JP2009126361A - ステアリングホイール芯金、ステアリングホイール、ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両に搭載される車両操舵用のステアリングホイールにおいて、ステアリングホイール芯金の軽量化と剛性維持の両立を図るのに有効な技術を提供する。
【解決手段】 車両に搭載される車両操舵用のステアリングホイール１０１において、特にステアリングホイール芯金１０２のうちの環状部１０２ａを、金属製の第１半割部１０４ａと樹脂製の第２半割部１０５ａを互いに重ね合わせて構成するとともに、これら第１半割部１０４ａと第２半割部１０５ａとで区画される領域に、当該ステアリングホイール芯金１０２の延在面に対し交差状に延在する複数の延在片を介在させ、これら複数の延在片が第１半割部１０４ａ及び第２半割部１０５ａの各々の内周面に倣うように構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両に搭載される車両操舵用のステアリングホイールの構築技術に関するものである。

従来、例えば下記特許文献１には、車両操舵用のステアリングホイールの構成が開示されている。特許文献１に記載のこのステアリングホイールは、金属材料からなる断面半割状の部位を有する上部シェル及び下部シェルを互いに重ね合わせることによって、金属材料からなる円環状の部位を有するステアリングホイール芯金が形成されるように構成されている。この種のステアリングホイールの設計に際しては、ステアリングホイール芯金の剛性を低下させることなく軽量化を図る要請がある。
特開２０００−２１１５２９号公報

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、車両に搭載される車両操舵用のステアリングホイールにおいて、ステアリングホイール芯金の軽量化と剛性維持の両立を図るのに有効な技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明が構成される。なお、本発明は、自動車をはじめ、バス、タクシー、船舶、電車等の移動体全般に搭載される車両操舵用のステアリングホイールの構築技術に対し適用され得る。

本発明にかかるステアリングホイール芯金は、車両操舵用のステアリングホイールのホイール骨格を形成する芯金部分である。すなわち、このステアリングホイール芯金は、金属材料によってステアリングホイールの芯となる部分に設けられて、ステアリングホイール自体の強度を確保する骨格部分として構成される部材であって、ステアリングホイールを構成する「ステアリングホイール骨格」ないし「ステアリングホイール芯材」とも称呼され得る。このステアリングホイール芯金は、ボス部、環状部、スポーク部を少なくとも有する。ボス部は、ステアリングホイール芯金の各部位のうち当該ステアリングホイール芯金とステアリングシャフトを連結する部位として構成される。環状部は、ステアリングホイール芯金の各部位のうち円環状に構成されるとともに断面が円筒状とされた部位として構成される。スポーク部は、ステアリングホイール芯金の各部位のうちボス部と環状部を連結する部位として構成される。

特に環状部の構成に関し、この環状部は、第１半割部及び第２半割部が互いに重ね合わせられて形成されている。第１半割部は、円環状に構成されるとともに断面が半割状とされた金属製の部位として構成され、第２半割部は、円環状に構成されるとともに断面が半割状とされた樹脂製の部位として構成される。第１半割部及び第２半割部は、典型的には断面が半円状、半楕円状、略Ｃ字状ないし略Ｕ字状の部位として構成される。また、この環状部は、特に第１半割部と第２半割部とで区画される領域に、当該ステアリングホイール芯金の延在面に対し交差状に延在する複数の延在片を介在させた構成であり、これら複数の延在片が第１半割部及び第２半割部の各々の内周面に倣うように構成されている。ここでいう「交差状」には、ステアリングホイール芯金の延在面、すなわち円環状の第１半割部や第２半割部の延在面に対し交差する方向に延在する構成を広く包含する主旨であり、典型的にはステアリングホイール芯金の延在面と直交する方向に延在する構成を採用することができる。また、第１半割部と第２半割部とで区画される領域に介在する複数の延在片は、第１半割部及び第２半割部のいずれか一方と一体構造とされてもよいし、或いは第１半割部や第２半割部と別体構成とされてもよい。

本発明にかかるステアリングホイール芯金のこのような構成によれば、軽量化と剛性維持の両立を図ることが可能となる。すなわち、第２半割部を樹脂材料によって形成することにより、例えば第１半割部及び第２半割部の両方を金属材料によって形成する場合に比して、ステアリングホイール芯金全体としての軽量化を図ることが可能となる。一方、第１半割部と第２半割部とで区画される空間領域に、ステアリングホイール芯金の延在面に対し交差状に延在する複数の延在片が介在するため、これら複数の延在片がステアリングホイール芯金を補強する補強用のリブとしての機能を果たし、第２半割部を樹脂材料によって構成した場合であっても、ステアリングホイール全体としての強度低下の発生を防止することが可能となる。また、複数の延在片が第１半割部及び第２半割部の各々の内周面に倣うため、第１半割部と第２半割部とで区画される空間領域が延在片によって塞がれることとなり、これによりステアリングホイール全体としての形状維持性を得ることが可能となる。

本発明にかかるステアリングホイール芯金の更なる形態では、第１半割部と延在片が一体状に構成されているのが好ましい。ここでいう「一体状」に関しては、第１半割部の成形時にこの第１半割部の内周面に複数の延在片が形成される形態や、第１半割部の成形後にこの第１半割部の内周面に複数の延在片が接合される形態を包含する主旨である。このような構成によれば、ステアリングホイール芯金の部品点数や製造コストを抑えることが可能となる。

本発明にかかるステアリングホイールは、当該ステアリングホイールのホイール骨格を形成するステアリングホイール芯金と、ステアリングホイール芯金の周囲を被覆する樹脂製の被覆部を少なくとも備える。このステアリングホイールのステアリングホイール芯金は、前記構成のステアリングホイール芯金と同様の構成を有する。このような構成によれば、ステアリングホイール芯金の軽量化と剛性維持の両立を図ることが可能なステアリングホイールが提供される。また、ステアリングホイール全体としての形状維持性を得ることが可能となる。

本発明にかかるステアリングホイールの更なる形態では、前記のステアリングホイール芯金は、第１半割部と延在片が一体状に構成されているのが好ましい。このような構成によれば、ステアリングホイール芯金の部品点数や製造コストを抑えることが可能なステアリングホイールが提供される。

本発明にかかる更なる形態のステアリングホイールは、ステアリングホイール芯金の各部位のうちボス部を被覆する樹脂製の被覆部材を備える構成とされる。この被覆部材を環状部側へと延出させることによって、前記の第２半割部が構成される。このような構成によれば、ステアリングホイール芯金の環状部を構成する部材とボス部を被覆する部材を、第２半割部によって兼務することが可能となるため合理的である。

本発明にかかるステアリング装置は、前記構成のステアリングホイールと、エアバッグモジュールを少なくとも備える。エアバッグモジュールは、ステアリングホイールの外形内に配設され、車両衝突時に乗員拘束領域に展開膨張するエアバッグによって車両乗員を拘束する構成とされる。このような構成によれば、ステアリングホイール芯金の軽量化と剛性維持の両立を図ることが可能なステアリングホイールを備えるステアリング装置が提供される。

以上のように、本発明によれば、車両操舵用のステアリングホイールにおいて、特にステアリングホイール芯金のうちの環状部を、金属製の第１半割部と樹脂製の第２半割部を互いに重ね合わせて構成するとともに、これら第１半割部と第２半割部とで区画される領域に、当該ステアリングホイール芯金の延在面に対し交差状に延在する複数の延在片を介在させ、これら複数の延在片が第１半割部及び第２半割部の各々の内周面に倣うように構成することによって、第２半割部を樹脂製とすることによる軽量効果と、第１半割部及び第２半割部の各々の内周面に倣う複数の延在片による剛性向上効果を得ることができ、以ってステアリングホイール芯金の軽量化と剛性維持の両立を図ることが可能となった。

以下、本発明における「ステアリング装置」の一実施の形態であるステアリング装置１００に関し図面を参照しつつ説明する。本実施の形態のステアリング装置１００の全体構成に関しては図１が参照される。ここで、図１には本実施の形態のステアリング装置１００の平面図が示される。

図１に示すように、本実施の形態のステアリング装置１００は、運転者が車両操舵に用いる環状のステアリングホイール１０１と、このステアリングホイール１０１の外形内に装着されるエアバッグモジュール１１０を少なくとも備えている。ここでいうステアリングホイール１０１が、本発明における「車両操舵用のステアリングホイール」に対応しており、またここでいうエアバッグモジュール１１０が、本発明における「エアバッグモジュール」に対応している。

エアバッグモジュール１１０は、エアバッグ１１２、リテーナー１１４、モジュールカバー（「モジュールパッド」或いは「エアバッグカバー」ともいう）１１６、インフレータ１１８を少なくとも備えている。エアバッグ１１２は、予め所定の形状に折畳まれた状態でリテーナー１１４に収容されるエアバッグ体として構成される。このエアバッグ１１２は、車両衝突前にはモジュールカバー１１６によって乗員（「運転者」ともいう）側が覆われる一方、車両衝突時にはインフレータ１１８からの展開膨張用のガスの供給によって、モジュールカバー１１６をテアライン（図示省略）にしたがって開裂させながら、乗員が拘束される乗員拘束領域に向けて展開膨張する。

ステアリングホイール１０１は、その構成要素がステアリングホイール芯金１０２及び被覆部１０３に大別される。ステアリングホイール芯金１０２は、ステアリングホイール１０１のホイール骨格を形成する芯金部分であり、ステアリングホイール１０１の芯となる部分に設けられて、ステアリングホイール１０１自体の強度を確保する骨格部分として構成される。従って、ここでいうステアリングホイール芯金１０２は、ステアリングホイール１０１を構成する「ステアリングホイール骨格」ないし「ステアリングホイール芯材」とも称呼され得る。このステアリングホイール芯金１０２は、円環状に構成される環状部１０２ａ、ボス部１０２ｂ及びスポーク部１０２ｃを少なくとも備える。環状部１０２ａは、ステアリングホイール芯金１０２においてホイール外形を規定するべく環状に形成された部位として構成されている。ボス部１０２ｂは、ステアリングホイール芯金１０２の中央領域において、車両操舵軸としてのステアリングシャフト（図示省略）に連結される部位として構成される。スポーク部１０２ｃは、環状部１０２ａとボス部１０２ｂを連結する部位として構成され、図１では３つのスポーク部１０２ｃを備える場合について記載している。ここでいうステアリングホイール芯金１０２が、本発明における「ステアリングホイール芯金」に相当する。また、ここでいう環状部１０２ａ、ボス部１０２ｂ及びスポーク部１０２ｃがそれぞれ、本発明における「環状部」、「ボス部」及び「スポーク部」に相当する。

一方、被覆部１０３は、ステアリングホイール芯金１０２の上側シェル部（後述する上部シェル１０４）を被覆する樹脂材料製の被覆部として構成される。すなわち、この被覆部１０３は、ステアリングホイール芯金１０２の樹脂成型の際の樹脂層とされる。典型的には、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ウレタン樹脂等の工業樹脂によるインジェクション成形によって、ステアリングホイール芯金１０２の上側シェル部に被着された被覆部１０３が形成される。ここでいう被覆部１０３が、本発明における「被覆部」に相当する。

ここで、本実施の形態のステアリングホイール芯金１０２の詳細な構成を、図２〜図５を参照しつつ説明する。図２には図１中のステアリングホイール１０１の分解斜視図が示され、図３には図１中のステアリングホイール１０１の分解断面構造が示される。また、図４には本実施の形態のステアリングホイール芯金１０２の環状部１０２ａの断面構造が示され、また図５には図４中の環状部１０２ａを構成する第１半割部１０４ａの斜視図が示されている。

図２及び図３に示すように、ステアリングホイール芯金１０２は、金属材料によって構成される上部シェル１０４と、樹脂材料によって構成される下部シェル１０５からなり、ステアリングホイール成形時に上部シェル１０４の表面が被覆部１０３によって被覆される。このステアリングホイール芯金１０２の環状部１０２ａは、上部シェル１０４のうち円環状に構成されるとともに断面が半割状とされた金属製の第１半割部１０４ａと、下部シェル１０５のうち円環状に構成されるとともに断面が半割状とされた樹脂製の第２半割部１０５ａを互いに重ね合わせることで、断面が円筒状となるように構成されている。第１半割部１０４ａ及び第２半割部１０５ａは、典型的には断面が半円状、半楕円状、略Ｃ字状ないし略Ｕ字状の部位として構成される。金属製の上部シェル１０４は、典型的にはマグネシウム合金或いはアルミニウム合金等によって構成される。また、樹脂製の下部シェル１０５は、典型的には、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ウレタン樹脂等の工業樹脂によるインジェクション成形によって形成される。ここでいう第１半割部１０４ａ及び第２半割部１０５ａが、それぞれ本発明における「第１半割部」及び「第２半割部」に相当する。また、金属材料のみによって構成された上部シェル１０４の単体をステアリングホイール芯金と称呼することもできる。

このような構成によれば、少なくとも下部シェル１０５を樹脂材料によって形成することにより、例えば上部シェル及び下部シェルの両方を金属材料によって形成する場合に比して、ステアリングホイール芯金１０２全体としての軽量化を図ることが可能となる。また、ステアリングホイール１０１の表皮意匠部分が、被覆部１０３及び下部シェル１０５による分割構造とされるため、デザインの自由度が増えるとともに、加飾の加工を簡単に行うことが可能となる。

また、本構成に関しては、図３に示すように、ボス部１０２ｂを被覆する樹脂製の被覆部材１０６を延出させることによって下部シェル１０５を構成するのが好ましい。このような構成によれば、ステアリングホイール芯金１０２の環状部１０２ａを構成する部材とボス部の下面を被覆する部材を、第２半割部１０５ａによって兼務することが可能となるため合理的である。

また、図４及び図５に示すように、本実施の形態では、第１半割部１０４ａと第２半割部１０５ａとで区画される空間領域に、ステアリングホイール芯金１０２の延在面に対し交差状に延在する金属製の延在片１０７が複数介在するように構成されている。これら複数の延在片１０７は、所定の板厚を有する円形の平板によって形成されており、第１半割部１０４ａの内周面１０４ｂに倣うように構成され、且つ第２半割部１０５ａの内周面１０５ｂに倣うように構成されている。この延在片１０７の設置位置や設置数は、第１半割部１０４ａと第２半割部１０５ａとで区画される空間領域内において任意に設定可能である。ここでいう延在片１０７が、本発明における「延在片」に相当する。

このような構成によれば、複数の延在片１０７がステアリングホイール芯金１０２を補強する補強用のリブとしての機能を果たし、下部シェル１０５を樹脂材料によって構成した場合であっても、ステアリングホイール１０１全体としての強度低下の発生を防止することが可能となる。また、複数の延在片１０７が第１半割部１０４ａ及び第２半割部１０５ａの各々の内周面に倣うため、第１半割部１０４ａと第２半割部１０５ａとで区画される空間領域が延在片１０７によって塞がれることとなり、これによりステアリングホイール１０１全体としての形状維持性を得ることが可能となる。

なお、金属製のこれら複数の延在片１０７は、いずれも図４に示すように金属製の第１半割部１０４ａと一体状に構成されるのが好ましい。ここでいう「一体状」に関しては、上部シェル１０４（第１半割部１０４ａ）の成形時にこの第１半割部１０４ａの内周面に複数の延在片１０７が形成される形態や、上部シェル１０４（第１半割部１０４ａ）の成形後にこの第１半割部１０４ａの内周面に複数の延在片１０７が接合される形態を包含する主旨である。第１半割部１０４ａ及び複数の延在片１０７を一体成形する場合には、マグネシウム合金或いはアルミニウム合金等によるダイキャスト成形を用いるのが好ましい。このような構成によれば、ステアリングホイール芯金１０２の部品点数や製造コストを抑えることが可能となる。

上記構成の上部シェル１０４（第１半割部１０４ａ）及び下部シェル１０５（第２半割部１０５ａ）の接合形態に関しては、ネジ係合による固定形態をはじめ、摩擦溶着や超音波溶着による形態等を適宜用いることが可能である。特に、ネジ係合による固定形態を用いる場合には、例えば図５中に記載のネジ穴１０４ｃのような穴ないし孔を用いることによって、第１半割部１０４ａと第２半割部１０５ａを互いに接続固定することができる。この場合、上部シェル１０４を被覆する被覆部１０３と下部シェル１０５を、互いに異なる材質や形状によって構成することができ、例えばステアリングホイール１０１のグリップ表皮の感触や太さなどを、使用者の好みに応じて容易にカスタマイズすることが可能となる。

また、上部シェル１０４を被覆する被覆部１０３や下部シェル１０５の表面構造に関しては、被覆部１０３や下部シェル１０５の表面に直に単色塗装や模様プリントを施すことによって加飾を行う形態や、被覆部１０３や下部シェル１０５の表面に本革、合成皮革、金属板、織布、織物、樹脂板、ゴムシート等を接着することによって加飾を行う形態などを適宜採用することができる。

以上のように、本実施の形態のステアリングホイール芯金１０２、ステアリングホイール１０１及びステアリング装置１００の構成によれば、ステアリングホイール芯金１０２のうちの環状部１０２ａを、金属製の第１半割部１０４ａと樹脂製の第２半割部１０５ａを互いに重ね合わせて構成するとともに、これら第１半割部１０４ａと第２半割部１０５ａとで区画される領域に複数の延在片１０７を介在させ、これら複数の延在片１０７が第１半割部１０４ａ及び第２半割部１０５ａの各々の内周面に倣うように構成することによって、第２半割部１０５ａを樹脂製とすることによる軽量効果と、第１半割部１０４ａ及び第２半割部１０５ａの各々の内周面に倣う複数の延在片１０７による剛性向上効果を得ることができ、以ってステアリングホイール芯金１０２の軽量化と剛性維持の両立を図ることが可能となる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施の形態では、ボス部１０２ｂを被覆する被覆部材１０６を延出させることによって下部シェル１０５（第２半割部１０５ａ）を構成する場合について記載したが、必要に応じては、第２半割部１０５ａを被覆部材１０６と別体構造とする構成を採用することもできる。

また、上記実施の形態では、第１半割部１０４ａと第２半割部１０５ａとで区画される空間領域に介在する複数の延在片１０７が、第１半割部１０４ａと一体状に構成される金属製の延在片とされる場合について記載したが、本発明では、複数の延在片１０７を第１半割部１０４ａや第２半割部１０５ａとは別体構造とすることもできる。また、本発明では、延在片１０７に代えて或いは加えて、第２半割部１０５ａと一体状に構成される樹脂製の延在片であって、延在片１０７と同様の形状の延在片を採用することもできる。

また、上記実施の形態では、自動車のステアリング装置の構成について記載したが、本発明は、自動車以外の車両、例えばバス、タクシー、船舶、電車等の移動体全般におけるステアリング装置の構成に適用可能な技術である。

本実施の形態のステアリング装置１００の平面図である。 図１中のステアリングホイール１０１の分解斜視図である。 図１中のステアリングホイール１０１の分解断面構造を示す図である。 本実施の形態のステアリングホイール芯金１０２の環状部１０２ａの断面構造を示す図である。 図４中の環状部１０２ａを構成する第１半割部１０４ａの斜視図である。

符号の説明

１００ ステアリング装置
１０１ ステアリングホイール
１０２ ステアリングホイール芯金
１０２ａ 環状部
１０２ｂ ボス部
１０２ｃ スポーク部
１０３ 被覆部
１０３ａ 内壁面
１０４ 上部シェル
１０４ａ 第１半割部
１０４ｂ 内周面
１０４ｃ ネジ穴
１０５ 下部シェル
１０５ａ 第２半割部
１０５ｂ 内周面
１０６ 被覆部材
１０７ 延在片
１１０ エアバッグモジュール
１１２ エアバッグ
１１４ リテーナー
１１６ モジュールカバー
１１８ インフレータ

Claims (6)

1. 車両操舵用のステアリングホイールのホイール骨格を形成するステアリングホイール芯金であって、
   当該ステアリングホイール芯金とステアリングシャフトを連結するボス部と、
   円環状に構成されるとともに断面が円筒状とされた環状部と、
   前記ボス部と前記環状部を連結するスポーク部と、
   を備え、
   前記環状部は、円環状に構成されるとともに断面が半割状とされた金属製の第１半割部と、円環状に構成されるとともに断面が半割状とされた樹脂製の第２半割部が互いに重ね合わせられて形成されるとともに、前記第１半割部と前記第２半割部とで区画される領域に、当該ステアリングホイール芯金の延在面に対し交差状に延在する複数の延在片を介在させた構成であり、これら複数の延在片が前記第１半割部及び第２半割部の各々の内周面に倣うように構成されていることを特徴とするステアリングホイール芯金。
2. 請求項１に記載のステアリングホイール芯金であって、
   前記第１半割部と前記延在片が一体状に構成されていることを特徴とするステアリングホイール芯金。
3. 車両操舵用のステアリングホイールであって、
   当該ステアリングホイールのホイール骨格を形成するステアリングホイール芯金と、
   前記ステアリングホイール芯金の周囲を被覆する樹脂製の被覆部と、
   を備え、
   前記ステアリングホイール芯金は、当該ステアリングホイール芯金とステアリングシャフトを連結するボス部と、円環状に構成されるとともに断面が円筒状とされた環状部と、前記ボス部と前記環状部を連結するスポーク部と、を備え、
   前記環状部は、円環状に構成されるとともに断面が半割状とされた金属製の第１半割部と、円環状に構成されるとともに断面が半割状とされた樹脂製の第２半割部が互いに重ね合わせられて形成されるとともに、前記第１半割部と前記第２半割部とで区画される領域に、当該ステアリングホイール芯金の延在面に対し交差状に延在する複数の延在片を介在させた構成であり、これら複数の延在片が前記第１半割部及び第２半割部の各々の内周面に倣うように構成されていることを特徴とするステアリングホイール。
4. 請求項３に記載のステアリングホイールであって、
   前記ステアリングホイール芯金は、前記第１半割部と前記延在片を一体状とした構成であることを特徴とするステアリングホイール。
5. 請求項３または４に記載のステアリングホイールであって、
   前記ステアリングホイール芯金の各部位のうち前記ボス部を被覆する樹脂製の被覆部材を備え、
   前記第２半割部は、前記被覆部材を前記環状部側へと延出させた構成であることを特徴とするステアリングホイール。
6. 車両操舵用のステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールの外形内に配設され、車両衝突時に乗員拘束領域に展開膨張するエアバッグによって車両乗員を拘束するエアバッグモジュールと、
   を備え、
   前記ステアリングホイールは、請求項３から５のうちのいずれか１項に記載のステアリングホイールを用いて構成されていることを特徴とするステアリング装置。

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