JPH0411562A - ステアリングホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はステアリングホイールに係り、詳しくはトラッ
ク等のパワーステアリングの制御等に利用することがで
きる操舵力センサを有するステアリングホイールに関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、車両のパワーステアリング装置においては、操舵
力センサや操舵量センサをステアリングシャフトに取付
けて操舵力や操舵量を検出し、この操舵力や操舵量に基
づいて操舵の際の切遅れ補正を図ったものがある。とこ
ろが、前記操舵力センサや操舵量センサは、ステアリン
グシャフトの歪みや変位を検出するので、ステアリング
ホイール自体の慣性に影響され、正確な操舵力や操舵量
を速やかに検出することが困難であるという問題があっ
た。

そこで、ステアリングホイール自体に操舵力センサを配
置することが提案されている（特開昭６２−１０５７７
０号公報参照）。このステアリングホイールでは、ステ
アリングシャフトに取付けられるボスから一対のスポー
クが放射状に突出し、両スポーク外端に円環状内部リン
グが連結されている。また、ストレーンゲージを貼着し
たベンディングビームがボス側に固定されている。そし
て、前記一対のスポーク及び両スポーク間の内部リング
部分が中空状ホルダによって覆われている。ホルダは前
記ベンディングビーム外端に固定されるとともに、ボー
ルベアリングを介して内部リングに支持されており、内
部リングに対し周方向への相対移動可能となっている。

さらに、内部リングの外周にはこれと離間した状態で中
空状外部リングが配設され、同外部リングが前記ホルダ
に連結されている。外部リング内面には内部リングに当
接して、同外部リングを内部リングから離間した状態に
保持するリブが形成されている。

このため、前記ステアリングホイールを操舵することに
より、外部リングが内部リングに対して周方向へ相対移
動されると、ホルダも外部リンク′と一体となって同方
向へ相対移動される。すると、外端部においてホルダに
固定されたベンディングビームが弾性的に曲げられて歪
む。この曲げ歪みはストレーンゲージによって検出され
、操舵力及びその方向が感知される。そのため、このタ
イプのステアリングホイールによれば、ステアリングシ
ャフト自体に各種センサを配置させる場合より、正確に
操舵力を感知することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来技術においては、外部リングが内部リングに対
し周方向へ相対移動し得るように、内部リングに外部リ
ングを被せて２重構造とし、両リング間に空隙を設けて
いる。そして、外部リングを内部リングから離間した状
態に保持するために、外部リング内面にリブを形成して
いる。しかし、この構造では、外部リングにおいてリブ
が形成されていない部分は外力に弱く、運転者に強く握
られたときに内方へ撓んで内部リングと接触するおそれ
があり、この場合にはステアリングホイールの操舵が円
滑に行われない。

また、ステアリングホイールの各構成部品の寸法精度の
ばらつきや組付は誤差等に基づき、内部リングとリブと
の間にガタが生ずるおそれがある。

従って、前述した外部リングの撓みやガタによって、ス
テアリングホイールの操作フィーリングが損なわれると
いう問題があった。

本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、構成部品の寸法精度のばらつきや組付は誤差
等があっても、外部リングを常に内部リングから離間し
た状態に保持してその外部リングが大きく撓んだりガタ
ついたりするのを確実に防止でき、ひいては操作フィー
リングの向上を図ることが可能なステアリングホイール
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ そこで、前記目的を達成するために本発明は、ステアリ
ングシャフトに取付けられるボスから放射状に突出する
スポークと、同スポークの外端に連結された円環状内部
リングと、前記スポークに取付けられ、同スポークに沿
って外方へ延びる長尺状可撓部材と、前記可撓部材の外
端部に連結され、内部リングに対し周方向へ相対移動し
得るように、同内部リングを覆う中空状外部リングと、
前記可撓部材及びスポーク間に設けられ、外部リングが
回動操作されたときの可撓部材の撓み量に基づき、同外
部リングに加えられる操舵力を検出する操舵力検出手段
とを備え、前記外部リングと内部リングとの間には、外
部リングを内部リングから離間した状態に保持し、かつ
同内部リングに対する外部リングの相対移動を許容する
間隔保持材を充填したステアリングホイールをその要旨
とするものである。

［作用］ 外部リンクに操舵力が加えられて回動操作されると、そ
の操舵力は可撓部材に伝達される。前記操舵力により、
外部リングが内部リングに対し周方向へ相対移動すると
ともに、可撓部材が撓みながら同操舵力をスポークに伝
達する。すると、可撓部材及びスポーク間に設けられた
操舵力検出手段が同可撓部材の撓み量に基づき、外部リ
ングに加えられる操舵力を検出する。

本発明では内部リングと外部リングとの間に間隔保持材
を充填したので、この間隔保持材により、外部リングが
内部リングから離間した状態に保持される。そのため、
たとえ外部リングが運転者により強く握られても、内方
へ大きく撓んで内部リングと接触することがない。なお
、この間隔保持材が内部リングに対する外部リングの相
対移動を妨げることはない。

また、ステアリングホイールの各構成部品に寸法精度の
ばらつきがあったり組付は誤差等があったりしても、同
間隔保持材の充填によってそれらのばらつきや誤差が吸
収される。従って、外部リングのガタつきが防止される
。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜７図に従っ
て説明する。

第１図は本実施例のステアリングホイールの概略平面図
、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線断面図である。ステア
リングホイールｌはその中心部のボス２においてステア
リングシャフト３に取付けられている。ボス２からは一
対のスポーク４が互いに異なる方向へ放射状に突出し、
両スポーク４の外端に金属製の内部リング５が溶接固定
されている。

第４，６図に示すように、各スポーク４下面の中央部分
には、支持板６及びプリント基板７を介し、可撓部材と
してのベンディングビーム８が取付けられている。ベン
ディングビーム８は各スポーク４に沿って外方へ延びる
ように、アルミニウム合金により略四角棒状に形成され
、周方向への力が加えられると撓むようになっている。

ベンディングビーム８の外端部上面には、操舵力検出手
段の一部を構成する磁石９が接着固着されている。

前記支持板６は絶縁性を有するＡＢＳ樹脂等によって形
成されている。また、プリント基板７には、前記磁石９
とともに操舵力検出手段を構成する一対のコイル１０が
、同磁石９に近接した状態で組付けられている。さらに
、プリント基板７には、前記磁石９の相対移動に基づく
コイル１０の磁束変化を検出し電圧変化に変換するため
の検出回路（図示しない）が組み込まれている。そして
、前記支持板６及びプリント基板７の各外端部がねじ１
２によってスポーク４に締付は固定され、また、支持板
６及びベンディングビーム８の各内端部が一対のボルト
１３によりスポーク４に締付は固定されている。

前記支持板６、プリント基板７及びベンディングビーム
８はアルミニウム製のカバー１４によって覆われている
。

第３，７図に示すように各スポーク４の外端部には、こ
れを囲むようにＡＢＳ、ＰＰ等の硬質の合成樹脂からな
る上部ホルダ１５及び下部ホルダ１６が配設されている
。上部ホルダ１５はスポ−り４の両側部に沿って互いに
平行状態で延びる一対の取付片１７と、両数付片１７を
繋ぐ連結片１８と、各取付片１７の内側面に形成された
一対の挟持片１９とから構成されている。各取付片１７
からは折曲部１７ａが下方へ向けて突出し、その内側面
とスポーク４側面との間には約１　ｍｍの隙間Ｓが生じ
ている。なお、下部ホルダ１６は上部ホルダ１５と基本
的に同一構成であるが、各取付片１７の折曲部１７ａが
省略されている点のみが異なっている。

前記上下両ホルダ１５．１６は、同上部ホルダ１５の折
曲部１７ａが下部ホルダ１６の取付片１７に当接された
状態でねじ２０により相互に連結されている。そして、
下部ホルダ１６の両挟持片１９間に前記ベンディングビ
ーム８の外端部が係合されることにより、上下両ホルダ
１５．１６及びベンディングビーム８が相互に連結され
ている。そのため、上下両ホルダ１５．１６はスポーク
４に対し周方向へ相対移動することが可能であり、この
ように相対移動すると、下部ホルダ１６に連結されたベ
ンディングビーム８がその内端部を中心として撓むこと
になる。

このときのベンディングビーム８の撓み量は、後記する
外部リング３１に作用する操舵力に比例するようになっ
ている。本実施例では外部リング３１に５ｋｇの操舵力
が加わったときに、ベンディングビーム８外端部の撓み
量が１　ｍｍとなるようになっている。そして、ベンデ
ィングビーム８が１ｍｍ撓んだとき、前記上部ホルダ１
５の折曲部１７ａの内側面がスポーク４の側面に当接す
る。さらに５ｋｇよりも大きな操舵力を加えると、その
操舵力はベンディングビーム８及び上部ホルダ１５の折
曲部１７ａからスポーク４に伝達され、さらにボス２を
経てステアリングシャフト３に伝達される。

第５図に示すように、上下両ホルダ１５．１６（第５図
では下部ホルダ１６のみ図示）の各連結片１８には、一
対のローラ２２が回転可能に支持されている。各ローラ
２２はスポーク４の上面又は下面に常に当接しており、
上下両ホルダ１５゜１６がスポーク４に対し周方向へ相
対移動すると、同ローラ２２がスポーク４上を転動する
。そのため、両ローラ２２の転動により上下両ホルダ１
５゜１６の相対移動が円滑に行われる。

第５，７図に示すように、各スポーク４外端部には長孔
２３があけられ、同長孔２３に可動軸２４が移動可能に
遊嵌されている。可動軸２４上にはベアリング２６が回
転可能に取付けられ、その外周面が各連結片１８内面に
当接している。また、前記長孔２３の内方近傍位置には
透孔２７があけられ、同透孔２７に固定軸２８が嵌入さ
れている。

前記可動軸２４及び固定軸２８間には上下一対の圧縮ば
ね３０が介在されており、これらの圧縮ばね３０の弾性
力によって可動軸２４が連結片１８側へ付勢され、同可
動軸２４上のベアリング２６が連結片１８内面に押圧さ
れている。そのため、ベアリング２６と連結片１８との
間にガタがあっても、圧縮ばね３０によってそのガタが
吸収されることになる。

第３，４図に示すように、前記内部リング５、スポーク
４外端部、上下両ホルダ１５．１６等は、アルミニウム
等の軽量金属材料からなる中空状外部リング３１によっ
て覆われている。この外部リング３１は上部材３１ａと
下部材３１ｂとから構成され、上部材３１ａがねじ３２
により上部ホルダ１５に、また下部材３１ｂがねじ３３
により下部ホルダ１６にそれぞれ固定されている。そし
て、上下両部材３１ａ、３１ｂは全体が表皮３４で被覆
されている。

ところで、本実施例では前記両スポーク４外端部と内部
リング５との固定部分を除き、内部リング５と外部リン
グ３１内周面との間には、ウレタンよりなる間隔保持材
３７が充填されている。この間隔保持材３７は外部リン
グ３１を内部リング５から離間した状態に保持するため
のものであり、適度の弾性を有している。また、間隔保
持材３７が内部リング５に対して密着するのを防止する
ために、両者間にはシリコーンからなる離型剤３６が介
在されている。この離型剤３６は間隔保持材３７の充填
に先立ち、内部リング５の外周面に塗布したものである
。

なお、本実施例では前記した内部リング５、離型剤３６
、間隔保持材３７、外部リンク３１及び表皮３４によっ
てリング部３５か構成されている。

次に、前記のように構成された本実施例の作用及び効果
を説明する。

リング部３５を把持し、左右いずれか一方へ回動させる
操舵力を同リング部３５に加えると、操舵力はまず外部
リング３１に作用する。この外部リング３１に固定され
た上部ホルダ１５の折曲部１７ａ内側面と、スポーク４
側面との間にはｌＩｒ１ｍの隙間Ｓがあり、しかも、上
下両ホルダ１５．１６にはベンディングビーム８外端部
が連結されている。このため、前記操舵力が作用すると
外部リング３１が内部リング５に対し周方向へ相対移動
するとともに、同操舵力が上下両ホルダ１５．１６を介
してベンディングビーム８外端部に伝達される。前記の
ように操舵力が伝達されると、ベンディングビーム８が
自身の弾性力に抗して撓みながら同操舵力をスポーク４
に伝達する。

さらに、外部リング３１が内部リング５に対して所定量
相対移動されて、折曲部１７ａ内側面がスポーク４のい
ずれか一方の側面に当接した後は、操舵力が上下両ホル
ダ１５．１６及びベンディングビーム８を介してスポー
ク４に伝達され、その結果、内部リング５が外部リング
３１と一体的に回動されてステアリングシャフト３が所
定方向へ回動される。なお、外部リング３１に操舵力が
加わらなくなったときには、ベンディングビーム８の弾
性力で外部リング３１が内部リング５に対して元の位置
に戻る。

前記のように外部リング３１が内部リング５に対して相
対移動されると、ベンディングビーム８の外端部に固定
された磁石９はコイルＩＯに対して相対移動する。両磁
石９が相対移動すると、検出回路では両コイル１０の磁
束が変化してインダクタンスが増減し、このインダクタ
ンスの増減が電圧変化に変換される。そして、この電圧
変化に基づきパワーステアリングの油圧コントローラが
制御され、その結果パワーステアリング装置が始動され
て、パワーステアリングが操舵力に対応した最適の力で
作動される。すなわち、ステアリングホイールｌのリン
ク部３５に操舵力が加えられて外部リング３１が回転さ
れると、その操舵力及び回動方向が検出され、パワース
テアリングでの切遅れを小さくすることができる。

ところで、本実施例では内部リング５と外部リング３１
内周面との間にウレタンよりなる間隔保持材３７を充填
したので、この間隔保持材３７により、外部リング３１
が内部リング５から離間した状態に保持される。そのた
め、外部リングを内部リングから離間した状態に保持す
るために、外部リング内面にリブを形成した従来技術と
は異なり、たとえリング部３５が運転者により強く握ら
れても、外部リング３１が内方へ大きく撓んで内部リン
グ５と接触することがない。このとき、間隔保持材３７
が弾性を有するウレタンによって構成されているので、
外部リング３１が多少撓んでも、その撓みは同間隔保持
材３７の弾性によって復元される。

そして、本実施例では内部リング５の外周面と間隔保持
材３７内周面との間にシリコーンからなる離型剤３６が
介在されているので、間隔保持材３７が内部リング５に
密着することがない。また、この離型剤３６が無い場合
よりも内部リング５に対する外部リング３１の摩擦係数
が低下する。このため、離型剤３６の介在により外部リ
ング３１を内部リング５に対して円滑に相対移動させる
ことが可能である。

さらに、前述したように、本実施例では内部リング５と
外部リング３１との間に間隔保持材３７を充填するとい
う手段を採ったので、たとえ、ステアリングホイール１
の各構成部品に寸法精度のばらつきがあったり組付は誤
差等があったりしても、同間隔保持材３７によってそれ
らのばらつきや誤差を吸収することができる。従って、
従来技術とは異なり、前記外部リング３１のガタがなく
、ステアリングホイールの操作フィーリングを向上させ
ることができる。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱しない範
囲で任意に変更してもよい。

（１）前記実施例では内部リング５と間隔保持材３７と
の間に離型剤３６を介在させたが、第８図に示すように
、外部リング３１と間隔保持材３７との間に同離型剤３
６を介在させてもよい。この場合には、間隔保持材３７
の充填に先立ち、外部リング３１の内周面に離型剤３６
を塗布する。さらに、内部リング５外周面及び外部リン
グ３１内周面の両方に離型剤３６を塗布してもよい。

（２）間隔保持材３７としてはウレタン以外にもゴムを
用いることもできる。

（３）離型剤３６としてはシリコーン以外にも、ステア
リン酸エステル等の滑剤を用いることができる。

（４）前記実施例における磁石９及びコイル１０に代え
て、ベンディングビーム８の撓み量を検出するストレー
ンゲージを用い、これをベンディングビーム８に貼着し
てもよい。また、前記コイル１０に代えて、ホール素子
、磁気抵抗素子等の磁気センサを用いることもできる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、構成部品の寸法精
度のばらつきや組付は誤差等があっても、外部リングを
常に内部リングから離間した状態に保持してその外部リ
ングが大きく撓んだりガタついたりするのを確実に防止
でき、ひいては操作フィーリングの向上を図ることが可
能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図は本発明を具体化した一実施例を示し、第１
図はステアリングホイールの概略平面図、第２図は第１
図の■−■線部分拡大断面図、第３図は第４図の■−■
線断面図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線断面図、第５
図はスポーク外端部分の底面図、第６図はスポーク、支
持板、プリント基板及びベンディングビームの分解斜視
図、第７図はスポーク外端部分の分解斜視図であり、第
８図はリング部における離型剤塗布部分の別個を示す拡
大断面図である。 ２・・・ボス、３・・・ステアリングシャフト、４・・
・スポーク、５・・・内部リング、８・・・可撓部材と
してのベンディングビーム、９・・・操舵力検出手段の
一部を構成する磁石、１０・・・操舵力検出手段の一部
を構成するコイル、３１・・・外部リング、３７・・・
間隔保持材。 特許出願人　　豊田合成株式会社 日野自動車工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステアリングシャフト（３）に取付けられるボス（
   ２）から放射状に突出するスポーク（４）と、 同スポーク（４）の外端に連結された円環状内部リング
   （５）と、 前記スポーク（４）に取付けられ、同スポーク（４）に
   沿って外方へ延びる長尺状可撓部材（８）と、 前記可撓部材（８）の外端部に連結され、内部リング（
   ５）に対し周方向へ相対移動し得るように、同内部リン
   グ（５）を覆う中空状外部リング（３１）と、 前記可撓部材（８）及びスポーク（４）間に設けられ、
   外部リング（３１）が回動操作されたときの可撓部材（
   ８）の撓み量に基づき、同外部リング（３１）に加えら
   れる操舵力を検出する操舵力検出手段（９、１０）と を備え、前記外部リング（３１）と内部リング（５）と
   の間には、外部リング（３１）を内部リング（５）から
   離間した状態に保持し、かつ同内部リング（５）に対す
   る外部リング（３１）の相対移動を許容する間隔保持材
   （３７）を充填したことを特徴とするステアリングホィ
   ール。