JP2000514743A - Manufacturing method of lightweight steering wheel - Google Patents

Manufacturing method of lightweight steering wheel

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Abstract

(57)【要約】 低質量慣性モーメントを有するステアリングホイールを製造するために、金属製ステアリングホイール骨格の周りにプラスチック材料を被せる方法が開示される。この方法は、ステアリングホイール骨格、及び発泡剤と混合された所定量のサーモマー(thermomer)プラスチックの粒体、特にポリプロピレン又はポリエチレンの粒体をステアリングホイール用金型に導入し、その粒体を少なくとも100℃に加熱することを特徴とする。そのステアリングホイール用金型内でそれら粒体粒子は発泡、溶融及び結合せしめられて、ステアリングホイール骨格を包囲しているステアリングホイール体を形成する。このステアリングホイール体は内部において発泡せしめられて、外側に実質的に閉じた表面を与え、また0.4g/cm3未満の比重を有する。 SUMMARY A method is disclosed for coating a plastic material around a metal steering wheel skeleton to produce a steering wheel having a low mass moment of inertia. The method comprises introducing a steering wheel backbone and a predetermined amount of thermomer plastic granules, especially polypropylene or polyethylene granules mixed with a blowing agent, into a steering wheel mold and subjecting the granules to at least 100 granules. It is characterized by heating to ° C. In the steering wheel mold, the particulate particles are foamed, melted and bonded to form a steering wheel body surrounding the steering wheel framework. The steering wheel body is foamed internally to provide a substantially closed surface on the outside and has a specific gravity of less than 0.4 g / cm 3 .

Description

【発明の詳細な説明】 軽量ステアリングホイールの製造法 説明 本発明は、金属製ステアリングホイール骨格構造体を成形技術によりプラスチ ックで包むことによって、慣性モーメントの小さいステアリングホイールを製造 する方法に関する。 上記のような方法はずっと以前から知られていた。即ち、初めは、1.18〜 1.39g/cm3の比重を有するCAB及びPVCのようなサーモメリック性の材料(th ermomeric material)が用いられた。商業的な自走車では、0.89〜0.93 g/cm3の比重を有する射出成形ポリプロピレンのケーシングが今でも使用されて いる。乗用車の分野では、これらの材料は大部分ポリウレタンで取って代わられ た。このポリウレタンからは、発泡剤の混合により、微孔質構造を有するコア域 が、気孔を著しくは含まない、触感に優れた、緻密なカバー層で包囲されている 、いわゆる一体型フォーム構造体を製造することが可能である。これによって、 ほぼ0.8g/cm3と言う比重を有するステアリングホイールのケーシングが得ら れる。 最新の乗用車では、操行システムのパラメーターが高能動性運転安全性(high active driving safety)に関して相互に非常に細かく調整されているので、ド ライバーは僅かな変化でもそれらを外乱であると感じるようになっている。多く の場合、特に前輪駆動の場合、その操行システムはステアリングホイールの質量 慣性モーメント(mass inertia moment)を低下させることによって更なる改善 を図ることができる。装備されているステアリングホイール構造体、即ち、特に ステアリングホイールの骨格構造体の材料消費量は、運転性と事故に関して、安 全性に制限を加えることなく、これ以上少なくすることはできないので、ケーシ ングの慣性質量を更に低下させることは相当に重要なことである。 かくして、ステアリングホイールの骨格構造体を成形技術で包む既知の方法を 、ステアリングホイールの質量慣性モーメントを、外の場合は許容されている欠 点 なしに、更に低下させることができるように、更に発展させると言う目的が現に 存在するのである。言い換えると、運転性と安全性に関して、今日の乗用車に常 用されているステアリングホイールと技術的に少なくとも同じレベルにあり、機 能上、触感上及び美的面での何らかの考慮要件にこの標準に比較して欠点がなく 、それにも関わらず質量慣性モーメントが明白に低いステアリングホイールを製 造すべきなのである。 この問題は次の本発明により解決される。即ち、本発明においては、ステアリ ングホイールの骨格構造体、並びに発泡剤と混合されたサーモメリック性プラス チック、特にポリプロピレン又はポリエチレンより成る粒体を所定の量でステア リングホイール用金型に導入し、その粒体を少なくとも100℃に加熱し、そし てそのステアリングホイール用金型中でのそれら粒体粒子の発泡、溶融及び結合 により、比重が0.4g/cm3未満のステアリングホイール体をステアリングホイ ールの骨格構造体を包囲して形成し、内部発泡させて、外側に実質的に閉じた表 面を与える。 ケーシング材料の比重をポリウレタンの一体型フォームに関して従来最も有利 な値と比較して半分以下に下げることにより、ステアリングホイールの骨格構造 体の材料消費量を同じに保ちながら、そのステアリングホイールの質量慣性モー メントを相当に低下させることができる。それは、本発明に従って加工される材 料はその最大割合がステアリングホイール・リングの中に配されるからである。 ステアリングホイールの重量を下げることも、車両構造体の重量を低下させる と言う一般的な経済目的に沿うものである。更に、使用される材料は高い加工コ ストを掛けずにリサイクルすることができ、従ってその使用は生態環境上の観点 からも歓迎されるべきものとである。 本願の実施態様項2〜8には、全て本発明の基本的着想に基づく有利な各種の 別法が記載される。これらの別法によれば、発泡させることができるサーモメリ ック性プラスチックからステアリングホイールのカバーが製造される。これら態 様を実施すると、多くの場合容易かつ十分に耐摩耗性でしかも触感上満足な緻密 な表面が得られ、それは、勿論、その全体又は一部を、自体公知の方法で、革、 木質薄板又はそれらと同等の材料のカバー層でカバーすることができる。大量生 産には、また、本願の実施態様項9〜13に記載されるとおり、第二の操作工程 で適切なプラスチックのカバー層を施すことができる。 以上によって、一方では、特に低い質量慣性モーメントを有するステアリング ホイールの製造を可能とし、他方では、いかなる機能上の制約も加えることなく 、通常の表面をあらゆる点で改善することを可能とする方法が示される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION lightweight steering wheel manufacturing method described invention, by wrapping a plastic by a molding technique metal steering wheel skeleton structure, a method for producing a small steering wheel moment of inertia. Such a method has been known for a long time. That is, initially, a thermomeric material such as CAB and PVC having a specific gravity of 1.18 to 1.39 g / cm 3 was used. In commercial motor vehicles, injection molded polypropylene casings with specific gravities between 0.89 and 0.93 g / cm 3 are still used. In the field of passenger cars, these materials have largely been replaced by polyurethane. From this polyurethane, by mixing a foaming agent, a so-called integral foam structure in which a core region having a microporous structure is surrounded by a dense cover layer that does not significantly contain pores and has an excellent tactile sensation. It is possible to manufacture. This results in a steering wheel casing having a specific gravity of approximately 0.8 g / cm 3 . In modern passenger cars, the parameters of the operating system are very finely tuned with respect to each other with regard to high active driving safety, so that even small changes make the driver feel them as disturbances. I have. In many cases, especially in the case of front-wheel drive, the steering system can provide further improvement by reducing the mass inertia moment of the steering wheel. Since the material consumption of the equipped steering wheel structure, in particular the skeleton structure of the steering wheel, cannot be reduced further without impairing safety, in terms of drivability and accidents, the casing It is of considerable importance to further reduce the inertial mass. Thus, the known method of encapsulating the steering wheel skeletal structure with molding techniques is further developed so that the mass moment of inertia of the steering wheel can be further reduced without the disadvantages otherwise allowed. The purpose exists in reality. In other words, driving and safety are at least at the same technical level as the steering wheel commonly used in today's passenger cars, and some functional, tactile and aesthetic considerations are compared to this standard. Steering wheels should be manufactured that are free of drawbacks and yet have a significantly lower mass moment of inertia. This problem is solved by the following invention. That is, in the present invention, a predetermined amount of granules made of a skeletal structure of a steering wheel and a thermomeric plastic mixed with a foaming agent, particularly polypropylene or polyethylene, are introduced into a steering wheel mold, and the granules are introduced. Heating the body to at least 100 ° C., and expanding, melting and bonding the granular particles in the steering wheel mold to reduce the specific gravity of the steering wheel body to less than 0.4 g / cm 3 to the structure of the steering wheel. Formed around the body and foamed internally to provide a substantially closed surface on the outside. By lowering the specific gravity of the casing material by less than half compared to the most advantageous value for the integrated foam of polyurethane, the mass moment of inertia of the steering wheel while maintaining the same material consumption of the framework structure of the steering wheel Can be significantly reduced. This is because the material processed according to the invention has the largest proportion of it disposed in the steering wheel ring. Reducing the weight of the steering wheel is also in line with the general economic objective of reducing the weight of the vehicle structure. In addition, the materials used can be recycled without high processing costs, so their use is also welcome from an ecological point of view. Embodiments 2 to 8 of the present application describe various advantageous alternatives, all based on the basic idea of the invention. According to these alternatives, the steering wheel cover is made from a foamable thermomeric plastic. The practice of these embodiments often results in a dense surface that is easily and sufficiently abrasion-resistant and yet has a satisfactory tactile feel, which, of course, can be applied in whole or in part in a manner known per se to leather, wood laminates. Alternatively, it can be covered with a cover layer of a material equivalent thereto. For mass production, a suitable plastic cover layer can also be applied in a second operating step, as described in embodiments 9 to 13 of the present application. The above makes it possible on the one hand to manufacture steering wheels with particularly low mass moments of inertia, and on the other hand to make it possible to improve ordinary surfaces in all respects without any functional restrictions. Is shown.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.金属製ステアリングホイール骨格構造体を成形技術によりプラスチックで 包むことによって、質量慣性モーメントの小さいステアリングホイールを製造す る方法において、そのステアリングホイール骨格構造体、並びに発泡剤と混合さ れたサーモメリック性プラスチック、特にポリプロピレン又はポリエチレンより 成る粒体を所定の量でステアリングホイール用金型に導入し、その粒体を少なく とも100℃に加熱し、そしてそのステアリングホイール用金型中でそれら粒体 粒子を膨張、溶融及び結合させることにより、比重が0.4g/cm3末満のステア リングホイール体を、そのステアリングホイール骨格構造体を包囲して形成し、 それを内部発泡させて、外側に実質的に閉じた表面を与えることを特徴とする、 上記の方法。 2.粒体を、ステアリングホイール用金型中で、導入された水蒸気により加熱 することを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の方法。 3.粒体を、ステアリングホイール用金型中で、その金型及び/又はステアリ ングホイール骨格構造体を加熱することにより加熱することを特徴とする、請求 の範囲第1項に記載の方法。 4.粒体を、ステアリングホイール用金型中で、電気的エネルギーにより加熱 することを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の方法。 5.ステアリングホイール中の粒体を振動エネルギーにより加熱することを特 徴とする、請求の範囲第1項に記載の方法。 6.粒体をステアリングホイール用金型への導入時に加熱することを特徴とす る、請求の範囲第1項に記載の方法。 7.粒体の加熱用エネルギーを、粒体供給装置を加熱することにより、及び/ 又は内部摩擦力及び剪断力をもたらす外部の機械的な力により導入することを特 徴とする、請求の範囲第6項に記載の方法。 8.発泡剤を粒体にステアリングホイール用金型への導入直前に加えることを 特徴とする、請求の範囲第1〜7項のいずれか1項に記載の方法。 9.第二操作工程において、ステアリングホイール体が、その周囲に成形され たプラスチックの、好ましくはポリウレタン又は熱可塑性エラストマーに基づく 軟質の耐光性プラスチックのカバー層を有することを特徴とする、請求の範囲第 1〜8項のいずれか1項に記載の方法。 10.カバー層をステアリングホイール体の製造直後に施し、かくしてそのス テアリングホイール体とそのカバー層との間に、そのカバー層材料を通しての熱 の供給とそのステアリングホイール体の表面の溶融とによって化学結合をもたら すことを特徴とする、請求の範囲第9項に記載の方法。 11.カバー層とステアリングホイール体との間に実質的に物理的な結合をも たらすことを特徴とする、請求の範囲第9項に記載の方法。 12.粗面又は組織化表面を有するステアリングホイール体を作り、そしてカ バー層を、実質的に、その形態を適合させるように保持することを特徴とする、 請求の範囲第11項に記載の方法。 13.冷却したときに高い収縮性を持つ材料をカバー層用に使用し、そしてそ のカバー層を、実質的に、その形態を適合させるように保持することを特徴とす る、請求の範囲第11項に記載の方法。[Claims] 1. In a method of manufacturing a steering wheel having a small mass moment of inertia by wrapping a metal steering wheel skeleton structure with plastic by a molding technique, the steering wheel skeleton structure, and a thermomeric plastic mixed with a foaming agent, especially A predetermined amount of granules of polypropylene or polyethylene are introduced into a steering wheel mold, the granules are heated to at least 100 ° C., and the granules are expanded, melted and melted in the steering wheel mold. By bonding, a steering wheel body having a specific gravity of less than 0.4 g / cm 3 is formed surrounding the steering wheel skeleton structure, which is internally foamed to form a substantially closed outer surface. Providing a method as described above. 2. 2. The method according to claim 1, wherein the granules are heated in a steering wheel mold by introduced steam. 3. Method according to claim 1, characterized in that the granules are heated in a steering wheel mold by heating the mold and / or the steering wheel framework. 4. 2. The method according to claim 1, wherein the granules are heated in a steering wheel mold by electrical energy. 5. 2. The method according to claim 1, wherein the particles in the steering wheel are heated by vibration energy. 6. 2. The method according to claim 1, wherein the granules are heated when introduced into the steering wheel mold. 7. 7. A method according to claim 6, characterized in that the heating energy for the granules is introduced by heating the granule feeder and / or by external mechanical forces which cause internal friction and shear forces. The method described in. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the blowing agent is added to the granules immediately before introduction into the steering wheel mold. 9. 2. The method according to claim 1, wherein in the second operating step, the steering wheel body has a cover layer of a plastic, preferably a soft, light-resistant plastic based on polyurethane or thermoplastic elastomer, molded around the steering wheel body. 9. The method according to any one of items 8 to 8. 10. The cover layer is applied immediately after the manufacture of the steering wheel body, thus providing a chemical bond between the steering wheel body and the cover layer by supplying heat through the cover layer material and melting the surface of the steering wheel body. The method according to claim 9, wherein: 11. 10. The method according to claim 9, wherein a substantially physical connection is provided between the cover layer and the steering wheel body. 12. The method according to claim 11, characterized in that a steering wheel body having a roughened or textured surface is produced and the cover layer is held substantially to conform its form. 13. 12. The method according to claim 11, wherein a material having a high shrinkage property when cooled is used for the cover layer, and the cover layer is held substantially to conform its shape. The described method.
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