特許 7558759 ステアリングホイールの芯金構造

(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】2024-09-20

(45)【発行日】2024-10-01

(54)【発明の名称】ステアリングホイールの芯金構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 1/04 20060101AFI20240924BHJP

【ＦＩ】

B62D1/04

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020185458

(22)【出願日】2020-11-05

(65)【公開番号】P2022074973

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2023-10-27

(73)【特許権者】

【識別番号】318002149

【氏名又は名称】Ｊｏｙｓｏｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊａｐａｎ合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118267

【弁理士】

【氏名又は名称】越前 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】内山 敦勧

【審査官】高瀬 智史

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２５５４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５６９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－００２４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０６９８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１３６５２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０６９７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２０７４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２６４２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２００９００４０２７（ＤＥ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第００３６８３８６（ＥＰ，Ａ２）

【文献】実開平０７－０１３６１４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

運転者の把持部を形成するリム部と、前記リム部の中心に配置されるボス部と、前記リム部と前記ボス部とを接続するスポーク部と、を備えたステアリングホイールの芯金構造であって、
少なくとも前記リム部と前記スポーク部とは別部品であり、
前記リム部と前記スポーク部とを連結する樹脂製の連結部材を備え、
前記連結部材は、前記スポーク部を被覆する本体部と、前記本体部に配置された強度調整部と、を備え、前記強度調整部は、前記スポーク部の長手方向に沿って形成された細長い開口部と、前記開口部に掛け渡された補強部と、により構成されている、
ことを特徴とするステアリングホイールの芯金構造。

【請求項2】

前記リム部と前記スポーク部とは、異なる金属により構成されている、請求項１に記載のステアリングホイールの芯金構造。

【請求項3】

前記リム部は、アルミニウム合金により構成され、前記スポーク部は、高張力鋼により構成されている、請求項２に記載のステアリングホイールの芯金構造。

【請求項4】

前記ボス部と前記スポーク部とは別部品であり、前記連結部材は前記ボス部と前記スポーク部とを連結可能に構成されている、請求項１に記載のステアリングホイールの芯金構造。

【請求項5】

前記ボス部は、前記スポーク部と異なる金属により構成されている、請求項４に記載のステアリングホイールの芯金構造。

【請求項6】

前記ボス部は、マグネシウム合金により構成されている、請求項５に記載のステアリングホイールの芯金構造。

【請求項7】

前記リム部は、パイプ素材により構成されたリング形状を有している、請求項１に記載のステアリングホイールの芯金構造。

【請求項8】

前記リム部は、第一リム部と第二リム部とに分割可能に構成されており、前記第一リム部と前記第二リム部とは異なる材料により構成されている、請求項１に記載のステアリングホイールの芯金構造。

【請求項9】

前記連結部材は、前記リム部が挿通される筒状の保持部と、エアバッグモジュールを取り付け可能な取付部と、を備えている、請求項１に記載のステアリングホイールの芯金構造。

【請求項10】

前記補強部は、Ｘ字状、格子状又はバー形状である、請求項１に記載のステアリングホイールの芯金構造。

【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の芯金構造に関し、特に、部品の標準化に適したステアリングホイールの芯金構造に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の車両には、車両を操舵するためのステアリングホイールがステアリングシャフトに取り付けられている。かかるステアリングホイールは、一般に、骨格を形成する芯金に発泡ウレタン樹脂等の合成樹脂を被覆した構成を備えている。

【0003】

ステアリングホイールの芯金構造は、一般に、例えば、特許文献１に記載されたように、操向用シャフトに連結されるボス芯金部と、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スポーク芯金部と、を有し、マグネシウム合金により鋳造して一体成形されることが多い。

【0004】

また、特許文献２には、ホイールリム部を必要とされる強度分布に応じた構造とするために、二分割された円環状のホイールリム部と、前記ホイールリム部の径方向中心部に配置されたボス部と、前記ホイールリム部と前記ボス部とを径方向に接続するスポーク部と、を互いに結合した鉄製のステアリングホイールの芯金構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１６／１３６５２６号

【文献】特開２０１６－１１７４４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、ステアリングホイールは、車種ごとにデザインが異なっていることが多く、芯金構造が一体構造であっても分割構造であってもデザインごとに設計しなければならず、生産効率の向上に限界がある。

【0007】

また、芯金にマグネシウム合金を使用した場合には、製造工程における、管理の難しさ、設備投資の大きさ、労働環境条件等の観点から、製造拠点の追加や選択が難しく、ビジネス環境やニーズの変化に迅速に対応することが難しいという問題もあった。

【0008】

本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、芯金構造の標準化を図り、生産効率の向上及び製造条件の緩和を図ることができる、ステアリングホイールの芯金構造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】

【0009】

本発明によれば、運転者の把持部を形成するリム部と、前記リム部の中心に配置されるボス部と、前記リム部と前記ボス部とを接続するスポーク部と、を備えたステアリングホイールの芯金構造であって、少なくとも前記リム部と前記スポーク部とは別部品であり、前記リム部と前記スポーク部とを連結する樹脂製の連結部材を備え、前記連結部材は、前記スポーク部を被覆する本体部と、前記本体部に配置された強度調整部と、を備え、前記強度調整部は、前記スポーク部の長手方向に沿って形成された細長い開口部と、前記開口部に掛け渡された補強部と、により構成されている、ことを特徴とするステアリングホイールの芯金構造が提供される。

【0010】

前記リム部と前記スポーク部とは、異なる金属により構成されていてもよい。

【0011】

また、前記リム部は、アルミニウム合金により構成され、前記スポーク部は、高張力鋼により構成されていてもよい。

【0012】

前記ボス部と前記スポーク部とは別部品であり、前記連結部材は前記ボス部と前記スポーク部とを連結可能に構成されていてもよい。

【0013】

前記ボス部は、前記スポーク部と異なる金属により構成されていてもよい。

【0014】

前記ボス部は、マグネシウム合金により構成されていてもよい。

【0015】

前記リム部は、パイプ素材により構成されたリング形状を有していてもよい。

【0016】

前記リム部は、第一リム部と第二リム部とに分割可能に構成されており、前記第一リム部と前記第二リム部とは異なる材料により構成されていてもよい。

【0017】

前記連結部材は、前記リム部が挿通される筒状の保持部と、エアバッグモジュールを取り付け可能な取付部と、を備えていてもよい。

【0018】

前記補強部は、Ｘ字状、格子状又はバー形状であってもよい。

【発明の効果】

【0019】

上述した本発明に係るステアリングホイールの芯金構造によれば、リム部とスポーク部とを別部品とし、これらを連結部材で連結したことにより、各部品に求められる機能に応じた材料で芯金構造を形成することができ、マグネシウム合金の使用量を低減することができる。

【0020】

また、連結部材を樹脂製としたことにより、デザインの変更が少ないリム部及びスポーク部を標準化し、デザインの変更が多い部分を連結部材で調整することができる。したがって、本発明によれば、芯金構造の標準化を図り、生産効率の向上及び製造条件の緩和を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第一実施形態に係るステアリングホイールの芯金構造を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は部品展開図、を示している。

【図2】連結部材を示す拡大図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、を示している。

【図3】連結部材の変形例を示す図であり、（Ａ）は第一変形例、（Ｂ）は第二変形例、を示している。

【図4】リム部の変形例を示す図であり、（Ａ）はリム部、（Ｂ）は連結状態、を示している。

【図5】スポーク部の変形例を示す図であり、（Ａ）は第一変形例、（Ｂ）は第二変形例、を示している。

【図6】本発明の第二実施形態に係るステアリングホイールの芯金構造を示す部品展開図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態について図１（Ａ）～図６を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係るステアリングホイールの芯金構造を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は部品展開図、を示している。図２は、連結部材を示す拡大図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、を示している。

【0023】

本発明の第一実施形態に係るステアリングホイールの芯金構造１は、例えば、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、運転者の把持部を形成するリム部２と、リム部２の中心に配置されるボス部３と、リム部２とボス部３とを接続するスポーク部４と、を備え、リム部２とボス部３とスポーク部４とはそれぞれ別部品であり、リム部２とボス部３とスポーク部４とを連結する樹脂製の連結部材５を備えている。

【0024】

リム部２は、例えば、パイプ素材により構成されたリング形状を有している。リム部２を断面が円環状であるパイプ素材により構成することにより、リム部２を被覆する樹脂の使用量を低減することができ、コストダウン及び軽量化を図ることができる。リム部２は、リング形状に一体に形成されていてもよいし、複数の円弧形状体に分割されていてもよい。なお、リム部２の構成は、パイプ素材に限定されるものではなく、リング形状に限定されるものでもない。

【0025】

また、リム部２は、運転者が把持する部分であり、それほど大きな強度を必要としない部分である。また、リム部２は、車両衝突時に乗員と接触する可能性のある部分でもあることから、高強度である必要もない。そこで、リム部２は、例えば、アルミニウム合金により構成される。リム部２にアルミニウム合金を使用することにより、必要な剛性を担保しつつ、軽量化を図ることができる。なお、リム部２の材料は、アルミニウム合金に限定されるものではなく、鉄等の他の金属であってもよい。

【0026】

ボス部３は、ステアリングホイールをステアリングシャフトに接続する重要な部品である。ボス部３は、例えば、略円筒形状を有している。ボス部３は、例えば、高強度かつ高耐食性を有するマグネシウム合金により構成される。ただし、ボス部３の材料は、マグネシウム合金に限定されるものではない。また、ボス部３は、スポーク部４に形成された貫通孔４１ｃに挿通可能な位置決め用の複数の突起３１を備えていてもよい。

【0027】

スポーク部４は、リム部２とボス部３とを連結する部材であり、リム部２を支持する部品であるため、例えば、高強度の高張力鋼により形成される。ただし、スポーク部４の材料は、高張力鋼に限定されるものではない。

【0028】

上述したように、本実施形態では、リム部２はアルミニウム合金、ボス部３はマグネシウム合金、スポーク部４は高張力鋼により形成されることから、各部品はそれぞれ異なる材料により構成される。本実施形態に係る芯金構造１では、芯金構造１を構成するリム部２、ボス部３及びスポーク部４をそれぞれ別部品で構成したことにより、各部品に求められる機能に応じた材料で各部品を構成することができる。

【0029】

また、スポーク部４は、例えば、図１（Ｂ）に示したように、ボス部３に接続される面を形成する略矩形形状の中心部４１と、リム部２に向かって中心部４１の両端から斜めに延伸する一対の腕部４２と、を備えている。なお、スポーク部４の形状及び構成は、図示した形状及び構成に限定されるものではない。

【0030】

中心部４１には、例えば、ステアリングシャフトとの干渉を回避するための開口部４１ａ、エアバッグモジュールの固定ピンとの干渉を回避するための開口部４１ｂ、ボス部３の位置決め用の貫通孔４１ｃ等が形成されていてもよい。腕部４２の先端には、リム部２を載置するための湾曲した受け部４２ａが形成される。

【0031】

連結部材５は、別部品によって構成された、リム部２、ボス部３及びスポーク部４を一体に連結するための部品である。連結部材５は、これらの部品を連結する機能及びエアバッグモジュールを固定する機能を有し、デザインの変更が大きな部品である。したがって、デザインの変更に柔軟に対応することができる繊維強化プラスチック等の樹脂材によって構成される。

【0032】

それに対して、リム部２、ボス部３及びスポーク部４は、デザインの変更が少ない部品であることから、数種類のデザインの部品を用意しておくことにより、これらの部品の標準化を図ることができる。

【0033】

また、連結部材５は、例えば、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示したように、スポーク部４を被覆する本体部５１と、リム部２が挿通される筒状の保持部５２と、エアバッグモジュールを取り付け可能な取付部５３と、を備えている。本体部５１は、スポーク部４と実質的に同じ形状を有しており、中心部５１ａ及び腕部５１ｂを備えている。保持部５２は、一対の腕部５１ｂの両端に配置される。

【0034】

中心部５１ａには、ステアリングシャフトとの干渉を回避するための開口部５１ｃが形成されていてもよい。取付部５３は、中心部５１ａに配置されており、エアバッグモジュールの固定ピンの配置に応じて取付部５３を配置するための拡張部５１ｄが形成される。

【0035】

本実施形態では、位相が９０度、１８０度、２７０度の位置にスナップイン構造の固定ピンが配置されている場合を想定している。なお、図では、固定ピンに挿通されるコイルスプリング５４を取付部５３に配置した状態を図示してある。

【0036】

取付部５３の配置や形状は、取り付けられるエアバッグモジュールの構成によりデザインが異なることが多く、エアバッグモジュールの構成に応じて取付部５３の配置や形状が設定される。例えば、固定ピンがフック構造の場合には、それに対応した形状の取付部５３が配置される。

【0037】

腕部５１ｂは、例えば、長手方向に沿って形成された細長い開口部５１ｅと、開口部５１ｅに掛け渡されたＸ字状の補強部５１ｆと、を備えていてもよい。かかる構成により、補強部５１ｆの本数を増減させることにより、連結部材５の強度を調整することができる。すなわち、開口部５１ｅ及び補強部５１ｆは、強度を調整するための強度調整部を構成している。なお、強度調整部の構成は、図示した構成に限定されるものではない。例えば、補強部５１ｆは、格子形状やバー形状等であってもよい。

【0038】

上述した連結部材５は、例えば、リム部２、ボス部３及びスポーク部４を金型上で仮組みした後、金型に樹脂材を流し込むことによって成形される。なお、連結部材５を単体で形成した後、連結部材５に、リム部２、ボス部３及びスポーク部４を組み付けるようにしてもよい。

【0039】

次に、各部品の変形例について、図３（Ａ）～図５（Ｂ）を参照しつつ説明する。ここで、図３は、連結部材の変形例を示す図であり、（Ａ）は第一変形例、（Ｂ）は第二変形例、を示している。図４は、リム部の変形例を示す図であり、（Ａ）はリム部、（Ｂ）は連結状態、を示している。図５は、スポーク部の変形例を示す図であり、（Ａ）は第一変形例、（Ｂ）は第二変形例、を示している。

【0040】

図３（Ａ）に示した連結部材５の第一変形例は、強度調整部を構成する補強部５１ｆの本数を増やしたものである。具体的には、補強部５１ｆを二つのＸ字状に形成したものである。このように、補強部５１ｆの本数を増やすことによって、連結部材５の強度を向上させることができる。

【0041】

図３（Ｂ）に示した連結部材５の第二変形例は、取付部５３の配置が異なるものである。第二変形例では、位相が４５度、１８０度、３１５度の位置にスナップイン構造の固定ピンが配置されている場合を想定している。このように、エアバッグモジュールの構成に応じて取付部５３の配置が設定され、それに応じて拡張部５１ｄが形成される。かかるデザイン変更であっても、連結部材５は樹脂製であることから、容易に製造することができる。

【0042】

図４（Ａ）に示したリム部２の変形例は、リム部２を分割構造にしたものである。具体的には、リム部２は、半円弧形状の第一リム部２１と第二リム部２２とに分割可能に構成されている。本変形例では、第二リム部２２の両端部を第一リム部２１の両端部に挿入することによって連結可能に構成されている。

【0043】

図４（Ｂ）に示したように、第二リム部２２は運転者側に配置され、第一リム部２１はインストルメントパネル側に配置される。したがって、第二リム部２２は、車両衝突時等に運転者が接触する可能性があることから、第一リム部２１によりも柔らかい金属により構成してもよい。第一リム部２１及び第二リム部２２を構成する材料は、同種の金属で強度が異なる材料であってもよいし、異なる金属で強度が異なる材料であってもよい。

【0044】

図５（Ａ）に示したスポーク部４の第一変形例は、中心部５１ａに対して、手前側の中心角が１８０度未満となるように腕部５１ｂを配置したものである。腕部５１ｂの配置及び形状は、ステアリングホイールのデザインによって設定されるものであり、図示したように、スポーク部４の配置が異なる場合もある。

【0045】

図５（Ｂ）に示したスポーク部４の第二変形例は、腕部５１ｂを別部品により構成したものである。このように、スポーク部４を一つの中心部５１ａ及び一本の腕部５１ｂで構成された部品の組み合わせによって形成することにより、ステアリングホイールのデザインに応じて、スポーク部４の本数を選択し、任意の中心角で配置することができ、より標準化を図ることができる。

【0046】

次に、本発明の第二実施形態に係るステアリングホイールの芯金構造１について、図６を参照しつつ説明する。ここで、図６は、本発明の第二実施形態に係るステアリングホイールの芯金構造を示す部品展開図である。なお、上述した第一実施形態と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

【0047】

図６に示した第二実施形態は、ボス部３とスポーク部４とを一体に形成したものである。このように、ボス部３とスポーク部４とは、必ずしも別部品である必要はない。一体に形成したボス部３及びスポーク部４は、例えば、高張力鋼やマグネシウム合金等の高強度の金属により構成される。かかる構成によれば、第一実施形態と比較して部品点数を減らすことができる。

【0048】

上述した第一実施形態及び第二実施形態に係るステアリングホイールの芯金構造１によれば、少なくともリム部２とスポーク部４とを別部品とし、これらを連結部材５で連結したことにより、各部品に求められる機能に応じた材料で芯金構造１を形成することができ、マグネシウム合金の使用量を低減することができる。

【0049】

また、連結部材５を樹脂製としたことにより、デザインの変更が少ないリム部２及びスポーク部４を標準化し、デザインの変更が多い部分を連結部材５で調整することができる。したがって、本実施形態によれば、芯金構造１の標準化を図り、生産効率の向上及び製造条件の緩和を図ることができる。

【0050】

本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0051】

１ 芯金構造
２ リム部
３ ボス部
４ スポーク部
５ 連結部材
２１ 第一リム部
２２ 第二リム部
３１ 突起
４１ 中心部
４１ａ，４１ｂ 開口部
４１ｃ 貫通孔
４２ 腕部
４２ａ 受け部
５１ 本体部
５１ａ 中心部
５１ｂ 腕部
５１ｃ，５１ｅ 開口部
５１ｄ 拡張部
５１ｆ 補強部
５２ 保持部
５３ 取付部
５４ コイルスプリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】