JP2004115003A - ステアリングホイール及びその製法 - Google Patents

Abstract

【課題】　耐湿性を向上させた、表面層が木質材料からなるステアリングホイール及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】　　芯金と、これを覆う表面材とを一体に成型してなるステアリングホイールであって、前記表面材が、表面化粧材と複数枚の木質薄板とを、防湿性を有する接着樹脂を基材に含浸した接着シートを介して積層してなることを特徴とするステアリングホイール、及び、芯金と、これを覆う表面材とを一体に成形してなるステアリングホイールの製造方法であって、表面化粧材と複数枚の木質薄板とを、防湿性を有する接着樹脂を基材に含浸した接着シートを介して積層させ、一括成形接着することにより表面材を調製する工程を含むことを特徴とするステアリングホイールの製造方法。
【選択図】　　　　図１

Description

　　本発明は、自動車のステアリングホイール及びその製造方法に関し、特に、表面材が木質材料からなるステアリングホイール及びその製造方法に関する。

　自動車のステアリングホイールは、一般的に、芯金と、これを覆っている表面材とから構成されている。
　このようなステアリングホイールのうち、表面材が木質材料からなるステアリングホイールとしては、例えば、前記表面材が、接着剤を塗布した木質薄板を積層してなるものが挙げられる。

　図７は、従来の木質ステアリングホイールを示す断面図である。
　このステアリングホイール１３は、棒状又はパイプ状の金属からなる芯金１４と、芯金１４の外周を覆う表面材１５とから概略構成されている。表面材１５は、表面層となる表面化粧材１６と、その内側の木質薄板を積層してなる木質合板層１７とから構成されている。また、このステアリングホイール１３では、分割して成形された表面材１５、１５が継ぎ合わされて、継ぎ目１８、１８が芯金１４を通る面上に位置しており、表面材１５は接着層１９を介して芯金１４に接着されている。表面化粧材１６の表面には塗装膜２０が形成されている。

　このようなステアリングホイールの製造は、例えば、以下のように行うことができる。まず、接着剤を塗布した木質薄板を積層して接着し、木質合板層１７を形成した後、予め成形された表面化粧材１６に型押し成形接着を行う。次いで、成形接着された部材をつき合わせ接着できるように切削加工し、断面略半円状の表面材１５を得る。そして、表面材１５、１５を芯金１４へ被せるように配置し、表面材１５，１５を継ぎ目１８，１８で接着、及び表面材１５，１５と芯金１４を、接着層１９を介して接着することにより、一体的に成形され、最後に表面材１５、１５の表面に塗装膜２０を形成して、ステアリングホイール１３を得る。
　このようなステアリングホイールとして、例えば、木質の突板を化粧材として用いたステアリングホイールが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−３０９１５号公報

　しかしながら、上記のようなステアリングホイール１３においては、湿度の高い環境に長時間さらされた場合、図８に示すように、接着剤層が薄いため、容易に木質の表面材１５へ水分が浸透し膨張することにより、表面材１５、１５の継ぎ目１８に亀裂が発生することがあり、塗装膜２０が継ぎ目１８に沿って割れて亀裂２１が発生するという問題があった。

　従って、本発明は、上記の従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、耐湿性を向上させた、表面層が木質材料からなるステアリングホイール及びその製造方法を提供することを課題とする。

　本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、表面化粧材及び木質薄板を積層するための接着剤として、防湿性を有する接着樹脂を基材に含浸させた接着シートを用いることによって、ステアリングホイールの突合せ接着部の亀裂発生を防止できることを見出し、本発明を完成させた。

　すなわち、本発明の第１の発明は、芯金と、これを覆う表面材とを一体に成形してなるステアリングホイールであって、前記表面材が、表面化粧材と複数枚の木質薄板とを、防湿性を有する接着樹脂を基材に含浸した接着シートを介して積層してなることを特徴とするステアリングホイールである。

　また、本発明の第２の発明は、芯金と、これを覆う表面材とを一体に成形してなるステアリングホイールの製造方法であって、表面化粧材と複数枚の木質薄板とを、防湿性を有する接着樹脂を基材に含浸した接着シートを介して積層させ、一括成形接着することにより表面材を調製する工程を含むことを特徴とするステアリングホイールの製造方法である。

　本発明に係るステアリングホイール及びその製造方法においては、防湿性を有する接着樹脂を基材に含浸した接着シートを用いる。これは、湿度の高い環境に長時間さらされた場合、表面化粧材や木質薄板のような木質部へ水分が浸透し膨張することを、防湿性を有する接着樹脂によって防ぐことができるため、表面材の接着部に亀裂が入ることを防げるからである。

　前記防湿性を有する接着樹脂としては、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、尿素メラミン樹脂、尿素樹脂、及び尿素メラミンフェノール樹脂から選ばれる少なくとも１種以上の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。

　本発明のステアリングホイールは、耐湿性が向上したため、高湿度の環境に長時間さらされても、表面材や塗装膜にひび割れを起こすことを防止できる。また、本発明の製造方法によれば、表面材の強度が向上したため、成形時の破損を防止し、容易に表面材の一括成形を行うことができる。

　以下、図を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。なお、この実施形態は本発明の要旨を説明するためのものであり、特に限定のない限り本発明を限定するものではない。

　図１は、本発明に係るステアリングホイールの一例を示す断面図である。このステアリングホイール１は、芯金２と、芯金２の外周を覆う表面材３とから概略構成されている。表面材３は、表面層となる表面化粧材４と、その内側の木質薄板を積層してなる木質合板層５とから形成されている。
　また、ステアリングホイール１においては、分割して成形された表面材３，３が継ぎ合わされて、継ぎ目６、６が芯金２を通る面上に位置しており、表面材３は、接着層７を介して芯金２に接着されている。さらに、表面化粧材４の表面には塗装膜８が形成されている。以上の構成は従来のものと同様である。

　芯金２は、断面形状任意で、鉄等の金属からなる棒状又はパイプ状のものである。また、芯金２は、アルミニウムやマグネシウムなどの軽金属をダイキャスト成形したものであってもよい。

　表面材３は、図２に要部断面図で示すように、表面化粧材４と木質合板層５とが接着シート１０を介して積層された後、一体化され、曲面加工が施されたものである。この木質合板層５は、複数枚の木質薄板９が接着シート１０を介して繰り返し積層されたものである。すなわち、表面材３は、表面化粧材４と複数枚の木質薄板９がそれぞれ接着シート１０を介して積層され、一体的に接着成形されたものである。このとき、表面材３の最も内側、すなわち、芯金２と接着する側の接着シート１０は、存在していなくても構わないが、芯金２との接着において接着層７の接着剤の使用を部分的に行うことができるので、存在していた方が好ましい。

　表面化粧材４は、木質単板を裏打ち材で裏打ちした裏打ち化粧材、木質単板と樹脂製の薄板とを積層させた単板・樹脂複合材などを適宜選択して用いることができるが、裏打ち化粧材を用いることが好ましい。この裏打ち化粧材の厚さは０．２〜０．６ｍｍであることが好ましい。
　裏打ち化粧材としては、木質単板に、和紙、化学繊維の不織布などが裏打ち材で裏打ちされたものが好ましく用いられ、特に不織布が裏打ちされたものが好ましく用いられる。不織布を裏打ちすることによって、表面化粧材４の強度が増し、成形時の破損を防ぐことができる。

　また、表面化粧材４としては、表面の着色や塗装、フィルム貼りを予め行ったものを使用することができる。このとき、表面化粧材４の表面は、水性塗料、ウレタン塗料等により着色塗装されている。また、さらにその上面にクリアフィルムラミネートが貼られている。クリアフィルムラミネートを貼ることにより、耐熱性に優れるからである。クリアフィルムラミネートの厚さとしては、５０〜２００μｍの範囲が好ましい。

　木質合板層５は、上述のように、木質薄板９が接着シート１０を介して繰り返し積層されてなっている。木質薄板９としては、ウォルナット、カバ、アユースのような天然木の突き板や人工の突き板が用いられる。特に、複数枚の木質単板を人工的に積層した後、薄くスライスした人工突き板が好ましく用いられる。これによって、均一な成形性が得られるからである。木質薄板９の厚さは０．２〜１．０ｍｍが好ましい。

　前記接着シート１０には、防湿性を有する接着樹脂を基材に含浸させたものを用いる。接着樹脂としては、防湿性の高いメラミン樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、尿素メラミン樹脂、尿素樹脂、尿素メラミンフェノール樹脂等の熱硬化樹脂を用いることが好ましい。　接着樹脂の含量は、基材の面積に対して、好ましくは２０〜１５０ｇ／ｍ^２、より好ましくは６０〜１００ｇ／ｍ^２である。

　接着シート１０の基材としては、和紙や不織布等を用いることができるが、化学繊維の不織布を用いることが好ましい。不織布としては、ポリエステル又はナイロンが好ましく用いられる。これは、表面化粧材及び木質薄板それぞれの接着層を防湿に適正な厚さに制御するためと、成形時に破れないように伸び性を確保するためである。

　以上のように構成されたステアリングホイール１は、次のようにして製造される。
　はじめに、表面化粧材４、木質薄板９、接着シート１０を、それぞれ図３のように扇形に打ち抜く。
　次に図２に示すように、表面化粧材４を１枚と、木質薄板９を複数枚とを、接着シート１０を交互に挟み込みながら積層させる。
　このように積層した後、一体化して表面材を成形するには、まず、開閉自在な上型１１と下型１２とからなる成形用金型を用意する。この下型１２には、キャビティ１２ａが形成されており、キャビティ１２ａの内面形状がステアリングホイール１の外面形状とほぼ等しくなるように形成されている。また、上型１１には、下型１２との接合面上に、キャビティ１２ａよりも小さい断面半円形状の突出部１１ａが形成されている。この突出部１１ａは、上型１１と下型１２とを閉じたときに、キャビティ１２ａの開口部の中央に位置するように形成されている。

　次いで、下型１２を１００〜１５０℃に加熱し、図４に示すように、下型１２に表面化粧材４と木質薄板９を接着シート１０を介して重ね合わせたものを配置する。次いで、上型１１を閉じて、金型温度を１２０〜１８０℃、圧力を０．１〜４．０ＭＰａとして、２〜５分加熱、加圧成形する。このとき、表面化粧材４と木質薄板９とを接着シート１０を介して積層させたことにより、強度が向上しているので、ひび割れ等の破損を起こしにくくなっており、一括成形を行うことができる。
　そして、所定時間経過後、図５に示すように、表面化粧材４と複数枚の木質薄板９とが接着シート１０を介して接着、一体成形された表面材３を金型から取り出す。

　次に、表面材３から、その成形によって生じたバリなどの余分な部分を除去し、表面材３、３を突き合わせて接着できるようにするために、表面材３の接合部分を切削加工する。このとき、切削加工する接合面は、平面でもよいし、例えばＶ字型や任意の曲線形状であってもよい。

　次に、図６に示すように、ステアリングホイール１の表側をなす表面材３及び裏側をなす表面材３を突き合わせて配すると共に、芯金２がこれらの中央に位置するように配する。
　表面材３，３はエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接着し、継ぎ目６，６を形成する。表面材３，３と芯金２とは、エポキシ接着剤、発泡ウレタン樹脂などの耐熱性の高い接着剤を用いて接着層７を介して接着する。このとき、接着シート１０を用いたことにより、表面材３，３の強度が向上しているため、接着層７の接着剤による接着部分は局部的でも構わず、従って、接着層７は部分的に中空になっていても構わない。

　最後に、このようにして得られたステアリングホイール用成形体の、表面材３，３の継ぎ目６，６をサンドペーパー等で仕上げた後、必要に応じて着色し、ポリエステル塗装等を行い塗装膜８を形成して、ステアリングホイール１を得る。

　本発明に係るステアリングホイール１は、木質の表面材３が、表面化粧材４と複数枚の木質薄板５とを、防湿性の高い接着樹脂を含浸した不織布等である接着シート１０を介して積層させた構成である。従って、ステアリングホイール１が湿度の高い環境に長時間さらされた場合であっても、木質部への水分浸透を防止でき、表面材３，３の継ぎ目６に亀裂が発生することを防止することができる。また、不織布等を用いたシート状の接着剤とすることにより、防湿のために必要な厚さを維持することができる。さらに、この接着シート１０を表面化粧材４及び木質薄板９の層間へ入れて表面材３を形成することにより、表面材３の強度を向上させることができる。

　また、本実施形態に係る製造方法によれば、表面化粧材４の事前成形は不要であり、木質合板層５と共に一体的に成形して表面材３を得ることができる。これは、表面化粧材４と複数枚の木質薄板５が接着シート１０を介して積層されて表面材３が構成されているため、表面材３の強度が増し、一体的に成形を行っても、ひび割れ等の破損を起こしにくいからである。さらに、この接着シート１０に、接着樹脂を含浸した不織布等が使用されることにより、伸び性も確保されていることも、成形時の破損防止に寄与している。
　このような表面材を一体的に成形する、ステアリングホイールの製造方法により、従来の発泡エポキシ成形等と比較して、短時間で成形を行うことができる。

　以下に、実施例、比較例を用いて、本発明をさらに説明する。
（評価）
　実施例、比較例で得られた表面材またはステアリングホイールにつき、以下の試験を行った。
・ ステアリングホイールの耐衝撃性性能比
　ＪＩＳ　Ｋ５６００−５−３　耐おもり落下性試験により、ステアリングホイール基材を破壊するポテンシャルエネルギーの相対比較を行った。この際、比較例１におけるポテンシャルエネルギーを１とした。
・ 継ぎ目部耐割れ性能
　　木材の平衡含水率が２３％となる環境下にステアリングホイールを放置し、２４時間放置後のステアリングホイール継ぎ目部における割れの有無を目視で観察した。
　　割れなしを○、割れありを×とした。

・吸湿厚さ膨張率
　 木材の平衡含水率が２３％となる環境下に表面材を２４時間放置し、放置前後の基材厚さの差から吸湿厚さ膨張率を求めた。
・ 吸水厚さ膨張率
　 表面材につき、ＪＩＳ　Ａ５９０８吸水厚さ膨張率試験に準じて、２０℃の水中に２４時間浸漬前後での基材厚さの差から吸水厚さ膨張率を求めた。

（実施例１）
　図４に示すような内面形状がステアリングホイール１の外面形状とほぼ等しくなるように形成されているキャビティを有する下型と、下型との接合面上に、キャビティよりも小さい断面半円形状の突出部が形成されている上型を準備した。
　メラミン樹脂６０ｇ／ｍ^２を含浸した目付６０ｇ／ｍ^２のポリエステル不織布からなる接着シートと、木質薄板アユースと、表面化粧材として厚さ０．２ｍｍのクラロウォールナットを準備し、これらをそれぞれ図３に示すような扇形に打ち抜いた。
　接着シートを介して、３枚の木質薄板アユースを重ね合わせて中芯材とし、さらにその中芯材の両面に同様の接着シートを介して表面化粧材を重ね合わせたものを上型と下型の間におき、金型温度１５０℃、圧力１．０ＭＰａとして、５分間加熱、加圧成形してステアリングホイールを横２分割した形状の表面材を得た。
　次に、表面材から、その成形によって生じたバリなどの余分な部分を除去し、表面材同士を突き合わせて接着するための接合面を切削加工した。
　次いで、ステアリングホイールの表側をなす表面材及び裏側をなす表面材３を突き合わせて配すると共に、芯金がこれらの中央に位置するように配し、エポキシ樹脂を用いて接着してステアリングホイール成型体を得た。
　表面材同士の継ぎ目をサンドペーパー等で仕上げた後、ポリエステル塗装を施してステアリングホイールを得た。得られた表面材及びステアリングホイールにつき評価した。その結果を表２に示す。

（実施例２〜４）
　表面化粧材、ポリエステル不織布の目付、接着樹脂含浸量、木質薄板枚数、接着シート枚数を表１に記載のようにした以外は実施例１と同様にして、表面材及びステアリングホイールを得た。得られた表面材及びステアリングホイールにつき評価した。その結果を表２に示す。

（比較例１）
　図３に示すような扇形に打ち抜いた厚さ０．２ｍｍのクラロウォールナットからなる表面化粧材の上に発泡エポキシ樹脂を重ねたものを上型と下型の間においた以外は実施例１と同様にして表面材及びステアリングホイールを得た。得られた表面材及びステアリングホイールにつき評価した。その結果を表２に示す。

（比較例２）
　接着シートを用いる代わりに木質薄板アユースに尿素接着剤をローラー塗布したものを用い、表面化粧材との接着も尿素接着剤を介して重ねたものを上型と下型の間においた以外は実施例１と同様にして表面材及びステアリングホイールを得た。得られた表面材及びステアリングホイールにつき評価した。その結果を表２に示す。

（比較例３）
　中芯材として木質薄板アユース１枚を用いた以外は実施例１と同様にして表面材及びステアリングホイールを得た。得られた表面材及びステアリングホイールにつき評価した。その結果を表２に示す。

　表１、２から明らかなように、木質薄板を中芯材に用いたものは発泡エポキシ樹脂を中芯材に用いたものに比べ耐衝撃性は向上する。
　木質薄板に接着剤を塗布して積層接着したものに比べ、接着シートを介して積層接着したものは耐湿性も耐衝撃性も優れていることがわかる。
　また、木質薄板と接着シートは複数枚用いることにより、耐湿性が向上し、ステアリングホイールの継ぎ目部分の割れを防止できる。また、耐衝撃性も大幅に向上することがわかる。

　このことは、シートに接着樹脂を含浸した接着シートを用いることにより、接着剤による防湿効果が均一に行き渡り、表面材全体にわたって耐湿性を向上させたものと考えられる。
　また、接着シートの基材が補強の役割を果たし、耐衝撃性を向上させたものと考えられる。また木質薄板を複数枚積層することにより、さらに耐湿性、耐衝撃性を向上させ、ステアリングホイール継ぎ目部における割れの発生を防止したものと考えられる。

本発明のステアリングホイールの一例を示す断面図である。 図１のステアリングホイールの要部を示す拡大断面図である。 本発明のステアリングホイールの製造方法を示す概略図である。 本発明のステアリングホイールの製造方法を示す概略断面図である。 本発明のステアリングホイールの製造方法を示す概略断面図である。 本発明のステアリングホイールの製造方法を示す概略断面図である。 従来のステアリングホイールを示す断面図である。 図７のステアリングホイールの要部を示す概略断面図である。

符号の説明

１・・・ステアリングホイール、２・・・芯金、３・・・表面材、４・・・表面化粧材、５・・・木質合板層、６・・・継ぎ目、７・・・接着層、８・・・塗装膜、
９・・・木質薄板、１０・・・接着シート、１１・・・上型、１１ａ・・・突出部、
１２・・・下型、１２ａ・・・キャビティ

Claims (3)

1. 　芯金と、これを覆う表面材とを一体に成型してなるステアリングホイールであって、前記表面材が、表面化粧材と複数枚の木質薄板とを、防湿性を有する接着樹脂を基材に含浸した接着シートを介して積層してなることを特徴とするステアリングホイール。
2. 　前記防湿性を有する接着樹脂が、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、尿素メラミン樹脂、尿素樹脂、及び尿素メラミンフェノール樹脂から選ばれる１種以上の熱硬化性樹脂であ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。
3. 　芯金と、これを覆う表面材とを一体に成形してなるステアリングホイールの製造方法であって、表面化粧材と複数枚の木質薄板とを、防湿性を有する接着樹脂を基材に含浸した接着シートを介して積層させ、一括成形接着することにより表面材を調製する工程を含むことを特徴とするステアリングホイールの製造方法。
   
   
   

Images