの伸縮性を損なわないために、粘着剤のみからなる接着層であることが好ましい。
本発明によれば、使用者がステアリング操作の際に違和感を覚えることのないようにすることができる。このようなヒータユニットは、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に使用され、そのホイール部を暖めるためのヒータユニットとして好適に使用することができる。また、本発明によるヒータユニットは、コード状ヒータ部分の凹凸がなく平坦なものであることを活かし、ステアリングホイールのみでなく、例えば、電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ、ステアリングヒータ、暖房便座、防曇鏡用ヒータ、加熱調理器具、床暖房用ヒータ、被服用ヒータ等に応用することも考えられる。
１ コード状ヒータ
１０ 基材
３１ ヒータユニット
７１ ステアリングホイール
１０ 基材
３１ ヒータユニット
７１ ステアリングホイール
Claims (5)
- 高分子発泡体からなる基材と、該基材上に配設されるコード状ヒータとからなるヒータユニットであって、
上記基材における上記コード状ヒータが配設される箇所の厚さが、該コード状ヒータの形状に沿うように薄くなっており、それによって平坦な形状となっており、
上記基材における上記コード状ヒータが配設される箇所が、他の箇所よりも高密度化されていることを特徴とするヒータユニット。 - 上記コード状ヒータが、最外層に熱融着部が形成されたものであることを特徴とする請求項１記載のヒータユニット。
- 上記コード状ヒータが、扁平した形状となっていることを特徴とする請求項２記載のヒータユニット。
- 請求項１〜請求項３何れか記載のヒータユニットと、ホイール芯材と、被覆材とからなり、上記ホイール芯材と上記被覆材の間に上記ヒータユニットが設置されるステアリングホイール。
- 高分子発泡体からなる基材と、コード状ヒータとからなるヒータユニットの製造方法であって、上記基材上に、所定のパターン形状で上記コード状ヒータを配設し、上記基材を平板によって加熱加圧することで、上記基材における上記コード状ヒータが配設される箇所を、他の箇所よりも高密度化し、上記基材における上記コード状ヒータが配設される箇所の厚さを、該コード状ヒータの形状に沿うように薄くし、それによって平坦な形状のヒータユニットとするヒータユニットの製造方法。
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