JP2016132255A - ステアリングホイール - Google Patents

Abstract

【課題】ベゼルを芯金の変形に対応して容易に変形させて、ベゼルが乗員に向かって突出するのを防止する。【解決手段】乗員の衝突時に、ホイール１３がスポーク１２とともに変形して、芯金１０の変位部１５が変位する。ベゼル３０は、芯金１０の変位部１５と非変位部１６とに跨って取り付けられる。ベゼル３０は、ボス１１に取り付けられる第１取付部３２と、スポーク１２の変位部１５に取り付けられる第２取付部３４と、変位部１５の変位時に破断する脆弱部３５を有する。ステアリングパッド２０の張出部２３は、脆弱部３５が破断した状態でベゼル３０の破断した部分を遮蔽する。【選択図】 図３

Description

本発明は、車両のステアリングシャフトに取り付けられるステアリングホイールに関する。

車両の緊急時に、乗員が車両の前方に移動してステアリングホイールに衝突することがある。この場合には、ステアリングホイールの芯金が変形して、乗員の移動エネルギーが吸収される。その際、芯金のホイールとスポークが、ステアリングコラムに向かって変形して、芯金のボスに対して変位する。また、芯金の変形に伴い、乗員の衝撃が緩和されて、乗員が保護される。

芯金に加えて、ステアリングホイールは、一般に、芯金のボスに固定されるステアリングパッドと、芯金のボス及びスポークに取り付けられるベゼルを備えている。ベゼルは、装飾部材としても使用され、１つ又は複数のスポークを装飾し、或いは、スポーク及びボスを装飾する。このようなベゼルに関しては、破損又は芯金からの脱落を防止するため、芯金の変形に対応して変形することが求められる。これに対し、例えば、低温でも破損せずに変形する樹脂材料によりベゼルを成形することが考えらえる。しかしながら、そのような樹脂材料は高価であるため、ベゼルのコストが上昇する。

また、従来、芯金の変形に伴い、芯金に固定された複数の固定部の内の少なくとも１つがガーニッシュ（ベゼル）から分離するステアリングホイールが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１に記載された従来のステアリングホイールでは、芯金の変形時に、固定部の分離により、ガーニッシュの撓みが軽減されて、ガーニッシュの破損又は脱落が抑制される。ところが、このガーニッシュは芯金の変形に対応して変形せず、乗員の衝突時に、ステアリングホイールから乗員に向かってガーニッシュが突出する虞がある。従って、従来のステアリングホイールに関しては、乗員の安全性をより向上させる観点から、改良の余地がある。

特開２００９−４０３２５号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、ベゼルを芯金の変形に対応して容易に変形させて、ベゼルがステアリングホイールから乗員に向かって突出するのを防止することである。

本発明は、車両のステアリングシャフトに取り付けられるボスを有する芯金と、芯金に取り付けられるベゼルと、芯金のボスに固定されるステアリングパッドと、を備えたステアリングホイールである。芯金は、ボスから外方に延びるスポークと、スポークによりボスに連結されて乗員の衝突時にスポークとともに変形するホイールと、ホイールとスポークの変形により変位する変位部と、変位部の変位時に変位しないボスを含む非変位部と、を有する。ベゼルは、芯金の変位部と非変位部とに跨って取り付けられる。ステアリングパッドは、ボスを覆う位置に配置されるカバー部と、カバー部のボス側の面に設けられた周壁と、周壁の外方まで張り出す張出部と、を有する。ベゼルは、ステアリングパッドの周壁を囲む囲み部と、囲み部に設けられて芯金のボスに取り付けられる第１取付部と、スポークの変位部に取り付けられる第２取付部と、第１取付部と第２取付部の間の囲み部に設けられて変位部の変位時に破断する脆弱部と、を有する。ステアリングパッドの張出部は、脆弱部の乗員側の位置に配置されて、脆弱部が破断した状態でベゼルの破断した部分を遮蔽する。

本発明によれば、ベゼルを芯金の変形に対応して容易に変形させて、ベゼルがステアリングホイールから乗員に向かって突出するのを防止することができる。

本実施形態のステアリングホイールの斜視図である。 分解したステアリングホイールを示す斜視図である。 分解したステアリングホイールを示す斜視図である。 図１のＸ方向からみたステアリングホイールの側面図である。 図４のＹ−Ｙ線で切断したステアリングホイールの断面図である。 エアバッグが膨張展開する前のステアリングホイールを示す斜視図である。 エアバッグが膨張展開した後のステアリングホイールを示す斜視図である。 乗員が衝突する前のステアリングホイールを示す側面図である。 乗員が衝突した後のステアリングホイールを示す側面図である。 ベゼルの他の形状の例を示す斜視図である。

本発明のステアリングホイールの一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のステアリングホイールは、車両用の操縦部材であり、車両のステアリングシャフトに取り付けられる。また、ステアリングホイールは、運転席の前方に配置されて、乗員により車両の操縦に使用される。

図１は、本実施形態のステアリングホイール１の斜視図であり、乗員からみたステアリングホイール１を示している。図２、図３は、分解したステアリングホイール１を示す斜視図であり、図３は、図２の反対側からみたステアリングホイール１を示している。
図示のように、ステアリングホイール１は、芯金１０と、ロアカバー２と、２つの装飾体３と、ステアリングパッド２０と、ベゼル３０と、エアバッグ装置４０を備えている。

芯金１０（図２参照）は、ステアリングホイール１の骨格部材であり、金属（例えば、マグネシウム合金、又は、アルミニウム合金）により成形される。また、芯金１０は、ボス１１と、ボス１１から外方に延びる複数のスポーク１２と、複数のスポーク１２によりボス１１に連結される環状のホイール１３を有する。ホイール１３は、リムともいわれ、ボス１１の外方に位置する。ボス１１は、ステアリングホイール１の中央部に位置する中央部材であり、車両のステアリングシャフトに取り付けられる。

スポーク１２は、ボス１１とホイール１３の間に位置して、ボス１１とホイール１３とを連結する。ここでは、複数のスポーク１２は、ボス１１から車両の幅方向（図１の左右方向）に延びる第１、第２スポーク１２Ａ、１２Ｂ、及び、ボス１１から車両の下方（図１の下方）に延びる第３スポーク１２Ｃからなり、放射状に配置される。ホイール１３の全体とスポーク１２の外端部は、被覆材（例えば、合成樹脂）により被覆される。被覆材により被覆されたホイール１３は、ステアリングホイール１のホイール部４（リム部）である。ホイール部４が、ステアリングホイール１の操作時に乗員により握られて、車両の操縦に使用される。

ロアカバー２は、芯金１０のステアリングコラム側（裏側）から、芯金１０に取り付けられて、ボス１１とスポーク１２の一部を覆う。２つの装飾体３は、芯金１０の乗員側（表側）から、それぞれ第１、第２スポーク１２Ａ、１２Ｂに取り付けられて、第１、第２スポーク１２Ａ、１２Ｂを覆う。ステアリングパッド２０は、合成樹脂によりカップ状に成形され、芯金１０のボス１１を覆うように、ボス１１に固定される。

ベゼル３０は、芯金１０に取り付けられる枠体であり、ガーニッシュともいう。また、ベゼル３０は、芯金１０の乗員側から、ボス１１とスポーク１２（ここでは、第３スポーク１２Ｃ）に取り付けられて、ステアリングホイール１を装飾する装飾部材として使用される。ベゼル３０により、第３スポーク１２Ｃが覆われて装飾される。ボス１１において、ステアリングパッド２０は、ベゼル３０と組み合わされて、ベゼル３０とともにボス１１を装飾する。

エアバッグ装置４０は、芯金１０のボス１１に固定されて、ステアリングホイール１に搭載される。ここでは、ステアリングパッド２０は、エアバッグ装置４０を覆うエアバッグカバーであり、エアバッグ装置４０に取り付けられる。エアバッグ装置４０は、ステアリングパッド２０内に配置される。芯金１０は、ボス１１から突出する複数の固定部１４（図２参照）を有しており、エアバッグ装置４０は、複数の固定部１４に固定される。これにより、エアバッグ装置４０とステアリングパッド２０が、芯金１０のボス１１に固定される。

図４は、図１のＸ方向からみたステアリングホイール１の側面図であり、図５は、図４のＹ−Ｙ線で切断したステアリングホイール１の断面図である。
図示のように、エアバッグ装置４０は、膨張展開可能なエアバッグ４１と、インフレータ４２と、板状の保持部材４３を有する。折り畳まれたエアバッグ４１とインフレータ４２が、保持部材４３に取り付けられて、保持部材４３により保持される。ステアリングパッド２０は、保持部材４３に取り付けられて、折り畳まれたエアバッグ４１を収容する。

ステアリングパッド２０は、板状のカバー部２１と、環状の周壁２２と、周壁２２から張り出した環状の張出部２３を有する。カバー部２１は、ボス１１の全体又は一部を覆う位置に配置されて、エアバッグ装置４０の乗員側で、エアバッグ４１を覆う。周壁２２は、カバー部２１のボス１１側（裏側）の面（裏面）に設けられて、エアバッグ４１を囲む。張出部２３は、カバー部２１の周縁部から周壁２２の外方まで張り出す。また、張出部２３は、カバー部２１の周縁部からボス１１側に向かって形成されて、周壁２２の一部を囲む。従って、張出部２３は、周壁２２の外側に位置する外壁であり、周壁２２は、張出部２３の内側に配置される。周壁２２と張出部２３の間には、隙間（空間）２４が形成される。

車両の緊急時には、エアバッグ装置４０が作動して、インフレータ４２がガスを発生する。エアバッグ４１は、インフレータ４２から供給されるガスにより膨張して、ステアリングパッド２０のカバー部２１を押し開く。続いて、ステアリングパッド２０の乗員側で、エアバッグ４１は、ステアリングホイール１を覆うように膨張展開する。乗員は、車両の前方に移動して、エアバッグ４１により受け止められる。

図６は、エアバッグ４１が膨張展開する前のステアリングホイール１を示す斜視図であり、図７は、エアバッグ４１が膨張展開した後のステアリングホイール１を示す斜視図である。図７では、エアバッグ４１を省略している。
図示のように、ステアリングパッド２０は、カバー部２１に形成されたティアライン２５（図６では点線で示す）と、エアバッグ４１により押し開かれる展開部２６（図７参照）を有する。

ティアライン２５は、カバー部２１の裏面に形成された溝であり、膨張するエアバッグ４１により引き裂かれる。これにより、カバー部２１が複数に分割されて、複数の展開部２６がステアリングパッド２０に形成される。展開部２６は、ドアのように展開する展開ドアであり、ステアリングパッド２０の外方に展開する。展開部２６の展開により、ステアリングパッド２０に開口２７が形成される。エアバッグ４１は、開口２７からステアリングパッド２０の外部に向かって展開する。

車両の緊急時には（図１、図２参照）、乗員が、車両の前方に移動して、ステアリングホイール１に衝突することがある。この場合には、ステアリングホイール１の芯金１０が変形して、乗員の移動エネルギーが吸収される。また、芯金１０の変形に伴い、乗員の衝撃が緩和されて、乗員が保護される。車両の前進中では、乗員がホイール１３（ホイール部４）の乗員側の部分に衝突して、芯金１０の乗員側の部分が変形する。ここでは、乗員は、主に、ホイール１３の第３スポーク１２Ｃに連結された部分（スポーク連結部１３Ａ）、又は、スポーク連結部１３Ａの周辺のホイール１３に衝突する。

図８は、乗員が衝突する前のステアリングホイール１を示す側面図であり、図９は、乗員が衝突した後のステアリングホイール１を示す側面図である。図８、図９では、ステアリングホイール１内の芯金１０を点線で示している。
図示のように、乗員のステアリングホイール１への衝突時に、乗員がホイール部４に衝突して、ホイール部４に衝突の力が加えられる。これにより、ホイール部４と芯金１０のホイール１３が、少なくとも１つのスポーク１２（ここでは、第３スポーク１２Ｃ）とともに部分的に変形する。その際、ホイール１３とスポーク１２の一部が、乗員により曲げられて、乗員の反対側（ステアリングコラム側）に向かって変形する（図９参照）。

芯金１０は、ホイール１３とスポーク１２の変形により変位する変位部１５と、変位部１５の変位時に変位しない非変位部１６を有する。変位部１５は、ホイール１３とスポーク１２の一部であり、ホイール１３と少なくとも１つのスポーク１２に設けられる。乗員の衝突によるホイール１３とスポーク１２の変形に伴い、芯金１０の変位部１５は、芯金１０の非変位部１６に対して相対的に変位する。非変位部１６は、ボス１１を含む芯金１０の所定部であり、変位部１５の変位時に変形せずに元の形状に維持される。

ホイール１３とスポーク１２には、それぞれ変位部１５と非変位部１６とが設けられる。ホイール１３の変位部１５は、ホイール１３の非変位部１６よりも細く、非変位部１６に比べて、変形し易くなっている。スポーク１２の変位部１５は、スポーク１２のホイール１３側の部分であり、スポーク１２の非変位部１６は、スポーク１２のボス１１側の部分である。スポーク１２の変位部１５と非変位部１６の境界には、スポーク１２の変形を補助する変形補助部（例えば、溝部、又は、薄肉部）が形成されている。ベゼル３０は、芯金１０の変位部１５と非変位部１６とに跨って取り付けられて、芯金１０に固定される。

ベゼル３０（図２、図３参照）は、ステアリングパッド２０の周壁２２を囲む囲み部３１と、囲み部３１に設けられた第１取付部３２と、囲み部３１から外方に突出する装飾部３３と、装飾部３３に設けられた第２取付部３４と、囲み部３１に形成された脆弱部３５を有する。ここでは、囲み部３１は、環状に形成された環状部であり、周壁２２の全体を囲む。また、囲み部３１は、半径方向の厚さよりもステアリングホイール１の軸方向の幅が広い環状壁でもある。複数の第１取付部３２が、囲み部３１に形成され、囲み部３１から芯金１０のボス１１に向かって突出する。芯金１０は、ボス１１から突出する複数の突起１７と、複数の突起１７に形成された複数の係止孔１８を有する。

第１取付部３２と係止孔１８は、いわゆるスナップフィット構造をなし、第１取付部３２の先端は、係止孔１８に係止されるフック形状に形成されている。複数の第１取付部３２は、それぞれボス１１の係止孔１８に挿入されて、係止孔１８に係止される。これにより、複数の第１取付部３２が、芯金１０のボス１１に取り付けられる。また、複数の第１取付部３２により、囲み部３１が、ボス１１に取り付けられる。

装飾部３３は、スポーク１２（ここでは、第３スポーク１２Ｃ）の乗員側に配置されて、スポーク１２を覆い、スポーク１２を装飾する。複数の第２取付部３４が、装飾部３３に形成され、装飾部３３から芯金１０のスポーク１２に向かって突出する。芯金１０は、スポーク１２に形成された複数の係止孔１９を有する。

第２取付部３４と係止孔１９は、いわゆるスナップフィット構造をなし、第２取付部３４の先端は、係止孔１９に係止されるフック形状に形成されている。複数の第２取付部３４は、それぞれスポーク１２の係止孔１９に挿入されて、係止孔１９に係止される。これにより、複数の第２取付部３４が、芯金１０のスポーク１２に取り付けられる。また、複数の第２取付部３４により、ベゼル３０の装飾部３３が、スポーク１２に取り付けられる。

ボス１１の係止孔１８は、第１取付部３２を係止する芯金１０の第１係止部であり、芯金１０の非変位部１６であるボス１１に形成されている。スポーク１２の係止孔１９は、第２取付部３４を係止する芯金１０の第２係止部であり、芯金１０の変位部１５であるスポーク１２に形成されている。そのため、第１取付部３２は、非変位部１６に取り付けられ、第２取付部３４は、芯金１０の変位部１５の内のスポーク１２の変位部１５に取り付けられる。

ステアリングパッド２０は、予め、エアバッグ装置４０を収容して、エアバッグ装置４０に取り付けられる。ベゼル３０が芯金１０に取り付けられた後、ステアリングパッド２０が、ベゼル３０の囲み部３１に挿入されて、芯金１０のボス１１に固定される。その状態で、囲み部３１は、周壁２２の周囲に配置されて、ステアリングパッド２０の周壁２２を囲む。また、囲み部３１が周壁２２に隣接して、所定間隔の隙間が周壁２２と囲み部３１の間に形成される。ステアリングパッド２０の張出部２３のボス１１側において、ベゼル３０の囲み部３１は、張出部２３に近接して配置される。

ベゼル３０の脆弱部３５は、所定の力で破断可能なベゼル３０の破断予定部であり、第１取付部３２と第２取付部３４の間の囲み部３１に設けられている。ここでは、脆弱部３５は、囲み部３１に形成された切欠き部であり、囲み部３１の他の部分よりも脆弱になっている。１つの脆弱部３５が、張出部２３のボス１１側の位置に配置されて、ステアリングパッド２０の張出部２３により乗員から隠される。

乗員のステアリングホイール１への衝突時には、芯金１０の変位部１５の変位に伴い、ベゼル３０が変位部１５とともに変位する。その際、ベゼル３０の囲み部３１は、第１取付部３２により非変位部１６のボス１１に保持される。また、囲み部３１は、変位部１５の変位に伴い、ステアリングパッド２０の張出部２３に向かって変位して、張出部２３に接触する。囲み部３１は、張出部２３のボス１１側の部分に接触して、張出部２３により押さえられる。その結果、第１取付部３２がボス１１から外れるのが防止されて、囲み部３１がボス１１に確実に保持される。なお、変位部１５の変位時には、囲み部３１の変位を抑えられればよく、囲み部３１を張出部２３と接触させずに、囲み部３１の変位を抑えるようにしてもよい。

囲み部３１の変形及び変位が抑えられた状態で、ベゼル３０の第２取付部３４側の部分（ここでは、装飾部３３）が、変位部１５の変位に対応して変位する。これにより、ベゼル３０の囲み部３１に曲げ応力が生じて、囲み部３１の脆弱部３５が所定の曲げ応力により破断する。このように、変位部１５の変位時に、囲み部３１に加えられる力で、脆弱部３５が破断する。脆弱部３５の破断により、囲み部３１が１箇所で破断して、囲み部３１に破断部が形成される。囲み部３１が破断することで、囲み部３１が変形し易くなるとともに、装飾部３３が変位部１５の変位に対応して変位し易くなる。その結果、ベゼル３０が芯金１０の変形に対応して容易に変形する。

ステアリングパッド２０の張出部２３は、脆弱部３５の乗員側の位置に配置されており、脆弱部３５が破断した状態で、ベゼル３０（囲み部３１）の破断した部分（破断部）を乗員側において遮蔽する（図５参照）。具体的には、ベゼル３０の破断部は、周壁２２と張出部２３の間の隙間２４に入り、張出部２３により覆われる。従って、脆弱部３５の破断時に、張出部２３により、ベゼル３０の破断部が乗員から遮蔽されて、ベゼル３０の破断部がステアリングパッド２０から乗員側に突出するのが防止される。その結果、ベゼル３０の破断部により、乗員及びエアバッグ４１が傷付くのが防止される。

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１では、ベゼル３０を芯金１０の変形に対応して容易に変形させて、ベゼル３０がステアリングホイール１から乗員に向かって突出するのを防止することができる。また、ベゼル３０に高価な樹脂材料を用いることなく、かつ、簡単な構造のステアリングホイール１により、ベゼル３０の破断部を乗員から遮蔽して、乗員を保護することができる。

ベゼル３０を破断することで、ベゼル３０の第１取付部３２と第２取付部３４の破損を抑制でき、ベゼル３０が芯金１０から脱落するのを防止することができる。仮に、脆弱部３５の破断後に、ベゼル３０の第２取付部３４がスポーク１２の変位部１５から外れたとしても、ベゼル３０の装飾部３３は、囲み部３１及び第１取付部３２により芯金１０に保持される。そのため、ベゼル３０が芯金１０から脱落することはない。

なお、ステアリングパッド２０の展開部２６がエアバッグ４１により押し開かれたときに（図７参照）、脆弱部３５は、展開部２６により隠れる位置に配置される。脆弱部３５の破断時には、展開部２６により、ベゼル３０の破断部が覆われて、ベゼル３０の破断部によりエアバッグ４１が傷付くことが確実に防止される。また、ベゼル３０の囲み部３１（図２、図３参照）は、半径方向の厚さよりもステアリングホイール１の軸方向の幅が広い環状壁である。そのため、変位部１５の変位時に、囲み部３１の変形に対する剛性が高くなり、囲み部３１が脆弱部３５で確実に破断する。

ベゼル３０の囲み部３１は、ステアリングパッド２０の張出部２３に近接して配置される（図５参照）。脆弱部３５の破断時には、ベゼル３０の破断部は、張出部２３に当たって、張出部２３により押さえられる。これにより、ベゼル３０の破断部の突出を、より確実に防止することができる。囲み部３１と張出部２３の距離を短くすると、ベゼル３０の破断部を、より早期に押さえることができる。

図１０は、ベゼル３０の他の形状の例を示す斜視図であり、ベゼル３０を図２と同じ方向からみて示している。
ここでは、図示のように、ベゼル３０の囲み部３１は、装飾部３３の反対側で、かつ、２つの第１取付部３２の間で分断され、Ｃ字状に形成されている。２つの第１取付部３２は、それぞれ囲み部３１の端部に設けられ、脆弱部３５は、一方の第１取付部３２と第２取付部３４の間の囲み部３１に設けられる。ステアリングホイール１において、囲み部３１は、ステアリングパッド２０の周壁２２の一部を囲む。このように、ベゼル３０の囲み部３１は、環状以外の形状に形成してもよく、周壁２２の全体又は一部を囲む種々の形状に形成される。

以上、１つのベゼル３０により１つのスポーク１２を覆う例を説明したが、１つのベゼル３０により複数のスポーク１２を覆うようにしてもよい。この場合には、ベゼル３０は、ボス１１と複数のスポーク１２の変位部１５に取り付けられる。乗員のステアリングホイール１への衝突時には、複数のスポーク１２の内のいずれか１つのスポーク１２が変位して、上記と同様に脆弱部３５が破断する。また、２つ以上のスポーク１２が変位したときにも、脆弱部３５の破断により、上記した効果を得ることができる。

１・・・ステアリングホイール、２・・・ロアカバー、３・・・装飾体、４・・・ホイール部、１０・・・芯金、１１・・・ボス、１２・・・スポーク、１３・・・ホイール、１４・・・固定部、１５・・・変位部、１６・・・非変位部、１７・・・突起、１８・・・係止孔、１９・・・係止孔、２０・・・ステアリングパッド、２１・・・カバー部、２２・・・周壁、２３・・・張出部、２４・・・隙間、２５・・・ティアライン、２６・・・展開部、２７・・・開口、３０・・・ベゼル、３１・・・囲み部、３２・・・第１取付部、３３・・・装飾部、３４・・・第２取付部、３５・・・脆弱部、４０・・・エアバッグ装置、４１・・・エアバッグ、４２・・・インフレータ、４３・・・保持部材。

Claims (2)

1. 車両のステアリングシャフトに取り付けられるボスを有する芯金と、芯金に取り付けられるベゼルと、芯金のボスに固定されるステアリングパッドと、を備えたステアリングホイールであって、
   芯金は、ボスから外方に延びるスポークと、スポークによりボスに連結されて乗員の衝突時にスポークとともに変形するホイールと、ホイールとスポークの変形により変位する変位部と、変位部の変位時に変位しないボスを含む非変位部と、を有し、
   ベゼルは、芯金の変位部と非変位部とに跨って取り付けられ、
   ステアリングパッドは、ボスを覆う位置に配置されるカバー部と、カバー部のボス側の面に設けられた周壁と、周壁の外方まで張り出す張出部と、を有し、
   ベゼルは、ステアリングパッドの周壁を囲む囲み部と、囲み部に設けられて芯金のボスに取り付けられる第１取付部と、スポークの変位部に取り付けられる第２取付部と、第１取付部と第２取付部の間の囲み部に設けられて変位部の変位時に破断する脆弱部と、を有し、
   ステアリングパッドの張出部は、脆弱部の乗員側の位置に配置されて、脆弱部が破断した状態でベゼルの破断した部分を遮蔽するステアリングホイール。
2. 請求項１に記載されたステアリングホイールにおいて、
   ベゼルの囲み部は、ステアリングパッドの張出部に近接して配置されて、変位部の変位に伴い張出部に接触するステアリングホイール。

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