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