特許 7015194 ステアリングホイール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-25

(45)【発行日】2022-02-02

(54)【発明の名称】ステアリングホイール

(51)【国際特許分類】

   B62D 1/10 20060101AFI20220126BHJP

   B60R 21/203 20060101ALI20220126BHJP

【ＦＩ】

B62D1/10

B60R21/203

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018051059

(22)【出願日】2018-03-19

(65)【公開番号】P2019162914

(43)【公開日】2019-09-26

【審査請求日】2021-03-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000117135

【氏名又は名称】芦森工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000914

【氏名又は名称】特許業務法人 安富国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】清原 純一

【審査官】田邉 学

(56)【参考文献】

【文献】実開平５－０１６５４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－２１８０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８２２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０９８２２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１６１０８１８６（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１４９８３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｒ ２１／２０３

Ｂ６２Ｄ １／１０

Ｂ６２Ｄ ７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリングホイールの本体部に複数の取付構造によってエアバッグ装置の固定プレートが取り付けられたステアリングホイールであって、
前記取付構造は、
前記エアバッグ装置の固定プレートを貫通し、前記本体部側にフランジ部を有する筒状のガイド部材と、
前記エアバッグ装置の固定プレートに設けられた開口部を横断する位置に固定されたロックばねと、
前記開口部を貫通し、前記ロックばねを乗り越えた位置で前記ロックばねと係止する先端部を有するフックと、
前記ガイド部材と対向して配置され、前記フックの基端部の前記フックの突出方向への移動を規制して保持し、前記ステアリングホイールの本体部に固定される中空の保持部材と、
前記フックを囲んで配置され、その一端が前記ステアリングホイールの本体部又は前記保持部材と当接し、他端が前記ガイド部材のフランジ部に当接し、離反方向に付勢しているリターンスプリングと、を備え、
前記フックの基端部は、凸球面形状の底面を有することを特徴とするステアリングホイール。

【請求項2】

請求項１に記載のステアリングホイールであって、
前記保持部材と前記フックの基端部との間に弾性部材が設けられて、前記基端部が前記弾性部材と当接することを特徴とするステアリングホイール。

【請求項3】

請求項２に記載のステアリングホイールであって、
前記フックの基端部と前記弾性部材との当接状態は、前記基端部及び前記弾性部材のうち少なくとも一方に設けた複数の突起によって当接していることを特徴とするステアリングホイール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステアリングホイールに関する。より詳しくは、エアバッグ装置をダイナミックダンパとして利用するステアリングホイールに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ステアリングシャフトからステアリングホイールに伝わる振動を制振するために、ステアリングホイールと、ステアリングホイールに取り付けられているエアバッグ装置との間にゴム等の弾性部材を介在させ、エアバッグ装置をダイナミックダンパとして使用する技術が知られている。この技術によると、ダイナミックダンパ固有の共振周波数と同一又は近い周波数の振動がステアリングホイールから伝わると、エアバッグ装置が共振してステアリングホイールの振動の一部を相殺する。この相殺により、ステアリングホイールの振動が抑制（制振）される。

【0003】

特許文献１に記載のステアリングホイールの場合、取付部材（スナップピン３１）とエアバッグ装置の保持部材（ホーンプレート）に固定するキャップ（コンタクトホルダ３３）との間に弾性部材４１及びダンパホルダ４２を介在させ、さらにホーンを鳴動させるためにエアバッグ装置を押し下げたときに、取付部材に沿って摺動しやすいようにスライダ（ピンホルダ３２）を弾性部材と取付部材との間に設けている。そして弾性部材の位置がずれないように、スライダとダンパホルダとで一部に空隙を設けた弾性部材を押し潰し挟持している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－１１１４２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の構造では、ステアリングホイールに伝わる振動を制振する際、弾性部材を中心にエアバッグ装置が揺動するため、揺動の支点となる弾性部材に負荷が掛かる。この負荷により弾性部材が劣化すると、エアバッグ装置の振幅が劣化前とは変わってしまうことで制振される共振周波数が変化し、ダイナミックダンパの制振性が低下してしまうおそれがある。

【0006】

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、経年劣化しにくく、制振される共振周波数が変化しにくいダイナミックダンパ機構を備えたステアリングホイールを提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、ステアリングホイールの本体部に複数の取付構造によってエアバッグ装置の固定プレートが取り付けられたステアリングホイールであって、前記取付構造は、前記エアバッグ装置の固定プレートを貫通し、前記本体部側にフランジ部を有する筒状のガイド部材と、前記エアバッグ装置の固定プレートに設けられた開口部を横断する位置に固定されたロックばねと、前記開口部を貫通し、前記ロックばねを乗り越えた位置で前記ロックばねと係止する先端部を有するフックと、前記ガイド部材と対向して配置され、前記フックの基端部の前記フックの突出方向への移動を規制して保持し、前記ステアリングホイールの本体部に固定される中空の保持部材と、前記フックを囲んで配置され、その一端が前記ステアリングホイールの本体部又は前記保持部材と当接し、他端が前記ガイド部材のフランジ部に当接し、離反方向に付勢しているリターンスプリングと、を備え、前記フックの基端部は、凸球面形状の底面を有するステアリングホイールである。

【発明の効果】

【0008】

本発明のステアリングホイールは、底面が凸球面形状の基端部を備えるフックの揺動を利用してダイナミックダンパであるエアバッグ装置を揺動させることから、共振周波数が変化しにくく、ダイナミックダンパの性能の安定性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係るステアリングホイールの構成を示した側面図であり、（ａ）は、車両後方から見たときの正面図であり、（ｂ）は、車両幅方向から見たときの側面図である。

【図2】実施形態に係るステアリングホイールの構成部材を示した分解斜視図である。

【図3】実施形態に係るステアリングホイールの構成部材を示した分解斜視図である。

【図4】（ａ）は、エアバッグ装置の固定プレートを示した斜視図であり、（ｂ）は、取付構造のガイド部材を示した斜視図であり、（ｃ）は、取付構造のロックばねを示した斜視図である。

【図5】エアバッグ装置の固定プレートとステアリングホイールの本体部との連結状態を説明するための図であり、（ａ）は、全体斜視図であり、（ｂ）は、車両後方側から見た拡大正面図であり、（ｃ）は、連結に用いられる挿入ピンとステアリングホイールの本体部との位置関係を示した拡大斜視図である。

【図6】エアバッグ装置の固定プレートに対して取付構造を取り付けた状態を示した拡大斜視図である。

【図7】エアバッグ装置の固定プレートをステアリングホイールの本体部に取り付けるのに用いられる挿入ピンを示した斜視図である。

【図8】図７の挿入ピンの分解斜視図である。

【図9】（ａ）は、実施形態に係るフックを示した斜視図であり、（ｂ）は、実施形態に係るフックの基端部周辺を拡大して示した拡大斜視図である。

【図10】エアバッグ装置の固定プレートに対して取付構造を取り付けた状態を示した断面図である。

【図11】（ａ）は、変形例に係るフックを示した斜視図であり、（ｂ）は、変形例に係るフックの基端部周辺を拡大して示した拡大斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るステアリングホイールについて説明する。

【0011】

図１は、実施形態に係るステアリングホイールの構成を示した側面図であり、（ａ）は、車両後方側から見たときの正面図であり、（ｂ）は、車両幅方向から見たときの側面図である。図２及び３は、実施形態に係るステアリングホイールの構成部材を示した分解斜視図である。図４（ａ）は、エアバッグ装置の固定プレートを示した斜視図であり、図４（ｂ）は、取付構造のガイド部材を示した斜視図であり、図４（ｃ）は、取付構造のロックばねを示した斜視図である。図５は、エアバッグ装置の固定プレートとステアリングホイールの本体部との連結状態を説明するための図であり、（ａ）は、全体斜視図であり、（ｂ）は、車両後方側から見た拡大正面図であり、（ｃ）は、連結に用いられる挿入ピンとステアリングホイールの本体部との位置関係を示した拡大斜視図である。図６は、エアバッグ装置の固定プレートに対して取付構造を取り付けた状態を示した拡大斜視図である。なお、本願図面では、適宜、車両後方側（乗員側）を符号「Ｒ」で表し、車両前方側を符号「Ｆ」で表す。

【0012】

ステアリングホイール１００は、ステアリングシャフト２００の車両後方側端部に回転可能に取り付けられており、エンジン振動や路面からの振動がステアリングシャフト２００を介して伝達される。ステアリングホイール１００の骨格を構成する本体部１１０は、ステアリングシャフト２００と結合される芯金１１１と、芯金１１１を取り囲む環状のリム１１２と、芯金１１１とリム１１２とを連結するスポーク１１３を有する。この本体部１１０の車両後方側の中央には、エアバッグ装置２０が取り付けられている。また、本体部１１０には、車両後方側にガーニッシュ１３０が取り付けられ、車両前方側にロアカバー１５０が取り付けられている。

【0013】

エアバッグ装置２０は、外表面を構成するカバー２１内に、折り畳まれた袋状のエアバッグ（図示せず）と、車両衝突時に該エアバッグを膨張展開させるためのインフレータ（ガス発生装置）２７とを収納している。図３に示したように、インフレータ２７は、固定プレート２５を挟みこんで、挟込プレート２３と連結される。すなわち、挟込プレート２３に設けられた突出ねじ２３ａが、インフレータ２７の外縁に設けられたフランジ部２７ａの開口を通り、ナット２８で締め付けられている。

【0014】

エアバッグ装置２０の固定プレート２５は、３つの取付構造５０を介して、ステアリングホイール１００の本体部１１０（芯金１１１）に取り付けられる。各取付構造５０は、スナップフィット構造を有し、これによりエアバッグ装置２０をステアリングホイール１００に容易に組み付けることができる。スナップフィット構造は、一端にフランジ部を有する筒状のガイド部材５１とロックばね５３とを保持側部材として含み、フックを備える挿入ピン６０を挿入側部材として含む。挿入ピン６０のフックが、本体部１１０に設けられた開口１１１ａを貫通した状態で保持側部材と結合する。ガイド部材５１は、固定プレート２５を貫通しており、固定プレート２５の本体部１１０側（車両前方側）の面に、ガイド部材５１のフランジ部５２が当接し、固定プレート２５の車両後方側に、ロックばね５３を通す開口が設けられている。ロックばね５３は、閉状態に復元する力が働く開閉構造を有する部材であり、固定プレート２５の本体部１１０側（車両前方側）から挿入ピン６０が差し込まれた際に加わる力で開状態となる。ロックばね５３は、固定プレート２５に設けられた開口部２５ａを横断する位置に固定されている。具体的には、ロックばね５３を、固定プレート２５と平行方向に、かつガイド部材５１の開口を通ってガイド部材５１を横断するように配置している。筒状のガイド部材５１には、固定プレート２５の本体部１１０側（車両前方側）から、挿入ピン６０が差し込まれ、フックの先端部がガイド部材５１内に配置される。これにより、フックの先端部は、固定プレート２５の開口部２５ａを貫通し、ロックばね５３を乗り越えた位置でロックばね５３と係止する。その結果、ステアリングホイール１００の本体部１１０に対して、エアバッグ装置２０の固定プレート２５がスナップフィット構造を用いて連結される。

【0015】

図７は、エアバッグ装置の固定プレートをステアリングホイールの本体部に取り付けるのに用いられる挿入ピンを示した斜視図である。図８は、図７の挿入ピンの分解斜視図である。図９（ａ）は、実施形態に係るフックを示した斜視図であり、図９（ｂ）は、実施形態に係るフックの基端部周辺を拡大して示した拡大斜視図である。挿入ピン６０は、螺旋状のリターンスプリング６１、環状の弾性部材６３、フック７０、及び、上方が開口した中空の保持部材６７を互いに組み合わせて形成されるものである。

【0016】

リターンスプリング６１は、コイルばねであり、フック７０を囲んで配置され、その一端がステアリングホイール１００の本体部１１０に固定された保持部材６７と当接し、他端がガイド部材５１のフランジ部５２に当接している。保持部材６７とガイド部材５１とは対向して配置されており、リターンスプリング６１によって、保持部材６７とガイド部材５１とが離反する方向に付勢されている。すなわち、リターンスプリング６１は、エアバッグ装置２０の固定プレート２５がステアリングホイール１００から離反するように当接している。フック７０の先端部が筒状のガイド部材５１の中でロックばね５３と係止することで、エアバッグ装置２０の固定プレート２５とステアリングホイール１００の位置関係が維持される。

【0017】

フック７０は、略円盤状の基端部７１の一方の側から、略棒状の突出部７３が突出した構造を有する。突出部７３の先端には、鉤状の先端部７５が設けられ、ロックばね５３と係止するために用いられる。また、突出部７３の基端部７１近傍の外周には、環状突起（リブ）７８が設けられている。基端部７１の突出部７３側には、突出部７３よりも低い嵌合用突起７２及び線状突起（リブ）７７が設けられている。

【0018】

挿入ピン６０の組み立て状態において、フック７０の突出部７３は、リターンスプリング６１及び弾性部材６３の中心の空洞６４を貫通する。フック７０の嵌合用突起７２は、弾性部材６３に設けられた開口６５に嵌合し、フック７０と弾性部材６３の位置決めに用いられる。フック７０に装着された弾性部材６３は、線状突起７７及び環状突起７８と当接し、突出部７３の本体との間には僅かな間隙が設けられる。また、弾性部材６３を装着したフック７０には、基端部７１の側方及び下方を覆うように保持部材６７が取り付けられる。保持部材６７は、１８０°回転したときに同形状（２回対称）である一対の保持部材用部品６７ａ及び６７ｂを結合させることで形成される。

【0019】

図１０は、エアバッグ装置の固定プレートに対して取付構造を取り付けた状態を示した断面図である。図中の矢印は、リターンスプリング６１による付勢力の作用方向を示している。図示のように、フック７０は、金属製の芯材７０ｂの表面を樹脂製の表層材７０ａで覆った構造を有する。すなわち、フック７０は、金型内に、鉄等の金属製の芯材７０ｂを固定した状態で、樹脂を注入し、硬化させることにより形成することができる。このような構造とすることで、ロックばね５３と係止する先端部７５の形状や、弾性部材６３と当接する線状突起７７及び環状突起７８の形状等の加工に求められる精度を確保することができる。

【0020】

上述したように、エアバッグ装置２０の固定プレート２５には、取付構造５０の保持側部材であるガイド部材５１及びロックばね５３が取り付けられている。車両前方側から進入したフック７０の先端部７５が、ロックばね５３を乗り越えて係止することで、フック７０が固定プレート２５と連結されることになる。

【0021】

フック７０の基端部７１は、リターンスプリング６１が離反方向に付勢しているため、フック７０の突出方向への移動を規制された状態で、保持部材６７に保持されている。基端部７１を保持する保持部材６７は、ステアリングホイール１００の本体部１１０（芯金１１１）との嵌合により固定されていることから、フック７０はステアリングホイール１００とも連結されている。したがって、フック７０を介して、エアバッグ装置２０の固定プレート２５が、ステアリングホイール１００に連結されている。そして、フック７０が揺動可能に保持されていることで、エアバッグ装置２０をダイナミックダンパとして機能させることができる。

【0022】

以上の構成により、通常時は、リターンスプリング６１によってエアバッグ装置２０が持ち上げられたような状態となる。また、エアバッグ装置２０の作動時には、エアバッグが膨張展開する勢いによってエアバッグ装置２０が車両後方側（乗員側）に引っ張られる。その際にロックばね５３とフック７０とが係止していることにより、エアバッグ装置２０の脱落が防止される。

【0023】

フック７０の基端部７１は、凸球面形状の底面７１ａを有する。ここで、「凸球面形状」とは、フック７０の揺動（首振り）が保持部材６７により妨げられないようにするためのものであり、そのような効果が得られる限りにおいて、フック７０の基端部７１の底面形状は厳密な球面に限定されるものではない。

【0024】

フック７０の基端部７１の底面７１ａは、保持部材６７と当接していてもよいが、フック７０の基端部７１の底面７１ａと保持部材６７との間にスペースＳが設けられることにより、フック７０の揺動時の可動域を大きくすることができる。フック７０の通常の揺動時に、フック７０の基端部７１の底面７１ａと保持部材６７とが当接しないことが好ましい。

【0025】

また、エアバッグ装置２０の固定プレート２５とステアリングホイール１００の本体部１１０とにはホーン接点が設けられ、乗員がエアバッグ装置２０を押圧することでホーン接点同士が接触し、ホーンを鳴動する構成であることが好ましい。フック７０の組付けを円滑に行う観点からは、上記スペースＳの大きさは、ホーン接点同士の間隔よりも小さいことが好ましい。

【0026】

フック７０は、嵌合用突起７２、線状突起７７及び環状突起７８によって弾性部材６３と部分的に当接する。このため、フック７０の揺動のエネルギーを弾性部材６３に吸収させることで、制振を促進することができる。弾性部材６３には開口６５が設けられていることから、開口６５の変形を利用して弾性部材６３を歪ませることができる。

【0027】

本実施形態では、ステアリングホイール１００に振動が伝わった際、その振動はステアリングホイール１００の本体部１１１と当接しているフック７０の基端部７１を介して、ロックばね５３と係止しているフック７０の先端部７５にも伝わる。この係止部分は、フック７０の先端部７５とロックばね５３とが強干渉するようにリターンスプリング６１が付勢しているため、フック７０は、凸球面形状の基端部７１を中心に揺動する。フック７０自身が揺動することで、ロックばね５３及びガイド部材５１を介してエアバッグ装置２０の固定プレート２５が揺動し、エアバッグ装置２０がダイナミックダンパとして作用する。このとき、フック７０は、ステアリングホイール１１０のように剛性がある部材と当接して揺動するため劣化しにくく、フック７０の揺動、すなわち、エアバッグ装置２５の振幅（周波数）が経時的に変化することを防止できる。

【0028】

なお、特許文献１に記載の構造では、ステアリングホイールに伝わる振動を制振する際、弾性部材を中心にエアバッグ装置が揺動する。このため、共振周波数の調整（チューニング）は、弾性部材の硬さにより調整していた。そして、制振する際に揺動の支点となる弾性部材に負荷が掛かるだけでなく、ホーン使用時にも弾性部材に負荷が掛かる構造であったため、負荷によって弾性部材の変形や変質のような劣化が生じやすかった。その結果、エアバッグ装置の振幅が劣化前とは変わってしまうことで制振される共振周波数が変化し、ダイナミックダンパの制振性が低下してしまうことがある。これに対して、本実施形態では、フック７０の基端部７１の形状によって揺動の支点が決まるため、共振周波数が変化しにくく、ダイナミックダンパの性能が安定する。また、本実施形態では、ホーンの機能は、リターンスプリング６１を圧縮したときに、エアバッグ装置２０の固定プレート２５とステアリングホイール１００の本体部１１０とに設けた接点同士が接触するように設計することができる。よって、ダイナミックダンパの制振性の劣化を防止しつつホーンの機能を確保することができる。

【0029】

本実施形態では、保持部材６７とフック７０の基端部７１との間に弾性部材６３が設けられているため、基端部７１は弾性部材６３と当接しており、揺動したフック７０が保持部材６７と当接して異音を発生させることを防止できる。また、特許文献１に記載の構造とは異なり、弾性部材６３の硬さは、弾性部材６３とフック７０の揺動の支点との距離に応じて調整することが可能であり、通常、支点との距離が近い場合には柔らかくされ、支点との距離が遠い場合には硬くされる。

【0030】

本実施形態では、フック７０の基端部７１が線状突起７７及び環状突起７８等によって弾性部材６３と点接触で当接することで、フック７０の揺動が抑制されにくい。フック７０の揺動が抑制されることを防止する観点からは、点接触用の突起は、基端部７１及び弾性部材６３のうち少なくとも一方に設ければよく、弾性部材６３よりも劣化しにくい樹脂製の表層材７０ａで構成される基端部７１側に設けられることが好ましい。

【0031】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に記載された内容に限定されるものではない。各実施形態に記載された構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜削除されてもよいし、追加されてもよいし、変更されてもよいし、組み合わされてもよい。

【0032】

（変形例）
取付構造の構成は、図１０に示したものに限定されない。図１１（ａ）は、変形例に係るフックを示した斜視図であり、図１１（ｂ）は、変形例に係るフックの基端部周辺を拡大して示した拡大斜視図である。変形例に係るフック８０は、図９に示した線状突起（リブ）７７に代えて、基端部７１上に点状突起（エンボス）８３が設けられており、図９に示した環状突起（リブ）７８に代えて、突出部７３の外周に点状突起（エンボス）８４が設けられている。このようなエンボスタイプのフック８０を備える変形例の取付構造によっても、弾性部材６３と点接触で当接することができ、リブタイプのフック７０を備える実施形態の取付構造と同様の効果が得られる。

【0033】

また、図１０において、リターンスプリング６１は、その一端がステアリングホイール１００の本体部１１０に固定された保持部材６７と当接しているが、リターンスプリング６１の一端がステアリングホイール１００の本体部１１０に当接するように構成されていてもよい。

【0034】

図１０においては、フック７０の凸球面形状の基端部７１の底面７１ａが保持部材６７の底面と対向しているが、保持部材は、フックを保持できるように中空とされていればよく、底面を有さない筒状であってもよい。保持部材が底面を有さない場合、フック７０の凸球面形状の基端部７１は、ステアリングホイール１００の本体部１１０と対向してもよい。

【0035】

また、エアバッグ装置２０の固定プレート２５は、一般的に金属製であるが、樹脂製とする場合には、固定プレート２５と取付構造５０のガイド部材５１とを一体的に形成することも可能である。

【符号の説明】

【0036】

２０：エアバッグ装置
２１：カバー
２３：挟込プレート
２３ａ：突出ねじ
２５：固定プレート
２５ａ：開口部
２７：インフレータ
２７ａ：フランジ部
２８：ナット
５０：取付構造
５１：ガイド部材
５２：フランジ部
５３：ロックばね
６０：挿入ピン
６１：リターンスプリング
６３：弾性部材
６４：空洞
６５：開口
６７：保持部材
６７ａ、６７ｂ：保持部材用部品
７０、８０：フック
７０ａ：表層材
７０ｂ：芯材
７１：基端部
７１ａ：底面
７２：嵌合用突起
７３：突出部
７５：先端部
７７：線状突起
７８：環状突起
８３、８４：点状突起
１００：ステアリングホイール
１１０：本体部
１１１：芯金
１１１ａ：開口
１１２：リム
１１３：スポーク
１３０：ガーニッシュ
１５０：ロアカバー
２００：ステアリングシャフト
Ｓ：スペース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】