具有加热元件的方向盘和用于将该加热元件连接到该方向 盘的设备 技术领域 本申请主张 2010 年 2 月 23 日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第 10-2010-016346 号的权益, 该申请的公开内容通过引用在此全文并入。
本发明涉及一种具有加热元件的方向盘和用于将该加热元件连接到方向盘的设 备, 本发明尤其涉及一种具有加热元件的方向盘和用于简单地将该加热元件连接到方向盘 的表面的设备, 其中该加热元件可以连续产生热量而与其中的缺陷无关, 藉此, 尽管加热元 件连接到方向盘, 方向盘的直径的增加被最小化, 并且通过直接在加热元件的表面上转印 上面印刷有诸如木纹图案的艺术装饰图案的转印膜来装饰加热元件的表面。
背景技术 方向盘是汽车的转向系统的驾驶员操纵元件。 已经对方向盘实施了许多研究以改 善其美观性、 抓握的便利性、 与该方向盘一起使用功能元件等。
尤其地, 当在寒冷的天气开始驾驶汽车时, 方向盘的温度低于人体的温度, 这会影 响驾驶员并可能会造成安全问题。
因此, 已经研究了用于将方向盘加热到高于人体的温度的温度的各种设备。
在诸如韩国实用新型申请第 1989-0020599 号、 韩国专利申请第 1992-0000945 号 以及韩国实用新型申请第 1996-16958 号中公开的用于加热方向盘的常规技术中, 加热线 圈 3 埋设在如图 1 所示的方向盘结构的轮圈 10 部分中。
为了埋设加热线圈 3, 如图 2 所示, 绝缘覆盖材料 2 覆盖在芯部 1 的外侧, 并且加热 线圈 3 被结合到绝缘覆盖材料 2 的外圆周。然后, 使用诸如合成树脂的装饰部件 4 装饰轮 圈 10 的表面。
在埋设加热线圈 3 的另一种方法中, 如韩国实用新型注册申请第 1996-066213 号 ( 图 3) 所公开的, 在将加热丝 5 以线圈形状缠绕在芯体 1 的外圆周上之后, 通过使用合成树 脂模具 6 装饰加热丝 5 的表面。
然而, 如图 2 所示, 当具有扁平形状的加热线圈 3 被覆盖并固定在绝缘覆盖材料 2 的外圆周上时, 以薄加热线圈 3 之间的均匀距离布置薄加热线圈 3 十分困难, 并且实际上由 于加热线圈 3 之间的非均匀距离而产生轮圈 10 中的区域之间的温度偏差。
此外, 如图 3 所示, 当加热丝 5 以线圈形缠绕时, 由于非均匀缠绕间隙可能会产生 温度偏差, 并且, 尤其地, 由于仅缠绕单个加热丝 5, 因此当在工作过程中加热丝 5 破坏时, 必须更换并再次重新缠绕整个加热丝 5。
此外, 当加热线圈 3 或加热丝 5 如上所述被埋设时, 需要一定的时间段将热量从加 热线圈 3 或加热丝 5 传递到轮圈 10 的表面。
日本专利公开待审申请第 2007-290685 号 ( 图 4) 中公开了一种用于方向盘的平 面加热器 14。在该平面加热器 14 中, 加热丝 17 固定在由无纺布材料形成的的支撑件 16 上。图 5 是实际的平面加热器 14 的照片, 而图 6 是显示包括该平面加热器 14 的方向盘的
照片。如图 6 所示, 平面加热器 14 安装在方向盘的轮圈的外圆周上。
由于平面加热器 14 的支撑件 16 由无纺布材料形成, 因此当驾驶员抓握方向盘时, 平面加热器 14 提供一个缓冲舒适区。
然而, 当使用平面加热器 14 时, 方向盘的厚度 ( 直径 ) 由于由无纺布材料制成的 支撑件 16 的厚度而增加。此外, 通过覆盖实木制品 20 或皮革制品以保护平面加热器 14 并 使装饰品彰显品质来装饰方向盘。在这种情况下, 方向盘的厚度进一步增加。
本发明人的韩国专利注册第 10-0472399 号中公开的用于车辆的方向盘的轮圈的 水转印 ( 水压转印 ) 方法不能应用到具有如上所述粗糙表面的平面加热器 14。即, 上面印 刷有用于方向盘的富有美感的装饰的木纹图案的转印膜不能直接转印到平面加热器 14 的 粗糙表面上。为了装饰方向盘, 如图 6 所示, 在加工木制件 20 之后, 加工后的木制件 20 必 须被应用到平面加热器 14( 在加工具有半圆形形状的两件木制品之后, 所述两件木制品连 接以包围平面加热器 14 的表面 )。在这种情况下, 方向盘的制造耗费时间, 因此是昂贵的。 此外, 由于木制件 20 的低热导率, 方向盘的整体热导率低, 因此不能有效地利用平面加热 器 14 的热量。 发明内容 解决技术问题的技术方案
本发明提供一种具有加热元件的方向盘和一种用于将加热元件连接到方向盘的 设备, 其中所述加热元件将热量施加到方向盘, 可以直接安装在方向盘上, 并且加热元件的 表面可以通过转印上面印刷有装饰图案的转印膜而被装饰。
发明的有益效果
首先, 加热元件可以通过使用衬垫部件容易地连接到方向盘的轮圈的表面, 并且 上面印刷有装饰图案的薄转印膜可以被传递到加热元件的表面上。因此, 可以最小化加热 元件的热量损失, 并且由于轮圈的厚度 ( 直径 ) 可以被形成为小于现有技术, 因此可以稳定 地抓握方向盘。
即, 在使用平面加热器的传统的方向盘中, 必须使用具有大厚度的木制件 ( 或皮 革制品 )。 因此, 在将热量从平面加热器传递到木制品 ( 或皮革制品 ) 的过程中损失大量热 量, 并且轮圈具有大厚度 ( 直径 ), 因此该传统的方向盘十分昂贵。 然而, 根据本发明的方向 盘不具有这些缺点。
第二, 根据本发明的方向盘的加热元件包括多个加热线。 因此, 虽然加热线的一部 分电气断开, 但是可以从其余的加热线获得连续热量生成。
第三, 在根据本发明的方向盘中, 作为加热元件的导电膏形成在轮圈的表面上。 因 此, 当驾驶员抓握方向盘时, 方向盘为驾驶员提供柔软的舒适性。
第四, 虽然使用由软材料形成的衬垫部件, 但由于多个加热线相对于彼此以相等 的间隙形成在具有圆弧形状的轮圈的表面上, 因此根据本发明的方向盘具有低温度偏差。
附图说明 本发明的以上及其它特征和优点将通过参照附图详细地描述本发明的示例性实 施例变得更加明显, 其中 :
图 1 和图 2 是具有传统的加热元件的方向盘的示意图 ;
图 3 是具有另一个传统的加热元件的方向盘的示意图 ;
图 4 是作为传统的加热元件的平面加热器的示意图 ;
图 5 是图 4 的平面加热器的照片 ;
图 6 是上面安装有图 5 的平面加热器的方向盘的照片 ;
图 7 是根据本发明的一个实施例的具有加热元件的方向盘的照片 ;
图 8 是图 7 的方向盘的一部分的照片 ;
图 9 是图 8 的方向盘的示意图 ;
图 10 是在将根据本发明的一个实施例的加热元件应用到方向盘的轮圈之后被装 饰图案层和皮革制品所装饰的方向盘的透视图 ;
图 11A-11D 是显示根据本发明的一个实施例的在轮圈的表面上顺序形成加热元 件、 基层、 和装饰图案层的示意图 ;
图 12A-12H 是根据本发明的一个实施例的描述用于在轮圈的表面上形成加热元 件的设备的操作的附图 ;
图 13 是根据本发明的一个实施例的成型板的平面图 ;
图 14 是根据本发明的一个实施例的衬垫材料的透视图 ; 以及 图 15 是根据本发明的另一个实施例的成型板的平面图。具体实施方式
本发明提供一种具有加热元件的方向盘和一种用于将加热元件连接到方向盘的 设备, 其中所述加热元件将热量施加到方向盘, 可以容易地安装在方向盘上, 并且加热元件 的表面可以通过转印上面印刷有装饰图案的转印膜而被装饰。
本发明还提供一种具有加热元件的方向盘和用于将加热元件连接到方向盘的设 备, 其中即使当加热元件的一部分电气断开时, 所述加热元件也可以连续产生热量。
本发明还提供一种具有加热元件的方向盘和用于将加热元件连接到方向盘的设 备, 其中所述加热元件可以通过包括相等间隙的多个加热线来减小温度偏差。
根据本发明的一方面, 提供了一种在轮圈中具有加热元件的方向盘, 其中加热元 件可以是涂布在轮圈的表面上的导电膏, 并且包括彼此电气分离的多个加热线和在加热线 的两端处使加热线电短路的连接单元, 电力通过连接单元被供应给加热元件。
方向盘还可以包括位于所述加热元件的所述表面上的装饰图案层, 所述装饰图案 层通过将上面印刷有装饰图案的转印膜转印在加热元件的表面上而形成。
方向盘还可以包括在加热元件与装饰图案层之间的基层。
根据本发明的一方面, 提供了一种用于将加热元件连接到方向盘的圆弧形轮圈上 的设备, 所述设备包括 : 成型板, 所述成型板具有在成型板的上表面上的多个线沟槽和在 线沟槽中的每一个的两端上连接到线沟槽的连接沟槽 ; 保持器, 所述保持器在成型板的上 表面上往复滑动并将导电膏注入到线沟槽和连接沟槽 ; 第一移动装置, 所述第一移动装置 使保持器在成型板的上表面上往复移动 ; 衬垫部件, 所述衬垫部件由软材料形成并可紧密 连接到成型板和与成型板分离, 并且注入到线沟槽和连接沟槽中的导电膏被转印到衬垫部 件; 和第二移动装置, 所述第二移动装置使衬垫部件相对于成型板和轮圈上下移动, 并使衬垫部件在成型板与轮圈之间往复移动, 其中转印到衬垫部件的导电膏通过使衬垫部件紧密 接触在轮圈的外圆周上而被涂布在轮圈的外圆周上。
保持器可以具有杯状形状, 所述杯状形状具有开口的底部, 保持器可以被填充有 导电膏, 并可以包括在保持器的下缘上通过紧密接触成型板来防止导电膏流出的刮刀。
线沟槽中的每一个可以形成为圆弧状形状, 并且衬垫部件可以由硅材料形成为中 空管状形状并可以具有与线沟槽相同的圆弧状形状。
沟槽之间的间隙可以从中心线沟槽朝向成型板的两个边缘逐渐减小。
实施例
以下参照显示本发明的示例性实施例的附图更加全面地说明本发明。
根据本发明的一个实施例的方向盘由于通过采用加热元件将方向盘加热到大于 人体的温度的温度而能够使驾驶员在寒冷的天气享受驾驶车辆。
特别是, 根据基于本发明的一个实施例的方向盘, 具有装饰图案的膜被直接转印 到加热元件的表面上, 诸如木纹图案的富有美感的装饰图案层被用于加热元件上, 使得当 驾驶员抓握方向盘的轮圈时能够提供温暖的感觉。.
此外, 虽然加热元件的一部分被电气断开, 但是方向盘可以稳定地产生热量, 并且 还可以在轮圈的部分之间的温度偏差减小的情况下产生热量。
图 7 是根据本发明的一个实施例的具有加热元件 200 的方向盘 100 的照片。参照 图 7, 加热元件 200 涂布在轮圈 130 的表面上。与图 7 一样, 图 10 是方向盘 100 的透视图。 装饰图案层 410 形成在轮圈 130 的上面涂布有加热元件 200 的部分上, 而皮革制品 450 被 结合到轮圈 130 的其余部分。
在本实施例中, 方向盘 100 包括轮毂 110、 轮辐 120 和轮圈 130, 并且加热元件 200 安装在轮圈 130 的其中驾驶员主要放置手的部分上。
图 7 显示了根据本发明的一个实施例的方向盘 100。图 8 是图 7 的方向盘的一部 分的照片, 图 9 是图 8 的方向盘的示意图。 参照图 7、 8 和 9, 加热元件 200 是涂布在轮圈 130 上的导电膏。
加热元件 200 包括彼此间隔开的多个加热线 210 和在加热线 210 的两端处使加热 线 210 电短路的连接单元 220。通过连接单元 220 将电力供应给加热元件 200。
连接单元 220 形成在加热元件 200 的区域中以同时将电力供应给加热线 210。
另外, 为了改进方向盘 100 的外观, 如图 10 所示, 轮圈 130 被分成被转印有装饰图 案层 410 的一部分和被覆盖有皮革制品 450 的另一部分。 木纹图案由装饰图案层 410 形成。 如图 8 和图 9 所示, 轮圈 130 包括被转印有装饰图案层 410 的第一成型部 131、 被覆盖有皮 革制品 450 的第二成型部 132、 以及在第一成型部 131 与第二成型部 132 之间的沟槽单元 133。在彼此分开制造第一成型部 131 和第二成型部 132 之后, 将皮革制品 450 覆盖在第二 成型部 132 上, 然后, 在沟槽单元 133 中执行皮革制品 450 的装饰。
如上所述, 由于沟槽单元 133 形成在第一成型部 131 与第二成型部分 132 之间, 因 此涂布在第一成型部 131 的圆周上的加热线 210 与涂布在第二成型部 132 的圆周上的加热 线 210 之间的电连接可能是困难的。
因此, 连接单元 220 通过涂布加热元件 200 在沟槽单元 133 中的整个表面形成, 使 得加热线 210 可以相互连接。装饰图案层 410 通过转印上面印刷有装饰图案的转印膜而形成在加热元件 200 的 表面上。 参照图 11C, 转印膜 400 包括上面印刷有诸如木纹图案的装饰图案层 410 和聚乙烯 醇 (PVA) 层 411。 在转印过程中, 在通过将诸如稀释剂的活化剂涂覆在漂浮在水面上的转印 膜 400 的上表面上来活化装饰图案层 410 之后, 轮圈 130 被浸渍在水面以下。然后, 装饰图 案层 410 通过水压被转印到轮圈 130 的表面上。
此时, 由于加热线 210 之间的沟槽, 可以获得三维效果的装饰图案, 并且可以防止 沿轮圈 130 的滑溜。
此外, 如图 11A-11D 所示, 具有不同于装饰图案层 410 的装饰图案的颜色的基层 300 进一步形成在加热元件 200 与装饰图案层 410 之间。基层 300 通过包括具有不同于装 饰图案层 410 的图案颜色的颜色的涂料或颜料来加强装饰图案的外观。
基层 300 填充加热线 210 之间的由加热线 210 形成的沟槽, 从而有助于装饰图案 层 410 到轮圈 130 的平滑转印。
在上述方向盘 100 中, 由于涂布在轮圈 130 的表面上的加热元件 200 包括多个加 热线 210, 因此虽然加热线 210 中的一个被电气断开, 但是可以从其余加热线 210 继续进行 热量产生。 此外, 在沟槽单元 133 形成在第一成型部 131 与第二成型部 132 之间的轮圈 130 中, 由于加热元件 200 的连接单元 220 形成在沟槽单元 133 和沟槽单元 133 的周边中, 因此 涂布在第一成型部 131 的外圆周上的加热线 210 和涂布在第二成型部 132 的外圆周上的加 热线 210 可以通过连接单元 220 容易地彼此电连接。
以下说明用于将加热元件 200 连接到方向盘 100 的轮圈 130 的设备。
图 12A-12H 是描述根据本发明的一个实施例的用于在轮圈 130 的表面上形成加热 元件 200 的设备的操作的附图。参照图 12A, 根据本发明的实施例的设备包括 : 成型板 500, 所述成型板包括上面涂布有导电膏 800 的具有预定图案的线沟槽 501 ; 保持器 700, 所述保 持器将导电膏 800 注入到线沟槽 501 中 ; 和衬垫部件 600, 所述衬垫部件通过在成型板 500 与方向盘 100 之间上下往复移动而将导电膏 800 涂布到轮圈 130 上。
参照图 12A 和图 13, 成型板 500 具有其中多个线沟槽 501 位于成型板 500 的上表 面上并且连接到每一个线沟槽 501 的连接沟槽 502 形成在线沟槽 501 的两端上的结构。
线沟槽 501 形成为具有与轮圈 130 相同的曲率的圆弧形状。.
在成型板 500 的上表面上往复滑动并将导电膏 800 注入到线沟槽 501 和连接沟槽 502 中的保持器 700 具有杯状形状, 所述杯形状具有开口的底部。 保持器 700 填充有导电膏 800, 并包括刮刀 701, 所述刮刀 701 通过在保持器 700 的下缘上紧密地连接到成型板 500 来 防止导电膏 800 从保持器 700 离开。
保持器 700 形成为杯状形状以容纳导电膏 800, 因此尽管使用导电膏 800 持续一定 时间段, 但是能够防止导电膏 800 固化。
保持器 700 可以通过诸如气缸 702 的第一移动装置往复移动。
衬垫部件 600 可以紧密地连接到成型板 500 和与成型板 500 分离, 并且将注入到 线沟槽 501 和连接沟槽 502 中的导电膏 800 移动到轮圈 130 的表面。
参照图 12A 和图 14, 衬垫部件 600 是中空管, 由软硅材料形成, 并形成为与线沟槽 501 和轮圈 130 相同的圆弧形状。衬垫部件 600 能够相对于成型板 500 和轮圈 130 在 Y 方
向上升高, 并且可以沿 X 方向在成型板 500 与轮圈 130 之间往复移动。衬垫部件 600 的上 下往复移动可以通过诸如典型气缸的第二移动装置来获得。
以上设备如下操作。
参照图 12A 和图 12B, 保持器 700 在成型板 500 的上表面上往复滑动的同时将导电 膏 800 注入到线沟槽 501 和连接沟槽 502 中。此时, 涂布在成型板 500 的上表面上的导电 膏 800 通过刮刀 701 的刮擦被重新容纳在保持器 700 中。
接下来, 如图 12C 和 12D 所示, 在保持器 700 被撤回之后, 当衬垫部件 600 下降时, 衬垫部件 600 紧密接触成型板 500, 并且, 如图 12E 所示, 在衬垫部件 600 与成型板 500 分离 之后, 容纳在线沟槽 501 和连接沟槽 502 中的导电膏 800 被转印到衬垫部件 600 的表面。
在这种状态下, 衬垫部件 600 移动到方向盘 100 的轮圈 130 的上方, 并且如图 12F 所示, 当衬垫部件 600 下降时, 衬垫部件 600 推压轮圈 130 的表面。
此时, 由硅材料形成的衬垫部件 600 弹性变形以包围具有弯曲表面的轮圈 130 的 一半表面, 并且如图 12G 所示, 粘附到衬垫部件 600 的表面的导电膏 800 被转印到轮圈 130 的表面。
当导电膏 800 被转印到轮圈 130 的上表面时, 轮圈 130 翻转, 并且对轮圈 130 重复 上述相同的操作。 然后, 如图 12H 所示, 导电膏 800 可以被转印到轮圈 130 的剩余一半表面。 图 7 和图 8 是方向盘 100 的照片, 其中在该方向盘 100 上, 加热元件 200 由于上述 操作被涂布在轮圈 130 的表面上。
在将加热元件 200 涂布在轮圈 130 的表面上之后, 通过将电力施加给加热元件 200 来执行测试。结果显示轮圈 130 的表面保持在 70 ~ 89℃之间的温度并且观察到长时间进 行稳定的热量生成 ( 连续操作 15 天 )。可以通过使用控制器 ( 未示出 ) 控制温度。
此外, 当图 7 中的加热线 210 中的一个断开时, 发现从剩余的加热线 210 生成热 量, 并且同时, 尽管存在快速的电阻变化, 但是发现能够获得稳定的电力供应而不自动切断 电源。
同时, 如图 12F 所示, 当在衬垫部件 600 推压轮圈 130 的表面的同时衬垫部件 600 弹性变形时, 衬垫部件 600 从其中心部分到边缘部分逐渐下陷, 因此要被转印到轮圈 130 的 表面的加热线 210 之间的间隙逐渐增加。在这种情况下, 可能会在轮圈 130 的表面上产生 微小温差, 并且驾驶员可能感觉到相对温度偏差。
因此, 在本发明的另一个实施例中, 如图 15 所示, 相邻线沟槽 501 之间的间隙被形 成为从中心线沟槽 501 朝向成型板 500 的两个边缘 (a 方向和 b 方向 ) 逐渐减小。
在这种情况下, 虽然当衬垫部件 600 通过在轮圈 130 的表面上弹性变形而被推压 时, 衬垫部件 600 从其中心朝向边缘逐渐下陷, 但是涂布在轮圈 130 的表面上的加热线 210 之间的间隙可以是均匀的, 因此可以减小如上所述的温度偏差。
加热元件被用于车辆的方向盘。因此, 驾驶员可以在寒冷的天气通过抓握温暖的 方向盘来安全地驾驶车辆。虽然加热元件的一部分被电气断开, 但是加热元件的剩余部分 可以继续加热。 虽然采用诸如木纹图案的富有美感的装饰图案, 但是方向盘具有小直径, 因 此提高驾驶便利性。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地显示和说明了本发明, 但是本领域的 普通技术人员要理解的是在不背离本发明的权利要求限定的精神和保护范围的情况下可
以对本发明在形式和细节上进行各种改变。