JP2022176830A

JP2022176830A - ステアリングホイール

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Publication number: JP2022176830A
Application number: JP2021083475A
Authority: JP
Inventors: 彰冨田; Akira Tomita
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2021-05-17
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2022-11-30
Anticipated expiration: 2041-05-17
Also published as: JP7392685B2

Abstract

【課題】ヒータエレメントの周囲に表皮層が設けられても、感触の低下を抑制できるステアリングホイールを提供すること。【解決手段】操舵中心軸を中心として回転操作可能な環状の把持部が、芯材を被覆する被覆層と外表面側の表皮層との間に、操舵中心軸回りの周方向に沿う帯状のシート体からなるヒータエレメント１４、を配設させて構成されるステアリングホイール。ヒータエレメントは、可撓性を有したシート状とした被覆層側の裏側基材２０と表皮層側の表側基材２３とを、ヒータ線３５を間にして相互に接着させて、形成されるとともに、被覆層の外周面側に貼着されて配設される。ヒータエレメントのシート体１６は、短手方向ＷＤの両縁１６ｃ，１６ｄを、裏側基材２０若しくは表側基材２３の一方の単層部２５として、形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、運転者が操舵時に把持する環状の把持部に、把持部を昇温可能なヒータエレメントを設けて構成されるステアリングホイールに関する。

従来、この種のステアリングホイールでは、操舵中心軸を中心として回転操作可能な環状の把持部を備え、把持部は、芯材を被覆する被覆層と外表面側の表皮層との間に、操舵中心軸回りの周方向に沿う帯状のシート体からなるヒータエレメント、を配設させて構成されていた（例えば、特許文献１参照）。ヒータエレメントは、可撓性を有したシート状とした被覆層側の裏側基材と表皮層側の表側基材とを、ヒータ線を間にして相互に接着させて、形成されるとともに、被覆層の外周面側に貼着されて配設される構成としていた。

特開２０１６－６７５０号公報

しかし、従来のステアリングホイールにおいて、ヒータエレメントを構成する帯状のシート体が、伸び難ければ、被覆層の表面側に貼着し難く、把持部における操舵中心軸側となる内周側に、シワが発生する等して、表皮層の感触を悪くする事態を招いてしまう。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、ヒータエレメントの周囲に表皮層が設けられても、感触の低下を抑制できるステアリングホイールを提供することを目的とする。

本発明に係るステアリングホイールでは、操舵中心軸を中心として回転操作可能な環状の把持部を備え、
該把持部が、芯材を被覆する被覆層と外表面側の表皮層との間に、前記操舵中心軸回りの周方向に沿う帯状のシート体からなるヒータエレメント、を配設させて構成され、
前記ヒータエレメントが、可撓性を有したシート状とした前記被覆層側の裏側基材と前記表皮層側の表側基材とを、ヒータ線を間にして相互に接着させて、形成されるとともに、前記被覆層の外周面側に貼着されて配設される構成のステアリングホイールであって、
前記ヒータエレメントの前記シート体が、短手方向の両縁を、前記裏側基材若しくは前記表側基材の一方の単層として、形成されていることを特徴とする。

本発明に係るステアリングホイールでは、ヒータエレメントの帯状のシート体を、被覆層の外周面側に貼着させるように、短手方向に伸ばす際、短手方向の両縁が、被覆層側の裏側基材と表皮層側の表側基材との２層を配設させておらず、一方側の単層から構成されており、相互に接着された裏側基材と表側基材との２層構造でないことから、容易に、短手方向に伸ばすことができて、把持部における操舵中心軸側となる内周側にシワを生じさせずに、ヒータエレメントを被覆層の外周面側に貼着させることができる。そのため、その後に表皮層を配設させても、シワ無く、円滑に、表皮層が配設される。

したがって、本発明に係るステアリングホイールでは、ヒータエレメントの周囲に表皮層が設けられても、ヒータエレメントにシワが生じ難いことから、シワ無く配設できて、感触の低下を抑制できる。

そして、本発明に係るステアリングホイールでは、前記ヒータエレメントの前記シート体における短手方向の両縁が、それぞれ、前記表側基材の単層として、形成されていることが望ましい。

このような構成では、表皮層に近い側の表側基材が、短手方向の全域を構成することから、被覆層に貼着させたヒータエレメントの外表面側を、段差を抑制した面一状とすることができて、その後に表皮層を配設させる際、一層、シワ無く、表皮層を配設させることができる。

本発明の一実施形態のヒータエレメントを配設したステアリングホイールを示す概略平面図である。実施形態のヒータエレメントを配設したステアリングホイールの把持部の断面図であり、図１のII－II部位に対応する。実施形態のヒータエレメントの平面図である。実施形態のヒータエレメントの断面図であり、図３のIV－IV部位に対応する。実施形態のヒータエレメントにおけるヒータ線を挟持する前の裏側基材と表側基材とを説明する図である。実施形態のヒータエレメントを被覆層に貼着する状態を説明する図である。実施形態の変形例のヒータエレメントを被覆層に貼着する状態を説明する図である。実施形態の他の変形例のヒータエレメントの平面図である。図８に示すヒータエレメントの断面図であり、図８のIX－IX部位に対応する。図８に示すヒータエレメントを被覆層の外周面側に貼着する状態を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態のステアリングホイールＷは、図１に示すように、操舵時に操舵中心軸ＣＯを中心として回転操舵可能な略円環状の把持部Ｒと、把持部Ｒの略中央に位置する操舵中心軸ＣＯ側のボス部Ｂと、把持部Ｒとボス部Ｂとを連結するスポーク部Ｓ（Ｌ，Ｒ，Ｂ）と、を備えて構成されている。スポーク部Ｓは、ボス部Ｂから左右両側に延びるスポーク部ＳＬ，ＳＲと、ボス部Ｂから後側に延びるスポーク部ＳＢと、を備えている。また、ステアリングホイールＷは、ボス部Ｂの上部側に配設される二点鎖線で示したエアバッグ装置４５と、ステアリングホイール本体１と、ボス部Ｂの下部側を覆う図示しないロアカバーと、を備えて構成されている。

さらに、ステアリングホイール本体１は、把持部Ｒ、ボス部Ｂ、及び、スポーク部Ｓを連結するアルミニウム合金等の金属材からなる芯材３、を備えて構成されている。芯材３は、把持部Ｒに配設される把持芯材部４と、ボス部Ｂに配設されるボス芯材部５と、把持芯材部４とボス芯材部５とを連結するように、スポーク部Ｓ（Ｌ，Ｒ，Ｂ）に配設されるスポーク芯材部６（Ｌ，Ｒ），７と、を備えて構成されている。ボス芯材部５は、操舵中心軸ＣＯを形成する車両の図示しないステアリングシャフトと結合される鋼製のボス５ａを配設させている。また、スポーク芯材部６は、左右のスポーク部ＳＬ，ＳＲに配設されるスポーク芯材部６Ｌ，６Ｒと、後部側のスポーク部ＳＢに配設されて、ボス芯材部５側で左右に分岐し、そして、把持芯材部４側で結合されるような２本のスポーク芯材部７，７と、から構成されている。

把持部Ｒに配設される把持芯材部４の周囲には、図２に示すように、発泡ポリウレタンからなる被覆層１０が配設されるとともに、把持部Ｒの表面側に、皮革４１からなる表皮層４０が配設され、さらに、被覆層１０と表皮層４０との間には、把持部Ｒを昇温可能なヒータエレメント１４が配設されている。

ヒータエレメント１４は、図３，４に示すように、可撓性を有したシート状の基材１９にヒータ線３５を保持させて、形成されるもので、把持部Ｒにおける操舵中心軸ＣＯ回りの周方向に沿う帯状のシート体１６から構成されている。実施形態の場合、ヒータエレメント１４は、把持部Ｒの左右の片側ずつに配設され、ステアリングホイールＷ全体では、２枚、使用される。実施形態の場合、図１に示す右方側のヒータエレメント１４Ｒと左方側のヒータエレメント１４Ｌとは、左右対称形としている点が異なるだけであることから、図３に示す右方側のヒータエレメント１４（Ｒ）について説明して、左方側のヒータエレメント１４（Ｌ）については説明を省略する。

そして、ヒータエレメント１４を形成するシート体１６の基材１９は、被覆層１０側の裏側基材２０と表皮層４０側の表側基材２３との２層から構成されるとともに、裏側基材２０と表側基材２３とは、ヒータ線３５を間にして相互に接着されることにより、ヒータ線３５を挟持するように保持する構成としている（図４参照）。

また、実施形態のシート体１６では、短手方向ＷＤの両縁（側縁）１６ｃ，１６ｄが、裏側基材２０若しくは表側基材２３の一方の単層として、形成されている。実施形態の場合、側縁１６ｃ，１６ｄは、表側基材２３の単層とした単層部２５から形成されている。実施形態の場合、シート体１６（ヒータエレメント１４）の幅寸法ＷＬ０が９０～１１０ｍｍ程度の範囲内の１００ｍｍとしており、単層部２５の幅寸法ＷＬ１は、５～２５ｍｍ程度の範囲内の１２ｍｍとしている。換言すれば、単層部２５の幅寸法ＷＬ１は、シート体１６（ヒータエレメント１４）の幅寸法ＷＬ０の４～２７％程度としている。

さらに、裏側基材２０と表側基材２３とは、共に、発泡ポリウレタンのシート材から形成されて、裏側基材２０と表側基材２３の厚さ寸法ｔＡ１，ｔＢ１は、共に、０．５～０．８ｍｍの範囲内の０．７ｍｍとしている。但し、裏側基材２０と表側基材２３との密度に関しては、表側基材２３側の密度が、裏側基材２０の密度より、高くされている。具体的には、裏側基材２０の密度は、０．１～０．３ｇ／ｃｍ³程度の範囲内の０．２ｇ／ｃｍ³としている。表側基材２３の密度は、０．３～０．７ｇ／ｃｍ³程度の範囲内の０．５ｇ／ｃｍ³としている。ちなみに、実施形態では、ヒータエレメント１４における表皮層４０に近い側の表側基材２３が、密度を高くして、熱伝導率を良好にできることから、ヒータ線３５の発熱時の熱を表皮層４０側に伝導させ易くなり、逆に、裏側基材２０が、密度を低くして、断熱性を向上させることとなり、芯材３（把持芯材部４）側への熱伝導を抑制して、通電時の表皮層４０側での昇温を効率的に行える。

また、実施形態の場合、図５に示すように、裏側基材２０は、厚さ寸法ｔＡ０を３～４ｍｍ程度の３．５ｍｍとしていたシート状の予備裏側部材２１を、１／５程度の厚さ寸法ｔＡ１の０．７ｍｍ、とするように圧縮し、表側基材２３は、厚さ寸法ｔＢ０を５～１０ｍｍ程度の８ｍｍとしていたシート状の予備表側部材２４を、１／１２程度の厚さ寸法ｔＢ１の０．７ｍｍとするように圧縮して、形成されている。

そして、ヒータエレメント１４は、同等の厚さ寸法ｔＡ１，ｔＢ１とした裏側基材２０と表側基材２３とを、所定配線パターンとした状態のヒータ線３５を間にして、粘着剤３１を利用して、相互に接着させることにより、形成されている。

なお、ヒータ線３５は、実施形態の場合、外径約０．２ｍｍ程度の芳香族ポリアミド繊維束からなるヒータ芯の外周に、素線径０．０８ｍｍ程度の錫銅合金線からなる導体素線を複数本（７本程度）、引き揃え、ピッチ１．００ｍｍ程度で螺旋状に巻装して構成されている。実施形態のヒータ線３５は、その線径を０．３７ｍｍ程度としている。そして、ヒータ線３５は、図３に示すように、一筆書き状の所定のパターンで、基材１９の裏側基材２０と表側基材２３の間に保持されて、図示しない温度制御装置に接続されるリード線３６に結線されている。

また、製造したヒータエレメント１４は、幅方向（短手方向）ＷＤの側縁１６ｃ，１６ｄ側が、被覆層１０に巻き付ける際、把持部Ｒの内周面側に配置されて、シワを発生し易いことから、予め、側縁１６ｃ，１６ｄ側に、三角形状の切欠き１７を設けておく（図３参照）。

実施形態のステアリングホイールＷの製造では、ステアリングホイール本体１における芯金２の把持芯材部４と把持芯材部４近傍のスポーク芯材部６，７との周囲に、被覆層１０を設けた後、被覆層１０の外周面１０ａ側にヒータエレメント１４を貼着させる。その際、左右のヒータエレメント１４の端縁１６ａ，１６ｂ相互を付き合わせるように、引っ張りつつ、ヒータエレメント１４の側縁１６ｃ，１６ｄ側を、図６に示すように、引っ張りつつ、被覆層１０の外周面１０ａ側に貼着させる。その際、側縁１６ｃ，１６ｄが、裏側基材２０と表側基材２３とを接着させた２層構造でなく、表側基材２３だけの単層部２５としていることから、伸び易く、把持部Ｒの内周面側における被覆層１０の外周面１０ａにおける内側面１０ｃ側に、シワを生じさせずに、貼着することができる。勿論、側縁１６ｃ，１６ｄ側には、切欠き１７も配設されており、側縁１６ｃ，１６ｄ側は、外周面１０ａへの貼着時、切欠き１７を狭める状態として、一層、シワを生じさせずに、把持部Ｒの内周面側における被覆層１０の外周面１０ａに、貼着することができる。なお、被覆層１０の外周面１０ａの外側面１０ｂ側では、左右のヒータエレメント１４の端縁１６ａ，１６ｂ相互を付き合わせるように、引っ張りつつ、貼着させる。

ヒータエレメント１４を貼着した後には、ヒータエレメント１４の外周面側に、粘着剤３８を利用して、表皮層４０として皮革４１を巻き付ければ、ステアリングホイール本体１を製造できる。その後は、ボス部Ｂの下部側に図示しないロアカバーを取り付けつつ、ボス部Ｂのボス５ａを、車両のステアリングシャフトに締結し、ボス部Ｂの上部側に、エアバッグ装置４５を取り付ければ、ステアリングホイールＷを組み立てることができるとともに、ステアリングホイールＷを車両に搭載することができる。なお、エアバッグ装置４５を取り付ける際には、ヒータエレメント１４のリード線３６を、運転者の把持を検知可能な図示しない検知回路から伸びるリード線に結線させておく。

車両に搭載されたステアリングホイールＷでは、図示しない温度制御装置の制御により、ヒータエレメント１４のヒータ線３５に通電されて、把持部Ｒが所定温度に昇温されることとなる。

そして、実施形態のステアリングホイールＷでは、ヒータエレメント１４の帯状のシート体１６を、被覆層１０の外周面１０ａ側に貼着させるように、短手方向ＷＤに伸ばす際、短手方向ＷＤの両縁１６ｃ，１６ｄが、被覆層１０側の裏側基材２０と表皮層４０側の表側基材２３との２層を配設させておらず、一方側の単層部２５から構成されており、相互に接着された裏側基材２０と表側基材２３との２層構造でないことから、容易に、短手方向ＷＤに伸ばすことができて、把持部Ｒにおける操舵中心軸ＣＯ側となる内周側（内側面１０ｃ側）にシワを生じさせずに、ヒータエレメント１４を被覆層１０の外周面１０ａ側に貼着させることができる。そのため、その後に表皮層４０を配設させても、シワ無く、円滑に、表皮層４０が配設される。

したがって、実施形態のステアリングホイールＷでは、ヒータエレメント１４の周囲に表皮層４０が設けられても、ヒータエレメント１４にシワが生じ難いことから、シワ無く配設できて、感触の低下を抑制できる。

そして、実施形態のステアリングホイールＷでは、ヒータエレメント１４のシート体１６における短手方向ＷＤの両縁１６ｃ，１６ｄが、それぞれ、表側基材２３の単層部２５として、形成されている。

そのため、実施形態では、表皮層４０に近い側の表側基材２３が、短手方向ＷＤの全域を構成することから、被覆層１０に貼着させたヒータエレメント１４の外表面側を、段差を抑制した面一状とすることができて、その後に表皮層４０を配設させる際、一層、シワ無く、表皮層４０を配設させることができる。

勿論、図７に示すヒータエレメント１４Ａのシート体１６Ａのように、短手方向ＷＤの両縁１６ｃ，１６ｄを、裏側基材２０Ａ側の単層部２５Ａから、構成してもよい。すなわち、ヒータ線３５を挟持するように保持する基材１９Ａとして裏側基材２０Ａと表側基材２３Ａとにおいて、短手方向ＷＤの両縁１６ｃ，１６ｄが、裏側基材２０Ａだけで構成されている。なお、これらの裏側基材２０Ａと表側基材２３Ａとは、実施形態の裏側基材２０や表側基材２３と同じ発泡ポリウレタンから形成されている。

この場合のシート体１６Ａでも、被覆層１０の外周面１０ａ側に貼着させるように、短手方向ＷＤに伸ばす際、短手方向ＷＤの両縁１６ｃ，１６ｄが、被覆層１０側の裏側基材２０Ａと表皮層４０側の表側基材２３Ａとの２層を配設させておらず、一方側の単層部２５Ａから構成されており、相互に接着された裏側基材２０Ａと表側基材２３Ａとの２層構造でないことから、容易に、短手方向ＷＤに伸ばすことができて、把持部Ｒにおける操舵中心軸ＣＯ側となる内周側（内側面１０ｃ側）にシワを生じさせずに、ヒータエレメント１４Ａを被覆層１０の外周面１０ａ側に貼着させることができる。そのため、その後に表皮層４０を配設させても、シワ無く、円滑に、表皮層４０が配設される。

なお、ヒータエレメントの長手方向ＬＤにも伸びやすいように構成する場合には、例えば、図８～１０に示すように、表側基材２３Ｂに、短手方向ＷＤに沿って形成され、かつ、長手方向ＬＤに並設されるように、多数のスリット２６を形成したヒータエレメント１４Ｂを使用してもよい。スリット２６は、表側基材２３Ｂの表皮層４０側となる表面側に形成されている。

このヒータエレメント１４Ｂでは、ヒータ線３５を挟持するように保持する基材１９Ｂとして裏側基材２０Ｂと表側基材２３Ｂとにおいて、短手方向ＷＤの両縁１６ｃ，１６ｄが、表側基材２３Ｂだけで構成されている。なお、これらの裏側基材２０Ｂと表側基材２３Ｂとは、実施形態の裏側基材２０や表側基材２３と同じ発泡ポリウレタンから形成されている。

このヒータエレメント１４Ｂでは、被覆層１０の外表面１０ａに貼着させる際、シート体１６Ｂにおける短手方向ＷＤの両縁１６ｃ，１６ｄが単層部２５Ｂから構成されており、内側面１０ｃ側（図６参照）にシワ無く、貼り付けることができる。そしてさらに、ヒータエレメント１４Ｂの帯状のシート体１６Ｂを、被覆層１０の外周面１０ａ側に貼着させるように、長手方向ＬＤに伸ばす際、外周面１０ａの外側面１０ｂ側では、図１０に示すように、各スリット２６がスリット２６内の対向壁２６ｂ，２６ｂ相互を広げるように開口して、容易に、長手方向ＬＤに伸びて、シワを生じさせずに、被覆層１０の外周面１０ａ側に貼着させることができる。そのため、その後に表皮層４０を配設させても、シワ無く、円滑に、表皮層４０が配設されることとなる。

ちなみに、上記のようなスリット２６は、発泡ポリウレタン製の裏側基材２０Ｂと表側基材２３Ｂとが相互に接着された２層構造としたヒータエレメント１４Ｂであって、長手方向ＬＤの伸びが抑制されている場合に、好適となる。

なお、表側基材２３Ｂにスリットを設ける場合、表面側のスリット２６だけでなく、裏面側にもスリットを配設してもよい。

３…芯材、４…把持芯材部、１０…被覆層、１０ａ…外周面、１４，１４Ａ，１４Ｂ…ヒータエレメント、１６，１６Ａ，１６Ｂ…シート体、１６ａ…側縁、
１６ｂ…側縁、２０，２０Ａ，２０Ｂ…裏側基材、２３，２３Ａ，２３Ｂ…表側基材、２５，２５Ａ，２５Ｂ…単層部、３５…ヒータ線、４０…表皮層、
ＷＤ…（シート体の）短手方向、ＬＤ…（シート体の）長手方向、Ｒ…把持部、ＣＯ…操舵中心軸、Ｗ…ステアリングホイール。

Claims

操舵中心軸を中心として回転操作可能な環状の把持部を備え、
該把持部が、芯材を被覆する被覆層と外表面側の表皮層との間に、前記操舵中心軸回りの周方向に沿う帯状のシート体からなるヒータエレメント、を配設させて構成され、
前記ヒータエレメントが、可撓性を有したシート状とした前記被覆層側の裏側基材と前記表皮層側の表側基材とを、ヒータ線を間にして相互に接着させて、形成されるとともに、前記被覆層の外周面側に貼着されて配設される構成のステアリングホイールであって、
前記ヒータエレメントの前記シート体が、短手方向の両縁を、前記裏側基材若しくは前記表側基材の一方の単層として、形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の前記シート体における短手方向の両縁が、それぞれ、前記表側基材の単層として、形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール。