JP5797770B2 - ステアリングホイールの振動低減構造 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングホイールの内部に弾性体を介してエアバッグモジュールを振動可能に支持することで、前記エアバッグモジュールをダイナミックダンパーとして機能させるステアリングホイールの振動低減構造に関する。

ステアリングホイールのホーンブラケットに植設したガイド軸にスライダを摺動自在に支持し、このスライダに環状のゴムよりなるダンパースプリングを介してエアバッグモジュールを支持し、ガイド軸の周囲に配置したコイルスプリングを圧縮しながらエアバッグモジュールを軸方向に移動させることでホーンの接点を閉成するとともに、ダンパースプリングを変形させながらエアバッグモジュールを軸直角方向に振動させることで、エアバッグモジュールをダイナミックダンパーとして機能させてステアリングホイールの振動を抑制するものが、下記特許文献１により公知である。

またエアバッグモジュールから複数の取付片を突設し、ステアリングホイールのベース部に形成した取付片挿通孔に前記取付片を挿通して係止ばねで係止することで、エアバッグモジュールをベース部にワンタッチで固定可能にしたものが、下記特許文献２により公知である。

日本特開２００９−２０２８５９号公報 日本特開２００７−５０８７６号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたものは、ガイド軸の外周にスライダを嵌合し、スライダの外周にダンパースプリングを固定し、ダンパースプリングの外周にエアバッグモジュールのブラケットを固定するので、部品点数が増加するだけでなく、それらの部品の組付工数が増加する問題があった。

また上記特許文献２に記載されたものは、エアバッグモジュールのステアリングホイールへの取り付けは容易であるが、エアバッグモジュールを振動させてダイナミックダンパーとして機能させる構造を有していない。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ダイナミックダンパーとして機能するエアバッグモジュールのステアリングホイールへの組み付けを、少ない部品点数および少ない組付工数で行えるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、ステアリングホイールの内部に弾性体を介してエアバッグモジュールを振動可能に支持することで、前記エアバッグモジュールをダイナミックダンパーとして機能させるステアリングホイールの振動低減構造において、 前記エアバッグモジュールを前記ステアリングホイールのフレームに支持する支持ピンが、前記エアバッグモジュールに固定される第１の部分と、前記フレームに固定される第２の部分と、それら第１，第２の部分の相互間に挟まれてその相互間を結合する前記弾性体とで構成され、前記第１，第２の部分は、前記弾性体よりも剛性が高いことを第１の特徴とするステアリングホイールの振動低減構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１の特徴に加えて、前記弾性体は、前記第１，第２の部分と一体に成形されるか、前記第１，第２の部分に接着により結合されるか、あるいは前記第１，第２の部分に機械的に結合されることを第２の特徴とするステアリングホイールの振動低減構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１または第２の特徴に加えて、前記エアバッグモジュールが前記支持ピンの軸方向に移動することで閉成するホーンスイッチを備え、前記支持ピンは前記エアバッグモジュールの軸方向の移動をガイドするガイド部材として機能することを第３の特徴とするステアリングホイールの振動低減構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１〜第３の何れか１つの特徴に加えて、前記フレームは前記ステアリングホイールの芯金であり、前記支持ピンは前記エアバッグモジュールのリテーナと前記芯金とを接続することを第４の特徴とするステアリングホイールの振動低減構造が提案される。

尚、実施の形態の芯金１５は本発明のフレームに対応し、実施の形態の第２リテーナ２２は本発明のリテーナに対応し、実施の形態の第１部分３２ａは本発明の第１の部分に対応し、実施の形態の第２部分３２ｂおよび軸部３３は本発明の第２の部分に対応する。

本発明の第１の特徴によれば、ステアリングホイールの内部に弾性体を介してエアバッグモジュールを振動可能に支持したので、弾性体を変形させながらエアバッグモジュールが振動してダイナミックダンパーとして機能することで、ステアリングホイールの振動を低減することができる。エアバッグモジュールをステアリングホイールのフレームに支持する支持ピンが、エアバッグモジュールに固定される第１の部分と、フレームに固定される第２の部分と、それら第１，第２の部分の相互間に挟まれてその相互間を結合する弾性体とで構成され、第１，第２の部分は、前記弾性体よりも剛性が高いので、支持ピンおよび弾性体を別部材で構成する場合に比べて、部品点数の削減および組付工数の削減が可能になり、しかも支持ピンの弾性体以外の部分の剛性を高めて組付強度を高めることができる。

また本発明の第２の特徴によれば、弾性体は、第１，第２の部分と一体に成形されるか、第１，第２の部分に接着により結合されるか、あるいは第１，第２の部分に機械的に結合されるので、弾性体を第１，第２の部分に強固に結合することができる。

また本発明の第３の特徴によれば、ホーンスイッチを閉成すべくエアバッグモジュールを支持ピンの軸方向に移動させる際に、支持ピンがエアバッグモジュールの軸方向の移動をガイドするガイド部材として機能するので、特別のガイド部材を不要にして部品点数を更に減少させることができる。

また本発明の第４の特徴によれば、エアバッグモジュールを支持ピンを介して支持するフレームにステアリングホイールの芯金を利用し、支持ピンはエアバッグモジュールのリテーナと芯金とを接続するので、部品点数を更に減少させることができる。

図１はエアバッグの非展開時の自動車の車室内面を示す図である。（実施の形態） 図２は図１の２−２線拡大断面図である。（実施の形態） 図３は図２の３部拡大図である。（実施の形態） 図４は図３の４−４線矢視図である。（実施の形態） 図５は図３に対応する作用説明図である。（実施の形態） 図６は図２の６部に対応する作用説明図である。（実施の形態） 図７は図３に対応する図である。（参考実施形態）

１１ ステアリングホイール
１５ 芯金（フレーム）
１８ エアバッグモジュール
２２ 第２リテーナ（リテーナ）
３１ 支持ピン
３２ａ 第１部分（第１の部分）
３２ｂ 第２部分（第２の部分）
３３ 軸部（第２の部分）
３４ 弾性体
４０ ホーンスイッチ

以下、図１〜図６に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、自動車の合成樹脂製のステアリングホイール１１は、中央のカバー部１２と、カバー部１２の周囲から径方向外側に延びる複数のスポーク部１３…と、複数のスポーク部１３…の先端に接続された環状のリム部１４とを備えており、それらの内部に芯金１５が埋設される。カバー部１２に埋設された芯金１５のボス部１５ａが、ステアリングシャフト１６の先端に嵌合してナット１７で締結される。

尚、本明細書において、軸方向とはステアリングシャフト１２の長手方向として定義され、軸直角方向とはステアリングシャフト１２の長手方向に直交する方向として定義される。

エアバッグモジュール１８は、高圧ガスを発生するインフレータ１９と、インフレータ１９の後方に折り畳まれた状態で配置されるエアバッグ２０と、エアバッグ２０の開口部を挟む第１リテーナ２１および第２リテーナ２２とを備えており、第１リテーナ２１と、エアバッグ２０の開口部と、第２リテーナ２２と、インフレータ１９の外周に突設したフランジ１９ａとが、重ね合わされた状態で複数のボルト２３…およびナット２４…で締結される。

エアバッグモジュール１８の後面はステアリングパッド２５で覆われており、ステアリングパッド２５の外周部から前方に延びる連結部２５ａが、第２リテーナ２２の外周部にボルト２６…およびナット２７…で固定される。このようにして構成されたエアバッグモジュール１８は、３個のフローティング支持部２８…によってステアリングホイール１１の芯金１５にフローティング支持される。

図２および図３から明らかなように、エアバッグモジュール１８を芯金１５に支持する３個のフローティング支持部２８…は、ステアリングシャフト１２を中心として上部の左右両側に２カ所、下部の中央に１カ所設けられており、それらの構造は全て同一である。図２には、ステアリングシャフト１２の上部の左右両側の２カ所のフローティング支持部２８，２８が示されている。

以下、代表として一つのフローティング支持部２８の構造を説明する。

フローティング支持部２８は基本的に合成樹脂製の支持ピン３１を備えており、支持ピン３１は大径の頭部３２および小径の軸部３３からなる。頭部３２は軸方向に２分割された第１部分３２ａおよび第２部分３２ｂからなり、第１、第２部分３２ａ，３２ｂ間にＥＰＤＭ等のゴムよりなる弾性体３４が挟まれて一体化されている。そして、第１，２部分３２ａ，３２ｂおよび軸部３３は、弾性体３４よりも剛性が高い。第１部分３２ａに形成した環状溝３２ｃが第２リテーナ２２の取付孔２２ａに嵌合することで、支持ピン３１が第２リテーナ２２に前向きに植設される。

ステアリングホイール１１の芯金１５のボス部１５ａを覆うカバー部１２には支持孔１２ｅが形成されており、この支持孔１２ｅにガイドブッシュ３５の筒状部３５ａが嵌合する。芯金１５のボス部１５ａにはカバー部１２の支持孔１２ｅと同軸の支持孔１５ｂが貫通しており、ガイドブッシュ３５の内周面とボス部１５ａの支持孔１５ｂの内周面とに、支持ピン３１の軸部３３が摺動自在に嵌合する。支持ピン３１の軸部３３の外周にはコイルスプリング３６が嵌合しており、その一端が支持ピン３１の頭部３２の第２部分３２ｂに当接するとともに、その他端がガイドブッシュ３５のフランジ部３５ｂに当接する。

支持ピン３１の軸部３３の先端には、円錐状に縮径するテーパー部３３ａと、このテーパー部３３ａに隣接する溝状の切欠き３３ｂとが形成される。芯金１５のボス部１５ａの前面にはＵ字状に屈曲したスプリングで構成された係止部材３７が設けられており、係止部材３７が支持ピン３１の切欠き３３ｂに係合することで、支持ピン３１がガイドブッシュ３５から抜けないように係止される。

図３および図４から明らかなように、芯金１５のボス部１５ａの前面を覆うステアリングホイール１１のカバー部１２には、前記係止部材３７の形状に概ね沿うように開口１２ａが形成されており、この開口１２ａには芯金１５のボス部１５ａの支持孔１５ｂに連なる半円状の開口１２ｂが連続する。係止部材３７の一対の先端部３７ａ，３７ａに対応するように、開口１２ａの一端側には２個の第１張出部１２ｃ，１２ｃが突出するとともに、係止部材３７の屈曲部３７ｂに対応するように、開口１２ａの他端側には１個の第２張出部１２ｄが突出する。

一方、芯金１５のボス部１５ａの後面には、カバー部１２の２個の第１張出部１２ｃ，１２ｃと協働して係止部材３７の一対の先端部３７ａ，３７ａを保持する溝を構成する２個の第１張出部１５ｃ，１５ｃと、カバー部１２の１個の第２張出部１２ｄと協働して係止部材３７の屈曲部３７ｂを保持するＵ字状の溝を構成する１個の第２張出部１５ｄとが形成される。支持ピン３１の軸部３３の切欠き３３ｂの軸方向の長さは、係止部材３７の直径よりも大きく設定されている。

フローティング支持部２８の近傍の第２リテーナ２２には可動接点３８が前向きに突設され、ステアリングホイール１１のカバー部１２には可動接点３８に当接可能に対向する固定接点３９が後向きに突設される。これらの可動接点３８および固定接点３９はホーンスイッチ４０を構成する。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

先ず、エアバッグモジュール１８をステアリングホイール１１に取り付ける手順を説明する。ステアリングホイール１１のカバー部１２の前面には図４に示す開口１２ａが開放しているため、Ｕ字状の係止部材３７の両先端部３７ａ，３７ａを相互に接近する方向に弾性変形させた状態で、係止部材３７の屈曲部３７ｂをカバー部１２の第２張出部１２ｄの内部に挿入した後に、前記両先端部３７ａ，３７ａをカバー部１２の一対の第１張出部１２ｃ，１２ｃの間に位置させて手を離す。すると係止部材３７の両先端部３７ａ，３７ａが自己の弾性で相互に離反する方向に拡開し、カバー部１２の一対の第１張出部１２ｃ，１２ｃの内部に係合して係止部材３７の取付けが完了する。

続いて、エアバッグモジュール１８を後方から前方へとステアリングホイール１１に向けて接近させ、支持ピン３１の軸部３３をガイドブッシュ３５の内部に挿入する。すると支持ピン３１の軸部３３のテーパー部３３ａが係止部材３７の一方の先端部３７ａを押圧して図４の鎖線状態に弾性変形させることで、軸部３３の先端が芯金１５のボス部１５ａの支持孔１５ｂに挿入される。そして支持ピン３１の軸部３３の切欠き３３ｂが係止部材３７の一方の先端部３７ａに対向する位置に達すると、支持ピン３１の弾発力で前記先端部３７ａが外側に拡開して切欠き３３ｂに係合し、支持ピン３１が脱落不能に係止される。

このように、エアバッグモジュール１８をステアリングホイール１１に向けて押し付けるだけで、３本の支持ピン３１…をステアリングホイール１１に係止して係止部材３７…で固定することができるので、組付工数を大幅に削減することができる。

図５に示すように、図示せぬホーンを作動させるべく、ステアリングホイール１１のステアリングパッド２５の上右部、上左部あるいは中下部を押すと、エアバッグモジュール１８の第２リテーナ２２に設けた３個のフローティング支持部２８…の３本の支持ピン３１…が、ステアリングホイール１１に設けたガイドブッシュ３５…および芯金１５の支持孔１５ｂ…に案内されてコイルスプリング３６…を圧縮することで、エアバッグモジュール１８がステアリングホイール１１に対して前進する。このとき、支持ピン３１…の切欠き３３ｂ…の長さは係止部材３７…の直径よりも大きいため、切欠き３３ｂ…の長さと係止部材３７…の直径との差分だけ、係止部材３７…に対して支持ピン３１…が前進することが許容される。

このようにしてエアバッグモジュール１８が前進すると、エアバッグモジュール１８側に設けた可動接点３８とステアリングホイール１１側に設けた固定接点３９とが接触することでホーンスイッチ４０が閉成し、図示せぬホーンをバッテリに導通させて鳴動させることができる。

ところで、エンジンの振動や路面からの振動がステアリングシャフト１６を介してステアリングホイール１１に伝達されると、ステアリングホイール１１を握る運転者の手が振動して不快感を与えるため、ダイナミックダンパーでステアリングホイール１１の振動を抑制する。ダイナミックダンパーは振動体に弾性体を介してマスを支持したものであるが、本実施の形態ではエアバッグモジュール１８（そのうち、特に重量が大きいインフレータ１９）を前記マスとして機能させ、かつ支持ピン３１…の一部を構成する弾性体３４…をダイナミックダンパーの弾性体として機能させている。このように、エアバッグモジュール１８をダイナミックダンパーのマスとして機能させることで、特別のマスを設ける必要がなくなり、部品点数、重量、設置スペースおよびコストの面で有利になるだけでなく、ダイナミックダンパーの弾性体３４…を、エアバッグモジュール１８をステアリングホイール１１に支持する支持ピン３１…自体で構成したので、部品点数の削減および組付工数の削減に寄与することができる。

本実施の形態のダイナミックダンパーは、ステアリングホイール１１の軸直角方向（例えば、図１のＡ−Ａ′方向あるいはＢ−Ｂ′方向）の振動を低減するものであり、その振動減衰特性は、マスとしてのエアバッグモジュール１８の質量と、弾性体３４…のばね定数とにより決定される。このとき、エアバッグモジュール１８を軸方向にフローティング支持するコイルスプリング３６…は、軸直角方向には弾性変形しないため、ダイナミックダンパーの振動減衰特性には寄与しない。

従って、コイルスプリング３６…のばね定数は、可動接点３８…および固定接点３９…よりなるホーンスイッチ４０…の振動による誤作動防止や、操作フィーリングを満たすように設定すれば良く、その設計自由度が大幅に向上する。一方、本実施の形態の弾性体３４…のばね定数は、ダイナミックダンパーの振動減衰特性だけに焦点を当てて設定することができるので、その設計自由度が大幅に向上する。

即ち、ゴムよりなる弾性体３４…の固さや太さを変化させることで軸直角方向のばね定数を任意に調整することができるので、例えばステアリングホイール１１の上下方向（図１のＡ−Ａ′方向）の振動を低減するダイナミックダンパーの特性や、ステアリングホイール１１の左右方向（図１のＢ−Ｂ′方向）の振動を低減するダイナミックダンパーの特性を、ホーンスイッチ４０…の作動特性（コイルスプリング３６…のばね定数）とは独立して設定することが可能となり、ステアリングホイール１１の軸直角方向の振動を効果的に低減することができる。

次に、図７に基づいて本発明の参考実施形態を説明する。

本発明の実施の形態は、支持ピン３１の一部を弾性体３４として構成しているが、参考実施形態は支持ピン３１の全体を弾性体で一体成形したものである。上述した実施の形態によれば、支持ピン３１の一部が弾性体３４を構成するので、支持ピン３１の弾性体３４以外の部分の剛性を高めて組付強度を高めることができるが、参考実施形態によれば、支持ピン３１の全体が弾性体３４を構成するので、支持ピン３１の構造が簡単になって製造コストが削減される。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではエアバッグモジュール１８側に固定した支持ピン３１をステアリングホイール１１側に摺動自在に支持しているが、逆にステアリングホイール１１側に固定した支持ピン３１をエアバッグモジュール１８側に摺動自在に支持しても良い。

また支持ピン３１をステアリングホイール１１に係止する構造は、実施の形態の係止部材３７に限定されるものではない。

また実施の形態では支持ピン３１の第１、第２部分３２ａ，３２ｂと弾性体３４とを機械的に結合（凹凸結合）しているが、支持ピン３１を金型内に挿入して弾性体３４を一体に射出成形したり、支持ピン３１の第１、第２部分３２ａ，３２ｂと弾性体３４とを接着により接合したりすることが可能であり、これらの方法で支持ピン３１の第１、第２部分３２ａ，３２ｂと弾性体３４とを強固に結合することができる。

Claims (4)

1. ステアリングホイール（１１）の内部に弾性体（３４）を介してエアバッグモジュール（１８）を振動可能に支持することで、前記エアバッグモジュール（１８）をダイナミックダンパーとして機能させるステアリングホイールの振動低減構造において、
   前記エアバッグモジュール（１８）を前記ステアリングホイール（１１）のフレーム（１５）に支持する支持ピン（３１）が、前記エアバッグモジュール（１８）に固定される第１の部分（３２ａ）と、前記フレーム（１５）に固定される第２の部分（３２ｂ，３３）と、それら第１，第２の部分（３２ａ，３２ｂ，３３）の相互間に挟まれてその相互間を結合する前記弾性体（３４）とで構成され、
   前記第１，第２の部分（３２ａ，３２ｂ，３３）は、前記弾性体（３４）よりも剛性が高いことを特徴とするステアリングホイールの振動低減構造。
2. 前記弾性体（３４）は、前記第１，第２の部分（３２ａ，３２ｂ，３３）と一体に成形されるか、前記第１，第２の部分（３２ａ，３２ｂ，３３）に接着により結合されるか、あるいは前記第１，第２の部分（３２ａ，３２ｂ，３３）に機械的に結合され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の振動低減構造。
3. 前記エアバッグモジュール（１８）が前記支持ピン（３１）の軸方向に移動することで閉成するホーンスイッチ（４０）を備え、前記支持ピン（３１）は前記エアバッグモジュール（１８）の軸方向の移動をガイドするガイド部材として機能することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のステアリングホイールの振動低減構造。
4. 前記フレーム（１５）は前記ステアリングホイール（１１）の芯金（１５）であり、前記支持ピン（３１）は前記エアバッグモジュール（１８）のリテーナ（２２）と前記芯金（１５）とを接続することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のステアリングホイールの振動低減構造。

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