JP6470884B2 - ステアリングホイール装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の運転席に設けられるステアリングホイール装置に関する。特に、振動吸収機構を採用したステアリングホイール装置の改良に関する。

車両開発が進められる中、ステアリングホイールに対しては更なる操作性の向上が望まれている。ステアリングホイールには、走行中において振動が生じることがある。その対策として、ステアリングダンパと呼ばれる振動減衰機構が提案されている。ステアリングダンパは、ステアリングホイール内にダンパマスと呼ばれる錘（おもり）を搭載し、そのダンパマスを弾性体で支えることで振動を相殺する機構である。現在ではステアリングダンパは改良され、エアバッグモジュールをダンパマスとして利用するモジュールダンパと呼ばれる機構も開発されている（特許文献１）。

ところで、ステアリングホイールの振動は、ステアリングホイールの回転軸（ステアリングコラム）に垂直は平面内での振動（ＸＹ振動）と、ステアリングホイールの回転方向に生じるシミー振動とが存在する。近年、アイドリングストップ機能を搭載した車両が増加しているが、このような車両においては、エンジンを始動する際にＸＹ振動が顕著に表れる傾向にある。

特許文献１には、エアバッグモジュールとは独立して機能するダイナミックダンパ装置が開示されている。しかしながら、ステアリングの振動、特にシミー振動を効果的に減衰できるものではなかった。

特開２００３−４０１１２号公報

本発明は、このような課題に鑑みて創作されたものであり、簡素な構造でありながらシミー振動を効果的に減衰可能なステアリングホイール装置を提供することを目的とする。

ボス部においてステアリングシャフトに連結される芯金部材と、前記芯金部材に対して固定され、ステアリングホイールの振動を減衰させるダンパユニットとを備えた車両用のステアリングホイール装置において、前記ダンパユニットは、前記ボス部の周囲に配置されるマス部材と；前記マス部材と前記芯金部材とを連結するブラケットと；前記マス部材と前記ブラケットの間に配置された振動減衰部材とを備える。そして、前記振動減衰部材は、前記ボス部を中心とした放射方向に沿って延び、主にシミー振動を減衰させるシミー用緩衝部材と；前記ボス部を中心とした放射方向から外れた方向に延び、主にステアリングホイールの回転軸に垂直な平面（ＸＹ平面）内の振動を減衰させるＸＹ振動用緩衝部材とを有する。

上記のような構成により、簡素な構造でありながらシミー振動及びＸＹ方向の振動を効果的に減衰可能となる。

前記ダンパユニットは、前記芯金の前記ステアリングシャフト側又は、車室側に配置することができる。ステアリングシャフト側に配置することにより、エアバッグユニットの影響を受けずに配置することができる。一方、車室側に配置した場合には、エアバッグユニットの一部として構成することができ、組み立て工数の減少が期待できる。

前記マス部材を無端環状に成形した場合には、ＸＹ平面内のあらゆる方向の振動を減衰するように構成することが可能となる。

前記シミー用緩衝部材とＸＹ振動用緩衝部材とは、樹脂又はゴムから成形することができる。

図１は、本発明の第１実施例に係るステアリングホイール装置の構造を示す平面図であり、ステアリングコラム側から見た様子（ステアリングホイールの裏面）を示す。 図２は、本発明の第１実施例に係るステアリングホイール装置の構造を示す平面図であり、車室のシートに着座してステアリングホイールを把持する乗員（運転手）側から見た様子（ステアリングホイールの表面）を示す。 図３は、本発明の第１実施例に係るステアリングホイール装置に採用される振動減衰機構を示す平面図である。 図４は、本発明の第２実施例に係るステアリングホイール装置に採用される振動減衰機構を示す平面図である。 図５は、本発明の第３実施例に係るステアリングホイール装置に採用される振動減衰機構を示す平面図である。 図６は、本発明の第４実施例に係るステアリングホイール装置に採用される振動減衰機構を示す平面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１及び図２は、本発明の第１実施例に係るステアリングホイール装置１０の構造を示す平面図であり、それぞれステアリングコラム側から見た様子（ステアリングホイールの裏面）、車室のシートに着座してステアリングホイールを把持する乗員（運転手）側から見た様子（ステアリングホイールの表面）を示す。また、図３は、ステアリングホイール装置１０に採用される振動減衰機構２０を示す平面図である。本発明の第１実施例に係るステアリングホイール装置１０は、ボス部においてステアリングシャフト（図示せず）に連結される芯金部材１２と；芯金部材１２に連結されたリング状のリム部１４と；芯金部材１２に対して固定され、ステアリングホイールの振動を減衰させるダンパユニット２０とを備えている。

ステアリングホイールは、車両の運転席に設置され、ステアリングコラムの内部を通っているステアリングシャフトと連結され、運転者の操作力をステアリングギア等へ伝達する。図面においては省略しているが、ステアリングホイールの中央には、緊急時にフロントエアバッグとして機能するエアバッグモジュールが設けられる。

なお、図において符号「Ｏ」はボス部の中心（シャフト穴）を示し、以降は「ボスセンタ」と称する。また、Ｚ軸は、ステアリングコラム（ステアリングシャフト）の車両の前輪方向を下、ステアリングホイール１０の方向を上とする。また、Ｚ軸に直交する平面においてアナログ１２時間時計の１２時の位置を車両前方側とし、９時方向（左方向）から３時方向（右方向）をＸ軸、６時方向（後方向）から１２時方向（前方向）をＹ軸とする。

ダンパユニット２０は、ボス部の周囲に配置されるマス部材２２と；マス部材２２と芯金部材１２とを連結するブラケット２４と；マス部材２２とブラケット２４の間に配置された振動減衰部材（２６，２８，３０，３２）とを備えている。マス部材２２はステアリングホイールに発生する振動を減衰するための錘であり、無端環状に成形されており、ＸＹ平面内のあらゆる方向の振動を減衰できるように配慮されている。ダンパユニット２０は、芯金の反対側（ステアリングホイール表面）に配置することもできる。この場合には、ダンパユニット２０単独で芯金に設置することだけでなく、エアバッグユニットの一部として構成することもでき、組み立て工数の減少が期待される。

振動減衰部材（２６，２８，３０，３２）は、ボスセンタＯから放射方向に沿って延び、主にシミー振動を減衰させるシミー用緩衝部材２６，２８と；ボスセンタＯから放射方向から外れた方向に延び、主にステアリングホイールの回転軸に垂直な平面（ＸＹ平面）内の振動を減衰させるＸＹ振動用緩衝部材３０，３２とから構成されている。これらの部材２６，２８，３０，３２は、合成樹脂、ラバー（合成ゴムや天然ゴム）等の弾性を有する樹脂材料から成形することができる。

ブラケット２４の形状は特に限定されないが、マス部材２２及び振動減衰部材（２６，２８，３０，３２）を保持して、芯金１２に対して確実に連結させる構造とする。

シミー用緩衝部材２６，２８はマス部材２２の外周の少なくとも二カ所に設けられ、Ｙ軸に対して線対称の位置に配置されている。同様に、ＸＹ振動用緩衝部材３０，３２も、少なくとも二カ所に設けられ、Ｙ軸に対して線対称の位置に配置される。なお、シミー用緩衝部材の設置箇所は２箇所に限定されず、３箇所以上であってもよい。ＸＹ振動用緩衝部材についても同様である。各振動減衰部材（２６，２８，３０，３２）の形状は、例えば、角柱状、円柱状とすることができる。この場合、柱状の部材の軸方向を本発明の要旨に沿って配置することが重要である。

ＸＹ振動用緩衝部材３０，３２は、シミー用緩衝部材２６，２８に対して共振を阻害せず、ＸＹ方向の振動に対してマス部材２２を一定に共振させるような角度αをもって配置、構成される。逆に、シミー用緩衝部材２６，２８は、ＸＹ振動用緩衝部材３０，３２に対して共振を阻害せず、シミー振動に対してマス部材２２を一定に共振させるように配置、構成される。

上記のように構成された本発明に係るステアリングホイール装置においては、何らかの要因でステアリングホイールに振動が加わった場合、シミー（回転）方向の振動は主にシミー用緩衝部材２６，２８によって減衰され、ＸＹ平面内の振動は主にＸＹ振動用緩衝部材３０，３２によって減衰される。

次に、本発明の第２〜第４実施例について、図４〜図６を参照して説明する。なお、基本的な作用については上述した第１実施例と同様であり、重複した説明は省略する。図４は、本発明の第２実施例に係るステアリングホイール装置に採用される振動減衰機構（ダンパユニット）１２０を示す平面図である。ダンパユニット１２０は、ボス部の周囲に配置されるマス部材１２２と；マス部材１２２と芯金部材（１２）とを連結するブラケット１２４と；マス部材１２２とブラケット１２４との間に配置された振動減衰部材（１２６，１２８，１３０，１３２）とを備えている。上述した第１実施例と同様に、本実施例においてもマス部材１２２はステアリングホイールに発生する振動を減衰するための錘であり、無端環状に成形されており、ＸＹ平面内のあらゆる方向の振動を減衰できるように配慮されている。

振動減衰部材（１２６，１２８，１３０，１３２）は、ボスセンタＯから放射方向に沿って延び、主にシミー振動を減衰させるシミー用緩衝部材１２６，１２８と；ボスセンタＯから放射方向から外れた方向に延び、主にステアリングホイールの回転軸に垂直な平面（ＸＹ平面）内の振動を減衰させるＸＹ振動用緩衝部材１３０，１３２とから構成されている。これらの部材１２６，１２８，１３０，１３２は、上述した第１実施例と同様に、合成樹脂、ラバー（合成ゴムや天然ゴム）等の弾性を有する樹脂材料から成形することができる。

本実施例においては、ブラケット１２４がマス部材１２２の内側（ボスセンター側）に配置される点で第１実施例と相違する。ブラケット１２４は、振動減衰部材（１２６，１２８，１３０，１３２）と連結される外枠部１２４ａと、外枠部１２４ａの内側に張り出したフランジ部１２４ｂとから構成される。本実施例においては、ブラケット１２４をマス部材１２２の内側に配置することによって、ダンパユニット１２０自体をコンパクトに設計することが可能となる。

図５は、本発明の第３実施例に係るステアリングホイール装置に採用される振動減衰機構（ダンパユニット）２２０を示す平面図である。ダンパユニット２２０は、ボス部の周囲に配置されるマス部材２２２と；マス部材２２２と芯金部材（１２）とを連結するブラケット２２４と；マス部材２２２とブラケット２２４との間に配置された振動減衰部材（２２６，２２８，２３０，２３２）とを備えている。上述した第１実施例と同様に、本実施例においてもマス部材２２２はステアリングホイールに発生する振動を減衰するための錘であり、無端環状に成形されており、ＸＹ平面内のあらゆる方向の振動を減衰できるように配慮されている。

振動減衰部材（２２６，２２８，２３０，２３２）は、ボスセンタＯから放射方向に沿って延び、主にシミー振動を減衰させるシミー用緩衝部材２２６，２２８と；ボスセンタＯから放射方向から外れた方向に延び、主にステアリングホイールの回転軸に垂直な平面（ＸＹ平面）内の振動を減衰させるＸＹ振動用緩衝部材２３０，２３２とから構成されている。これらの部材２２６，２２８，２３０，２３２は、上述した第１実施例と同様に、合成樹脂、ラバー（合成ゴムや天然ゴム）等の弾性を有する樹脂材料から成形することができる。ブラケット２２４は、外枠部２２４ａと、外枠部２２４ａの内側に張り出したフランジ部２２４ｂとから構成される。

第１実施例では振動減衰部材（２６，２８，３０，３２）がＸＹ平面上においてブラケット２４の外枠部とマス部材２２との間に配置される（図３参照）のに対して、本実施例では振動減衰部材（２２６，２２８，２３０，２３２）がＺ軸方向においてブラケット１２４のフランジ部２２４ｂとマス部材２２２との間に配置される。本実施例のような構造を採用することにより、振動減衰部材（２２６，２２８，２３０，２３２）を安定的且つ容易に保持することが可能となる。また、緩衝部材２２６，２２８の放射方向における位置が安定し、シミー振動をより効果的に減衰可能となる。

図６は、本発明の第４実施例に係るステアリングホイール装置に採用される振動減衰機構（ダンパユニット）３２０を示す平面図である。ダンパユニット３２０は、ボス部の周囲に配置されるマス部材３２２と；マス部材３２２と芯金部材（１２）とを連結するブラケット３２４と；マス部材３２２とブラケット３２４との間に配置された振動減衰部材（３２６，３２８，３３０，３３２）とを備えている。上述した第１実施例と同様に、本実施例においてもマス部材３２２はステアリングホイールに発生する振動を減衰するための錘であり、無端環状に成形されており、ＸＹ平面内のあらゆる方向の振動を減衰できるように配慮されている。

振動減衰部材（３２６，３２８，３３０，３３２）は、ボスセンタＯから放射方向に沿って延び、主にシミー振動を減衰させるシミー用緩衝部材３２６，３２８と；ボスセンタＯから放射方向から外れた方向に延び、主にステアリングホイールの回転軸に垂直な平面（ＸＹ平面）内の振動を減衰させるＸＹ振動用緩衝部材３３０，３３２とから構成されている。これらの部材３２６，３２８，３３０，３３２は、上述した第１実施例と同様に、合成樹脂、ラバー（合成ゴムや天然ゴム）等の弾性を有する樹脂材料から成形することができる。ブラケット３２４は、外枠部３２４ａと、外枠部３２４ａの内側に張り出したフランジ部３２４ｂとから構成される。

本実施例は、第１実施例と第３実施例を組み合わせた構造であり、シミー用緩衝部材３２６，３２８がＸＹ平面上においてブラケット３４の外枠部３２４ａとマス部材３２２との間に配置され、ＸＹ振動用緩衝部材３３０，３３２がＺ軸方向においてブラケット３２４のフランジ部３２４ｂとマス部材３２２との間に配置されている。本実施例においては、ＸＹ振動用緩衝部材３３０，３３２がボスセンタＯから比較的遠くの位置に配置されているため、ＸＹ振動を効果的に減衰可能となる。また、シミー用緩衝部材３２６，３２８をブラケット３２４のフランジ部３２４ｂに連結しているため、緩衝部材３２６，３２８の放射方向における位置が安定し、シミー振動をより効果的に減衰可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、以上に述べた実施形態は、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施または遂行できる。特に本願明細書中に限定される主旨の記載がない限り、この発明は、添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書の中に用いられた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨の記載がない限り、それに限定されるものではない。

したがって、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両の運転席に設けられるステアリングホイール装置に利用することができる。

Claims (5)

1. ボス部においてステアリングシャフトに連結される芯金部材と、前記芯金部材に対して固定され、ステアリングホイールの振動を減衰させるダンパユニットとを備えた車両用のステアリングホイール装置であって、
   前記ダンパユニットは、前記ボス部の周囲に配置されるマス部材と；前記芯金部材と連結されるブラケットと；前記マス部材と前記ブラケットの間に配置された振動減衰部材とを備え、
   前記振動減衰部材は：
   前記ボス部のボスセンタから放射方向に延びる直線に沿って前記マス部材と前記ブラケットとの間に配置され、主にシミー振動に対して前記マス部材を一定に共振させることで、前記シミー振動を減衰させるシミー用緩衝部材と；
   前記ボスセンタを通りＹ軸に平行な中心線（Ｌ１）上で前記ボスセンタから外れた位置を中心として当該中心から放射方向に延びる直線に沿って前記マス部材と前記ブラケットとの間に設けられ、主にステアリングホイールの回転軸に垂直な平面（ＸＹ平面）内で前記マス部材を一定に共振させるように配置され、ＸＹ方向の振動を減衰させるＸＹ振動用緩衝部材とを有することを特徴とするステアリングホイール装置。
2. 前記ダンパユニットは、前記芯金の前記ステアリングシャフト側に配置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装置。
3. 前記ダンパユニットは、前記芯金の車室側に配置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装置。
4. 前記マス部材は、無端環状に成形されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のステアリングホイール装置。
5. 前記シミー用緩衝部材とＸＹ振動用緩衝部材とは、樹脂又はゴムから成形されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のステアリングホイール装置。
   

Images