JP7229246B2 - ダンパユニット、ダンパアセンブリおよびダンパユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、概して自動車用の周波数調整ダンパの分野に関する。ステアリングホイール用の振動低減アセンブリで使用するためのダンパユニットが開示されている。１または複数のそのようなダンパユニットを含む振動低減ダンパアセンブリ、並びに、そのようなダンパユニットを製造する方法も開示されている。

周波数調整振動ダンパは、調整質量ダンパ、動的ダンパまたは振動吸収材とも呼ばれ、その機能は、１または複数の弾性ダンパ要素を使用して振動構造から少なくとも１の質量体に振動を移し、それにより位相をずらして振動させて振動を減衰することにより、ダンパが接続されている構造または表面の振動を打ち消して低減する減衰バネ質量系に基づくものである。国際公開第０１／９２７５２号、国際公開第２０１３／１６７５２４号および国際公開第２００８／１２７１５７号は、周波数調整振動ダンパの例を開示している。

自動車産業において、いくつかのステアリングホイールには、道路やエンジンからの振動がステアリングホイールに伝わることによって引き起こされるステアリングホイールの振動を低減するために、周波数調整振動ダンパが設けられている。そのようなダンパ構造では、エアバッグモジュールの重量が、バネ質量系の質量体の重量の一部として使用される。また、ステアリングホイールには、一般に、運転者が車両のホーンを作動させるためのホーン作動機構が設けられている。機械式のホーン作動機構は、一般に、ホーン作動後にホーン作動機構をその通常の状態に戻すために、ホーンバネと呼ばれる１または複数の金属渦巻きバネを含む。ホーンバネを有さない電子ホーン作動メカニズムも利用することができる。

欧州特許出願第２０８５２９０号は、ボルトシャフトにスライド可能に取り付けられたスライダに配置された弾性ダンパ要素を含む、ステアリングホイール用の先行技術の振動低減ダンパ構造の一例を開示している。ステアリングホイールの振動は、減衰のために、弾性ダンパ要素によってエアバッグアセンブリに伝達される。ホーン作動中、スライダはボルトシャフトに沿ってスライドする。従来の渦巻きバネは、ボルトシャフトに配置され、ホーン作動時に圧縮され、ホーン作動が終了するとスライダを通常の位置に戻す。この先行技術の１つの欠点は、全体的な構造の組立が複雑で時間がかかり、製造時間とコストが増加することである。

米国特許第８，９８５，６２３号は、ステアリングホイール用の代替的なダンパ構造を開示している。全体的な動作は、上述した欧州特許出願第２０８５２９０号に開示されているものと同様であるが、弾性要素が、複数部分の硬質プロテクタ構造にカプセル化されている。プロテクタは、シャフトにスライド可能に配置されるとともに、ホーン作動機構の非作動位置に向けてホーンバネによって付勢されている。この先行技術の解決策は本質的に同じ欠点を有し、実際に、プロテクタの製造に追加のコストと時間を必要とする。

以上に鑑み、本発明の概念の一目的は、先行技術の上記欠点に対処することであり、この目的のために、（ｉ）ステアリングホイール用の振動低減センブリに使用するためのダンパユニット、（ｉｉ）ステアリングホイールの振動を減衰する振動低減アセンブリ、並びに、（ｉｉｉ）そのようなダンパユニットの製造方法を提供することである。

本発明の概念の第１の態様によれば、ステアリングホイール用の振動低減アセンブリで使用するためのダンパユニットが提供され、このダンパユニットが、
軸に沿って延びる中央ボアを有するスライダであって、前記ステアリングホイール上のホーン作動時に、前記ボアに収容されるガイドシャフト上で前記軸の方向にスライドするように構成されたスライダと、
エラストマー材料から形成され、前記スライダの第１の部分に配置されたダンパ要素と、
エラストマー材料から形成され、互いに一体に成形されたホーンバネ部分および取付部分を備える成形ホーンバネ要素とを備え、
前記ホーンバネ要素の取付部分が、前記スライダの第２の部分に成形され、前記ホーンバネ部分が、前記ステアリングホイール上のホーン作動前および作動時に、前記スライダに対して前記軸の方向に力を加えるように構成されている。

本発明の概念の第２の態様によれば、ステアリングホイールの振動を減衰するための振動低減アセンブリが提供され、この振動低減アセンブリが、
前記ステアリングホイールに固定され、減衰すべき振動を示すベース構造と、
前記ベース構造に固定されたガイドシャフトと、
請求項１乃至８の何れか一項に記載のダンパユニットとを備え、
前記ガイドシャフトが、前記スライダの中央ボア内にスライド可能に受け入れられ、前記ダンパユニットのホーンバネ部分が、前記ステアリングホイール上のホーン作動時に、前記スライダが前記ダンパユニットの軸に沿って前記ベース構造に向かって移動するのに応答して、圧縮されるように構成され、
当該振動低減アセンブリがさらに、
質量体であって、前記軸に対して垂直な質量体の移動を可能にするために、前記ダンパユニットのダンパ要素を介して前記ベース構造によって支持される質量体を備え、
前記ダンパユニットのダンパ要素が、前記軸に対して垂直に向けられた振動を前記ステアリングホイールから前記質量体に伝達するように構成され、
前記ダンパ要素および前記質量体が、前記ベース構造および前記ステアリングホイールの振動を減衰させるための周波数調整動的ダンパを形成するバネ質量系として動作するように構成されている。

本発明の概念の第３の態様によれば、ダンパユニットを製造する方法が提供され、この方法が
前記ダンパユニットの軸に沿って延びる中央ボアを有するスライダを提供するステップと、
前記スライダの第１の部分に、エラストマー材料で形成されたダンパ要素を設けるステップと、
ホーンバネ要素をエラストマー材料から成形するステップとを含み、
成形されたホーンバネ要素が、互いに一体に成形されたホーンバネ部分および取付部分を備え、前記取付部分が、前記スライダの第２の部分に成形される。

本発明の概念は、先行技術を超える少なくとも以下の利点を提示する。
・本発明の概念によって得られる主な利点は、本発明のダンパユニットを使用することによって、製造、管理および組立の対象となる構成要素の数が減る。組立中、本発明のダンパユニットには成形されたホーンバネ要素が既に設けられている。これにより、ホーンバネがダンパユニットの一体要素として既に設置されるため、組立中に別個の渦巻きホーンバネを取り扱う必要がない。ホーンバネ機構は、スライダをガイドシャフトに取り付けることにより、直接かつ自動的に得られる。
・好ましい実施形態では、ユニットがアセンブリに取り付けられるときに、エラストマーダンパ要素もダンパユニットに既に設けられている。
・ホーンプレートは、１または複数のダンパユニットによって迅速かつ容易にベース構造に連結することができ、各ダンパユニットは、（ユニットを取り付ける直接的な結果として）別個の減衰要素または別個のホーンバネの取り扱いまたは組立を要することなく、振動減衰機能とホーンバネ機能の両方を自動的に提供する。
・ダンパ要素もスライダ上に成形される実施形態では、１回の成形工程でダンパ要素とホーンバネ要素をスライダ上で互いに一体に成形することにより、多機能一体型ダンパユニットを製造することができる。一体型ダンパユニット（スライダとダンパ要素とホーンバネ要素を含む）は、スライダ機能、振動減衰機能およびホーンバネ機能をそれぞれ提供するものとなる。
・エラストマーホーンバネ要素をスライダ上に成形することにより、ホーンバネを製造することと、ホーンバネをスライダに結合することの両方を１回の成形操作で行うことができる。
・ホーンバネ要素をスライダ上に成形することにより、ホーンバネの個別の位置決めと取り付けが不要になるため、最終製品の品質を向上させることができる。
・スライダがホーンプレートの一方の側から挿入され、かつダンパ要素および固定手段がホーンプレートの両側から組み立てられる従来の解決策と比較して、本発明の概念に係るダンパユニットを使用することにより、実質的にホーンプレートの片面のみから組立を実行することが可能になる。
・上述したおよび更なる利点は、以下の開示から明らかになるであろう。

本発明の概念の好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。

成形されたホーンバネ部分は、ステアリングホイール上のホーン作動前および作動時に、スライダに対して軸の方向に力を加えるように構成されている。ダンパユニットがアセンブリに取り付けられるときに、成形されたホーンバネ部分は事前に圧縮され、それによりホーン作動機構の非作動状態でもスライダに付勢力を及ぼすように構成される。ホーン作動時には、ホーンバネ部分がさらに圧縮される。ホーンバネ部分を付勢した状態で取り付ける理由は、運転者がホーンを作動させた直後に、完全に作り出されたホーンバネ力が利用できるようにするためである。

好ましい実施形態では、ホーンバネ要素をスライダに結合するようにしてもよい。これには、スライダに成形されたホーンバネ要素が、スライダに結合されて、ダンパユニットが振動低減アセンブリに取り付けられるときにスライダ上の正しい位置に保持される、すぐに組み立て可能なダンパユニットが提供されるという利点がある。様々な結合手法を、個別にまたは組み合わせて使用することが可能である。１つの結合手法には摩擦結合が含まれる。いくつかの実施形態では、スライダの周りのエラストマー材料の成形後の収縮の結果として、摩擦結合が得られる場合もある。

いくつかの実施形態では、ホーンバネ要素の取付部分が、スライダに機械的に結合されるようにしてもよい（摩擦結合も機械的結合と見なすようにしてもよい）。このような機械的結合を確立するために、ホーンバネ要素の取付部分が、１または複数の成形固定要素によってスライダに機械的に結合されるものであってもよい。成形固定要素は、ホーンバネ要素と一体に成形されるようにしてもよい。成形固定要素は、スライダの固定開口部など、スライダの関連する１または複数の構造と機械的に固定係合することができる。

いくつかの実施形態では、ホーンバネ要素の取付部分が、接着（例えば、添加剤および／またはプライマを使用すること）または他の反応などによって、スライダに化学的に結合されるものであってもよい。

いくつかの実施形態では、ホーンバネ要素の取付部分が、スライダに機械的結合および化学的結合の両方で結合されるものであってもよい。

本開示において、エラストマー要素が「スライダ上に成形される」と述べられている場合、それは、第一に、関連要素が、成形によって製造される成形細部であると解釈されるべきである。第二に、「スライダ上に成形される」という表現は、スライダとは別個に製造されて別個の部品としてアセンブリに取り付けられた従来の螺旋状の金属バネの形態など、関連要素が別個の部品として作成される従来の解決策とは対照的に、関連要素がスライダに直接作成／成形されると解釈されるべきである。好ましい実施形態では、エラストマー材料がシリコーンゴムを含む。

本開示では、「結合する」または「結合される」という用語は、関連要素がスライダから脱落したり、容易に取り外されたりするのを防ぐような、関連要素とスライダとの間の接続または固着として解釈されるべきである。したがって、「結合」という用語は、アセンブリの観点からダンパユニットの一体部分として、関連要素が、スライダの意図された位置における結合によって確実に保持される固着または接続として解釈されるべきである。軸方向に作用する機械的結合または接着なしにガイドシャフトが受け入れられる中央ボアを有する円筒形ダンパ要素など、要素がスライダから容易に取り外されたり、スライダから容易に脱落したりする実施形態では、スライダに対する半径方向の動きがたとえ制限されていたとしても、要素はスライダに「結合」されているとは見なされない。

本開示では、「機械的結合」または「機械結合」は、「化学的結合」の代替として解釈されるべきである。機械的結合は、スライダへの関連要素の非化学的固着として解釈されるべきであり、関連要素がスライダ上の意図された位置に機械的に維持されることを保証する。

本開示では、「化学的結合」、「化学結合」、「接着」結合または「接着」などの表現は、機械的結合の代替として解釈されるべきである。化学的結合は分子間の結合と見なされる。いくつかの実施形態では、機械的結合および化学的結合を組み合わせて使用することができる。好ましい化学的結合は、膠ではなく、接着結合である。成形中に化学的結合を提供することができる。いくつかの実施形態では、化学的結合は、類似のまたは関連するポリマー間の接着結合を伴うオーバーモールド技術を使用することによって得られるものであってもよい。

スライダに対するホーンバネ要素の機械的結合を得る好ましい実施形態では、１または複数の固定要素を、ホーンバネ要素だけでなく、エラストマーダンパ要素とも一体に成形するようにしてもよい。それにより、エラストマーダンパ要素、エラストマーホーンバネ要素および１または複数の固定要素は、スライダ上で互いに一体に成形され、それにより、スライダに機械的に結合され、好ましくは化学的にもスライダに結合された一体成形体を形成することができる。スライダの固定開口部は、スライダの半径方向に伸びるフランジの貫通穴として形成することができ、ダンパ要素とホーンバネ要素は、フランジの軸方向の両側に配置することができ、固定要素は、ダンパ要素とホーンバネ要素の間の成形された「ブリッジ」を形成して、フランジの開口部を通って延びる。

いくつかの実施形態では、スライダが、管状部分および半径方向に延びるフランジを含むが、固定開口部を有していない。半径方向に延びるフランジは、成形されたホーンバネ要素の取付部分と係合するようにしてもよく、ホーンバネ部分からのバネ力を支えるようにしてもよい。また、半径方向に延びるフランジを使用して、フランジの反対側のエラストマーダンパ要素に軸方向の支持を与えることもできる。好ましい実施形態では、単一のフランジを両方の目的に使用することができるが、２つのフランジを使用するようにしてもよい。フランジ以外の突出要素の他の設計も可能である。

いくつかの実施形態では、スライダが、管状要素と、半径方向フランジとを備え、このフランジが、管状スライダ要素を第１および第２の管状部分に分割し、第１の管状部分にダンパ要素が配置され、第２の管状部分にホーンバネ要素が提供されるようにしてもよい。ホーンバネ要素の取付部分は、フランジおよび／または第２の管状部分に結合されるようにしてもよい。ホーンバネ要素のホーンバネ部分は、いくつかの実施形態では、ホーン作動時にホーンバネ部分の圧縮を可能にするために、第２の管状部分の端部を越えて少なくとも部分的に軸方向に延びるようにしてもよい。他の実施形態では、第２の管状部分を省略するようにしてもよく、取付部分を、例えば上述した固定要素によって、フランジに直接結合するようにしてもよい。

いくつかの実施形態では、成形ホーンバネ部分が、目的とするホーンバネ機能を提供するために、少なくとも部分的に蛇腹形状である。他の実施形態では、他のホーンバネ設計、例えば、エラストマー材料の屈曲ではなく少なくとも部分的に圧縮に依存する設計が可能であってもよい。

好ましい実施形態では、ホーンバネ部分がスライダ上に成形されるだけでなく、ダンパ要素もスライダ上に成形され、任意選択的には、ダンパ要素が機械的および／または化学的にスライダに結合される。そのような実施形態では、ホーンバネおよびダンパ要素が、好ましくは、互いに一体に成形される。

従来技術で知られているように、ステアリングホイールのエアバッグアセンブリの重量を、動的バネ質量系の動的減衰機能の質量体の一部として使用することにより、この目的のための別の荷重を使用することが好ましい。ホーンプレートの重量と、ホーンプレートによって支持される更なる構成要素の重量も、振動する質量体の総重量に寄与する。

本発明の振動低減アセンブリのいくつかの実施形態では、ダンパユニットのエラストマーダンパ要素が、ホーンプレートの取付開口部に受け入れられ、ダンパ要素が外側係合面を提供し、この外側係合面が、振動を伝達するために、ホーンプレートの取付開口部の内側係合面と係合する。内側係合面は、軸方向に延びる係合境界面を提供するためにホーンプレートから延びるスリーブによって形成されるものであってもよい。そのようなスリーブは、ホーンプレート上に成形されたスリーブであってもよい。この係合面の様々な設計を後で開示する。

本発明の振動低減ダンパアセンブリは、少なくとも１、好ましくは複数の本発明に係るダンパユニットを含む。任意選択的には、ダンパユニットが、様々な方向の振動を減衰するように構成されるものであってもよい。

次に、本発明の概念、いくつかの非限定的な好ましい実施形態、および本発明の概念の更なる利点を、図面を参照して説明する。
図１Ａは、車両のステアリングホイールを例示している。図１Ｂは、振動低減アセンブリの主要部分を例示している。 図２は、振動低減アセンブリの分解図である。 図３は、図１Ｂのアセンブリの断面図である。 図４は、図１Ｂのアセンブリの断面図である。 図５は、図１Ｂのアセンブリの側面図である。 図６は、図２のアセンブリに取り付けられたダンパユニットを拡大して示している。 図７は、図２のアセンブリに取り付けられたダンパユニットを拡大して示している。 図８Ａ～図８Ｄは、ダンパユニットの第１の実施形態のスライダを例示している。 図９Ａ～図９Ｅは、ダンパユニットの第１の実施形態を例示している。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、第１の実施形態に係るダンパユニットの単一エラストマー本体を例示している。 図１１Ａおよび図１１Ｂは、ダンパユニットの第２の実施形態を例示している。 図１２Ａおよび図１２Ｂは、ダンパユニットの第３の実施形態を例示している。 図１３Ａ～図１３Ｄは、ダンパユニットの第４の実施形態のスライダを示す図である。 図１４Ａ～図１４Ｃは、第４の実施形態に係るダンパユニットの単一エラストマー本体を例示している。 図１５Ａ～図１５Ｃは、第４の実施形態に係るダンパユニットを例示している。 図１６Ａ～図１６Ｆは、第４の実施形態に係るダンパユニットを用いた組立方法を例示している。 図１７Ａ～図１７Ｃは、第４の実施形態に係るダンパユニットを含むアセンブリのホーン作動を例示している。

本発明の概念は、概して、動的ダンパとも呼ばれる、周波数調整振動ダンパの分野に関する。そのようなダンパは、自動車のステアリングホイールのような振動する構成要素など、振動する表面または構造における振動を減衰させるために使用することができる。動的振動ダンパは、振動体として機能する質量体と、少なくとも１の弾性ダンパ要素とにより構成される。質量体および少なくとも１の弾性ダンパ要素は一緒に、減衰されるバネ－質量系を提供するとともに、任意選択的には中間構成要素によって、振動する構造に接続される。

質量体の重量、並びに、弾性減衰要素の剛性および減衰は、振動する構造に減衰効果を提供するように選択され、振動構造は、１または複数の予め設定された目標周波数で振動することが期待される。振動構造が目標周波数で振動すると、質量体は構造と同じ周波数で振動／共振するが、位相がずれているため、構造の振動は実質的に減衰する。質量体は、振動構造の振動振幅よりも実質的に大きい振幅で振動することができる。

本発明の概念は、ステアリングホイールの振動を減衰させるために車両のステアリングホイールに配置される、そのような動的ダンパアセンブリで使用するためのダンパユニットに関する。

第１の実施形態
図１Ａは、自動車４のステアリングホイール２を例示している。道路およびエンジンからの振動は、ステアリングホイール２に伝達されることがある。それらステアリングホイールの振動は、上下および左右の矢印に示すように、ステアリングコラムに対して垂直となる場合がある。ステアリングホイール２には、ステアリングホイール２内部の破線ボックスによって概略的に示される振動低減アセンブリ６が設けられ、この振動低減アセンブリが、ステアリングホイールの振動の少なくとも一部を動的に減衰するように構成されている。

当技術分野で知られているように、ステアリングホイール２には、車両４のホーン（図示省略）を作動させるためのホーン作動機構も設けられている。そのために、ホーン作動パッド８が、ホーン作動時に運転者によって押圧されるようにステアリングホイール２の中央に配置されている。運転者がホーン作動パッド８を解放すると、ホーン作動機構は、１または複数のホーンバネによって非作動状態または初期状態に戻る。図示の実施形態では、ホーン作動機構が機械式である。ホーンバネを含まない電子設計のホーン作動機構も存在する。

また、エアバッグアセンブリは、ホーン作動パッド８の下のステアリングホイール２内に配置することができる。図１Ｂは、エアバッグアセンブリのガス発生器の部分１０を概略的に示している。本実施形態では、エアバッグアセンブリの重量が、振動低減バネ質量系で使用される質量体の総重量の少なくとも一部として使用される。これにより、この目的のための別個の重りの使用を省くか、または大幅に削減することができる。

ステアリングホイール２内部の振動低減アセンブリ６は、ステアリングホイール２に固定されたベース構造またはアーマチュア１２上に配置されて、それらによって支持される。このため、ステアリングコラムに対して垂直な図７の振動Ｖによって示されるように、ステアリングホイール２の振動は、ベース構造１２にも存在する。振動低減アセンブリ６は、ホーンプレート１４を備え、このホーンプレート上に、ガス発生器およびエアバッグを含むエアバッグアセンブリが取り付けられている。好ましい実施形態では、ホーンプレート１４が金属で作られ、このホーンプレートには、任意選択的には、ホーンプレート１４上に成形された比較的硬質のプラスチック材料からなるプラスチックカバーが設けられ、このプラスチックカバーが、トップカバー１６およびボトムカバー１８を含む。ホーンプレート１４には３つの開口部が設けられ、各々が、後述するように、ダンパユニット４０の一部を受け入れるように構成されている。図示の実施形態では、円筒状スリーブ２０が、ホーンプレート１４の各開口部の周りに配置されるとともに、ホーンプレート１４の平面の上に延在する。スリーブ２０は、プラスチックカバー１６、１８と一体に成形され、よってホーンプレート１４にしっかりと結合されている。他の実施形態では、スリーブ２０を省くことができる。

図２に示すように、ベース構造１２は、ホーンプレート１４に向かって突出し、それぞれにネジ付きボルト穴が設けられた３つの支持体１３を含むことができる。支持体１３上には、別個のブラケット２２が支持されている。ブラケット２２は、各支持体１３と位置合わせされた貫通開口部２４を有する。各貫通開口部２４に隣接して、ブラケット２２は、ホーンプレート１４を向くホーンバネ支持面２６を提供し、その反対側に、ベース支持体１２を向くブラケット支持面２８を提供する。組立状態（図７）では、ブラケット２２が、支持体１３によってブラケット支持面２８で支持されている。

ブラケット２２は、様々な構成要素を支持するための多機能ブラケットであり、特に、ステアリングホイール２のホーンスイッチ機構の部品、ここでは４つの接触スタッド３０の形態のものを含むことができ、それら接触スタッドが、ホーンプレート１４に向かって突出し、ホーンプレート１４の底面から突出する対応する接触パッド１５と整列している。図５に示すように、接触スタッド３０と接触パッド１５は、通常、互いに距離Ｄを置いて配置されている。ホーン作動時には、接触パッド１５と接触スタッド３０が電気的に係合してホーンが作動し、同時に、ホーンプレート１４の移動が停止するまで、ブラケット２２に向けてホーンプレート１４が押圧される。例示的な実施例では、距離Ｄが、数ミリメートル程度である。

エアバッグアセンブリが固定されたホーンプレート１４は、３つのダンパユニット４０を介してベース構造１２上で移動可能に支持される。このユニットを本開示では「ダンパユニット」と呼ぶが、ダンパユニット４０は、後述するように、振動減衰機能と別個のホーンバネ機能の両方を提供することに留意されたい。各ダンパユニット１４は、少なくともホーンプレート１４およびエアバッグアセンブリによって提供される質量体が、（ｉ）振動減衰目的でダンパユニット４０の軸Ａに対して垂直に移動することができ、かつ（ｉｉ）ホーン作動目的で主軸Ａに沿って移動することができるように構成される。次に、ダンパユニット４０の第１の実施形態を、図８Ａ～図８Ｄ、図９Ａ～図９Ｄおよび図１０Ａおよび１０Ｂを参照して説明する。

ダンパユニット４０は、スライダ５０、ダンパ要素７０およびホーンバネ要素９０を含む。好ましい実施形態では、スライダ５０、ダンパ要素７０およびバネ要素９０が、１ユニット４０に互いに結合され、それら３つの構成要素が、ベース構造１２およびホーンプレート１４にすぐに接続される単一構造を形成する。構成要素５０、７０、９０は、互いに簡単に分離できないように、機械的および／または化学的に互いに結合することができる。

図８Ａ～図８Ｄは、スライダ５０の第１の実施形態を示している。スライダ５０は、適切な合成樹脂材料などの比較的硬質の材料から作製することができる。機械式のホーン作動構造では、スライダが、後述するように、ホーン作動時にガイドシャフト上をスライドするように配置されている。スライダ５０は、ガイドシャフトを受けるための貫通ボア５４を規定する管状要素５２と、半径方向に延びるフランジ５６とを備える。フランジ５６は、管状要素５２を、フランジ５６の片側の第１の管状部分５８と、フランジ５６の軸方向反対側の第２の管状部分６０とに分割する。図示の実施形態では、第１の管状部分５８が、第２の管状部分６０よりも長い。フランジ５６は、複数の軸方向を向く貫通穴６２の形態の１または複数の固定開口部を提供し、それらが、ダンパ要素４０およびホーンバネ要素９０を機械的に互いに結合し、それら要素をスライダ５０に機械的に結合するために使用される。フランジ５６は、ホーンバネ要素９０からのバネ力を吸収し、スライダ５０およびダンパ要素７０間の軸方向の力を伝達する働きもする。

ここで図９Ａ～図９Ｅを参照すると、第１の実施形態の完成したダンパユニット４０が示されている。弾性ダンパ要素７０は、第１のスライダ部分５８上に配置されている。弾性ダンパ要素７０は、シリコーンゴムなどのエラストマー材料で作られ、動的ダンパの弾性バネ要素としての使用に適している。ダンパ要素７０は、少なくともエアバッグモジュールおよびホーンプレート１４によって与えられる質量体とともにバネ質量系として作動して、ベース構造体１２およびステアリングホイール２における振動Ｖを減衰する周波数調整動的振動ダンパを形成するように構成されている。

図示の実施形態では、ダンパ要素７０が、フランジ５６とは反対側を向く遠位端７１と、フランジ５６の方を向く近位端７２と、外側係合面７５とを備えた略円筒形状を有する。例示的な非限定的な例では、ダンパ要素の軸方向の長さを７ｍｍのオーダーとすることができる。図７に示す最終的な振動低減アセンブリでは、各ダンパ要素７０の外側係合面７５が、ホーンプレート１４上の関連するスリーブ２０の内側係合面２１と係合して、振動をホーンプレート１４に伝達する。図示の実施形態では、ダンパ要素７０の軸方向長さが、本質的に第１のスライダ部分５８の軸方向長さに対応するが、第１のスライダ部分５８の遠位端を越えて軸方向に短い距離だけ延びている。ダンパ要素７０の近位端７２は、フランジ５６と接触している。ダンパ要素７０の遠位端７１は、リング形状の半径方向拡張部７３を形成するために、外径が増大している。ダンパー要素７０の近位端７２は、さらに大きい直径を有し、アセンブリ６のホーンプレート１４の下方に延在するように配置される。近位端７２は、後述する理由のために、リング形状の溝７６によって規定される上向きの支持リング７４を提供することができる。

図示の第１の実施形態では、ダンパ要素７０が、複数の軸方向に延びるリブ７７（図９Ｄ）に分割され、それらリブが、ダンパユニット４０の軸Ａの周りに周方向に分配され、その間に空間７８を規定している。リブ７７の半径方向外面は一緒になって、ダンパ要素７０の外側係合面７５を形成する。リブ７７および空間７８によって得られる作用および利点は後で述べる。他の実施形態では、ダンパ要素４０が、連続的な外側係合面を規定する周方向に途切れていない円筒の形態を有することができる。

ダンパユニット４０のホーンバネ要素９０は、スライダ５０の第２の部分、この実施形態ではフランジ５６の軸方向反対側、第２の管状部分６０、およびフランジ５６の一部にも配置される。バネ要素９０は、エラストマー材料から作られ、ホーンバネ部分９４および取付部分９２（図９Ｃ）を含み、それらが、エラストマー材料により、互いに一体に成形されている。ホーンバネ要素９０の成形中、少なくともその取付部分９２がスライダ５０上に成形され、それによりホーンバネ要素９０が製造時にスライダ５０上に正確に位置決めされるようになっている。

図９Ｃに最もよく示されるように、ホーンバネ要素９０の取付部分９２はＬ字形断面を有し、一方の辺がスライダ５０の短い管状部分６０と接触し、もう一方の辺がフランジ５６と接触する。他の実施形態では、短い管状部分６０が省略されて、取付部分９２がフランジ５６のみと係合するようにしてもよい。

ホーンバネ要素９０に使用されるエラストマー材料は、必要なバネ定数に応じて、目的とするホーンバネ機能を提供するのに適した任意のエラストマー材料であってよい。好ましい実施形態では、材料がシリコーンゴムを含む。特にダンパ要素４０およびホーンバネ要素９０が互いに一体に成形される場合、それら要素を成形するために同じエラストマー材料を使用することができる。図示の第１の実施形態では、ホーンバネ部分９４が、軸Ａの方向にバネ作用を提供するために蛇腹形状である。他の実施形態は、蛇腹形状設計のように屈曲するのではなく、圧縮に部分的にまたは圧縮のみに依存する異なるバネ設計を有するようにしてもよい。バネ定数は、ホーンバネ部分９４の１または複数のパラメータ、例えば材料、軸方向長さ、直径、壁厚、および蛇腹設計（角度など）を変えることによって、変えることができる。開口部および／または別個のバネ脚部を与える「途切れた」設計を使用することも可能であり、それは、バネ特性の更なる調整オプションも提供するであろう。

最終的な振動低減アセンブリ６では、成形されたホーンバネ部分９４が、軸線Ａの方向にホーンバネとして作用し、スライダ５０およびダンパ要素４０を介してホーンプレート１４にバネ力を及ぼすように構成される。ホーン作動が終了すると、ホーンプレート１４を戻すためのバネ力が提供される。ホーンバネ部分９４の事前圧縮により、バネ力は、非作動状態にあっても付勢バネ力として提供される。それにより得られる利点は、運転者がホーンを操作するときに、ホーンバネによって生成されるバネ力をより早く利用できることである。

図示の第１の実施形態では、ホーンバネ要素９０が、スライダ５０上に直接成形されており、その結果、金属渦巻きバネを別個に製造する必要がなく、そのような別個の金属渦巻きバネを、組立中にスライダに対して取付けおよび／または位置合わせする必要がない。現在のところ、オーバーモールディングが好ましい成形方法と考えられるが、スライダ５０とエラストマー部品の両方が１台の２Ｋ射出成形機を使用して製造される２Ｋ射出成形など、他の手法も考えられる。現在好ましいわけではないが、ダンパ要素７０とホーンバネ要素９０に異なる成形技術を使用することが可能である。好ましい実施形態では、ホーンバネ要素９０が、スライダ５０上に成形されるだけでなく、スライダ５０にも結合される。結合は、機械的（摩擦結合を含む）および／または化学的なものとすることができる。

図示の第１の実施形態では、スライダ５０の図示の位置にホーンバネ要素９０を維持するために、ホーンバネ要素９０がスライダ５０に機械的に結合されている。これは、複数の固定要素１００によって達成され、それらは、ホーンバネ要素９０と一体に成形され、フランジ５６の固定開口部６２と固定係合している。図示の実施形態では、ダンパ要素４０も、スライダ５０に機械的に結合され、それにより、スライダ５０の図示の位置にダンパ要素４０が維持される。これも、固定要素１００によって達成される。好ましい実施形態では、同じ固定要素１００が、ホーンバネ要素９０とダンパ要素４０の両方を結合するために使用され、その結果、エラストマーホーンバネ要素９０、エラストマーダンパ要素４０および固定要素１００が、一つの単一体として成形されるとともに、貫通開口部６２によってスライダ５０に機械的に結合される。説明目的のためだけに、この単一のエラストマー本体７０、９０、１００は、図１０Ａおよび図１０Ｂでは、スライダ５０なしで示されている。この実施形態では、エラストマー要素７０、９０とスライダ５０の管状部分との間に摩擦結合も存在するようにしてもよい。

いくつかの実施形態では、ダンパ要素４０およびホーンバネ要素９０の一方または両方が、接着によりスライダ５０に化学的に結合されるものであってもよい。ダンパ要素４０およびホーンバネ要素９０の一方または両方に対して、図面に開示されるような機械的結合および化学的接着の両方を使用することも可能である。化学的接着は、成形中に実行されるものであってもよい。摩擦結合のみに、または部分的に依存することも可能である。摩擦結合は、エラストマー材料の成形後の収縮によって得ることができる。

次に、図２～図７を参照して、第１の実施形態に係る多数のダンパユニット４０を使用して振動低減アセンブリ６を組み立てる方法を説明する。ここで説明するステップの順序または順番は変更することが可能である。第１のステップとして、ブラケット２２をベース構造１２の突出部１３上に配置する。第２のステップとして、各ダンパユニット４０のスライダ５０およびリブ形状のダンパ要素７０を、図２の下側から、ホーンプレート１４の関連する開口部に挿入する。

なお、各ダンパユニット４０のスライダ５０およびエラストマーダンパ要素７０は、ホーンプレート１４の片側のみから一緒に挿入されることに留意されたい。ダンパ要素７０の挿入中、ダンパ要素７０の半径方向外側係合面７５を対応するスリーブ２０の内側係合面２１と係合させて、ステアリングホイールの振動Ｖがダンパ要素７０からホーンプレート１４に伝達されるようにする。好ましくは、ダンパ要素７０が、スライダ５０とスリーブ２０の内側係合面２１との間で径方向に幾分圧縮されるように、半径方向の寸法が選択される。

ダンパ要素７０の挿入中、ダンパ要素７０と一体的に形成された支持リング７４は、図７に示すようにホーンプレート１４の底面に係合し、最終的な挿入位置を規定する。ダンパ要素７０の挿入中、ダンパ要素７０の上部半径方向拡張部７３は、スリーブ２０を通過するために一時的に圧縮される。最終位置では、拡張部７３が、スリーブ２０の上縁の上に延びる。これにより、支持リング７４および半径方向拡張部７３は、一緒になって、ダンパ要素７０がホーンプレート１４に対して正確に軸方向に位置決め／固定されて保持されるようにする。別個の固定要素は不要であり、ダンパユニットの片側挿入時に、軸方向固定が自動的に得られる。また、この第１の実施形態におけるエラストマーダンパ要素７０の軸方向遠位部分が、スリーブ２０の遠位端を越えて軸方向に延びることにも留意されたい。

ダンパ要素７０がホーンプレート１４に正確に配置されると、ボルト１２０を各スライダ５０のボア５４内に挿入することができる。各ボルト１２０は、ボルトヘッド１２６、円筒ガイドシャフト１２２およびねじ付き端部１２４を有する。スライダ５０の管状部分５２は、ガイドシャフト１２２に沿ってスライドすることができる。図７に示すように、ボルト１２０は、ベース構造１２の延出部１３のボルト穴に固定される。各ボルト１２０の最終的な締結中に、対応するホーンバネ部分９４の事前圧縮が得られる。非限定的な例として、ホーンバネ部分は、組立中に１０ｍｍから７ｍｍに事前に圧縮され、その後、ホーンが作動すると１または数ｍｍさらに圧縮される。最終組立において、各ホーンバネ部分９４の遠位端９５は、ブラケット２２の関連するホーンバネ支持面２６と係合する。最終組立状態では、ボルトヘッド１２６が、エラストマーダンパ要素７０の上部端７１と軸方向に係合し、半径方向拡張部７３がスリーブ２０とボルトヘッド１２６との間に突出する。

ダンパユニット４０を製造し、本発明のダンパユニット４０を使用して振動低減アセンブリを組み立てる開示の方法は、製造コストと時間の面だけでなく、品質の面でも大きい利点がある。多数の個々の部分の製造、処理および組立を行う必要のある従来技術と比較して、そして、多くの場合ホーンプレート１４の両側から、多くの様々な部品の処理および組立を行う必要のある従来技術と比較して、本発明の概念は、各ダンパユニット４０において、単純なボルト１２０とともに単一のダンパユニット４０のみを使用することにより、ダンパ機能およびホーンバネ機能の両方を確立することを可能にする。

アセンブリ６のホーン作動機構の動作は以下の通りである。すなわち、ホーン機構が運転者によって作動されないとき、各事前圧縮または付勢されたホーンバネ部分９４が、スライダ５０のフランジ５６を押圧し、スライダ５０をベース構造１２から離れる方向に上方へと付勢する。軸方向のバネ力は、フランジ５６を介してダンパ要素７０に伝達され、支持リング７４を介してホーンプレート１４に伝達される。ここで、ボルト１２０は複数の機能を有し、すなわち、
・ボルト１２０は、ホーン作動中のスライダ５０の軸方向移動のためのガイドシャフト１２２を提供し、
・ボルトヘッド１２６は、ダンパユニット４０の軸方向移動のための上部軸方向ストッパを規定し、
・ボルトヘッド１２６は、ダンパ要素７０の上部を押圧することにより、ホーンプレート１４に対してダンパユニット４０を定位置に固定するのを補助することに留意されたい。

図示の実施形態では、ダンパ要素７０の遠位端７１が、スリーブ２０の上縁を越えて短い距離だけ延び、それにより、ダンパユニット４０の上部停止位置が、ダンパ要素７０の端部７１とボルトヘッド１２０との間の柔軟な係合によって規定される。

ホーン作動時に、運転者がステアリングホイール２のホーンパッド８を押すと、ホーンプレート１４がベース構造１２に向かって押される。力は、ダンパ要素４０を介してスライダ５０に伝達され、それによりスライダがガイドシャフト１２２に沿って変位し、図５の距離Ｄがゼロに減少してホーンスイッチ１５、３０が閉じるまで、ホーンバネ部分９４を軸方向にさらに圧縮する。ホーンパッド８への圧力が解放されると、ホーンバネ部分９４がホーンプレート１４をその通常の位置に戻し、エラストマー端部分７１とボルトヘッド１２４との間の柔軟な係合が「ソフトな」停止を与える。

アセンブリ６の振動減衰機能は次の通りである。先ず、ステアリングホイール２およびベース構造１２に生じるステアリングホイールの振動Ｖ（図７）が、ボルト１２０およびスライダ５０を介してエラストマーダンパ要素７０に伝達される。エラストマーダンパ要素７０は、スリーブ２０を介してステアリングホイールの振動Ｖをホーンプレート１４に伝達し、それにより、質量体（ホーンプレート、エアバッグアセンブリ、およびホーンプレート１４によって支持される他の任意の細部構造の質量によって提供される）を位相をずらして振動させて、ステアリングホイール２の振動Ｖが動的に減衰されるようにする。振動減衰の間、ダンパ要素７０のエラストマー材料の半径方向の圧縮は変化することとなる。ダンパ要素７０のリブ付き設計により、エラストマー材料は、振動中にリブ７７間の空間７８内に拡張することができる。この設計は、ダンパの圧縮とダンパ要素７０のバネ定数との間に、より直線的な有利な関係を与える。リブのない中実円筒のエラストマー材料においては、材料にそのような「逃げ」がないため、より非直線的なばね定数となり、それにより、目標周波数に一致させるのがより困難となって、動的減衰機能の効率が低下する。リブ付き構成によって得られる更なる利点は、設計および製造中の周波数調整における柔軟性の向上である。アセンブリの減衰周波数は、リブ７７の数、リブ７７およびリブ７７間の空間７８の周方向寸法、半径方向寸法および／または軸方向の寸法等のうちの１または複数のパラメータを変えることによって調整することができる。このため、より厚いまたはより薄いリブ、軸方向により長いまたはより短いリブ、半径方向により長いまたはより短いリブなどを使用することができる。また、ダンパ要素７０を調整することができる周波数間隔は、従来のダンパ要素と比較して、リブ付き構成を使用することにより、拡大することができる。

このため、振動減衰動作中、ホーンプレート１４は、特にホーンプレート１４を軸方向に支持するダンパ要素７０の下側部分または近位部分７２に対して、軸Ａに垂直な方向に移動させられる。半径方向に移動するホーンプレート１４がその後面で下側部分７２の表面に直接接触しているため、ホーンプレート１４のそのような半径方向の移動は、ホーンプレート１４の底面と図７の符号７４におけるダンパ要素７０との間の境界面で不要な摩擦運動およびシリコーン摩耗を引き起こす可能性がある。また、ダンパ要素７０の下側部分７２とホーンプレート１４の後面との間のこの軸方向の直接的な接触は、減衰機能（調整）に否定的な形で影響を及ぼす可能性がある。これが、リング状の溝７６を設ける理由である。これにより、支持リング７４は、減衰中に、ホーンプレート１４の左右の動きとともに、図７の左右方向により自由に動くことができ、その結果、ホーンプレート１４とダンパ要素７０との間の摩擦運動が少なくなり、また、ダンパ要素部分７０とホーンプレート１４の後面との間の接触から振動減衰を「分離」することができる。

第２の実施形態
図１１Ａおよび図１１Ｂは、ダンパユニット２４０の第２の実施形態を示している。第１の実施形態と同じ符号が２００番台で使用されている。前の段落で説明したリング７４およびリング状溝７６による解決策は有利となることもあるが、追加の可動性は振動方向のみにおいて得られることに留意されたい。例えば、振動Ｖが図７で左右を向く場合、図７の左側と右側に示される支持リング７４の部分は、溝７６によって、ホーンプレート１２とともに自由に移動することができる。しかしながら、図７の読み手に向かいかつ読み手から離れる方向を向く支持リング７４上の様々な周方向の位置において、そのような左右の動きは、溝７６によって許容されることはない。

この問題に対処するために、第２の実施形態に係るダンパ要素２７０の底部分２７１が、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように設計されている。第１の実施形態における支持リング７４は、多数の個々の支持スタッド２７４へと周方向に分割されて、周方向におけるそれらの間に空間２７９が設けられている。リング設計７４と比較して、個々の支持スタッド２７４は、すべての半径方向でより柔軟となる。この設計により、ホーンプレート１４の後面と係合している支持スタッド２７４が、振動減衰中に、振動減衰動作に実質的に影響を与えることなく、ホーンプレート１４と一緒に、軸Ａに対して半径方向および周方向の両方に移動することができる。この設計は、支持スタッド２７４がホーンプレート１４の動きによりよく追従することを可能にする。すべての方向で均一な可動性を得るために、支持スタッド２７４は好ましくは円形断面を有すること、すなわち、軸Ａに垂直なすべての方向においてほぼ同じ寸法を有するようにしてもよい。

第３の実施形態
図１２Ａおよび図１２Ｂは、異なる方向に異なる減衰特性が必要とされる状況で使用するためのバネユニット３４０の第３の実施形態を示している。上記と同じ符号が３００番台で使用されている。支持スタッド３７４および空間３７６は、第２の実施形態と同様に配置される。第３の実施形態では、バネユニット３４０のエラストマーダンパ要素３７０が、長円形または楕円形構成などの非円形構成を有する。図１２Ｂに示すように、非円形ダンパ要素３７０は、ホーンプレート１４の対応する非円形開口３２１に収容される。この非円形設計により、アセンブリは、図１２Ｂの垂直方向および水平方向で異なる調整周波数を提供することができる。

第４の実施形態
図１５Ａ～図１５Ｃは、ダンパユニット４４０の第４の実施形態を示している。上記と同じ符号が４００番台で使用されている。ダンパユニット４４０のスライダ４５０は、図１３Ａ～図１３Ｄに示されている。ダンパユニット４４０のダンパ要素４７０は、図１４Ａ～図１４Ｃに示されている。製造、任意選択的な結合、機能、材料などに関する先の実施形態について述べたすべてが、すべての関連部分において、この第４の実施形態４４０にも当てはまる。

第２の実施形態と同様に、第４の実施形態に係るダンパユニット４４０のダンパ要素４７０は、複数の軸方向に延びるリブ４７７に分割され、それらリブが、ダンパユニット４４０の軸Ａを中心に周方向に分配され、それらの間に空間４７８が規定されている。上述したリブの動作および利点は、この第４の実施形態にも、すべての関連する態様で当てはまる。しかしながら、ダンパユニット４４０のこの第４の実施形態は、いくつかの追加の特徴を提供する。

第４の実施形態では、軸Ａの方向に見られるように、各リブ４７７が、リブ４７７の振動減衰部分を形成する近位リブ部分４７７ａと、振動減衰動作に主に関与しない遠位リブ部分４７７ｂとを有する（図１４Ａ～図１４Ｃ）。近位リブ部分４７７ａは、軸Ａと平行に延びる外側半径方向面４７５を有する。それらリブ４７７の半径方向外側面４７５は一緒になって、ダンパ要素４７０の外側係合面を形成する。最終アセンブリでは、近位リブ部分４７７ａが、上述したように、半径方向に僅かに圧縮された状態で保持されることとなる。遠位リブ部分４７７ｂは、第１の実施形態の半径方向拡張部７３と同様に、固定目的で、半径方向拡張部４７３を有する。半径方向拡張部４７３は、近位傾斜固定面４７３ａおよび遠位傾斜挿入面４７３ｂを提供する。さらに、図示の第４の実施形態では、遠位リブ部分４７７ｂとスライダ４５０の管状要素４５８との間に半径方向にギャップ４７３ｃがあってもよい。他の実施形態では、この半径方向のギャップ４７３ｃを省いてもよい。

ダンパユニット４４０のホーンバネ要素４９０は、スライダフランジ４５６の反対側、スライダ４５０の下側管状部分４６０上に配置されている。ホーンバネ要素９０の構造、製造、代替例および動作に関して第１の実施形態で述べたことは、すべての関連する態様において、この第４の実施形態のホーンバネ要素４９０に適用される。図示の実施形態では、ホーンバネ要素４９０が、第１の実施形態と同様に、スライダ４５０上でエラストマーダンパ要素４７０と一体に成形され、エラストマー固定要素１００が、スライダフランジ４５６の開口部４６２を通って延在する。この実施形態では、エラストマー材料の部分１０１が、スライダフランジ４５６の外側リムの半径方向外側にも延在する。代替的な実施形態では、ダンパ要素４７０およびホーンバネ要素４９０が、固定要素１００のみによって、または部分１０１のみによって、一体に保持される。

第４の実施形態では、図１４Ａ～図１４Ｃおよび図１５Ａ～図１５Ｄに示すように、エラストマーダンパ要素４７０には、個別の支持スタッド４７４ａの第１のセットおよび個別の支持スタッド４７４ｂの第２のセットが設けられている。第１のセットの支持スタッド４７４ａは、第２のセットの支持スタッド４７４ｂと比較して、軸方向に量Δだけ僅かに高い。非限定的な例として、Δの値は、大凡１ミリメートルまたは数ミリメートルである。図示の実施形態では、２つのセットの支持スタッド４７４ａ、４７４ｂが、周方向に織り交ぜられている。支持スタッド４７４ａ、４７４ｂは、周方向に互いに離間しており、半径方向にスライダから離間している。図示のような好ましい実施形態では、第２のセットの支持スタッド４７４ｂが、軸Ａに垂直な断面が大きいという点で、第１のセットの支持スタッド４７４ａよりも大きくなっている。以下では、これらの異なるスタッドを、小さい支持スタッド４７４ａおよび大きい支持スタッド４７４ｂと称する。図示の実施形態では、小さい支持スタッド４７４ａは円形の断面を有し、大きい支持スタッド４７４ｂは細長い断面を有する。支持スタッド４７４ａ、４７４ｂの設計および形状は、この例とは異なってもよい。小さい支持スタッド４７４ａは、第２の実施形態の支持スタッド２７４と本質的に同じ機能を有する。すなわち、小さい支持スタッドは、振動減衰を妨げることがないよう、支持スタッドとホーンプレート１４の後面との間の接触または境界面が半径方向平面においてフレキシブルであることを確実にする。大きいスタッド４７４ｂの機能については以下に述べる。

図１６Ａ～図１６Ｅは、第４の実施形態に係る３つのダンパユニット４４０を備える振動ダンパアセンブリ６（図１６Ｆ）を組み立てる方法を示している。図１６Ａは、ホーンプレート１４の３つの開口部のうちの１つに下方から挿入されるダンパユニット４４０を示している。前述した実施形態と同様に、各ダンパユニット４４０のスライダ４５０およびエラストマーダンパ要素４７０は、ホーンプレート１４の一方の面のみから、一緒に挿入される。図示の実施形態では、ホーンプレート１４の各開口部にスリーブ２０が設けられている。スリーブは、ホーンプレートに成形される硬質プラスチック材料のような比較的硬質の材料から形成されることが好ましい。スリーブ２０の一機能は、ダンパ要素４７０に軸方向に延びる係合面を提供することである。スリーブ２０の別の機能は、組立中および動作中の損傷からエラストマーダンパ要素４７０を保護することである。

図１６Ｂに示すように、リブ４７７の遠位傾斜挿入面４７３ｂがダンパユニット４４０を開口部内に案内し、また、エラストマーダンパ要素４７０を開口部内に通すか又は押圧するのも補助するように、スリーブの内側半径寸法が選択されている。

図１６Ｃは、ダンパユニット４４０がスリーブ２０の開口部を通って移動するときに、リブ４７７の半径方向拡張部４７３が半径方向内向きにどのように押されるのかを示している。この半径方向の移動は、遠位リブ部分４７７ｂの半径方向内向きの曲げおよび／または拡張部４７３の半径方向の圧縮により、可能となる。

図１６Ｄは、ホーンプレート１４に対するダンパユニット４４０の最終取付位置を示している。最終位置は、小さい支持スタッド４７４ａがスリーブ２０の下側と係合に至る挿入位置によって規定される。その係合は、ホーンプレート１４の後面と直接であってもよい。ダンパユニット４４０がその最終位置まで完全に挿入されると、リブ４７７の拡張部４７３が、図１６Ｄに矢印で示すように、半径方向外向きにスナップする。各リブ４７７の近位傾斜固定面４７３ｂは、ダンパユニット４４０を定位置に固定すべく、スリーブ２０の半径方向拡張部の上側と固定係合する。このとき、ダンパユニット４４０は、エラストマーダンパ要素４７０によって、すなわち一方では小さい支持スタッド４７４ａによって、そして他方では半径方向拡張部４７３によって、その最終位置で軸方向に保持される。大きい支持スタッド４７４ｂは、この段階では使用されない。

第１の実施形態において述べたように、ダンパ要素４７０の挿入中に、近位リブ部分４７７ａの半径方向外側の係合面４７５は、対応するスリーブ２０の内側係合面２１と係合し、その結果、ステアリングホイールの振動Ｖをダンパ要素４７０からホーンプレート１４に伝達することができる。適切な振動減衰効果を達成するためには、ダンパ要素４７０が挿入の結果としてスライダ４５０とスリーブ２０の内側係合面２１との間で半径方向にある程度事前圧縮されるように、半径方向の寸法を選択することが好ましい。

図１６Ｅに示すように、ダンパ要素４７０がホーンプレート１４に正確に配置されている場合、ボルト１２０を各スライダ４５０のボア４５４内に挿入することができる。各ボルト１２０は、ボルトヘッド１２６、円筒ガイドシャフト１２２およびねじ付き端部１２４を有する。スライダ４５０の管状部分４５２は、ガイドシャフト１２２に沿ってスライドすることができる。ボルト１２０は、ベース構造１２の延出部１３のボルト穴に固定される。

各ボルト１２０の最終的な締結中（図１６Ｆ）に、対応するホーンバネ部分４９４の事前圧縮が得られる。非限定的な例として、ホーンバネ部分４９４は、組立中に１０ｍｍから７ｍｍに事前に圧縮され、その後、ホーンの作動時に１ミリメートルまたは数ミリメートルさらに圧縮されるようにしてもよい。最終アセンブリ６では、各ホーンバネ部分４９４の遠位端４９５が、ブラケット２２の関連するホーンバネ支持面２６と係合する。

図１６Ｆの拡大図に示すように、各ボルト１２０の最終締結中に、リブ４７７の遠位端がスライダ４５０の遠位端と同じ高さになるまで、ボルトヘッド１２６は、リブ４７７と係合して、リブを軸方向に圧縮することができる。図１６Ｆに矢印で示すように、この最終圧縮は、半径方向拡張部４７３またはリブ４７７をスリーブ２０によりしっかりと固定し、それによりホーンプレート１４に対して軸方向にダンパユニット４４０をさらに確実に固定することができる。他の実施形態では、そのような最終的な圧縮を省くことができる。

ここで、より大きい／より剛性のある支持スタッド４７４ｂの動作を、図１７Ａ～図１７Ｃを参照して説明する。運転者がホーンを作動させる前（図１７Ａ）は、各スリーブ２０の後面が、小さい支持スタッド４７４ａのみと接触し、スリーブ２０の後面と大きい支持スタッド４７４ｂとの間に軸方向のギャップΔが存在する。

図１７Ｂは、運転者がホーン起動パッド８を押圧することによってホーン作動を開始したばかりのホーン作動の初期段階を示している。ここで、ホーンプレート１４は、距離Δだけ軸方向に移動している。小さい支持スタッド４７４ａは、相対的に小さい断面寸法のため、軸方向に圧縮されている。したがって、ホーンバネ４９４の圧縮はまだ始まっていない。小さい支持スタッド４７４ａが大きい支持スタッド４７４ｂと同じ軸方向高さを有する程度まで軸方向に圧縮されると、図１７Ｂの拡大図に示すように、スリーブ２０の後面が、小さい支持スタッド４７４ａおよび大きい支持スタッド４７４ｂの両方と接触することになる。このとき、距離Δがなくなる。よって、支持スタッド４７４ａの第１のセットに小さい寸法を選択することは、柔軟な境界面を確保し、ホーン作動時の軸方向の圧縮を確保するという両方の利点を有する。

図１７Ｃは、ホーン作動の次の段階を示している。大きい支持スタッド４７４ｂへの距離Δがなくなったとき、すべての支持スタッド４７４ａ、４７４ｂを合わせた総軸方向剛性は、運転者によってホーン作動パッド８が押されたときにホーンバネ部分４９４を圧縮するのに十分なものとなる。説明のために、図１７Ｃは、ホーンプレート１４の動きおよびホーンバネの圧縮を非常に誇張した大きさで示している。実際には、この動きはたった１ミリメートルまたは数ミリメートル程度であり得る。

異なる高さの支持スタッド４７４ａ、４７４ｂを含み、任意選択的には軸方向の剛性が異なるこの設計によって得られる特定の利点は、２つの有利な特性が同時に得られることであり、その１つが振動減衰に関するもので、もう１つがホーン作動に関するものである。振動減衰に関しては、エラストマー材料とスリーブ２０またはホーンプレート１４の後面との間に半径方向に柔軟な境界面が好ましい。ホーン作動に関しては、運転者がパッド８を押したときにホーンバネがなるべく直ぐに圧縮されるように、軸方向に硬い境界面が同じ位置で好ましい。この「ジレンマ」は、異なる支持スタッド４７４ａ、４７４ｂを提供して「動的」支持境界面を作り出すことによって解決される。

一方で、ホーン作動が存在しない場合、ホーンプレート１４の後面は、比較的可撓性のある小さい支持スタッド４７４ａのみによって支持される。これは、エラストマー材料とホーンプレート１４の後面との間の境界面が振動減衰機能を妨害しないという利点を有する。大きい支持スタッド４７４ｂは、ホーン作動が存在しないときは、非作動である。一方、ホーンの作動が開始されたとき、完全に作り出されたホーンバネ力ができるだけ早く得られることが好ましい。大きくて比較的硬質な支持スタッド４７４ｂと、軸方向剛性が比較的低い小さい支持スタッド４７４ａの存在により、小さい支持スタッド４７４ａの軸方向の圧縮によってホーン作動が開始されると、距離Δが急速に取り除かれ、その結果、通常の振動減衰時に境界面が柔軟であるにもかかわらず、望ましい軸方向に硬い境界面を確立することができる。

代替例
上述した図示の実施形態は、多くの方法で変更することができる。

図示の実施形態では、ガイドシャフトが、振動ベース構造にねじ込まれるボルトの一部である。ガイドシャフトは、例えば、振動する構造と一体に作られたガイドシャフトであって、任意選択的にナットによりアセンブリを固定するための自由ねじ端部を有するガイドシャフトによって、異なる形で実現されるものであってもよい。また、いくつかの実施形態では、ボルトを反対方向に向けること、すなわち、代わりにホーンプレートにねじ込むことを可能にすることができる。

代替的な実施形態では、ホーンプレートのスリーブ２０が省略され、ダンパ要素が、異なる方法でホーンプレート１４に接続されて、任意選択的にはホーンプレート１４と直接接触する。

他の実施形態は、スライダの第２の管状部分が、ホーンバネ部分の中にさらに延びるが、ホーンの作動時にスライダの移動を可能にするために、その中全体には延びないことが好ましい。いくつかの実施形態では、第２の管状部分が省略され、ホーンバネ要素が、フランジのみに取り付けられるなど、他の方法でスライダに取り付けられる。

いくつかの実施形態では、振動が本質的にすべての半径方向に伝達され得るように、ダンパ要素の外側係合面が、ダンパユニットの軸の周りで周方向に実質的に３６０度にわたって延在するようにしてもよい。そのような実施形態は、外側係合面が周方向に連続的ではないリブ付き設計も含むとみなすことができる。

他の実施形態では、ダンパユニットが特定の方向にのみ振動を伝達するように構成されている場合に、ダンパ要素の外側係合面が一部の方向のみに存在するものであってもよい。これは、周方向に限られた内側係合面を規定する内側突出部分、例えばスリーブの内側突出部分をホーンプレートの取付開口部に配置するなどして、様々な方法で実現することができる。これは、一部の方向にのみ係合面を有するエラストマーダンパ要素を設計することによって実現されるものであってもよい。単一のダンパユニットが特定の方向のみに振動を伝達するように構成されたそのような実施形態では、完成したアセンブリが、異なる方向の振動を処理するように構成されたいくつかのダンパユニットを含むことができる。一例としては、１または複数のダンパユニットが、垂直方向の振動を減衰するように構成され、１または複数の他のダンパユニットが、水平方向の振動を減衰するように構成される。

代替の実施形態では、例えば異なる方向において異なる減衰特性が望まれていて、ダンパユニットをガイドシャフト上で特定の方向に向ける必要がある場合に、スライダおよびエラストマー要素の対応するチャネルまたはボアが非円形断面を有するようにしてもよい。

Claims (15)

1. ステアリングホイール用の振動低減アセンブリで使用するためのダンパユニットであって、
   軸に沿って延びる中央ボアを有するスライダであって、前記ステアリングホイール上のホーン作動時に、前記ボアに収容されるガイドシャフト上で前記軸の方向にスライドするように構成されたスライダと、
   エラストマー材料から形成され、前記スライダの第１の部分上に成形されたダンパ要素と、
   エラストマー材料から形成された成形ホーンバネ要素であって、ホーンバネ部分および取付部分を有し、それらホーンバネ部分および取付部分が、互いに一体にかつ、前記ダンパ要素と一体に形成される、成形ホーンバネ要素とを備え、
   前記ホーンバネ要素の取付部分が、前記スライダの第２の部分上に成形され、前記ホーンバネ部分が、前記スライダに対して前記軸の方向に力を加えるように構成されていることを特徴とするダンパユニット。
2. 請求項１に記載のダンパユニットにおいて、
   前記ホーンバネ要素の取付部分が、前記スライダに機械的に結合されていることを特徴とするダンパユニット。
3. 請求項２に記載のダンパユニットにおいて、
   前記ホーンバネ要素の取付部分が、１または複数の成形固定要素によって前記スライダに機械的に結合され、前記１または複数の成形固定要素が、前記ホーンバネ要素および前記ダンパ要素と一体に成形されるとともに、前記スライダの関連する１または複数の固定開口部と機械的に固定係合することを特徴とするダンパユニット。
4. 請求項３に記載のダンパユニットにおいて、
   前記スライダが、
   前記軸に沿って延在し、前記ボアを与える管状要素と、
   前記管状要素から半径方向外向きに延び、貫通穴の形態で前記固定開口部を提供するフランジとを備え、
   前記ダンパ要素および前記ホーンバネ要素が、前記フランジの軸方向両側に配置され、
   前記ダンパ要素、前記ホーンバネ要素および前記固定要素が、互いに一体に成形され、それにより前記ダンパ要素および前記ホーンバネ要素が、前記フランジの固定開口部を通って延びる前記固定要素を介して、前記スライダに機械的に結合されていることを特徴とするダンパユニット。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のダンパユニットにおいて、
   前記ホーンバネ要素のホーンバネ部分が、少なくとも部分的に軸方向に前記スライダを越えて延在することを特徴とするダンパユニット。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載のダンパユニットにおいて、
   前記ホーンバネ部分が、少なくとも部分的に蛇腹形状であることを特徴とするダンパユニット。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載のダンパユニットにおいて、
   前記ホーンバネ要素の取付部分が、接着結合などによって前記スライダに化学的に結合されていることを特徴とするダンパユニット。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載のダンパユニットにおいて、
   前記ダンパ要素が、前記スライダに機械的および／または化学的に結合されていることを特徴とするダンパユニット。
9. ステアリングホイールの振動を減衰するための振動低減アセンブリであって、
   前記ステアリングホイールに固定され、減衰すべき振動を示すベース構造と、
   前記ベース構造に固定されたガイドシャフトと、
   請求項１乃至８の何れか一項に記載のダンパユニットとを備え、
   前記ガイドシャフトが、前記スライダの中央ボア内にスライド可能に受け入れられ、前記ダンパユニットのホーンバネ部分が、前記ステアリングホイール上のホーン作動時に、前記スライダが前記ダンパユニットの軸に沿って前記ベース構造に向かって移動するのに応答して、圧縮されるように構成され、
   当該振動低減アセンブリがさらに、
   質量体であって、前記軸に対して垂直な質量体の移動を可能にするために、前記ダンパユニットのダンパ要素を介して前記ベース構造によって支持される質量体を備え、
   前記ダンパユニットのダンパ要素が、前記軸に対して垂直に向けられた振動を前記ステアリングホイールから前記質量体に伝達するように構成され、
   前記ダンパ要素および前記質量体が、前記ベース構造および前記ステアリングホイールの振動を減衰させるための周波数調整動的ダンパを形成するバネ質量系として動作するように構成されていることを特徴とするアセンブリ。
10. 請求項９に記載のアセンブリにおいて、
    前記質量体の重量が、少なくともホーンプレートの重量および前記ホーンプレートによって支持されるエアバッグアセンブリの重量を含み、前記ホーンプレートが、前記ダンパユニットのダンパ要素によって支持されていることを特徴とするアセンブリ。
11. 請求項１０に記載のアセンブリにおいて、
    前記ダンパユニットのダンパ要素が、前記ホーンプレートの取付開口部に受け入れられ、前記ダンパ要素が、前記振動を伝達するために、前記ホーンプレートの取付開口部の内側係合面と係合する外側係合面を提供することを特徴とするアセンブリ。
12. 請求項１１に記載のアセンブリにおいて、
    前記ダンパユニットのダンパ要素が、複数の互いに離間したリブを提供し、それらリブが一緒になって、前記ダンパ要素の外側係合面を形成することを特徴とするアセンブリ。
13. 請求項９乃至１２の何れか一項に記載のアセンブリにおいて、
    前記ガイドシャフトが、ネジ付きボルトの一部であり、前記ボルトのボルトヘッドが、一方向への前記スライダの動きを制限するストッパとして機能するように構成されていることを特徴とするアセンブリ。
14. 請求項１乃至８の何れか一項に記載のダンパユニットの製造方法であって、
    前記ダンパユニットの軸に沿って延びる中央ボアを有するスライダを提供するステップと、
    前記スライダの第１の部分にダンパ要素を設けるステップと、
    ホーンバネ要素を設けるステップとを含み、
    前記ホーンバネ要素が、互いに一体に成形されたホーンバネ部分および取付部分を備え、前記取付部分が、前記スライダの第２の部分に成形され、
    前記ダンパ要素を設ける行為および前記ホーンバネ要素を設ける行為が、前記ダンパ要素および前記ホーンバネ要素をエラストマー材料から前記スライダ上で互いに一体に成形することを含むことを特徴とする製造方法。
15. 請求項１４に記載の製造方法において、
    前記スライダが、前記軸に沿って延在する管状要素と、前記管状要素から半径方向外向きに延在し、かつ貫通穴の形態の１または複数の固定開口部を提供するフランジとを含み、
    前記ダンパ要素とホーンバネ要素を互いに一体に成形する行為が、前記ダンパ要素および前記ホーンバネ要素を、前記フランジの軸方向の両側で、互いに一体にかつ１または複数の固定要素と成形することを含み、前記固定要素が、前記固定開口部を通って延びて、前記ダンパ要素および前記ホーンバネ要素を前記スライダに機械的に結合することを特徴とする製造方法。

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