碳纤维发热方向盘制作工艺的制作方法

本发明涉及车用方向盘技术领域，更具体的涉及一种碳纤维发热方向盘制作工艺。

背景技术：

冬季刚启动车辆时，由于发动机水温上升缓慢，汽车空调不能马上吹出暖风，方向盘冰凉，影响驾驶人员的驾驶手感和舒适度。

对此现有车辆有设置方向盘电加热装置，这些传统方向盘电加热装置主要由金属电阻丝、温度控制模块、温度传感器、控制开关等组成，通过给金属电阻丝通电产生热量，并通过温度传感器控制方向盘温度。但是传统的电阻丝缠绕在方向盘本体上，加热时会造成方向盘本体受热不均匀，同时金属电阻丝热电转换率相对较低。因此现有市面上的方向盘加热结构存在着改进的空间。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种碳纤维发热方向盘制作工艺，具有均匀的发热效果以及高效的热转换率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种碳纤维发热方向盘制作工艺，其特征是：具体步骤为：

a、成型方向盘金属骨架；

b、在方向盘骨架上发泡上一层内发泡层；

c、将发热布均匀包覆在方向盘的内发泡层上；

d、在发热布的外表面上发泡外发泡层，使发热布位于内发泡层和外发泡层之间。

优选的，内发泡层的导热系数低于外发泡层的导热系数。

优选的，外发泡层厚于内发泡层。

优选的，发热布通过双面胶或是刷胶方式包覆在内发泡层上。

优选的，所述发热布为具有均匀发热功能的碳纤维发热布或涂有发热碳奖的柔软纤维材料制成的布。

与现有技术相比，本发明的优点为：

1、发热布为整体的面发热结构，因此将其包覆在方向盘的转轮后，能够使整个方向盘转轮发热，不存在发热的盲点；

2、内发泡层能够起到绝缘、隔热的功能；

3、发泡层具有弹性，结构密实，既能提升驾驶者的舒适性，也能对发热布起到保护作用；

4、外发泡层发泡成型后，能够对直接包覆在内发泡层上的发热布起到定位作用，避免碳纤维发热布发生挪位的问题。

附图说明

图1为本实施例以及对比例1/2在方向盘上任意四个采样点的位置；

图2为本实施例在23摄氏度环境中四个采样点的温度随时间的变化曲线图；

图3为本实施例在-20摄氏度环境中四个采样点的温度随时间的变化曲线图；

图4为对比例1在23摄氏度环境中四个采样点的温度随时间的变化曲线图；

图5为对比例2在-20摄氏度环境中四个采样点的温度随时间的变化曲线图。

具体实施方式

通过以下实施例对本发明碳纤维发热方向盘制作工艺作进一步的说明。

一种碳纤维发热方向盘制作工艺，其特征是：具体步骤为：

a、成型方向盘金属骨架；

b、在方向盘骨架上发泡上一层内发泡层；

c、将发热布均匀包覆在方向盘的内发泡层上；

d、在发热布的外表面上发泡外发泡层，使发热布位于内发泡层和外发泡层之间。

发热布通过发泡的方式设置于方向盘中，并位于内发泡层和外发泡层之间，具有结构稳定、生产成本低、热转换率高以及发热均匀、效果好的特点。

作为本发明的优选实施方式，本发明进一步设置为，内发泡层的导热系数低于外发泡层的导热系数。在内发泡层和外发泡层发泡过程中，通过对发泡温度、压力的调整使得内发泡层的密度大于外发泡层的密度，进而使内发泡层的导热系数小于外发泡层的导热系数，使内发泡层的隔热效果优于外发泡层的隔热效果，即内发泡层对发热布的内侧起到隔热作用，降低发热布上的热量通过方向盘金属骨架散失；外发泡层的隔热性能低，对发热布的外侧起到导热作用，易于发热布上的热量通过外发泡层传递至驾驶人员的手上，从而对驾驶人员有效供热。

为了提升驾驶人员握持方向盘的舒适性，外发泡层厚于内发泡层。同时该结构下还能对发热布起到保护的作用。同理的，在内发泡层和外发泡层发泡过程中，对发泡参数进行设定，即可实现上述结构。

具体的，本实施例采用如下发泡参数对内发泡层和外发泡层进行发泡，以达到上述效果：

更为具体的，本实施例在步骤b的内发泡层发泡参数为：发泡压力为170bar，发泡模具温度为68℃，制作出的内发泡层的密度为75kg/m³，导热系数为0.225w/m·k；在步骤d的外发泡层的具体发泡参数为：发泡压力为140bar，发泡模具温度为63℃，制作出的外发泡层的密度为63kg/m³，导热系数为0.56w/m·k。

需说明的是，本申请并不局限于上述发泡参数，只要符合上述内发泡层的导热系数小于外发泡层的导热系数的发泡参数均为本申请的保护范围内。

在本实施例中，作为发热布的可选实施方式为：所述发热布为具有均匀发热功能的碳纤维发热布或涂有发热碳奖或石墨烯的纤维柔软材料制成的布，作为本发明的优选方式，发热布为碳纤维发热布。碳纤维发热布结合通过上述发泡参数所得的内发泡层和外发泡层得到本发明的方向盘。

进一步的，由本工艺制作出的方向盘在加热过程中，通过对外发泡层外侧任意四个位置处1/2/3/4的温度采集，得出如图2-3所示的曲线图。图2曲线图在测试环境温度为23℃，测试功率为85w的测试条件下所得；图3曲线图在测试环境温度为-20℃，测试功率为85w的测试条件下所得。通过附图2-3可知：利用碳纤维发热布并且结合内发泡层和外发泡层的发泡特性使得本发明的方向盘具有热转换效率高、发热均匀的特点，实现方向盘的快速发热，以及降低车载电能损耗；同时碳纤维发热布能发射远红外线，促进手掌毛细血管血液循环，提升人体舒适度。

为了进一步凸显本实施例的节能以及能够更好的将热量有效传递给驾驶员，本发明添加对比例1和2如图3/4所示。

对比例与实施例唯一的不同的是：对比例1的内发泡层和外发泡层的导热系数相同均为0.225w/m·k；。

对比例2与实施例唯一不同的是：对比例2的内发泡层和外发泡层的导热系数相同均为0.56w/m·k。

具体的，为了适应碳纤维发热布在方向盘上的包覆，在长条状的发热布的边沿上会具有凸出或是凹陷部位，导致发热布在长度方向上的电阻不同，电阻不同则会导致发热不同。因此为了实现该结构的碳纤维发热布的均匀发热，在长条状的发热布上进行开孔，使得发热布沿其长度方向上的导电面积相同，进而使得发热布沿长度方向上的每段区域的电阻相同，实现发热布的均匀发热。需说明的是，由于开孔的直径很小，因此并不会在发热布上产生发热盲点。

作为本发明的优选实施方式，本发明进一步设置为：发热布通过双面胶或是刷胶方式包覆在内发泡层上。在具体包覆时，在发热布的内侧上刷胶，然后将发热布的内侧直接包覆在内发泡层上。通过双面胶或是刷胶能够对发热布起到定位作用，保证发热布在内发泡层和外发泡之间的稳定性。

如无特殊说明，本发明中，若有术语“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，比如增加的温度控测元件实现温度检测，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。