JPH051134B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車等の車両に使用するステアリン
グホイール芯材に係り、さらに詳しくは繊維強化
樹脂（FRP）の連続繊維により形成したステア
リングホイール芯材に関するものである。

（従来の技術） 最近、自動車等の車両のステアリングホイール
は、軽量化を図るため、ポリウレタン樹脂やポリ
プロピレン樹脂等の合成樹脂素材により形成され
ることが多い。しかしながら、これらの樹脂素材
のみでは強度が不足するので、補強材（芯材）と
して金属材料を併用して形成するようにしてい
る。そのため、例えば鉄パイプ、鉄棒等の金属材
料によりステアリングホイールの総重量が増加し
て軽量効果を損い、また振動特性においても良好
ではなかつた。

これに対して、ガラス繊維、炭素繊維などの連
続した繊維束に合成樹脂例えばポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂等を含浸させたものを所定の型
に巻きつけ積層して硬化させたものを芯材として
ステアリングホイールを製造することが試られ、
種々の製法が提案されている。

従来、ステアリングホイール芯材の製法の一例
としては、第５図に示すようなものがある。すな
わち、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の合成
樹脂をガラス繊維、炭素繊維等の連続した長繊維
に含浸させてステアリングホイール形状に巻回し
て芯材１を形成するものである。この巻回の方法
としては、まず、ステアリングホイール芯材１の
リング部２の形状に対応する溝部を形成した巻取
治具（図示せず）に合成樹脂含浸の長繊維Ｆを連
続供給してリング部２を形成し、しかる後に前記
リング部２の中心軸上に配設されたボス金具３方
向に長繊維Ｆを折曲供給してピン４ａ，４ｂ間及
びピン５ａ，５ｂ間を経由させてスポーク部６ａ
を形成している。次にスポーク部６ａよりボス金
具３外周を巻回させて再びピン５ａ，５ａ間及び
ピン４ａ，４ａ間を経てリング部２を巻回し、前
述と別異のピン４ｂ，４ｂ間及びピン５ｂ，５ｂ
間を経てスポーク部６ｂを形成しボス金具３の外
周を巻回し、再びリング部２を巻回すようにして
いる。前記のようにしてピン４ｃ，４ｃ及びピン
５ｃ，５ｃによりスポーク部６ｃを形成し、この
供給動作を繰り返すことによつてステアリングホ
イール芯材１を形成する。この後で、スポーク部
６の両端、すなわちリング部２及びボス部３との
接合部分近傍を金環７，７によつて締め付けるよ
うにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のような従来のステアリン
グホイール芯材の製造方法では以下のような問題
点を有していた。

まず、樹脂を含浸させたガラス繊維、炭素繊維
等の連続長繊維束を積層して形成した構造体は、
繊維の長さ方向に対しては著しく強い機械的強度
を示すが、繊維の長さ方向に対し直交する方向の
力に対しては構造体を構成する繊維同志が剥離す
ることがあり、ステアリングホイール芯材を上記
繊維強化樹脂により積層形成した上記実施例にお
いても同様の問題を有している。すなわち、繊維
の長さ方向、例えばリング部２の円周方向やスポ
ーク部６ａ，６ｂ，６ｃの半径方向等に対する圧
縮力或いは引張力については著しい強度性を示す
が、繊維の長さ方向を直交する方向、例えばリン
グ部２に対する中心軸方向やスポーク部６ａ，６
ｂ，６ｃを折曲する方向への外力の作用について
は芯材１を形成する各繊維の結合が解れて繊維が
ばらばらとなり、積層繊維としての強度性を示す
ことなく折曲されてしまう。従つて、スポーク部
６とリング部２及びボス部３との屈曲部分、つま
り各ピン４ａ，４ｂ，４ｃ及びピン５ａ，５ｂ，
５ｃの配設個所におけるステアリングホイール芯
材１の強度が低下するという問題点があつた。

また、連続長繊維束で芯材１を形成した後にス
ポーク部６の両端、すなわちリング部２、ボス部
３側近傍を金環７，７により締め付けるようにし
ているが、金属製の補強材を取付けることはステ
アリングホイールの製品の重量を増加させるばか
りでなく、取付工程の増加により作業性を阻害す
るという問題点もあつた。

本発明の目的は、繊維強化樹脂の繊維直交方向
の強度性の低さ等に鑑み、ステアリングホイール
芯材の折曲部分に急角度をもたせずに形成して曲
げ方向の強度を保障すると共に、補強材を必要と
しないので後工程を省略することのできるステア
リングホイール芯材の製造方法を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明に係るステア
リングホイール芯材の製造方法の特徴は、樹脂を
含浸させた連続繊維を巻回してリング部を形成し
た後、該リング部側から円筒状のボス用芯部材外
周の接線方向に前記連続繊維を供給してスポーク
部を形成し、しかる後に前記ボス用芯部材の外周
を巻回してボス部を形成し、再び前記ボス用芯部
材外周の接線方向よりリング部側へ前記連続繊維
を供給してスポーク部を形成し、前記各部への繊
維の供給を繰返し行なうことによりリング部、ス
ポーク部、ボス部を連続繊維により一体的に形成
したことにある。

（作用） 上記のような工程を経てステアリングホイール
芯材を製造するようにしたので、スポーク部はボ
ス部の接線方向に形成されることになる。つま
り、リング部を形成する工程からスポーク部を形
成する工程へ繊維の供給方向を変更する際にはピ
ン、スペーサ等の補助部材を必要としても、スポ
ーク部を形成する工程からボス部を形成する工程
へ移行する際には前記補助部材を使用しなくても
各部を急角度で折曲することなく形成できる。ま
た、ボス部からスポーク部へ繊維を供給する際に
も、ボス部外周から接線方向にスポーク部を形成
することができる。

ボス部とスポーク部との分岐部分を上記の如く
ボス部接線方向に形成することにより、該分岐部
への外力の作用に対して著しい強度を示すことが
できる。また、ボス部とスポーク部との分岐部形
成に当つては補強部材を用いる必要がないので、
部品点数の減少又は、作業性の向上を図ることが
できる。

（実施例） 以下本発明に係るステアリングホイール芯材の
製造方法について実施例を用いて詳細に説明す
る。

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すも
のであり、第１図はステアリングホイール芯材の
製造方法に使用する巻取装置を示す背面図、第２
図は同じく側面図、第３図は本実施例により製造
されたステアリングホイール芯材の正面図であ
る。

第１図、第２図において、連続供給される樹脂
含浸繊維Ｆの巻取装置１０はステアリングホイー
ル芯材１１のリング部１２の形状に対応して断面
略Ｕ字状の周溝１３ａが外周側に形成されたリン
グ状のリング部巻取部材１３と、該リング部巻取
部材が固定されて同時に回転する回転軸１４と、
該回転軸１４の先端に取付けられてボス用の芯部
材となるボス金具１５とにより構成されている。

上記巻取装置１０を用いて本実施例のステアリ
ングホイール芯材１１を形成する工程について説
明する。

まず、図示されない供給装置により供給された
樹脂含浸の連続繊維Ｆは回転するリング部巻取部
材１３の周溝１３ａによつて巻取られて徐々に芯
材１１のリング部１２が形成されていく。

次に上記リング部１２を巻取るリング部巻取部
材１３のステアリングホイール完成時背面側に形
成された切欠部１３ｂから回転軸１４方向に折曲
して供給され、回転軸１４の先端１４ａに取付け
られた前記ボス用芯材のボス金具１５の外周に形
成された凹溝１５ａに供給され、該ボス金具１５
の接線方向から凹溝１５ａの周溝の一部に接して
再びリング部巻取部材１３の前記切欠部１３ｂの
対向側の切欠部１３ｃにより前記巻取部材１３の
周溝１３ａに巻取られる。

上記のようにして対向するスポーク部１６ａ，
１６ｂが同時に形成される。

次に、巻取部材１３の周上に略対向して形成さ
れた切欠部１３ｂ，１３ｃの円周上の中間に形成
された切欠溝１３ｄよりボス金具１５の凹溝１５
ａ方向に供給された連続繊維Ｆはピン１８，１８
により絞り込まれて棒状に形成されてボス金具１
５の凹溝１５ａに巻回されて再びピン１８，１８
間を通過してリング部巻取部材１３に巻回され
る。このようにしてスポーク部１９が形成され
る。

上記のような工程を経て形成されたステアリン
グホイール芯材１１は、第３図に示すようにリン
グ部１２とボス金具１５とをスポーク部１６ａ，
１６ｂ及び１９により橋絡して補強する如く形成
している。前記スポーク部１６ａ，１６ｂは、リ
ング部巻取部材１３の周上で対向する切欠部１３
ｂ，１３ｃよりボス金具１５方向へ連続繊維Ｆを
供給しているので、スポーク部１６ａ，１６ｂと
ボス金具１５とはボス金具１５の外周の接線上で
接合されて一体的に形成される。従つて、ボス部
からスポーク部への分岐部分が緩やかな曲線状に
形成されるので、急角度をなして折曲されている
のに比較して長さ直交方向の外力に対して優れた
強度を示すこととなる。

以上説明した一実施例に特有の効果について説
明する。

リング部巻取部材１３の背面側に切欠溝１３
ｂ，１３ｃ及び１３ｄを形成して、この切欠溝１
３ｂ，１３ｃ，１３ｄからリング部１２の中心軸
方向に配設したボス金具１５方向に連続繊維を折
曲して供給するようにしたので、リング部からス
ポーク部への分岐部分の形状を保持するためにス
ペーサ等の補強部材を配設しておく必要がなく、
またピン等の補助部材を装置に備える必要もな
く、製品又は装置の部品点数を少なくしてコスト
の低廉化を図れるという特有の効果を奏する。

また、車両装着時において、運転者が最も長時
間握持する箇所に形成された２本のスポーク部１
６ａ，１６ｂについて本発明の方法によりボス金
具１５の接線方向でボス金具１５とスポーク部１
６ａ，１６ｂとを一体化しており、しかも車両装
着時の上方からの外力がスポーク部１６ａ，１６
ｂに加わつてもボス金具１５がこれを支持するの
で実用上の強度に特に優れているという効果も有
している。

なお、上記の実施例においては、車両装着時に
略々水平方向のスポーク部１６ａ，１６ｂのみ本
発明の製造方法により製造し、スポーク部１９に
ついては従来通りの方法で製造するものとして説
明したが本発明はこれに限定されず、以下説明す
るようにしてもよい。

第４図は本発明に係るステアリングホイール芯
材の製造方法の他の実施例を示す完成品の正面図
である。同図の如き完成品を製造するための装置
は第１図、第２図に示すものと略同一のものでよ
く、ただボス金具１５近傍に配設するピン１８，
１８を必要としない構成となつている。

第１図、第２図を用いて本実施例のステアリン
グホイール２０の製造工程を説明する。まず、図
示されない供給装置より連続繊維Ｆをリング部巻
取部材１３に供給して一定量の肉厚となるまで回
転軸１４を回転してリング部１２の粗形を形成す
る。次に前記リング部巻取部材１３の背部側に形
成された切欠溝１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの任意の
１ケ所、例えば切欠溝１３ｂから回転軸１４の先
端に取付けたボス金具１５の周溝１５ａに連続繊
維Ｆを供給する。この工程により第４図に示すス
ポーク部２４の粗形が形成される。前記周溝１５
ａに供給された連続繊維Ｆは回転軸１４の回転に
伴ない周溝１５ａに巻取られる。続いて連続繊維
Ｆをリング部巻取部材１３の切欠溝１３ｄ方向へ
供給して再び巻取部材１３の周溝１３ａにより巻
取られる。この工程により第４図に示すスポーク
部２５の粗形が形成される。次に連続繊維Ｆは前
記リング部巻取部材１３の周溝１３ａにより適宜
巻取られた後、今度は切欠溝１３ｃから再びボス
金具１５の周溝１５ａに供給され、再び該周溝１
５ａに巻取られてから再度リング部巻取部材１３
の切欠溝１３ｄに巻取られる。これらの工程によ
りスポーク部２６，２７の粗形が形成される。

以上説明した製造工程により最初に説明した実
施例と略々同一の装置を用いて第４図に示すよう
なステアリングホイール芯材２０が形成される。
このステアリングホイール芯材２０は、車両取付
時においてはボス金具１５から下方でリング部１
２を橋絡するスポーク部がリング部１３付近では
一体であるがボス金具１５方向へかけては分岐し
てスポーク部２５，２７となつている。

従つて上記実施例に特有の効果は例えばピン等
の補助手段を配設する必要がなく部品点数がさら
に減少できると共に、例えばスポーツタイプの乗
用車等のように意匠性が求められる車両において
は優れた外観を有し、さらに強度的にも一層の向
上を図ることができる。

なお、上記２つの実施例はいずれも回転軸及び
この回転軸に固定されて一体に回転するリング部
巻取部材の回転方向を一方向で説明したが、本発
明はこれに限定されず、上記回転部材は反対方向
に回転してもよく、さらに製造工程の途中で正逆
両方向に回転を切換えるようにしてもよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明に係るステア
リングホイール芯材の製造方法によれば、以下の
ような効果を奏する。

樹脂含浸の連続繊維を巻回してリング部を形成
し、続いてこの連続繊維を円筒状のボス用芯部材
の外周接線方向より供給して該ボス用芯部材の外
周を巻回した後、連続繊維をボス用芯部材の接線
方向よりリング部へ供給してスポーク部及びボス
部を形成し、上記動作を繰り返すことによりステ
アリングホイール芯材を一体的に製造するように
したので、ボス部からスポーク部への分岐部分が
急角度をなして折曲されることがなく、このため
繊維の長さ方向に直交する方向からの外力に対し
て弱点を有する繊維強化樹脂により製造されたス
テアリングホイール芯材の折曲形成部分、特にボ
ス部とスポーク部との強度を高く維持することが
でき、車両等に装着して使用しても強度及び弾性
度に優れた安全性の高いステアリングホイールを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明に係るステアリング
ホイール芯材の製造方法の一実施例を説明するた
めのもので、第１図は同製造方法に使用する巻取
装置を示す背面図、第２図は同じく装置の側面
図、第３図は完成品の正面図である。また、第４
図は本発明の他の実施例を説明するものでステア
リングホイール芯材の完成品の正面図である。さ
らに、第５図は従来のステアリングホイール芯材
の製造方法の一例を示す斜視図である。 １１，２０……ステアリングホイール芯材、１
２……リング部、１５……ボス金具（ボス用芯部
材）、１６ａ，１６ｂ，２４，２５，２６，２７
……スポーク部、Ｆ……樹脂含浸連続繊維。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 樹脂を含浸させた連続繊維を巻回してリング
   部を形成した後、該リング部側から円筒状のボス
   用芯部材外周の接線方向に前記連続繊維を供給し
   てスポーク部を形成し、しかる後に前記ボス用芯
   部材外周を巻回してボス部を形成し、前記各部へ
   の繊維の供給を繰返し行なうことによりリング
   部、スポーク部及びボス部を一体的に形成したこ
   とを特徴とするステアリングホイール芯材の製造
   方法。