КОЛЕСО РУЛЕВОЕ, ВКЛЮЧАЮЩЕЕ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
STEERING WHEEL WITH HEATER

Изобретение относится к рулевому колесу, включающему нагревательный элемент, а более конкретно, к рулевому колесу, включающему нагревательный элемент, который обеспечивает минимизацию отклонения температуры, ощущаемой водителем, за счет равномерного нагрева всей поверхности обода.
Кроме того, настоящее изобретение относится к рулевому колесу, включающему нагревательный элемент, который обеспечивает непрерывную выработку тепла даже в случае разрушения или нарушения электрической связи на участке нагревательного элемента, минимальное увеличение диаметра рулевого колеса, несмотря на применение нагревательного элемента, и непосредственное нанесение теплопередающей пленки с напечатанным декоративным рисунком, таким как, например, фактура дерева, на поверхность нагревательного элемента.
Рулевое колесо представляет собой управляемый водителем элемент системы рулевого управления автомобиля. Проведено множество исследований рулевого колеса, направленных на повышение эстетичности его внешнего вида, удобства держания, применения на нем функциональных элементов, и т.д.
В частности, проводилось изучение различных аппаратов для нагрева рулевого колеса до температуры, превышающей температуру тела человека.
В стандартной технологии нагрева рулевого колеса, изложенной в корейской заявке на полезную модель №1989-0020599, корейской заявке на патент №1992-0000945 и корейской заявке на полезную модель №1996-16958, нагревательные спирали 3 помещены внутри участка 10 рулевого колеса, как показано на фиг.1.
Для размещения нагревательных спиралей 3 внутри, как показано на фиг.2, сердечник 1 покрывают изолирующим покрытием 2, а нагревательные спирали прикрепляют к внешней окружной поверхности изолирующего покрытия 2. После этого поверхность участка 10 обода отделывают с использованием отделочного элемента 4, такого как синтетическая смола.
В другом способе скрытного размещения нагревательных спиралей 3, как описано в корейской заявке на регистрацию полезной модели №1996-066213 (см. фиг.3), после намотки провода 5 в форме спирали на внешнюю окружную поверхность сердечника 1 поверхность нагревательного провода 5 отделывают с использованием отливки 6 из синтетической смолы.
Однако, как показано на фиг.2, при установке нагревательных спиралей 3 по периметру внешней окружной поверхности изоляционного покрытия 2 в рабочем процессе довольно сложно обеспечить равномерное размещение тонких нагревательных спиралей 3, и на практике возникают отклонения температуры между зонами участка 10 обода из-за неравномерности интервалов между нагревательными спиралями 3.
Кроме того, как показано на фиг.3, при наматывании нагревательного провода 5 в спираль отклонение температуры может происходить из-за разницы зазоров между витками и, в частности, поскольку производится намотка только одного нагревательного провода 5, при разрыве нагревательного провода 5 в рабочем процессе приходится заменять и повторно наматывать весь нагревательный провод 5.
Также при внутреннем размещении нагревательных спиралей 3 или нагревательного провода 5, как описано выше, требуется некоторое время для передачи тепла от нагревательных спиралей 3 или нагревательного провода 5 к поверхности участка 10 обода.
В заявке на патент Японии №2007-290685 (см. фиг.4) описывается плоский нагреватель 14 для рулевого колеса. В плоском нагревателе 14 нагревательные провода 17 закреплены на подложке 16, сформированной из нетканого материала. На фиг.5 приведена фотография реального плоского нагревателя 14, а на фиг.6 приведена фотография рулевого колеса, включающего плоский нагреватель 14. Как показано на фиг.6, плоский нагреватель 14 крепится по внешнему периметру обода рулевого колеса.
Плоский нагреватель обеспечивает амортизирующий эффект, когда водитель удерживает рулевое колесо, поскольку подложка 16 плоского нагревателя сформирована из нетканого материала. Однако при использовании плоского нагревателя 14 увеличивается толщина (диаметр) рулевого колеса из-за того, что подложка 16 плоского нагревателя сформирована из нетканого материала. Кроме того, рулевое колесо отделывается путем покрытия настоящим деревом 20 или кожей для защиты плоского нагревателя 14 и улучшения внешнего облика. В этом случае происходит дополнительное увеличение толщины рулевого колеса.
Способ объемной печати (Curl-fit) для обода рулевого колеса автомобиля, изложенный в патенте Кореи №10-0472399 на имя автора настоящего изобретения, не может применяться для плоского нагревателя 14, имеющего шероховатую поверхность, как описано выше. Это значит, что переводная пленка, на которой для получения эстетичного украшения рулевого колеса печатается фактура дерева, не может непосредственно наноситься на шероховатую поверхность плоского нагревателя 14. Для украшения рулевого колеса, как показано на фиг.6, после обработки деревянного элемента 20 обработанный деревянный элемент 20 должен наноситься на плоский нагреватель 14 (после обработки двух элементов из дерева, имеющих полукруглую форму, два деревянных элемента соединяются и окружают поверхность плоского нагревателя 14). В этом случае изготовление рулевого колеса является трудоемким и, следовательно, дорогостоящим. Кроме того, из-за малой теплопроводности деревянного элемента 20 снижается общая теплопроводность рулевого колеса и, соответственно, не обеспечивается эффективного использования тепла плоского нагревателя 14.
Согласно настоящему изобретению создано рулевое колесо, включающее нагревательный элемент, который обеспечивает минимизацию отклонения температуры, ощущаемой водителем, за счет равномерного нагрева всей поверхности обода.
Во-первых, в рулевом колесе согласно изобретению за счет формирования нагревательного элемента из проводящей пасты, которая наносится в виде заданного рисунка на поверхность обода, и за счет убывания электрического сопротивления заданного рисунка от участка внутреннего диаметра обода в направлении участка внешнего диаметра обода, обеспечиваются меньшее отклонение температуры на поверхности обода, чем в стандартном рулевом колесе.
Во-вторых, в рулевом колесе согласно изобретению за счет того, что нагревательный элемент включает множество нагревательных контуров, даже в случае нарушения электрической связи с некоторыми нагревательными контурами, обеспечивается непрерывная выработка тепла нагревательными контурами.
В-третьих, в рулевом колесе согласно изобретению за счет того, что нагревательный элемент формируется на поверхности обода из проводящей пасты обеспечивается мягкий захват при удержании обода рулевого колеса.
В-четвертых, в рулевом колесе согласно изобретению за счет того, что поверхность обода покрывается проводящей пастой, из которой формируется нагревательный элемент, обеспечивается нанесение переводной пленки с напечатанным декоративным рисунком на поверхность нагревательного элемента. В результате обеспечивается минимизация тепловых потерь нагревательного элемента и уменьшение толщины (диаметра) обода по сравнению со стандартным рулевым колесом, что позволяет водителю стабильно удерживать обод.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 и 2 - схематичные виды рулевого колеса, включающего стандартный нагревательный элемент;
фиг.3 - схематичный вид рулевого колеса, включающего другой стандартный нагревательный элемент;
фиг.4 - схематичный вид плоского нагревателя в качестве стандартного нагревательного элемента;
фиг.5 - фотография плоского нагревателя с фиг.4;
фиг.6 - фотография рулевого колеса, на котором установлен плоский нагреватель с
фиг.5;
фиг.7 - фотография рулевого колеса, включающего нагревательный элемент в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.8 - фотография основных элементов рулевого колеса с фиг.7;
фиг.9 - вид в перспективе, на котором показано нанесение переводной пленки и кожи на рулевое колесо, покрытое проводящей пастой, используемой в качестве нагревательного элемента;
фиг.10A-10D - схематичные виды, поясняющие процесс формирования переводного слоя с рисунком на поверхности рулевого колеса, на которое нанесено покрытие, выполняющее функцию нагревательного элемента;
фиг.11-14 - схематичные виды различных рисунков нагревательного элемента;
фиг.15 - фотография обода;
фиг.16 - схема нагревательного элемента с электрической цепью в форме сетки.
Согласно настоящему изобретению создано рулевое колесо, включающее нагревательный элемент, который обеспечивает минимизацию отклонения температуры, ощущаемой водителем, за счет равномерного нагрева всей поверхности обода.
Предпочтительно рулевое колесо содержит нагревательный элемент, который обеспечивает непрерывную выработку тепла даже в случае нарушения электрической связи на участке нагревательного элемента.
Рулевое колесо предпочтительно содержит нагревательный элемент, который обеспечивает нанесение теплопередающей пленки с напечатанным декоративным рисунком на поверхность нагревательного элемента.
Рулевое колесо содержит обод и нагревательный элемент, покрывающий поверхность обода, нагревательный элемент нагревается от источника энергии, в котором нагревательный элемент представляет собой электрически проводящую пасту и включает первую нагревательную часть, которая нанесена в продольном направлении обода вдоль участка внутреннего диаметра обода в виде непрерывно соединенных контуров одинаковой формы, вторую нагревательную часть, которая нанесена в продольном направлении обода вдоль участка внешнего диаметра обода в виде непрерывно соединенных контуров одинаковой формы, и третью нагревательную часть, которая нанесена в продольном направлении обода в виде непрерывно соединенных контуров одинаковой формы между первой нагревательной частью и второй нагревательной частью, в котором электрическое сопротивление убывает от первой нагревательной части ко второй нагревательной части и к третьей нагревательной части.
Рулевое колесо может дополнительно содержать множество первых соединительных узлов, которые электрически соединяют первую нагревательную часть и третью нагревательную часть, и множество вторых соединительных узлов, которые электрически соединяют вторую нагревательную часть и третью нагревательную часть.
Рулевое колесо может содержать слой с декоративным рисунком, который формируется путем нанесения переводной пленки с декоративным рисунком на поверхность нагревательного элемента.
Рулевое колесо может дополнительно включать базовый слой, который сформирован между нагревательным элементом и слоем с декоративным рисунком.
Рулевое колесо согласно изобретению обеспечивает водителя возможностью управления автомобилем в тепле за счет применения нагревательного элемента и нагрева обода до температуры, превышающей температуру тела человека в холодную погоду и, в частности, обеспечивает комфортное удержание органа управления за счет равномерного нагрева всей поверхности обода.
Кроме того, рулевое колесо обеспечивает непосредственное нанесение передающей пленки с декоративным рисунком на поверхность нагревательного элемента, обеспечивает установку слоя с эстетичным декоративным рисунком, таким как рисунок фактуры дерева, и обеспечивает мягкое удержание рулевого колеса водителем.
Рулевое колесо также обеспечивает стабильную выработку тепла, даже в случае нарушения электрического соединения участка нагревательного элемента.
На фиг.7 показана фотография рулевого колеса 100 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, в котором нагревательные контуры нагревательного элемента 200 параллельно наносятся на поверхность обода 130. Фиг.8 представляет собой увеличенную фотографию, на которой показаны основные детали рулевого колеса 100, приведенного на фиг.7. Фиг.9 представляет собой пространственный вид, иллюстрирующий этап формирования слоя 410 с декоративным рисунком на участке обода 130, на который нанесен нагревательный элемент 200, как показано на фиг.7, и закрепление кожи 450 на остальных участках обода 130.
На фиг.15 представлена фотография, иллюстрирующая, что обод 130, с которым соединяется множество приливов, разделен приливами на секцию А, секцию В и секцию С. На фиг.16 показана схема нагревательного элемента 200, электрическая цепь которого имеет форму решетки.
Секции А, В и С соединены последовательно, а нагревательные контуры нагревательного элемента 200 каждой из секций А, В и С соединены параллельно.
В данном варианте осуществления изобретения, кроме того, рулевое колесо 100, включает ступицу 110, спицу 120 и обод 130, а нагревательный элемент 200 покрывает обод 130, за который в основном держится водитель при управлении.
Как показано на фиг.7 и фиг.8, нагревательный элемент 200 нанесен в виде покрытия из электропроводящей пасты на поверхность обода 130.
Нагревательный элемент 200 нанесен на поверхность обода 130 в виде покрытия из электропроводящей пасты, и нагревательный элемент 200 сформирован таким образом, что электрическое сопротивление уменьшается от участка внутреннего диаметра обода 130 к участку внешнего диаметра обода 130. В этом случае, поскольку температура нагрева нагревательного элемента 200 увеличивается от участка внутреннего диаметра к участку внешнего диаметра, который имеет большую длину окружности, чем участок внутреннего диаметра, обеспечивается равномерное распределение температуры по ободу 130.
На фиг.11-14 приведены схематичные виды, иллюстрирующие различные схемы нагревательного элемента 200, применяемые в настоящем варианте осуществления изобретения.
Нагревательный элемент 200, который представляет собой проводящую пасту, включает первую нагревательную часть 201, которая нанесена в продольном направлении обода 130 вдоль участка внутреннего диаметра обода 130 путем непрерывного соединения контуров одинаковой формы, вторую нагревательную часть 202, которая нанесена в продольном направлении обода 130 вдоль участка внешнего диаметра обода 130 путем непрерывного соединения контуров одинаковой формы, и третью нагревательную часть 203, которая нанесена в продольном направлении обода 130 вдоль участка внутреннего диаметра обода 130 путем непрерывного соединения контуров одинаковой формы между первой нагревательной частью 201 и второй нагревательной частью 202. Электрическое сопротивление уменьшается от первой нагревательной части 201 к третьей нагревательной части 203 и далее ко второй нагревательной части 202.
В этом случае, поскольку нагревательные части 201-203 нагревательного элемента выполнены в форме замкнутых контуров, предотвращается отключение питания, даже в случае нарушения электрического соединения некоторых контуров.
Кроме того, поскольку электрическое сопротивление уменьшается к участку внешнего диаметра, и, следовательно, температура нагрева увеличивается к участку внешнего диаметра, который имеет большую длину периметра, чем участок внутреннего диаметра, обеспечивается равномерный нагрев между участком внутреннего диаметра и участком внешнего диаметра.
В частности, как показано на фиг.12 и 14, на нагревательный элемент 200 может дополнительно наноситься множество первых соединительных узлов 211, которые электрически соединяют первую нагревательную часть 201 и третью нагревательную часть 203, и множество вторых соединительных узлов 212, которые электрически соединяют вторую нагревательную часть 202 и третью нагревательную часть 203.
В этом случае обеспечивается выработка тепла между нагревательными частями 201-203 и предотвращается нарушение электрического соединения между нагревательными частями 201-203.
Электрические сопротивления нагревательных частей 201-203 и соединительных узлов 211 и 212 могут подбираться в соответствии с шириной покрытия или толщиной проводящей пасты.
В то же время для улучшения внешнего вида рулевого колеса 100, как показано на фиг.9, на ободе 130 выделяется участок, на который наносится слой 410 с декоративным рисунком, на котором сформирован рисунок фактуры дерева, и другой участок, который покрывают кожей 450. То есть, как показано на фиг.8 и 9, обод 130 включает первый прилив 131, на который наносится слой 410 с декоративным рисунком, и второй прилив 132, который покрывают кожей 450, при этом между первым и вторым приливами 131 и 132 сформирован углубленный участок 133, кожа 450 обматывается вокруг второго прилива 132, и углубленный участок 133 может также отделываться кожей 450.
Как описано выше, поскольку углубленный участок 133 сформирован между первым приливом 131 и вторым приливом 132, сложно обеспечить электрическое соединение нагревательных частей 201-203, нанесенных на внешней периферической поверхности второго прилива 132, и нагревательных частей 201-203, нанесенных на внешней периферической поверхности первого прилива 131 обода 130.
Соответственно, нагревательные части 201-203 соединяются путем формирования (нанесения полностью покрывающего их) соединительного участка 220 на углубленном участке 133.
При этом слой 410 с декоративным рисунком формируется путем нанесения переводной пленки 400 с напечатанным декоративным рисунком на поверхность нагревательного элемента 200. Как показано на фиг.10С, переводная пленка 400 включает слой 410 с декоративным рисунком, на котором напечатан такой рисунок как, например, рисунок фактуры дерева, и поливинилалкогольный слой 411 (PVA). Слой 410 с декоративным рисунком активируют при помощи активатора такого как, например, растворитель на верхней поверхности переводной пленки 400, который плавает на поверхности воды во время операции перевода, а затем обод 130 опускают ниже поверхности воды, обеспечивая перевод слоя 410 с декоративным рисунком на поверхность обода 130 за счет давления воды.
В этом случае за счет наличия углубленного участка 133 между нагревательными частями 201-203 обеспечивается достижение трехмерного эффекта декоративного рисунка и предотвращается скольжение вдоль обода 130.
Кроме того, как показано на фиг.10A-10D, затем между нагревательным элементом 200 и слоем 410 с декоративным рисунком формируют базовый слой 300, цвет которого отличается от цвета декоративного рисунка слоя 410 с декоративным рисунком. Базовый слой 300 улучшает внешний вид декоративного рисунка за счет включения краски, цвет которой отличается от цвета рисунка декоративного рисунка слоя 410 с декоративным рисунком.
Кроме того, поскольку базовый слой 300 заполняет углубленный участок 133, сформированный между нагревательными частями 201-203, упрощается перевод слоя 410 с декоративным рисунком на обод 130.
В рулевом колесе 100, описанном выше, поскольку нагревательный элемент 200, нанесенный на поверхность обода 130, включает нагревательные части 201-203, даже при нарушении электрической связи в одной из нагревательных частей 201-203, обеспечивается непрерывная выработка тепла остальными нагревательными частями.
Кроме того, в ободе 130, в котором углубленный участок 133 сформирован между первым приливом 131 и вторым приливом 132, поскольку соединительный участок 220 нагревательного элемента 200 сформирован в углубленном участке и по периметру углубленного участка 133, обеспечивается простота электрического соединения нагревательных частей 201-203, покрывающих внешнюю периферическую поверхность первого прилива 131 и нагревательных частей 201-203, нанесенных на внешнюю периферическую поверхность второго прилива 132, при помощи соединительного участка 220.
Как описано выше, в рулевом колесе согласно изобретению, поскольку проводящая паста наносится в качестве нагревательного элемента, и электрическое сопротивление уменьшается от участка внутреннего диаметра обода к участку внешнего диаметра обода, обеспечивается равномерный нагрев всего обода, и водитель может удерживать рулевое колесо, в котором отсутствуют отклонения температуры.
Поскольку в рулевом колесе применяется нагревательный элемент, в зимнее время обод является теплым на ощупь для водителя, что ведет к повышению безопасности вождения. Даже в случае короткого замыкания участка нагревательного элемента обеспечивается непрерывная выработка тепла остальными участками. Кроме того, несмотря на применение эстетичного декоративного рисунка, такого как рисунок фактуры дерева, за счет отсутствия увеличения диаметра рулевого колеса обеспечивается повышение удобства эксплуатации.
Хотя настоящее изобретение было продемонстрировано и описано со ссылками на варианты его осуществления, специалистам в данной области техники понятно, что в него могут быть внесены различные изменения, касающиеся формы и деталей, не выходящие за пределы сути и объема настоящего изобретения, определяемого нижеследующей формулой.