JP6147643B2 - ステアリングホイール - Google Patents

Description

本発明は、リム芯金部、ハブ芯金部、及びスポーク芯金部をウレタンで被覆したステアリングホイールに関する。

自動車のステアリングホイールは、アルミニウム合金、マグネシウム合金等を鋳造した芯金部に、合成樹脂を被覆して、リム部、スポーク部の外形形状（ボリュームとも言う）を形成している。
すなわち、ステアリングホールは、円環状のリム芯金部が合成樹脂としてのウレタンで被覆され、運転者に把持されるリムと、リムの径方向中央部に配置されたハブ芯金部がウレタンで被覆されたハブと、ハブ芯金部とリム芯金部とを径方向に連結する少なくとも１本のスポーク芯金部がウレタンで被覆されたスポークと、を有するものである。
芯金部をウレタンで被覆する際に、ある程度のボリュームがある部分の内部には、芯材を設ける必要がある。これは、成形品の強度、ヒケ対策等で必要となるものである。尚、芯金部を被覆する樹脂は、ポリプロピレン等の硬質樹脂としたタイプの場合、リム部を握った際に表面硬度が大きく感触が悪いとの問題がある。
これに対して、芯金部をウレタンで被覆するタイプは、適度なソフト感を付与できる。
しかし、ウレタンは樹脂自体の強度が低いので、樹脂の内部に樹脂より剛性の大きい金属等からなる芯金部を、細部まで配置する必要がある。尚、芯金部が無い部分にウレタンを成形すると、ウレタンが外力に対する強度を保証できない。

ここで、従来のステアリングホイールにおいて、スポークは、比較的ウレタンの量が少ないタイプである。
図１２（ａ）に示すステアリング芯金１０ａのスポーク芯金部１２ａの一部である傾斜連結部１３ａａには樹脂収縮防止用のリブが無い場合を示している。これはステアリング芯金１０ａを被覆する樹脂としてのウレタンのうちスポーク芯金部１２ａを被覆するウレタンの量が少なく、ウレタンの収縮を防止するためのリブが無くてもウレタンの外観品質が所定の基準を満たす場合を示す（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載のステアリングホイールは、ハブ芯金部のステアリングシャフトと係合する中心部分を厚肉とする厚肉部とするとともにその端部に向かう程に徐々に薄肉となる薄肉部とするものである。

他の従来のステアリングホイールにおいて、スポークは、比較的ウレタンの量が多いタイプである。
図１３（ａ）、（ｂ）に示すステアリング芯金２０ａの傾斜連結部２３ａａに樹脂収縮防止用のリブ２４が有る場合を示している。これはステアリング芯金２０ａを被覆するウレタンのうちスポーク２２の被覆材としてのウレタンの量が多く、ウレタンの収縮を防止するためのリブ２４を必要とする場合を示す。このようなリブ２４がステアリング芯金２０ａの傾斜連結部２３ａａに形成されていることにより、ウレタンの外観品質及び力学的な性能が所定の基準を満たす場合を示す。

ここで、ステアリングホイールの力学的な性能について述べる。
ステアリングホイールの性能は、ステアリングホイールに一定の外圧が加わった場合にリブとスポーク芯金部とが分離しない程度に変形する機能を有することである。
衝撃試験において、ステアリング芯金のリム芯金部やハブ芯金部が破断することなく、スポーク芯金部が数十ｍｍ曲がること、リブがスポーク芯金部のうちの傾斜連結部から分離しないことが必要とされる。
図１３に示すステアリング芯金２０ａは、ステアリング回転軸に対して傾斜した方向に負荷を加えることにより、破線Ｌ５で示す領域にハブ芯金部２３ａに対して、リム部が下方に大きく変形することで過大な反力の発生を抑圧できる。

特開２０１３−９５２２４号公報

ところで、近年ステアリングホイールに各種スイッチや部材を設けたり、高級感を醸し出すため、ウレタンの厚さを増加させたりする傾向がある。
ウレタンの厚さが増加すると、ウレタン被覆工程時の収縮量も増加する。このため、リブの大型化が考えられる。
しかしながら、リブが大型化すると、ウレタンの増加に伴う収縮は防止されるものの、傾斜負荷特性や平押し試験において所定の基準を満たすことができなくなることが懸念される。
また、上記の成形要件（樹脂の内部に芯金部を形成する）を、単にステアリングホイールに適用すると下記の問題が発生する。
スポーク部はリム部とボス部の高さ方向（軸方向）に対して傾斜しているので、芯金部に形成した傾斜連結部が、ステアリングホイールに作用する荷重に対する剛性アップ部となり、反力が過大となる。

そこで、本発明の目的は、樹脂収縮防止用のリブが大型化しても外観品質を損なわず、かつ力学的な性能に優れたステアリングホイールを提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ボス芯金部とリム芯金部とを連結するスポーク芯金部を具備し、少なくとも前記リム芯金部及び前記スポーク芯金部の表面が合成樹脂で被覆されたステアリングホイールにおいて、前記スポーク芯金部には傾斜縦壁部が接続部で連結されており、前記接続部の中間部に易変形部が形成され、前記易変形部は、前記スポーク芯金部に略平行で所定の外圧が加わると変形する薄さに形成された溝を有することを特徴とする。

本発明によれば、樹脂収縮防止用のリブが大型化しても外観品質を損なわず、かつ力学的な性能に優れたステアリングホイールの提供を実現できる。

ステアリングホイールの一実施の形態を示す側面図である。 （ａ）は、図１に示したステアリングホイール３０のエアバッグ装置を除去した状態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のハブ３３の断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のIIｃ−IIｃ線断面図である。 リブ近傍の拡大断面図である。 図１に示したステアリングホイール３０のハブ芯金部３３ａからリム芯金部３１ａまで示す部分拡大裏面図である。 図４に示したステアリングホール３０に用いられるリブ近傍の部分拡大裏面図である。 （ａ）は、図５のVIａ−VIａ線断面図であり、（ｂ）は、図５のVIｂ−VIｂ線断面図であり、（ｃ）は、図５のVIｃ−VIｃ線断面図である。 （ａ）は、図１に示したステアリングホイールのステアリング芯金３０ａの部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のVIIｂ−VIIｂ線断面図である。 （ａ）は、図１に示したステアリングホイールのステアリング芯金３０ａの他の実施の形態を示す部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。 （ａ）は、図１に示したステアリングホイールのステアリング芯金３０ａの他の実施の形態を示す部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。 （ａ）は、図１に示したステアリングホイールのステアリング芯金３０ａの他の実施の形態を示す部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。 （ａ）は、樹脂製ボス用の台座を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のXIIｄ−XIIｄ線断面図である。 （ａ）は、従来のステアリングホイールに用いられるステアリング芯金１０ａの外観斜視図であり、（ａ）は、（ａ）の破線で示す楕円Ｌ２の部分拡大斜視図である。 ステアリング芯金部の傾斜負荷特性の試験状況を示す外観斜視図である。

＜実施形態１＞
図１に示すステアリングホイール３０は、従来のステアリングホイールより肉厚なスポーク３２を有する。尚、図中３３はハブを示す。
図２より、ステアリングホイールの３０のスポーク芯金部の傾斜連結部３３ａａにリブ３４が設けられているのが分かる。リブ３４は、接続部３４ｂと傾斜縦壁部３４ｅとを有し、傾斜縦壁部３４ｅと傾斜連結部３３ａａとの間には溝３４ａが形成されている。この溝３４ａにより接続部３４ｂは薄肉部となっている。
ステアリングホイール３０は、外観上必要な範囲に収縮防止用のリブ３４を設定し、性能上曲げたい傾斜連結部３３ａａにリブ３４の薄肉部３４ｂを設定することによりウレタンの収縮を抑え、性能を満足させることが可能となる。
ここで、リブ３４に薄肉部３４ｂが形成されていないと、図３に示すようにハブ３３のウレタンが収縮してしまい、造形面にウレタンが成形収縮することで発生する、いわゆるヒケ（段差３４０）が発生してしまう。

図４〜図７を参照してリブ３４について詳述する。
図４に示すスポーク芯金部３２ａの傾斜連結部３３ａａにはリブ３４が形成されている。リブ３４の裏側には易変形部としての薄肉部を形成する溝３４ａが形成されている。
図４に示すステアリングホイール芯金３０ａは、環状のリム芯金部３１ａと、ハブ芯金部３３ａと、リム芯金部３１ａとハブ芯金部３３ａとを連結するスポーク芯金部３２ａと、を有する。スポーク芯金部３２ａのうちの傾斜連結部３３ａａの一方（図では上側）にリブ３４が形成されている。
図４に示すようにリブ３４の傾斜縦壁部３４ｅはリム芯金部からハブ３３ａに向かって拡がる庇状に形成されているが、これはステアリングホイール芯金部３０ａを被覆するウレタンの外形形状に対応しているためであり、図示した外形形状に限定されるものではなく、ウレタンの収縮を防止できる形状であればよい。
ハブ３４は図５、図６に示すように中央の接続部３４ｂが薄く（薄肉部）、両側の接続部３４ｃ、３４ｄは前記中央の接続部３４ｂより厚く形成されている（厚肉部）。これらの接続部３４ｂ〜３４ｄは、傾斜縦壁部３４ｅと傾斜連結部３３ａａとの間の溝３４ａにより形成される。
図６（ａ）〜（ｃ）に示す接続部（厚肉部）３４ｃの厚さｔ１は例えば２．３ｍｍであり、接続部（薄肉部）３４ｂの厚さｔ２は例えば０．４ｍｍであり、接続部（厚肉部）３４ｄの厚さｔ３は例えば３ｍｍである。接続部（厚肉部）３４ｃ、３４ｄの板厚ｔ１、ｔ３はスポーク芯金部３２ａに通常の板厚に設定されている。衝撃荷重がステアリングホイールにかかると、０．４ｍｍの接続部（以下、薄肉部）３４ｂが変形起点となりスポーク芯金が曲がり易くなり変形スとロークを確保できるので底付きによる反力の増加を抑制できる。

図７（ｂ）に示す薄肉部３４ｂは一様な厚さに形成されていることが分かる。
このような構成により、樹脂収縮防止用のリブが大型化しても外観品質を損なわず、かつ力学的な性能がえられる。また、ステアリングホイールに外圧が加わると、リブが変形してスポーク部の変形ストロークが確保され、過大な反力の発生を抑制することができる。
また、ウレタンにいわゆる、ヒケが発生するが、中間部が均一にヒケるので、ボカスことができ、外観品質が向上する。

＜実施形態２＞
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、薄肉部３４ｂａが図７（ｂ）に示した薄肉部３４ｂと同様の厚さを有すると共に、複数の貫通孔が形成されている。すなわち、リブ３４の溝３４ａが形成されている部分は所定の厚さを有し複数の貫通孔が形成されている。これにより、ウレタンの被覆工程における収縮を抑え、性能を満足させることができる。

＜実施形態３＞
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、薄肉部３４ｂｂが薄肉部３４ｂ（図７（ｂ））より厚く、かつ多数の貫通孔が形成されている。ここで、多数とは、図８（ａ）、（ｂ）に示した薄肉部３４ｂに形成された貫通孔より多いということである。また、図９（ａ）、（ｂ）に示した貫通孔の径は、図８（ａ）、（ｂ）に示した貫通孔の径より小さい。
このように、薄肉部３４ｂａの厚さを薄肉部３４ｂ（図７（ｂ））より厚くした場合であっても、ウレタンの被覆工程における収縮を抑え、性能を満足させることができる。

＜実施形態４＞
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、薄肉部３４ｂｃが薄肉部３４ｂ（図６（ｂ））より厚く、かつ曲げ点（ノッチ）Ｐｎが１箇所設定されている。
このように、薄肉部３４ｂｃが薄肉部３４ｂ（図７（ｂ））より厚くても曲げ点（ノッチ）Ｐｎを１箇所設定することで、ウレタンの被覆工程における収縮を抑え、性能を満足させることができる。

ステアリングホールには、ステアリング芯金の乗員側に対向する面に樹脂製のカバー部材が取り付けられる。一般に芯金に形成した台座に前記樹脂製のカバー部材に形成された、樹脂製ボスにネジ止めされる。前記台座には図１１（ａ）、（ｂ）に示したような溝５２を形成することで荷重が加わったときに台座が曲がりやすくなる。
溝５２の断面形状は例えば半径Ｒが１ｍｍ程度の半円であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｖ字形状もしくはＵ字形状が挙げられる。台座と部品との間の厚さｔａは２ｍｍ程度であり、ｔｂは１ｍｍ程度であるがこれらに限定されるものではない。
このように台座と部品との境界部に溝を形成することで、一定の外圧（荷重）が加わると分離しない程度に折り曲げることができる。
以上のように、樹脂収縮防止用のリブが大型化しても外観品質を損なわず、かつ力学的な性能に優れたステアリングホイールの提供を実現できる。また、本実施形態及び変形例によれば、ステアリングホイールに外圧が加わると、リブが変形してスポーク部の変形ストロークが確保され、過大な反力の発生を抑制することができる。

尚、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。例えば、本実施の形態ではスポークの数が３つの場合で説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

１０ａ、２０ａ、３０ａ ステアリング芯金
１１ａ、３１ａ リム芯金部
２３ａ、３３ａ ハブ芯金部
２３ａａ、３３ａａ 傾斜連結部
２４、３４ リブ
３０ ステアリングホイール
３１ リム
３２ スポーク
３２ａ スポーク芯金部
３３ ハブ
３４ａ 溝
３４ｂ、３４ｂａ、３４ｂｂ、３４ｂｃ 薄肉部
３４ｂ 接続部（薄肉部）
３４ｃ、３４ｄ 接続部（厚肉部）
３４ｅ 傾斜縦壁部
５０ 台座
５１ ネジ穴
５２ 溝
３４０ 段差

Claims (1)

1. ボス芯金部とリム芯金部とを連結するスポーク芯金部を具備し、少なくとも前記リム芯金部及び前記スポーク芯金部の表面が合成樹脂で被覆されたステアリングホイールにおいて、
   前記スポーク芯金部には傾斜縦壁部が接続部で連結されており、前記接続部の中間部に易変形部が形成され、
   前記易変形部は、前記スポーク芯金部に略平行で所定の外圧が加わると変形する薄さに形成された溝を有することを特徴とするステアリングホイール。

Images