(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵の際に把持するリム部と、自動車本体に固定されるボス部と、前記ボス部とリム部とを結合するスポーク部とを有する自動車用運転ハンドルにおいて、前記リム部は、中心部に金属性の第一芯材があり、当該第一芯材の周囲を樹脂性の第二芯材が取りまき、さらに第二芯材の周囲を前記第二芯材よりも軟質の樹脂が取り巻いており、第一芯材と第二芯材との間には空隙が形成されており、
前記第一芯材には、第二芯材の第一芯材に対する相対的移動を阻止する固定部を備えられていることを特徴とする自動車用運転ハンドル。
【請求項２】
第二芯材は、第二芯材の外郭を構成する外郭部と、当該外郭部の内面にあって第一芯材と接する支持部とを有し、当該支持部が第一芯材と部分的に接していて外郭部の内面側と第一芯材との間には空隙が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用運転ハンドル。
【請求項３】
前記第二芯材は、支持部を複数有し、支持部はそれぞれ平行に配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用運転ハンドル。
【請求項４】
前記第二芯材は前記支持部と平行に配された保持部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動車用運転ハンドル。
【請求項５】
前記第一芯材には、溝又はリブが設けられ、第二芯材の一部が前記溝又はリブと係合していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自動車用運転ハンドル。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の自動車用運転ハンドルを製造する方法において、金属製の第一芯材を製作する工程と、樹脂製の第二芯材を製作する工程と、第一芯材と第二芯材とを結合して合成芯材を形成する工程と、前記合成芯材を射出成形型に設置し、成形型のキャビティに樹脂を充填して合成芯材の周囲に樹脂を設ける工程を備えたことを特徴とする自動車用運転ハンドルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の運転ハンドル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、運転ハンドル（以下、単にハンドルと称する）が設けられ、運転者はハンドルを手で保持して自動車を操舵する。
この様に、ハンドルは運転者が手で操作するものであるから、触感が優れていることが大切であり、そのため、柔軟性を有していることが品質上の重要項目である。さらに、ハンドルは、手に対して適度なグリップ力があることが望ましい。
【０００３】
また、ハンドルは前記した様に手で保持して回転させるものであり、且つ頻繁に回転方向を変えるものであるから、慣性モーメントが小さいことが望ましい。そのため、ハンドルは重量が軽いことが望ましいといえる。即ち、ハンドルは操作性の点から重量が軽いことが望ましい。
また、自動車の全体重量を軽減させる目的からも、ハンドルは重量が軽いことが望ましい。即ち、ハンドルは燃費向上という観点からも重量が軽いことが望ましい。
そのため、ハンドルは触感に優れ、グリップ力があり、さらに軽いという品質が要求される。
【０００４】
この要求に応えるため、従来技術におけるハンドルは、鋼やアルミニウムなどの金属を芯材とし、その芯材の周りを発泡ウレタン樹脂が取り巻く構造が採用されている。
この種のハンドルの製造方法は、金属芯材を一体発泡成形型に装着し、この状態の成形型にポリオールとポリイソシアネートの混合物を注入し、成形型内で原料の反応を進めて発泡ウレタン樹脂を形成させ、発泡ウレタン樹脂と芯材とを一体化させる方策が採用されていた。
【０００５】
また、さらなる軽量化を図る方策として、鋼やアルミニウムを素材とする芯材に代わって、より軽いマグネシウム合金を芯材として採用するものが特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００２−５４２９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発泡ウレタン樹脂は、適度にやわらかく、且つしっとりとした触感があり、さらに人の皮膚との間で相当のグリップ力を発揮する。また、発泡ウレタン樹脂は軽い。したがって、前記した様な金属を芯材とし、その芯材の周りを発泡ウレタン樹脂が取り巻く構造のハンドルは、触感に優れ、グリップ力があり、さらに軽いという要求品質を満足するものであり、性能上は申し分がない。
しかしながら、上記した構造のハンドルは、製造に手間が掛かるという問題や、材料の歩留りが悪いという問題がある。
【０００８】
前記した構造のハンドルは、金属芯材を一体発泡成形型に装着し、この状態の成形型にポリオールとポリイソシアネートの混合物を注入し、成形型内で原料の反応を進めて発泡ウレタン樹脂を形成させて製造するが、成形時に無駄部分（所謂バリ）が広範囲に形成される。
即ち、成形型に注入されるウレタン原料（ポリオールとポリイソシアネートの混合物）は粘度が低く、且つ反応が進むに従って発泡剤が発泡して体積が膨張するので、成形品の周囲に広範囲にバリができてしまう。
そのため、後工程によって、バリを取り除く必要があり、製造に手間が掛かる。また、ウレタン樹脂は、熱硬化性樹脂であるために再利用が困難であるから、バリの部分は廃棄せざるを得ず、原料の歩留りが悪い。
その結果、発泡ウレタン樹脂を樹脂層として用いた場合、製造コストを効率的に低減することが困難であった。
【０００９】
そこで、本発明者らは、バリ取りの手間を省き、且つ原料の歩留りを上昇させるために、射出成形によって芯材の周囲に樹脂層を設ける方策を模索し、実験を進めた。
ところが、従来のハンドルと同等の触感と柔軟性及び強度を発揮させることができ、且つ射出成形に利用可能な樹脂は、限られたものとなり、選択枝が少ない。そして、上記した要求を満足する樹脂は、発泡ウレタン樹脂よりも重いものが多い。
そのため、出来上がったハンドルは、従来技術のハンドルよりも重量が増して軽量化の目的に反する結果となる。
【００１０】
そこで、本発明では、触感に優れ、グリップ力があり、さらに軽いという要求品質を満足し、さらに製造に手間が掛からず、且つ材料の歩留りが良い自動車用運転ハンドル及びその製造方法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】
上記課題を解決するための、請求項１に記載の発明は、操舵の際に把持するリム部と、自動車本体に固定されるボス部と、前記ボス部とリム部とを結合するスポーク部とを有する自動車用運転ハンドルにおいて、前記リム部は、中心部に金属性の第一芯材があり、当該第一芯材の周囲を樹脂性の第二芯材が取りまき、さらに第二芯材の周囲を前記第二芯材よりも軟質の樹脂が取り巻いており、第一芯材と第二芯材との間には空隙が形成されており、前記第一芯材には、第二芯材の第一芯材に対する相対的移動を阻止する固定部を備えられていることを特徴とする自動車用運転ハンドルである。
【００１２】
本発明の自動車用運転ハンドルは、第一芯材と第二芯材との間には空隙が形成されていることから、樹脂の実質使用量を減らすことができ、ハンドルの軽量化を図ることができる。また、軟質の樹脂を用いていることから、運転者がリム部を握った際に握りやすく、触感が優れる。従って、本発明によれば、軽量化を図りつつ、柔軟性を備えた構成とすることができる。
また本発明の自動車用運転ハンドルは、射出成形によって製造することができるので、製造工程の自動化と、歩留りの向上を図ることができる。
【００１３】
さらに、本発明の自動車用運転ハンドルは、前記第一芯材に第二芯材の第一芯材に対する相対的移動を阻止する固定部を備えられていることから、車輌を操舵する際に第一芯材に対し、第二芯材がずれてしまう不具合が防止される。これにより、ハンドル制御が容易となる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、第二芯材は、第二芯材の外郭を構成する外郭部と、当該外郭部の内面にあって第一芯材と接する支持部とを有し、当該支持部が第一芯材と部分的に接していて外郭部の内面側と第一芯材との間には空隙が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用運転ハンドルである。
【００１５】
第二芯材における外郭部の内側に配された支持部と部分的に接するように第一芯材を配置するため、第一芯材の位置決めが容易である。また、第一芯材の位置決めにより、外郭部と第一芯材との間に空隙の形成が容易となるため、作業効率が高い。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記第二芯材は、支持部を複数有し、支持部はそれぞれ平行に配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用運転ハンドルである。
【００１７】
本発明の自動車用運転ハンドルは、複数の支持部が平行に配されていることから、樹脂の成形の際に第一芯材の配置の維持が容易となり、作業効率がより向上する。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記第二芯材は前記支持部と平行に配された保持部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動車用運転ハンドルである。
【００１９】
本発明の自動車用運転ハンドルは、前記支持部と平行に配された保持部を有し、第一芯材と第二芯材との間の空隙を維持するため、強度が向上する。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、前記第一芯材には、溝又はリブが設けられ、第二芯材の一部が前記溝又はリブと係合していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自動車用運転ハンドルである。
【００２１】
本発明の自動車用運転ハンドルは、第一芯材の溝又はリブに第二芯材の一部が係合しているので、車輌を操舵する際に第一芯材に対し、第二芯材がずれてしまう不具合が防止される。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の自動車用運転ハンドルを製造する方法において、金属製の第一芯材を製作する工程と、樹脂製の第二芯材を製作する工程と、第一芯材と第二芯材とを結合して合成芯材を形成する工程と、前記合成芯材を射出成形型に設置し、成形型のキャビティに樹脂を充填して合成芯材の周囲に樹脂を設ける工程を備えたことを特徴とする自動車用運転ハンドルの製造方法である。
【００２３】
本発明の自動車用運転ハンドルの製造方法は、射出成形によってハンドルを製造するものであるから、製造工程の自動化と、歩留りの向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の自動車用運転ハンドルでは、第一芯材と第二芯材との間に空隙を有する構成であるため、樹脂層として要する樹脂の量を減らすことができる。これにより、比重が大きい素材を用いても、軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る自動車用運転ハンドルを車輌に貼り付けた状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る自動車用運転ハンドルの平面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る合成芯材全体の分解斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ面で切断したリム部の断面図である。
【図５】図３の合成芯材の部分拡大図である。
【図６】射出成形の工程図である。
【図７】射出成形後のリム部の断面図である。
【図８】図２とは異なる形態のリム部の断面図である。
【図９】リム部の第二芯材の変形例の分解斜視図である。
【図１０】図３とは異なる形態の合成芯材の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態に係るハンドル１について図面を用いて説明する。
【００２７】
ハンドル１は、図１に示すように、車輌室内の前方側にあって、インストルメントパネル２側に配されている。具体的には、ハンドル１はステアリングコラム３に配されたステアリングシャフト（図示しない）に装着されており、そのステアリングシャフトの軸周りに回転可能に装着されて、車輌の操舵機能を有するものである。
【００２８】
ハンドル１は、図２に示すように、ステアリングシャフトに一体的に装着されるボス部４と、運転者が手で把持するリム部５と、ボス部４とリム部５との間を繋ぎ運転者がリム部５に作用した力をボス部４に伝導するスポーク部６とを有する。
【００２９】
本実施形態におけるハンドル１のリム部５は、図２のように環形状に形成された部分である。また、リム部５は、図３に示すように、３箇所でスポーク部６と結合されている。
具体的には、リム部５は、図４に示すように、断面形状がほぼ円形であって、運転者が難なく握ることができる程度の断面の大きさを有している。具体的には、外径が３．０〜４．０ｃｍに設計されている。また、リム部５は、第１芯材７と、第１芯材７の周囲に位置する第２芯材８と、さらにその周囲を取り巻く樹脂層９より成る３層構造となっている。
【００３０】
また、本実施形態では、第１芯材７と、第２芯材８とは機械的に一体化して合成芯材３０を構成している。そして第１芯材７は、リム部５の断面の中心に位置し、第２芯材８は、第１芯材７の周囲に位置する。
ここで、第１芯材７は、鋼、アルミ合金、マグネシウム合金、チタン等の金属によって作られている。第１芯材７は、ダイカスト工法、鋳造、プレス、溶接構造等の公知の方法によって成形されたものである。
第１芯材７は、図３に示す様に、円環状の第一リム芯部２０と、３本の第一スポーク芯部２１が一体化されたものである。
【００３１】
第１芯材７の第一リム芯部２０は、断面形状が直径１０ｍｍ程度のほぼ円形であり、また、その全体的外観は直径３０ｃｍ程度の円形の環形状である。第１芯材７は、軸線方向に延びた２つの溝状の固定部１０を有している。本実施形態では、２つの溝状の固定部１０は、それぞれ環状に繋がっている。
２つの固定部１０は、第１芯材７の表面に形成され、円（断面）の中心を挟んで直径上に配されている。また２つの固定部１０を結ぶ直線は、ハンドル１を自動車に装着した姿勢を基準として、ステアリングコラム３の軸方向と略平行である。
そして、固定部１０には、後述する第２芯材８の一部が係合する。
【００３２】
次に、第２芯材について説明する。第２芯材８は、ポリプロピレン等の比較的高強度を有する合成樹脂を素材とし、射出成形等の公知の方法によって製造される。
【００３３】
第２芯材８は、２つの部材を合わせて構成されるものであって、図３に示すように、上部芯材１１と下部芯材１２を有している。上部芯材１１と下部芯材１２はそれぞれ、円環状の第二リム芯部２２と、スポーク部の一部を構成する第二スポーク芯部２３が一体化されたものである。
また、第二リム芯部２２は、図５の様に、外郭を形成する外殻部１３と、外殻部１３の内側に位置し第１芯材７と当接する支持部１４及び保持部１５とを有している。
なお、上部芯材１１と下部芯材１２はほぼ同じ構成であるため、以下においては、上部芯材１１を説明して、下部芯材１２の説明を省略する。
【００３４】
外殻部１３は、断面形状が半円状である。また外殻部１３の全体形状を上側から観察すると、図３の様に円環状である。
外殻部１３の円の中心を結んだ線によって構成される環円の直径Ｄは、前記した第１芯材７の第一リム芯部２０の中心を通る結んだ線によって構成される円の直径ｄと等しい。
支持部１４は、外殻部１３の内壁から法線方向に内側に向かって張り出したリブであり、外殻部１３が形成する環形状に沿って環状に延伸している。支持部１４は、外殻部１３における円弧のほぼ中央に位置し、張り出し長さは外郭部１３の半径よりも短い。具体的には、支持部１４の張り出し長さは、第１芯材７を第２芯材８の中心に配置した際に、支持部１４の張り出した先端側が前記した第１芯材７の固定部１０に嵌り込む程度の長さである。
【００３５】
保持部１５は、外殻部１３の内壁から内側に向かって張り出しており、支持部１４の側面に平行に配されている。具体的には、保持部１５は、支持部１４を挟んで対向する位置に２つ設けられ、その２つの保持部１５は、一方に対して所定の間隔（本実施形態では第１芯材７の直径程度）を空けて配されている。即ち、支持部１４と保持部１５との間、及び、保持部１５と外殻部１３との間には空隙３１が形成されている。また、保持部１５の張り出し長さは、支持部１４の張り出し長さより長く、上部芯材１１と下部芯材１２とを合わせた際に、上部芯材１１の保持部１５の先端と下部芯材１２の保持部１５の先端が当接する程度の長さである。
【００３６】
また、上部芯材１１の第二スポーク芯部２３には、溝２５が設けられている。
また、上部芯材１１は下部芯材１２と係合する係合部（図示せず）を有している。
第２芯材８は、上部芯材１１と下部芯材１２とが対掌的に合わされ、図示しない係合部を係合して一体化されたものである。
【００３７】
また、合成芯材３０は、第１芯材７を第２芯材８の中心に内包したものである。即ち、第１芯材７は、第２芯材８の中心にあり、第１芯材７の上部（図３基準）側の溝状の固定部１０に、上部芯材１１の支持部１４の先端が嵌合している。
同様に、第１芯材７の下部（図３基準）側の溝状の固定部１０に、下部芯材１２の支持部１４の先端が嵌合している。
さらに、第１芯材７の第一スポーク芯部２１が、上部芯材１１及び上部芯材１２の第二スポーク芯部２３の溝２５に嵌合している。
また、上部芯材１１と上部芯材１２とは前記した係合部（図示せず）の係合によって機械的に一体化している。
上部芯材１１と下部芯材１２の外殻部１３を合わせると、ほぼ筒状を形成する。
【００３８】
樹脂層（樹脂）９は、第２芯材８の周囲を覆うように設けられている。樹脂層９は、熱可塑性エラストマーが採用されており、具体的にはオレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー等である。樹脂層９を構成する熱可塑性エラストマーは、第二芯材８よりも軟質の樹脂が選定される。
【００３９】
次に上記したハンドル１の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００４０】
第一芯材７は前記した様に、ダイカスト成形など公知の成形方法によって成形する。また、第二芯材８は射出成形など公知の成形方法によって成形する。そして、図５に示すように、以下の手順で第一芯材７と第二芯材８から構成される合成芯材３０を組み立てる。まず、下部芯材１２を所定の治具（図示せず）に設置し、その下部芯材１２の支持部１４と第一芯材７の固定部１０が係合するように第一芯材７を配置する。さらにその第一芯材７の他方の固定部１０に上部芯材１１の支持部１４が係合するように、上部芯材１１を設置する。
【００４１】
このようにして組み立てた合成芯材３０を図６に示すように射出成形用の金型１７に装着し、当該金型１７に溶融状の樹脂を射出充填する。その結果、図７のように、第一芯材７の周囲を第二芯材８が取り巻き、更に第二芯の周囲を樹脂層９が取り巻くリム部５を備えたハンドル１が成形される。また製造されたハンドル１は、第一芯材７と第二芯材８の外郭部１３との間に空隙３１がある。これにより、第一芯材７と第二芯材８との間に空隙３１を維持しつつ、樹脂層９を成形可能となり、軽量で握りやすい自動車ハンドルの提供が可能となる。
【００４２】
上記した実施形態では、第一芯材７の断面形状を円状に示したが、本発明はこれに限定される訳ではなく、多くの形状に適用できる。例えば、断面形状が長方形でも良いし、図８の様に円の両側面が切り欠きされていても良い。図８に示す実施形態では、第一芯材７の側面に平面部３３があり、保持部１５は、外殻部１３の内壁から内側に向かって張り出しており、支持部１４の側面に平行に配されている。具体的には、保持部１５の側面が当該平面部３３に当接している。従って、本実施形態では保持部１５が支持部としても機能している。
【００４３】
上記した実施形態では、第二芯材８にリブ状の支持部１４を付しているが、本発明はこれに限定される訳ではなく、第一芯材７にリブ状の突起を設け、この先端を外郭部の１３の内面に当接させてもよい。
【００４４】
上記した実施形態では、２つの保持部１５が配されているが、本発明はこれに限定される訳ではなく、保持部１５の本数は何本でもよい。例えば、図８のように４本でも良い。
【００４５】
上記した実施形態では、第一芯材７の固定部１０を溝にし、第二芯材８の支持部１４と係合することで固定したが、本発明はこれに限定される訳ではなく、第一芯材７と第二芯材８とを係合し、一定の空隙を維持しつつ、第二芯材８に対して第一芯材７を固定できれば良いので、例えば、図８の様に第一芯材７を第二芯材８の２本の保持部１５で挟むことで固定してもよい。
【００４６】
上記した実施形態では、別々の上部芯材１１と下部芯材１２を接合させているが、本発明はこれに限定される訳ではなく、図９のように予め上部芯材１１と下部芯材１２が部分的に接続したものに成形し、接続部を支点として覆い被せて用いてもよい。
【００４７】
上記した実施形態では、リム部５の全体が同一の断面形状であるが、本発明はこれに限定される訳ではなく、図１０のように、リム部５の一部が実施形態の構成をしていてもよい。
【００４８】
上記した実施形態では、リム部５全体に固定部１０を有しているが、本発明はこれに限定される訳ではなく、リム部５の一部が固定部１０を有していてもよい。例えば、図１０の様にある一定の間隔で固定部１０を有していても良い。
【符号の説明】
【００４９】
１  ハンドル（自動車用運転ハンドル）
４  ボス部
５  リム部
６  スポーク部
７  第一芯材
８  第二芯材
９  樹脂層
１０  固定部
１３  外郭部
１４  支持部
１５  保持部
３０  合成芯材
３１  空隙
【図１】
0005500723.tif 000002
【図２】
0005500723.tif 000003
【図３】
0005500723.tif 000004
【図４】
0005500723.tif 000005
【図５】
0005500723.tif 000006
【図６】
0005500723.tif 000007
【図７】
0005500723.tif 000008
【図８】
0005500723.tif 000009
【図９】
0005500723.tif 000010
【図１０】
0005500723.tif 000011