JP2017214050A

JP2017214050A - ステアリングホイール

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Publication number: JP2017214050A
Application number: JP2016253399A
Authority: JP
Inventors: 豊羽場; Yutaka Haba; 健志長田; Kenji Osada; 拓矢米田; takuya Yoneda
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2036-12-27
Also published as: JP6828430B2

Abstract

【課題】バイブレータを備え、デザイン自由度の高いステアリングホイールを提供する。【解決手段】本発明のステアリングホイール１は、ステアリングハブ部７、ホイール部２、及びステアリングハブ部７から延出し、ホイール部２に連なるスポーク部８Ｌ、８Ｒを有する。ホイール部２は、ステアリングホイール１を周回する断面形状がＵ字形の芯金３と、芯金３を覆う発泡合成樹脂層４と、発泡合成樹脂層４を覆い、ホイール部２の最表面を形成する皮革５と、を備える。芯金３の内部にバイブレータ収容部Ｓを区画形成する隔壁３ａ，３ａが設けられており、バイブレータ収容部Ｓを覆うケース１０が芯金３に取り付けられている。芯金３とケース１０との間のバイブレータ収容部Ｓにバイブレータ２０が設置されている。【選択図】図７

Description

本発明は、バイブレータが設けられたステアリングホイールに関する。

道路の車線をカメラで認識し、車両が車線から逸脱した時、又は逸脱が予想される時に、振動モータによりステアリングホイールを揺動させて運転手に知らせるようにしたステアリングホイールが知られている。

従来のステアリングホイールでは、振動モータをスポーク部に取り付けていた（例えば特許文献１参照）。そのため、振動モータを取り付けるためのスポーク部が必要となったり、振動モータの取り付けスペースを確保するためにスポーク部を太くする必要があったりして、ステアリングホイールのデザインの自由度が制約されていた。

特開２０１６−３０４７１号公報米国特許出願公開第２０１６／０１１４８２６号明細書

本発明は、バイブレータを備え、デザイン自由度の高いステアリングホイールを提供することを目的とする。

本発明のステアリングホイールは、ステアリングハブ部、ホイール部、及び該ステアリングハブ部から延出し、該ホイール部に連なるスポーク部を有するステアリングホイールであって、前記ホイール部は、ステアリングホイールを周回する芯金と、前記芯金を覆う被覆層と、を備え、前記芯金の周回方向の一部にバイブレータ収容部が設けられており、該バイブレータ収容部にあっては、ホイール部径方向の芯金の断面形状が略Ｕ字形状となっており、前記芯金の内部にバイブレータ収容部を区画形成する隔壁が設けられており、該バイブレータ収容部を覆うケースが該芯金に取り付けられており、該芯金と該ケースとの間の該バイブレータ収容部にバイブレータが配置されており、該バイブレータは該ケースに取り付けられているものである。

本発明の一態様では、前記ケースは、長方形状の底面、該底面の長手方向の側部から立ち上がる長手側壁、及び該底面の短手方向の側部から立ち上がる短手側壁を有する。

本発明の一態様では、前記底面からケース内部を仕切る仕切壁が垂設されており、該仕切壁は前記短手方向に沿って延在し、前記バイブレータは該仕切壁に取り付けられている。前記短手側壁に設けられた配線孔に挿通された配線をさらに備え、該配線は前記芯金の内部に前記周回方向に沿って配置されていてもよい。

本発明の一態様では、前記バイブレータは、モータ本体、該モータ本体から突出する回転駆動軸、及び該回転駆動軸に取り付けられた錘を有し、前記仕切壁には前記回転駆動軸を挿通した切欠きが設けられ、前記モータ本体が前記仕切壁に取り付けられている。

本発明の一態様では、前記ケースの前記長手側壁と前記芯金の側壁とが対向し、該ケースの前記短手側壁と該芯金の前記隔壁とが対向している。

本発明の一態様では、前記ケースの前記短手側壁からケース外側に向かって張り出した第１張出部にボルト挿通孔が設けられており、前記芯金の前記隔壁から前記バイブレータ収容部とは反対側に張り出した第２張出部にボルト穴が設けられており、前記ボルト挿通孔に挿通されたボルトが該ボルト穴に螺合している。

本発明の一態様では、前記ケースと前記芯金及び前記隔壁との間には封止材が設けられている。

本発明の一態様では、前記短手側壁に設けられた配線孔に挿通された配線をさらに備え、該配線は前記芯金の内部に前記周回方向に沿って配置されている。

本発明の一態様では、前記配線の先端部は電子制御回路に接続され、該電子制御回路は少なくとも一面が開放された基板収容ケースに収容され、該基板収容ケースの開放面はボディカバー等の他部材で覆われている。

本発明の一態様では、前記バイブレータの前記錘は、前記回転駆動軸に直交する方向の寸法が、前記モータ本体の幅及び高さよりも小さい。

本発明の一態様では、前記ケースは長手方向に湾曲している。

本発明のステアリングホイールでは、芯金の内部に区画形成されたバイブレータ収容部をケースが覆い、芯金とケースとの間の該バイブレータ収容部にバイブレータが配置されている。スポーク部にバイブレータを取り付ける必要がないため、ステアリングホイールのデザイン自由度を高くすることができる。

実施の形態に係るステアリングホイールの正面図である。図１のII-II線に沿う断面図である。バイブレータケースの斜視図である。バイブレータの斜視図である。バイブレータを取り付けたバイブレータケースの斜視図である。ホイール部の芯金を反乗員側から見た斜視図である。芯金へのバイブレータケース取付方法を説明する分解斜視図である。（ａ）は配線の配置例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。変形例による芯金の平面図である。変形例によるバイブレータケースの斜視図である。（ａ）は変形例によるバイブレータの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の矢印方向からみた側面視図である。（ａ）（ｂ）は基板収容ケースの斜視図である。基板収容ケースの斜視図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。以下の説明において、ステアリングホイールの左右方向とは、それぞれ、該ステアリングホイールを車両直進時の操舵姿勢とした状態における車体の左右方向に合致する。また、ステアリングホイールの１２時側及び６時側は、ステアリングホイールを正面から（即ち乗員側から）見たときの上側及び下側を示し、３時側は右側、９時側は左側を示す。

図１は実施の形態に係るステアリングホイール１の正面図であり、図２は図１のII-II線に沿う断面図である。ステアリングホイール１は、この実施の形態では所謂２本スポークタイプのものであり、その中央のステアリングハブ部７から左右に向かってそれぞれスポーク部８Ｌ，８Ｒが延出し、各スポーク部８Ｌ，８Ｒの先端側がそれぞれステアリングホイール１の外周のホイール部２に連なっている。

なお、ステアリングホイール１に設けられるスポーク部の個数及び配置はこれに限定されない。ステアリングハブ部７の中央のボス部７ａが車両のステアリングシャフト（図示略）の先端に係合する。

ホイール部２は、ステアリングホイール１を周回する円環状の芯金３（図６参照）と、芯金３を覆う被覆層とを有する。この実施の形態では、被覆層は、発泡合成樹脂層（この実施の形態では発泡ウレタン層４）と、発泡ウレタン層４を覆い、ホイール部２の最表面を形成する皮革５とを含む。皮革５は、発泡ウレタン層４を一巻きし、縫合糸（図示略）によって縫い合わせたものである。皮革５としては、牛革などの天然皮革のほか、人工皮革を用いることができる。

ホイール部２の６時側（下側）に設けられたバイブレータ収容部Ｓ（図６参照）にはバイブレータ２０が設置されている。バイブレータ２０は、ケース１０に固定され、このケース１０が芯金３に取り付けられている。

図３は、ケース１０の斜視図である。図３に示す通り、ケース１０は、略長方形状の底面１１と、底面１１の長手方向の側部から立ち上がる長手側壁１２，１２と、底面１１の短手方向の側部から立ち上がる短手側壁１３，１３とを有する、上面が開放した長函状容器である。ケース１０は、例えばアルミ合金や亜鉛合金等の金属材料で構成されている。

短手側壁１３，１３からケース外側に向かって張り出した張出部１４，１４には、後述するボルト４２（図７参照）を挿通するためのボルト挿通孔１４ａ，１４ａが設けられている。短手側壁１３，１３の上面と、張出部１４，１４の上面とは面一状になっている。短手側壁１３，１３の一方には、配線（図示略）を通すための配線孔１３ａが設けられている。配線孔１３ａにはスリット１３ｂが設けられている。

底面１１の長手方向の途中部分から、ケース内部を仕切る薄板状の仕切壁１５が垂設されている。仕切壁１５は、ケース短手方向に沿って延在し、両端が長手側壁１２，１２に連結されている。仕切壁１５のケース短手方向の中央部に設けられた切り欠き部が、後述するバイブレータ２０の軸２３（図４参照）を挿通する軸挿通部１５ａとなっている。また、仕切壁１５には、この軸挿通部１５ａを挟んで、後述するボルト４０（図５参照）を挿通するための２つのボルト挿通孔１５ｂ，１５ｂが設けられている。

図４は、バイブレータ２０の斜視図である。図４に示す通り、バイブレータ２０は、略々直方体形状のモータ本体２１の一方の端面２１ｂから回転駆動軸２３を突出させ、回転駆動軸２３の端部に偏心した錘２４が取り付けられている。回転駆動軸２３は、端面２１ｂから突出する軸支部２２により回動自在に軸支されている。この端面２１ｂには、雌ネジを有する２つのボルト穴２１ａ，２１ａが形成されている。

バイブレータ２０の回路基板２５には、電圧を供給する配線（図示略）を結合するコネクタや、電気ノイズを除去するＩＣチップを設けた電子回路等の複数の素子２６が搭載されている。この回路基板２５に、モータ本体２１が組み付けられている。

バイブレータ２０をケース１０に取り付けるには、まず、図５に示すように、バイブレータ２０の軸支部２２を、ケース１０の仕切壁１５の軸挿通部１５ａに嵌合させ、バイブレータ２０をケース１０にセットする。軸挿通部１５ａは切欠き状となっているため、錘２４が取り付けられているバイブレータ２０を容易にケース１０にセットすることができる。次に、ボルト挿通孔１５ｂ，１５ｂを介してボルト（スクリュー）４０，４０を、モータ本体２１の端面２１ｂのボルト穴２１ａ，２１ａに螺合させる。これにより、バイブレータ２０をケース１０に取り付けて固定することができる。

バイブレータ２０をケース１０に取り付けた後、スリット１３ｂから配線Ｈを配線孔１３ａ内に嵌め込み、素子２６に接続する。あるいはまた、配線孔１３ａから通した配線Ｈが素子２６に接続されたバイブレータ２０をケース１０に取り付けてもよい。

図６は、ホイール部２の芯金３を反乗員側から見た斜視図である。ホイール部２の６時側において、芯金３は、ホイール部２の径方向の断面形状が略Ｕ字形となっている。即ち、芯金３は、１対の側壁３ｄ，３ｄと、該側壁３ｄ，３ｄの乗員側同士を結ぶ天壁（符号略）とを有しており、反乗員側が開放している。芯金３は、鉄などの金属で作製される。芯金３の６時側において、芯金３のＵ字溝の内部を仕切り、バイブレータ収容部Ｓを区画形成する２つの隔壁３ａ，３ａが設けられている。隔壁３ａ，３ａ間が、バイブレータ２０を収容するバイブレータ収容部Ｓとなっている。隔壁３ａ，３ａはＵ字溝の両側壁３ｄ，３ｄに連結されている。隔壁３ａ，３ａは、例えば溶接等により芯金３に接合される。芯金３のＵ字溝は角型Ｕ字溝になっていてもよい。

隔壁３ａ，３ａからバイブレータ収容部Ｓとは反対側に張り出した張出部３ｂ，３ｂには、雌ネジを有するボルト穴３ｃ，３ｃが形成されている。隔壁３ａ，３ａの反乗員側の面と、張出部３ｂ，３ｂの反乗員側の面とは面一状になっている。

バイブレータ２０が取り付けられたケース１０を芯金３に取り付けるには、まず、図７に示すように、ケース１０をバイブレータ収容部Ｓに対向させ、ケース１０の長手側壁１２，１２の縁部（上面）１２ａ，１２ａ（図３参照）と、芯金３のＵ字溝の側壁３ｄ，３ｄの反乗員側の面とを当接させる。また、ケース１０の短手側壁１３，１３の縁部（上面）と、芯金３の隔壁３ａ，３ａの縁部（反乗員側の面）とを当接させる。これにより、バイブレータ収容部Ｓの開放面が、ケース１０によって覆われる。

そして、ケース１０のボルト挿通孔１４ａ，１４ａと、芯金３のボルト穴３ｃ，３ｃとの位置を合わせ、ボルト（スクリュー）４２，４２をボルト挿通孔１４ａ，１４ａに挿通し、ボルト穴３ｃ，３ｃに螺合させる。これにより、ケース１０を芯金３に固定することができる。

ケース１０を芯金３に取り付ける際に、ケース１０と芯金３との間の隙間を封止材３０（図２参照）で封止加工することが好ましい。封止材３０には、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）やウレタンエラストマー等を用いることができる。

図８（ａ）（ｂ）に示すように、バイブレータ収容部Ｓから配線孔１３ａを介して引き出されている配線Ｈは、芯金３のＵ字溝内を周回方向に引き回され、ホイール部２とスポーク部８Ｌ又は８Ｒとの接続箇所からスポーク部８Ｌ又は８Ｒに沿ってステアリングハブ部７まで誘導され、ステアリングハブ部７から出た配線先端のコネクタが電子制御回路（図示略）に接続される。芯金３のＵ字溝内にリブを設け、Ｕ字溝内で配線Ｈの位置決め固定を行えるようにすることが好ましい。

ケース１０を芯金３に取り付けた後、芯金３を発泡ウレタン層４で覆う。発泡ウレタン層４は、芯金３のＵ字溝内に埋め込まれると共に、芯金３及びケース１０を覆う。次に、発泡ウレタン層４を皮革５で覆って縫合することで、ステアリングホイール１を作製することができる。ケース１０と芯金３との間を封止加工しているため、バイブレータ収容部Ｓ内への発泡ウレタン層４の進入を防止できる。

本実施の形態では、ボルト４０を用いてケース１０にバイブレータ２０を固定し、バイブレータ付ケースをボルト４２で芯金３に取り付けるという簡易な作業で、バイブレータ２０をステアリングホイール１に組み付けることができる。

バイブレータ２０をホイール部２の芯金３に取り付けるため、バイブレータ２０を取り付けるためのスポーク部は不要であり、スポーク部を太くする必要もなく、ステアリングホイール１のデザインの自由度を向上させることができる。

バイブレータ２０のモータ本体２１の端面２１ｂがケース１０の底面から垂設された仕切壁１５に当接し、このケース１０が芯金３に取り付けられているため、バイブレータ２０が発生する振動が芯金３に効率良く伝わり、ステアリングホイール１を把持する運転者に振動を知覚させやすくすることができる。

芯金３のＵ字溝内にバイブレータ２０の全体が収容されるように構成する場合、バイブレータ２０のサイズに比例して、芯金３を太く（Ｕ字溝を大きく）する必要がある。しかし、本実施形態では、上面が開放した長函状容器であるケース１０と、芯金３のＵ字溝とで囲まれた領域にバイブレータ２０を配置する。すなわち、芯金３のＵ字溝内にはバイブレータ２０の一部のみが位置する。そのため、バイブレータ２０のサイズを大きくしても、芯金３の太さを抑えることができる。

上記実施の形態では、ボルト４２を用いてケース１０の長手方向の両側を芯金３にネジ留めしていたが、ケース１０をスライドさせて長手方向の一側の上下方向の動きを規制し、他側をネジ留めするような構成としてもよい。

上記実施の形態では、バイブレータ２０をホイール部２の６時側（下側）に設けていたが、１２時側（上側）など他の位置に設けてもよい。また、バイブレータ２０を複数設けてもよい。

上記実施の形態では、バイブレータ２０がケース１０に取り付けられていたが、バイブレータ２０を芯金３に取り付けてもよい。例えば、ケース１０の仕切壁１５と同様の部材を芯金３のバイブレータ収容部Ｓ内に設け、バイブレータ２０をバイブレータ収容部Ｓ内にセットして該部材に取り付ける。その後、バイブレータ収容部Ｓをケース１０で覆う。

上記実施の形態は、いずれも本発明の一例であり、本発明は図示の状態に限定されない。例えば、芯金３の径方向の断面形状はＵ字形状に限定されず、Ｊ字形状でもよい。

芯金３を覆う被覆層の発泡合成樹脂層４と皮革５との間にヒータが設けられていてもよい。芯金３を覆う被覆層から皮革５を省略してもよい。

ホイール部２のバイブレータ収容部Ｓ及びその近傍は皮革５で覆わず、脱着可能としたケース１０の表面が露出するように構成されていてもよい。このような構成にすることでバイブレータ２０を容易に交換することができる。

図６に示す芯金３は、バイブレータ収容部Ｓが設けられる６時側が直線状のフラット部になっており、このような芯金３を用いた場合、ステアリングホイール１は、いわゆるフラットボトム型（Ｄシェイプ）になり得る。

ステアリングホイール１を真円形状とする場合、図９に示す芯金３Ａのように、バイブレータ収容部Ｓを長手方向（周回方向）に沿ってやや湾曲した形状とし、それに合わせて、図１０に示すように、長手方向に湾曲したケース１０Ａを用いることが好ましい。

このようなケース１０Ａに取り付けるバイブレータは、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、錘２４Ａを小さくしたバイブレータ２０Ａとすることが好ましい。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の矢印Ｖ方向から見たバイブレータ２０Ａの側面視図である。

錘２４Ａは、回転駆動軸２３の軸方向に直交する方向での断面が略半円形状又は略扇形状になっており、半径をｒ、モータ本体２１の幅をＷ、高さをＨとした場合、２ｒ＜Ｗ、２ｒ＜Ｈとなる。

錘２４Ａの回転駆動軸２３に直交する方向の寸法は、モータ本体の幅Ｗ及び高さＨよりも小さい。言い換えれば、錘２４Ａが回転駆動軸２３の軸心を中心に回転した際の回転軌跡の最外周縁２７は、図１１（ｂ）の側面視において、モータ本体２１の端面２１ｂの外周縁よりも内側に位置する。

錘２４Ａの回転駆動軸２３に平行な方向の寸法は、バイブレータ収容部Ｓのサイズや、要求される振動量に応じて適宜決定される。

このように錘２４Ａを小さくすることで、湾曲したケース１０Ａへのバイブレータ２０Ａの取り付けが容易となる。

バイブレータ収容部Ｓの形成箇所は芯金３Ａの６時側（下側）に限定されず、１又は複数の任意の箇所に設けることができる。

バイブレータ収容部Ｓから引き出され、芯金３、３Ａの溝内を周回方向に引き回された配線Ｈは、ステアリングハブ部７近傍に設けられた電子制御回路に接続される。電子制御回路は、図１２（ａ）に示すような、６個の平坦面からなる略直方体状の基板収容ケース５０に収容されて、ステアリングホイールのボディカバーに接着剤等で固着して配置される。

基板収容ケースは、少なくとも一部が湾曲した形状となっていてもよい。例えば、図１２（ｂ）に示すように、湾曲面５６ｂが平坦面５６ａに連なった基板収容ケース５０Ａを用いてもよい。

図１３に示すように、一面を開放した基板収容ケース５０Ｂに電子制御回路を収容してもよい。基板収容ケース５０Ｂの開放面の周縁部５７をボディカバーに当接させ、接着剤等で固着する。開放面はボディカバー等の他部材によって覆われて閉塞される。一面を開放することで、基板収容ケース５０Ｂのサイズを小型化することができ、ステアリングホイールのデザイン自由度を高めることができる。

基板収容ケースは、開放面をボディカバー等の他部材で覆うことができる場合は、２面以上を開放面としてもよい。

１ステアリングホイール
２ホイール部
３芯金
４発泡ウレタン層
５皮革
７ステアリングハブ部
８Ｌ，８Ｒスポーク部
１０ケース
２０バイブレータ
３０封止材
４０，４２ボルト

Claims

ステアリングハブ部、ホイール部、及び該ステアリングハブ部から延出し、該ホイール部に連なるスポーク部を有するステアリングホイールであって、
前記ホイール部は、
ステアリングホイールを周回する芯金と、
前記芯金を覆う被覆層と、
を備え、
前記芯金の周回方向の一部にバイブレータ収容部が設けられており、
該バイブレータ収容部にあっては、ホイール部径方向の芯金の断面形状が略Ｕ字形状となっており、
前記芯金の内部にバイブレータ収容部を区画形成する隔壁が設けられており、
該バイブレータ収容部を覆うケースが該芯金に取り付けられており、
該芯金と該ケースとの間の該バイブレータ収容部にバイブレータが配置されており、
該バイブレータは該ケースに取り付けられていることを特徴とするステアリングホイール。
請求項１において、前記ケースは、長方形状の底面、該底面の長手方向の側部から立ち上がる長手側壁、及び該底面の短手方向の側部から立ち上がる短手側壁を有することを特徴とするステアリングホイール。
請求項２において、前記底面からケース内部を仕切る仕切壁が垂設されており、
該仕切壁は前記短手方向に沿って延在し、
前記バイブレータは該仕切壁に取り付けられていることを特徴とするステアリングホイール。
請求項３において、前記バイブレータは、モータ本体、該モータ本体から突出する回転駆動軸、及び該回転駆動軸に取り付けられた錘を有し、
前記仕切壁には前記回転駆動軸を挿通した切欠きが設けられ、
前記モータ本体が前記仕切壁に取り付けられていることを特徴とするステアリングホイール。
請求項２から４までのいずれか１項において、前記ケースの前記長手側壁と前記芯金の側壁とが対向し、該ケースの前記短手側壁と該芯金の前記隔壁とが対向していることを特徴とするステアリングホイール。
請求項５において、前記ケースの前記短手側壁からケース外側に向かって張り出した第１張出部にボルト挿通孔が設けられており、
前記芯金の前記隔壁から前記バイブレータ収容部とは反対側に張り出した第２張出部にボルト穴が設けられており、
前記ボルト挿通孔に挿通されたボルトが該ボルト穴に螺合していることを特徴とするステアリングホイール。
請求項１から６までのいずれか１項において、前記ケースと前記芯金及び前記隔壁との間には封止材が設けられていることを特徴とするステアリングホイール。
請求項３において、前記短手側壁に設けられた配線孔に挿通された配線をさらに備え、該配線は前記芯金の内部に前記周回方向に沿って配置されていることを特徴とするステアリングホイール。
請求項８において、前記配線の先端部は電子制御回路に接続され、
該電子制御回路は少なくとも一面が開放された基板収容ケースに収容され、
該基板収容ケースの開放面は他部材で覆われていることを特徴とするステアリングホイール。
請求項４において、前記バイブレータの前記錘は、前記回転駆動軸に直交する方向の寸法が、前記モータ本体の幅及び高さよりも小さいことを特徴とするステアリングホイール。
請求項１０において、前記ケースは長手方向に湾曲していることを特徴とするステアリングホイール。