JP2014101025A - ステアリングホイール - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングホイールに良好な衝撃吸収性能及び振動抑制性能を付与するとともに、構造の簡略化を図る技術を提供する。
【解決手段】本発明のある態様のステアリングホイール１は、高剛性のボス芯材１２を有し、ステアリングホイール１の回動中心となるボス部１０と、高剛性のリム芯材２２、及びリム芯材２２を被覆する低剛性の被覆部材２４を有するリム部２０と、ボス部１０とリム部２０とを接続するスポーク部３０と、を備える。スポーク部３０は、高剛性のスポーク芯材３２によりボス芯材１２とリム芯材２２とを接続する第１スポーク部３０Ａと、ボス芯材１２からリム芯材２２にかけて延在する高剛性のスポーク芯材を含まず、被覆部材２４によりボス芯材１２とリム芯材２２とを接続する第２スポーク部３０Ｂと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリングホイールに関する。特に、自動車等の車両に用いられるステアリングホイールに関する。

一般に、自動車等の車両に用いられるステアリングホイールは、ステアリングシャフトに固定されるボス部と、ボス部が略中央に位置するように配置される略環状のリム部と、ボス部とリム部とを接続するスポーク部とを備える。

このようなステアリングホイールには、リム部等に衝撃が加わった場合に、この衝撃を吸収して操舵者の安全性を確保することが求められる。一方、上述した衝撃吸収を目的としてスポーク部の剛性を小さくした場合、ステアリングホイールの共振周波数の低下を引き起こし得る。その結果、エンジンなどの振動によりステアリングホイールが振動しやすくなり、ステアリングホイールの操作性が低下してしまう。そのため、スポーク部にはある程度の剛性を持たせる必要がある。

これに対し特許文献１には、スポーク部を、軟性を有するインサートと剛性を有しインサートを被覆する被覆体とから構成し、インサートの途中に屈曲部を設けるとともに、屈曲部に相当する部位において被覆体の強度を小さくしたステアリングホイールが開示されている（特許文献１参照）。

特許文献１に開示された構造では、被覆体に剛性を持たせることでスポーク部の剛性を確保し、これにより振動特性や操作特性といった通常使用時のステアリングの性能の低下を抑制している。また、ステアリングホイールのリム部に衝撃力が加わった場合、被覆部におけるインサートの屈曲部に相当する部位が破壊されてスポーク部が変形することで、衝撃力を吸収している。

また、特許文献２には、スポーク部がリム芯金とボス芯金と連結するスポーク芯金を備え、このスポーク芯金の一部を他の部分よりも強度の低い弱部とし、この弱部からスポーク芯金の長手方向に沿って操作側に突設された突条部が形成されたステアリングホイールが開示されている。

特許文献２に開示された構造では、スポーク芯金の弱部を突条部により補強することでスポーク部の剛性の低下を抑制している。そして、これにより、ステアリングホイールの共振周波数が低下することを回避し、ステアリングホイールの振動を抑制している。また、操作側からリム部などに衝撃が加わった際には、突条部に引っ張り方向の力が加わり、突条部が破断してスポーク芯金の屈曲を許容することで、衝撃を吸収している。

特開平６−２５５４９５号公報 特開平９−２２６６０２号公報

本発明者らは、ステアリングホイールに良好な衝撃吸収性能と良好な振動抑制性能とを付与する構造について鋭意研究を重ねた結果、上述した従来のステアリングホイールには構造の簡略化を図る上で改善の余地があることを認識するに到った。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ステアリングホイールに良好な衝撃吸収性能及び振動抑制性能を付与するとともに、構造の簡略化を図る技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のステアリングホイールは、高剛性のボス芯材を有し、ステアリングホイールの回動中心となるボス部と、高剛性のリム芯材、及び前記リム芯材を被覆する低剛性の被覆部材を有するリム部と、前記ボス部と前記リム部とを接続するスポーク部と、を備える。前記スポーク部は、高剛性のスポーク芯材により前記ボス芯材と前記リム芯材とを接続する第１スポーク部と、前記ボス芯材から前記リム芯材にかけて延在する高剛性のスポーク芯材を含まず、前記被覆部材により前記ボス芯材と前記リム芯材とを接続する第２スポーク部と、を含む。

この態様によれば、ステアリングホイールに良好な衝撃吸収性能及び振動抑制性能を付与するとともに、構造の簡略化を図ることができる。

上記態様において、前記第２スポーク部は、操舵者側からステアリングホイールへ入力される衝撃によって、前記ボス部に対してスライド可能に設けられてもよい。この態様によっても、ステアリングホイールに良好な衝撃吸収性能及び振動抑制性能を付与するとともに、構造の簡略化を図ることができる。また、上記いずれかの態様において、前記スポーク部は、２以上の前記第１スポーク部と、少なくとも１つの前記第２スポーク部とを含み、前記第２スポーク部の少なくとも１つは、ステアリングホイールの非転舵状態において前記ボス部よりも鉛直方向下側に配置されてもよい。この態様によれば、ステアリングホイールに加わる衝撃をより確実に吸収することができる。

本発明によれば、ステアリングホイールに良好な衝撃吸収性能及び振動抑制性能を付与するとともに、構造の簡略化を図る技術を提供することができる。

実施形態１に係るステアリングホイールの構造を模式的に示す正面図である。 図２（Ａ）は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２（Ｂ）は、衝撃によりステアリングホイールが変形した状態を示す断面図である。 図３（Ａ）は、実施形態２に係るステアリングホイールにおける第２スポーク部近傍を模式的に示す断面図である。図３（Ｂ）は、衝撃によりステアリングホイールが変形した状態を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るステアリングホイールの構造を模式的に示す正面図である。図２（Ａ）は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２（Ｂ）は、衝撃によりステアリングホイールが変形した状態を示す断面図である。実施形態１に係るステアリングホイール１は、ボス部１０と、リム部２０と、スポーク部３０とを備える。

ボス部１０は、ステアリングホイール１の回動中心となる部分であり、ステアリングシャフトの先端部に固定される。ボス部１０は、高剛性のボス芯材１２を有する。ボス芯材１２は、例えば鉄やアルミニウム等の所定の剛性を有する材料で形成される芯金である。

リム部２０は、車両の運転者がステアリングホイール１を操舵する際に主に把持する部分であり、略環状の形状を有し、ボス部１０が略中央に位置するよう配置される。リム部２０は、高剛性のリム芯材２２と、リム芯材２２を被覆する低剛性の被覆部材２４を有する。リム芯材２２は、例えばボス芯材１２と同じ材料で形成することができる。被覆部材２４は、リム芯材２２よりも剛性の低い、例えばウレタン樹脂等の軟質材で形成される。被覆部材２４は、弾性変形することができる。

スポーク部３０は、ボス部１０とリム部２０とを接続する部分であり、２以上の第１スポーク部３０Ａと、少なくとも１つの第２スポーク部３０Ｂとを含む。本実施形態のステアリングホイール１は、２本の第１スポーク部３０Ａと、１本の第２スポーク部３０Ｂとを含む。

第１スポーク部３０Ａは、高剛性のスポーク芯材３２を有する。第１スポーク部３０Ａは、スポーク芯材３２によりボス芯材１２とリム芯材２２とを接続する。本実施形態のステアリングホイール１では、ボス芯材１２の外周縁部に、リム芯材２２に向けて突出する接続用凸部１２ａが設けられており、スポーク芯材３２の一端が接続用凸部１２ａに接続されている。また、リム芯材２２の内周縁部に、ボス芯材１２に向けて突出する接続用凸部２２ａが設けられており、スポーク芯材３２の他端が接続用凸部２２ａに接続されている。スポーク芯材３２は、例えばボス芯材１２と同じ材料で形成することができる。本実施形態では、ボス芯材１２、リム芯材２２及びスポーク芯材３２が一体成形された、単一部材となっている。

第２スポーク部３０Ｂは、ボス芯材１２からリム芯材２２にかけて延在する高剛性のスポーク芯材を含まず、被覆部材２４によりボス芯材１２とリム芯材２２とを接続する。すなわち、リム部２０の被覆部材２４は、リム芯材２２の接続用凸部２２ａからボス芯材１２の接続用凸部１２ａまで延在する突出部２４ａを有し、突出部２４ａにより第２スポーク部３０Ｂが構成されている。言い換えれば、被覆部材２４と第２スポーク部３０Ｂとは一体成形された、単一部材となっている。なお、第２スポーク部３０Ｂは、内部まで低剛性材料が存在する中実部材である。被覆部材２４を構成する低剛性部材は、ボス芯材１２、リム芯材２２及びスポーク芯材３２を構成する高剛性部材よりも剛性の低い部材である。

したがって、第２スポーク部３０Ｂは、ボス芯材１２とリム芯材２２を、高剛性部材を介さずに接続している。言い換えれば、第２スポーク部３０Ｂは芯材不存在領域Ｒを有する。芯材不存在領域Ｒは、ボス芯材１２の接続用凸部１２ａとリム芯材２２の接続用凸部２２ａとの間に延在している。

図２（Ａ）に示すように、車両前後方向で見て、リム部２０はボス部１０に対して操舵者寄りに、すなわち車両後方側に配置されている。第２スポーク部３０Ｂは、延在方向の所定位置に屈折部２６を有する。より詳細には、第２スポーク部３０Ｂは、リム部２０を含む平面内をリム部２０の内周縁部からステアリングホイール１の回動中心に向かって延び、屈折部２６においてボス部１０の外周縁部に向かって、すなわち車両前方側に向かって屈折し、ボス部１０の外周縁部まで延在している。第２スポーク部３０Ｂのボス芯材１２側の端部には係合用凹部２４ｂが設けられ、接続用凸部１２ａの端部には係合用凸部１２ｂが設けられている。そして、係合用凹部２４ｂに係合用凸部１２ｂが嵌め込まれて、第２スポーク部３０Ｂがボス芯材１２に固定されている。

ステアリングホイール１は、車両に取り付けられた状態で、リム部２０を含む平面が前側上方から後側下方に向かって傾斜するように構成されている。２本の第１スポーク部３０Ａは、一方がボス部１０の右側に、他方がボス部１０の左側に配置されている。また、２本の第１スポーク部３０Ａは、ステアリングホイール１の非転舵状態において、すなわち転舵角０°の状態においてそれぞれ略水平に延在している。また、第２スポーク部３０Ｂは、ステアリングホイール１の非転舵状態においてボス部１０よりも鉛直方向下側に配置されている。本実施形態では、第２スポーク部３０Ｂは、ステアリングホイール１の非転舵状態において略鉛直方向に延在するように配置されている。

このように、本実施形態のステアリングホイール１は、ボス芯材１２とリム芯材２２とが高剛性の芯材で接続されない部分においても、軟質材料で構成される第２スポーク部３０Ｂでボス芯材１２とリム芯材２２とを接続している。これにより、第２スポーク部３０Ｂを設けない場合に比べて、ステアリングホイール１の剛性を高めることができる。

また、図２（Ｂ）に示すように、例えば、操舵者のステアリングホイール１への衝突等によって、操舵者側（図２（Ｂ）における左側）からステアリングホイール１へ矢印Ｆで示す衝撃が加わった場合、屈折部２６の屈折角度θが鋭角になる方向に第２スポーク部３０Ｂが変形することで、衝撃を吸収することができる。これにより、操舵者がステアリングホイール１へ衝突した場合等に衝撃を吸収し、操舵者の安全性をより高めることができる。

以上説明したように、本実施形態に係るステアリングホイール１では、スポーク部３０が、高剛性部材でボス芯材１２とリム芯材２２とを接続する第１スポーク部３０Ａと、低剛性部材でボス芯材１２とリム芯材２２とを接続する第２スポーク部３０Ｂとを含んでいる。第１スポーク部３０Ａは、高剛性のスポーク芯材３２によりボス芯材１２とリム芯材２２とを接続している。第２スポーク部３０Ｂは、延在方向の少なくとも一部に芯材不存在領域Ｒを有し、リム部２０の被覆部材２４の一部である突出部２４ａによりボス芯材１２とリム芯材２２とを接続している。すなわち、本実施形態に係るステアリングホイール１において、複数のスポーク部３０のうち少なくとも１つのスポーク部３０（第２スポーク部３０Ｂ）は、ボス芯材１２とリム芯材２２とを芯金で接続せず、被覆部材２４と一体成形された低剛性部材で両者を接続している。

このように、ボス部１０とリム部２０との間の領域におけるスポーク芯材３２が設けられない領域に低剛性部材の第２スポーク部３０Ｂを設けることで、ステアリングホイール１の剛性を高めることができる。そのため、ステアリングホイール１の共振周波数の低下を抑制することができ、ステアリングホイール１に良好な振動抑制性能を付与することができる。

また、第２スポーク部３０Ｂは、第１スポーク部３０Ａに比べて変形しやすい。そのため、ステアリングホイール１のリム部２０に衝撃が加わった場合に、第２スポーク部３０Ｂが変形することで衝撃を吸収することができる。すなわち、第２スポーク部３０Ｂを設けることで、ステアリングホイール１に良好な衝撃吸収性能を付与することができる。また、一般にステアリングホイール１には、非転舵状態でリム部２０の下端部に衝撃が加わりやすい。これに対し、第２スポーク部３０Ｂは、ステアリングホイール１の非転舵状態においてボス部１０よりも鉛直方向下側に配置されている。そのため、ステアリングホイール１に加わる衝撃をより確実に吸収することができる。

また、ステアリングホイール１は、第２スポーク部３０Ｂを構成する低剛性材料の弾性変形により衝撃を吸収している。そのため、上述した特許文献１及び２のステアリングホイールのように、被覆部の一部や突条部の破断を伴わずに、ステアリングホイール１にかかる力を吸収することができる。これにより、衝撃を吸収する過程でステアリングホイールの剛性が変化することを抑制できるため、ステアリングホイール１に運転者等が衝突した際のステアリングホイール１の挙動を安定化させることができる。

また、ステアリングホイール１の衝撃吸収性能の向上と、振動抑制性能の向上との両立を可能とする第２スポーク部３０Ｂは、リム部２０が有する被覆部材２４の一部で構成されている。そのため、ステアリングホイール１に衝撃吸収性能及び振動抑制性能を付与する際に、ステアリングホイール１の構造が複雑化することを抑制することができる。また、部品点数の増大を抑制することができる。すなわち、ステアリングホイール１の簡略化が可能である。また、ステアリングホイール１は、一般的な芯材やグリップ部の成形方法を用いて製造することができる。

なお、ボス部１０及び第１スポーク部３０Ａも、リム部２０と同様に、ボス芯材１２を被覆する被覆部を備えてもよい。この場合、これらの被覆部とリム部２０の被覆部材２４とは一体成形されてもよい。また、本実施形態では、水平方向に延在する２つの第１スポーク部３０Ａと、鉛直方向に延在する１つの第２スポーク部３０Ｂとを備えるが、これらの数及び配置は特にこれに限定されない。

（実施形態２）
実施形態２に係るステアリングホイールは、第２スポーク部３０Ｂとボス部１０との接続構造が異なる点を除き、実施形態１に係るステアリングホイールの構成と共通する。以下、実施形態２に係るステアリングホイールについて、実施形態１と異なる構成を中心に説明する。なお、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明及び図示は適宜省略する。

図３（Ａ）は、実施形態２に係るステアリングホイールにおける第２スポーク部近傍を模式的に示す断面図である。図３（Ｂ）は、衝撃によりステアリングホイールが変形した状態を示す断面図である。本実施形態に係るステアリングホイール１（図１参照）において、第２スポーク部３０Ｂは、操舵者側からステアリングホイール１へ入力される衝撃によって、ボス部１０に対してスライド可能に設けられている。

本実施形態では、第２スポーク部３０Ｂは、操舵者側からステアリングホイール１へ入力される衝撃によって、ボス部１０側の端部がボス部１０に対してスライド可能に接続されている。より詳細には、図３（Ａ）に示すように、第２スポーク部３０Ｂを構成する突出部２４ａのボス部１０側の端面と、ボス部１０の接続用凸部１２ａの端面とが面接触している。突出部２４ａの端面と接続用凸部１２ａの端面との接合界面は、リム部２０を含む平面に対して略直交している。

図３（Ｂ）に示すように、操舵者側（図３（Ｂ）における左側）からステアリングホイール１へ矢印Ｆで示す衝撃が加わった場合、第２スポーク部３０Ｂのボス部１０側の端部がボス部１０に対して車両前方側（矢印Ｈで示す方向）にスライドすることで、衝撃を吸収することができる。これにより、操舵者の安全性をより高めることができる。

なお、第２スポーク部３０Ｂの延在方向の途中に切断部が設けられ、この切断部を挟んで並ぶ２つの部分を互いにスライド可能とすることで、第２スポーク部３０Ｂがボス部１０に対してスライド可能な構成を実現してもよい。

以上説明した実施形態２に係るステアリングホイール１によっても、実施形態１と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によれば、ステアリングホイール１の構造をより簡略化することができる。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の各実施形態同士、及び上述の各実施形態と変形との組合せによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。

上述した各実施形態において、接続用凸部１２ａ及び接続用凸部２２ａをスポーク部３０の一部ととらえた場合であっても、そのような構成は本発明の範囲に含めることができる。すなわち、当該構成においても、第１スポーク部３０Ａは、接続用凸部１２ａ、接続用凸部２２ａ及びスポーク芯材３２からなる高剛性の芯材でボス芯材１２とリム芯材２２とを接続していることになる。また、第２スポーク部３０Ｂは、両端に芯材（接続用凸部１２ａ、接続用凸部２２ａ）を含むことになるが、これらの芯材は芯材不存在領域Ｒにより分断されている。そのため、第２スポーク部３０Ｂが、ボス芯材１２からリム芯材２２にかけて延在する芯材を含まず、被覆部材２４により両者を接続していることには変わりない。

１ ステアリングホイール、 １０ ボス部、 １２ ボス芯材、 ２０ リム部、 ２２ リム芯材、 ２４ 被覆部材、 ３０ スポーク部、 ３０Ａ 第１スポーク部、 ３０Ｂ 第２スポーク部、 ３２ スポーク芯材。

Claims (3)

1. 高剛性のボス芯材を有し、ステアリングホイールの回動中心となるボス部と、
   高剛性のリム芯材、及び前記リム芯材を被覆する低剛性の被覆部材を有するリム部と、
   前記ボス部と前記リム部とを接続するスポーク部と、を備え、
   前記スポーク部は、
   高剛性のスポーク芯材により前記ボス芯材と前記リム芯材とを接続する第１スポーク部と、
   前記ボス芯材から前記リム芯材にかけて延在する高剛性のスポーク芯材を含まず、前記被覆部材により前記ボス芯材と前記リム芯材とを接続する第２スポーク部と、を含むことを特徴とするステアリングホイール。
2. 前記第２スポーク部は、操舵者側からステアリングホイールへ入力される衝撃によって、前記ボス部に対してスライド可能に設けられている請求項１に記載のステアリングホイール。
3. 前記スポーク部は、２以上の前記第１スポーク部と、少なくとも１つの前記第２スポーク部とを含み、
   前記第２スポーク部の少なくとも１つは、ステアリングホイールの非転舵状態において前記ボス部よりも鉛直方向下側に配置される請求項１又は２に記載のステアリングホイール。

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