JP2007516903A - ステアリング・ホィール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

ステアリング・ホィール（１）がボス（３）から外向きにリム（６）へ延伸しているスポーク（５）を有している。リムは、内部キャビティ（１１）を有している一体成形されたプラスチックコーティング（９）を備えた内部フレーム（６）を有している。キャビティの存在がステアリング・ホィールの全重量を最小化している。キャビティは、まず高温プラスチック材料をほぼ垂直な金型に射出し、続いて金型壁面に隣接するプラスチックが冷却された後に、空気を金型の低部に吹き込むことにより形成される。

Description

本発明は、自動車用のステアリング・ホィールとその製造方法に関する。

一般的なステアリング・ホィールは金属製のインナーフレームを有していて、フレームがステアリング・コラムと、ボスから外周リムに放射状に延伸している複数のスポークとに接続するようになっている中央部分であるボスを有している。一般的なリムは完全な円形状である。

フレームが従来のステアリング・ホィールに取り付けられていたカバーを備えていて、そのカバーはウレタンフォームで形成された内部コアーと、熱可塑性材料のようなプラスチック材料で形成された外側カバー又は覆いとを備えている。ウレタンフォームは軽量であるけれども有毒材料であって現状技術においては再生できない。

ステアリング・ホィールは特殊な寸法であって、ステアリング・ホィールのリム部分は手で容易に握持するのに適切な寸法でなければならない。

本発明の目的は、ウレタンフォームを使用しないで許容範囲の重量である、改善されたステアリング・ホィールを提供することである。

本発明における実施形態において、金属フレームと少なくとも一つのスポークと外周リムとを有している、自動車用のステアリング・ホィールが提供されていて、前記金属フレームがステアリング・コラムに接続されるボス部分を画成し、そして少なくとも前記外周リムが包囲式一体形プラスチック成形品を備えているステアリング・ホィールにおいて、前記包囲式一体形プラスチック成形品には少なくとも一つのキャビティがあることを特徴としている。

本発明における実施形態において、金属フレームと少なくとも一つのスポークと外周リムとを有している、自動車用のステアリング・ホィールが提供されていて、前記金属フレームがステアリング・コラムに接続されるボス部分を画成し、そして少なくとも前記外周リムが包囲式一体形プラスチック成形品を備えているステアリング・ホィールにおいて、前記包囲式一体形プラスチック成形品には単一の閉じたキャビティがあり、前記キャビティの壁面がプラスチック成形品で画成されていることを特徴としている。

利点のあることに、前記金属フレームの前記外周リムが包囲式一体形プラスチック成形品内部における断面で見て前記金属フレームの前記外周リムが中心からオフセットするような位置に配置されている。

利点のあることに、前記金属フレームの前記外周リムが二つの直交するアームを備えていて、前記金属フレームの前記外周リムの重心はいずれの点においても前記金属フレームの前記外周リムに備えられた前記包囲式一体形プラスチック成形品に隣接している。

本発明における実施形態において、金属フレームと少なくとも一つのスポークと外周リムとを有している、自動車用のステアリング・ホィールが提供されていて、前記金属フレームがステアリング・コラムに接続されるボス部分を画成し、そして少なくとも前記外周リムが包囲式一体形プラスチック成形品を備えているステアリング・ホィールにおいて、前記包囲式一体形プラスチック成形品には少なくとも一つのキャビティがあって、前記外周リムが一対の直交しているアームを含んでいて、そして前記包囲式一体形プラスチック成形品内部における断面で見て中心からずれた位置に配置されていることを特徴としている。

好ましくは、前記外周リムを囲んでいる前記包囲式一体形プラスチック成形品の少なくとも一部分がフレキシブルな包囲成形品を備えている。代りに、前記外周リムを囲んでいる前記包囲式一体形プラスチック成形品の少なくとも一部分が、木製又は皮製の外周スリーブを備えている。

本発明における実施形態において、ステアリング・ホィールの製造方法が提供されていて製造方法は：
ステアリング・ホィール用のフレームを受容するためにキャビティを画成する金型を準備する段階であって、前記フレームがステアリング・コラムに取り付けるためのボスを画成している部分と、少なくとも一つのスポークと、前記スポークに接続されたリムとを有しており、前記金型が少なくとも前記リムを囲む金型キャビティを画成していて、前記金型キャビティは、前記ステアリング・ホィールの前記リムを受容するべく前記金型のチャンバの一部分の中に溶融プラスチック材料と噴射剤とを射出するためにインゼクタ装置を備えている、金型を準備する段階と；さらに、
前記金型を力場に設置し、前記力場に対して、前記金型の所定の部分がプラスチック材料で充填されるような位置において前記金型の中に前記プラスチック材料を射出する段階と；
前記プラスチックの少なくとも一部分を固化するために、前記プラスチック材料を前記金型の表面に接触させる段階と；
前記金型の壁面から離れているまだ溶融しているプラスチック材料を前記インゼクタ装置から遠く離れている前記金型の部分に駆動するために、噴射剤を前記金型キャビティの中に射出する段階と；
従って前記駆動されたプラスチック材料を前記金型の前記壁面において固化することが可能になり、従って、前記フレームの前記リムを取り囲んでいて、チャンバとキャビティを組み込んでいる一体成形品を有しているステアリング・ホィールを製作する段階と；
を含んでいる。

好ましくは、前記噴射剤が空気である。

代りに、前記噴射剤がガスである。

代りに、前記噴射剤が水である。

好ましくは、前記インゼクタ装置は前記一体成形品内部の前記キャビティから引き抜かれ、そして前記キャビティがシールされる。

本発明を理解し、その特徴を理解するために、添付図面を参照して本発明を以下に詳述する。

図１において、ステアリング・ホィール１が金属製のフレーム２を備えていて、そのフレーム２は中央部分であるボス３を形成していて、そのボス３はボス３を自動車（図示せず）のステアリング・コラムに取り付けるための穴４を有している。複数のスポーク５がステアリング・ホィールのボス３からほぼ放射状に延伸して備えられている。スポーク５はリム６（図２に詳細を図示）に延伸している。リム６はほぼ円形状であって、各スポーク５に取り付けられている。リム６は、お互いが直角に延伸している二つのアーム７，８を有しているアングル区画に形成されている。

フレーム２には一体成形されたプラスチック材のコーティング９が形成されていて、本実施形態においては、コーティング９はステアリング・ホィールのリム６とスポーク５のリムに近い部分とにコーティングされている。図２に図示するように、成形品９は、リムの接線方向において見ると円形状である。成形品９はほぼ円形の輪かく１０である。キャビティ１１が成形品９内部に形成されていて、空気が充満している。

図２において、フレームのリム６の形状は、成形品９の中心からオフセットしている。従ってリムは一体成形品９外周囲１０のほぼ中心に位置する領域をふさいではいない。キャビティ１１がこの領域を占有している。図２に図示するように、二つの直交的に延伸しているアーム７，８を備えたリム６の形状は、リムの重心が成形品９の中心にほぼ近接している点にあることを意味している。

キャビティ１１の存在はステアリング・ホィールの全体重量を最小化するようになっているけれども、ステアリング・ホィールの外形寸法は所望するものとすることができる。

一体成形品９は図３に図示するように外表面成形品１２を備えていてもよくて、その成形品１２はステアリング・ホィールに適切な“感触”を提供する柔軟で成形しやすい材料でつくられている。代りに、成形品９は皮製又は木製の外表面スリーブでおおわれていてもよい。

キャビティ１１は吹込成形で作られてもよい。

図４−６は図１に図示するステアリング・ホィール１のようなステアリング・ホィールを形成するために使用することのできる金型２０を図示している。金型２０は二つの協働する金型部品２１，２２を備えていて、本発明における別の実施形態においては、より複雑な金型が使われている。金型の二つの部品が成形キャビティ２３を画成している。成形キャビティ２３は、ステアリング・ホィールのリムを成形する成形部分２４と、スポークを囲む成形品部分を成形する部分２５と、ステアリング・ホィールのフレームを成形する部分２６とを画成している。金型がステアリング・ホィールのフレームに比較的しっかりと接触するようになっているので、フレーム２のボス３にいずれのコーティングを施すことなく、かつスポーク５のボス３に近接した部分にいずれのコーティングを施すことなく、プラスチック材料は金型の中に射出され、所望するように一体成形品を形成できるようになっている。

収縮式インゼクタ２７が金型の最下端部（リムにおける“６時”の位置）に備えられている。単一のインゼクタが溶融プラスチック材料と圧縮ガス又は加圧水のような液体の噴射剤との両方を噴射するべく備えられてもよくて、別の実施形態においては複数のインゼクタが備えられていてもよい。

別の実施形態において、インゼクタは収縮式でなく、固定式であってもよくて、スポークのほぼ終点近くに位置していてもよい。

好適な実施形態における金型は、前述の実施形態においては重力場である周囲の力場に関して適切に配置決めされている。従って金型は、インゼクタ７がステアリング・ホィールのリムを形成する金型キャビティ２３の部分２４の最下端部にインゼクタ７が位置するように、直立で配置されている。

フレーム２は金型内部に配置されている。フレームはスペーサ要素により金型の部分から離間されていてもよい。スペーサ要素は金型に形成されていてもよいし、又はフレームに形成されていてもよいし、又はフレームと共に金型の中に挿入されていてもよい。

溶融プラスチック材料は、インゼクタ２７を介して金型キャビティの下部に射出される。プラスチック材料は２００℃を上廻る高温でキャビティに射出される。プラスチック材料は金型キャビティのほぼ半分を満たすように射出されてもよい。金型の壁面に最近接したプラスチック材料は、金型の壁面が低温であることから、冷え始め、そして固化して金型の壁面に隣接したプラスチックの固化“チューブ”を形成する。一方金型の壁面から遠く離れたプラスチック材料は、流体状態にある。従って、ステアリング・ホィールのリム部分が図２のように十字形の場合、外周囲１０に隣接している一体成形品９のプラスチック材料は固化され、一方キャビティ１１の位置に対応する中央部分のプラスチック材料は、液体又は流体状態にある。

続いて、圧縮ガス、又は水のような流体の噴射剤がインゼクタ２７を介して射出されてもよい。噴射剤は、金型の壁面に隣接した固化したプラスチック材料を移動させないけれども、金型の壁面に接触しない溶融プラスチック材料を移動させる。従ってこの材料は、材料が金型キャビティの上部に浮上するまで流体材料のスラグとして金型キャビティを通過してゆく。続いて溶融材料は金型キャビティの上部を形成する金型の壁面に接触し、固化し、成形品９を介して画成されたキャビティ１１を出てゆく。

成形プロセスが完了すると、インゼクタ２７はキャビティから引き抜かれ、完成したステアリング・ホィールがキャビティ２３から取り出される。もし、水が噴射剤として使用された場合、水はステアリング・ホィールが金型から取りはずされるときにドレンされ、そしてリム内のキャビティ１１がシールされる。もし、ガス又は空気が使用された場合、キャビティ１１は簡単にシールすることができる。

完成したステアリング・ホィールの重量は、ウレタンフォームを用いて作られたステアリング・ホィールの重量と同等なものである。ステアリング・ホィールは比較的安価で製作することができ、種々の構造に製作することができる。ステアリング・ホィールは再生材料だけで製作することができ、本発明の製造方法を用いることにより全体コストを低減しマンパワーを低減することが可能となる。

好適な実施形態において、重力の力場が使用される。別の実施形態において、金型は遠心機に設置されてもよくて、遠心力の力場が使用されてもよい。

本明細書及び特許請求の範囲において、“備えている”、“具備する”そしてその変形は特定の形状、方法又は完全体が含まれていることを表わしている。この用語は他の形状、方法、要素を除外するものではない。

図１は、ステアリング・ホィールの斜視図である。 図２は、図１におけるステアリング・ホィールを矢視II−IIから見た断面図である。 図３は、図２と同様の図であって本発明の別の実施形態を図示している。 図４は、図１に図示するタイプのステアリング・ホィールを形成するための金型の断面図である。 図５は、図４における金型の一部の正面図である。 図６は、図５における矢視VI−VIから見た断面図である。

Claims (13)

1. 金属フレーム（２）と少なくとも一つのスポーク（５）と外周リム（６）とを有している、自動車用のステアリング・ホィール（１）であって、
   前記金属フレーム（２）がステアリング・コラムに接続されるボス部分（３）を画成し、そして少なくとも前記外周リム（６）が包囲式一体形プラスチック成形品（９）を備えているステアリング・ホィールにおいて、
   前記包囲式一体形プラスチック成形品には少なくとも一つのキャビティ（１１）があることを特徴とする、
   ステアリング・ホィール。
2. 金属フレーム（２）と少なくとも一つのスポーク（５）と外周リム（６）とを有している、自動車用のステアリング・ホィール（１）であって、
   前記金属フレーム（２）がステアリング・コラムに接続されるボス部分（３）を画成し、そして少なくとも前記外周リム（６）が包囲式一体形プラスチック成形品（９）を備えているステアリング・ホィールにおいて、
   前記包囲式一体形プラスチック成形品には単一の閉じたキャビティ（１１）があり、前記キャビティの壁面がプラスチック成形品で画成されていることを特徴とする、
   ステアリング・ホィール。
3. 金属フレーム（２）と少なくとも一つのスポーク（５）と外周リム（６）とを有している、自動車用のステアリング・ホィール（１）であって、
   前記金属フレーム（２）がステアリング・コラムに接続されるボス部分（３）を画成し、そして少なくとも前記外周リム（６）が包囲式一体形プラスチック成形品（９）を備えているステアリング・ホィールにおいて、
   前記包囲式一体形プラスチック成形品には少なくとも一つのキャビティ（１１）があって、前記外周リムが一対の直交しているアーム（７，８）を含んでいて、そして前記包囲式一体形プラスチック成形品（９）内部における断面で見て中心からずれた位置に配置されていることを特徴とする、
   ステアリング・ホィール。
4. 前記金属フレーム（２）の前記外周リムが包囲式一体形プラスチック成形品（９）内部における断面で見て前記金属フレームの前記外周リムが中心からオフセットするような位置に配置されている、請求項１又は２に記載のステアリング・ホィール。
5. 前記金属フレームの前記外周リムが二つの直交するアームを備えていて、前記金属フレームの前記外周リムの重心はいずれの点においても前記金属フレームの前記外周リムに備えられた前記包囲式一体形プラスチック成形品に隣接している、請求項４に記載のステアリング・ホィール。
6. 前記外周リム（６）を囲んでいる前記包囲式一体形プラスチック成形品（９）の少なくとも一部分がフレキシブルな包囲成形品（１２）を備えている、請求項１−５のいずれか一項に記載のステアリング・ホィール。
7. 前記外周リム（６）を囲んでいる前記包囲式一体形プラスチック成形品（９）の少なくとも一部分が、木製又は皮製の外周スリーブ（１２）を備えている、請求項１−６のいずれか一項に記載のステアリング・ホィール。
8. ステアリング・ホィールの製造方法であって：
   ステアリング・ホィール用のフレーム（２）を受容するためにキャビティ（２４）を画成する金型を準備する段階であって、前記フレームがステアリング・コラムに取り付けるためのボス（３）を画成している部分と、少なくとも一つのスポーク（５）と、前記スポークに接続されたリム（６）とを有しており、前記金型が少なくとも前記リムを囲む金型キャビティを画成していて、前記金型キャビティは、前記ステアリング・ホィールの前記リムを受容するべく前記金型のチャンバの一部分の中に溶融プラスチック材料と噴射剤とを射出するためにインゼクタ装置（２７）を備えている、金型を準備する段階と；さらに、
   前記金型を力場に設置し、前記力場に対して、前記金型の所定の部分がプラスチック材料で充填されるような位置において前記金型の中に前記プラスチック材料を射出する段階と；
   前記プラスチックの少なくとも一部分を固化するために、前記プラスチック材料を前記金型の表面に接触させる段階と；
   前記金型の壁面から離れているまだ溶融しているプラスチック材料を前記インゼクタ装置から遠く離れている前記金型の部分に駆動するために、噴射剤を前記金型キャビティの中に射出する段階と；
   従って前記駆動されたプラスチック材料を前記金型の前記壁面において固化することが可能になり、従って、前記フレームの前記リムを取り囲んでいて、チャンバとキャビティを組み込んでいる一体成形品を有しているステアリング・ホィールを製作する段階と；
   を含んでいるステアリング・ホィールの製造方法。
9. 前記噴射剤が空気である、請求項８に記載のステアリング・ホィールの製造方法。
10. 前記噴射剤がガスである、請求項８に記載のステアリング・ホィールの製造方法。
11. 前記噴射剤が水である、請求項８に記載のステアリング・ホィールの製造方法。
12. 前記インゼクタ装置（２７）は前記一体成形品内部の前記キャビティから引き抜かれ、そして前記キャビティがシールされる、請求項８−１１のいずれか一項に記載のステアリング・ホィールの製造方法。
13. 前記力場が重力場である、請求項８−１２のいずれか一項に記載のステアリング・ホィールの製造方法。

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