JP4122137B2 - ハブ／ロータ振動ノイズ低減用音響減衰バネフィンガ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は振動を減衰させるための装置に関する。詳しくは、本発明は、自動車のクロックスプリング (clockspring) 内に設けられるハブの振動の低減又は消去に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
自動車のクロックスプリングのハウジング内に収められているハブ又はロータの振動が原因でクロックスプリングから発生する音響を減衰させる装置は当該技術分野において公知である。自動車用クロックスプリングは、車両のステアリングコラムに取り付けられた回転可能なエアバッグアッセンブリを、該車両の他の位置に固定された衝突センサに電気的に接続する電気的コネクタ又は回転変換器である。通常、車両用クロックスプリングは、ハウジングと、該ハウジング内に空所を形成するように該ハウジングに取り付けられたカバーとを備える。前記空所内にハブが回転可能に取り付けられている。このクロックスプリングのハウジングは前記ステアリングコラムに回転不能に取り付けられている一方、前記ハブは回転可能とされた前記エアバッグアッセンブリに取り付けられている。通常、ハブの回りには電気ケーブルが捲回されている。この電気ケーブルの一端は上述の静止ハウジング又はカバーにて終端しており、かつ他端は前記ハブにて終端している。ハブで終端したこのケーブルの端部は、前記エアバッグアッセンブリにつながる電気ケーブルに接続されている。使用中、ステアリングホイールが一方向又は他方向に回されることによって電気ケーブルはハブに巻かれるか、あるいはハブから解かれる。
【０００３】
クロックスプリングは、前記ハブが前記静止ハウジング又はカバーに対して極めて小さいトルクで回転することが望ましい。トルクの増加は、それが如何なるものであっても、ステアリングホイールを回転させた際に車両の運転手にステアリングホイールの回転抵抗として感じられる。このトルクを低減させる策の一つは、ハブと、ハウジング及びカバーの双方との間に、クリアランスを設定して両者を組み付けることである。このようなクリアランスによってハブは、クロックスプリングの空所内にて、小さいトルクを付与しただけで自由に回転できるものとなる。このような解決策の欠点は、ハブが振動して、そのクリアランス分動き回ってしまい、ハウジング及びカバーに接触してしまうということである。この接触によって、望ましくない可聴ノイズが車内に伝達されると認識されている。ハブに振動を生じさせる振動エネルギーは、ステアリングホイールの回転、あるいはエンジン、シャシー、又は車輪からステアリングコラムを介して伝わる振動エネルギーが、その源となり得る。
【０００４】
ハブとハウジングとの間にクリアランスを設けつつノイズを低減させる一つの解決策は、クロックスプリングの前記クリアランス内に潤滑剤を付与することである。その場合の潤滑剤は通常、液体、溶媒に分散した固体、あるいは、可鍛性の又は多数の小片とされた固体材料（すなわち、例えばグラファイト粒子）である。この潤滑剤によってクリアランスを介したハブの動きは減衰される。何故なら、ハブは前記ハウジング又はカバーに接触する前にその潤滑剤を物理的に変位させなければならないからである。この解決策の欠点は、総じて温度が上昇すると潤滑剤の粘性が大きくなることである。このため、ハブが回転するのに必要なトルクが増加し、使用時間が経つにつれて前記クリアランス内に留まる潤滑剤は減少し、結局、望ましくない振動がハブに生ずることになる。さらに、このように潤滑剤を用いてクロックスプリングを組み立てると、潤滑剤取り扱いのために組立工程の複雑さが増し、潤滑剤によってワークピースが汚れ、部品数も増加し、そして完成品のコストが増加する。
【０００５】
このように、低コストで、信頼性があり、製造の簡単な、可聴振動音を発することのないクロックスプリングが望まれている。
【０００６】
従って、部品数が少なく、組立工数が最少で済み、低コストで製造することのできるクロックスプリングを提供することが本発明の目的である。本発明のさらなる目的は、ハブがノイズを放射しないクロックスプリングを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一形態において、このクロックスプリングは、ハウジングと、空所を形成するようにこのハウジングに取り付けられたカバーとを備えている。空所内にハブが回転自在に取り付けられている。ハブは回転軸を有している。空所内でのハブの移動を減衰させるため、ハウジングが第一のバネフィンガを、そしてカバーが第二のバネフィンガを有している。第一のバネフィンガの各々はこぶ状突起 (nub) を有している。各こぶ状突起はハブに接触して該ハブをハブの回転軸の方に向けて付勢し、これによってハブはセンタリングされる。カバーの第二のバネのバネフィンガのこぶ状突起がハブに接触し、かつハブをハウジングに向けて付勢する。
【０００８】
このように、本発明は従来技術に対し優れたものである。本発明は、ハブの動きによって発生する可聴ノイズを潤滑剤を用いずに低減又は防止できるクロックスプリングを提供するものである。従って、クロックスプリング製造に係るコスト及び複雑さが減少し、信頼性が増す。本発明のこれらのあるいはその他の特徴的構成は、現時点において好ましいと認識される下記の実施形態についての詳細な説明に記載されている。
【０００９】
本発明のより完全な理解及び多くの付随する優位点は、添付の図面を参照した以下の詳細な説明からより良く理解され、これにより直ちに得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照するが、いくつかの図面、すなわち図１ないし図４において、同一の要素あるいは対応する要素には類似した参照符号を付してある。図１ないし図４は本発明の第一の実施形態によるクロックスプリング１０を示すもので、該クロックスプリング１０は、図示のとおり、第一のバネフィンガ２２（図１参照）及び第二のバネフィンガ３２（図２参照）を有している。図１はクロックスプリング１０の上面図で、ハウジング２０と、カバー３０と、ハブ４０とが示されている。図１においては、ハウジング２０は、その取付けボス２８のみを見ることができる。ハウジング２０には、カバー３０が、図示しない複数の係合スナップ形の留め具によって取り付けられている。このカバー３０がハウジング２０に取り付けられ、両者間に空所が形成されている。この空所内にハブ４０が存在する。ハブ４０は回転軸４９を有し、ハブ４０は、ハウジング２０及びカバー３０に対し、この回転軸４９回りに回転する。
【００１１】
組み立て中に、ハブ４０の回りには電気ケーブルが捲回され、かつ該ハブ４０はハウジング２０内に収納される。電気ケーブルの一端はハブ端子２７にて終端し、かつ他端はハウジング端子４７にて終端している（図２参照）。そして、カバー３０がハウジング２０に取り付けられる。カバー３０とハウジング２０との間に形成される空所は、ハブ４０と、ハウジング２０及びカバー３０の双方との間にクリアランスが形成されるように寸法決定されている。また、ハウジング２０の第一の開口２６は、ハブ４０の第一の肩部４２との間にクリアランスが形成されるよう寸法決定されている。カバー３０の第二の開口３６もまた、ハブ４０の第二の肩部４４との間にクリアランスが形成されるように寸法決定されている。カバー３０の第二の開口３６は、ハブ４０の第二の肩部４４を離れた位置に支持するためのものである。
【００１２】
これらの部材によって設定されたクリアランスによって一般にハブ４０は空所内で自由に回転することが可能となり、これにより小さい摩擦量で回転できるクロックスプリングが提供される。このようにクリアランスが存在すると、ハブ４０は振動的な動きを生じてハウジング２０及びカバー３０に当たり、可聴ノイズを生じる恐れがある。このような動きを防止すべくハブ４０を安定させるために、前記第一のバネフィンガ２２がハウジング２０に取り付けられ、かつ前記第二のバネフィンガ３２がカバー３０に取り付けられている。これら第一及び第二のバネフィンガ２２，３２は、ハブ４０を押さえることによってハブ４０を安定させる。これら第一及び第二のバネフィンガ２２，３２はポリマーといった弾性材料から成り、ハブ４０に対してバネ力を与えている。
【００１３】
ハウジング２０の第一のバネフィンガ２２は、ハブ４０の回転軸４９が空所の中心から外れた際に、ハブ４０を該ハブ４０の回転軸４９の方に向けて付勢する。図２に示す第一のバネフィンガは、ハブ４０の第一の肩部４２に接触する。従って、これら第一のバネフィンガ２２によってハブ４０はハウジング２０内においてセンタリングされ、ハブ４０の横方向振動は減少する。
【００１４】
これら第一のバネフィンガ２２は、カバー２０の第一の開口２６の縁部よりもハブ４０の回転軸４９に近接する位置となるよう寸法設定されている。これら第一のバネフィンガ２２は、ハブ４０の第一の肩部４２に線接触するよう寸法設定されている。このため、これら第一のバネフィンガ２２は、ハブ４０が空所内でセンタリングされる際に、有意な寄生的な摩擦ドラッグトルクは何等生じない。しかし、ハブ４０の回転軸４９が一旦空所の中心から外れると、前記第一のバネフィンガ２２のいくつかが変形し、これによりハブ４０にはバネ力が与えられる。
【００１５】
図２には四つの第一のバネフィンガ２２を示してあるが、バネフィンガの数は任意である。これら第一のバネフィンガ２２はハウジング２０から突出した片持ちフィンガの形態を採るもので、弾性バネとして機能する。図２に示すように、これら第一のバネ２２は僅かに弧を描いた形状をしている。ただし、第一のバネフィンガ２２は必ずしもこのような形状である必要はない。つまり、これら第一のバネと同じ目的で、ハウジング２０とハブ４０との間には如何なるアタッチメント又はバネを介装させることもできる。好ましい実施形態においてこれら第一のバネフィンガ２２は、射出成形可能なポリマー材料、好ましくはＡＢＳからなるカバー２０と一体的に成形される。このポリマー材料は、バネフィンガに破損しない充分な強度を提供するのみならず適正な弾性を与える。適正な弾性とは、これら第一のバネフィンガ２２が、第一のギャップ２３の全長にわたって撓んでカバー２０に接触することのない程度の弾性である。
【００１６】
第一のバネフィンガ２２とハブ４０の第一の肩部４２との間の摩擦を低減させるため、これら二つの部材の接触領域は合理的に可能な限り小さいものとされている。従って、各バネフィンガ２２の自由端には一つのこぶ状突起が形成されている。これらの各こぶ状突起は、各第一のバネフィンガ２２からハブ４０の第一の肩部４２に向けて突出している。ハブ４０と第一のバネフィンガ２２との接触領域は、ハブ４０の第一の肩部４２とカバー２０の第一のバネフィンガ２２のこぶ状突起２４と接触領域に制限されている。このため、カバー２０とハブ４０との間の摩擦抵抗に打ち勝つのに必要なトルクは最小限に保持される。また、図２に示したこぶ状突起２４のサイズ及び形状は、第一のバネフィンガ２２とハブ４０との間に低摩擦接触を提供することのできる多数の許容できるサイズ及び形状についての一例を示したものに過ぎない。
【００１７】
図３は図１の３−３線に沿った部分断面図である。図３は、カバー３０の第二のバネフィンガ３２の一つを、該バネフィンガ３２の基端又は自由端近傍での断面で示している。これら第二のバネフィンガ３２はハブ４０の回転面４６に接触する。第一のバネフィンガに関して上述したように、摩擦に関する理由から、これら第二のバネフィンガの各々は、その基端又は自由端にこぶ状突起３４を有している。これらこぶ状突起３４は該第二のバネフィンガ３２からハブ４０の回転面４６に向けて突出している。第二のバネフィンガ３２は、このこぶ状突起３４を介して前記回転面４６にバネ力を付与する。この第二のバネフィンガ３２によって付与されたバネ力がハブをハウジング４０に向けて付勢する。これによってハブ４０は安定し、ハブ４０がハウジング２０及びカバー３０にぶつかることによって発生する可聴ノイズが防止される。図１においては三つの第二のバネフィンガ３２が示されているが、バネフィンガとしては任意の数のものを用いることができる。また、図３及び図４に示したこぶ状突起２４のサイズ及び形状は、第二のバネフィンガ３２とハブ４０との間に低摩擦接触を提供する多数の許容できるサイズ及び形状についての一例を示したものに過ぎない。
【００１８】
図４は図１の４−４線に沿った部分断面図である。図４は、第二のバネフィンガ３２の一つについて、その長手方向に沿った断面で示したものである。この第二のバネフィンガ３２は、ハブ４０の回転面４６に接触した状態では僅かに傾くことが見て取れる。第二のバネフィンガ３２は、ハブ４０に、バネによる予荷重を与えるよう寸法決定されている。このバネ力は、このアッセンブリが静止状態にあるとき、すなわち振動していないときのハブ４０の重量に等しい。
【００１９】
作動中、振動による負荷がかかっている際に、第二のバネフィンガ３２がさらに撓むことによってハブ４０にはさらなる力が付与され、ハブ４０の安定が図られる。このように、第二のバネフィンガ３２はハブ４０をハウジング２０の方に付勢する。第二のバネフィンガ３２はカバー３０から突出した片持ちされたフィンガを形成しており、弾性バネとして機能し、ハブ４０の軸方向振動を低減させる。ただし、これら第二のバネフィンガ３２の形状は図示のものに限定されるものではない。代わりに、上記と同じ目的を達成するために、カバー３０とハブ４０との間に何等かのアタッチメント又はバネを介装することもできる。好ましい実施形態においてこれらバネフィンガ３２は、射出成形可能なポリマー材料、好ましくはＡＢＳからなるカバー３０と一体的に成形される。このポリマー材料は、第二のバネフィンガ２２に破損しない充分な強度を提供するのみならず、適正な弾性を与える。ここでの適正な弾性とは、この第二のバネフィンガ３２が、ハブ４０に必要な予荷重を付与することができ、かつ作動中に受けたその他の撓み発生荷重を吸収することができる弾性である。
【００２０】
第一及び第二のバネフィンガによって付与される力はハブ４０の振動を抑制するに充分なものである。しかも、これらのバネ力は、ハブ４０がカバー３０及びハウジング２０に対して回転するのに必要なトルクを大きく増加させてしまう程には大きいものではない。
ハブ４０を構成する材料としてはポリマー材料が好ましい。
【００２１】
上述した技術を参照して本発明の種々の改良及び変更が可能であることが明らかである。従って本発明は、上記詳細な説明で記載した例に限定されることなく、請求項に記載した技術的範囲内で実践されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るクロックスプリングの上面図である。
【図２】 図１に示した本発明によりクロックスプリングの底面図である。
【図３】 図１の３−３線に沿った部分断面図である。
【図４】 図１の４−４戦に沿った部分断面図である。
【符号の説明】
１０ クロックスプリング
２０ ハウジング
２２ 第一のバネフィンガ
２６ 第一の開口
３０ カバー
３２ 第二のバネフィンガ
３６ 第二の開口
４０ ハブ
４２ 第一の肩部
４４ 第二の肩部
４６ 回転面
４９ 回転軸

Claims (16)

1. 第一のバネフィンガを備えたハウジングと、
   第二のバネフィンガを備え、空所を形成するように前記ハウジングに取り付けられたカバーと、
   回転軸を有し、前記空所内に回転可能に取り付けられたハブと、を備え、
   前記第一のバネフィンガが撓んだ位置に置かれているときに、前記ハブを前記空所内でセンタリングするために、第一のバネフィンガがハブを該ハブの前記回転軸の方に向けて付勢し、
   前記第二のバネフィンガが前記ハブを前記ハウジングの方に向けて付勢し、
   前記第一のバネフィンガは各々自由端を有し、これら各第一のバネフィンの各自由端には第一のこぶ状突起が形成されており、
   前記ハブは第一の肩部を有し、前記第一のバネフィンガにそれぞれ設けられた第一のこぶ状突起がそれぞれ該ハブの第一の肩部に接触していることを特徴とするクロックスプリング。
2. 第一のバネフィンガを備えたハウジングと、
   第二のバネフィンガを備え、空所を形成するように前記ハウジングに取り付けられたカバーと、
   回転軸を有し、前記空所内に回転可能に取り付けられたハブと、を備え、
   前記第一のバネフィンガが撓んだ位置に置かれているときに、前記ハブを前記空所内でセンタリングするために、第一のバネフィンガがハブを該ハブの前記回転軸の方に向けて付勢し、
   前記第二のバネフィンガが前記ハブを前記ハウジングの方に向けて付勢し、
   前記第一のバネフィンガは各々自由端を有し、これら各第一のバネフィンの各自由端には第一のこぶ状突起が形成されており、
   前記第二のバネフィンガは各々自由端を有し、これら各第二のバネフィンの各自由端には第二のこぶ状突起が形成されており、
   前記ハブは第一の肩部を有し、前記第一のバネフィンガにそれぞれ設けられた第一のこぶ状突起がそれぞれ該ハブの第一の肩部に接触していることを特徴とするクロックスプリング。
3. 第一のバネフィンガを備えたハウジングと、
   第二のバネフィンガを備え、空所を形成するように前記ハウジングに取り付けられたカバーであって、前記第二のバネフィンガが各々自由端を有し、これら各第二のバネフィンの各自由端には第二のこぶ状突起が形成されているカバーと、
   回転軸及び第一の肩部を有し、前記空所内に回転可能に取り付けられたハブと、
   前記第一のバネフィンガが、これら第一のバネフィンガが撓んだ位置にあるときに前記ハブを前記回転軸の方に付勢し、かつ、各第一のバネフィンガの自由端が前記ハブの第一の肩部に接触しており、
   第二のバネフィンガが前記ハブを前記ハウジングに向けて付勢して成る
   クロックスプリング。
4. 請求項１記載のクロックスプリングにおいて、前記第二のバネフィンガが各々自由端を有し、これら各第二のバネフィンガの各自由端が第二のこぶ状突起を備えていることを特徴とするクロックスプリング。
5. 第一のバネフィンガを有するハウジングと、
   第二のバネフィンガを有し、空所を形成するように前記ハウジングに取り付けられたカバーと、
   回転軸及び第一の肩部を有し、前記空所内に回転可能に取り付けられたハブと、
   前記第一のバネフィンガが撓んだ位置にあるときに該第一のバネフィンガが前記ハブを該ハブの回転軸の方に付勢し、各第一のバネフィンガそれぞれ自由端を有し、各第一のバネフィンガの各自由端には第一のこぶ状突起が形成され、かつこれら第一のバネフィンガの各第一のこぶ状突起が前記ハブの第一の肩部に接触しており、
   第二のバネフィンガが前記ハブを前記ハウジングに向けて付勢していることを特徴とするクロックスプリング。
6. 請求項３記載のクロックスプリングにおいて、前記ハブは回転面を有し、第二のこぶ状突起のそれぞれが該ハブの回転面に接触していることを特徴とするクロックスプリング。
7. 請求項４記載のクロックスプリングにおいて、前記ハブは回転面を備え、かつ第二のこぶ状突起の各々がハブの回転面に接触していることを特徴とするクロックスプリング。
8. 請求項１記載のクロックスプリングにおいて、前記第二のバネフィンガのうちの少なくとも一つは弧状を呈したものであることを特徴するクロックスプリング。
9. 請求項２記載のクロックスプリングにおいて、前記第二のバネフィンガのうちの少なくとも一つは弧状を呈したものであることを特徴するクロックスプリング。
10. 請求項３記載のクロックスプリングにおいて、前記第二のバネフィンガのうちの少なくとも一つは弧状を呈したものであることを特徴するクロックスプリング。
11. 請求項１記載のクロックスプリングにおいて、前記ハウジングはＡＢＳより成ることを特徴とするクロックスプリング。
12. 請求項１１記載のクロックスプリングにおいて、前記カバーはＡＢＳより成ることを特徴とするクロックスプリング。
13. 請求項１２記載のクロックスプリングにおいて、前記ハブはポリマーより成ることを特徴とするクロックスプリング。
14. 請求項７記載のクロックスプリングにおいて、前記ハウジングはＡＢＳより成ることを特徴とするクロックスプリング。
15. 請求項１４記載のクロックスプリングにおいて、前記カバーはＡＢＳより成ることを特徴とするクロックスプリング。
16. 請求項１５記載のクロックスプリングにおいて、前記ハブはポリマーより成ることを特徴とするクロックスプリング。

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