JP2015000677A - ステアリングホイール - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃荷重がリム部3の下端側に作用したときには、スポーク部4、4における捩り変形を増長させることがなく、衝撃荷重がリム部3とスポーク部4、4との連結側に作用したときには、スポーク部4、4における曲げ変形を増長させて衝撃荷重を吸収することができる一対のスポーク部を備えたステアリングホイールを提供する。【解決手段】各スポーク部4、4の屈曲部11a近傍に貫通孔10を形成する。貫通孔10は、スポーク部4、4の長手方向における中間部位で、かつ各スポーク部4、4の幅方向における中央部位に、断面形状を円形状にして形成する。貫通孔10は、リム部3の下端側の部位に衝撃荷重が作用したときには、各スポーク部4、4に生じる捩れ力を阻害しない形状に形成され、各スポーク部4、4が連結されたリム部3の部位側に衝撃荷重が作用したときには、各スポーク部4、4に生じる曲げ力を増大させる形状に形成されている。これにより、本発明における所望の効果を奏させることができる。【選択図】図６

Description

本発明は、車両を操舵するステアリングホイールに関するものである。
尚、本願明細書においては、ステアリングホイールを中立状態、即ち車両が直進する状態（ステアリングホイールのニュートラル位置）にしたときの上面視において、ステアリングホイールの最上端側を上方とし、最下端側を下方として、上下方向を特定している。また、この上下方向に対して交差する方向を左右方向としている。更に、ステアリングホイールの運転者側を前方とし、反運転者側を後方として前後方向をそれぞれ特定している。

従来より、車両衝突時等における運転者の安全性を確保するため、変形可能な芯金構造を採用したステアリングホイールが各種提案されている。車両衝突時等において、例えば、ステアリングホイールの回転外周部を構成しているリム部の芯金が運転者側とは反対側に変形することにより、リム部に接触した運転者の衝撃を吸収して緩和することができる構成が採用されている。
芯金を変形させるようにしたステアリングホイールとしては、特許文献１に記載されたステアリングホイールなどが提案されている。

特許文献１に記載されたステアリングホイールでは、スポーク部が３本ある、いわゆる３本スポークタイプのステアリングホイールとしている。そして、３本設けられたスポーク部のうちでリム部（特許文献１におけるリング部に相当。）に対して左右方向で連結する一対のスポーク部には、捩り変形可能な第１の変形予定部と、セルフアライニング時に捩り変形可能な第２の変形予定部とが設けられている。そして、セルフアライニング時において、前側に配されたスポーク部に配置されているスイッチ操作部を、リム部の変位に対して、容易に追従可能となるように構成している。

特開２００４−９８７１３号公報

特許文献１に記載されたステアリングホイールでは、左右一対のスポーク部を捩り変形可能に構成しておくことによって、セルフアライニング時に変形するリング部面からスイッチ操作部が突出しないようにしている。捩り変形に対する考慮がなされた左右一対のスポーク部には、反運転者側の面にリブを形成しているが、曲げ変形点を構成するため、第２の変形予定部とは異なる箇所である横板部近傍となる部位（特許文献１の図面における8d）には、リブが形成されていない構成になっている。そして、リブが形成されていないこの部位に応力を集中させる構成になっている。即ち、スポーク部のボス部基部に曲げ変形を生じるように構成している。

ステアリングホイールの一形態として、２本スポークタイプのものがある。典型的には、センタパッド部から左右に延びる一対のスポーク部が、リム部における時計でいうところの３時の位置と４時の位置との中間位置、及び８時の位置と９時の位置との中間位置において、即ち、この２箇所の位置で連結される構成が多用されている。

スポーク部の本数が減ることにより、運転者がステアリングシャフトのリム部と一対のスポーク部で画成される領域をより大きな開口として形成することができる。この大きな開口を通して、メータ類やステアリングシャフトを覆うシェルコラム部の回りに配したスイッチやインジケータなどが見易く構成できる。

このような技術的意義のほか、スポーク本数を少なくすることにより、意匠的にも３本スポークタイプとは大きく異なる印象を与えることができる。このように、運転者及び同乗者が最も目にする車室内での意匠を構成することができる。また、走行時にて常時把持操作される特異な内装部品であるステアリングホイールに変化を与えることができ、車種やグレードの差別化、あるいは種々のユーザー層に対する意匠的な訴求手段として利用されている。

このような２本スポークタイプでは、上述した従来技術に示される３本スポークタイプのステアリングホイールの場合に比べて、リム部の下端部（時計でいうと６時の箇所）に連結されたスポーク部に相当する拘束及び変形手段がない。そのため、リム部の下端部に加わった衝撃荷重により捩れ変形する変形自由度が大きくなる。

更に、左右いずれか一方のスポーク部に対して、後方（反運転者側）への衝撃荷重が加わった場合には、上述した従来技術の３本スポークタイプのステアリングホイールでは、衝撃荷重が加わった方のスポーク部と、時計でいう６時の箇所（下端部）に連結されているスポーク部とを、衝撃荷重による変形を受け止めつつボス部側基部を変形点として、リム部を乗員から退避する方向に変形させることができる。この２本のスポーク部の変形によって、衝撃荷重を吸収することができる。

しかし、２本スポークタイプのステアリングホイールでは、衝撃荷重が加わった方のスポーク部では曲げ変形を生じることになる。しかし、ボス部を挟んだ反対側にある他方のスポーク部では、曲げ変形が生じ難いので、他方のスポーク部が曲げ変形を行って、衝撃荷重の吸収を助けることはできない。

また、スポーク部が曲がり易くなると、リム部を所望の変形速度で退避方向に変形させながら、スポーク部において適度な曲げ変形と反力（反作用力）を生じさせることができなくなる。そのため、スポーク部に求められている所望の変位特性を与えておくことは、容易ではない。

２本スポークタイプのステアリングホイールでは、スポーク部とリム部との連結点近傍に衝撃荷重が加わった場合には、衝撃荷重が加わった方のスポーク部において、必要な曲げ変形特性をまかなえることが必要になる。しかも、所望の反力を発生させながらリム部を退避方向に変位させることができる特性を確保しなければならない。

したがって、２本スポークタイプのステアリングホイールでは、捩り変形と曲げ変形のいずれに対しても適度な強度を備えた構成が求められている。

本発明は、上述した問題を解決することができ、ボス部とリム部とを連結する一対のスポーク部を備えたステアリングホイールに衝撃荷重が作用しても、衝撃荷重がリム部の下端側に作用したときには、スポーク部における捩り変形を増長させることがなく、リム部の変形で衝撃荷重を吸収することができ、衝撃荷重がリム部とスポーク部との連結側に作用したときには、スポーク部における曲げ変形を増長させて衝撃荷重を吸収することができる構成を備えたステアリングホイールの提供を目的としている。

本発明の課題は請求項１〜５に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本発明のステアリングホイールでは、ステアリングシャフトに連結されるボス部と、前記ボス部の回転外周部に配されたリム部と、前記リム部における前記ボス部を中心とした左右の二つの部位と前記ボス部とを連結する一対のスポーク部と、を有するステアリングホイールであって、
前記各スポーク部は、幅方向に所定幅を有する板状に構成され、かつ、前記各スポーク部の長手方向における中間部位で前記各スポーク部の幅方向における中央部位に円形状の穴部が形成されていることを最も主要な特徴としている。

また、本発明のステアリングホイールでは、前記穴部が、前記リム部と前記スポーク部との連結点から前記スポーク部を屈曲させる荷重が作用したときに、前記スポーク部において屈曲を生じる部位の近傍に形成されていることを主要な特徴としている。

更に、本発明のステアリングホイールでは、前記各スポーク部における前記穴部を形成した部位における曲げ剛さが、前記スポーク部を屈曲させる荷重が前記リム部に作用したときに、前記穴部を形成した部位での曲げ変量を増大させる曲げ剛さに構成され、かつ、前記各スポーク部における前記穴部を形成した部位における捩り剛さが、前記各スポーク部を捩る荷重が前記リム部に作用したときに、前記穴部を形成した部位での捩れ変形量を増大させない捩り剛さに構成されていることを主要な特徴としている。
更にまた、本発明のステアリングホイールでは、前記穴部が、前記スポーク部の板厚方向に貫通した貫通孔であることを主要な特徴としている。

また、本発明のステアリングホイールでは、前記スポーク部の長手方向における前記貫通孔の孔径が、前記スポーク部の幅方向における前記貫通孔の孔径に対して、０．５倍から１．５倍の範囲内での孔径であることを主要な特徴としている。
更に、本発明のステアリングホイールでは、前記貫通孔の断面形状が円であることを主要な特徴としている。

本発明では、スポーク部を板状に構成し、ボス部を中心とした左右に配しており、一対のスポーク部によってリム部とボス部とを連結している。そして、板状に構成した各スポーク部に円形状の穴部を形成し、穴部の形成部位としては、各スポーク部の長手方向における中間部位で、かつ各スポーク部の幅方向における中央部位に形成している。

このように構成することによって、ステアリングホイールに対して衝撃荷重が作用して、リム部が運転者側とは反対側に曲げ変形したとき、即ち、曲げ変形がリム部の下端側で生じたときには、一対のスポーク部において生じる捩り変形に対してスポーク部に形成した穴部の影響を殆ど受けることがない構成にできる。

そして、所望の剛性を有した状態で一対のスポーク部が捩り変形を生じることになるので、穴部を形成した一対のスポーク部において衝撃荷重を十分に吸収することができる。このように、リム部の変形と共に穴部を形成した一対のスポーク部の捩り変形によって、衝撃荷重を吸収することができる。穴部としては、スポーク部の捩り変形に対して剛性の低下を招かせないように構成できる。

また、衝撃荷重として、スポーク部を屈曲させる荷重が作用したときには、穴部を形成したスポーク部が、穴部の影響によって大きく曲げ変形することができるように構成しておくことができる。このように構成することによって、衝撃荷重の吸収を容易にできる。そして、穴部としては、スポーク部での曲げ変形を高める機能を奏させるように構成できる。

このように、本発明では、ステアリングホイールに対して衝撃荷重が作用した際には、所望の形状に形成された穴部を有する一対のスポーク部の変形によって、スポーク部に生じる捩じれ変形や、曲げ変形によって衝撃荷重を十分に吸収することができるようになる。その結果、衝撃荷重が作用したリム部に対して必要な変位ストロークを与えることができ、衝撃荷重をスポーク部において十分吸収することができる。そして、スポーク部に求められている所望の変形特性を与えておくことができる。

本発明では、穴部を形成する部位として、リム部とスポーク部との連結点からスポーク部を屈曲させる荷重が作用したときに、スポーク部において屈曲を生じる部位の近傍に形成しておくことができる。

このように構成しておくことにより、スポーク部に生じる曲げ変形量を穴部によって増大させることができ、スポーク部の変形による衝撃荷重の吸収を効率的に行わせることができる。

本発明では、穴部を形成した各スポーク部の部位における曲げ剛さとして、スポーク部を屈曲させる荷重が作用したときに、穴部を形成した部位での曲げ変形量を増大させる曲げ剛さに構成しておくことができる。しかも、各スポーク部における穴部を形成した部位における捩り剛さとしては、各スポーク部を捩る荷重が作用したときに、穴部を形成した部位での捩れ量を増大させない捩り剛さに構成しておくことができる。

このように構成しておくことにより、スポーク部での曲げ変形に対しては、穴部を形成しておくことによって曲げ変形量を大きくさせることができる。そして、スポーク部が大きく曲げ変形することによって、リム部に作用した衝撃荷重を吸収することができる。

しかも、一対のスポーク部での捩り変形に対しては、穴部を形成した部位において捩り変形量が増大しないように構成しておくことができる。そして、捩り変形に対する剛性の低下を招かせないように一対のスポーク部を構成することができ、リム部に作用した衝撃荷重を吸収することができる。このように、穴部を形成した一対のスポーク部において衝撃荷重を十分に吸収することができる。

本発明では、穴部の構成として、スポーク部の板厚方向に貫通した貫通孔として構成しておくことも、穴部内が薄板部で塞がれた非貫通孔として構成しておくこともできる。穴部を非貫通孔として構成したときには、穴部内に薄板部を設けた構成にしておくことできる。そして、スポーク部に捩れ力が作用したときには、薄板部が捩れ力に抗する抵抗となることができる。また、薄板部の板厚を所望の板厚に形成しておくことにより、スポーク部に曲げ応力が作用した際には、薄板部がこの曲げ応力に対して大きな抵抗とならないように構成しておくことができる。

穴部として貫通孔を構成したときには、貫通孔の孔径をスポーク部の形状に応じた好適な大きさを有する形状に構成しておくことができる。このように構成することにより、貫通孔は、スポーク部に作用した捩れ力に対しては、捩れ変形量を増大させるようには作用することがなく、また、スポーク部に曲げ応力が作用したときには、スポーク部の曲げ変形量を増大するように作用することができる。

本発明では、貫通孔の孔径として、スポーク部の長手方向における孔径が、スポーク部の幅方向における孔径に対して、０．５倍から１．５倍の範囲内の寸法に形成しておくことができる。このように構成しておくことにより、リム部の下端側に衝撃荷重が作用した際には、左右のスポーク部における捩れを貫通孔によって増大させてしまうのを防止できる。即ち、スポーク部に貫通孔が形成されていない場合での捩れ変形と略同じ程度の捩れ変形を貫通孔が形成されたスポーク部に生じさせることができる。

また、例えば、一対のスポーク部が連結されたリム部の部位近傍に衝撃荷重が作用した際には、スポーク部に対して曲げ変形させる応力がスポーク部に作用するが、スポーク部に対して必要な剛性を持たせておくことによって、リム部に対して必要なストロークを与えながら、貫通孔によってスポーク部を効果的に曲げ変形させることができる。

本発明では、貫通孔の断面形状として円の形状に形成しておくことができる。断面形状を円に形成することにより、貫通孔において応力集中が生じる部位を生じさせることがないので、貫通孔における上述した機能を効率的に奏させることができる。

エアバッグモジュールの装着前のホイール本体部と要部斜視正面図及び貫通孔の断面図である。（実施例） リム部の下端部に衝撃荷重が作用したときの説明図である。（実施例） リム部の下端部に衝撃荷重が作用したときのホイール本体部における応力状態を示す説明図である。（解析結果を示す図） リム部の下端部に衝撃荷重が作用したときの貫通孔を形成していないホイール本体部における応力状態を示す説明図である。（解析結果を示す図） スポーク部との連結部位に衝撃荷重が作用したときの説明図である。（実施例） スポーク部との連結部位に衝撃荷重が作用したときのホイール本体部の状態を示す説明図である。（実施例） スポーク部との連結部位に衝撃荷重が作用したときのホイール本体部における応力状態を示す説明図である。（解析結果を示す図） スポーク部との連結部位に衝撃荷重が作用したときの貫通孔を形成していないホイール本体部における応力状態を示す説明図である。（解析結果を示す図）

本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて以下において説明する。本発明のステアリングホイールの構成としては、以下で説明する形状、配置構成以外にも本発明の課題を解決することができる形状、配置構成であれば、それらの形状、配置構成を採用することができるものである。このため、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではなく、多様な変更が可能である。

本発明に係る実施例の構成を、図１を用いて説明する。尚、本発明は、スポーク部4、4として一対のスポーク部を備えたステアリングホイール1の構成に関する発明になっている。図１（ａ）には、ホイール本体部1ａの要部構成を示している。図１（ｂ）には、穴部9を貫通孔10として形成したときの、図１（ａ）におけるA−A断面図を示しており、図１（ｃ）には、穴部9を非貫通孔として形成したときの、図１（ａ）におけるA−A断面図を示している。そして、穴部9を非貫通孔として構成しているときには、穴部9内には穴を塞ぐ形で薄板部9aが形成されている。

図１（ａ）に示すように、ステアリングホイール1は、ステアリングシャフト12（図２参照）に連結するシャフト取付孔19を有したボス部2と、運転者が把持するリム部3と、ボス部2とリム部3の芯金3aとを結ぶ左右一対のスポーク部4、4と、を備えたホイール本体部1aと、ホイール本体部1aに装着されるエアバッグモジュール5と、を備えた構成になっている。

図示例では、ステアリングホイール1の中立状態において、一対のスポーク部4、4の長手方向が、ボス部2の中心を通る上下方向の線に対して略直交する配置構成になっている。しかし、本発明における一対のスポーク部4、4の配置構成としては、図示例の構成に限定されるものではない。各スポーク部4、4とリム部3との連結部の位置がボス部2を中心とした左右二つのリム部3上の部位であれば、本発明を適用することができる。

即ち、ステアリングホイール1の中立状態において、スポーク部4、4の長手方向が、ボス部2の中心を通る上下方向の線に対して交差する配置構成になっていれば、本発明を適用することができるものである。また、平面視において各スポーク部4、4が屈曲した曲面形状に形成されている場合であっても、各スポーク部4、4における両端部間を結んだ線分が、ボス部2の中心を通る前記上下方向の線に対して交差する配置構成になっていれば、本発明を適用することができるものである。

図２で示すステアリングシャフト12は、ステアリングシャフト12の周囲をコラムカバー13で覆った構成で示している。また、エアバッグモジュール5は、カバー体5bで覆われた内部に図示せぬエアバッグ、インフレータ等を収納した従来から公知の構成になっている。

ボス部2はエアバッグモジュール5によって乗員側が覆われており、左右一対のスポーク部4、4は、エアバッグモジュール5によって覆われた構成になっている。そして、エアバッグモジュール5の外周縁側とリム部3の内面側との間には、隙間が形成されている。この隙間によって、エアバッグモジュール5を、リム部3に対して相対的に前後方向に移動させることができる。そして、ホーンスイッチも兼ねているエアバッグモジュール5を前後方向に移動させることができ、ホーンスイッチのON・OFF操作を行うことができる。

尚、図示ではカバー体5bの両肩部にリム部3との間を覆う袖部5a、5aを形成した構成を示しているが、袖部5a、5aをエアバッグモジュール5側に設けずに、フィニッシャーとして構成し、ホイール本体部1a側に一対のフィニッシャーを設けた構成にしておくこともできる。この場合には、エアバッグモジュール5の外周縁側とフィニッシャーの内側面側との間には、所望の隙間を形成しておくことが必要であり、この隙間によってエアバッグモジュール5が、フィニッシャーに対して相対的に移動できるように構成しておくことができる。また、袖部5a、5aやフィニッシャーには、所望の意匠を施しておくことや、必要に応じてスイッチ類等を配設しておくことができる。

ボス部2には、ステアリングシャフト12（図２参照）に装着するためのシャフト取付孔19が形成されている。シャフト取付孔19の内周面には、内歯スプラインが形成されており、この内歯スプラインを図２に示すステアリングシャフト12の外周面に形成した外歯スプラインに対してスプライン結合させることができる。

ステアリングホイール1の内部側には、ホイール本体部1aの裏面側を覆うアンダーカバー17（図２参照）が設けられている。また、ホイール本体部1a内の三ケ所には、図示せぬスプリングの端部を位置決めして支持する支持部16が設けられている。図示せぬスプリングの付勢力によって、エアバッグモジュール5を弾性支持することができる。各支持部16を構成した部位の近傍には、固定接点18、18が構成されている。固定接点18は、エアバッグモジュール5側に設けた図示せぬ可動接点との間でホーンスイッチ機構を構成している。そして、固定接点18としては、ホイール本体部1aの下方側の部位にも形成されているが、この部位に設けた固定接点の図示は省略している。

また、ホイール本体部1aには、エアバッグモジュール5の裏面側に形成した図示せぬ位置決めピンを挿入するピン係合孔15、エアバッグモジュール5をホイール本体部1aから離間する方向に多少の移動を許容した状態で、ホイール本体部1aに係止するフック部7、7、8が構成されている。一対のフック部7、7は、左右方向に配設した一対のスポーク部4、4から離間して設けられており、フック部8は、下方側に設けられている。

フック部7、7、8は、左右一対のスポーク部4、4とは独立して設けられており、ボス部2に直接支持された構成になっている。図示例では、フック部7、7、8をボス部2の三ケ所に設けた構成を示しているが、エアバッグモジュール5をバランス良く取り付けることができる配置構成にすれば、フック部としては二か所に構成しておくこともできる。

左右一対のフック部7、7は、それぞれボス部2に支持された脚部7b、7bと、各脚部7b、7bの頂部側に形成されたフック爪7a、7aと、を備えた構成になっている。フック部8は、一対の脚部8b、8bの基端部がそれぞれボス部2に支持された構成になっている。そして、各脚部8b、8bの先端部側は連結されており、連結された部位にフック爪8aが形成されている。そして、各フック爪7a、7a、8aの先端側が、全てホイール本体部1aの内方側を向いた配置構成になっており、各フック爪7a、7a、8aの上面には傾斜面が形成されている。

尚、上述した説明では、フック部7、7、8をボス部2の三ケ所に設けた構成や、スプリング、固定接点18をそれぞれ三ケ所に配設した構成について説明を行ったが、エアバッグモジュール5をバランス良く取り付けることができる配置構成にすれば、それぞれの配設箇所を二か所以上の適宜の配設箇所に構成しておくこともできる。

ホイール本体部1aを構成するリム部3の芯金3a（図２参照）と、ボス部2と、スポーク部4とフック部6乃至8とは、アルミニウム合金やマグネシウム合金などを用いて一体成形によって構成しておくことができる。エアバッグモジュール5のフロントカバー（エアバッグモジュールカバー）は、オレフィン系熱可塑性エラストマー樹脂などの軟質の樹脂を使用し、エアバッグモジュール5やアンダーカバー17などは、ポリプロピレンなどの比較的硬質の樹脂を使用して、射出成型などによって成形されている。

エアバッグモジュール5の裏面側には、フック部7、7、8との間でワンタッチ式のスナップフィット機構を構成するスナップ取付部6が、フック部7、7、8に対応した部位に構成されている。図１（ａ）では、フック部8に係合するスナップ取付部6の構成の一部を図示している。

スナップ取付部6には、U字状に湾曲させた弾性線材17が設けられている。そして、弾性線材17の一部は、スナップ取付部6に形成した空間部から外部に露出した状態に配されている。この露出した弾性線材17の一部が、ホイール本体部1a側に形成した各フック爪7a、7a、8aの傾斜面上を滑りながら各フック爪7a、7a、8aに係合することができる。
左右一対のスポーク部4、4は、リム部3側において湾曲した屈曲部11aを形成しており、また、ボス部2側においても湾曲した屈曲部11bを形成している。少なくとも屈曲部11a、11bを各スポーク部4、4の長手方向における二か所の部位に設けておくことにより、ボス部2の高さ位置とリム部3の高さ位置との間の高低差を滑らかに連結することができる。

各スポーク部4の屈曲部11a側には、穴部9が形成されており、図１（ａ）のA−A断面図を示す図１（ａ）に示すように、穴部9を貫通孔10として形成しておくことも、図１（ｂ）に示すように、穴部9の途中に薄板部9aを形成した構成にしておくこともできる。各スポーク部4、4の構成としては、曲げ方向の荷重が作用したときに、曲げ変形し易くなるように、二つの屈曲部11a、11b間の部位における曲げ強度よりも、屈曲部11a、11bにおける曲げ強度を低下させた構成になっている。

尚、図示例では屈曲部11a側に穴部9を形成した構成を示しているが、屈曲部11b側に穴部9を形成しておくこともできる。即ち、穴部9としては、スポーク部4、4の屈曲部11a又は屈曲部11bの近傍に形成しておくことができる。このような部位に形成しておくことにより、スポーク部4、4に曲げ応力が作用した際に、スポーク部4、4の曲げ変形を助長させることができる。

図示例の構成では、二つの屈曲部11a、11b間の部位における曲げ強度を高めるため、スポーク部4、4の裏面側における両側縁には、補強リブ4aが形成されている。補強リブ4aを形成することによって、各スポーク部4、4における曲げ剛性や捩り剛性を高めておくことができる。しかし、スポーク部4とリム部3との連結部の近傍に衝撃荷重が作用したときには、補強リブ4aによって、スポーク部4を所望の状態で容易に湾曲させることが難くなってしまう。

そこで、本発明では、屈曲部11aの近傍における二つの屈曲部11a、11b間の部位に穴部9（穴部9としては、貫通孔10も包含している。）を形成することによって、スポーク部4を曲げ易い構成にしている。しかし、穴部9を設けても穴部9の形状によっては、例えば、特許文献１に開示されているような長孔形状の開口のように形成してしまうと、リム部4の下端部側に衝撃荷重が作用したときには、スポーク部4、4が捩れ易くなってしまう。実際に特許文献１では、開口によってスポーク部の捩れが生じ易い構成にしている。

これに対して、本発明では、スポーク部4に作用する捩れ力に対しては、スポーク部4での捩れを増大させない形状に穴部9を形成している。このように構成することによって、リム部3の下端部側に衝撃荷重が作用したときには、スポーク部4に所望の捩り剛性を持たせておくことができる。しかも、リム部3とスポーク部4との連結部の近傍に衝撃荷重が作用したときには、スポーク部4がこの衝撃荷重を吸収できるようにスポーク部4の曲げ変形を助けるように穴部9を作用させることができる。

穴部9として貫通孔10を形成したときには、貫通孔10の断面形状としては、スポーク部4の長手方向における孔径が、スポーク部4の幅方向における孔径に対して、０．５倍から１．５倍の範囲内の孔径となるように形成しておくことができる。このように構成しておくことにより、上述したような本発明の特有な効果を貫通孔10に持たせておくことができる。

即ち、スポーク部4、4の幅方向における貫通孔10の横幅寸法を所定の寸法に形成したとき、スポーク部4、4の長手方向における貫通孔10の寸法を、横幅寸法の半分以上から１．５倍の長さ寸法に形成することができる。そして、貫通孔10を横長の楕円形状から円の形状、そして、縦長の楕円形状との間で形成しておくことができる。

スポーク部4、4の長手方向における貫通孔10の孔径寸法を、スポーク部4、4の幅方向における貫通孔10の横幅寸法の半分以下に形成しておいた場合には、リム部3とスポーク部4、4との連結部の近傍に衝撃荷重が作用したときには、スポーク部4、4が曲げ変形するのを助長させることに殆ど機能しなくなってしまう。

また、スポーク部4、4の長手方向における貫通孔10の孔径寸法を、スポーク部4、4の幅方向における貫通孔10の横幅寸法の１．５倍以上に形成したときには、リム部3の下端部に衝撃荷重が作用したときにスポーク部4、4の捩れ変形を増大させてしまうことになる。しかも、スポーク部4、4に曲げ応力が作用したときには、スポーク部4、4は簡単に曲がってしまうことになる。そして、スポーク部4、4を曲げさせる衝撃荷重を吸収することが難しくなる。

穴部9の形状を、各スポーク部4、4において穴部9を形成した部位における曲げ剛さと捩り剛さで規定する場合には、曲げ剛さとしては、スポーク部4、4を屈曲させる荷重がリム部3に作用したときに、穴部9を形成した部位での曲げ変量を増大させる曲げ剛さに構成しておくことができる。捩り剛さとしては、各スポーク部4、4を捩る荷重がリム部3に作用したときに、穴部9を形成した部位での捩れ変形量を増大させない捩り剛さに構成しておくことができる。

このように構成しておくことにより、例えば、リム部3の下端部に衝撃荷重が作用したときに、スポーク部4、4に捩れ変形が生じても、穴部9によって捩れ変形量を増大させることがない。また、例えば、各スポーク部4、4とリム部3との連結部に衝撃荷重が作用したときに、スポーク部4が曲げ変形を生じると、穴部9の影響によってスポーク部4の曲げ変形量を増大させることができる。

そして、衝撃荷重をスポーク部4、4において十分吸収することができる。本発明では、上述したように構成しておくことにより、本発明の特有な効果を穴部9に持たせておくことができる。

次に、図２〜図４を用いて、リム部3の下方側に衝撃荷重Fが作用した場合について、説明を行う。このときに、貫通孔10が形成されているスポーク部4での応力分布と、貫通孔が形成されていないスポーク部4での応力分布とに関して、それぞれの応力分布の解析結果を図３、図４に示している。

尚、図３、図４における解析結果及び以下で説明する図７、図８における解析結果では、スポーク部4に貫通孔10が形成されている点と、貫通孔が形成されていない点との相違だけで、他の構成は同一の条件で構成されている。また、貫通孔10は、屈曲部11b側に形成した場合の解析結果を図３、図７では示している。貫通孔10を屈曲部10a側に形成した場合でも以下で説明すると同様の結果を得ることができる。

尚、図３、図４、図７及び図８における応力分布として、黒く示している部分が、応力が高い分布状態を示しており、以下応力分布が低くなる順に従って、応力の大きさを右下がりの斜め線、水平方向の横線、左下がりの斜め線、左右に交差した線でそれぞれの領域を示している。

図２に示すように、リム部3の下方側に衝撃荷重Fが作用した場合に関して、図３では、貫通孔10が形成されているスポーク部4での応力分布の解析結果を示しており、図４では、貫通孔10を形成していないスポーク部4での応力分布の解析結果を示している。

リム部3の下方側に衝撃荷重が作用したときには、図２に示すようにリム部3の芯金3aは実線で示す状態から点線で示す様態に変位することになる。このとき、図３に示すように、本発明に係る貫通孔10を形成した場合でも、図４に示すように貫通孔10を形成していない場合でも、スポーク部4に生じる応力分布は、略同じ応力分布状態になる。しかも、捩れに対して抵抗力を持った応力分布状態になっている。

このように、本発明に係る構成を備えた貫通孔10をスポーク部4に形成しておいても、リム部3の下方側に衝撃荷重が作用しても十分に対応することができ、スポーク部4として必要とする機能を十分に発揮させることができる。

次に、図５乃至図８を用いて、リム部3とスポーク部4との連結部の近傍に衝撃荷重が作用した場合について、説明を行う。図５のように衝撃荷重Fが作用すると、リム部3は実線で示す状態から二点鎖線で示す状態に変形する。このとき、図６に示すように、ホイール本体部1aでは、スポーク部4が屈曲部11a、11bを中心としてスポーク部4のリム部3側が屈曲変形することになる。

図５のように衝撃荷重Fが作用したときのスポーク部4での応力分布について、その解析結果を図７、図８に示している。図７は、スポーク部4に貫通孔10が形成されている構成での解析結果を示しており、図８には、貫通孔が形成されていないスポーク部4を用いた構成での解析結果を示している。

図７と図８とを比較すると、スポーク部4の内面側における応力としては、貫通孔10を形成したスポーク部4の方が、貫通孔を形成していないスポーク部4よりも、貫通孔10を形成した周辺において応力が高いことが分かる。このことから分かるように、貫通孔10を形成した場合の方が、貫通孔を形成しなかった場合に比べてスポーク部4での曲げ変形が生じ易い構成になる。しかも、スポーク部4の補強リブ4aでの応力分布は、貫通孔10を形成した構成でも、貫通孔10を形成していない構成でも遜色ない応力分布状態になっている。

上述したように、スポーク部4、4での捩れ変形に対しては、本発明に係る貫通孔10を形成しても大きな影響を及ぼすことがなく、貫通孔が形成されていない場合と同様の挙動を示すことができる。そして、スポーク部4、4に対する曲げ変形に対しては、本発明に係る貫通孔10を形成した方がスポーク部4、4を曲げ易く構成することができる。曲げ易い構成と言っても、リム部に対して必要な変位ストロークを与えることができ、衝撃荷重をスポーク部4において十分吸収することができる曲げ変形を行うことができる。

本発明は、本発明の技術思想を適用することができるステアリングホイールに対しては、本発明の技術思想を適用することができる。

１…ステアリングホイール、１ａ…ホイール本体部、４…スポーク部、５…エアバッグモジュール、７，８…フック部、９…穴部、１０…貫通孔、１１ａ，１１ｂ…屈曲部。

Claims (6)

1. ステアリングシャフトに連結されるボス部と、前記ボス部の回転外周部に配されたリム部と、前記リム部における前記ボス部を中心とした左右の二つの部位と前記ボス部とを連結する一対のスポーク部と、を有するステアリングホイールであって、
   前記各スポーク部は、幅方向に所定幅を有する板状に構成され、かつ、前記各スポーク部の長手方向における中間部位で前記各スポーク部の幅方向における中央部位に円形状の穴部が形成されていることを特徴とするステアリングホイール。
2. 前記穴部が、前記リム部と前記スポーク部との連結点から前記スポーク部を屈曲させる荷重が作用したときに、前記スポーク部において屈曲を生じる部位の近傍に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール。
3. 前記各スポーク部における前記穴部を形成した部位における曲げ剛さが、前記スポーク部を屈曲させる荷重が前記リム部に作用したときに、前記穴部を形成した部位での曲げ変量を増大させる曲げ剛さに構成され、かつ、前記各スポーク部における前記穴部を形成した部位における捩り剛さが、前記各スポーク部を捩る荷重が前記リム部に作用したときに、前記穴部を形成した部位での捩れ変形量を増大させない捩り剛さに構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のステアリングホイール。
4. 前記穴部が、前記スポーク部の板厚方向に貫通した貫通孔であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のステアリングホイール。
5. 前記スポーク部の長手方向における前記貫通孔の孔径が、前記スポーク部の幅方向における前記貫通孔の孔径に対して、０．５倍から１．５倍の範囲内での孔径であることを特徴とする請求項４に記載のステアリングホイール。
6. 前記貫通孔の断面形状が円であることを特徴とする請求項４又は５に記載のステアリングホイール。

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