JP4256414B2 - ステアリングホイールのダイナミックダンパ - Google Patents

Description

本発明は、自動車のステアリングホイールに組み込まれて、その振動を低減させるステアリングホイール用のダイナミックダンパに関するものである。

従来、ステアリングホイールの振動を抑制するために、ステアリングホイールのボス部等に対して、マスとしての質量部材をゴム状弾性体からなる弾性支持部を介して連結支持してなるダイナミックダンパを組み込むことがあり、種々の構造が提案されている（下記特許文献１，２参照）。かかるダイナミックダンパは、それによって構成される副振動系の固有振動数を、ステアリングホイールの固有振動数にチューニングすることにより、ステアリングホイールの振動低減を図るものである。

この種のステアリングホイール用のダイナミックダンパにおいて、質量部材を車両左右方向に細長い形状にするとともに、該質量部材とステアリングホイール側のブラケットとを連結するゴム状弾性体からなる弾性支持部を、質量部材の左右両側部で支持する２個の支持部と、その間においてこれら２個の支持部よりも車両上方側で支持する１個の支持部と、の３個の支持部で構成したものが知られている（下記特許文献３，４参照）。このダイナミックダンパでは、これら３個の弾性支持部をブラケットと質量部材の間に介在させることで、振動に伴って質量部材がブラケットに対して前後方向に倒れるのを抑制しつつ、所望の防振特性を得ることができるようにしている。

従来、このように車両左右方向に細長い形状の質量部材を、左右両側部の弾性支持部と、中央部の弾性支持部との３点でブラケットに対して支持する場合、左右両側部の弾性支持部は、質量部材の形状に対応させて、上下方向よりも左右方向に長い断面形状を持つように設定されていた。
特開平６−１２４７号公報 実開平６−６１６５２号公報 特開平８−１２７３４７号公報 特開２００６−１１８６６０号公報

従来、ステアリングホイール用のダイナミックダンパにおいては、車両上下方向における固有振動数のみが要求特性として求められており、車両左右方向における固有振動数については着目されていなかった。しかしながら、最近の自動車における高レベルの低騒音化のためには、車両上下方向だけでなく、車両左右方向における周波数特性も求められる。この点に関し、上記従来の３個の弾性支持部による支持構造では、車両上下方向における固有振動数と車両の左右方向における固有振動数とが異なっており、そのため、ステアリングホイールの車両左右方向における振動低減効果が不十分なものであった。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、車両上下方向と車両左右方向の固有振動を一致させることで、従来にも増してステアリングホイールの振動抑制効果に優れるダイナミックダンパを提供することを目的とする。

本発明に係るステアリングホイールのダイナミックダンパは、ステアリングホイールに取り付けられるブラケットと、質量部材と、前記ステアリングホイールの軸芯方向において前記質量部材を前記ブラケットに対して連結支持するゴム状弾性体からなる弾性支持部と、を備えてなるダイナミックダンパにおいて、前記質量部材が車両左右方向に細長い形状をなすものであって、左右両側部に位置する一対の側部質量部と、該一対の側部質量部の間を連結する中央質量部とを備えるとともに、該質量部材の上側部分が車両前方に向かって突出することで凸状質量部分が形成され、前記ブラケットが、車両左右方向に細長い平板状をなして前記ステアリングホイールに固定される固定板部と、前記凸状質量部分に対応させて前記固定板部から車両前方に向かって段差状に折曲形成された折曲部とを備えてなり、前記一対の側部質量部に各別に対向する左右一対の側部取付面部が前記固定板部の両端部に設けられるとともに、前記中央質量部に対向する中央取付面部が前記折曲部に設けられ、前記弾性支持部が、前記側部取付面部と該側部取付面部に対向する前記側部質量部の接着面とを連結する左右一対の側部支持部と、前記中央取付面部と該中央取付面部に対向する前記中央質量部の接着面とを前記一対の側部支持部よりも車両上方側で連結する中央支持部と、の３個の弾性支持部からなり、前記中央支持部の車両左右方向寸法を車両上下方向寸法よりも大に設定する一方、前記側部支持部の車両上下方向寸法を車両左右方向寸法よりも大に設定したことで、該ダイナミックダンパの車両上下方向における固有振動数と車両左右方向における固有振動数とが同一に設定されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、車両左右方向に細長い形状の質量部材を、左右両側部の弾性支持部と中央部の弾性支持部との３点でブラケットに対して支持する構造において、車両上下方向と車両左右方向の固有振動数を一致させることにより、ステアリングホイールの上下方向だけでなく左右方向についても振動抑制効果を発揮することができ、ステアリングホイールの振動抑制効果を向上することができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は実施形態に係るダイナミックダンパ１０の正面図、図２はその底面図、図３および図４は斜視図、図５は側面図、図６および図７は断面図であり、図８はステアリングホイール１に対するダイナミックダンパ１０の配置を示す正面図である。

このダイナミックダンパ１０は、ステアリングホイール１のボス部２に取り付けられるブラケット１２と、金属製の質量部材１４と、ブラケット１２と質量部材１４の間に介在して両者を連結するゴム状弾性体からなる弾性支持部１６とを備え、車体の左右方向Ｘに細長い形状に形成されるとともに、左右方向Ｘの中心線Ｌに関して対称な形状に形成されている。

質量部材１４は、亜鉛合金等のダイカスト成形品であって、車両左右方向に細長い形状をなしており、左右両側部に位置する一対の側部質量部１８，１８と、これら一対の側部質量部１８，１８の間を車両上部側で連結する中央質量部２０とからなる。中央質量部２０は、左右の側部質量部１８，１８の相対向する内側面１８Ａ，１８Ａのうち上端同士を連結しており、これにより、質量部材１４は、正面視（図１）で、下側開放の扁平なＣ字形状に形成されている。

質量部材１４は、また、その上側部分がブラケット１２側、即ち車両前方Ｚ１に向かって突出しており、これにより凸状質量部分２２が形成されている（図５参照）。凸状質量部分２２は、上記した側部質量部１８だけでなく、中央質量部２０においても形成されており、中央質量部２０ではその全体に凸状質量部分２２が形成されている。

ブラケット１２は、金属板をプレス成形してなるものであり、上記一対の側部質量部１８，１８に各別に対向する左右一対の側部取付面部２４，２４と、上記中央質量部２０に対向する中央取付面部２６とを備えてなる。詳細には、側面取付面部２４は、側部質量部１８に対してステアリングホイール１の軸芯方向（軸芯Ｏに沿った方向）Ｚで対向しており、中央取付面部２６は、中央質量部２０に対して該軸芯方向Ｚで対向している。

このブラケット１２は、ステアリングホイール１に固定するための左右一対のボルト挿通孔２８，２８を有する平板状の固定板部３０と、上記凸状質量部分２２に対応させて固定板部３０から車両前方Ｚ１に向かって段差状に折曲形成された折曲部３２とからなる。

固定板部３０は、左右方向Ｘに細長い形状をなし、その両端部に上記側部取付面部２４が形成されている。また、固定板部３０の下縁部中央には、ステアリングホイール１側の部材との緩衝を回避するための円弧状の切欠き３４が設けられている。また、固定板部３０の下縁部両側部には、ステアリングホイール１側の部材に対する左右一対の係合爪３５，３５が車両後方Ｚ２に向かって段差状に折曲形成されている（図５参照）。

折曲部３２は、固定板部３０の中央部において上縁からブリッジ状に形成されており、左右方向Ｘに細長い上記中央取付面部２６と、その両端部を固定板部３０に連結するための左右一対の連結脚部３６，３６とからなる。連結脚部３６は、固定板部３０から車両前方Ｚ１に向かって直角に折れ曲がり、更に上方Ｐ１に向かって直角に折れ曲がっており、各角部には補強用のリブ３８が設けられている。

弾性支持部１６は、ステアリングホイール１の軸芯方向Ｚにおいて、質量部材１４をブラケット１２に対して弾性的に支持する部材であり、ブラケット１２と質量部材１４の双方に一体に加硫接着されている。

弾性支持部１６は、ブラケット１２と質量部材１４との間に３個が分散配置されている。詳細には、弾性支持部１６は、側部取付面部２４とこれに対向する側部質量部１８の接着面１８Ｂとを連結する左右一対の側部支持部１６Ａ，１６Ａと、中央取付面部２６とこれに対向する中央質量部２０の接着面２０Ｂとを連結する中央支持部１６Ｂとからなる。

一対の側部支持部１６Ａ，１６Ａは、左右方向Ｘの中心線Ｌを挟んで左右対称に設けられ、中央支持部１６Ｂは、これら一対の側部支持部１６Ａよりも車両上方Ｐ１側で、かつ、車両前方Ｚ１側に位置するとともに、前記中心線Ｌ上に位置している。

なお、この中央支持部１６Ｂは、中央質量部２０の凸状質量部分２２に形成された切欠き４０内に入り込むように設けられている。また、符号４２は、側部支持部１６Ａの成形時にそのキャビティ内にゴム材料を導くための経路により形成されるゴム部分であり、側部質量部１８の接着面１８Ｂ上において、側部支持部１６Ａから左右方向Ｘ外方に向けて側部質量部１８の端面まで延びる一定断面の帯状に形成されている。

中央支持部１６Ｂは、軸芯方向Ｚに一定の断面形状を持って、該断面が矩形状をなしていおり、この例では、図１に示すように、断面形状が、車両上下方向寸法Ａ２よりも車両左右方向寸法Ｂ２の方が大きい、横長の長方形状に形成されている。

一方、左右一対の側部支持部１６Ａ，１６Ａは、軸芯方向Ｚに一定の断面矩形状をなす点は上記中央支持部１６Ｂと共通であるが、その断面形状は、車両上下方向寸法Ａ１が車両左右方向寸法Ｂ１よりも大きい、縦長の長方形状に形成されている。一例として、本実施形態では、車両上下方向寸法Ａ１＝８．０ｍｍに対し、車両の左右方向寸法Ｂ１＝５．５ｍｍに設定しており、これにより、ダイナミックダンパ１０の車両上下方向Ｐにおける固有振動数と車両左右方向Ｘにおける固有振動数とを、ともに２９Ｈｚと同一に設定している。

これに対し、比較例として、側部支持部１６Ａの車両上下方向寸法Ａ１＝６．０ｍｍ、車両の左右方向寸法Ｂ１＝６．０ｍｍの断面正方形状とし、その他は上記実施形態と同一のダイナミックダンパでは、車両上下方向Ｐにおける固有振動数が２９Ｈｚに対し、車両左右方向寸法Ｘにおける固有振動数が２７Ｈｚであり、両方向の固有振動数が異なっていた。

なお、固有振動数は、ダイナミックダンパに加速度ピックを取り付けて、加振台に搭載し、車両上下方向に相当する方向と車両左右方向に相当する方向のそれぞれについて、±０．０５ｍｍで振動を加えて測定することにより求められるものである。

以上よりなる本実施形態のダイナミックダンパ１０であると、車両左右方向Ｘに細長い形状の質量部材１４を、左右一対の側部支持部１６Ａ，１６Ａと上側中央部の中央支持部１６Ｂとの３点でブラケット１２に対して支持する構造において、上記一対の側部支持部１６Ａ，１６Ａの車両上下方向寸法Ａ１を車両左右方向寸法Ｂ１よりも大に設定することで、車両上下方向Ｐと車両左右方向Ｘの固有振動数を一致させている。そのため、車両上下方向Ｐと車両左右方向Ｘとで同じ固有振動数を持つステアリングホイール１に対し、ダイナミックダンパ１０による副振動系の固有振動数を、車両上下方向Ｐと車両左右方向Ｘの双方で一致させて、それらを打ち消すことができ、よって、ステアリングホイール１の上下方向Ｐだけでなく左右方向Ｘについても優れた振動抑制効果を発揮することができる。

また、側部支持部１６Ａの縦横寸法Ａ１，Ｂ１を上記のように変えることで車両上下方向Ｐと左右方向Ｘの双方の周波数特性を満足させて振動低減効果を向上することができるので、コストアップを伴うことなく、即ち低コストに、ステアリングホイール１の振動低減効果を大幅に向上することができる。

なお、中央支持部１６Ｂは、主として振動に伴って質量部材１４がブラケット１２に対して前後方向に倒れるような、いわゆる首振りを防止するためのものであり、車両上下方向Ｐや左右方向Ｘにおける周波数特性にはほとんど影響しないので、上記のように、左右の側部支持部１６Ａ，１６Ａの縦横寸法のみを変化させることで、車両上下方向Ｐと車両左右方向Ｘの固有振動数を一致させることが好ましい。

本発明の一実施形態に係るダイナミックダンパの正面図である。 同ダイナミックダンパの底面図である。 同ダイナミックダンパの斜視図である。 同ダイナミックダンパの上記とは別の方向から見た斜視図である。 同一のダイナミックダンパの側面図である。 図１のVI−VI線の断面図である。 図１のVII−VII線の断面図である。 ステアリングホイールに対するダイナミックダンパの配置を示す正面図である。

符号の説明

１…ステアリングホイール、１０…ダイナミックダンパ、１２…ブラケット、１４…質量部材、１６…弾性支持部、１６Ａ…側部支持部、１６Ｂ…中央支持部、１８…側部質量部、１８Ｂ…側部質量部の接着面、２０…中央質量部、２０Ｂ…中央質量部の接着面、２４…側部取付面部、２６…中央取付面部、Ｐ…車両上下方向、Ｐ１…車両上方、Ｘ…車両左右方向、Ｚ…ステアリングホイールの軸芯方向、Ａ１…側部支持部の車両上下方向寸法、Ｂ１…側部支持部の車両左右方向寸法

Claims (1)

1. ステアリングホイールに取り付けられるブラケットと、質量部材と、前記ステアリングホイールの軸芯方向において前記質量部材を前記ブラケットに対して連結支持するゴム状弾性体からなる弾性支持部と、を備えてなるダイナミックダンパにおいて、
   前記質量部材が車両左右方向に細長い形状をなすものであって、左右両側部に位置する一対の側部質量部と、該一対の側部質量部の間を連結する中央質量部とを備えるとともに、該質量部材の上側部分が車両前方に向かって突出することで凸状質量部分が形成され、
   前記ブラケットが、車両左右方向に細長い平板状をなして前記ステアリングホイールに固定される固定板部と、前記凸状質量部分に対応させて前記固定板部から車両前方に向かって段差状に折曲形成された折曲部とを備えてなり、前記一対の側部質量部に各別に対向する左右一対の側部取付面部が前記固定板部の両端部に設けられるとともに、前記中央質量部に対向する中央取付面部が前記折曲部に設けられ、
   前記弾性支持部が、前記側部取付面部と該側部取付面部に対向する前記側部質量部の接着面とを連結する左右一対の側部支持部と、前記中央取付面部と該中央取付面部に対向する前記中央質量部の接着面とを前記一対の側部支持部よりも車両上方側で連結する中央支持部と、の３個の弾性支持部からなり、
   前記中央支持部の車両左右方向寸法を車両上下方向寸法よりも大に設定する一方、
   前記側部支持部の車両上下方向寸法を車両左右方向寸法よりも大に設定したことで、該ダイナミックダンパの車両上下方向における固有振動数と車両左右方向における固有振動数とが同一に設定された
   ことを特徴とするステアリングホイールのダイナミックダンパ。

Images