JPS6181274A - ステアリングホイ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業−にの利用分野） この発明はリング部に加熱部材を有Ｊるステアリングホ
イールに関するものである。

（従来の技術） 従来、自動車、モーターボー１〜等のステアリングホイ
ールのリング部は、弾性を与え１．ニリ皮で覆ったりし
て、運転者の手の接触感覚を向上させるための改善がな
されている。しかし、そのリング部の把持部の温瘍謂節
を行い、運転者の手の温感を改良したステアリングホイ
ールは存在していない。このため、従来のステアリング
ホイールは外気温の低い冬期において長時間駐車したと
きにかなりの低温に達し、運転初期にリング部が冷たく
感じられるという欠点があった。

そこで、リング部に電熱線等の発熱体を組み込んだステ
アリングホイールも幾つか提案されている。しかし、そ
れらのステアリングホイールでも、発熱体の電流や電圧
を制御して発熱温度を一定に保持するための温度制御部
の構成についてはぽどんど考慮されておらず、特に本発
明に対応する従来技術は児受りられない。

（発明が解決しようとする問題点） ここに、温度制御部を構成するに当ってパワートランジ
スタ、ナイリスタ等の電力制御素子を使用することが考
えられるが、その場合、電力制御素子の放熱にどう対処
するかが問題となる。すなわら、放熱用ヒートシンクを
設置フると、同ヒーｉ〜シンクがステアリングホイール
内において大きなスペースを占めるため、温度制御部を
ステアリングホイール内に収めにくくなったり、ステア
リングホイール（例えば、パッド部）の寸法形状が限定
されたり、最近考えられているように定速走行装置やヘ
ッドライト等の他の機器のスイッチ等をステアリングホ
イールに設（プることが不能となったりするという問題
が生じる。本発明はかかる問題点を解決しようとするも
のである。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するために、リング部の少４
ｆくとも把持部分に加熱部材を設（Ｊ、加熱部材の温度
制御部をステアリングホイール内に配設Ｍ゛るとともに
、周湛度制御１部の電力制御０素子をボス部、芯金又は
コンタクトプレートに対して熱的に結合するという手段
を採用した。

（作用） 本発明のステアリングホイールにおいて、加熱部Ｈによ
ってリング部の少なくとも把持部分が加熱され、運転者
に温感を与える。また、加熱部材の温１斐制御部の電力
制御素子において発生ずる熱は、ボス部、芯金又はコン
タク１〜プレー１〜に伝導されて放熱される。すなわち
、別に放熱用と−トシンクを設置ジる必要がなく、温度
制御部が＝１ンパク１へになる。

（実施例） 次に、本発明を具体化した一実施例を、第１〜８図に従
って説明する。

ステアリングホイールは図示しないステアリングシャツ
ｉ・に連結される金属製のボス１ａ及びボスプレー１〜
１ｂからなるボス部１ど、ボス部１の前方に取着された
ベッド部２３と、ボス部１から斜め下方へ延びる２本の
スポーク部２と、スポーク部２の先端に支持されたリン
グ部３とより構成されている。

リング部３の中心部には鋼等からなる芯金４が配設され
ており、その芯金４はスポーク部２の内部を通ってボス
部１に溶接されている。芯金４の周囲にはポリウレタン
等の合成樹脂よりなる被覆部５が射出成形によって設（
）られており、第３゜４図に示すＪ：うに同被覆部５の
外形はリング部３においてほぼ円形又は楕円形であり、
スポーク部２及びボス部１において隅丸四角形である。

リング部３において、ステアリングホイールが二コート
ラル位置にあるときに運転者が通常把持する把持部分３
８は、リング部３のほぼ真横を中心とづる部分であり、
時に１の釘の方向で表わすど１０時１０分から８時２０
分の範囲内の任意の部分である。この左右両側の把持部
分３ａにおいて、被覆部５の外周面にはその断面全周に
ネオプレンラバーフオームのシートよりなる断熱材６が
巻き角番フられている。同断熱材６は柔軟かつ厚擦係数
が高いので一被覆部５に対して滑らないＪ：うに密着し
、熱伝導を遮断するようになっている。

各断熱材６の外周面にはその断面全周のうちの一部（リ
ング部３外周側のほぼ半周部分）のみに加熱部材として
のヒーター７が配設されている。

同ヒーター７の主要部分は、第５図に示ツにうに長方形
の加熱部８、加熱部８の下端から突出覆る延長部９、及
び延長部９から側方に延びる引出部１０を有して互いに
接着された２枚のシート１１１２と、両シート１１．１
２に挟まれて固定されたヒーター線１３とから構成され
ている。シート１１．１２の加熱部８は把持部分３ａの
ほぼ中央部において、リング部３の前部内側から外側を
回って後部にかかる箇所に配設されている。延長部９は
スポーク部２まで下方に延び、引出部１０はスポーク部
２の裏側に回り込んでいる。

また、裏側（断熱材６側）のシー］・１１にはポリエス
テル１００％製のｔｌＭが綾織またはニラ１〜織される
とともに難燃処理を施された伸縮性に富む布が使用され
、表側のシート１２にはポリエステル１００％製の繊維
からなり難燃処理を施されたより伸縮性の少ない不織布
が使用されている。

ヒーター線１３には合成樹脂被覆イ１の電熱線が使用さ
れており、同ヒーター線１３は加熱部８において蛇行状
に往復されて、延長部９かｌう引出部１０の端部へと引
出されている。

従って、第６図に示すにうに伸縮し易い裏側のシート１
１がヒーター線１３の太さ分だけ凹凸に伸び、表側のシ
ート１２が凹凸のないほぼ平坦な状態に保たれるので、
リング部３の表面に凹凸が現れない。なお、裏側のシー
ト１１の凹凸は柔軟な断熱材６によって、吸収される。

引出部１０において、ヒーター線１３の端部にはリード
線１／Ｉが接続されている。この接続部は相当の厚みど
なるためヒーター７の他の部分Ｊ、り張り出すが、本実
施例では前記の通り引出部１０をスポーク部２の裏側に
配設したので、通常のステアリング操作時に同接続部が
手に触れることはない。

ボス部１の下方にはスイッチ１５とヒーター７の温度制
御部（以下、甲に制御部という）１６の大半を収めた小
型のケース１６ａとが取着され−（−おり、同スイッチ
１５又は制御部１６に前記り一ド線１４が接続されてい
る。両ヒーター７は直列接続されている。第４図に示ず
にうに、リード線１４はスポーク部２の被覆部５の裏側
に設けられた四条５ａの中に絹み込まれている。なお、
制御部１６の構成については後で詳述Ｊ−る。

また、正面向かつて左側のヒーター７において、加熱部
８のシート１１．１２間にお【−Ｊるヒーター線１３の
近傍には温度感知素子であるリーミスタ１７が挟着され
、同ザーミスタ１７のリード線１８も制御部１６に接続
されている。

また、正面向かつて右側のヒーター７において、ヒータ
ー線１３の片方の端部には温度ヒユーズ１９が直列に接
続されており、万が−、ヒーター線１３が加熱しすぎた
ときに同温度ヒユーズ１９が溶断して電流が切れるよう
になっている。

リング部３からスポーク部２の途中にかけて、被覆部５
、断熱材６及びヒーター７の最外周には本皮、合成皮革
等よりなる表皮２１が取着されており、同表皮２１は外
観及び手触り感を向上させるとともにヒーター７を内部
で動かないように締付けている。

さて、ヒーター線１３の温度を一定に制御する制御部１
６の回路構成を、第８図に従って詳述する。第８図にお
いて、破線で囲まれた部分がボス部１の下方に取着され
たケース１６ａの中に収められている。従って、自動車
のコラム（図示しない）から同ステアリングホイールの
制御部１６へは、バッテリＢＡＴの電源ラインのみが継
電される。

すなわち、自動車のコラムから制御部１６に対しては、
第２図に示Ｊボス部１裏面のスリップリング２４を介し
てバッテリＢＡＴ（電圧１２−・１３．５Ｖ）の■極が
接続され、ステアリンクシ１ノア１〜を介してアースが
接続されている。バッテリｌ３ＡＴの正極は自動車にお
４−Ｊる種々の電１０１１を吸収するためり一−ジ電流
吸収索子ＺＮＲ及びタイオードＤ１に接続されており、
＝１ンデンリ０１インブッｌ−どして微小変動のない電
源電Ｌ「を得ている。

電源電圧は直列の抵抗Ｒ１，、Ｒ２，Ｒ３にＪ、って分
圧され、抵抗Ｒ２とＲ３の間に基準電圧Ｖｓが発生ずる
。また、電源電圧は直列の抵抗１り４゜サーミスタ１フ
、抵抗Ｒ５によっても分圧され、ナーミスタ１７と抵抗
Ｒ５間に制御電圧Ｖｃが発生する。基準電圧Ｖｓ及び制
御電圧ＶＣ４よ夫々抵抗Ｒ６，Ｒ７を介して比較器Ａに
人力される。抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７には交流インピーダ
ンスを低下させて動作を安定化り−る］ンデンザＣ２，
Ｃ３゜Ｃ４が接続されている。なお、ダイオード１〕２
は電源変動に対ツる基準電圧Ｖｓと制御電圧＼／Ｃの変
Ｗ）＋を同一化するためである。

抵抗Ｒ４にはトランジスタＱｌ、Ｑ２がダーリントン接
続されており、２段目のトランジスタＱ２のベースには
比較器Ａの出力が接続されている。

同ベース及びコレクタには過電流防止のための抵抗Ｒ８
，Ｒ９が入れられている。また、比較器Ａの出力には抵
抗Ｒ１０とコンデンサＣ５よりなるＣＲ直列回路が接続
されており、その時定数は３０〜６０ｍ５に設定されて
いる。従って、周期の短い出力変動は吸収され、−室以
上の周期で安定した制御が行われる。

トランジスタＱ２のエミッタ抵抗Ｒ１１には更にトラン
ジスタＱ３．Ｑ４がグーリン１ヘン接続されており、比
較器Ａの制御側入力には１〜ランジスタＱ３のコレクタ
から高抵抗１＋ｆＩの抵抗Ｒ１２を介して動作安定化の
ための帰還が施されている。

第７図に示すように、電力制御素子どしてのパワートラ
ンジスタＱ４は放熱のためボス部１のボスプレート１ａ
にマイカ板、シリコングリス（図示しない）等を介して
取着されており、同パワートランジスタＱ４とボスプレ
ー１〜１８は熱的には結合され、電気的には絶縁されて
いる。ボス部１は大きな表面積を有し、更に芯金４が溶
接によって熱的にも結合されているので、充分のｈｔ熱
量がある。

バッテリＢＡＴの正極には前記ヒーター７のヒーター線
１３が直列接続されており、上記トランジスタＱ４のコ
レクタにはヒーター線１３の他端が接続されている。

以上のように構成された実施例のステアリングホイール
をＯ℃程度の気温にて使用する際の、ヒーター７の制御
動作について説明する。

スイッチ１５を投入すると、低温時のサーミスタ１７の
抵抗値は高いことから制御電圧ＶＣが基準電圧ｖＳＪこ
り低くなり、正極性となっｌζ比較器Ａは１〜ランジス
タＱ２のバイアス電流を増加させる。従って、１〜ラン
ジスタＱ２．Ｑ３のコレクタ電流が増加して、電力制御
素子であるパワートランジスタ０４が駆動され、ヒータ
ー線１３に大きなＮ流が流れる。この際、パワートラン
ジスタＱ４は熱損失により相当発熱１−るが、同パワー
トランジスタＱ４と熱的に結合されたボス部１及び芯金
４によって充分に放熱されるので、熱暴走しない。

スイッチ投入後約２０〜３０秒でヒーター線１３自体は
高い箇所で約４０℃となり、リング部３表面は約３０℃
まで達する。従って、運転者に直ちに温感を与えること
ができる。このように加熱所要時間を短くできたのは、
ヒーター７と被覆部５の間に設けた断熱材６の断熱作用
により、ヒーター７の熱が表皮２１を介してリング部３
表面に効率よく伝わる一方、被覆部５にはほとんど逃げ
ないためである。従って、熱の利用効率が高い。

ヒーター線１３が高い箇所で約５５℃程に温度上昇する
と、リーーミスタ１７の抵抗値が低くなるため制御電圧
Ｖｃが基準電圧Ｖｓより高くなり、負極性どなった比較
器ＡはトランジスタＱ２に流していたバイアス電流をカ
ットする。従って、トランジスタＱ２．Ｑ３．Ｑ４のコ
レクタ電流がほぼ遮断され、ヒーター線１３電流はゼロ
ないしは極少となる。

以−［の動作が繰り返されて、ヒーター７の温度がほぼ
一定に断続制御される。

本実施例によれば、パワートランジスタＱ４の熱損失に
よる熱をボス部１及び芯金４によって充分に放熱するこ
とができるので、別に放熱用ヒートシンクを設ける必要
がない。従って、制御部１６、特に、電力制御素子であ
るパワートランジスタＱ４の周辺がコンパクトとなり、
同制御部１６のステアリングホイールに対する実装が容
易になる。また、パワートランジスタＱ７１Ｉの周辺が
パッド部２３等において大きなスペースを占めることｂ
ないので、同パッド部２３の寸法形状は限定されないし
、定速走行装置やヘッドライト等の他の機器のスイッチ
等をパッド部２３等に設ＧＪることも容易になる。

また、ヒーター７の制御部１６がステアリングホイール
のボス部１（詳しくは、ボス部１下方のケース１６ａ内
であり、パワートランジスタＱ４だｔ〕はボス部１に取
着）に設けられているので、自動車のコラムから同ステ
アリングホイールの制御部１６へは、サーミスタ等の継
電をする必要がなく、バッテリＢＡＴの電源ラインのみ
を継電すればよい。従って、継電が簡単になって継電の
接点も少なく済み、信頼性の向上やコストダウンにつな
がる。

また、本実施例ではリング部３の左右両側の把持部分３
ａにのみ断熱材６及びヒーター７を設け、更に同断熱材
６の外周面においてその断面全周のうちの一部（リング
部３外周側のほぼ半周部分）のみにヒーター７を配設し
たため、ステアリングホイールがニュートラル位置にあ
るときに通常運転者の手の触れる部分だけが加熱される
。従って、バッテリの電力を無駄に消費することがなく
、加熱所要時間の短縮にも寄与する。

また、ヒーター７の各シート１１．１２の材質を変えて
、裏側のシート１１がヒーター線１３の太ざ分だ番プ凹
凸に伸び、表側のシート１２が凹凸のないほぼ平坦な状
態に保たれるようにしたので、リング部３の表面に凹凸
が現れず、手触り感が低下する心配もない。なお、断熱
材６は＋ｉｉｊ記断熱効果ばかりでなく、その柔軟性に
よって裏側のシーｉ〜１１の凹凸を吸収するという効果
も奏し、リング部３のソフト感にも寄与する。

ざらに、断熱材６を被覆部５外周而の断面全周に設けた
ので、断熱材６による段差が発生せず、手触り感が阻害
されない。

また、両ヒーター７を直列に接続したので、いずれか一
方のヒーター７が切れれば両方とも作動しなくなり、一
方のヒーター７のみが異常に加熱されることがなくなる
とか、温度感知素子であるサーミスタ１７や温度ヒユー
ズ１９を夫々いずれか一方のヒーター７に組み込めば済
むという効果もある。

この発明は前記実施例の構成に限定されるものではなく
、例えば次のように具体化することもできる。

（１）制御部１６は発熱量の多い雷り制御素子を使用し
、ヒーター７の温度制御ができるものであれば、どのよ
うな構成でもよい。すなわち、電力制御素子はパワート
ランジスタに限らず、サイリスタ等のスイッチング素子
も含む。

例えば、前記実施例の比較器Ａ及びパワートランジスタ
Ｑ４にＪ：る断続的な制御回路に代えて、サイリスタ等
による連続的な制御回路を採用することができる。また
、サーミスタ１７に代えてサーモスタット等の各種温度
感知素子を使用することもできる。

（２）電力制御素子の配設部位は前記ボス部１のボスプ
レート１ｂに限定されず、ボス１ａ、リング部３内若し
くはスポーク部２内の芯金４、図示しないクラクション
ホーンのコンタクトプレートに対して熱的に結合するこ
ともできる。上記いずれの配設部位も放熱能力があるか
らである。

また、熱的に結合しつるものであれば、その結合方法は
何等限定されない。

（３）電力制御素子以外の制御部１６の配設部位は前記
ボス部１下方のケース１６ａ内に限定されず、ボス部１
の直前、パッド部２３の内部、スポーク部２の被覆部５
内、リング部３の被覆部５内、若しくは芯金４の内部で
もよく、又はこれらに分散して配設することもできる。

すなわら、ステアリングホイール内であれば、組付可能
な限りいかなる部位に配設してもよい。

（４）加熱部材としては、前記ヒーター７以外にも種々
の構成のものを使用することができる。例えば、前記シ
ート１１．１２に変えて熱伝導性の良い金属（Ａ　Ｉ　
、Ｆｅ、ＭＯ＞フィルムを使用したり、ボリエヂレン、
ポリエステル、ポリイミド、フッ化樹脂等の樹脂フィル
ムを使用しｌこり、ガラスＮＩ＆ｍやカーボン繊維で織
られた布を使用したりしてもよいし、シート１１．１２
の形状をスポーク部２の形状や角度に応じて適宜変更し
てもよい。

（５）断熱材６の材料はネオプレンラバーノ４−ムに限
定されず、クロロプレンラバー、クロロプレンラバー７
オーム、ポリエチレンノ４−ム、ポリウレタン、ポリウ
レタンフォーム等の各秤高分子材判又はその発泡体、石
綿やグラスウール等の無機質材ＩＩ、その他の断熱性の
よいあらゆる材Ｆ１を使用することができる。特に、高
分子材料の発泡体等の柔軟な材料を使用した場合には、
裏側のシート１１の凹凸をよく吸収し、リング部３のソ
フト感にも大きく寄与する。

（６）断熱材６は被覆部５の外周面の断面全周に設けな
くともよく、少なくとｂヒーター７の内側のみに設【ノ
ればよい。ただし、前記の通り手触り感においては、断
熱材６を被覆部５の断面全周に設けた方がよい。

（７）断熱材６及びヒーター７を、把持部分３ａだけで
なくリング部３の全周に設置ノることもできる。この場
合、リング部３のいかなる箇所を把持しても温感が得ら
れるが、かなりの電力を必要とする。

発明の効果 以上詳述したように、イ（Ｒ明のステアリングホイール
は、加熱部材によりリング部の少なくとも把持部分が加
熱できるので、運転者に温感を与えることができるばか
りでなく、温度制御部の電力制御素子において発生する
熱が、ボス部、芯金又はコンタクトプレートによって放
熱され、別に放熱用ヒートシンクを設けなくてもよいの
で、温度制御部がコンパクトになり、ステアリングホイ
ールに対する実装が容易になるとか、ステアリングホイ
ールの寸法形状が限定されにくいどか、定速走行装置や
ヘッドライト等の他の機器のスイッチ等をステアリング
ホイールに設（Ｊることも容易になる等の優れた効果を
秦する。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明を具体化したステアリングホイールの一実
施例を示し、第１図はその全体の正面図、第２図は同じ
く背面図、第３図は第１図のＡ−Ａ断面指示線にお１′
Ｊるリング部の拡大断面図、第４図は第１図のＢ−Ｂ断
面指示線にお【“Ｊるスポーク部の拡大断面図、第５図
は第一実施例のヒーターを示づ正面図、第６図は同ヒー
ターの要部拡大断面図、第７図は芯金及びボス部を示す
正面図、第８図はヒーターの温度制御部の回路図である
。 １・・・ボス部、３・・・リング部、３ａ・・・把持部
分、４・・・芯金、７・・・ヒーター、１６・・・温度
制御部、Ｑ４・・・パワートランジスタ。 第５図 □

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、リング部（３）の少なくとも把持部分（３ａ）に加
   熱部材（７）を設け、加熱部材（７）の温度制御部（１
   ６）をステアリングホイール内に配設するとともに、同
   温度制御部（１６）の電力制御素子（Ｑ４）をボス部（
   １）、芯金（４）又はコンタクトプレートに対して熱的
   に結合したことを特徴とするステアリングホイール。 ２、温度制御部（１６）は電力制御素子としてパワート
   ランジスタ（Ｑ４）を使用し、加熱部材（７）に流れる
   電流の断続的制御回路を有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載のステアリングホイール。 ３、リング部（３）の少なくとも把持部分（３ａ）にお
   ける被覆部（５）の外周に加熱部材（７）を巻き付け、
   加熱部材（７）の外周に表皮（２１）を覆ったことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のステアリングホ
   イール。 ４、加熱部材（７）はヒーター線（１３）を２枚のシー
   ト（１１、１２）で挾着することにより構成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のステアリング
   ホイール。