JP2013233905A - ステアリングホイール - Google Patents

Abstract

【課題】重量軽量化を図りつつ、固有周波数が車体振動との共振周波数に近づくのを抑制する。
【解決手段】ステアリングホイールは、それぞれ別体として形成されたリム部芯金３、ボス部芯金４、およびスポーク部芯金５からなるステアリング芯金１を有しており、そのスポーク部芯金がリム部芯金に対し直接的に接続される構造となっている。そして、リム部芯金とスポーク部芯金の接続部に、剛性強化部材６が重ね合わせるように組み付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などに操舵用として装備されるステアリングホイールに関する。

操舵用のステアリングホイールは、自動車などの操舵機構におけるステアリングシャフトに連結され、運転者による操舵力を操舵機構に伝えるのに用いられる。このステアリングホイールは、運転者が把持して回転操舵を行うための環状のリム部と、リム部の中心軸上に配置されてステアリングシャフトへの連結部となるボス部と、これらリム部とボス部をつなぐスポーク部とを備えている。またステアリングホイールは、これらリム部、ボス部、スポーク部のそれぞれに対応するリム部芯金、ボス部芯金、スポーク部芯金からなるステアリング芯金を有する。そして、このステアリング芯金を、加飾や手触り性などのための被覆体で覆った構造であるのが一般的である。

このようなステアリングホイールのステアリング芯金に関する技術として、例えば特許文献１が既に知られている。この従来技術では、ステアリング芯金におけるリム部芯金と、ボス部芯金と、スポーク部芯金とが、一体的に形成されている。

実開平４−６２２７２号公報

近年、製造組み立て上の便宜やコストダウンの観点から、上記従来技術のような一体構造に代え、リム部芯金とそれ以外の部分（スポーク部芯金及びボス部芯金）とを別体とする構造が考えられつつある。しかしながらこの場合、リム部芯金とスポーク部芯金との接続部の剛性が弱くなる結果、ステアリング芯金の全体的な剛性が低下し、それによってステアリング芯金の固有周波数が車体振動との共振周波数に近づき易くなる。この結果、車体振動がステアリングホイールに伝わり易くなり、乗員の快適性を低下させるという問題があった。これを回避するために、リム部芯金の肉厚を増大させ強度を向上することも考えられるが、その場合は、ステアリングホイール全体の重量増大を招く。

本発明の目的は、重量軽量化を図りつつ、固有周波数が車体振動との共振周波数に近づくのを抑制することを可能とするステアリングホイールを提供することにある。

上記目的を達成するために、本願第１発明は、環状のリム部芯金と、前記リム部芯金の中心軸上に配されるボス部芯金と、前記リム部芯金と前記ボス部芯金とをつなぐスポーク部芯金と、を備えたステアリング芯金を有するステアリングホイールにおいて、前記リム部芯金と前記スポーク部芯金との接続部に、剛性強化手段を設けたことを特徴とする。

本願第１の発明では、リム部芯金とスポーク部芯金の接続部に剛性強化手段を設け、その剛性強化手段により接続部に対し局所的に剛性強化を行う。剛性強化を行うことで、ステアリング芯金の固有周波数が車体振動との共振周波数に近づいてしまうのを抑制することができるとともに、その際の剛性強化を部分的にとどめることで、ステアリング芯金の軽量化を図ることができる。

第２発明は、上記第１発明において、前記剛性強化手段は、前記接続部に重ね合わせるように組み付けられる剛性強化部材であることを特徴とする。

第２の発明によれば、必要な剛性強化手段をより簡易に実現できる。すなわち、例えば接続部の幅の数倍程度の長さで接続部を覆うのに足りるサイズの剛性強化部材を付加するだけで、ステアリング芯金の固有周波数の適切な調整を可能とする剛性強化手段を実現できる。

第３発明は、上記第１発明において、前記剛性強化手段は、他の部位よりも広い幅を備えるように前記スポーク部芯金に備えられ、前記スポーク部芯金を前記リム部芯金に接続する広幅リム側接続端であることを特徴とする。

第３の発明によれば、スポーク部芯金の既存のリム側接続端を広幅リム側接続端に形状変更するだけ済み、部品点数の増加を招くことなく、ステアリング芯金の固有周波数の適切な調整を可能とする剛性強化手段を実現できる。

第４発明は、上記第３発明において、広幅リム側接続端の幅は、前記スポーク部芯金の前記他の部位の幅の２倍以上４倍以下であることを特徴とする。

これにより、広幅リム側接続端の幅が狭すぎて固有周波数の適切化を実現できないのを防止しつつ、広幅リム側接続端の幅を広くし過ぎることでステアリング芯金の軽量化を損なうことを防止することができる。

第５発明は、上記第１乃至第４発明のいずれかにおいて、前記リム部芯金は、略Ｌ字型の横断面形状を備えることを特徴とする。

これにより、リム部芯金へのスポーク部芯金の強固な接続をより容易に行え、また剛性強化部材や広幅リム側接続端による剛性強化をより効率的に行える。

本発明によれば、重量軽量化を図りつつ、固有周波数が車体振動との共振周波数に近づくのを抑制することができる。

本発明の第１実施形態におけるステアリング芯金の構成を表す分解斜視図である。 図１のステアリング芯金の構成を表す平面図である。 図１のステアリング芯金の要部構造を表す断面図である。 本発明の第２実施形態におけるステアリング芯金の構成を表す分解斜視図である。 図４のステアリング芯金の構成を表す平面図である。 図４のステアリング芯金の要部構造を表す断面図である。

本発明の第１実施形態を図１〜図３により説明する。図１〜図３において、ステアリングホイールは、その強度部材であるステアリング芯金１を骨格とし、加飾や手触り性などのための被覆体（図示を省略）でステアリング芯金１を覆った構造として形成され、またステアリング芯金１における後述のボス部芯金４にはエアバッグ装置２が取り付けられる。

ステアリング芯金１は、いずれも鋼板の加工により別体として得られるリム部芯金３、ボス部芯金４およびスポーク部芯金５を互いに接続して形成されており、さらに剛性強化部材６（剛性強化手段）が組み付けられている。

リム部芯金３は、円環状に形成されており、その横断面形状が略Ｌ字型となっている。つまりリム部芯金３は、縦面部７と横面部８からなる略Ｌ字型芯金である。またリム部芯金３は、スポーク部芯金５がかしめ止めで接続される部位である接続受け部１１を有するとともに、接続受け部１１に重なりつつ接続受け部１１の両側に広がるようにして設けられた組付け部１２を剛性強化部材６のかしめ止め用による組付け用として有している。そしてこれら接続受け部１１と組付け部１２とには、かしめ止め用の嵌入孔１３が設けられている。このリム部芯金３は、例えばシェル構造のリム部被覆体（図示を省略）が組み付けられ、そのリム部被覆体とともに円環状のリム部（図示を省略）を形成する。

ボス部芯金４は、ステアリングホイールにおけるボス部（図示を省略）を形成する部位で、リム部芯金３の中心軸上に配置されており、図外のステアリングシャフトへの連結部となる。そのためボス部芯金４は、左右に平板状の第１機能面部１４を有するとともに、第１機能面部１４に対して落ち込んだ状態にされた平板状の第２機能面部１５を左右の第１機能面部１４の間に有した、概略長方形状に形成されている。第１機能面部１４は、後述のサイドスポーク部芯金５ａがかしめ止めで接続される部位であり、そのためにかしめ止め用の嵌入孔１６が設けられている。一方、第２機能面部１５は、ステアリングシャフト連結用のボスとなるボス用筒体１７を組み付ける部位で、組付け孔１８が設けられるとともに、組付け孔１８の周囲にかしめ止め用の嵌入孔１９が設けられている。組付け孔１８にボス用筒体１７を嵌着し、その状態で嵌入孔１９を利用したかしめ止めを行うことで、ボス用筒体１７の強固な組付けを行うことができる。

またボス部芯金４は、運転席用のエアバッグ装置２が取り付けられる部位でもあり、そのための構造が設けられている。具体的には、ばね組付け部２１と係止孔２２が第１機能面部１４に設けられ、ばね組付け部２１に組み付けられるばね部材２３の介在の下で、エアバッグ装置２のスナップフィット方式による取付けを行う。エアバッグ装置２は、図示しないエアバッグの収納筐体となるリテーナ２４にモジュールカバー２５を組み合わせ、さらにリテーナ２４の底部に係合爪２６を設けた構造である。そして、ばね組付け部２１に組み付けられたばね部材２３によるばね力で係合爪２６を係止孔２２に嵌入係止させることで、エアバッグ装置２のボス部芯金４への取付けが行われる。

スポーク部芯金５は、車両直進状態でのステアリングホイールの操舵状態を基準にたし車体の左右方向に配されるサイドスポーク部芯金５ａと、サイドスポーク部芯金５ａに直交する方向に配されるロアスポーク部芯金５ｂとを含む。またサイドスポーク部芯金５ａには、左向き用と右向き用として対称的に形成された２本がある。ただし図の例では左向き用と右向き用が一体化されている。

サイドスポーク部芯金５ａは、細長い長方形状の鋼板を素材として必要な折曲げ形状に曲折させた構造である。サイドスポーク部芯金５ａは、一方の端部にリム側接続端３１が設けられるとともに、他方の端部にボス側接続端３２が設けられている。そして、この例では、上記ボス側接続端３２が連結部３３を介して連結され、左向き用と右向き用が一体化されている。リム側接続端３１は、リム部芯金３に接続するための部位であり、他の部位を含むサイドスポーク部芯金５ａ全体の幅と同じ幅方向寸法で設けられている。このリム側接続端３１によるリム部芯金３との接続は、かしめ止めで行う。そのためリム側接続端３１には、ポンチングで突き出せるなどしてかしめ用突起３４が形成されている。このかしめ用突起３４をリム部芯金３の接続受け部１１における嵌入孔１３に嵌入させてかしめることで、かしめ止めによる接続が行われる。ここで、このかしめ用突起３４によるサイドスポーク部芯金５ａのかしめ止めは、上記剛性強化部材６の、リム部芯金３とサイドスポーク部芯金５ａとの接続部に対する組付けのためのかしめ止めと同時に行われる（詳細は後述）。

ボス側接続端３２は、ボス部芯金４に接続するための部位であり、上記同様、サイドスポーク部芯金５ａ全体の幅と同じ幅方向寸法を備えている。このボス側接続端３２によるボス部芯金４との接続も、かしめ止めで行う。そのためボス側接続端３２にも、ポンチングで突き出せるなどしてかしめ用突起３５（図１の状態で下向きに突出している）が形成されている。このかしめ用突起３５をボス部芯金４の第１機能面部１４における嵌入孔１６に嵌入させてかしめることで、かしめ止めによる接続が行われる。なお、本実施形態では、サイドスポーク部芯金５ａのボス部芯金４への接続について、以上のようなかしめ止めに加え、かしめ止め用のリベット３６を用いたかしめ止めも行われる。このことは、後述するロアスポーク部芯金５ｂのボス部芯金４への接続についても同様である。

ロアスポーク部芯金５ｂは、サイドスポーク部芯金５ａと同様に、細長い長方形状の鋼板を素材として必要な折曲げ形状に曲折させた構造である。ロアスポーク部芯金５ｂの幅は、サイドスポーク部芯金５ａの幅より狭くなっている。

このロアスポーク部芯金５ｂにも、サイドスポーク部芯金５ａと同様に、一方の端部にリム側接続端３７が設けられるとともに、他方の端部にボス側接続端３８が設けられている。リム側接続端３７は、リム部芯金３に接続するための部位で、その接続はサイドスポーク部芯金５ａの場合と同様なかしめ止めで行う。すなわち、リム側接続端３７に形成してあるかしめ用突起３９を、リム部芯金３の接続受け部における嵌入孔（ロアスポーク部芯金５ｂに対応する接続受け部と嵌入孔は図示省略）に嵌入させてかしめることで、かしめ止めによる接続が行われる。

ボス側接続端３８は、ボス部芯金４に接続するための部位で、その接続はサイドスポーク部芯金５ａの場合と同様なかしめ止めで行う。すなわち、ボス側接続端３８に形成してあるかしめ用突起４１を、ボス部芯金４の第２機能面部１５に設けてある嵌入孔４２に嵌入させてかしめることで、かしめ止めによる接続が行われる。

以上のようなスポーク部芯金５は、例えばシェル構造のスポーク部被覆体（図示を省略）が組み付けられ、そのスポーク部被覆体とともにステアリングホイールにおけるスポーク部を形成する。

剛性強化部材６は、スポーク部芯金５（具体的にはサイドスポーク部芯金５ａ）とリム部芯金３の接続部とに重ね合わせるように組み付けられる。これにより、その接続部に剛性強化構造が形成されて、ステアリング芯金１の固有周波数を共振回避方向に調整するのに機能する。剛性強化部材６は、横断面形状がリム部芯金３と相似な、縦面部４３と横面部４４からなる略Ｌ字型となっている。また剛性強化部材６は、外観形状が円環状のリム部芯金３の半径と同じ程度の曲率半径による円弧状である。また剛性強化部材６は、その長さ（つまり円弧長）が、サイドスポーク部芯金５ａのリム側接続端３１の幅の数倍（この例では５〜６倍程度）となるように形成されている。このような形状とサイズにすることにより、剛性強化部材６は、上記剛性強化機能をより効率的にかつ効果的に発揮することができる。

また、この剛性強化部材６は、横面部４４を介してリム部芯金３とサイドスポーク部芯金５ａとに接続することで、接続部への重ね合わせ状態の組付けが行われる。具体的には、リム部芯金３の接続受け部１１及び組付け部１２における嵌入孔１３の配置に対応する配置で、剛性効果部材６の横面部４４に、嵌入孔１３と同数の嵌入孔４５が設けられる。そして、サイドスポーク部芯金５ａのリム部芯金３への接続に際し、接続受け部１１の嵌入孔１３に対応する嵌入孔４５にもサイドスポーク部芯金５ａのリム側接続端３１におけるかしめ用突起３４を嵌入させてから、かしめを行う。これにより、剛性強化部材６のサイドスポーク部芯金５ａへの接続が、サイドスポーク部芯金５ａのリム部芯金３への接続と同時に行われる。一方、剛性強化部材６のリム部芯金３の接続は、リム部芯金３の組付け部１２における嵌入孔１３とこれに対応する嵌入孔４５に、かしめ止め用のリベットを嵌入させてかしめる、かしめ止めで行われる。

以上説明したように、本実施形態のステアリングホイールでは、リム部芯金３とスポーク部芯金５の接続部に剛性強化部材６を設け、その剛性強化部材６により上記接続部に対し局所的に剛性強化を行う。剛性強化を行うことで、ステアリング芯金１の固有周波数が車体振動との共振周波数に近づいてしまうのを抑制することができるとともに、その際の剛性強化を部分的にとどめることで、ステアリング芯金１の軽量化を図ることができる。

また、本実施形態では特に、上記接続部に重ね合わせるように組み付けられる剛性強化部材６を設けることで、剛性強化手段をより簡易に実現することができる。すなわち、上述したようにこの例では上記接続部の幅の数倍程度の長さで接続部を覆うのに足りるサイズの剛性強化部材６を付加するだけで、ステアリング芯金１の固有周波数を適切に調整することができる。

また、本実施形態では特に、リム部芯金３は、略Ｌ字型の横断面形状を備えている。これにより、リム部芯金３へのスポーク部芯金５の強固な接続をより容易に行え、また剛性強化部材６による剛性強化をより効率的に行える。

本発明の第２実施形態を図４〜図６により説明する。図４〜図６において、本実施形態のステアリング芯金５１は、基本的には上述のステアリング芯金１と同一で、ステアリング芯金５１における剛性強化手段の形成方式、具体的にはサイドスポーク部芯金５ｃの構成に相違があるだけである。したがって以下では、ステアリング芯金５１の特徴的な構成、つまりサイドスポーク部芯金５ｃの特徴的な構成について主に説明する。そして、上記第１実施形態のステアリング芯金１と同等の部分は、図１〜図３と同一の符号を付し、適宜、説明を省略又は簡略化する。

図４〜図６において、本実施形態のステアリング芯金５１では、サイドスポーク部芯金５ａのリム側接続端３１に対応した位置となるように、サイドスポーク部芯金５ｃが剛性強化手段としての広幅リム側接続端５２を備えている。広幅リム側接続端５２の幅Ｗは、サイドスポーク部芯金５ｃの他の部位の幅ｗより広くなっている。そして、広幅リム側接続端５２は、その広い幅Ｗにわたるリム部芯金３への接続により、リム部芯金３との接続部において上記第１実施形態と同様の剛性強化構造を形成する。つまり、広幅リム側接続端５２を介した接続によって接続部の幅広化を図ることで、サイドスポーク部芯金５ｃとリム部芯金３の接続部に対し、ステアリング芯金５１の固有周波数の適切な調整を可能とする局所的な剛性強化を行うことができる。この結果、ステアリング芯金１の固有周波数を適切に調整することができる。なお、広幅リム側接続端５２によるリム部芯金３への接続は、第１実施形態におけるサイドスポーク部芯金５ａのリム側接続端３１による接続と同様のかしめ止めで行うことができるが、スポット溶接などの他の適切な手法で接続を行うこともできる。かしめ止めによる接続とする場合は、広幅リム側接続端５２に、上記リム側接続端３１におけるかしめ用突起３４と同様のかしめ用突起を形成し、またリム部芯金３に上記第１実施形態における接続受け部１１と同様な接続受け部を設定し、そこにかしめ止め用の嵌入孔を設ければ足りる。

本実施形態の広幅リム側接続端５２による剛性強化構造では、広幅リム側接続端５２の幅Ｗが特に重要である。すなわち、幅Ｗが狭すぎると固有周波数の適切化を実現できず、一方、幅Ｗを広くし過ぎるとステアリング芯金５１の軽量化を損なうことになる。こうしたことから、例えば幅Ｗを幅ｗの２〜４倍程度とする範囲が適切であり、図示の例では３倍程度としている。

以上説明したように、本実施形態のステアリングホイールによっても、上記第１実施形態と同様の効果を得る。リム部芯金３とスポーク部芯金５の接続部に剛性強化手段としての広幅リム側接続端５２を設け、上記接続部に対し局所的に剛性強化を行う。剛性強化を行うことで、ステアリング芯金１の固有周波数が車体振動との共振周波数に近づいてしまうのを抑制することができるとともに、その際の剛性強化を部分的にとどめることで、ステアリング芯金１の軽量化を図ることができる。

また、本実施形態では特に、広幅リム側接続端５２を用いることにより、スポーク部芯金５の既存のリム側接続端を広幅リム側接続端に形状変更するだけ済む。したがって、上記第１実施形態のような新規部品の追加による部品点数の増加を招くことなく、ステアリング芯金１の固有周波数の適切な調整を行うことができる。

また、本実施形態においても、リム部芯金３は略Ｌ字型の横断面形状を備えている。これにより、リム部芯金３へのスポーク部芯金５の強固な接続をより容易に行え、また広幅リム側接続端５２による剛性強化をより効率的に行える。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、これは代表的な例に過ぎず、本発明はその趣旨を逸脱することのない範囲で様々な形態で実施することができる。例えば上記の形態では、ステアリング芯金における各部芯金（リム部芯金、ボス部芯金、スポーク部芯金）の接続や剛性強化部材の組付けをかしめ止めで行うようにしていたが、これに替えて他の適切な手法を用いるようにしてもよい。

１，５１ ステアリング芯金
３ リム部芯金
４ ボス部芯金
５ スポーク部芯金
６ 剛性強化部材（剛性強化手段）
３１ リム側接続端
５２ 広幅リム側接続端（剛性強化手段）

Claims (5)

1. 環状のリム部芯金と、前記リム部芯金の中心軸上に配されるボス部芯金と、
   前記リム部芯金と前記ボス部芯金とをつなぐスポーク部芯金と、を備えたステアリング芯金を有するステアリングホイールにおいて、
   前記リム部芯金と前記スポーク部芯金との接続部に、剛性強化手段を設けたことを特徴とするステアリングホイール。
2. 請求項１記載のステアリングホイールにおいて、
   前記剛性強化手段は、
   前記接続部に重ね合わせるように組み付けられる剛性強化部材である
   ことを特徴とするステアリングホイール。
3. 請求項１記載のステアリングホイールにおいて、
   前記剛性強化手段は、
   他の部位よりも広い幅を備えるように前記スポーク部芯金に備えられ、前記スポーク部芯金を前記リム部芯金に接続する広幅リム側接続端である
   ことを特徴とするステアリングホイール。
4. 請求項３記載のステアリングホイールにおいて、
   前記広幅リム側接続端の幅は、前記スポーク部芯金の前記他の部位の幅の２倍以上４倍以下である
   ことを特徴とするステアリングホイール。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のステアリングホイールにおいて、
   前記リム部芯金は、
   略Ｌ字型の横断面形状を備えることを特徴とするステアリングホイール。

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