JPH0530179B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、連続長繊維の樹脂含浸繊維束等より
形成してなり、製品として完成後自動車等の車両
に使用されるステアリングホイール芯材及びその
製造方法に関する。

〈従来の技術〉 最近、自動車等の車両のステアリングホイール
は、軽量化を図るため、ポリウレタン樹脂やポリ
プロピレン樹脂等の合成樹脂素材により形成され
ることが多い。しかしながら、これらの樹脂素材
のみでは強度が不足するので、補強材（芯材）と
して金属材料を併用して成形するようにしてい
る。そのため、例えば鉄パイプ、鉄棒等の金属材
料によりステアリングホイールの総重量が増加し
て軽量効果を損い、また振動特性においても良好
ではなかつた。

これに対して、ガラス繊維、炭素繊維などの連
続した繊維束に合成樹脂例えばポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂等を含浸させたものを所定の型
に巻きつけ積層して硬化させたものを芯材として
ステアリングホイールを製造することが試られ、
種々の製法が提案されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、この方法で用いる樹脂含浸繊維束は従
来の芯材材料である鋼材と比較して剛性が小さい
ため、上記の繊維強化樹脂製ステアリングホイー
ル芯材は、スポークの本数を多くして全体の強度
を増大することが求められる。よつて、この種の
ステアリングホイール芯材は、例えば第７図や第
８図に示すような、３本または４本のスポークを
有する構造の芯材１１，１２にすべきであると考
えられる。このことは、ステアリングホイール芯
材の曲げ強度試験の結果により一層明らかに確認
される。この試験は、例えば第１０図に示すよう
に、荷重Ｗを上方よりステアリングホイール芯材
９のリング部の一個所に加え、このときのステア
リングホイール芯材９の撓み量δを測定する方法
により行なう。２本、３本及び４本のスポークを
有する上記の繊維強化樹脂製ステアリングホイー
ル芯材の夫々について荷重Ｗと撓み量δの関係を
第９図に示す。この図より、スポークの本数が多
い程、ステアリングホイール芯材は撓み難く曲げ
強度の面においてより有利になることがわかる。
しかし、スポークの本数があまりに多いステアリ
ングホイールに設計すると、それを自動車の車室
内に装備したとき運転者が車室内前部の計器類を
見づらくなり、インストルメントパネルの視認性
が悪化する。また、スポーク本数の増加は、ステ
アリングホイールの軽量化対策に反することにな
る。

そして今、上記の事情を考慮して、第１１図に
示す変則２本スポーク型ステアリングホイール芯
材１０、即ちスポーク部５が芯材の左右両側の
各々において２組の樹脂含浸繊維束５，５をリン
グ部２の２個所より夫々分岐しそしてその一方が
ボス部３の上部にかつ他方がボス部３の下部に合
するように張設してなる構造のステアリングホイ
ール芯材１０が提案されている。しかし、この構
造のステアリングホイール芯材は、捩り試験によ
り、力Ｆをリング部３に接線方向に加えたとき、
極めて大きな曲げモーメントがボス部３とスポー
ク部４の分岐部分に働くことがわかり、強度や剛
性の面において未だ問題を有することが確認され
た。また、この型のステアリングホイールは、イ
ンストルメントパネルの視認性や美感等の面から
も決して満足できるものではなかつた。

本発明の第１の目的は、上記の問題点を解消
し、十分な剛性及び強度を有ししかも従来より軽
量であり、さらにインストルメントパネルの視認
性等が良好である連続長繊維使用のステアリング
ホイール芯材を提供することにある。

本発明の第２の目的は、高剛性、高強度であつ
てしかも軽量の上記ステアリングホイール芯材を
確実に製造することができるステアリングホイー
ル芯材の製造方法を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明のステアリングホイール芯材は、樹脂の
含浸された連続長繊維よりなる２本スポーク型芯
材であつて、左右のスポーク部が夫々リング部の
近接する２個所より分岐しかつボス部の近傍にて
収束する構造をなす芯材である。即ち、本発明の
ステアリングホイール芯材は、連続長繊維の樹脂
含浸繊維束の反復巻付けにより芯材中心のボス
部、芯材外周のリング部及びこれらを結ぶスポー
ク部を成形してなり、そして該スポーク部は芯材
の左側及び右側の夫々において２組の樹脂含浸繊
維束が前記リング部の相互に近接する２個所より
分岐しかつ前記ボス部の近傍にて収束するように
形成されてなることを特徴とするものである。

また、本発明のステアリングホイール芯材の製
造方法は、上記のステアリングホイール芯材の効
果的な製法であり、連続長繊維の束を樹脂含浸の
後所定の型材に反復巻付けて、芯材中心のボス
部、芯材外周のリング部及びこれらを結ぶスポー
ク部を成形し、このとき芯材の左側及び右側の
夫々において２組の前記繊維束をリング部の相互
に近接する２個所より分岐しかつボス部の近傍に
て収束するようにリング部とボス部の間に掛け渡
してスポーク部を形成し、しかる後樹脂を硬化さ
せてなることを特徴とするものである。

〈作 用〉 本発明のステアリングホイール芯材は、スポー
ク部が樹脂含浸繊維束をリング部の左側及び右側
の各々２個所より分岐させてボス部へ夫々掛け渡
して形成されており、曲げ応力をリング部に加え
たとき、その応力が４本のスポークを経て分散さ
れるため、撓み量が大変小さい。即ち、本発明の
ステアリングホイール芯材は、第７図に示す３本
スポーク型従来ステアリングホイール芯材の場合
と同程度の曲げ剛性を有する。

また、本発明のステアリングホイール芯材は、
スポーク部が２組の樹脂含浸繊維束をボス部の近
傍にて収束させて一束にした構造となつており、
スポーク部のボス部近傍が極めて厚肉である。よ
つて、本発明の芯材は、相当の曲げモーメントが
ボス部とスポーク部の分岐部分に集中し大きな捩
り応力がその部分に加わつても、十分に耐えるこ
とができる。

さらに、本発明のステアリングホイール芯材
は、基本的には２本スポーク型のステアリングホ
イール芯材であり、従来の２本スポーク型ステア
リングホイールと同様に運転者が自動車の車室内
前部の計器類を見易い構造となつている。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図に示すように、実施例のステアリングホ
イール芯材１は、炭素繊維、ガラス繊維等の連続
長繊維の樹脂含浸繊維束の反復巻付けによつて、
芯材中心のボス部３、芯材外周のリング部２及び
これらを結ぶスポーク部４を成形してなり、そし
てボス部３はステアリングホイールシヤフトに嵌
合するためのボス金具６に樹脂含浸繊維束５を巻
付けてなり、またスポーク部４は、芯材の左右両
側の各々において２組の樹脂含浸繊維束５，５が
リング部２の互いに近接する２個所より分岐しか
つ第２図に示すようにボス部３の近傍にて収束し
て一束になるように張設されており、さらに巻付
後各組の繊維束５を結束金具８で束ねてなる。即
ち、実施例のステアリングホイール芯材１は、ス
ポーク部４の繊維束５…がリング部２の左右各々
２個所より分岐する構造となつており、かつスポ
ーク部４がボス部近傍では第３図に示すように捩
り応力が加わる方向について厚肉である形状をな
すものとなつている。

このステアリングホイール芯材１は、まずガラ
ス繊維等の連続長繊維（径８〜15μm）の2000〜
30000本の束をエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂
等の樹脂溶液に浸漬してその樹脂を連続長繊維の
束に含浸し、次にその樹脂含浸繊維束５を所定の
型（ボス金具６を含む。）に反復巻付けてボス部
３、リング部２及びスポーク部４を成形し、この
とき左右両側の各々において２組の繊維束５，５
をリング部２の互いに近接する２個所より分岐し
そしてボス部３の近傍にて収束して一束になるよ
うにリング部２とボス部３の間に掛け渡してスポ
ーク部４を形成し、その後エポキシ樹脂等を例え
ば加熱により硬化させることにより製作してな
る。繊維束５の反復巻付けは、例えば第５図ａな
いしｃに示す３種の巻付け手順に従つて行なわれ
る。

而して、第１０図に示すように荷重Ｗを上方よ
り上記ステアリングホイール芯材１のリング部２
に加えたとき、芯材１の撓み量δは３本スポーク
型の従来ステアリングホイール芯材の場合と同程
度に小さかつた。またステアリングホイール芯材
１は、上記の捩り試験（第１１図参照）を行なつ
たところ、大きな曲げモーメントがボス部３とス
ポーク部４の分岐部分に加わつても十分に耐える
ことができ、捩りに対する抵抗力が第１１図に示
すステアリングホイール芯材１０と比較して１割
程度向上していることが確認された。

また、ステアリングホイール芯材１において
は、ボス部周囲の繊維束５の量が方位によつて異
なるので、ボス金具６は第４図及び第５図に示す
ように異形の鍔部７，７を有するものであるのが
好ましい。またボス金具６の鍔部７の形状（特に
長さａ）、軸部の径ｂや幅ｃ等については、繊維
束５の径及び巻付け本数及びステアリングホイー
ルの構造（スポークの開き角度、傾斜角度）より
定めると良い。

〈発明の効果〉 本発明のステアリングホイール芯材は、連続長
繊維の樹脂含浸繊維束よりなり、その上左右のス
ポーク部が夫々リング部の近接する２個所より分
岐しかつボス部の近傍にて収束する構造の２本ス
ポーク型ステアリングホイール芯材としたことに
より、強い曲げ応力が芯材に加わつても、また大
きな曲げモーメントがボス部とスポーク部の分岐
部分に集中しても十分に耐えることができ、極め
て高い強度及び剛性を有し、しかも従来に比して
軽量である。さらに運転者が計器類を見易い形状
でありインストルメントパネルの視認性が良好で
あり、また美感の面においても優れている。

また、本発明のステアリングホイール芯材の製
造方法は、高剛性、高強度であつてしかも軽量の
上記ステアリングホイール芯材を確実に製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のステアリングホイー
ル芯材を示す正面図、第２図は第１図のステアリ
ングホイール芯材のボス部付近を示す斜視図、第
３図は第１図及び第２図の−における断面
図、第４図は第１図のステアリングホイール芯材
に使用したボス金具を示す正面図、第５図は第４
図の−線における断面図、第６図ａないしｃ
は第１図のステアリングホイール芯材の製造工程
における樹脂含浸繊維束の巻付手順を夫々示す
図、第７図及び第８図は３本スポーク型及び４本
スポーク型のステアリングホイール芯材の基本構
造を夫々示す図、第９図は各種のステアリングホ
イール芯材の曲げ試験の結果を示す図、第１０図
はステアリングホイール芯材の捩り試験の方法を
示す図、第１１図は従来の繊維強化樹脂製ステア
リングホイール芯材及び捩り試験の方法を示す正
面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続長繊維の樹脂含浸繊維束の反復巻付けに
   より芯材中心のボス部、芯材外周のリング部及び
   これらを結ぶスポーク部を成形してなり、そして
   該スポーク部は芯材の左側及び右側の夫々におい
   て、２組の樹脂含浸繊維束が前記リング部の相互
   に近接する２個所より分岐しかつ前記ボス部の近
   傍にて収束するように形成されてなることを特徴
   とするステアリングホイール芯材。 ２ 連続長繊維の繊維束を樹脂含浸の後所定の型
   材に反復巻付けて、芯材中心のボス部、芯材外周
   のリング部及びこれらを結ぶスポーク部を成形
   し、このとき芯材の左側及び右側の夫々におい
   て、２組の前記繊維束をリング部の相互に近接す
   る２個所より分岐しかつボス部の近傍にて収束す
   るようにリング部とボス部の間に掛け渡してスポ
   ーク部を形成し、しかる後樹脂を硬化させてなる
   ことを特徴とするステアリングホイール芯材の製
   造方法。