(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルに取り付けられる質量体であって、
金属製の平板状の板材が曲げ加工により棒状とされ、折り返されて他の部分に重ねられた縁部の仮想延長面に沿って、前記他の部分の一部が位置する
ことを特徴とする質量体。
【請求項２】
板材は、矩形状をなし、少なくとも長手方向に沿った縁部が折り返されて他の部分に重ねられ、
全体として断面多角形をなす
ことを特徴とする請求項１記載の質量体。
【請求項３】
把持操作部と、
この把持操作部に取り付けられた請求項１または２記載の質量体と
を具備することを特徴とするハンドル。
【請求項４】
把持操作部は、収容部を設けた芯材と、この芯材を覆う被覆部とを備え、
質量体は、前記収容部に少なくとも一部が収容されて取り付けられる
ことを特徴とする請求項３記載のハンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドルに備えられる質量体及びハンドルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車、モーターボートなどに使用されるハンドルであるステアリングホイールは、回転軸に支持され、所望の方向に舵角を定める操縦操作に用いられている。そしてこのステアリングホイールは、把持操作部を回転操作する際、回転方向(円周方向)の特定箇所に質量の集中する箇所が存在すると、振動に対する特性や操作性・操作感に影響を生じる。
【０００３】
近年、車両の軽量化が燃費効率に好影響を与える点を考慮して、ステアリングホイールに使用する材料も見直され、ハブコアと呼ばれる芯材も、従来の鋼材の丸棒やパイプ素材から、アルミニウム合金、マグネシウム合金などの低比重の金属へと切り替わっている。
【０００４】
円環をなすグリップ部をスポーク部によりステアリングシャフトに連結するステアリングホイールについて、メータ類の視認性、操作性及び意匠性を考慮して、一般に、スポーク部は下方に偏在して多くの場合３本または４本設定される。そこで、一般に、ステアリングホイールの重心はグリップ部の中心より下方にあり、上方の質量は下方に比べて極度に小さくなっている。
【０００５】
この点、グリップ部に、付加ウエイトあるいは錘などと呼ばれる質量体を取り付ける構成が知られている。例えば、中空体とした芯金の上方部分の内部に錘を設置して、質量バランスを向上した構成が知られている(例えば、特許文献１参照)。また、グリップ部の左右両側のそれぞれ中心角略９０度の範囲で、断面コ字状の芯金に付加ウエイトを圧入して固着し、重量差を生じさせることにより振動を抑制する構成が知られている(例えば、特許文献２参照)。また、これら錘及び付加ウエイトの質量体は、ステアリングホイールの機能上、通常はグリップ部の円弧形状に沿って長手方向に湾曲したアーチ状に形成されている。そして、特許文献１の質量体は、鉄、鉛、ニッケル、銅などを用い、例えば鋳造した鉄塊として製造されている。また、特許文献２の質量体は、芯金の凹陥形状に適合する断面矩形に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２７８０６１号公報  （第４頁、図１）
【特許文献２】実開昭６１−１１３０７７号公報  （第１−３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来のように、鋳造により質量体を製造する場合は、鉄塊(インゴット)を完全溶融状態に加熱し、鋳型に流し込んで冷却する、いわば高エネルギー消費型の工法を採ることになる。さらに、鋳造による場合は、冷却後の製品に、ランナーの切りおとし部や金型合せ部(パーティングライン)がボス状またはリブ状の小突起などを生じ、仕上げ工程が必要になって、全体としてコスト低減が難しい。
【０００８】
また、鋳造のほか、例えばダイスを用いて金属材料を直線棒状に押し出しまたは引き抜き成形し所定寸に切り出した棒材を、所定の断面形状で長手方向に湾曲した円弧形状にする鍛造による成形方法がある。しかしながら、これら引き抜き成形及び押し出し成形で品種切替を行う場合、１つのダイスで所定量の棒材を成形した後、成型機を止め、ダイスを交換して次の品種の成形を再開するとの工程が必要になる。そこで、安定して次品種の生産がされるまでの間に時間を要し、安定生産が可能になる、いわゆる軌道に乗るまでに成形した成形品も無駄となる。さらに、成形した長尺の棒材をウエイトに見合う長さの素材に切断した後、必要な形状にするための鍛造を行うが、この鍛造は、複数回の打撃により段階的に賦形して最終形状を得るため、複数品種を製造するためには多数の異なる鍛造型を用意する必要があり、初期投資や生産品種切替のコストが大きい。また鍛造の工程自体がなまし工程などを含み加熱冷却等を要するので、素材の投入からウエイトの完成まで時には数日に及ぶ長時間を要し、工程仕掛り品が大量に発生する。よって、多品種少量生産に適合せず、質量体の１回分の購入数量は１品種の１ロットを例えば約１０万個相当(約１０トン)としている。
【０００９】
このように、従来の方法で製造された質量体については、製造コストの低減が容易ではない。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、製造コストを容易に低減できる質量体及びハンドル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】
【００１１】
請求項１記載の質量体は、ハンドルに取り付けられる質量体であって、金属製の平板状の板材が曲げ加工により棒状とされ、折り返されて他の部分に重ねられた縁部の仮想延長面に沿って、前記他の部分の一部が位置するものである。
【００１２】
請求項２記載の質量体は、請求項１記載の質量体において、板材は、矩形状をなし、少なくとも長手方向に沿った縁部が折り返されて他の部分に重ねられ、全体として断面多角形をなすものである。
【００１３】
請求項３記載のハンドルは、把持操作部と、この把持操作部に取り付けられた請求項１または２記載の質量体とを具備するものである。
【００１４】
請求項４記載のハンドルは、請求項３記載のハンドルにおいて、把持操作部は、収容部を設けた芯材と、この芯材を覆う被覆部とを備え、質量体は、前記収容部に少なくとも一部が収容されて取り付けられるものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の質量体によれば、ハンドルに取り付けられる質量体について、金属製の平板状の板材を曲げ加工により棒状としたため、鋳造や鍛造に比べて、製造に要するエネルギーを削減できるとともに、製造設備を簡略化でき、少量生産時の製造コストを容易に削減できる。また、折り返されて他の部分に重ねられた縁部の仮想延長面に沿って、前記他の部分の一部が位置するため、平板状の板材を折り重ねて棒状とした質量体の外面に平面状の部分を形成し、全体として断面多角形の棒状の質量体と同様に利用することが容易になる。
【００１６】
請求項２記載の質量体によれば、請求項１記載の効果に加え、矩形状の板材を少なくとも長手方向に沿った縁部を折り返して他の部分に重ね、全体として断面多角形としたため、製造コストを低減しつつ、鋳造や鍛造により形成した中実な棒状の質量体と同様に利用できる。
【００１７】
請求項３記載のハンドルによれば、請求項１または２記載の質量体を備えたため、製造コストを低減しつつ、質量体により質量バランスを良好にしあるいは振動を抑制し、操作感を向上できる。
【００１８】
請求項４記載のハンドルによれば、請求項３記載の効果に加え、把持操作部の芯材に設けた収容部に少なくとも一部を収容して質量体を取り付けることにより、把持操作部に質量体を空間の効率良く配置し、把持操作部の質量バランスを良好にしあるいは振動を抑制し、操作感を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の質量体を備えたハンドルの一実施の形態を示す一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】同上質量体の製造工程を示す説明図である。
【図３】本発明の質量体の他の実施の形態を示す一部の斜視図である。
【図４】本発明の質量体のさらに他の実施の形態を示す一部の斜視図である。
【図５】本発明の質量体のさらに他の実施の形態を示す一部の斜視図である。
【図６】本発明の質量体のさらに他の実施の形態を示す一部の斜視図である。
【図７】本発明の質量体のさらに他の実施の形態を示す一部の斜視図である。
【図８】本発明の質量体のさらに他の実施の形態を示す一部の斜視図である。
【図９】本発明の質量体のさらに他の実施の形態を示す一部の斜視図である。
【図１０】本発明の質量体のさらに他の実施の形態を示す一部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の質量体及びハンドルの一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１において、１はハンドルとしてのステアリングホイールで、このステアリングホイール１は、ハンドル本体であるステアリングホイール本体２と、このステアリングホイール本体２の乗員側に装着されるパッドであるエアバッグ装置４となどを備えている。なお、ステアリングホイール１は、自動車の操向用シャフトである図示しないステアリングシャフトに装着され、このステアリングシャフトは、通常傾斜した状態で車両に備えられるものであるが、以下、エアバッグ装置４側である乗員側すなわち正面側を後側、乗員側の反対側すなわちステアリングシャフト側である車体側すなわち背面側を前側、前側上方のフロントガラス側を上側、後側下方を下側とし、また、ステアリングシャフトの軸芯を操作軸として説明する。
【００２２】
そして、ステアリングホイール本体２の全体形状は、略円環状をなし、グリップ部あるいはリング部などとも呼ばれる把持操作部としてのリム部５と、このリム部５の内側に位置するボス部６と、これらリム部５とボス部６とを連結する複数の、本実施の形態では３本のスポーク部７とを備えている。
【００２３】
また、このステアリングホイール本体２の構造は、芯材11、この芯材11の一部を覆う被覆部12、芯材11に取り付けられた質量体14、及び図示しない下カバー（ロアカバー）などを備えている。
【００２４】
そして、芯材11は、芯金あるいはハンドル芯金とも呼び得るもので、ステアリングホイール本体２の全体形状に応じて、リム芯金部15と、このリム芯金部15の内側に位置する図示しないボス芯金部（ボスプレート部）と、これらリム芯金部15とボス芯金部とを連結する複数の、本実施の形態では３本のスポーク芯金部17とを備えている。そして、リム芯金部15は、後側から見て円環状に形成されるとともに、前側から長手方向に沿って溝状に凹設された収容部18を有する断面略Ｕ字状に形成されている。また、スポーク芯金部17は、後側から見て、両側と下側とに配置されている。さらに、ボス芯金部は、ステアリングシャフトに締結固定される鋼鉄製のボス本体を備え、このボス本体をリム芯金部15及びスポーク芯金部17と一体をなすマグネシウム合金で鋳包むインサート成形法により、ボスプレートが他の芯材11の部分と一体にダイカスト成形されている。
【００２５】
また、被覆部12は、表皮などとも呼び得るもので、発泡ポリウレタン樹脂などの軟質の合成樹脂製で、リム部５の全体及びスポーク部７のリム部５側の一部を覆っている。
【００２６】
また、エアバッグ装置４は、ステアリングホイール本体２のボス部６の前側に取り付けられ、ステアリングホイール本体２のボス部６及びスポーク部７のボス部６側の一部を覆っている。このエアバッグ装置４は、膨張展開するエアバッグを収納した乗員保護装置であるとともに、押圧することによりホーンを吹鳴するホーンスイッチとなっている。
【００２７】
そして、質量体14は、錘、マス、ウェイト、あるいはバランスウェイトなどとも呼ばれるもので、スポーク部７が存在しないリム部５の上側部に配置され、慣性モーメントを大きくし、把持操作部品であるステアリングホイール１の質量バランスや共振特性を調整して、ステアリングホイール１の操作感を向上するようになっている。そして、この質量体14は、リム部５を補強する芯材であるリム芯金部15の内部すなわち収容部18に少なくとも一部が収容され、本実施の形態では一部が嵌合され、適宜アルミニウム製の粘着テープいわゆるアルミテープなどの固定手段で固定されるとともに、外側の全体が被覆部12により覆われて、ステアリングホイール本体２に取り付けられている。
【００２８】
次に、質量体14について詳細に説明する。
【００２９】
この質量体14は、全体としては、ステアリングホイール本体２のリム部５に沿った、すなわち、リム芯金部15の収容部18に沿って円弧状に湾曲した棒状で、断面多角形状、本実施の形態では、収容部18に嵌合可能な断面略台形状に形成されている。
【００３０】
そして、この質量体14は、基本的に、鋳造や鍛造により鉄塊を形成するのではなく、塑性変形可能な金属製の平板状の板材を曲げ加工であるプレス加工、ここでは順送りプレス成形により折り重ねて棒状に形成されている。
【００３１】
次に、図２を参照して、この質量体14のプレス加工による製造工程を説明する。
【００３２】
まず、図２(a)に示すように、金属製の板を所定の寸法の矩形状に切断して板材21を形成する。この板材21は、鉄板に亜鉛メッキ処理などの防錆処理を施した鋼板であり、左右の縁部22，23及び長手方向の端部24を切断して所定の寸法に形成される。
【００３３】
そして、図２(a)、(b)及び(c)に示すように、この板材21の左右の縁部22，23を、長手方向に沿って設定された第１の折り線25及び第２の折り線26で山折りして曲げ、最終的には１８０度曲げて、図２(d)に示すように、左右の縁部22，23を他の部分28の下面側に折り重ねる。この時、一側の縁部22と第１の折り線25までの距離Ｌ1が、他側の縁部23と第２の折り線26までの距離Ｌ2よりも大きくなるように設定され、すなわち左右の折り返した部分の寸法は互いに異なるように形成されている。
【００３４】
次に、図２(e)に示すように、板材21を、縁部22，23が重ねられていない他の部分28に長手方向に沿って設定された第３の折り線30により谷折りし、さらに、図２(f)に示すように、折り重ねて押圧する。この状態で、左右の縁部22，23の位置は上下に重ならず、第３の折り線30に対して一側の縁部22は他側の縁部23よりも近くなる。この図２(f)に示す状態で、板材21が略Ｗ字状に互いに積層された鋼板の層を、上から順にＡ層31、Ｂ層32、Ｃ層33、Ｄ層34と定義する。この図２(f)に示す状態では、各層31，32，33，34はほぼ平板状である。
【００３５】
次いで、この板材21をプレスし、一方の縁部22とその近傍を押し下げつぶすように変形させる。より詳細には、Ａ層31、Ｂ層32及びＣ層33の、Ｄ層34に重ならない部分、いわばオーバーハング部を変形させるとともに、Ｂ層32及びＣ層33のＡ層31に重ならない部分を変形させ、図２(g)に示すように、断面略台形状、いわば断面略砲弾形の直棒を形成する。すなわち、この状態で、最上層となるＡ層31の上面の仮想延長面は、第３の折り線30に向かい、最下層となるＤ層34の下面の仮想延長面は、Ｃ層33の下面の下面に沿うようになり、互いに傾斜した上面と下面とを有する断面略台形の直線状の棒状となる。
【００３６】
そして、この直線状の棒状をさらに長手方向に沿って所定曲率で円弧状に曲げ、いわばＲ曲げ加工を行い、図２(h)に示すように、ステアリングホイール１のリム部５の曲率に整合するアーチ状とすることにより、質量体14が完成する。
【００３７】
そして、この質量体14は、傾斜した上面と下面とを収容部18の内面に接触させるようにして、芯材11のリム芯金部15の所定位置の収容部18に嵌合され、粘着テープなどの固定手段で芯材11に固定した状態で、芯材11とともに型に装着され、軟質樹脂をオーバーモールドすることにより被覆部12に覆われて外部に露出しない状態となる。この状態で、把持操作部であるリム部５の所定位置に所定長に沿って質量体14を備えたステアリングホイール１が構成される。
【００３８】
このように、本実施の形態によれば、ステアリングホイール１に取り付けられる質量体14について、単純な形状の板材を曲げ加工により所望断面近似の棒状の質量体14とし、ここでは、金属製の平板状の１枚の板材21をプレス加工により折り重ねて棒状の質量体14としたため、鋳造や鍛造により鉄塊を製造する構成に比べて、加工が容易で製造に要するエネルギーを削減できるとともに、製造設備を簡略化して汎用性を向上でき、少量多品種生産時の製造コストを容易に削減できる。
【００３９】
また、この質量体14は、矩形状の板材21の長手方向に沿った縁部22，23を折り返して他の部分28に重ね合わせ、断面略多角形状の棒状としたため、製造コストを低減しつつ、鋳造や鍛造により形成した中実な棒状の質量体と同様に利用できる。
【００４０】
さらに、この質量体14は、折り返されて他の部分28に重ねられた縁部23の仮想延長面に沿って、他の部分28の一部が位置するように屈曲したため、平板状の板材21を折り重ねて棒状とした質量体14の外面に平面状の部分を形成し、全体として断面多角形の棒状の質量体と同様に利用することが容易になる。特に、最初の曲げ加工の際に、左右の縁部22，23を曲げる長さを変えたため、上下の面が互いに傾斜した断面略台形状を容易に形成でき、リム芯金部15に凹設した収容部18に嵌合する形状を容易に形成できる。
【００４１】
また、質量体14を構成する板材21は、亜鉛メッキ処理等の防錆処理を予め施した鋼板を用いることにより、コストを低減しつつ、ステアリングホイール１の品質を向上できる。すなわち、板材21は、左右の縁部22，23を含む４辺が切断され、原材が露出する箇所が生じるものの、他の主要部の全てが防錆処理の恩恵を受け、錆の発生を極小に抑えられる。そこで、例えば、賦形完了後に全体に防錆処理を施す必要がある鍛造に比べて、脱脂洗浄などの前処理を含めコストを要する防錆処理を省略できる。そして、錆びた芯材を型にいれて軟質樹脂をオーバーモールドすると、成形品であるステアリングホイール１の表面に錆びが浮き出す可能性があるが、この質量体14では、錆びた素材を工程内に持ち込まず、原材料の防錆処理が最終製品にも利用可能な状態で質量体14を製作できる点で、コストを低減しつつ、ステアリングホイール１の品質を向上できる。なお、板材21は、亜鉛メッキ鋼板の他、塑性変形可能な素材でれば、冷間圧延鋼板(SPCC)などの鉄板、ステンレス板、マグネシウム板を用い、あるいは、プレス加工の後にメッキ処理を施すこともできる。
【００４２】
そして、このような質量体14を備えたステアリングホイール１は、製造コストを低減しつつ、質量体14により質量バランスすなわち回転バランスを良好にしあるいは共振周波数を高めて振動を抑制し、操作感を向上できる。また、リム部５のリム芯金部15に設けた収容部18に少なくとも一部を収容して質量体14を取り付けることにより、リム部５に質量体14を空間の効率良く配置し、リム部５の質量バランスを良好にしあるいは振動を抑制し、操作感を向上できる。このように、質量体14により回転バランスの向上及び振動の抑制を実現して操作感を向上できるため、ステアリングホイール１のさらなる軽量化を図ることもできる。
【００４３】
なお、質量体14の折り形状すなわち板材21をプレス加工した形状は、図１に示すように３箇所の折り線25，26，30で略Ｗ字状に折曲した構成に限られない。折り線の数や位置は、板材21の厚さ、収容部18の形状、あるいは必要とされる質量に応じて変更可能であり、例えば、図２に示す構成に対して、第１の折り線25を設定せずに折り線の数を減らし、図３に示すように、２箇所の折り線26，30のみを有したいわば略Ｓ字状の形状とすることができる。また、折り線の数を増やし、図４に示すように、第１の折り線25と一側の縁部22との間に２箇所の折り線41，42を形成することもできる。さらに、折り畳んだ形状は、断面略台形状の他、図５に示すように、略菱形近似の断面形状とすることもできる。この図５に示す構成では、図４の構成に加え、第２の折り線の他側の縁部23側にさらに１箇所の折り線44が設定されている。
【００４４】
また、質量体14は、折り線に沿って１８０度折り返すように曲げる他、ロール状に折り畳むこともできる。例えば、図６に示すように、一側の縁部22の近傍に設定した折り線46で１８０度折り返した後、この折り返した部分を中心として、密に巻回しながら約９０度ずつ折曲し、断面四角状例えば断面矩形状に折り畳むこともできる。また、図７に示すように、板材21同士の間に隙間51を設けながら巻回して折り畳み、断面略台形状とし、あるいは、図８に示すように、断面略三角状とすることもできる。さらに、図９に示すように、少なくとも外周部には明確な折り線を設けずに、断面円形状に折り畳むこともできる。
【００４５】
さらに、質量体14は、１枚の板材21で構成する他、板材21に他の部材を組み合わせて構成することもできる。例えば、図１０に示すように、第２の部材として板材21とは厚さの異なる板状の鋼板芯55を板材21に組み合わせて用いることができる。この鋼板芯55は、第１の板材21よりも厚さ寸法が大きい板状で、図２に示す構成おけるＢ層32とＣ層33との間に挟持して固定されている。また、この構成では、板材21と鋼板芯55との境界部分に打ち込み痕56を付け、これら板材21と鋼板芯55との密着性を向上し、強固に連結している。また、第２の部材は、板状のものに限られず、丸棒、四角あるいは六角などの多角形状の角棒を、１本あるいは所定間隔で配置された複数本用い、これら第２の部材を板材21で挟んで潰すようにプレス加工を施し、所望の形状に近似の断面形状を有する質量体14を容易に形成できる。このようにして、安価に少量から用意できる規格化された丸棒や角棒などを用い、特定の形状の収容部18に適合する形状で所定の質量を有する質量体14を容易に安価に製造できる。
【００４６】
また、上記の実施の形態では、質量体14は、収容部18に嵌合した上、アルミテープを貼り付け、さらに、被覆部12で覆ってステアリングホイール１へ取り付けたが、この構成に限られず、例えば、アルミテープなどの別体の固定手段を用いずに、質量体14を収容部18に圧入などして固定することもできる。
【００４７】
また、これら質量体14を取り付けるハンドルは、円環状のリム部５と３本のスポーク部７を備えた自動車のステアリングホイール１に限られるものではない。例えば、スポーク部７すなわちスポーク芯金部17は、３本の構成の他、１本、２本、あるいは４本以上とすることもできる。また、モーターボートなど他の乗り物のハンドルに適用することもできる。また、リム部の一部あるいは全部が円弧状ではなく直線状などに形成されたハンドルに適用することもできる。また、被覆部12は、インサート成形の他、予め形成した部材を取り付けることもできる。また、ハンドルの形状に応じて、質量体14は、リム部５の上側部以外の適宜の場所に取り付けることもできる。さらに、質量体14は、スポーク部７あるいはボス部６などリム部５ではない位置に配置することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、例えば、自動車のステアリングホイールに備えられる質量体に関する。
【符号の説明】
【００４９】
１    ハンドルとしてのステアリングホイール
５    把持操作部としてのリム部
11    芯材
12    被覆部
14    質量体
18    収容部
21    板材
22    縁部
23    縁部
28    他の部分
【図１】
0005642985.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005642985.tif 000008
【図８】
0005642985.tif 000009
【図９】
0005642985.tif 000010
【図１０】
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