特許 6760941 ヒータユニット、ステアリングホイールおよびヒータユニットの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6760941

(24)【登録日】2020年9月7日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】ヒータユニット、ステアリングホイールおよびヒータユニットの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/20 20060101AFI20200910BHJP

   B62D 1/06 20060101ALI20200910BHJP

   H05B 3/10 20060101ALI20200910BHJP

【ＦＩ】

   H05B3/20 346

   B62D1/06

   H05B3/10 A

【請求項の数】15

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-534144(P2017-534144)

(86)(22)【出願日】2016年7月11日

(86)【国際出願番号】JP2016070383

(87)【国際公開番号】WO2017026217

(87)【国際公開日】20170216

【審査請求日】2019年5月15日

(31)【優先権主張番号】14/820,570

(32)【優先日】2015年8月7日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】000129529

【氏名又は名称】株式会社クラベ

(74)【代理人】

【識別番号】100096703

【弁理士】

【氏名又は名称】横井 俊之

(72)【発明者】

【氏名】和田 彰文

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 雅嗣

(72)【発明者】

【氏名】内藤 悠紀

【審査官】 根本 徳子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１４３１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８１３１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３／０２−３／８６

Ｂ６２Ｄ １／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高分子発泡体からなる基材と、該基材上に配設されるコード状ヒータとからなるヒータユニットであって、
上記基材における上記コード状ヒータが配設される箇所の厚さが、該コード状ヒータの形状に沿うように薄くなっており、それによって概ね平坦な形状となっており、
上記コード状ヒータは、ヒータ芯の外周に導体素線を巻装した芯材を有し、
上記コード状ヒータの最外層に熱融着部が形成され、
上記コード状ヒータの熱融着部が溶融して上記高分子発泡体に浸透した固定部を有しており、
上記固定部の幅が、上記コード状ヒータの上記芯材の幅の３倍を超えることを特徴とするヒータユニット。

【請求項2】

上記コード状ヒータが配設される箇所の厚さが、概略一定の厚みとなっていることを特徴とする請求項１記載のヒータユニット。

【請求項3】

上記固定部の厚さが、上記基材の厚みの６０％を超えていることを特徴とする請求項１記載のヒータユニット。

【請求項4】

上記固定部の厚さが、上記基材の厚みと略同一であることを特徴とする請求項１記載のヒータユニット。

【請求項5】

上記固定部の幅が、上記芯材の幅の５倍を超えないことを特徴とする請求項１記載のヒータユニット。

【請求項6】

上記基材における、上記コード状ヒータが配設される面には、上記コード状ヒータ以外は配設されないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒータユニット。

【請求項7】

当該ヒータユニットは、ホイール芯材と、被覆材との間に積層され、上記基材における上記コード状ヒータを配設した側を上記被覆材の側に接着してあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒータユニット。

【請求項8】

上記基材は、気孔率の異なる複数の発泡体の層で構成され、上記コード状ヒータが配設される発泡体の気孔率が、積層される他の発泡体の層の気孔率よりも高いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒータユニット。

【請求項9】

高分子発泡体からなる基材と、コード状ヒータとからなるヒータユニットの製造方法であって、上記基材上に、所定のパターン形状で上記コード状ヒータを配設し、上記基材を平板によって加熱加圧することで、上記基材における上記コード状ヒータが配設される箇所の厚さを、該コード状ヒータの形状に沿うように薄くし、それによって概ね平坦な形状のヒータユニットとし、
上記コード状ヒータは、ヒータ芯の外周に導体素線を巻装した芯材を有し、
上記コード状ヒータにおける上記コード状ヒータの芯線を包み込む最外層に熱融着部が形成され、
上記コード状ヒータの熱融着部が溶融して上記高分子発泡体に浸透した固定部を有しており、
上記固定部の幅が、上記コード状ヒータの上記芯材の幅の３倍を超えるヒータユニットの製造方法。

【請求項10】

上記コード状ヒータが配設される箇所の厚さが、概略一定の厚みとなっていることを特徴とする請求項９に記載のヒータユニットの製造方法。

【請求項11】

請求項１に記載のヒータユニットと、ホイール芯材と、被覆材とからなり、上記ホイール芯材と上記被覆材の間に上記ヒータユニットが設置されるステアリングホイール。

【請求項12】

上記ヒータユニットは、上記基材における上記コード状ヒータを配設した側を上記被覆材の側に接着してあることを特徴とする請求項１１に記載のステアリングホイール。

【請求項13】

上記固定部の厚さが、上記コード状ヒータの上記芯材の幅の１．３倍を超えることを特徴とする請求項１記載のヒータユニット。

【請求項14】

上記固定部の厚さが、上記芯材の幅の２．５倍を超えないことを特徴とする請求項１３に記載のヒータユニット。

【請求項15】

上記固定部が、上記基材の裏側に達しないことを特徴とする請求項１記載のヒータユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、自動車、船舶などに使用されるステアリングホイールと、そのホイール部を暖めるために使用されるヒータユニットに係り、特に、使用者がステアリング操作の際に違和感を覚えることのないものに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、寒冷時に運転手の手を温めるために、ステアリングホイールのホイール部にヒータユニットを装着することが提案されている。図３に示すように、ステアリングホイール７１は、ホイール部７２、スポーク部７３、ボス部７４からなり、ホイール部７２はホイール芯材７７と合成樹脂、繊維製品、皮革などからなる被覆材７８とから形成される。ヒータユニット３１は、このホイール芯材７７と被覆材７８の間に設置され、スポーク部７３及びボス部７４を通されたリード線（図示しない）に接続されて給電される。

【0003】

ステアリングホイールに設置されるヒータユニットとしては、例えば、特許文献１、２に示すような、基材上に所定のパターン形状でコード状ヒータを配設したものが知られている。ここで、基材としては、各種の発泡樹脂シート、発泡ゴムシート、ゴムシート、不織布、織布などが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−３１７９０５公報：松下電器産業

【特許文献2】特開２０１１−１２１４７７公報：クラベ

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１，２をはじめとした従来のヒータユニットでは、図８に示すように、単に基材１１０、１１０´にコード状ヒータ１０１を配設するのみであったため、コード状ヒータ１０１が配設される箇所に厚みが生じてしまっていた。そのため、使用者がステアリングホイールを握った際、凹凸を感じてしまい、ステアリング操作の際に違和感を覚えることになってしまっていた。

【0006】

本発明は、このような従来技術の欠点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、使用者がステアリング操作の際に違和感を覚えることのないステアリングホイールと、それに使用されるヒータユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するべく、本発明によるヒータユニットは、高分子発泡体からなる基材と、該基材上に配設されるコード状ヒータとからなるヒータユニットであって、上記基材における上記コード状ヒータが配設される箇所の厚さが、該コード状ヒータの形状に沿うように薄くなっており、それによって概ね平坦な形状となっていることを特徴とするものである。
また、上記コード状ヒータが、最外層に熱融着部が形成されたものであることが考えられる。
本発明によるステアリングホイールは、上記のヒータユニットと、ホイール芯材と、被覆材とからなり、上記ホイール芯材と上記被覆材の間に上記ヒータユニットが設置されるものである。
また、本発明によるヒータユニットの製造方法は、高分子発泡体からなる基材と、コード状ヒータとからなるヒータユニットの製造方法であって、上記基材上に、所定のパターン形状で上記コード状ヒータを配設し、上記基材を平板によって加熱加圧することで、上記基材における上記コード状ヒータが配設される箇所の厚さを、該コード状ヒータの形状に沿うように薄くし、それによって概ね平坦な形状のヒータユニットとするものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、コード状ヒータによる凹凸が現れず概ね平坦な形状となっているため、使用者がステアリング操作の際に違和感を覚えることはない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明によるヒータユニットの構成を示す平面図である。

【図2】本発明によるヒータユニットの要部を拡大して示す断面図である。

【図3】本発明によるヒータユニットをステアリングホイール内に埋め込んだ様子を一部切り欠いて示す斜視図である。

【図4】本発明で使用されるコード状ヒータの構成をその一部を切り欠いて示す側面図である。

【図5】本発明で使用されるコード状ヒータの構成をその一部を切り欠いて示す側面図である。

【図6】本発明で使用されるホットプレス式ヒータ製造装置の構成を示す図である。

【図7】本発明のヒータユニットにおいて、コード状ヒータを所定のパターン形状に配設する様子を示す一部斜視図である。

【図8】従来のヒータユニットの要部を拡大して示す断面図である。

【図9】第１の実施形態のヒータユニットの断面における要部のＳＥＭ写真である。

【図10】第３の実施形態のヒーターユニットの要部を拡大して示す断面図である。

【図11】第３の実施形態のヒータユニットの断面における要部のＳＥＭ写真である。

【図12A】ヒータユニットの表面外観を示す図である。

【図12B】ヒータユニットの表面外観を示す図である。

【図12C】ヒータユニットの表面外観を示す図である。

【図13A】ヒータユニットの裏面外観を示す図である。

【図13B】ヒータユニットの裏面外観を示す図である。

【図13C】ヒータユニットの裏面外観を示す図である。

【図14A】ヒータユニットの断面のＳＥＭ写真を示す図である。

【図14B】ヒータユニットの断面のＳＥＭ写真を示す図である。

【図14C】ヒータユニットの断面のＳＥＭ写真を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。

【0011】

（第１の実施形態）
まず、本実施の形態におけるコード状ヒータ１の構成から説明する。本実施の形態におけるコード状ヒータ１は図５に示すような構成になっている。まず、外径約０．２ｍｍの芳香族ポリアミド繊維束からなるヒータ芯３の外周に、素線径０．０８ｍｍの錫銅合金線からなる導体素線５ａを７本引き揃え、ピッチ１．００ｍｍで螺旋状に巻装してコード状ヒータ１を構成する。なお、導体素線５ａには、ポリウレタンからなる絶縁被膜５ｂが厚さ約０．００５ｍｍで被覆されている。この外周に、熱融着部９としての難燃剤が配合されたポリエチレン樹脂が０．２５ｍｍの厚さで押出・被覆されている。コード状ヒータ１はこのような構成になっていて、その仕上外径は０．９ｍｍである。

【0012】

次に、上記構成をなすコード状ヒータ１を配設する基材１０の構成について説明する。実施の形態１における基材１０は、見かけ密度０．０４ｇ／ｃｍ^３、（ＪＩＳ Ｋ７２２２準拠）、硬さ２２０Ｎ（ＪＩＳ Ｋ６４００−２準拠）、厚さ８ｍｍの発泡ポリウレタン樹脂からなる。

【0013】

次に、上記コード状ヒータ１を基材１０上に所定のパターン形状で配設して接着・固定する構成について説明する。図６はコード状ヒータ１が配設された基材を加熱加圧するためのホットプレス式ヒータ製造装置１３の構成を示す図である。まず、ホットプレス治具１５があり、このホットプレス治具１５上には複数個の係り止め機構１７が設けられている。上記係り止め機構１７は、図７に示すように、ピン１９を備えていて、このピン１９はホットプレス冶具１５に穿孔された孔２１内に下方より差し込まれている。このピン１９の上部には先端が針となった係り止め部材２３が軸方向に移動可能に取り付けられていて、コイルスプリング２５によって常時上方に付勢されている。そして、図７中仮想線で示すように、これら複数個の係り止め機構１７の係り止め部材２３にコード状ヒータ１を引っ掛けながら、一方の基材１０上に、コード状ヒータ１を所定のパターン形状にて配設することになる。

【0014】

図６に戻って、上記複数個の係り止め機構１７の上方にはプレス熱板２７が昇降可能に配置されている。すなわち、コード状ヒータ１を複数個の係り止め機構１７の係り止め部材２３に引っ掛けながら所定のパターン形状にて配設し、その上に基材１０を置く。その状態で上記プレス熱板２７を降下させてコード状ヒータ１と基材１０に、加熱加圧を施すものである。このプレス熱板２７の効果にあたっては、少なくとも、基材１０の圧縮量がコード状ヒータ１の外径よりも大きくなるように設計する必要がある。それによって、基材１０が圧縮されるとともに、コード状ヒータ１の熱融着層９が融着してコード状ヒータ１と基材１０が接着・固定されることになる。尚、上記プレス熱板２７の降下による加熱加圧時には複数個の係り止め機構１７の係り止め部材２３はコイルスプリング２５の付勢力に抗して下方に移動するものである。本実施の形態においては、この後に基材１０を裏返し、コード状ヒータ１を配設した側の面から更にプレス熱板によって加熱加圧を行った。

【0015】

上記作業を行うことにより、図１及び図２に示すようなステアリングホイール用のヒータユニット３１を得た。なお、図２は図１の要部を拡大して示す断面図である。基材１０は、平板のプレス熱板２７によって圧縮されることになるため、コード状ヒータ１が配設される箇所については、より強く加圧されることになる。これにより、基材１０におけるコード状ヒータ１が配設される箇所は、コード状ヒータ１の形状に沿うような形状で、他の箇所よりも薄くなる。また、コード状ヒータ１の熱融着層９についても、加熱加圧により大きく変形して、基材１０と接しない箇所の厚さが薄くなって実質的に平坦な形状になる。これらにより、ヒータユニット３１は、コード状ヒータ１が配設される箇所においても凹凸がなく、概ね平坦な形状となるとともに、熱融着層９の形状保持により、この概ね平坦な形状が維持されることになる。また、このようにして得られたヒータユニット３１は、基材１０が圧縮され高密度になっているため、機械的強度を向上させることができる。なお、本実施の形態によって得られたヒータユニットの厚さは１．００ｍｍであり、コード状ヒータ１が配設された箇所における基材１０の最小厚さは０．５２ｍｍであり、コード状ヒータ１が配設されていない箇所における基材１０の厚さは１．００ｍｍであった。図９に、ヒータユニット３１の断面における要部のＳＥＭ写真を示す。コード状ヒータ１の熱融着層９は、基材１０の表面から約０．５ｍｍの部分まで含浸されていた。例えば、コード状ヒータ１が配設される箇所において、周囲の厚みと比較しても凹凸がなく、±１０％程度の範囲内の厚みの変化は、概ね平坦であるし、実質的にほぼ一定の厚みである。または、厚みの変化は使用者が視認的にも感触的にも凹凸を感じない範囲なら概ね平坦とも言える。

【0016】

上記のようにして得られた実施の形態によるヒータユニット３１について、コード状ヒータ１の両端は、引き出されてリード線３５に接続され、このリード線３５により、コード状ヒータ１、温度制御装置３９、及び、コネクタ（図示しない）が接続されている。温度制御装置はコード状ヒータ１上に配置され、コード状ヒータ１の発熱によってヒータユニットの温度制御を行うこととなる。また、基材１０に突出部１０ｆを形成しておいてもよい。温度制御装置３９及びコード状ヒータ１とリード線３５との接続部は、衝撃等からの防御のため、基材の突出部１０ｆで包まれて保護される構成も考えられる。この観点から、突出部１０ｆには加熱加圧をしないことも考えられる。そして、上記したコネクタを介して図示しない車両の電気系統に接続されることになる。又、上記構成をなすヒータユニット３１は、図３に示すような状態で、ステアリングホイール７１のホイール芯材７７と被覆材７８の間に設置されることになる。

【0017】

基材１０には、ヒータユニット３１とステアリングホイールの被覆材７８とを接着するための接着層（図示しない）が形成される。接着層の形成は、予め離型シート上に接着剤のみからなる接着層を形成し、該接着層を上記離型シートから上記基材１０の表面に転写することが好ましい。これにより、接着剤は基材１０の内部には侵入せず、基材１０の表面のみに接着層が形成されることになる。なお、実施の形態３においては、ヒータユニット３１と被覆材７８とを接着する際、コード状ヒータ１を配設した側と被覆材７８とを接着するより、コード状ヒータ１を配設しない側と被覆材７８とを接着する方が好ましい。これは、コード状ヒータ１による凹凸が被覆材７８表面に表れにくくなるためである。

【0018】

上記のようにして得られた実施の形態によるヒータユニット３１について、図３に示すようにステアリングホイールに組み込んだ状態で、実使用に供し、違和感の確認を行った。確認は、１０人の使用者がステアリングホイールを握り、左右１０回ずつ操舵作業を行って、コード状ヒータ１による凹凸を感じるかを聞き取り調査した。その結果、実施の形態のものについて、違和感を覚えると回答した使用者は０人だった。

【0019】

（第２の実施形態）
基材１０として、見かけ密度０．０４ｇ／ｃｍ^３（ＪＩＳ Ｋ７２２２準拠）、硬さ２２０Ｎ（ＪＩＳ Ｋ６４００−２準拠）、厚さ６ｍｍの発泡ポリウレタン樹脂からなる１枚の発泡体を使用し、実施の形態１と同様にコード状ヒータを配設した。このようにして、図１及び図２に示すようなヒータユニットを得た。この際、厚さ１ｍｍになるまで基材１０を加熱加圧して圧縮しており、加熱加圧後は、見かけ密度０．３２ｇ／ｃｍ^３（ＪＩＳ Ｋ７２２２準拠）となっている。

【0020】

（第３の実施形態）
基材１０として、見かけ密度０．０４ｇ／ｃｍ^３、（ＪＩＳ Ｋ７２２２準拠）、硬さ２２０Ｎ（ＪＩＳ Ｋ６４００−２準拠）、厚さ４ｍｍの発泡ポリウレタン樹脂からなる発泡体２枚を重ねて使用し、本実施の形態と同様にコード状ヒータを配設した。このようにして、図１及び図１０に示すようなステアリングホイール用のヒータユニット３１を得た。なお、図１０は図１の要部を拡大して示す断面図である。この際、厚さ１ｍｍになるまで基材１０を加熱加圧して圧縮しており、加熱加圧後は、見かけ密度０．３２ｇ／ｃｍ^３（ＪＩＳ Ｋ７２２２準拠）となっている。実施の形態３では便宜的に、コード状ヒータ１が配設される側の発泡体を第１の発泡体１１、反対側の発泡体を第２の発泡体とする。
この際、熱融着層９が、基材１０を構成する第１の発泡体１１及び第２の発泡体１２の両方に含浸されるようにすれば、第１の発泡体１１と第２の発泡体１２が強固に接着される。そのため、第１の発泡体１１と第２の発泡体１２が分離してしまうことを防止できる。
なお、コード状ヒータ１を熱融着する際に、第１の発泡体１１と第２の発泡体１２に対して充分に加熱加圧して高圧縮とした場合、接着層を使用しなくても、コード状ヒータ１が配設されていない箇所について、第１の発泡体１１と第２の発泡体１２を固定させることができる。これは、一方の発泡体の気孔中にもう一方の発泡体の非気孔部が入り込み、アンカー効果によって２つの発泡体を固定させることによるものである。このようにして２枚の発泡体が積層された基材１０に対し、剥離強度を測定した。剥離強度の測定は、剥離強度は、プッシュプルゲージによって測定される。基材１０を２５ｍｍ×１５０ｍｍに切り出し、長手方向端部から５０ｍｍの部分を予め剥離しておき、第１の発泡体１１の端部をプッシュプルゲージに固定し、第２の発泡体１２の端部を掴持して、１０ｍｍ／ｓの速度でプッシュプルゲージと反対の方向に引き剥がし（剥離角度１８０度）、最大荷重となった値を剥離強度とした。このようにして測定された実施の形態３によるヒータユニット３１における第１の発泡体１１と第２の発泡体１２との剥離強度は、６．２Ｎであり、実使用上充分な値であった。また、剥離後の状態を確認したところ、界面剥離ではなく、材料破壊による剥離であることが確認でき、この点からも充分な接着が得られていることが確認された。参考までに、第１の発泡体１１と第２の発泡体１２とを両面粘着テープで接着したサンプルを使用して、同様に剥離強度を測定したところ、剥離強度は、１３．７Ｎであった。また、コード状ヒータ１を使用せず、単に第１の発泡体１１と第２の発泡体１２とを上記実施の形態３と同様に加熱加圧して高圧縮とし、第１の発泡体１１と第２の発泡体１２とを固定したサンプルを使用して、同様に剥離強度を測定したところ、剥離強度は、５．０Ｎであり、界面剥離がされていた。
通常の発泡体１つのみからなる基材１０の場合、万が一、発泡体に亀裂や裂けが生ずると、その亀裂や裂けが拡大していって、基材１０として断裂してしまうことになる。ここで、複数の発泡体を積層した基材であれば、１つの発泡体に亀裂や裂けが生じても、その亀裂や裂けの拡大は、当該発泡体のみで収まり、他の発泡体には影響しない。そのため、基材１０として断裂に至ることを防止できる。
また、基材１０が、第１の発泡体１１及び第２の発泡体１２を積層してなるものであれば、これら２つの発泡体を異なる特性のものとすることで、複合的な特性を有する基材とすることができる。例えば、以下のようなものが考えられる。一方の発泡体について、気孔率の高いものを選択することが考えられる。コード状ヒータ１を配設する側の発泡体を気孔率の高いものとすることで、コード状ヒータ１がより確実に発泡体中に入り込み、概ね平坦なヒータユニット３１を得ることができる。また、コード状ヒータ１を配設しない側の発泡体を気孔率の高いものとし、その他の樹脂を溶融充填して複合材料とすることも考えられる。ヒータユニット３１をホイール芯材７７上に接着し、その上にウレタン樹脂等を射出成型することで、ヒータユニット３１が埋設されたステアリングホイールを得ることができるが、コード状ヒータ１を配設しない側の発泡体を気孔率の高いものとした発泡体を使用すれば、射出成型したウレタン樹脂等が発泡体の気孔中に充填され、確実にヒータユニット３１が固定されることになる。また、硬度が異なる発泡体を積層することで、ヒータユニット３１やそれを組み込んだ製品に使用者が触れた際に、コード状ヒータ１が存在することを感じにくくさせることができる。また、難燃性に優れる発泡体、引張強度の高い発泡体、耐薬品性に優れる発泡体、耐熱性に優れる発泡体、耐電圧特性に優れる発泡体、電磁波遮蔽特性を備える発泡体、低反発性を有する発泡体、低温脆性に優れる発泡体、熱伝導率が高い発泡体等、種々の発泡体を組合せることによって、付加的な機能が付与されたヒータユニット３１にすることができる。また、薄い発泡体を積層したものであれば、コード状ヒータを熱融着により配設する際にも、薄い発泡体に配設した後に、他の発泡体を貼付するような工程を取ることができ、発泡体による断熱の影響による融着不良を防ぐことができる。また、更に第３の発泡体等、他の発泡体を積層させた多層構造としても良い。この場合、全ての発泡体の気孔に熱融着層９が含浸されていることが好ましい。
図１１に、実施の形態３によるヒータユニット３１の断面における要部のＳＥＭ写真を示す。熱融着層９が第１の発泡体１１及び第２の発泡体１２の気孔中に含浸されていることが確認される。また、第１の発泡体１１の気孔中に第２の発泡体１２の非気孔部が入り込み、且つ、第２の発泡体１２の気孔中に第１の発泡体１１の非気孔部が入り込み、アンカー効果によって第１の発泡体１１と第２の発泡体１２が固定されていることが確認される。また、コード状ヒータ１の熱融着層９は、基材１０の表面から約５ｍｍの部分まで含浸されていた。

【0021】

（第４の実施形態、第５の実施形態、第６の実施形態）
次に、図１２Ａ〜図１４Ｃを参照して、第４の実施形態、第５の実施形態、第６の実施形態を説明する。
図１２Ａ〜１２Ｃはヒータユニットの表面外観を示す図であり、図１２Ａは第４の実施形態を示し、図１２Ｂは第５の実施形態を示し、図１２Ｃは第６の実施形態を示している。
図１３Ａ〜１３Ｃはヒータユニットの裏面外観を示す図であり、図１３Ａは第４の実施形態を示し、図１３Ｂは第５の実施形態を示し、図１３Ｃは第６の実施形態を示している。
図１４Ａ〜１４Ｃはヒータユニットの断面のＳＥＭ写真を示す図であり、図１４Ａは第４の実施形態を示し、図１４Ｂは第５の実施形態を示し、図１４Ｃは第６の実施形態を示している。
第４〜第５の実施形態のヒータユニットは、高分子発泡体からなる基材と、コード状ヒータとからなる。コード状ヒータは、上述したように、外径約０．１９ｍｍ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の錫銅合金線からなる導体素線を７本引き揃え、ピッチ１．００ｍｍで螺旋状に巻装して形成されている。導体素線の絶縁被膜の厚みは、０．００５ｍｍである。このようにしてヒータ芯の外周に導体素線を螺旋状に巻装した状態のことを芯材と呼ぶ。芯材の外周に、熱融着部９としての難燃剤が配合されたポリエステル系樹脂が押出・被覆されている。
芯材の径は、第４〜第６の実施形態において共通の０．３７ｍｍであり、熱融着部９の厚み（量）を変えることで、コード状ヒータの外径は、第４の実施形態において０．６０ｍｍ、第５の実施形態において０．７７ｍｍ、第６の実施形態において０．９７ｍｍとなっている。また、それぞれにおいて、熱融着部の厚さは、第４の実施形態において０．１１５ｍｍ、第５の実施形態において０．２０ｍｍ、第６の実施形態において０．３０ｍｍとなっている。
このヒータユニットでは、ヒータの芯材を包み込む最外層には熱融着部９が形成され、コード状ヒータを基材１０上に配設させた上で加熱加圧する。この過程でコード状ヒータの熱融着部９が溶融するため、液状となって基材１０の高分子発泡体に浸透し、固定部を形成する。熱融着部９の厚み（量）が変わることで、溶融したときに高分子発泡体である基材１０に含浸される範囲に変化が生じる。固定部は、コード状ヒータの熱融着部が溶融し、押圧されている基材１０の高分子発泡体に浸透して固着している部位を指している。
熱融着部９が溶融して固定部を形成しており、熱融着部９の原形をとどめている必要はない。むしろ、コード状ヒータは基材１０に対して押圧されているので、加熱加圧される前は基材１０から反発力を受けている。加熱加圧されることで、熱溶着部９は一部または全部が溶融して液状となり、基材１０と接していた部分から高分子発泡体の気泡内に入り込むと考えられる。加熱加圧を終了して冷却した状態では、断面視で基材１０を基準とした幅方向および厚み方向に浸透した形状となっていることが分かる。その最外層部分で高分子発泡体である基材１０と合体した部位を形成することになる。このように両者が合体した部位を形成することにより、コード状ヒータと基材１０との接着強度が強固になっていると推察される。
また、コード状ヒータは固定部の内部にあり、さらに固定部は基材１０に入り込んでいる。コード状ヒータを配設した部位の厚さは、コード状ヒータを配設していない基材１０だけの部位の厚さを超えていない。ただし、本実施例では、コード状ヒータを配設した部位の厚さは、コード状ヒータを配設していない基材１０だけの部位の厚さを超えていないが、コード状ヒータを配設した部位の厚さがわずかにコード状ヒータを配設していない基材１０の部位の厚さを超えている場合を完全に排除するものではない。わずかに超えているとしても、ステアリングを操作して違和感を感じない範囲であれば、本発明の範囲といえる。別の観点で、コード状ヒータを内蔵する固定部の堅さによっては、基材１０よりも厚くても違和感を感じなかったり、基材１０よりも薄くても違和感を感じなかったりすることは想定可能である。
基材１０の厚さ（ＫＡ）、芯材（芯＋素線）の径（ＫＢ）、基材に含浸した熱融着部（固定部）の幅（ＫＣ）、基材に含浸した熱融着部（固定部）の基材の深さ（ＫＤ）とすると、以下の結果であった。

【表1】

ここで、熱融着部の基材への含浸の状況を表すため、本実施形態においては、固定部の厚さと基材の厚みの比（ＫＤ／ＫＡ）、固定部の幅と芯材の幅の比（ＫＣ／ＫＢ）、固定部の厚さと芯材の幅の比（Ｄ／Ｂ）を計測したところ、以下の結果であった。

【表2】

まず、本実施形態のヒータユニットは、高分子発泡体からなる基材と、ヒータの芯材を包み込む最外層には熱融着部が形成されて前記基材上に配設されるコード状ヒータとからなるヒータユニットであって、上記コード状ヒータの熱融着部が溶融して上記高分子発泡体に浸透した固定部を有している。
また、このヒータユニットの製造方法は、上記コード状ヒータの熱融着部を溶融せしめて上記高分子発泡体に浸透した固定部を形成させることを特徴としている。
さらに、これらに共通して、以下の特徴がある。
第４の実施形態より、上記固定部の厚さが、上記基材の厚みの６０％を超えているといえる。
第５および第６の実施形態より、上記固定部の厚さが、上記基材の全体の厚みと略同一といえる。
第４の実施形態より、上記固定部の幅が、上記芯材の幅の３倍を超えるといえる。
第５および第６の実施形態より、上記固定部の幅が、上記芯材の幅の５倍を超えない
といえる。
第４の実施形態より、上記固定部の厚さが、上記芯材の幅の１．３倍を超えるといえる。
第５の実施形態より、上記固定部の厚さが、上記芯材の幅の２．５倍を超えないといえる。
むろん、少なくとも上記数値は一実施形態の具体例に過ぎないから、当業者の一般的な感覚を考慮しても、下限値の５０％〜上限値の２００％の範囲、好ましくは下限値の７５％〜上限値の１５０％の範囲、さらに好ましくは下限値の９０％〜上限値の１１０％の範囲では、同様の効果を発することは期待できる。
発明者の考察は、以下のようであった。
現時点では、熱融着部厚さ＝０．１１５ｍｍのものが、現実的には実施可能な最も薄いものといえる。
熱融着部の含浸深さは、深いほど接着力は強くなる。基材裏側まで達するようなもの（ＫＤ／ＫＡ＝１００％）の場合、その部分が異物になってステアリング表面に浮き出て違和感となってしまう可能性はある。
固定部の幅や深さは、芯材（芯や素線）を基材に確実に固定するために必要な値が設計されるため、芯材（芯＋素線）の径と対比する必要があると考えた。本実施形態では、当社品はヒータ芯に素線を横巻する構成としたが、ヒータ芯を使用せず複数の素線を撚り合わせるだけのものとして実現することも可能である。
固定部の幅も、広いほど接着力は強くなる。広すぎても違和感の原因となる。この点に関しては、３００％≦ＫＣ／ＫＢ≦５００％程度が好適であると考える。
芯材（芯＋素線）に対する固定部の深さについて、基材からはみ出ないようにするためＫＤ／ＫＢ＞１００％とする必要がある。深すぎても違和感の原因となるため、ＫＤ／ＫＢ≦２５０％程度にすることが好適であると考える。
製造方法に関して（見かけ密度０．０４ｇ／ｃｍ³のポリウレタンを０．８ｍｍに圧縮する）
第４の実施形態〜第５の実施形態の製造条件は以下のとおりであった。
熱圧縮条件
プレス熱板２７ ２１５℃±１０℃
ホットプレス冶具１５ １５２３０℃±１０℃
下降圧力 １回目０．３ＭＰａ ２回目０．５〜１．０ＭＰａ
圧縮時間 ２５±２秒（ｓ）

成果物の形態が異なる場合、例えば、基材や熱融着部に他種類の材料を使用する、基材の見かけ密度・気孔率が異なるものを使用する、圧縮後の厚さを変更する、等といった場合、この条件とは異なる条件にて加熱加圧することになる。また、もっと低い温度にして圧縮時間を長くする等、この条件に当てはまらない製法でも得られるものが同じになる可能性もある。

【0022】

尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。コード状ヒータ１には、従来公知の如何なるコード状ヒータも使用することができる。例えば、特許第４２０２０７１号公報に記載されているような、ヒータ芯の外周に発熱体素線を引き揃えて構成された発熱体が巻回され、その外周にＦＥＰからなる絶縁体層、必要に応じてポリエチレンからなる熱融着層が形成されたコード状ヒータ、特願２００７−１５８４５２明細書に開示されているような、ヒータ芯３が熱収縮性及び熱溶融性を有するものであるコード状ヒータ、特願２００７−１５８４５３明細書に開示されているような、発熱体が絶縁被膜により被覆された導体素線を引き揃えたものから構成されたコード状ヒータ、特開２００７−１３４３４１公報に開示されているような、発熱体が銅固溶体と銅銀共晶がファイバー状になった銀入り銅合金線の素線であるものから構成されたコード状ヒータなどを使用しても良い。また、図４に示すような構成のものも考えられる。具体的には、まず、外径約０．２ｍｍの芳香族ポリアミド繊維束からなるヒータ芯３の外周に、素線径０．０８ｍｍの錫銅合金線からなる導体素線５ａを７本引き揃え、ピッチ１．００ｍｍで螺旋状に巻装してコード状ヒータ１を構成する。なお、導体素線５ａには、ポリウレタンからなる絶縁被膜５ｂが厚さ約０．００５ｍｍで被覆されている。コード状ヒータ１はこのような構成になっていて、その仕上外径は０．３８ｍｍある。

【0023】

基材１０についても、発泡ポリウレタン樹脂に限定されるものではなく、例えば、他の材質からなる発泡樹脂シート、発泡ゴムシートなど種々の高分子発泡体が考えられる。特に伸縮性に優れるものが好ましく、表面にコード状ヒータの凹凸が現れないように硬度を調節したものが好ましい。また、硬度を調節するには、発泡率を調整する、気泡の状態を独立気泡または連続気泡にする、目的に応じた硬度の材料を使用するなどの方法がある。材料としては、ポリウレタン樹脂、クロロプレンゴム、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ネオプレンゴム、ジエン系ゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体など、種々の樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマーなどから選択すれば良い。また、基材１０は複数用いても良い。複数の基材１０を層状に積層しても良い。この場合、複数の基材１０それぞれを異なる材質のものとしても良い。これにより、表面にコード状ヒータの凹凸が表れにくくなる。また、気泡内など基材１０の内部空隙にまで接着剤が侵入しないように接着層を形成すれば、基材１０が硬化して伸縮性を損なうことはなく、風合いが悪化することもないため好ましい。

【0024】

また、コード状ヒータ１を基材１０に配設する際、加熱加圧による融着によって接着・固定する態様でなく、他の態様によりコード状ヒータ１を基材１０に固定しても良い。例えば、縫製によりコード状ヒータ１を基材１０に固定しても良いし、他の態様を用いても良い。また、基材１０を加熱加圧する際には、プレス熱板２７のみでなくホットプレス治具１５についても加熱しても良い。この際、プレス熱板２７とホットプレス治具１５の温度を異なるものとして、基材１０の圧縮率を変え、即ち気孔率を変化させることも考えられる。

【0025】

また、接着層としては、例えば、高分子アクリル系粘着剤からなりテープ基材を使用しない接着層や、ポリプロピレンフィルムの両面に接着剤を形成してなる接着層など種々のもの使用できる。それ単独でＦＭＶＳＳ Ｎｏ．３０２自動車内装材料の燃焼試験に合格するような難燃性を有するものであれば、ヒータユニットの難燃性が向上し好ましい。また、ヒータユニットの伸縮性を損なわないために、粘着剤のみからなる接着層であることが好ましい。

【0026】

本発明によれば、使用者がステアリング操作の際に違和感を覚えることのないようにすることができる。このようなヒータユニットは、例えば、自動車、船舶、各種輸送用車両、各種農耕用車両、各種土木建設用重機などに使用されるステアリングホイールに使用され、そのホイール部を暖めるためのヒータユニットとして好適に使用することができる。また、本発明によるヒータユニットは、コード状ヒータ部分の凹凸がなく概ね平坦なものであることを活かし、ステアリングホイールのみでなく、例えば、電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ、ステアリングヒータ、暖房便座、防曇鏡用ヒータ、加熱調理器具、床暖房用ヒータ、被服用ヒータ等に応用することも考えられる。

【0027】

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

【0028】

本発明は好適な実施形態に関して提示・記載されているが、添付した請求項に定義された発明の精神や範囲から逸脱しない範囲において、形式や詳細における前述の変更やその他の変更を加えることは、当業者が当然理解するところである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図14C】