(57)【要約】加熱式ステアリングホイールは、ステアリングホイールのリム全体に熱の均一な分布を与える発熱体（８）を備える。発熱体は、銀がコーティングされたナイロンで織られた薄い織物であり、一定の温度係数を有する。発泡体層（９）が発熱体を取り囲み、母線の存在によって皮革カバーがでこぼこになるのを防止する。発熱体は、木製の化粧外板を有するステアリングホイールにも用いることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物用の加熱式ステアリングホイールであって、
（ａ）前記ステアリングホイールの形状を与えるアーマチャー（４）と、
（ｂ）前記アーマチャーを囲む基材（６）と、
（ｃ）前記ステアリングホイールの前記基材に固定され、導電性の織物を
含み、かつ一定の温度係数を有する発熱体（８）と、
（ｄ）前記発熱体を覆って配置されている発泡体層（９）と
を有する、加熱式ステアリングホイール。
【請求項２】
前記発泡体層（９）はポリウレタンを有する、請求項１に記載の加熱式ステアリングホイール。
【請求項３】
前記発泡体層（９）はネオプレンを有する、請求項１に記載の加熱式ステアリングホイール。
【請求項４】
前記発泡体層（９）の厚さは、１．５ｍｍから２．５ｍｍの範囲である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の加熱式ステアリングホイール。
【請求項５】
前記発熱体（８）は、ナイロン製であり、銀でコーティングされている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の加熱式ステアリングホイール。
【請求項６】
前記発熱体（８）の作動を制御する温度制御器（１２）をさらに有する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の加熱式ステアリングホイール。
【請求項７】
前記ステアリングホイールの温度を感知するための温度センサ（１３）をさらに有する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の加熱式ステアリングホイール。
【請求項８】
木製の化粧外板をさらに有する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の加熱式ステアリングホイール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、均一に加熱できる乗物のステアリングホイールに関する。
【０００２】
長い間、乗物のステアリングホイール用の加熱システムを備えることが望ましいと考えられてきた。
【０００３】
寒冷な気候の際、乗物が運転されていない間は、乗物のステアリングホイールが非常に冷たくなることがある。乗物の運転者は、最初にステアリングホイールを握るときに不快と感じるかも知れず、この不快はステアリングホイールが暖まるまで続くことがある。この不快が原因で運転者の集中が妨げられ、もしかすると運転能力に悪影響を及ぼすかもしれない。関節炎など手に疾患をもつ人にとって、冷たいステアリングホイールからくる不快は深刻であることがある。乗物が快適な温度に達した後も、ステアリングホイールは通常、触ると冷たいままであり、運転者は手袋を着用する必要があるかもしれない。上述の理由のため、乗物のステアリングホイールの温度を急速に上昇させるための手段の開発が望まれてきた。
【０００４】
このステアリングホイールの問題に対しては、温風、加熱された冷却剤、および電気抵抗（抵抗線技術）の使用など、多数の提案がなされてきた。抵抗線技術の使用は、この問題の最も一般的な取り組み方法となった。この方法は、発熱体として長い抵抗線を使用することにより、ステアリングホイールを暖めるという目標を達成した。抵抗線はステアリングホイールの中に埋め込まれ、抵抗線に電流が流れることによって、熱が発生する。したがって、この方法が最も採用されるのは、単純性と信頼性に由来する。抵抗線を使用する利点は、取り付けを柔軟に行えることであるが、この技術の最大の欠点は、ステアリングホイールの温度が均一に上昇しないことである。抵抗線を使用することによって、手触りが冷たい範囲または部分と、手触りが暖かい範囲または部分とが生じる。また、抵抗線は非常に損傷しやすく、ステアリングホイールのリムに沿ったどこかで断線すると、ステアリングホイールを暖めることができなくなる。
【０００５】
米国特許第４，６４０，３４０号明細書には、ステアリングホイールを加熱および冷却する装置が開示されている。この米国特許第４，６４０，３４０号明細書では、熱電変換器が、熱の発生または吸収を引き起こす。熱電変換器は、電流の流れの方向に応じて、熱を発生するかまたは熱を吸収する。熱電変換器は、表面層の下に位置する導電性プレートの下に位置する。
【０００６】
米国特許第５，８４７，３６０号明細書には、ステアリングホイールのリムの表面に取り付ける電気式ステアリングホイール発熱体が開示されている。発熱体は、３つの導電性部分からなり、１つは直線部分、２つはそれに隣接する曲線部分である。
【０００７】
米国特許第６，０９３，９０８号明細書には、炭素繊維織布材から製作される発熱体を有する加熱式ステアリングホイールが開示されている。発熱体は、負の温度係数という独自の特性を有する。
【０００８】
本発明は、均一に加熱できるステアリングホイールを提供する。本発明によれば、加熱式ステアリングホイールは、アーマチャーと、基材と、発熱体と、発泡体層と、皮革カバーとを有する。本発明における発熱体は、銀がコーティングされたナイロンから織られた薄い織物である。発泡体層は、発熱体の周囲に配置され、発熱体から発生した熱がステアリングホイールのリムの表面に到達できるように、実質的に伝導性の材料から製作される。発泡体層は、母線の存在を隠すために加熱式ステアリングホイールの中に包含される。
【０００９】
発明の詳細な説明
加熱式ステアリングホイールは、任意の望ましい形状および寸法を取り得る従来の乗物のステアリングホイールを有する。図１は、自動車用の典型的なステアリングホイールを示す。このステアリングホイールは、外側リム１と、スポークの空洞２とを含む。
【００１０】
図１および図２に示されているように、ステアリングホイールは、ステアリングホイールの形状を定めるフレームすなわちアーマチャー４を含む。好ましくは、アーマチャーは、アルミニウムまたはマグネシウムなどの金属から製作される。基材６は、ステアリングホイールのアーマチャーを囲み、ステアリングホイールにクッションを提供する。基材は、発泡体を有し、発泡ウレタンまたはネオプレンから製作することができる。
【００１１】
本発明によれば、乗物用ステアリングホイールは、発熱体８と、ワイヤハーネスと、温度センサ１３と、スイッチ１５と、電源１６と、温度制御器１２とを備える加熱システムを有する。図３は、これらの構成要素を含む典型的な電気回路を示す。
【００１２】
発熱体８は、銀がコーティングされたナイロンから織られた薄い織物である。その結果の織物は、非常に柔軟で、かつ二次元の導電性配列を含む。このことは、織物をさまざまな形状に切断し、その後もなお効率的に機能することを可能とする。発熱体は、導電性の金属化織物を含む。本発明に使用される発熱体は、Ｗａｒｍｅ−ｕｎｄ Ｅｌｅｋｔｒｏｔｅｃｈｎｉｋ Ｂ． Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｌｔｄ．（Ｗ．Ｅ．Ｔ．）社から購入した。発熱体は、ステアリングホイールの基材に直接固定され、ステアリングホイールのリムの少なくとも一部に巻かれる。好ましくは、ステアリングホイールのリム全体が発熱体で巻かれるが、より少ない量で継ぎ目のところに隙間を残して巻くこともできる。可能な取り付け方法は、織物の片面を接着膜でコーティングすることによる。発熱体は、薄い両面テープによって基材６に取り付けることもできる。
【００１３】
当業者には、発熱体８は、負の温度係数、正の温度係数、または一定の温度係数を持つことが理解されるであろう。ステアリングホイールの用途の場合、電圧は一定に維持される。電圧が一定に維持されるのに対して発熱体の温度係数が負であると、温度と抵抗との間に逆の関係がある。したがって、温度が下がると、発生する熱は減少する。ステアリングホイールの温度係数が一定である場合、温度の変化は発生する熱量に影響を与えない。請求する本発明においては、発熱体は一定の温度係数を有し、したがって、温度が下がっても発熱に悪影響が生じることはない。
【００１４】
発泡体層９は、ステアリングホイールの発熱体を取り囲む。発泡体層の目的は、発熱体の両端における２枚の薄い金属片である母線だけでなく、発熱体も隠すことである。発泡体の重要な特性は、発泡体は皮革カバー１０と発熱体８の間に配置されるので、実質的に熱伝導性であることである。発泡体が断熱性であることは、ステアリングホイールを加熱するのに要する時間が長くなるため、非常に望ましくない。本発明用には、Ｅｎｓｏｌｉｔｅ ＡＭＣ、Ｐｏｒｏｎ ４７０１−４０、Ｒｕｂａｔｅｘ １４００ Ｎなど、何種類かの発泡体材料を使用することができる。Ｅｎｓｏｌｉｔｅ ＡＭＣ発泡体は、ブタジエン・アクリロニトリル・ゴムであり、ＲＢＸ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から購入した。Ｐｏｒｏｎ ４７０１−４０は、ポリウレタン発泡体であり、Ｒｏｇｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から購入した。最後に、Ｒｕｂａｔｅｘ １４００ Ｎは、ネオプレン発泡体であり、ＲＢＸ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から購入した。当業者には、加熱式ステアリングホイールに他の発泡体材料も採用できることが理解されるであろう。発泡体層の望ましい厚さは、１．５ ｍｍから２．５ ｍｍの範囲である。
【００１５】
加熱式ステアリングホイールは、発熱体の下に発泡体層（図には示されていない）を含んでいてもよい。この発泡体層は、ステアリングホイールのリムの外側部分に熱がより効率的に伝わるように、熱伝導率が非常に低いことが必要である。
【００１６】
図２における加熱式ステアリングホイールは、皮革からなる外側カバー１０を含む。ここで述べる発熱体は、木製の化粧材から作られる外板を有するステアリングホイールにおいても使用されてもよいことが理解されるであろう。さらに、この加熱式ステアリングホイールは、皮革、木製化粧材、ガラス繊維、その他の外装材から作られるステアリングホイールにおいても適切に機能する。
【００１７】
温度センサ１３は、負の温度係数のセンサ（以降、「ＮＴＣ」という）と呼ばれることも多く、ステアリングホイール表面の実際の温度を監視するのに使用される。温度センサからの情報は、発熱体の作動の間隔を決定するのに使用される。
【００１８】
温度制御器１２は、温度センサの状態を読み取り、発熱体をいつオン／オフするかを決定する。温度制御器は、可聴ノイズを排除し、電磁気信号の放出を大幅に減少させるために、発熱体のオン／オフを電気機械式ではなく電子的に行うように構成されている。好ましくは、温度制御器は、ステアリングホイールのスポークの空洞内に取り付けられる。
【００１９】
ワイヤハーネスは、システムのさまざまな構成要素と、電源１６のクロックスプリングまたはスリップリングからの電力線を相互接続する。好ましくは、ワイヤハーネスは、電圧サージから制御器を保護するためのヒューズを含む。
【００２０】
スイッチ１５は、オン／オフスイッチか、または温度設定を選択できる多ポジションスイッチのいずれでもよい。スイッチは、ステアリングホイール上か、アームレストまたはインストルメントパネルなど乗物内の他の場所に配置されてもよい。スイッチは、６個の異なるポジションを有するように構成でき、または、好ましくは３ポジションスイッチ（低−高−オフ）とすることができる。
【００２１】
本発明によれば、発熱体は、皮革カバーのみで覆われたステアリングホイールにおいて使用できる。皮革カバーのみで覆われたステアリングホイールを組み立てる方法は、以下のステップを有する。最初に、２枚の皮革の合わせ目を機械で縫う。次に、ワイヤハーネスを埋め込むために、ステアリングホイールベースに溝を形成する。ステアリングホイールベースとは、基材で包囲されるリムを少なくとも有する金属アーマチャーであると解される。次に、発泡体パッドと皮革の表面に接着剤を塗布した後、発泡体パッドに皮革を貼り付ける。次に、発熱体からカバーテープをはがし、発熱体を発泡体の上に取り付ける。このとき、発泡体および皮革上の正確な対応位置に母線を配置することが重要であり、そうしてこれらをステアリングホイールのリム上に組み立てたとき、母線は３時と９時の位置にある。
【００２２】
発泡体パッドおよび皮革の付いた発熱体のサブアセンブリを、ステアリングホイールのリムに取り付ける。次いで、ワイヤハーネスを溝の中に合せ、発熱体、発泡体、およびステアリングホイール基材付きの皮革のサブアセンブリの間にＮＴＣを取り付ける。次に、発熱体とステアリングホイールのリムの間に接着剤を塗布する。続いて、皮革を縫い合わせる。最後に、スポーク領域で余分な皮革を切り取り、余分な接着剤を除去し、皮革を加熱してシワを取り除く。
【００２３】
本発明によれば、発熱体は、木製の外板および皮革カバーのステアリングホイールにおいても使用できる。木製の外板および皮革カバーのステアリングホイールを組み立てる方法は、皮革カバーのみで覆われたステアリングホイールを組み立てる方法と似ている。主要な違いは、木製の外板および皮革カバーのステアリングホイールは、木製の化粧材および皮革を有する、ステアリングホイールのリムの外側カバーを持つことである。皮革カバーのステアリングホイール用には、皮革のみが外側カバーに使用される。木製の化粧材をステアリングホイールに追加するにもかかわらず、木製の外板および皮革カバーのステアリングホイールの組み立て方法は、皮革カバーのみのステアリングホイールの組み立て方法と同じである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
加熱式ステアリングホイールの透視図である。
【図２】
図１における加熱式ステアリングホイールの、２−２断面線に沿った断面図である。
【図３】
加熱式ステアリングホイールの回路図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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