JP2011207451A - ステアリングホイール - Google Patents
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Abstract
【課題】表皮を効率よく昇温させることのできるステアリングホイールを提供する。
【解決手段】ステアリングホイール13は、リム部14の骨格部分をなすリム部芯金19と、リム部芯金19の周方向の少なくとも一部の周りに設けられた硬質のカバー部材30と、通電により発熱する発熱体を有する可撓性シート体からなり、かつカバー部材30の外表面31O,32Oに沿って配置されたヒータエレメント40と、ヒータエレメント40の周りに設けられ、かつ自身の外表面62Oをリム部14の意匠面とする表皮62とを備える。カバー部材30についてヒータエレメント40の発熱体(抵抗体層)が配置された箇所とリム部芯金19との間を中空部(空気層)35によって構成し、これを断熱層として機能させる。
【選択図】図6
【解決手段】ステアリングホイール13は、リム部14の骨格部分をなすリム部芯金19と、リム部芯金19の周方向の少なくとも一部の周りに設けられた硬質のカバー部材30と、通電により発熱する発熱体を有する可撓性シート体からなり、かつカバー部材30の外表面31O,32Oに沿って配置されたヒータエレメント40と、ヒータエレメント40の周りに設けられ、かつ自身の外表面62Oをリム部14の意匠面とする表皮62とを備える。カバー部材30についてヒータエレメント40の発熱体(抵抗体層)が配置された箇所とリム部芯金19との間を中空部(空気層)35によって構成し、これを断熱層として機能させる。
【選択図】図6
Description
本発明は、通電により発熱する発熱体をリム部に組込んだステアリングホイールに関するものである。
車両が冬季の厳寒下で駐車されると、車内の温度が低くなり、これに伴いステアリングホイールのリム部(ハンドル部、リング部とも呼ばれる)の温度が低くなる。このような状態で運転者が車両に乗って運転を開始する際、冷たいリム部を握ることになり、操舵がしづらい。
そこで、通電により発熱する発熱体をリム部に組込んだステアリングホイールが従来から種々提案されている。図12(A)は、特許文献1に記載されたステアリングホイール70におけるリム部71の断面構造を示している。このステアリングホイール70では、リム部71の骨格をなすリム部芯金72が、硬質ウレタン等からなる硬質被覆部73によって被覆され、その外側に面状発熱体74が装着されている。面状発熱体74は、図12(B)に示すように、織布、不織布等からなる基布75上に、通電により発熱する電熱線76を配置し、その電熱線76を上糸77及び下糸78で基布75に縫着することによって形成されている。この面状発熱体74は、図12(A)に示すように、発泡樹脂等の軟質(弾性)材料からなる弾性部材(支持体)79によって被覆されている。さらに、皮革等からなる表皮81が弾性部材79の周りに巻き付けられている。
このステアリングホイール70では、面状発熱体74の周りに表皮81を直接巻付ける場合とは異なり、表皮81の外表面(リム部71の意匠面)81Oに面状発熱体74の外表面の凹凸形状が浮き出にくく、面状発熱体74に起因する外観品質の低下が生じにくい。
ところが、上述した従来のステアリングホイール70では、面状発熱体74における電熱線76の発した熱が、硬質被覆部73を通り、金属製で高い熱伝導率を有するリム部芯金72に伝わりやすい。その分、表皮81に伝わる熱が少なくなって、表皮81が意図通りに昇温しない。電熱線76の発した熱のより多くを表皮81に伝えて効率よく昇温させることが望まれている。
また、基布75に電熱線76を上糸77及び下糸78で縫着してなる面状発熱体74は、製造に手間が掛かることからどうしても価格が高くなってしまい、ステアリングホイール70のコスト上昇を招くこととなる。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その主な目的は、表皮を効率よく昇温させることのできるステアリングホイールを提供することにあり、さらには、前記効率のよい表皮の昇温を、コスト上昇を抑制しながら実現できるステアリングホイールを提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、リム部の骨格部分をなすリム部芯金と、前記リム部芯金の周方向の少なくとも一部の周りに設けられた硬質のカバー部材と、通電により発熱する発熱体を有する可撓性シート体からなり、前記カバー部材の外表面に沿って配置されたヒータエレメントと、前記ヒータエレメントの周りに設けられ、かつ自身の外表面を前記リム部の意匠面とする表皮とを備え、前記カバー部材について前記ヒータエレメントの前記発熱体が配置された箇所と前記リム部芯金との間が中空部により構成されていることを要旨とする。
上記の構成を有するステアリングホイールでは、ヒータエレメントの発熱体が通電により発熱する。この発熱体から発せられた熱は、ヒータエレメントの周りの表皮に伝達される。そのため、例えば車両等の運転開始前に表皮の温度が低くても、上記加熱により同表皮を早期に運転者の握りやすい適温にすることが可能である。
また、上記ステアリングホイールでは、カバー部材とリム部芯金との間の中空部(空気層)が断熱層として機能する。そのため、ヒータエレメントの発熱体が発した熱がカバー部材を通じて、金属製で熱伝導率の高いリム部芯金に伝わる現象は、中空部によって遮断される。ヒータエレメントの発熱体が発した熱のより多くが表皮に伝えられて、同表皮が効率よく昇温させられる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記ヒータエレメント及び前記表皮間には弾性部材が介在されていることを要旨とする。
弾性部材としては、例えば、ネオプレンゴム等のゴムからなるものを用いることができる。
弾性部材としては、例えば、ネオプレンゴム等のゴムからなるものを用いることができる。
ここで、ヒータエレメントの周りの表皮の外表面はリム部の意匠面を構成する。この意匠面に仮にヒータエレメントの外表面の凹凸形状が浮き出ていると、外観品質を損なう。しかし、ヒータエレメント及び表皮間に弾性部材が介在された請求項2に記載の発明では、弾性部材の内表面側の部位のみがヒータエレメントに沿って弾性変形することで、ヒータエレメントの外表面の凹凸形状を吸収する。この吸収により、弾性部材が発熱体を覆う箇所の外表面は、ヒータエレメントの外表面の凹凸形状の影響を受けにくく平滑又はそれに近い状態となる。弾性部材の周りの表皮の外表面も平滑又はそれに近い状態となり、ヒータエレメントに起因する外観品質の低下が抑制される。
また、弾性部材が軟質のため、こうした弾性部材がない場合に比べてリム部の触感が向上する。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記カバー部材と前記リム部芯金との間であって、前記中空部とは異なる箇所には、同カバー部材を同リム部芯金に支持するための支持部材が介在されていることを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記カバー部材と前記リム部芯金との間であって、前記中空部とは異なる箇所には、同カバー部材を同リム部芯金に支持するための支持部材が介在されていることを要旨とする。
上記の構成によれば、支持部材によりカバー部材がリム部芯金に支持されることで、同カバー部材が、リム部芯金との間に中空部を形成する位置に位置決めされた状態で、同リム部芯金に取付けられる。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記支持部材は、前記リム部芯金及び前記カバー部材間であって、前記リム部の周方向について、前記カバー部材の両端部となる2箇所に配置され、前記リム部芯金及び前記カバー部材間であって前記両支持部材にて挟まれた箇所により前記中空部が構成されていることを要旨とする。
上記の構成によれば、リム部芯金の上記2箇所においてカバー部材が支持部材によってリム部芯金に支持されると、その支持と同時に、リム部芯金とカバー部材との間であって、両支持部材によって挟まれた箇所に中空部が形成される。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1つに記載の発明において、前記ヒータエレメントは、絶縁シートと、前記絶縁シート上に形成されて前記発熱体を構成する抵抗体層と、それぞれが主電極部、及び同主電極部から櫛歯状に突出された多数の副電極部からなり、かつ互いの前記副電極部が交互に位置するように前記抵抗体層上に形成された一対の電極と、前記抵抗体層及び前記一対の電極を被覆する絶縁層とを主要部に備えることを要旨とする。
上記の構成によれば、ヒータエレメントにおいて、一対の電極に通電されると、各副電極部に電流が流れるとともに、両電極に接している抵抗体層に電流が流れる。それに伴い、抵抗体層が発熱体として機能して発熱する。面方向に広い箇所から熱が発せられ、ヒータエレメントの周りの表皮に熱が伝達されて、同表皮がどの箇所でも略均一に昇温させられる。
また、ヒータエレメントの少なくとも主要部は、絶縁シート、抵抗体層、一対の電極及び絶縁層を積層することにより構成されるものであるため、基布に電熱線を上糸及び下糸で縫着するものとは異なり、面倒な縫着作業が不要であり、低コストで製造可能である。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1つに記載の発明において、前記ヒータエレメントは、自身の一方の面に粘着層を有しており、前記表皮の巻き付けに先立ち、同粘着層において前記カバー部材の外表面に貼着されるものであることを要旨とする。
上記の構成によれば、表皮の巻き付けに先立ち、ヒータエレメントが、自身の一方の面の粘着層においてカバー部材の外表面に粘着される。一旦貼着されたヒータエレメントは、余程大きな力が加わらない限り、カバー部材から剥がれたりずれたりすることがなく、当初の位置に保持される。そのため、表皮の巻き付け作業が容易となる。
本発明のステアリングホイールによれば、表皮を効率よく昇温させることができる。
以下、本発明を車両用ステアリングホイールに具体化した一実施形態について、図1〜図11を参照して説明する。
図1及び図3の少なくとも一方に示すように、車両の運転席よりも前方(図3の左方)には、操舵軸(ステアリングシャフト)11が運転席側(図3の右側)ほど高くなるように傾斜した状態で回転可能に支持されており、その周りにはステアリングコラムカバー12が設けられている。ステアリングシャフト11の後端部には、本実施形態のステアリングホイール13が一体回転可能に取付けられている。ステアリングホイール13は、リム部(ハンドル部、リング部と呼ばれることもある)14、パッド部15、スポーク部16及びロアカバー17を備えている。
図1及び図3の少なくとも一方に示すように、車両の運転席よりも前方(図3の左方)には、操舵軸(ステアリングシャフト)11が運転席側(図3の右側)ほど高くなるように傾斜した状態で回転可能に支持されており、その周りにはステアリングコラムカバー12が設けられている。ステアリングシャフト11の後端部には、本実施形態のステアリングホイール13が一体回転可能に取付けられている。ステアリングホイール13は、リム部(ハンドル部、リング部と呼ばれることもある)14、パッド部15、スポーク部16及びロアカバー17を備えている。
リム部14は、上記ステアリングシャフト11を中心とした円環状をなしている(図1参照)。ステアリングシャフト11が上記のように傾斜していることから、ステアリングホイール13もまた下側ほど運転席に近づくように傾斜している(図3参照)。
パッド部15は、リム部14によって囲まれた空間に配置されている。スポーク部16は、リム部14及びパッド部15間に複数本(ここでは3本)設けられている。ロアカバー17は、パッド部15及びスポーク部16の前方側に配置されている。
なお、本実施形態では、ステアリングホイール13の各部について説明する際には、ステアリングシャフト11を基準とする。このステアリングシャフト11に沿う方向をステアリングホイール13の「前後方向」といい、ステアリングシャフト11に直交する面に沿う方向のうち、ステアリングホイール13の起立する方向を「上下方向」というものとする。従って、ステアリングホイール13の前後方向及び上下方向は、車両の前後方向(水平方向)及び上下方向(鉛直方向)に対し若干傾いていることとなる。
また、回転操作されるリム部14における周方向の位置を特定するために、本実施形態では、車両が直進しているときの状態(中立状態)を基準に、「上」、「下」、「左」、「右」を規定するものとする。
図1及び図2の少なくとも一方に示すように、ステアリングホイール13の上記リム部14内と、スポーク部16内と、パッド部15及びロアカバー17によって囲まれた空間とには、鉄、アルミニウム、マグネシウム、又はこれらの合金等によって形成された芯金18が配設されている。この芯金18のうち、リム部14内に位置するものは、同リム部14の骨格部分をなすものであって、乗員(運転者)側から見て略円環状をなしており、リム部芯金19と呼ばれる。リム部芯金19は、紙面に直交し、かつステアリングシャフト11の回転軸線を含む面におけるリム部14の断面について、その略中心部分に配置されている(図5等参照)。
芯金18は、上記リム部芯金19のほかに、そのリム部芯金19により囲まれた空間のやや前方に位置するボス部芯金21を備えるとともに、スポーク部16毎の複数本(3本)のスポーク部芯金22を備えている。ボス部芯金21は、ステアリングシャフト11に一体回転可能に取付けられている。各スポーク部芯金22は、その一方の端部においてボス部芯金21に連結され、他方の端部においてリム部芯金19に連結されている。ここで、左右に位置するスポーク部芯金22の各々とリム部芯金19との連結部分をそれぞれ連結部というものとする。各連結部は、スポーク部芯金22のリム部芯金19に対する連結部分であるスポーク部側連結部22Aと、リム部芯金19のスポーク部芯金22に対する連結部分であるリム部側連結部19Aとからなる。各リム部側連結部19Aは正面略円弧状をなし、各スポーク部側連結部22Aは、スポーク部16の長さ方向に互いに離れた複数箇所において、前後方向に屈曲した形状をなしている(図6参照)。
リム部14では、リム部芯金19のうちリム部側連結部19Aと、それ以外の箇所とで、リム部芯金19の周りの構造が異なっている。
図4は、図1のX部を拡大して示している。図5は図4のA−A線に沿った断面構造を示し、図6は同図4のB−B線に沿った断面構造を示し、図7は同図4のC−C線に沿った断面構造を示している。図5〜図7において、上側は概ね車両後側(運転席側)を示し、下側は概ね車両前側を示している。これらの図5〜図7は、リム部14の左側部分の断面構造を示しているが、右側部分の断面構造についても同様である。そのため、本実施形態では、左側部分の断面構造を例に説明し、右側部分の断面構造については説明を省略する。
図4は、図1のX部を拡大して示している。図5は図4のA−A線に沿った断面構造を示し、図6は同図4のB−B線に沿った断面構造を示し、図7は同図4のC−C線に沿った断面構造を示している。図5〜図7において、上側は概ね車両後側(運転席側)を示し、下側は概ね車両前側を示している。これらの図5〜図7は、リム部14の左側部分の断面構造を示しているが、右側部分の断面構造についても同様である。そのため、本実施形態では、左側部分の断面構造を例に説明し、右側部分の断面構造については説明を省略する。
図4及び図5の少なくとも一方に示すように、リム部芯金19のうちリム部側連結部19Aを除く箇所は、硬質樹脂材料によって形成された硬質被覆部23によって被覆されている。
図4、図7及び図8の少なくとも1つに示すように、リム部14の周方向についてのリム部側連結部19Aの両端部には、それぞれ支持部材25が配置されている(図4参照)。各支持部材25は、2つの部材に分割されている。これらの部材を区別するために、各支持部材25について、後側に位置するものを支持分割体26といい、前側に位置するものを支持分割体27というものとする。両支持分割体26,27は、いずれもゴム、シリコーン等の弾性材料によって形成されている。そして、リム部14の周方向についてのリム部側連結部19Aの両端部に対し、支持分割体26が後方から嵌合されるとともに、支持分割体27が前方から嵌合され、支持分割体27の分割面と、支持分割体26の分割面とが互いに接触させられている。この接触状態では、支持分割体26,27は、いずれもリム部14の周方向についてのリム部側連結部19Aの両端部に密着し、同両端部の周りに環状の支持部材25を形成している(図7参照)。
図6〜図8の少なくとも1つに示すように、リム部芯金19及びスポーク部芯金22には、硬質樹脂によって中空状に形成された硬質のカバー部材(ベゼルとも呼ばれる)30が、リム部側連結部19Aの全体及びスポーク部側連結部22Aの全体を覆った状態で装着されている。この装着状態では、カバー部材30の内端部30Aは、スポーク部芯金22のスポーク部側連結部22Aよりもボス部芯金21側(図6の右側)の部位22Bも覆っている。
カバー部材30は2つの部材に分割されている。これらの部材を区別するために、カバー部材30について、後側に位置するものをカバー分割体31といい、前側に位置するものをカバー分割体32というものとする。カバー分割体31の内表面31I、及びカバー分割体32の内表面32Iは、カバー部材30の内表面を構成している。また、カバー分割体31の外表面31O、及びカバー分割体32の外表面32Oは、カバー部材30の外表面を構成している。
カバー分割体31の分割面には係合部31Aが形成され、カバー分割体32の分割面には、上記係合部31Aに係合し得る被係合部32Aが形成されている。そして、支持分割体27に対しカバー分割体32が前方から被せられ、支持分割体26に対しカバー分割体31が後方から被せられている。さらに、カバー分割体32の被係合部32Aに対し、カバー分割体31の係合部31Aが係合されている。この係合により、リム部側連結部19A及びスポーク部側連結部22Aに対し、一対の支持部材25を介してカバー部材30が装着されている。リム部側連結部19A、スポーク部側連結部22A、カバー部材30及び両支持部材25によって囲まれた箇所は中空部35となっている(図6参照)。
図11に示すように、後側のカバー分割体31について、スポーク部側連結部22Aを覆う部位であって、リム部14の周方向(紙面に直交する方向)へ互いに離間した2箇所(図11では1箇所のみ図示)には、同カバー部材30の外側と内側とを連通させる連通孔33がそれぞれあけられている。そして、各連通孔33に第1コネクタ34が挿入された状態で固定されている。この固定状態の第1コネクタ34では、一部がカバー分割体31の外部に露出している。
また、カバー部材30の内端部30A、より詳しくは、カバー分割体31のボス部芯金21側(図11の右側)の端部とスポーク部芯金22との間であって、リム部14の周方向へ互いに離間した2箇所(図11では1箇所のみ図示)には、第2コネクタ36がそれぞれ挿入された状態で固定されている。
カバー部材30の内側には、導電性を有する2本の線材がカバー分割体31の内表面31Iに沿ってそれぞれ配置されている。本実施形態では、これらの導電性の線材として、導線を軟質樹脂等の絶縁材によって被覆してなる第1電線37が用いられている。そして、各第1電線37の一方(図11の左方)の端部は上記第1コネクタ34に接続され、他方(図11の右方)の端部は上記第2コネクタ36に接続されている。各第1電線37は、後述するヒータエレメント40の発熱体に対し、リム部14の外部から電力供給や信号通信を行うためのものであり、カバー分割体31の内表面31Iに沿って屈曲させられた状態で配置されている。
カバー分割体31の内側には、上記両第1電線37を受止める樹脂製の受け部38が設けられている。受け部38は、カバー分割体31とは別部材によって構成されており、同カバー分割体31に内側から取付けられている。受け部38は、カバー分割体31との取付け部分を除く大部分では、どの箇所においてもカバー分割体31の内表面31Iから一定距離離間している。そして、この受け部38によって、両第1コネクタ34と、屈曲状態の両第1電線37の全体とが前側から覆われている。この受け部38によって、各第1電線37の動き(例えば揺れ)が規制されるとともに、同第1電線37がカバー分割体31の内表面31Iに沿った形状に保持されている。
なお、第1コネクタ34、第1電線37、第2コネクタ36及び受け部38は、カバー分割体31が支持分割体26に被せられる前の段階で、同カバー分割体31に取付けられている。また、受け部38は、第1電線37を、その長さ方向に互いに離間した複数箇所で受止めるものであってもよい。
図6に示すように、カバー部材30上であって上記中空部35に対応する箇所には、同カバー部材30の外表面31O,32Oに沿って面状のヒータエレメント40が配置されている。図9は、このヒータエレメント40を前方から見た状態を示し、図10は同ヒータエレメント40の断面構造を拡大して示している。ただし、図9では、後述する粘着層45,47及び絶縁層46が割愛された状態でヒータエレメント40が図示されている。
図9及び図10の少なくとも一方に示すように、ヒータエレメント40は、通電により発熱する面状の発熱体を有する可撓性シート体を主要部としている。ただし、本実施形のヒータエレメント40は、基布75上に電熱線76を縫着した特許文献1の面状発熱体74(図12(A),(B)参照)よりも若干高い剛性を有している。また、本実施形態のヒータエレメント40は、力を加えると撓み(しなり)、その力を抜くと元の形状に戻る。こうしたヒータエレメント40は、全体として0.2mm〜0.3mmの厚みT1を有している。
ヒータエレメント40は、面状のヒータ本体40A、面状の拡張部40B、及び一対の第1端子48,49を備えている(図9参照)。ヒータ本体40Aは、カバー部材30上であって上記中空部35に対応する箇所において、同カバー部材30の外表面31O,32Oに沿って配置されている(図6参照)。拡張部40Bは、ヒータ本体40Aのボス部芯金21側(図9の右側)であって、上記両連通孔33上及び同連通孔33を取り囲む箇所に位置している。拡張部40Bはヒータ本体40Aに一体に形成されている。
ヒータ本体40A及び拡張部40Bは、いずれも絶縁基板としての絶縁シート41、抵抗体層44、一対の電極42,43、粘着層45、絶縁層46及び粘着層47を備えている。
絶縁シート41は、ヒータエレメント40の一方の面(図10の上面)を構成する部材である。絶縁シート41は、ポリエステルフィルム等の絶縁フィルムによって形成されており、全体が可撓性を有している。絶縁シート41の外表面41Oは、ヒータエレメント40の外表面を構成している。
抵抗体層44は、発熱体を構成するものであって、絶縁シート41上の略全面にわたって形成されている。抵抗体層44は、例えば、次のインクを印刷し、高温焼成することにより形成されている。インクは、カーボン粒子等の導電粒子を絶縁性有機ポリマーに対し溶媒を用いて分散させたものである。抵抗体層44は、温度上昇により抵抗値が上昇するPTCと呼ばれる特性を有するものであってもよいし、同PTC特性を有しないものであってもよい。抵抗体層44がPTC特性を有する場合、通電当初は温度が低く抵抗体層44の抵抗値が小さい。このことから、抵抗体層44では大電流が流れて多くの熱が発生される。この抵抗体層44は、後述する両電極42,43と同様、高い熱伝導性を有している。
一方の電極42はプラス電極として機能するものであって、抵抗体層44上においてリム部14の周方向(図9の上下方向)に延びる幅の広い主電極部42Aを備えている。また、他方の電極43はマイナス電極として機能するものであって、上記抵抗体層44上の上記主電極部42Aとは異なる箇所においてリム部14の周方向に延びる幅の広い主電極部43Aを備えている。電極42,43の主電極部42A,43Aからは、他方の電極43,42の主電極部43A,42Aに向けて、同主電極部42A,43Aよりも幅の狭い多数本の副電極部42B,43Bが、リム部14の周方向について互いに一定の距離を隔てた状態で櫛歯状に突出している。そして、各電極42,43は、互いの副電極部42B,43Bがリム部14の周方向に交互に位置するように配置されている。隣り合う副電極部42B,43Bは、対向電極として機能する。
上記両電極42,43は、抵抗体層44上に、銀、銅等を含む導電性インクを印刷塗布する印刷法によって形成されている。また、両電極42,43は、そのほかにも、抵抗体層44上に予め貼り合わせた金属箔をエッチングする方法によっても形成可能である。なお、金属箔としては、アルミニウム箔や銅箔が使用される。
絶縁層46は、ポリエステルフィルム等の絶縁フィルムによって形成されており、可撓性を有している。この絶縁層46は、抵抗体層44及び電極42,43を被覆することでそれらを保護している。
粘着層45は絶縁層46の一方の面(図10の上面)に形成され、粘着層47は同絶縁層46の他方の面(図10の下面)に形成されている。両粘着層45,47は、絶縁性を有する粘着材によって形成されている。絶縁層46は粘着層45において、抵抗体層44及び電極42,43に貼着されている。
図9〜図11の少なくとも1つに示すように、両第1端子48,49は、リム部14の外部から電極42,43への電流の出入り口を構成するものであり、ヒータエレメント40からカバー部材30側へ向けて突出している(図11参照)。一方の第1端子48はプラス端子として機能するものであって、ハトメ等により電極42に電気的に接続されている。他方の第1端子49はマイナス端子として機能するものであって、ハトメ等により電極43に電気的に接続されている。そして、これらの第1端子48,49が、カバー分割体31の連通孔33を通じて対応する第1コネクタ34に結合されている。この結合により、電極42,43と第1電線37とが、連通孔33を通じて電気的に接続されている。また、この接続により、ヒータエレメント40のカバー部材30に対する位置決めが行われる。
なお、パッド部15(図1参照)及びロアカバー17間の空間には、ヒータエレメント40に供給される電力を制御する電子制御装置(図示略)が配設されている。この電子制御装置からは、図6に示すように、導線を軟質樹脂等の絶縁材によって被覆してなる2本の第2電線51が延びている(図6では1本のみ図示)。各第2電線51には、第2コネクタ36に結合し得る第2端子52が接続されている。そして、第2端子52が対応する第2コネクタ36に取外し可能に結合されている。
上記のようにして第1端子48,49と、これらに対応する第1コネクタ34との結合が行われた状態で、ヒータ本体40Aは、カバー分割体31,32に沿うよう撓ませられながら、粘着層47(図10参照)において、同カバー分割体31,32の外表面31O,32Oに貼着されている(図6参照)。また、拡張部40Bは、カバー分割体31に沿うよう撓ませられながら、粘着層47において、同カバー分割体31の外表面31Oに貼着されている(図6参照)。
本実施形態のヒータ本体40A及び拡張部40Bはいずれも可撓性を有するが、特許文献1で用いられているような、基布75に電熱線76を縫着してなる面状発熱体(図12(B)参照)74に比べ撓みにくい。そのため、上記面状発熱体74に比べ、皺が入らないように、ヒータ本体40A及び拡張部40Bをカバー部材30の所定の箇所に貼着する作業が容易かつ的確に行える。そして、一旦貼着されたヒータ本体40A及び拡張部40Bは、余程大きな力が加わらない限り、カバー部材30から剥がれたりずれたりすることがなく、当初の位置に保持される。
上述した硬質被覆部23(図5参照)及びヒータエレメント40(図6参照)の周りには、ゴム(例えばネオプレンゴム)等からなるシート状の弾性部材61を介して、皮革等からなる表皮62が巻き付けられている。表皮62の外表面62Oは、リム部14の意匠面を構成している。
上記のように構成されたステアリングホイール13では、リム部14の外部の電子制御装置からヒータエレメント40への電力供給や信号通信は、第2電線51、第2端子52、第2コネクタ36、第1電線37、第1コネクタ34及び第1端子48,49を通じて行われる。
そして、冬期等において外気温が低い状況下で車両の運転が開始された場合に、発熱体(抵抗体層44)に電流が流されると、その発熱体(抵抗体層44)が発熱する。すなわち、図9及び図10の少なくとも一方に示すように、第1端子48,49を通じて一対の電極42,43に通電されると、抵抗体層44において、図10の矢印で示すように、副電極部42Bから副電極部43Bに向けて電流が流れる。これに伴い、両副電極部42B,43B間の抵抗体層44が発熱する。抵抗体層44も副電極部42B,43Bも熱伝導性がよいため、面方向に広い箇所が昇温する。
抵抗体層44から発せられた熱は、ヒータエレメント40を覆う弾性部材61を介して表皮62に伝達される。この熱伝達により、ヒータエレメント40の周りの弾性部材61及び表皮62は、ヒータエレメント40とのどの接触箇所でも略均一に昇温させられ、早期に運転者の握りやすい適温になる。
ここで、リム部芯金19は金属によって形成されていて高い熱伝導率を有する。そのため、カバー部材30が仮にリム部芯金19に直接接触していると、又は、特許文献1のように硬質被覆部73(図12(A)参照)を介してリム部芯金19に間接的に接触していると、発熱体(抵抗体層44)が発した熱は、カバー部材30を通じて、又はカバー部材30及び硬質被覆部73を通じてリム部芯金19に伝わりやすい。リム部芯金19に熱が伝わると、その分、発熱体(抵抗体層44)から弾性部材61及び表皮62に伝わる熱が少なくなる。
しかし、本実施形態では、カバー部材30とリム部側連結部19A及びスポーク部側連結部22Aとの間の中空部(空気層)35が断熱層として機能する。そのため、ヒータエレメント40の発熱体(抵抗体層44)の発した熱がカバー部材30を通じてリム部芯金19に伝わることは、中空部35によって遮断される。その結果、ヒータエレメント40の発熱体(抵抗体層44)が発した熱の多くは、弾性部材61及び表皮62のうちヒータエレメント40を取り囲んでいる箇所に伝えられる。
ところで、図6に示すように、表皮62の外表面62Oは、リム部14の意匠面を構成する。この意匠面に仮にヒータエレメント40の外表面41O(図10参照)の凹凸形状が浮き出ていると、外観品質を損なう。しかし、本実施形態では、ヒータエレメント40と表皮62との間に介在された弾性部材61が、その内側部分においてヒータエレメント40の凹凸形状に沿って弾性変形することで、ヒータエレメント40の外表面(絶縁シート41の外表面41O)の凹凸形状を吸収する。この吸収により、弾性部材61が発熱体(抵抗体層44)を覆う箇所の外表面は、ヒータエレメント40の外表面(絶縁シート41の外表面41O)の凹凸形状の影響を受けにくく平滑又はそれに近い状態となる。弾性部材61の外側の表皮62の外表面62Oも平滑又はそれに近い状態となり、ヒータエレメント40に起因する外観品質の低下が抑制される。
また、仮に、特許文献1で用いられているような、電熱線76を基布75に縫着してなる面状発熱体74の周りに表皮81を巻付けると、表皮81のうち、電熱線76を覆う箇所が局所的に加熱されて収縮する。この収縮が、長年の使用により繰り返されることで皺となって目立つようになり、外観品質が低下する。
しかし、本実施形態では、図10に示すように、隣り合う副電極部42B,43B間の抵抗体層44が発熱する。副電極部42B,43B及び抵抗体層44はいずれも高い熱伝導性を有しているため、面方向に広い箇所が昇温される。そのため、ヒータエレメント40を覆う弾性部材61及び表皮62が局部的に加熱されて収縮する現象が起こりにくく、この点からも外観品質の低下が抑制される。
以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)リム部芯金19の周りに硬質のカバー部材30を設け、そのカバー部材30の外表面31O,32Oに沿ってヒータエレメント40を配置し、さらにヒータエレメント40の周りに表皮62を巻き付けている。また、カバー部材30についてヒータエレメント40の発熱体(抵抗体層44)が配置された箇所とリム部芯金19との間を中空部(空気層)35によって構成している(図6参照)。そのため、中空部35の断熱作用により、発熱体(抵抗体層44)の熱をリム部芯金19に伝わりにくくし、その分、同発熱体(抵抗体層44)の熱のより多くを表皮62に伝達して、これを効率よく昇温させることができる。
(1)リム部芯金19の周りに硬質のカバー部材30を設け、そのカバー部材30の外表面31O,32Oに沿ってヒータエレメント40を配置し、さらにヒータエレメント40の周りに表皮62を巻き付けている。また、カバー部材30についてヒータエレメント40の発熱体(抵抗体層44)が配置された箇所とリム部芯金19との間を中空部(空気層)35によって構成している(図6参照)。そのため、中空部35の断熱作用により、発熱体(抵抗体層44)の熱をリム部芯金19に伝わりにくくし、その分、同発熱体(抵抗体層44)の熱のより多くを表皮62に伝達して、これを効率よく昇温させることができる。
(2)ヒータエレメント40及び表皮62間に弾性部材61を介在させている(図6参照)。そのため、表皮62の外表面62Oにヒータエレメント40の外表面(絶縁シート41の外表面41O)の形状が浮き出るのを弾性部材61によって抑制することができる。また、運転者がリム部14を握ったときに軟質の弾性部材61が弾性変形するため、弾性部材61を用いずに、ヒータエレメント40の周りに表皮62を直接巻き付けた場合よりも触感が向上する。
(3)カバー部材30とリム部側連結部19Aとの間であって、中空部35とは異なる箇所に、同カバー部材30を同リム部芯金19に支持するための支持部材25を介在させている(図4、図7)。この支持部材25の存在により、カバー部材30を、リム部側連結部19Aに対し、そのリム部側連結部19Aとの間に中空部35を形成する位置に位置決めした状態で取付けることができる。
(4)支持部材25を、リム部芯金19のリム部側連結部19A及びカバー部材30間であって、リム部14の周方向について、カバー部材30の両端部となる2箇所に配置し、リム部側連結部19A及びカバー部材30間であって両支持部材25にて挟まれた箇所により中空部35を構成している(図4、図7)。そのため、両支持部材25を介してカバー部材30をリム部側連結部19Aに取付けることにより、カバー部材30の取付けと同時に中空部35を形成することができ、中空部35を形成する作業が簡単に行える。
(5)ヒータエレメント40として、絶縁シート41と、抵抗体層44と、主電極部42A,43A及び副電極部42B,43Bからなる一対の電極42,43と、絶縁層46とを主要部に備えるものを用いている(図10)。そのため、基布75に電熱線76を上糸77及び下糸78で縫着する特許文献1の面状発熱体74(図12(A),(B))とは異なり、面倒な縫着作業が不要であり、製造コストを低く抑えることができる。
また、ヒータエレメント40の面方向に広い箇所を昇温させることができるため、ヒータエレメント40を覆う表皮62が局部的に加熱されて収縮して外観品質が低下するのを抑制することができる。
(6)ヒータエレメント40の一方の面を粘着層47によって構成し、弾性部材61及び表皮62の巻き付けに先立ち、ヒータエレメント40を同粘着層47においてカバー部材30の外表面31O,32Oに貼着している(図10、図11)。一旦貼着されたヒータエレメント40は、余程大きな力が加わらない限り、カバー部材30から剥がれたりずれたりすることがなく、当初の位置に保持される。そのため、弾性部材61及び表皮62の巻き付け作業が容易となる。
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
<支持部材25について>
・支持部材25を用いることなくカバー部材30をリム部芯金19に固定してもよい。その場合の固定手段としては、例えば、ねじを用いた締結が挙げられる。
<支持部材25について>
・支持部材25を用いることなくカバー部材30をリム部芯金19に固定してもよい。その場合の固定手段としては、例えば、ねじを用いた締結が挙げられる。
<カバー部材30について>
・カバー部材30においてヒータエレメント40が貼着される箇所を、急激に変化することがなくなだらかに変化する形状に変更してもよい。この変更により、ヒータエレメント40をカバー部材30に沿わせて撓ませ、貼着する作業がしやすくなる。
・カバー部材30においてヒータエレメント40が貼着される箇所を、急激に変化することがなくなだらかに変化する形状に変更してもよい。この変更により、ヒータエレメント40をカバー部材30に沿わせて撓ませ、貼着する作業がしやすくなる。
・カバー部材30は、リム部芯金19の周方向の少なくとも一部の周りに設けられればよい。従って、カバー部材30は、前記実施形態よりもリム部芯金19の周方向に長いものであってもよいし、短いものであってもよい。
・リム部14のうち少なくとも乗員(運転者)によって把持される箇所に組込まれることを条件に、リム部14におけるカバー部材30及びヒータエレメント40の位置を変更してもよい。例えば、リム部14のうちスポーク部16との連結部分や近傍部分から遠ざかった箇所にヒータエレメント40を組込んでもよい。
<中空部35について>
・中空部35は、芯金18のリム部側連結部19A及びスポーク部側連結部22Aのうち、発熱体(抵抗体層44)によって囲まれた箇所であるリム部側連結部19Aの周りにのみに設けられてもよい。
・中空部35は、芯金18のリム部側連結部19A及びスポーク部側連結部22Aのうち、発熱体(抵抗体層44)によって囲まれた箇所であるリム部側連結部19Aの周りにのみに設けられてもよい。
<ヒータエレメント40について>
・ヒータエレメント40における粘着層47を割愛し、他の手段、例えば接着剤を用いた接着、ねじを用いた締結等によってヒータエレメント40をカバー部材30に取付けるようにしてもよい。カバー部材30に係止部を設け、ここにヒータエレメント40の周縁部を係入することによっても、カバー部材30に対するヒータエレメント40の取付けは可能である。
・ヒータエレメント40における粘着層47を割愛し、他の手段、例えば接着剤を用いた接着、ねじを用いた締結等によってヒータエレメント40をカバー部材30に取付けるようにしてもよい。カバー部材30に係止部を設け、ここにヒータエレメント40の周縁部を係入することによっても、カバー部材30に対するヒータエレメント40の取付けは可能である。
<弾性部材61について>
・表皮62におけるヒータエレメント40の外形形状の浮き出しがさほど目立たない場合、多少の浮き出しであれば問題としない場合等には、弾性部材61を省略することも可能である。
・表皮62におけるヒータエレメント40の外形形状の浮き出しがさほど目立たない場合、多少の浮き出しであれば問題としない場合等には、弾性部材61を省略することも可能である。
<その他>
・本発明は、車両に限らず、航空機、船舶等のほかの乗り物における操舵装置のステアリングホイールに適用することもできる。この場合、車両には、自家用車に限らず各種産業車両も含まれる。
・本発明は、車両に限らず、航空機、船舶等のほかの乗り物における操舵装置のステアリングホイールに適用することもできる。この場合、車両には、自家用車に限らず各種産業車両も含まれる。
13…ステアリングホイール、14…リム部、19…リム部芯金、25…支持部材、30…カバー部材、31O,32O…カバー分割体の外表面(カバー部材の外表面を構成)、35…中空部、40…ヒータエレメント、41…絶縁シート、42,43…電極、42A,43A…主電極部、42B,43B…副電極部、44…抵抗体層(発熱体)、45,47…粘着層、46…絶縁層、61…弾性部材、62…表皮、62O…表皮の外表面。
Claims (6)
- リム部の骨格部分をなすリム部芯金と、
前記リム部芯金の周方向の少なくとも一部の周りに設けられた硬質のカバー部材と、
通電により発熱する発熱体を有する可撓性シート体からなり、前記カバー部材の外表面に沿って配置されたヒータエレメントと、
前記ヒータエレメントの周りに設けられ、かつ自身の外表面を前記リム部の意匠面とする表皮と
を備え、
前記カバー部材について前記ヒータエレメントの前記発熱体が配置された箇所と前記リム部芯金との間が中空部により構成されていることを特徴とするステアリングホイール。 - 前記ヒータエレメント及び前記表皮間には弾性部材が介在されている請求項1に記載のステアリングホイール。
- 前記カバー部材と前記リム部芯金との間であって、前記中空部とは異なる箇所には、同カバー部材を同リム部芯金に支持するための支持部材が介在されている請求項1又は2に記載のステアリングホイール。
- 前記支持部材は、前記リム部芯金及び前記カバー部材間であって、前記リム部の周方向について、前記カバー部材の両端部となる2箇所に配置され、
前記リム部芯金及び前記カバー部材間であって前記両支持部材にて挟まれた箇所により前記中空部が構成されている請求項3に記載のステアリングホイール。 - 前記ヒータエレメントは、
絶縁シートと、
前記絶縁シート上に形成されて前記発熱体を構成する抵抗体層と、
それぞれが主電極部、及び同主電極部から櫛歯状に突出された多数の副電極部からなり、かつ互いの前記副電極部が交互に位置するように前記抵抗体層上に形成された一対の電極と、
前記抵抗体層及び前記一対の電極を被覆する絶縁層と
を主要部に備える請求項1〜4のいずれか1つに記載のステアリングホイール。 - 前記ヒータエレメントは、自身の一方の面に粘着層を有しており、前記表皮の巻き付けに先立ち、同粘着層において前記カバー部材の外表面に貼着されるものである請求項1〜5のいずれか1つに記載のステアリングホイール。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015131537A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | 豊田合成株式会社 | ステアリングホイール |
CN114148401A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-08 | 盐城同济汽车配件有限公司 | 一种带有加热机构的汽车方向盘骨架 |
-
2010
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US9758187B2 (en) | 2014-01-10 | 2017-09-12 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Steering wheel with accommodation concave portions for heater unit connection parts |
CN114148401A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-08 | 盐城同济汽车配件有限公司 | 一种带有加热机构的汽车方向盘骨架 |
CN114148401B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-06-06 | 盐城同济汽车配件有限公司 | 一种带有加热机构的汽车方向盘骨架 |
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