JPH07179175A - ステアリングホイール用芯金の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】パイプ製のリム部用芯金の薄肉化を図ると共に
溶接部における穴明き現象をなくし、強度低下を防止す
と同時に高品質のステアリングホイール用芯金を製造す
る。 【構成】パイプ材からなるリム部用芯金(1) の所定の位
置に中実材からなるスポーク部用芯金(2) の端部を両芯
金の融点より低い融点を有する溶接ワイヤーをもってテ
ィグ溶接により溶接一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリム部、スポーク部及び
ボス部からなる自動車のステアリングホイールに適用さ
れる金属製芯金の製造方法に関し、特にリム部に使用さ
れる芯金がパイプ材からなり、同リム部用の芯金に中実
のスポーク部用芯金を溶接するにあたり、従来より肉薄
のパイプ材からなるリム部用の芯金を用いても、電極ワ
イヤーとの短絡時に発生する穴明き現象等を回避して安
定した溶接がなし得るステアリングホイール用芯金の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の軽量化の一環としてステ
アリングホイールのリム部に適用される芯金材料として
環状の鉄製中空パイプが多用されている。このリム用芯
金の曲げ加工は、よく知られているように、まず直線状
のパイプ材を所定の長さに切断してから、同パイプ材を
ロールベンダーの主ロール上に巻付け、これをその端部
同士を突き合わせて圧接しながら抵抗溶接により完全な
リング状とする。このリング状のリム部用の芯金にスポ
ーク部を介して中央のボス部が一体化されステアリング
ホイールの芯金が構成される。

【０００３】一方、リム部用のパイプ材からなる芯金と
スポーク部用の芯金とは炭酸ガスアーク溶接により接合
一体化されることが一般的であるが、溶接作業の煩雑さ
や溶接部における強度の低下などを回避するために、例
えば実公昭５３−８７５３９号公報に開示されているご
とく、スポーク部用の芯金が接続されるリム部用の芯金
部分を他の芯金部分より肉厚に構成する提案がなされて
おり、また同様の目的で実公昭５８−４４０５３号公報
にはパイプ材からなるリム部用の芯金の一部を中実材と
して、同中実材の部分にスポーク部用芯金の端部を溶接
することが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記公報に
開示されたパイプ材を主体とするリム部用の芯金は、そ
の特殊な構造からパイプ材自体の製造の段階、或いはリ
ム部用芯金の製造の段階で複雑な工程が必要となり、コ
スト高につながるばかりでなく、重量が増大して軽量化
の方向に反することになる。

【０００５】一方、中実のスポーク部用芯金の端面をパ
イプ材からなる環状のリム部用芯金に突き合わせて溶接
する場合、軽量化と強度とを同時に満足するため、通常
はリム部用芯金の最低肉厚を仕様により１．８ｍｍ乃至
２ｍｍ程度に設定することが多い。かかる肉厚をもつパ
イプ材にあっても、中実のスポーク部用芯金を溶接する
にあたっては、上述のごとき従来から認識されている強
度の点以外にも様々な課題が発生する。

【０００６】その１つに、上記溶接部のパイプ部分に穴
明きが発生することを挙げることができる。この現象は
パイプ材に対して中実材を炭酸ガスアーク溶接により溶
接するときに電極ワイヤが溶接材と短絡した時に発生し
やすい。かかる現象が発生すると、この開孔より異物が
侵入しやすくなり、溶接後に芯金全体を水性洗剤により
洗浄するときに洗浄液がパイプの内部に侵入して、次工
程の射出成形により芯金を合成樹脂成形材料で被覆する
にあたり、その成形熱によりパイプ内の水分が蒸発し
て、成形後の樹脂表面にウェルディングや曇り等の模様
が発生して商品価値を失ってしまう。また、上記溶接時
においては同開孔からスパッタや溶滴がパイプ内部に侵
入し、ステアリング操作時に異音が発生するという不具
合もある。

【０００７】本発明は上述の課題を解決すべくなされた
ものであり、その目的はパイプ製のリム部用芯金の薄肉
化を図ると共に溶接部における強度低下を防止し、同時
に溶接時におけるリム部用芯金の上記穴明き現象による
課題を解消することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明の主
要な構成であるリム部、スポーク部及びボス部を備えた
ステアリングホイールに適用される金属製芯金の製造方
法であって、環状のパイプ材からなるリム部用芯金の所
定位置に中実材からなるスポーク部用芯金の端面を突き
合わせ、ガスシールド非消耗電極式アーク溶接により溶
接することを特徴とするステアリングホイール用芯金の
製造方法により達成される。

【０００９】また、好ましい実施の態様によれば、前記
ガスシールド非消耗電極式アーク溶接がティグ溶接であ
り、同溶接に使用される溶接ワイヤーにパイプ材よりも
低融点の材質を使用する。

【００１０】

【作用】炭酸ガスアーク溶接において上述のごとき穴明
き現象を発生させる主な要因は、溶接ワイヤーと溶接母
材との短絡（ショート）にある。また、炭酸ガスアーク
溶接を適用することによる穴明き現象を発生させる他の
要因としては、特に本発明の対象であるステアリングホ
イール用芯金における肉薄のパイプ材と中実材との溶接
では、パイプ材と中実材との熱容量の差が大きく、熱容
量が大きい中実材に溶接温度を合わせることが挙げられ
ることを知った。

【００１１】そこで、本発明者等はかかる炭酸ガスアー
ク溶接を採用しているがために発生する課題を解決すべ
く検討を進める過程で、炭酸ガスアーク溶接に固執する
ことが前述の課題の解決を妨げている最大の原因となっ
ていることを認識し、他に適切な溶接手段があるか否か
について多くの実験をした。その結果、上述のごとくガ
スシールド非消耗電極式アーク溶接による溶接が、穴明
き現象を発生させず、しかも溶接部の強度低下を招かな
い最も優れた方式であることが判明した。また、ガスシ
ールド非消耗電極式アーク溶接のうちタングステンをワ
イヤー電極とするティグ溶接が最も優れている。

【００１２】このティグ溶接によれば、よく知られてい
るように溶接電極が溶接母材に接触させることなく溶接
ワイヤーを溶融させながら溶接するものであるため、パ
イプ材に対してショートによる強力な衝撃を与えること
がない。その結果、一部が溶融状態にある肉薄のパイプ
材であっても、その部分に穴明きが発生しない。更に、
このとき溶接ワイヤーの材質として、パイプ材の材質よ
りも融点の低いものを採用すれば、同一材質の溶接ワイ
ヤーを使用するよりも低温下で溶接でき、パイプ材の強
度低下を招くことが更に少なくなる。

【００１３】そして、このティグ溶接によればパイプ材
の肉厚が０．８ｍｍ以上であれば十分に安定した溶接が
可能であることも判明した。このことは、従来の炭酸ガ
スアーク溶接ではパイプ材の穴明き現象を発生させない
ため、肉厚が少なくとも２ｍｍ以上必要とされていたお
り、軽量化を前提とするときパイプ材の外径は必然的に
小さくせざるを得ず、一般的には１２ｍｍ以下とされて
いたが、本発明の方法によればパイプ材の肉厚を薄くで
きた分だけパイプ材の外径も１２ｍｍ以上に大きくする
ことが可能となり、従来以上の強度を確保したうえで後
の工程における射出成形による合成樹脂被覆量が逓減さ
れ、生産コスト面からも有利になることを意味してい
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の代表的な実施例を図面を参照
して具体的に説明する。図１は本発明方法によりリム部
用の芯金１にスポーク部用芯金２を溶接して得られるス
テアリングホイールの要部を示す斜視図である。

【００１５】リム部用芯金１は、直線状の金属製パイプ
を従来と同様にロールベンダーをもって曲げ加工し、所
定の長さに切断して得られる端部同士を突き合わせて圧
接しながらアーク溶接して連結することにより製造され
る。本実施例によれば、同リム部用芯金１は外径が１６
ｍｍ、厚さが１ｍｍのパイプ材が使われ、同リム部用芯
金１及びスポーク部用芯金２には軟鋼が使用されてい
る。また、ティグ溶接機には一般市販品が使われた。そ
して、溶接ワイヤーの材質としては、軟鋼の融点１４０
０℃よりも低い融点１１００℃をもつ銅合金を使用し
た。

【００１６】かかる条件で、スポーク部用芯金２の端部
をリム用芯金１の所定の位置にティグ溶接により溶接し
たところ、穴明き現象の発生がなく安定した溶接ができ
た。また、その溶接強度も従来と同様に十分な強度が確
認された。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなごとく、本発
明によるステアリングホイール用芯金の製造方法によれ
ば、パイプ材からなるリム部用芯金の肉厚を０．８ｍｍ
以上であれば強度を確保した上で、穴明き現象を発生さ
せないで十分に安定した溶接が可能であるため、従来の
２ｍｍ以上の肉厚と比較して大幅に薄肉化が実現され、
その結果、パイプ材の外径を従来の上限である１２ｍｍ
以上に設定が可能となるばかりでなく、パイプ材の曲げ
加工も容易になり、ロールベンダーの設備も余り剛性が
要求されない安価な設備で済む。また、使用パイプ材の
外径を大きくする分、後工程における射出成形時の合成
樹脂の被覆量を減少でき、大幅なコストダウンにつなが
る。しかも、パイプ材からなるリム部用芯金の肉厚を薄
くできることにより、ステアリングホイールの共振周波
数を高めることも可能となり、運転操作時における不快
感をなくすこともできる。また特に、本発明がティグ溶
接を採用しているがために、溶接熱を低くすることがで
き、そのため各部品の溶接２番強度にも影響がなく、ス
テアリングホイールとしての静的・動的な強度を著しく
高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法により得られるステアリング
ホイール用芯金の要部を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ （パイプ材からなる）リム部用芯金 ２ （中実材からなる）スポーク部用芯金

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リム部、スポーク部及びボス部を備えた
   ステアリングホイールに適用される金属製芯金の製造方
   法であって、 環状のパイプ材からなるリム部用芯金の所定位置に中実
   材からなるスポーク部用芯金の端面を突き合わせ、ガス
   シールド非消耗電極式アーク溶接により溶接することを
   特徴とするステアリングホイール用芯金の製造方法。
2. 【請求項２】 前記ガスシールド非消耗電極式アーク溶
   接がティグ溶接であり、溶接ワイヤーにパイプ材及び中
   実材より低融点の材質を使用してなる請求項１記載のス
   テアリングホイール用芯金の製造方法。