РУЛЕВОЕ КОЛЕСО С НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
STEERING WHEEL WITH HEATING ELEMENT

Настоящее изобретение относится к рулевому колесу, оснащенному нагревательным элементом, и, в частности, к рулевому колесу, оснащенному нагревательным элементом, который может минимизировать разницу температур, ощущаемою водителем при сжимании руля, путем нагревания всей поверхности обода рулевого колеса до одинаковой температуры.
Также настоящее изобретение относится к рулевому колесу, оснащенному нагревательным элементом, который может обеспечивать выработку тепла, даже если часть нагревательного элемента вышла из строя или электрически разомкнута, позволяет минимизировать увеличение диаметра рулевого колеса, несмотря на установку нагревательного элемента, и переносить непосредственно на поверхность нагревательного элемента пленку для переноса изображения, на которой напечатано декоративное украшение типа структуры дерева.
Рулевое колесо является управляемым водителем элементом системы управления автомобилем. В этой связи проведено большое количество исследований по улучшению его внешнего вида, удобства удержания, использования на нем функциональных элементов и т.д.
В частности, в начале поездки в зимнее время температура рулевого колеса ниже, чем температура человеческого тела, что плохо влияет на водителя и может приводить к проблемам с безопасностью.
Соответственно, изучались различные устройства для нагревания рулевого колеса до температуры выше температуры человеческого тела.
При обычной технологии нагревания рулевого колеса, как это описано в корейской заявке на полезную модель №1989-0020599, корейской патентной заявке №1992-0000945 и корейской заявке на полезную модель №1996-16958, витки 3 нагревательного элемента заделаны в ободную часть 10 рулевого колеса, как показано на фиг.1.
Как показано на фиг.2, для того чтобы заделать нагревательные витки 3, вокруг сердечника 1 наносят изолирующее покрытие 2, а витки 3 нагревательного элемента закрепляют на внешней круговой поверхности изолирующего покрытия 2. После этого поверхность ободной части 10 окончательно отделывают с использованием отделочного покрытия 4, такого как синтетическая смола.
В другом способе заделки витков нагревательного элемента, описанном в корейской заявке на полезную модель №1996-066213 (фиг.3),после намотки нагревательного провода 5 в виде катушки на внешнюю периферийную поверхность сердечника 1, поверхность нагревательного провода 5 окончательно отделывают формованной синтетической смолой 6.
Однако, как показано на фиг.2, при фиксации нагревательных витков на внешней периферийной поверхности изолирующего покрытия 2 довольно трудно расположить тонкие нагревательные витки с равными интервалами, и на практике возникает разность температур между различными зонами ободной части 10 из-за нерегулярности расстояний между нагревательными витками 3.
Кроме того, как показано на фиг.3, когда нагревательный провод 5 наматывают в виде катушки, разность температур может возникать также из-за нерегулярности намоточных промежутков и, в частности, ввиду того, что наматывается только один нагревательный провод 5, и, если нагревательный провод обрывается во время намотки, приходится заменять и перематывать весь нагревательный провод снова.
Кроме того, когда витки 3 нагревательного элемента или нагревательный провод 5 заделаны, как это описано выше, требуется определенный период времени, пока тепло от витков 3 нагревательного элемента или нагревательного провода 5 дойдет до поверхности ободной части 10.
Плоский нагреватель 14 для рулевого колеса описан в выложенной японской заявке на патент №2007-290685 (фиг.4). В плоском нагревателе 14 нагревательные провода 17 закреплены на подложке 16, выполненной из нетканого материала. На фиг.5 показана фотография реального плоского нагревателя 14, а на фиг.6 - фотография рулевого колеса с плоским нагревателем 14. Как показано на фиг.6, плоский нагреватель 14 монтируют на внешней периферии обода рулевого колеса.
Плоский нагреватель 14 обладает амортизирующим эффектом, когда водитель держит рулевое колесо, так как подложка 16 плоского нагревателя 14 выполнена из нетканого материала.
Однако при использовании плоского нагревателя толщина (диаметр) рулевого колеса увеличивается из-за того, что подложка 16 выполнена из нетканого материала. Также рулевое колесо отделывают путем покрытия настоящим деревом 20 или кожей, чтобы защитить плоский нагреватель 14 и облагородить оформление. В таком случае толщина рулевого колеса еще больше увеличивается.
Способ объемной печати Curl-fit для обода рулевого колеса транспортного средства, описанный в корейском патенте №10-0472399 автора настоящего изобретения, не применим для плоского нагревателя, имеющего грубую поверхность, как это указано выше. То есть, пленка для переноса изображения, на которой напечатана структура дерева для эстетического декорирования рулевого колеса, не может быть непосредственно переведена на грубую поверхность плоского нагревателя 14. Для декорирования рулевого колеса, как показано на фиг.6, после обработки деревянной детали 20, обработанную деталь 20 накладывают на плоский нагреватель 14 (после обработки две деревянные детали, имеющие полусферическую форму, соединяют вместе, чтобы окружить поверхность плоского нагревателя 14). В таком случае процесс изготовления рулевого колеса является затратным по времени и поэтому дорогим. Кроме того, из-за низкой теплопроводности деревянной детали 20 общая теплопроводность рулевого колеса понижена, и соответственно тепло плоского нагревателя 14 может быть использовано неэффективно.
В настоящем изобретении предлагается рулевое колесо с нагревательным элементом, который минимизирует разницу температур, ощущаемую водителем, когда он сжимает рулевое колесо, за счет нагрева всей поверхности обода рулевого колеса до одинаковой температуры.
Во-первых, в рулевом колесе, выполненном в соответствии с настоящим изобретением, разница температур на поверхности обода может быть ниже, чем у обычного рулевого колеса благодаря тому, что электропроводящая паста, играющая роль виде нагревательного элемента, наложена в соответствии с заранее заданным шаблоном на поверхность обода, а электрическое сопротивление заранее заданного шаблона уменьшается по мере перехода от внутреннего диаметра обода к его внешнему диаметру.
Во-вторых, в рулевом колесе, выполненном в соответствии с настоящим изобретением, благодаря тому, что нагревательный элемент состоит их множества нагревательных линий, даже в случае разрыва некоторых из них, тепло может продолжать вырабатываться оставшимися линиями.
В-третьих, в рулевом колесе, выполненном в соответствии с настоящим изобретением, благодаря тому, что электропроводящая паста, играющая роль нагревательного элемента, наложена на поверхность обода, водитель будет испытывать чувство мягкого касания, когда держит руль.
В-четвертых, в рулевом колесе, выполненном в соответствии с настоящим изобретением, благодаря тому, что электропроводящая паста, играющая роль нагревательного элемента, наложена на поверхность обода, пленка для переноса изображения, на которой напечатан декор, может быть перенесена на поверхность нагревательного элемента. Соответственно, потери тепла, вырабатываемого нагревательным элементом, могут быть минимизированы, а толщина (диаметр) обода может быть меньше, чем у обычного рулевого колеса, позволяя водителю крепко держать его.
Вышеприведенные и прочие особенности и преимущества настоящего изобретения очевидны из описания его типичных вариантов выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее:
фиг.1 и 2 - схематичное изображение рулевого колеса с обычным нагревательным элементом;
фиг.3 - схематичное изображение рулевого колеса с другим обычным нагревательным элементом;
фиг.4 - схематичное изображение плоского нагревательного элемента, используемого в качестве обычного нагревательного элемента;
фиг.5 - фотография плоского нагревательного элемента, показанного на фиг.4;
фиг.6 - фотография рулевого колеса, на котором установлен плоский нагревательный элемент, показанный на фиг.5;
фиг.7 - фотография рулевого колеса с нагревательным элементом в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения;
фиг.8 - фотография, иллюстрирующая основные части рулевого колеса, показанного на фиг.7;
фиг.9 - вид в перспективе состояния, когда в рулевом колесе, на которое нанесена электропроводящая паста в виде нагревательного элемента, использованы пленка для переноса изображения и кожа;
фиг.10а-10d - схематичные изображения, поясняющие процесс формирования слоя перенесенного рисунка на поверхности рулевого колеса с нанесенным нагревательным элементом;
фиг.11-14 - схематичные изображения различных шаблонов нагревательного элемента;
фиг.15 - фотография, иллюстрирующая, что обод, к которому соединено множество отлитых деталей, поделен на количество отлитых деталей;
фиг.16 - нагревательный элемент, имеющий решетчатую форму, показанную на фиг.7 в качестве электропроводящей цепи;
фиг.17 - нагревательный элемент, показанный на фиг.15, поделенный на секции А, В, С, D и Е.
В настоящем изобретении предлагается рулевое колесо с нагревательным элементом, который может минимизировать разницу температур, ощущаемую водителем, когда он сжимает рулевое колесо, путем нагревания всей поверхности обода рулевого колеса до одинаковой температуры.
В настоящем изобретении также предлагается рулевое колесо с нагревательным элементом, который может непрерывно вырабатывать тепло в других своих частях, даже если часть нагревательного элемента электрически рассоединена.
В настоящем изобретении также предлагается рулевое колесо с нагревательным элементом, у которого на поверхность нагревательного элемента можно переносить пленку для переноса изображения, на которой напечатан декоративный рисунок.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения предлагается рулевое колесо, содержащее обод и нагревательный элемент, включающий в себя множество нагревательных линий и нагреваемый за счет подводимой к нему энергии, при этом нагревательный элемент представляет собой электропроводящую пасту и нанесен на поверхность обода, при этом если нагревательные линии нагревательного элемента электрически соединены последовательно, то нагревательный элемент формируют таким образом, чтобы электрическое сопротивление на единицу поверхности возрастало по мере перехода от внутреннего диаметра обода к его внешнему диаметру, а если нагревательные линии нагревательного элемента соединены параллельно, то нагревательный элемент формируют таким образом, чтобы электрическое сопротивление на единицу площади уменьшалось по мере перехода от внутреннего диаметра обода к его внешнему диаметру.
Нагревательный элемент может содержать множество первых нагревательных линий, которые нанесены от внутреннего диаметра обода к его внешнему диаметру, и множество вторых нагревательных линий, которые нанесены от внешнего диаметра обода к его внутреннему диаметру поперек первых нагревательных линий, так чтобы электрическое сопротивление на единицу площади уменьшалось по мере перехода от внутреннего диаметра обода к его внешнему диаметру.
Первые нагревательные линии и вторые нагревательные линии могут быть нанесены таким образом, чтобы толщина электропроводящей пасты увеличивалась по мере перехода от внутреннего диаметра обода к его внешнему диаметру.
Первые нагревательные линии и вторые нагревательные линии могут быть нанесены таким образом, чтобы ширина электропроводящей пасты увеличивалась по мере перехода от внутреннего диаметра обода к его внешнему диаметру.
Рулевое колесо может дополнительно содержать третью нагревательную линию, наносимую на внутренний диаметр обода для соединения первых нагревательных линий и вторых нагревательных линий, и четвертую нагревательную линию, наносимую на внешний диаметр обода для соединения первых нагревательных линий и вторых нагревательных линий.
Предпочтительно рулевое колесо может содержать пятую нагревательную линию,наносимую параллельно четвертой нагревательной линии между верхней частью обода и четвертой нагревательной линией.
Рулевое колесо также может содержать слой декоративного рисунка, сформированный путем переноса на поверхность нагревательного элемента пленки для переноса изображения, на которой напечатан декоративный рисунок.
Предпочтительным является то, что рулевое колесо может дополнительно содержать базовый слой, сформированный между нагревательным элементом и слоем декоративного рисунка.
Предлагаемое в настоящем изобретении рулевое колесо позволяет водителю управлять транспортным средством в зимнее время без какого-либо температурного дискомфорта, используя нагревательный элемент, нагревающий обод рулевого колеса до температуры, выше, чем температура человеческого тела, и, в частности, позволить водителю комфортно держать рулевое колесо, нагревая всю поверхность обода до одинаковой температуры.
Также рулевое колесо позволяет переносить пленку для переноса изображения, имеющую слой декоративного рисунка, непосредственно на поверхность нагревательного элемента, накладывать эстетичные декоративные слои типа деревянных накладок и создавать ощущение мягкого касания, когда водитель держит обод рулевого колеса.
Рулевое колесо может также стабильно обеспечивать нагрев, даже если часть нагревательного элемента электрически разъединена.
На фиг.7 показана фотография рулевого колеса 100 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, у которого нагревательный элемент 200 нанесен на поверхность обода 130. На фиг.8 показана увеличенная фотография основных частей рулевого колеса 100, приведенного на фиг.7. На фиг.9 показан вид в перспективе, иллюстрирующий состояние, когда слой 410 декоративного рисунка сформирован на части обода 130, на которую нанесен нагревательный элемент 200, как это показано на фиг.7, а оставшаяся часть обода 130 обтянута кожей 450.
На фиг.16 показан нагревательный элемент 200, имеющий форму решетки, показанной на фиг.7, в котором каждая секция выступает в роли сопротивления. На фиг.17 показаны нагревательные линии нагревательного элемента 200, показанного на фиг.15, в качестве цепей в секциях А, В, С, D и Е. Секции А, В, С, D и Е соединены последовательно, а нагревательные линии нагревательного элемента 200 в каждой из секций А, В, С, D и Е соединены параллельно друг другу.
В настоящем изобретении применительно к рулевому колесу 100, включающему в себя ступицу 110, спицы 120 и обод 130, нагревательный элемент 200 наносят на обод 130, который, как правило, держит водитель при управлении транспортным средством.
Как показано на фиг.7 и фиг.8, нагревательный элемент 200 наносят на поверхность обода 130 в виде электропроводящей пасты.
Нагревательный элемент 200 формируют таким образом, чтобы нагревательные линии нагревательного элемента 200 были электрически соединены параллельно, как показано на фиг.16 и 17, и электрическое сопротивление на единицу площади уменьшалось по мере перехода с внутреннего диаметра обода 130 к его внешнему диаметру.
В таком случае, благодаря тому, что температура нагрева нагревательного элемента 200 возрастает по мере перехода с внутреннего диаметра обода 130 к его внешнему диаметру, который имеет большую периферическую длину, чем внутренний диаметр, обод 130 нагревается до одинаковой температуры.
На фиг.11-14 показаны схематические изображения различных шаблонов нагревательного элемента 200, используемых в настоящем изобретении.
Нагревательный элемент 200 содержит множество первых нагревательных линий 201, которые нанесены от внутреннего диаметра обода 130 к его внешнему диаметру, и множество вторых нагревательных линий 202, которые нанесены от внешнего диаметра обода 130 к его внутреннему диаметру поперек первых нагревательных линий 201. Первые нагревательные линии 201 и вторые нагревательные линии 202 нанесены таким образом, чтобы электрическое сопротивление на единицу площади уменьшалось по мере перехода от внутреннего диаметра обода 130 к его внешнему диаметру. Т.е. благодаря тому, что электрическое сопротивление уменьшается по мере перехода к внешнему диаметру обода, температура нагрева возрастает по мере приближения к внешнему диаметру обода, который имеет большую периферическую длину, чем внутренний диаметр, тем самым обеспечивая нагрев внутреннего диаметра и внешнего диаметра обода до одинаковой температуры.
Также первые нагревательные линии 201 и вторые нагревательные линии 202 нанесены таким образом, чтобы толщина электропроводящей пасты увеличивалась по мере перехода от внутреннего диаметра обода 130 к его внешнему диаметру. В таком случае благодаря тому, что электрическое сопротивление на единицу площади уменьшается по мере приближения к внешнему диаметру обода, температура нагрева возрастает по мере приближения к внешнему диаметру обода, имеющему большую периферическую длину, чем внутренний диаметр, тем самым обеспечивая нагрев внутреннего диаметра и внешнего диаметра обода до одинаковой температуры.
Также первые нагревательные линии 201 и вторые нагревательные линии 202 нанесены таким образом, чтобы ширина электропроводящей пасты увеличивалась по мере перехода от внутреннего диаметра обода 130 к его внешнему диаметру. В таком случае благодаря тому, что электрическое сопротивление на единицу площади уменьшается по мере приближения к внешнему диаметру обода, температура нагрева возрастает по мере приближения к внешнему диаметру обода, имеющему большую периферическую длину, чем внутренний диаметр, тем самым обеспечивая нагрев внутреннего диаметра и внешнего диаметра обода до одинаковой температуры.
Кроме того, как показано на фиг.12-14, на внутренний диаметр обода 130 дополнительно наносят третью нагревательную линию 203 для соединения первых нагревательных линий 201 и вторых нагревательных линий 202, а на внешний диаметр обода 130 - четвертую нагревательную линию 204 для соединения первых нагревательных линий 201 и вторых нагревательных линий 202.
Нагревательный элемент 200 наносят на верхнюю часть и на нижнюю часть обода 130. В таком случае первая и вторая линии 201 и 202 могут быть плавно электрически соединены друг с другом третьими и четвертыми нагревательными линиями 203 и 204.
Кроме того, как показано на фиг.14, параллельно четвертой нагревательной линии 204 между верхней частью обода 130 и четвертой нагревательной линией 204 наносят пятую нагревательную линию 205. В этом случае благодаря тому, что на внешнем диаметре вырабатывается больше тепла, чем на внутреннем диаметре, который имеет меньшую площадь поверхности, чем внешний диаметр, обеспечивается нагрев внутреннего диаметра и внешнего диаметра обода до одинаковой температуры.
Между тем, для улучшения внешнего вида рулевого колеса 100, как показано на фиг.9, обод 130 делят на сектора, где формируют слой 410 декоративного рисунка под дерево и другие сектора, которые обтягивают кожей 450. Т.е., как показано на фиг.8 и 9, обод 130 включает в себя первую отлитую деталь 131, на которую перенесен слой 410 декоративного рисунка, и вторую отлитую деталь 132, которую обтягивают кожей 450, между первой и второй отлитыми деталями 131 и 132 сделана выемка 133, кожа 450 намотана вокруг второй отлитой детали 132, а ее конец может быть спрятан в выемку 133.
Как описано выше, ввиду того что между первой и второй отлитыми деталями 131 и 132 выполнена выемка 133, трудно обеспечить электрическое соединение нагревательных линий 201-205, нанесенных на внешнюю периферийную поверхность первой отлитой детали 131, с нагревательными линиями 201-205, нанесенными на внешнюю периферийную поверхность второй отлитой детали 132 обода 130.
Поэтому нагревательные линии с первой 201 по пятую 205 соединяют путем формирования (т.е., путем сплошного покрытия пастой) соединительной детали 221) в выемке 133.
При этом слой 410 декоративного рисунка формируют путем переноса на поверхность нагревательного элемента 200 пленки 400 для переноса изображения, на которой напечатан декоративный рисунок. Как показано на фиг.10с, пленка 400 для переноса изображения содержит слой декоративного рисунка 410, на котором напечатан рисунок, например структура дерева, и слой 411 поливинилалкоголя (PVA). Слой 410 декоративного рисунка активируют с использованием активатора, такого как разбавитель, на верхней поверхности пленки 400 для переноса изображения, которая плавает на поверхности воды во время операции переноса, и затем обод 130 окунают ниже поверхности воды, так что декоративный слой 410 переносится на поверхность обода 130 благодаря давлению воды.
В таком случае благодаря выемке 133 между первой-пятой нагревательными линиями 201-205 может быть обеспечен объемный эффект декоративного рисунка и предотвращено скольжение руки вдоль обода 130.
Также, как видно из фиг.10а-10d, между нагревательным элементом 200 и слоем 410 декоративного рисунка дополнительно формируют базовый слой 300, имеющий цвет, отличный от цвета слоя 410 декоративного рисунка. Базовый слой 300 подчеркивает внешний вид декоративного рисунка путем включения в его состав краски, имеющей цвет, отличающийся от цвета слоя 410 декоративного рисунка.
Также, т.к. базовый слой 300 заполняет выемку 133, сформированную между нагревательными линиями 201-205, слой 410 декоративного рисунка может более ровно переноситься на обод 130.
В описанном выше рулевом колесе 100 ввиду того, что нагревательный элемент 200, покрывающий поверхность обода 130, включает в себя первую-пятую нагревательные линии 201-205, даже если одна из первой-пятой нагревательных линий 201-205 будет разъединена, тепло может продолжать непрерывно вырабатываться остающимися нагревательными линиями.
Также на ободе 130, на котором сформирована выемка 133 между первой отлитой деталью 131 и второй отлитой деталью 132, ввиду того, что соединительная деталь 220 нагревательного элемента 200 сформирована в выемке 133 и вокруг выемки 133, первая-пятая нагревательные линии 201-205, нанесенные на внешнюю периферийную поверхность отлитой детали 131, и первая-пятая нагревательные линии 201-205, нанесенные на внешнюю периферийную поверхность отлитой детали 132 могут быть легко электрически соединены друг с другом посредством соединительной детали 220.
Как описано выше, рулевое колесо, выполненное в соответствии с настоящим изобретением, ввиду того, что электропроводящая паста наносится в качестве нагревательного элемента и электрическое сопротивление уменьшается по мере перехода от внутреннего диаметра обода к его внешнему диаметру, весь обод может нагреваться до одинаковой температуры и водитель может держать рулевое колесо без какого-либо температурного дискомфорта.
Благодаря использованию в рулевом колесе нагревательного элемента, водитель может надежно держать теплый обод зимой и тем самым безопасно управлять транспортным средством. Даже если часть нагревательного элемента замкнет накоротко, тепло может непрерывно вырабатываться другими частями нагревательного элемента. Также, несмотря на то, что применяется эстетичный декоративный рисунок типа структуры дерева, так как толщина руля остается небольшой, удобство пользования им может быть улучшено.
Несмотря на то, что настоящее изобретение подробно показано и описано со ссылкой на типичные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники понятно, что в пределах существа и объема изобретения, как это определено в нижеследующей формуле изобретения, могут быть сделаны различные изменения в форме и в деталях его осуществления.