JP2008024113A - ステアリングホイール - Google Patents

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Abstract

【課題】軽量化と必要な慣性モーメントの保持を同時に満足するステアリングホイールを新たな設備を要せずにまた部品点数を増加することなく提供すること。
【解決手段】ボス部、スポーク部、リム部を有するマグネシウム合金等の軽量材料からなる芯金の少なくともリム部をポリウレタンにて被覆して形成したステアリングホイールにおいて、前記ポリウレタンの比重を０．７〜０．９、かつショアーＡ硬度４５°〜６０°としたことを特徴とするステアリングホイール。
【選択図】 図１

Description

本発明は、軽量化し、かつ必要な慣性モーメントを備えたステアリングホイールに関する。
従来より燃費向上等のため車輌の軽量化の一環として、ステアリングホイールについてもその軽量化が要求されている。このような要求に応えるものとしてステアリングホイールの芯金を、マグネシウム合金等の軽量な合金からダイキャスト成形して製造したものが提案されている（特許文献１）。また、ガラス繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製のステアリング芯材も提案されている（特許文献２）。
他方、ステアリングホイールには高い慣性モーメント性能も要求されている。
しかし、ステアリングホイールを軽量化した場合、その慣性モーメントは小さくなるために、そのことによる不具合も発生する。例えば前記特許文献２にはＦＲＰ芯材のステアリングホイールではその軽量のために、周方向振動を起こしやすいという問題が生じることが指摘されている。そして、その対策として、リム部に対しては金属線などの比重の大きい繊維を巻き付けてリム部を重くすることが提案されている。しかし、こうした方法では設備面からもまた工数が増加することからも高コストが避けられない。
また、リム部を重くする手段としては、芯金リング部に鉄製のインサートマスをアルミテープで仮固定してから、ポリウレタン成形するなどの方法もあるが、このような方法も部品点数、工数の増加からコスト面で不利となる。
特開平１０−２０３３７６号公報 特公平６−９８７１２号公報
本発明は、こうした状況のもとで、軽量化と必要な慣性モーメントの保持という二律背反的なこれらの双方を同時に満足するステアリングホイールを新たな設備を要せずに、また部品点数を増加することなく提供することを目的とするものである。
本発明者らは、鋭意検討した結果、ステアリングホイールの芯材を軽量材から構成し、少なくともリム部を被覆するポリウレタンとして、特定の比重、硬度を有するポリウレタンを使用することにより前記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、
［１］ボス部、スポーク部、リム部を有する軽量化芯材の少なくともリム部をポリウレタンにて被覆して形成したステアリングホイールにおいて、前記ポリウレタンの比重が０．７〜０．９、かつショアーＡ硬度４５°〜６０°であり、ステアリングホイール本体重量が１．０ｋｇ〜２．５ｋｇ、好ましくは１．５ｋｇ〜１．８ｋｇであることを特徴とするステアリングホイール、
［２］軽量化芯材がマグネシウム合金であることを特徴とする［１］記載のステアリングホイール、
［３］前記ポリウレタンはウレタン原料から発生するガスの発生量を０．８Ｌ／ｋｇ〜１．５Ｌ／ｋｇとするとともに、ポリオール中の架橋剤を３％〜５％としたことを特徴とする［１］記載のステアリングホイールに関する。
なお、本発明において、ステアリングホイール本体とは、通常ステアリングホイールボス部に組み付けられるエアバッグモジュールは含まず、リム部、スポーク部、ボス部からなる芯材及び被覆ポリウレタン樹脂から構成されるものを意味する。また、前記ガス発生量は、ウレタン原料中の発泡剤が発生する０℃、１気圧でのガス発生量を意味する。
本発明によれば、リム部に質量を調整するための特別な部材をわざわざ取付ける等という煩雑な構成を要することなく、軽量化したステアリングホイールの慣性モーメントを適性値にすることができる。しかも、芯金を被覆するポリウレタン樹脂材料の物性の選択によるものであるから、その慣性モーメントの適正化は効率的である。
加えて、高質量でも本発明の硬度のポリウレタン樹脂は、ソフトな触感を付与できる。
本発明においては、ステアリングホイール本体の軽量化のために、芯材を軽量化し、かつその軽量化に伴いステアリングホイールの慣性モーメントの適性化を図るとともにドライバーが握持したときの感触をソフトに保持するようにするために、少なくともリム部を被覆するポリウレタン樹脂の比重と硬度を選択することが重要である。その他のステアリングホイールの構成については特に制限はない。
したがって、軽量化芯材を被覆成形する際に、少なくともリム部が所定の比重、硬度となるように成形材料の配合ないし成形条件を調整すること以外は、通常のポリウレタンを使用する射出成形により製造することができる。そして、前記配合処方などはポリウレタン製品の物性に合わせて容易に行うことができる。
本発明において、スポーク部及びリム部を前記の比重及び硬度のポリウレタン樹脂で被覆するには、樹脂材料中の発泡剤の配合量を調整して発生するガスの発生量を０．８Ｌ／ｋｇ〜１．５Ｌ／ｋｇとすることが好ましい。より好ましくは１．０Ｌ／ｋｇ〜１．３Ｌ／ｋｇである。０．８Ｌ／ｋｇ未満では発泡不足で完全充填できない場合があり、また１．５Ｌ／ｋｇを超えると比重が所定の値を超えて小さくなる。そして、ガスの発生量が０．８Ｌ／ｋｇ〜１．５Ｌ／ｋｇであれば前記所定の比重を得ることができる。
また、ドライバーがステアリングホイールを把持したとき、ソフトな感触を得られるように、ショアーＡ硬度を４５°〜６０°とする必要があるが、このためには成形材料（ポリオール）中の架橋剤の量を３％〜５％とすることが好ましく、また４％〜５％がより好ましい。
なお、一般的なステアリングホイールのポリウレタン樹脂被覆の際の発泡量は、２Ｌ／ｋｇ程度で、比重が０．４５〜０．５５程度であり、また、ポリオール中の架橋剤の量は６％程度である。
本発明に使用する軽量化芯材としては、一般的な鋳鉄製の芯材に比較して軽量であるものを使用することができる。例えば、マグネシウム、チタン、アルミニウム等の軽合金の鋳造品、ガラス繊維強化樹脂、板金をプレスにて形成した部材を接合したプレス芯材等がある。これらの中で、鋳造が容易でより軽量でありながら強度にも優れたマグネシウム合金が特に好ましい。
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のステアリングホイールの一例を示す説明図である。図２は、図１中のＫ−Ｋ線断面説明図である。図１、２中、１はリム部、２はスポーク部、３はボス部、ａは所定の比重及び硬度のポリウレタン樹脂被覆、ｂは芯材を示す。また、図３は同従来品の説明図で、図４は図３中Ｋ−Ｋ線断面説明図であり、図３、４中、ｃは鉄製インサートマス、ｄはアルミテープ、ｅは比重０．６以下のポリウレタン樹脂被覆を示す。
本発明のステアリングホイールの製造は、基本的には通常のステアリングホイールの製造と同様の射出成形方法により行うことができる。すなわち、芯材を金型内に配置し、その芯材の少なくともリム部に対応する部分を反応射出成形によりポリウレタン樹脂被覆することにより製造することができる。その際に、ポリウレタン樹脂が本発明所定の比重と硬度とを具備するようにポリオール及びポリイソシアネート成形材料の配合処方を選択すればよい。
例えば、ポリオール材料として３官能ポリエーテルポリオール９０〜９５重量部（９３重量部）、触媒０．２〜０．６重量部（０．４重量部）、架橋剤３〜５重量部、整泡剤０．２重量部、発泡剤０．５重量部、顔料０．８重量部、耐光剤０．２〜０．６重量部（０．４重量部）；ポリイソシアネート材料として変成ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）２５〜４５重量部（３０重量部）などである。
なお、本発明のステアリングホイールのボス部には、別途成形されてエアバッグカバー体が取付られる。そして、その内部には常法にしたがってエアバッグが内臓される。
本発明の軽量化ステアリングホイールは、これまでの比重０．６程度のポリウレタン樹脂被覆したマグネシウム芯材を使用した軽量化ステアリングホイールでは適正な慣性モーメントを得るために必要であった２００ｇ〜３００ｇのウエイトを不要とすることができ、その結果比重の大きい樹脂被覆を要するものの、トータルとしては１５０ｇ程度の軽量化を図ることができた。なお、ウエイトを設けずにマグネシウム芯材を使用してかつ従来の比重０．６程度のポリウレタン樹脂被覆を行った場合には、軽量化の点では最も優れるが、ステアリングホイールの慣性モーメントは不適正となり、周方向振動などの不具合の発生のおそれが生じることとなる。また、従来の鋳鉄製芯材を使用した場合にはウエイトは不要であるが、前記いずれのステアリングホイールよりも重くなる。
本発明において、好ましいマグネシウム芯材を使用した場合のステアリングホイール本体の重量は、１．５〜１．８ｋｇであり、従来の鉄とアルミニウム芯材では２．０〜２．２ｋｇ、すべて鋳鉄製の芯材では２．５〜３．０ｋｇである。
本発明のステアリングホイールの説明図。 図１中、Ｋ−Ｋ線断面説明図。 従来のステアリングホイールの説明図。 図３中、Ｋ−Ｋ線断面説明図。
符号の説明
１：リム部、２はスポール部、３はボス部、ａは所定の比重と硬度をもつポリウレタン被覆、ｂは芯材、ｄはアルミテープ、ｅは比重０．６以下のポリウレタン樹脂被覆

Claims (3)

  1. ボス部、スポーク部、リム部を有する軽量化芯材の少なくともリム部をポリウレタンにて被覆して形成したステアリングホイールにおいて、前記ポリウレタンの比重が０．７〜０．９、かつショアーＡ硬度４５°〜６０°であり、ステアリングホイール本体の重量が１．０ｋｇ〜２．５ｋｇであることを特徴とするステアリングホイール。
  2. 軽量化芯材がマグネシウム合金であることを特徴とする請求項１記載のステアリングホイール。
  3. 前記ポリウレタンはウレタン原料から発生するガスの発生量を０．８Ｌ／ｋｇ〜１．５Ｌ／ｋｇとするとともに、ポリオール中の架橋剤を３％〜５％としたことを特徴とする請求項１記載のステアリングホイール。
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