特開 2024-127433 ハンドルの芯金

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024127433

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】ハンドルの芯金

(51)【国際特許分類】

   B62D 1/08 20060101AFI20240912BHJP

   B62D 1/06 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

B62D1/08

B62D1/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023036583

(22)【出願日】2023-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000229955

【氏名又は名称】日本プラスト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092565

【弁理士】

【氏名又は名称】樺澤 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100112449

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】井出 恭平

(72)【発明者】

【氏名】荒川 直輝

【テーマコード（参考）】

3D030

【Ｆターム（参考）】

3D030CA07

3D030DA55

3D030DB13

(57)【要約】

【課題】剛性を向上できるステアリングホイールの芯金を提供する。
【解決手段】芯金１７は、ボス芯金部２０とリム芯金部２１とを連結する複数のスポーク芯金部２２を備える。スポーク芯金部２２は、厚み方向の正面側と背面側とのそれぞれにおいて、少なくともいずれかの縁部に沿ってボス芯金部２０側の端部とリム芯金部２１側の端部との間に亘り連なるリブ２７を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

操向用シャフトと接続されるボス芯金部と、
このボス芯金部の周辺に位置するリム芯金部と、
前記ボス芯金部と前記リム芯金部とを連結する複数のスポーク芯金部と、を備え、
前記スポーク芯金部は、厚み方向の正面側と背面側とのそれぞれにおいて、少なくともいずれかの縁部に沿って前記ボス芯金部側の端部と前記リム芯金部側の端部との間に亘り連なるリブを有する
ことを特徴とするハンドルの芯金。

【請求項2】

スポーク芯金部は、厚み方向の正面側と背面側とのそれぞれにおいてリブが両縁部に沿って両端部間に亘り連なる断面Ｈ字状である
ことを特徴とする請求項１記載のハンドルの芯金。

【請求項3】

スポーク芯金部は、厚み方向の正面側と背面側とのそれぞれに電子部品の少なくとも一部が配置される
ことを特徴とする請求項１または２記載のハンドルの芯金。

【請求項4】

リブは、リム芯金部側の端部が、前記リム芯金部に向かって徐々に拡大されて前記リム芯金部と連なっている
ことを特徴とする請求項１または２記載のハンドルの芯金。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボス芯金部とリム芯金部とを連結する複数のスポーク芯金部を備えるハンドルの芯金に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車などの車両において、円環状をなし乗員に把持操作されるリム部と、このリム部の内方に位置しステアリングシャフトと接続されるボス部と、これらリム部とボス部とを連結する複数のスポーク部とを備えたハンドルであるステアリングホイールが用いられている。ステアリングホイールは、金属製の芯金を備えている。この芯金には、リム部、ボス部及び各スポーク部のそれぞれに対応するリム芯金部、ボス芯金部及び複数のスポーク芯金部が設定されている。

【0003】

また、高速走行時などのステアリングホイールの安定性を高めるために、ステアリングホイールの外側つまりリム部に重さが求められ、操舵時にステアリングホイールに生じる大きい慣性モーメントに対し、ステアリングホイール芯金に高い共振周波数を持たせる必要がある場合、スポーク芯金部の剛性を向上する必要がある。この場合、スポーク芯金部の断面厚みを厚くすると、スポーク芯金部の厚み方向の正面側や背面側に配置されるスイッチなどの電子部品が正面側あるいは背面側に突出することとなり、デザイン性や操作性が低下することが懸念される。

【0004】

この点、例えばスポーク芯金部の背面側の両縁部にリブを形成し、スポーク芯金部の断面を扁平Ｕ字状としたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１－２１３３２９号公報 （第４－７頁、図１－２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述の構成の場合、スポーク芯金部の補強が背面側に限定されているため、正面側への剛性やねじり剛性のより一層の向上が求められる。

【0007】

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、剛性を向上できるハンドルの芯金を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１記載のハンドルの芯金は、操向用シャフトと接続されるボス芯金部と、このボス芯金部の周辺に位置するリム芯金部と、前記ボス芯金部と前記リム芯金部とを連結する複数のスポーク芯金部と、を備え、前記スポーク芯金部は、厚み方向の正面側と背面側とのそれぞれにおいて、少なくともいずれかの縁部に沿って前記ボス芯金部側の端部と前記リム芯金部側の端部との間に亘り連なるリブを有するものである。

【0009】

請求項２記載のハンドルの芯金は、請求項１記載のハンドルの芯金において、スポーク芯金部は、厚み方向の正面側と背面側とのそれぞれにおいてリブが両縁部に沿って両端部間に亘り連なる断面Ｈ字状であるものである。

【0010】

請求項３記載のハンドルの芯金は、請求項１または２記載のハンドルの芯金において、スポーク芯金部は、厚み方向の正面側と背面側とのそれぞれに電子部品の少なくとも一部が配置されるものである。

【0011】

請求項４記載のハンドルの芯金は、請求項１または２記載のハンドルの芯金において、リブは、リム芯金部側の端部が、前記リム芯金部に向かって徐々に拡大されて前記リム芯金部と連なっているものである。

【発明の効果】

【0012】

請求項１記載のハンドルの芯金によれば、スポーク芯金部全体の厚みを大きくすることなくリブによって断面積を確保してスポーク芯金部のねじり剛性を向上できるので、芯金の剛性を向上できる。

【0013】

請求項２記載のハンドルの芯金によれば、請求項１記載のハンドルの芯金の効果に加えて、スポーク芯金部のねじり剛性をより向上できる。

【0014】

請求項３記載のハンドルの芯金によれば、請求項１または２記載のハンドルの芯金の効果に加えて、スポーク芯金部の厚みを増加させることなくリブによって断面積を確保する構成とすることで、スポーク芯金部の厚みと電子部品の厚みとの合計厚みを抑えることができる。

【0015】

請求項４記載のハンドルの芯金によれば、請求項１または２記載のハンドルの芯金の効果に加えて、スポーク芯金部の剛性を確保しつつ、スポーク芯金部とリム芯金部との連結部分への応力集中を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施の形態の芯金の一部を拡大して示す正面図である。

【図2】同上芯金を備えるハンドルのスポーク部の端面図である。

【図3】同上ハンドルを示す正面図である。

【図4】本発明の第２の実施の形態の芯金を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。

【0018】

図３において、１は自動車部品としてのハンドル（ステアリングハンドル）であるステアリングホイールである。ステアリングホイール１は、自動車の運転席の乗員の前方に配置される。本実施の形態において、ステアリングホイール１は、例えばトラックやバスなどの、中型ないし大型の車両に搭載されるものを例に挙げて説明する。

【0019】

ステアリングホイール１は、ハンドル本体部であるステアリングホイール本体部２と、このステアリングホイール本体部２の乗員側に取り付けられるエアバッグ装置などの設置体であるモジュール３と、ステアリングホイール本体部２の乗員側とは反対側である反乗員側、すなわちモジュール３と反対側に取り付けられる被覆部材としてのカバー体であるバックカバー４と、などから構成されている。また、本実施の形態において、ステアリングホイール１には、一の電子部品としての一の操作部であるスイッチ５、他の電子部品としての他の操作部であるパドルスイッチ６などが配置されている。例えば、スイッチ５は、自動運転機能などの運転操作に関連する操作やオーディオなどの室内環境の操作をするものであり、パドルスイッチ６は、例えばシフト操作用のものである。スイッチ５としては、例えばタッチ式の静電スイッチが好適に用いられる。

【0020】

ステアリングホイール１は、操縦装置としての操向用シャフトであるステアリングシャフトに装着され、水平方向に対して所定のシャフト角で傾斜した状態で車載される。以下、ステアリングホイール１が備えられる車体の直進方向を基準として、左右方向（矢印Ｌ，Ｒ方向）を説明するとともに、ステアリングホイール１を正面から見た状態を基準として上下方向（矢印Ｕ，Ｄ方向）を説明する。また、ステアリングシャフトの軸方向において、乗員に臨む側を正面側（矢印ＦＲ方向）、その反対側を背面側（矢印ＲＲ方向）として説明する。また、ステアリングホイール１は、特記しない限り操舵基準状態、すなわち中立（ニュートラル）状態として説明する。

【0021】

ステアリングホイール本体部２は、ステアリングシャフトに装着されるハブ部であるボス部（マウント部）１０と、ボス部１０の周辺に位置するリム部（リング部）１１と、これらボス部１０とリム部１１とを連結するスポーク部（アーム部）１２と、から構成されている。

【0022】

ボス部１０には、モジュール３が取り付けられている。

【0023】

リム部１１は、乗員がステアリングホイール１を操作するために把持する部分である。リム部１１は、円弧状または円環状であり、本実施の形態では円環状に連なって形成され、ボス部１０の外方を囲んで位置している。また、本実施の形態では、リム部１１には、電子部品としてのセンサ部１４が配置されている。センサ部１４は、乗員がリム部１１を把持しているか否かを静電容量の変化や接触の有無などに基づき検出する機能を有する。また、センサ部１４には、リム部１１を把持した乗員の手を温めるためのヒータ機能を有する。例えば、センサ部１４は、リム部１１の全周に亘り配置されている。

【0024】

スポーク部１２は、複数設定されている。本実施の形態において、スポーク部１２は、左右両側部及び下部に設定されている。図示される例では、スポーク部１２は、左右１本ずつと、下部に１本と、の計３本設定されている。すなわち、スポーク部１２は、ボス部１０の左右両側部とリム部１１の左右両側部とを連結するように左右方向に延びる側部スポーク部１２ａと、ボス部１０の下部とリム部１１の下部とを連結するように上下方向に延びる下部スポーク部１２ｂと、が設定されている。スポーク部１２は、ステアリングホイール本体部２の中心に対し、左右対称または略左右対称に配置されている。各スポーク部１２からボス部１０に亘る部分の背面側がバックカバー４により覆われている。なお、スポーク部１２は、３本に限定されるものではなく、例えば２本でもよいし、４本以上でもよい。

【0025】

ステアリングホイール本体部２は、芯金（アーマチュア）１７の一部が合成樹脂製などの被覆部１８により被覆されて構成されている。被覆部１８の表面は、皮革や合成樹脂などの表皮体により覆われていてもよい。

【0026】

芯金１７は、例えばアルミニウム、マグネシウム、あるいは鉄などの金属により一体に成形された、金属製のものである。芯金１７は、ボス部１０と、リム部１１と、スポーク部１２の側部スポーク部１２ａと、に対応して、ボス芯金部２０と、リム芯金部２１と、スポーク芯金部２２と、を有する。したがって、本実施の形態において、リム芯金部２１は、ボス芯金部２０の周辺に位置し、スポーク芯金部２２は、ボス芯金部２０の左右両側部に設定されている。芯金１７は、概略として、略左右対称に形成されている。

【0027】

ボス芯金部２０は、ボス部１０の芯を構成し、モジュール３を支持する。ボス芯金部２０は、モジュール３の背面側に位置し、モジュール３とバックカバー４との間に配置される。ボス芯金部２０は、モジュール３の大きさに応じた面状に拡がって位置する。また、ボス芯金部２０は、ステアリングシャフトと連結されるボス開口部２４を有する。ボス開口部２４は、ステアリングシャフトとスプライン結合され、ステアリングホイール１の回転中心となる。

【0028】

リム芯金部２１は、リム部１１の芯を構成する。リム芯金部２１は、リム部１１の形状に応じて円弧状または円環状に形成されている。そのため、リム芯金部２１は、スポーク芯金部２２の長手方向に対して交差する方向に延びている。本実施の形態において、リム芯金部２１は、円環状に連なって形成され、ボス芯金部２０を囲んでいる。リム芯金部２１の全体からスポーク芯金部２２を介してリム芯金部２１の一部に亘る範囲が、被覆部１８により被覆される。リム芯金部２１を経線方向に覆ってセンサ部１４が配置され、このセンサ部１４が被覆部１８に埋め込まれている。

【0029】

これらリム芯金部２１と、ボス芯金部２０の両側部と、を連結するスポーク芯金部２２は、スポーク部１２の芯を構成する。本実施の形態において、スポーク芯金部２２は、リム芯金部２１の左右両側部に設定され、ボス芯金部２０の両側部とリム芯金部２１の両側部とを連結する。図示される例では、スポーク芯金部２２は、リム芯金部２１を正面から見てアナログ時計の９時位置と、３時位置と、にそれぞれ設定されている。スポーク芯金部２２は、ボス芯金部２０からリム芯金部２１に亘り、正面から見て左右方向に直線状に延び、上側または下側から見て、リム芯金部２１よりも背面側に位置し、リム芯金部２１からボス芯金部２０に亘り、背面側に傾斜して延びている。

【0030】

図１及び図２に示すように、スポーク芯金部２２は、芯金本体部２６と、芯金本体部２６に形成されたリブ２７と、を一体的に有する。芯金本体部２６は、正面背面方向に厚みを有する板状に形成されている。芯金本体部２６は、スポーク芯金部２２の長手方向、本実施の形態では左右方向に対し、交差または直交する方向、本実施の形態では上下方向に幅を有する帯状である。図示される例では、芯金本体部２６の幅は、一定または略一定となっている。

【0031】

リブ２７は、スポーク芯金部２２の剛性（曲げ剛性及びねじり剛性）を向上するためのものである。図１中において、リブ２７には、説明を明確にするためにハッチングを入れて示している。リブ２７は、スポーク芯金部２２の正面及び背面のそれぞれに形成され、芯金本体部２６の厚み方向である正面背面方向に突出するフランジ状となっている。リブ２７は、スポーク芯金部２２の正面側及び背面側のそれぞれにおいて、少なくともスポーク芯金部２２の一縁部に沿って形成されている。すなわち、リブ２７は、スポーク芯金部２２の正面側の上縁部と下縁部との少なくともいずれか、及び、スポーク芯金部２２の背面側の上縁部と下縁部との少なくともいずれかに形成されている。好ましくは、リブ２７は、スポーク芯金部２２の正面側と背面側との少なくともいずれかにおいて、スポーク芯金部２２の両縁部に沿って形成されている。より好ましくは、リブ２７は、スポーク芯金部２２の正面側及び背面側のそれぞれにおいて、スポーク芯金部２２の両縁部に沿って形成されている。そのため、スポーク芯金部２２が、芯金本体部２６とリブ２７，２７とにより断面Ｈ字状に形成されている。

【0032】

リブ２７は、スポーク芯金部２２のボス芯金部２０側の端部からリム芯金部２１側の端部に亘り、つまり両端部に亘り連なって形成されている。リブ２７の一端部は、スポーク芯金部２２からボス芯金部２０へと連なる芯金１７の屈曲部付近、または、その屈曲部をボス芯金部２０側に僅かに超える位置まで延びている。また、リブ２７の他端部は、リム芯金部２１の内縁部付近または内縁部まで延びている。

【0033】

また、リブ２７は、スポーク芯金部２２の正面側の上縁部及び下縁部、及び、スポーク芯金部２２の背面側の上縁部及び下縁部にそれぞれ形成されている。図示される例では、リブ２７は、芯金本体部２６の厚みより小さい幅を有している。また、正面側の上下のリブ２７は、正面側の突出高さが略等しく設定されている。同様に、背面側の上下のリブ２７は、背面側への突出高さが略等しく設定されている。好ましくは、リブ２７は、それぞれ基端部から先端部へと徐々に幅が狭くなるように形成されている。

【0034】

好ましくは、リブ２７のリム芯金部２１と連なる端部は、リム芯金部２１に向かい徐々に拡大される扇形状に形成されている。本実施の形態では、リブ２７は、スポーク芯金部２２の幅の中心側の縁部である内縁部２７ａがスポーク芯金部２２（芯金本体部２６）に沿って直線状であり、幅の外側の縁部である外縁部２７ｂがリム芯金部２１の緯線方向の周方向へと、リム芯金部２１に対して湾曲状に連なっている。すなわち、スポーク芯金部２２において上側に位置するリブ２７の上縁部と、下側に位置するリブ２７の下縁部とが、芯金本体部２６から離れる方向へと円弧状に湾曲されている。

【0035】

スポーク芯金部２２（側部スポーク部１２ａ）の正面側にはスイッチ５が位置し、背面側にはパドルスイッチ６が位置する。そこで、リム部１１を把持した手の親指などで正面側のスイッチ５が操作可能であり、リム部１１を把持した手の人差し指や中指などで背面側のパドルスイッチ６が操作可能である。パドルスイッチ６は、バックカバー４に形成された開口部３０から背面側に操作部が突出している。

【0036】

正面及び／または背面から見て、スイッチ５及びパドルスイッチ６の少なくとも一部、好ましくは過半部分がスポーク芯金部２２の幅内にある。本実施の形態では、スイッチ５はその全体がスポーク芯金部２２の幅内にあり、パドルスイッチ６は上縁部を除く略全体がスポーク芯金部２２の幅内にある。特に、本実施の形態では、スポーク芯金部２２の両縁部にあるリブ２７間の領域３２（図１中の網掛部分）内にスイッチ５及びパドルスイッチ６の過半部分がある。図示される例では、領域３２は、正面側の上下のリブ２７の内縁部２７ａ間の領域の正面方向への投影範囲、及び、背面側の上下のリブ２７の内縁部２７ａ間の領域の背面方向への投影範囲をいう。また、センサ部１４の一部が、背面側の領域３２内にあり、この領域３２が、リム芯金部２１を覆うセンサ部１４の残りの他部への配線などの引き出し領域となっている。なお、図１において、領域３２については、記載を明確にするために、穴部や凹凸などを省略して示している。

【0037】

図示される例では、スポーク芯金部２２を覆う被覆部１８の正面１８ａにスイッチ５が配置され、スポーク芯金部２２を覆う被覆部１８の背面１８ｂの上側寄りにパドルスイッチ６が配置され、背面１８ｂの下側寄りにセンサ部１４の一部が配置されている。より詳細に、本実施の形態では、スイッチ５が、被覆部１８の正面１８ａに重ねられている。パドルスイッチ６が、被覆部１８の背面１８ｂに形成された穴部１８ｃに一部が挿入され、その穴部１８ｃから露出するスポーク芯金部２２の芯金本体部２６に形成された取付穴３４に対し、ねじなどの固定部材３５により正面側から固定されている。パドルスイッチ６は、被覆部１８の背面１８ｂにて穴部１８ｃの周囲に形成された支持部１８ｄにより支持されている。また、センサ部１４は、領域３２のパドルスイッチ６を避けた位置において、被覆部１８の背面１８ｂに重ねられて貼り付けられている。

【0038】

そして、芯金１７は、所定の成形型を用いてダイカスト成形する。成形型から脱型した芯金１７を、例えばセンサ部１４の一部ととともに、例えばＲＩＭ成形などを用いて被覆部１８により覆うことで、ステアリングホイール本体部２を形成する。形成したステアリングホイール本体部２は、ボス開口部２４をステアリングシャフトと連結して車体側に取り付けた後、ボス芯金部２０にモジュール３を取り付ける。そして、必要に応じて被覆部１８を表皮体で覆うとともに、スポーク部１２にスイッチ５，６などを取り付けることで、ステアリングホイール１が車体に取り付けられた状態で完成する。

【0039】

芯金１７は、スポーク芯金部２２の厚み方向の正面側と背面側とのそれぞれにおいて、少なくともいずれかの縁部に沿ってボス芯金部２０側の端部とリム芯金部２１側の端部との間に亘り連なるリブ２７を有することで、スポーク芯金部２２（芯金本体部２６）全体の厚みを大きくすることなくリブ２７によって断面積を確保してスポーク芯金部２２のねじり剛性を向上できるので、芯金１７の剛性を向上できる。

【0040】

特に、スポーク芯金部２２は、厚み方向の正面側と背面側とのそれぞれにおいてリブ２７が両縁部に沿って両端部間に亘り連なる断面Ｈ字状であるため、スポーク芯金部２２のねじり剛性をより向上できる。

【0041】

また、リブ２７の芯金本体部２６からの突出高さを調整することにより、スポーク芯金部２２の剛性を調整することが可能になる。

【0042】

そして、スポーク芯金部２２の厚みを大きくしないで済むため、厚みつまり重量の増加に起因する芯金１７の共振周波数の低下を抑制し、所望の高い共振周波数を得ることが可能になる。

【0043】

スポーク芯金部２２の厚み方向の正面側と背面側とのそれぞれにスイッチ５、パドルスイッチ６、センサ部１４など、電子部品の少なくとも一部が配置されるので、スポーク芯金部２２の厚みを増加させることなくリブ２７によって断面積を確保する構成とすることで、スポーク芯金部２２の厚みとスイッチ５、パドルスイッチ６、センサ部１４などの電子部品の厚みとの合計厚み、すなわちスポーク部１２の厚みを抑えることができる。

【0044】

特に、スイッチ５、及び、パドルスイッチ６は、リブ２７を避けた領域３２に過半部分が配置されているので、スイッチ５の正面側への突出、及び、パドルスイッチ６の背面側への突出をそれぞれ抑えることができるとともに、芯金１７のスポーク芯金部２２のねじりに対して補強の役割となり、ねじり強度を向上できる。そのため、スイッチ６の正面側への突出によるデザイン性の低下、及び、パドルスイッチ６の背面側への突出による操作性の低下などを招くことがないとともに、ステアリングホイール１全体としての強度を向上できる。

【0045】

したがって、ステアリングホイール１に対する強度要求と、デザイン性の要求と、を両立することが可能になる。

【0046】

しかも、センサ部１４の引き出し領域が、リブ２７及びパドルスイッチ６を避けて設定されているため、スポーク芯金部２２（被覆部１８の背面１８ｂ側）を覆うバックカバー４の造形をセンサ部１４の厚み分拡大する必要がなく、スポーク部１２の位置での厚みの増加を抑制できるとともに、パドルスイッチ６の位置も変更が不要であり、開口部３０の位置の設計変更なども不要である。

【0047】

また、スポーク芯金部２２の剛性が向上したことにより、スポーク芯金部２２とリム芯金部２１との連結部分への応力集中が懸念されるものの、本実施の形態では、リブ２７のリム芯金部２１側の端部を、リム芯金部２１に向かって徐々に拡大させてリム芯金部２１と連ねているので、スポーク芯金部２２の剛性を確保しつつ、スポーク芯金部２２とリム芯金部２１との連結部分への応力集中を軽減できる。

【0048】

なお、第１の実施の形態において、リブ２７は、スポーク芯金部２２の正面側及び背面側において、少なくとも一縁部に形成されていればよい。例えば図４に示す第２の実施の形態のように、背面上側のリブ２７を省略しても、リブ２７を形成しない従来のスポーク芯金部２２と比較して剛性を向上できるなど、上記の第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明は、例えば自動車などの車両用のステアリングホイールの芯金として好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0050】

１ ハンドルであるステアリングホイール
５ 電子部品としてのスイッチ
６ 電子部品としてのパドルスイッチ
１４ 電子部品としてのセンサ部
１７ 芯金
２０ ボス芯金部
２１ リム芯金部
２２ スポーク芯金部
２７ リブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】