JP6040884B2 - ステアリングホイールの制振構造 - Google Patents
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Description
図18に示すように、このステアリングホイールは、固定部材(ホーンプレート)51、エアバッグ装置52、ホーンスイッチ機構53及び弾性部材54を備えている。固定部材(ホーンプレート)51は、前後方向へ延びるステアリングシャフト(図示略)に固定されており、取付孔(開口部)55を有している。エアバッグ装置52は、バッグホルダ(ベースプレート)56を有し、上記固定部材(ホーンプレート)51の後側に配設されている。
上記ステアリングホイールによれば、エアバッグ装置52がダイナミックダンパのダンパマスとして機能し、弾性部材54がダイナミックダンパのばねとして機能する。そのため、ステアリングホイールが所定の周波数で、上下方向、左右方向等、ステアリングシャフトに直交する方向へ振動すると、その周波数と同一又は近い共振周波数で弾性部材54が弾性変形しながら、エアバッグ装置52を伴って上記ステアリングシャフトに直交する方向に振動し、ステアリングホイールの振動エネルギーを吸収する。この吸収により、ステアリングホイールの振動が抑制(制振)される。
上記課題を解決するステアリングホイールの制振構造は、前後方向へ延びるステアリングシャフトに固定される固定部材と、取付孔を有するバッグホルダを自身の前部に有し、前記固定部材の後側に配設されるエアバッグ装置と、前記取付孔に挿通された状態で、前記固定部材に支持される支持部材を備えるとともに、前記支持部材及び前記取付孔の間に前後方向へのスライド可能に配置されるスライダを備え、前記エアバッグ装置の押圧操作に伴う前記スライダの前方への移動によりホーン装置を作動させるホーンスイッチ機構と、前記スライダの外側に装着された状態で前記バッグホルダの後側に配置される環状の弾性部材と前記ホーンスイッチ機構が前記バッグホルダに取付けられた状態で前記弾性部材と前記バッグホルダの間に位置するダンパホルダとを備え、前記エアバッグ装置をダイナミックダンパのダンパマスとして機能させ、前記弾性部材をダイナミックダンパのばねとして機能させるステアリングホイールの制振構造であって、前記ホーンスイッチ機構は、前記スライダの外側に前記弾性部材が装着された状態で、前記支持部材及び前記スライダを前記取付孔に挿通させることで前記バッグホルダに取付けられるものであり、前記バッグホルダは、前記取付孔の周囲に、前後方向に対し交差する取付部を備えており、前記ダンパホルダは、前記弾性部材の径方向についての外側に配置される側壁部と、前記弾性部材の前側かつ前記取付部の後側に配置される前壁部を有しており、前記弾性部材は、前記取付部より後側に配置され、前記前壁部及び前記スライダにより、前方及び後方から挟み込まれているとともに、前記側壁部及び前記スライダにより、径方向についての外方及び内方から挟み込まれている。
部材に支持された支持部材上をスライダが前方へ移動し、ホーン装置が作動する。
上記ステアリングホイールでは、その製造の途中で、ホーンスイッチ機構が弾性部材を介してエアバッグ装置に組付けられる。この際、弾性部材は、バッグホルダとスライダとにより、前方及び後方から挟み込まれる。また、弾性部材は、バッグホルダとスライダとにより、径方向についての外方及び内方から挟み込まれる。このように、環状をなす弾性部材は、その周囲をバッグホルダ及びスライダにより取り囲まれ、前後方向についての移動と、径方向についての移動とを規制される。その結果、弾性部材がその外周部のみにおいて取付けられる場合に比べ、弾性部材の取付け強度が高くなる。また、弾性部材の取付けに際しては、上述したように弾性部材をバッグホルダとスライダとによって前後方向及び径方向から挟み込むだけですむ。
また、請求項1に記載の構成を有するステアリングホイールの制振構造では、ステアリングホイールの振動に伴い弾性部材が弾性変形しながら、エアバッグ装置を伴って振動する。この際、弾性部材では、バッグホルダの動きが外筒部を介して連結部に伝達、又はスライダの動きが内筒部を介して連結部に伝達される。この伝達により、連結部が弾性変形することで、弾性部材がダイナミックダンパのばねとして機能する。
請求項2に記載の構成を有するステアリングホイールの制振構造では、ホーンスイッチ機構がバッグホルダに取付けられた状態では、ダンパホルダは弾性部材とバッグホルダとの間に位置する。そのため、ダンパホルダは、弾性部材を、バッグホルダ及びスライダにより、前方及び後方から挟み込むとともに、径方向についての外方及び内方から挟み込むことに影響を及ぼしにくい。
上記の構成によれば、支持部材は取付孔に挿通された状態で固定部材に支持されている。支持部材に形成された鍔部は取付孔よりも後方に位置している。この鍔部は、取付孔よりも大径である。そのため、バッグホルダが後方へ動いた場合、鍔部はバッグホルダにおいて取付孔の周辺部分に当接することでストッパとして機能し、バッグホルダひいてはエアバッグ装置が後方へ過度に動くのを規制する。
上記の構成によれば、ステアリングホイールの振動に伴い弾性部材が弾性変形しながら、エアバッグ装置を伴って大きく振動し、バッグホルダの取付孔の内壁面がスライダに接近した場合、弾性部材のうち取付孔内に入り込んでいる部分によって同取付孔の内壁面が受け止められる。取付孔の内壁面がスライダに接触することが弾性部材によって妨げられる。そのため、上記内壁面の弾性部材との接触によって音が発生したとしても、その音は、同内壁面がスライダと接触すること、すなわち硬質の部品同士が接触することによって発生する音よりも小さい。これは、取付孔の内壁面との接触により弾性部材が弾性変形することで、音の発生が抑制されるためである。このようにして、ステアリングホイールに大きな振動が伝わった場合の異音の発生が抑制される。
上記の構成によれば、弾性部材は、連結部が径方向に圧縮されることで、弾性変形しやすくなる。
上記の構成によれば、弾性部材は、連結部が径方向に圧縮されることで弾性変形するほか、同連結部が、前後方向に対する傾斜角を変えるように曲げられることで弾性変形する。弾性変形に伴い連結部が生ずる反発力は、連結部が単に径方向に圧縮されて弾性変形する場合よりも小さくなる。その結果、連結部がより弾性変形しやすくなり、狙いとする制振の周波数をより低く設定することが可能となる。
以下、ステアリングホイールの制振構造の第1実施形態について、図1〜図11を参照して説明する。
<エアバッグ装置20>
図3及び図4に示すように、エアバッグ装置20は、パッド部24、エアバッグ(図示略)及びインフレータ23を、同エアバッグ装置20の前部に配置されたバッグホルダ21に組付けることによって構成されている。エアバッグ装置20は、上記芯金12(図9参照)の後側に配設されている。
ホーンスイッチ機構30は、上述したように、ホーン装置40を作動させるためのものであり、第1実施形態では複数用いられている。各ホーンスイッチ機構30からステアリングホイール10の中心(ボス部12a)までの距離は互いに略等しく設定されることが望ましい。これは、後述する接点端子34とスナップピン31の鍔部31aとを確実に接触させて導通状態にするためである。
図8及び図9に示すように、弾性部材41は、ホーンスイッチ機構30におけるピンホルダ32とバッグホルダ21との間に介在されている。弾性部材41の全体は、ゴム(例えば、EPDM、シリコンゴム等)、エラストマー等の弾性材料によって形成されている。弾性部材41は、上記ピンホルダ32の筒状部32aよりも若干径の大きな挿通孔41aを有していて、略円環状をなしている。さらに、弾性部材41には、その前面において開口する円環状の溝部41bが、上記挿通孔41aと同心円上に形成されている。溝部41bは矩形の断面を有している。そして、図7(B)に示すように、弾性部材41は、バッグホルダ21の取付部21fとピンホルダ32の拡径部32bとにより、前方及び後方から挟み込まれている。また、弾性部材41は、バッグホルダ21の挟持部21iとピンホルダ32の筒状部32aとにより、径方向についての外方及び内方から挟み込まれている。
図5(A),(B)及び図6(A),(B)に示すように、ダンパホルダ42は、ホーンスイッチ機構30のバッグホルダ21への取付け前には、同ホーンスイッチ機構30に係止されて、弾性部材41をピンホルダ32の筒状部32aの外側に装着された状態に保持する。また、ダンパホルダ42は、ホーンスイッチ機構30がバッグホルダ21に取付けられた状態では、弾性部材41とバッグホルダ21との間に位置する。
最初に、バッグホルダ21に対し、弾性部材41及びダンパホルダ42を介して各ホーンスイッチ機構30を取付ける作業について説明する。この作業としては、各ホーンスイッチ機構30に弾性部材41及びダンパホルダ42を装着する作業と、各取付孔21gに各ホーンスイッチ機構30を装着する作業とが行なわれる。
この作業に際しては、図9に示すように、ホーンスイッチ機構30毎のスナップピン31が芯金12において対応する保持部12bの貫通孔12cに後方から近づけられる。このときには、各スナップピン31において係止溝31bよりも前方部分(以下「前端31c」という)が、各コイルばね36及び各ピース35から前方へ若干突出している(図5(A)参照)。
例えば、ステアリングホイール10が所定の周波数で上下方向へ振動すると、その周波数と同一又は近い共振周波数で各弾性部材41が弾性変形しながら、エアバッグ装置20を伴って上下方向に振動(共振)し、ステアリングホイール10の上下方向の振動エネルギーを吸収する。この吸収により、ステアリングホイール10の上下方向の振動が抑制(制振)される。
弾性部材41に形成された溝部41bは、同弾性部材41を弾性変形しやすくする。そのため、ステアリングホイール10が振動した場合に、弾性部材41がエアバッグ装置20を伴って共振しやすくなる。
(1)弾性部材41を、バッグホルダ21の取付部21fとピンホルダ32(スライダ)の拡径部32bとにより、前方及び後方から挟み込む。また、弾性部材41を、バッグホルダ21の挟持部21iとピンホルダ32(スライダ)の筒状部32aとにより、径方向についての外方及び内方から挟み込んでいる(図7(A),(B))。
次に、ステアリングホイールの制振構造の第2実施形態について、図12〜図14を参照して説明する。
図13(A)は、バッグホルダ21に装着されたホーンスイッチ機構30の断面構造を示し、図14は、図13とは異なる断面でのホーンスイッチ機構30の断面構造を示している。より詳しくは、図13(A)は、図12の13−13線に沿った断面構造を示し、図14は、同図12中、上記13−13線に対し直交する14−14線に沿った断面構造を示している。
上記のように構成された第2実施形態の制振構造では、ダンパホルダ42、ピンホルダ32及びコンタクトホルダ33がいずれも樹脂によって形成されていて硬質である。また、バッグホルダ21は、金属によって形成されていて硬質である。そのため、ステアリングホイール10の振動に伴い弾性部材41が弾性変形しながら、エアバッグ装置20を伴って大きく振動し、ダンパホルダ42の取付孔42cの内壁面やバッグホルダ21の取付孔21gの内壁面が、ピンホルダ32の筒状部32aに接触した場合、異音(打音)を発生するおそれがある。こうした状況は、例えば、車両が悪路を走行しているときに起こり得る。また、ピンホルダ32の拡径部32bがコンタクトホルダ33の側壁部33bに接触した場合にも、上記と同様に異音を発生するおそれがある。
(4)弾性部材41における内筒部41cを前方へ延ばし、バッグホルダ21の取付孔21g内に入り込ませている(図13(A))。
そのため、ステアリングホイール10に大きな振動が伝わった場合に、硬質のピンホルダ32の拡径部32bが硬質のコンタクトホルダ33の側壁部33bに接触するのを妨げ、その接触に起因して異音が発生するのを抑制することができる。
(第3実施形態)
次に、ステアリングホイールの制振構造の第3実施形態について、図15を参照して説明する。
上記のように構成された第3実施形態の制振構造では、ステアリングホイール10の振動に伴い弾性部材41が弾性変形しながら、エアバッグ装置20を伴って振動する。この際、弾性部材41では、バッグホルダ21及びダンパホルダ42の動きが外筒部41dを介して連結部41eに伝達、又はピンホルダ32の動きが内筒部41cを介して連結部41eに伝達される。この伝達により、連結部41eが弾性変形することで、弾性部材41がダイナミックダンパのばねとして機能する。
(6)弾性部材41として、ピンホルダ32の筒状部32aの外側に装着される内筒部41cと、内筒部41cを取り囲む外筒部41dと、内筒部41cの前後方向についての中間部を外筒部41dの前後方向についての中間部に連結し、かつ前後方向に対し直交する連結部41eとを備えるものを用いている。
次に、ステアリングホイールの制振構造の第4実施形態について、図16を参照して説明する。
上記のように構成された第4実施形態の制振構造では、ステアリングホイール10の振動に伴い弾性部材41が弾性変形する際、連結部41eが径方向に圧縮されることで弾性変形する。この点は、第3実施形態と同様である。そのほかにも、第4実施形態では、連結部41eが、前後方向に対する傾斜角を変えるように曲げられることで弾性変形する。この弾性変形に伴い連結部41eが生ずる反発力は、連結部41eが単に径方向へ圧縮されて弾性変形する場合よりも小さくなり、連結部41eがより弾性変形しやすくなる。
(7)弾性部材41の連結部41eを前後方向に対し傾斜させている。
<バッグホルダ21について>
・取付部21fは、前後方向に対し直交するものに限らず、傾斜するものであってもよい。
・挟持部21iは、取付孔21gの周辺部の3箇所以上の複数箇所に設けられてもよい。
<支持部材について>
・スナップピン31に代えて、次の条件を満たすものが支持部材とされてもよい。
条件2:バッグホルダ21に挿通されることにより、同バッグホルダ21を芯金12に対し前後方向への移動可能に支持すること。
条件4:導電性を有する金属によって形成されていて、自身の後端面(鍔部31a)が固定側接点部として機能すること。
・拡径部32bは、ピンホルダ32(スライダ)の外周であって後端部とは異なる箇所に設けられてもよい。
・第2〜第4実施形態において、第1実施形態と同様に、筒状部32aの凹部32dが省略されてもよい。
・第1実施形態における弾性部材41として、下記図17(A)〜(E)に示すものが用いられてもよい。
図17(B)は、それぞれ前後方向に貫通し、かつ周方向に延びる長孔43が、互いに周方向に離れた複数箇所に形成された弾性部材41を示している。
図17(D)は、外周面において開口する環状溝45が全周にわたって形成された弾性部材41を示している。
上述した各種弾性部材41については、制振について要求される特性に応じて適宜選択されて使用されることが好ましい。
・溝部41bの断面形状が第1実施形態とは異なる断面形状に変更されてもよい。
・上記図17(A)〜(E)の弾性部材41の内周部分が前方へ延長され、取付孔21g内に入り込ませられてもよい。このようにすると、第2実施形態における上記(4)と同様の効果が得られる。
・上記制振構造は、車両以外の乗物、例えば、航空機、船舶等における操舵装置のステアリングホイールに適用することもできる。
Claims (8)
- 前後方向へ延びるステアリングシャフトに固定される固定部材と、
取付孔を有するバッグホルダを自身の前部に有し、前記固定部材の後側に配設されるエアバッグ装置と、
前記取付孔に挿通された状態で、前記固定部材に支持される支持部材を備えるとともに、前記支持部材及び前記取付孔の間に前後方向へのスライド可能に配置されるスライダを備え、前記エアバッグ装置の押圧操作に伴う前記スライダの前方への移動によりホーン装置を作動させるホーンスイッチ機構と、
前記スライダの外側に装着された状態で前記バッグホルダの後側に配置される環状の弾性部材と
を備え、前記エアバッグ装置をダイナミックダンパのダンパマスとして機能させ、前記弾性部材をダイナミックダンパのばねとして機能させるステアリングホイールの制振構造であって、
前記弾性部材は、前記バッグホルダ及び前記スライダにより、前方及び後方から挟み込まれているとともに、径方向についての外方及び内方から挟み込まれており、
前記弾性部材は、前記スライダの外側に装着される内筒部と、前記内筒部を取り囲む外筒部と、前記内筒部の前後方向についての中間部を前記外筒部の前後方向についての中間部に連結する連結部とを備えていることを特徴とするステアリングホイールの制振構造。 - 前後方向へ延びるステアリングシャフトに固定される固定部材と、
取付孔を有するバッグホルダを自身の前部に有し、前記固定部材の後側に配設されるエアバッグ装置と、
前記取付孔に挿通された状態で、前記固定部材に支持される支持部材を備えるとともに、前記支持部材及び前記取付孔の間に前後方向へのスライド可能に配置されるスライダを備え、前記エアバッグ装置の押圧操作に伴う前記スライダの前方への移動によりホーン装置を作動させるホーンスイッチ機構と、
前記スライダの外側に装着された状態で前記バッグホルダの後側に配置される環状の弾性部材と
前記ホーンスイッチ機構が前記バッグホルダに取付けられた状態で前記弾性部材と前記バッグホルダの間に位置するダンパホルダと
を備え、前記エアバッグ装置をダイナミックダンパのダンパマスとして機能させ、前記弾性部材をダイナミックダンパのばねとして機能させるステアリングホイールの制振構造であって、
前記ホーンスイッチ機構は、前記スライダの外側に前記弾性部材が装着された状態で、前記支持部材及び前記スライダを前記取付孔に挿通させることで前記バッグホルダに取付けられるものであり、
前記バッグホルダは、前記取付孔の周囲に、前後方向に対し交差する取付部を備えており、
前記ダンパホルダは、前記弾性部材の径方向についての外側に配置される側壁部と、前記弾性部材の前側かつ前記取付部の後側に配置される前壁部を有しており、
前記弾性部材は、前記取付部より後側に配置され、前記前壁部及び前記スライダにより、前方及び後方から挟み込まれているとともに、前記側壁部及び前記スライダにより、径方向についての外方及び内方から挟み込まれていることを特徴とするステアリングホイールの制振構造。 - 前記バッグホルダは、前記取付孔の周囲に、前後方向に対し交差する取付部を備えており、
前記スライダは、前記支持部材が挿通される筒状部と、前記筒状部の外周において同筒状部よりも大径状に形成された拡径部とを備え、
前記弾性部材は、前記取付部及び前記拡径部により前方及び後方から挟み込まれている請求項1又は2に記載のステアリングホイールの制振構造。 - 前記バッグホルダは、前記取付孔の周辺部から後方へ延びる挟持部を備え、
前記スライダは、前記支持部材が挿通される筒状部を備え、
前記弾性部材は、前記挟持部及び前記筒状部により、径方向についての外方及び内方から挟み込まれている請求項1〜3のいずれか1つに記載のステアリングホイールの制振構造。 - 前記支持部材において前記取付孔よりも後方となる箇所には、同取付孔よりも大径の鍔部が形成されている請求項1〜4のいずれか1つに記載のステアリングホイールの制振構造。
- 前記弾性部材の一部は前記取付孔内に入り込んでいる請求項1〜5のいずれか1つに記載のステアリングホイールの制振構造。
- 前記連結部は、前後方向に対し直交している請求項6に記載のステアリングホイールの制振構造。
- 前記連結部は、前後方向に対し傾斜している請求項6に記載のステアリングホイールの制振構造。
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