JPH07304457A - ステアリングホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両衝突等の緊急時にドライバーの身体がス
テアリングホイールに接触して損傷を受けるのを軽減す
ることができると共に、容易に車両に取り付けることが
できる安価なステアリングホイールを提供する。 【構成】 ハンドル本体１０と一体に回転するハブ部２
０と、該ハブ部２０に対して前記ハンドル本体１０の軸
線方向には相対変位可能であるが周方向には一体に回転
するように係合し、操舵軸１に一体に回転するように取
り付けられた取付けボス３０との間に、ステアリングホ
イール１００に作用する衝撃エネルギーを吸収するよう
に圧縮コイルばね５０を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の操向用ステア
リングホイールに関し、特に、車両衝突等の緊急時にド
ライバーの身体がステアリングホイールに接触して損傷
を受けるのを軽減するように改良されたステアリングホ
イールに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の進行方向を操舵する操
舵軸１は、図５に示すように、車体の構造部分に固定さ
れた円筒状のコラムチューブ２の内側に、軸受け３によ
り回転自在に支持されているとともに、その基端側の端
部が図示されないステアリングギヤボックスに接続さ
れ、この操舵軸１をその軸線の回りに回転操作すること
により車輪の向きを変えて自動車の進行方向を操舵する
ようにされている。ステアリングホイール１１０は前記
操舵軸１を回転操作するためのもので、自動車のドライ
バーが手で握持する図示しない円環状のリム部と、この
リム部から半径方向内側に延びるスポーク部１１２と、
このスポーク部１１２を前記操舵軸１に固定するハブ部
１１４とを備えている。

【０００３】そして、前記ハブ部１１４に貫設された貫
通孔１１５の内周面に刻設されている雌スプライン１１
６を前記操舵軸１に設けられている雄スプラインと係合
させた後、前記ハブ部１１４に凹設された締付ナット収
納凹部の底面１１７に密着する締付ナット５を締め付け
ると、前記ハブ部１１４の反対側の端面１１８が前記操
舵軸１の段差面に密着し、ステアリングホイール１１０
が前記操舵軸１に対して一体に回転するように取り付け
られる。又、前記操舵軸１や前記コラムチューブ２に
は、車両衝突時に操舵軸１やリム部がドライバーをめが
けて後方突出し、ドライバーに大きなダメージを与える
ことがないように、図示しない衝撃吸収機構が組み込ま
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、衝突事
故等の緊急時に自動車が急激に減速されると、操舵軸１
がドライバーをめがけて後方突出しなくとも、乗員の身
体が慣性で進行方向前方側に大きく移動してステアリン
グホイールに接触することとなる。また、従来の前記ス
テアリングホイール１１０は、自動車の進行方向を変え
るために乗員が加える操作力を操舵軸１に確実に伝達す
ることができるように、ハブ部１１４の剛性が充分に高
められている。したがって、乗員の身体がステアリング
ホイールに接触する際の衝撃はかなり強いものとなって
しまう。

【０００５】一方、近年、衝突事故等の緊急時に乗員の
身体が進行方向前方側に移動してステアリングホイール
にぶつかり負傷することを防止するために、エアバッグ
やシートベルト引き締め装置等の様々な安全装置が自動
車に装着されるようになってきている。しかしながら、
このような装置は高価なものであるため一般の自動車に
まで広く普及するには至っていない。また、このような
安全装置は自動車を製造する際に一体に組み込むように
構成されているため、自動車を購入した後になって上述
のような安全装置を自動車に取り付けようとすると自動
車を大幅に改造することとなって、費用が大きく嵩んで
しまうという問題点がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は上記課題を解消す
ることに係り、車両衝突等の緊急時にドライバーの身体
がステアリングホイールに接触して損傷を受けるのを軽
減することができると共に、容易に車両に取り付けるこ
とができる安価なステアリングホイールを提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、ス
テアリングホイールのハンドル本体と一体に回転する第
１のボスと、この第１のボスに対して前記ハンドル本体
の軸線方向には相対変位可能であるが周方向には一体に
回転するように係合し、操舵軸に一体に回転するように
取り付けられる第２のボスと、ステアリングホイールに
作用する衝撃エネルギーを吸収するように前記第１のボ
スと前記第２のボスとの間に設けられたエネルギー吸収
手段とを備えたステアリングホイールにより達成するこ
とができる。

【０００８】尚、前記エネルギー吸収手段としては、圧
縮コイルばね等のバネ部材を弾性変形させるものや、ベ
ローズ状、メッシュ状及びハニカム状の塑性変形部材を
潰すことによってショックを吸収するもの、両ボスをス
チールボールや襞を介して係合させ、摩擦抵抗によって
衝撃エネルギーを吸収するもの、或いは、両ボス間に密
封室を形成してその内部に液体を封入することにより、
両ボスが相対変位して密封室の容積が減少し封入液体の
圧力が所定値以上に上昇すると封入液体がオリフィスを
介して前記密封室の外部に噴出し、オリフィス抵抗によ
り衝撃を吸収するものなどを用いることができる。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、衝突事故等の緊急時にドラ
イバーの身体がステアリングホイールにぶつかると、第
１のボスが第２のボスに対して軸線方向に相対変位でき
るように構成されているので、ステアリングホイールは
操舵軸の軸線方向前方に速やかに変位する。そしてこの
時、エネルギー吸収手段がハンドル本体の第２のボスに
対する衝撃エネルギーを吸収するので、ドライバーの身
体がステアリングホイールにぶつかった際の衝撃がやわ
らげられ、ドライバーが受ける損傷を軽減することがで
きる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る自動車用
ステアリングホイールの一実施例を詳細に説明する。先
ず、本発明の第１実施例に係る自動車用ステアリングホ
イールについて、図１を用いて説明する。図１に示すよ
うに、本第１実施例のステアリングホイール１００は、
そのハンドル本体１０と一体に回転する第１のボスであ
るハブ部２０と、このハブ部２０に対して前記ハンドル
本体１０の軸線方向には相対変位可能であるが周方向に
は一体に回転するように係合し、操舵軸１に一体に回転
するように取り付けられた第２のボスである取付けボス
３０と、ステアリングホイール１００に作用する衝撃エ
ネルギーを吸収するように前記ハブ部２０と前記取付け
ボス３０との間に配設されたエネルギー吸収手段として
の圧縮コイルばね５０とを備えている。

【００１１】前記ハンドル本体１０は、ドライバーが手
で握持する図示しない円環状のリム部と、このリム部か
ら半径方向内側に延設されているスポーク部の芯金１２
と、この芯金１２と操舵軸１への取り付け部分の周囲を
覆う発泡ウレタン成形されたカバー部分１３とを備えて
いる。前記ハブ部２０は、リム部から半径方向内側に延
びるスポーク部の中心で芯金１２により支持されるとと
もに前記ハンドル本体１０の軸線と同軸とされている円
筒部２１と、この円筒部２１の外周面に周方向の全周に
わたって立設されたフランジ部２２と、前記円筒部２１
の内周面に周方向に沿って等間隔に４本ずつ軸線方向に
延びるように刻設された凹溝２３，２４，２５とを備え
ている。

【００１２】これら凹溝２３，２４，２５は、前記円筒
部２１の取付けボス３０とは反対側の端面（ドライバー
側端面）２７からその凹溝の終端まで延びる長さがそれ
ぞれ異なるように形成されている。また、前記取付けボ
ス３０の外周面には周方向に沿って等間隔に４つ係合凸
部３５が突設されており、この係合凸部３５がこれら凹
溝２３，２４，２５のいずれかと嵌合し、前記ハブ部２
０が取付けボス３０に対して軸線方向には摺動自在であ
るが周方向には係合し、一体に回転するように構成され
ている。これにより、取付けボス３０をハブ部２０に組
み付ける際、前記係合凸部３５を前記凹溝２３，２４，
２５のいずれと嵌合させるかによって、取付けボス３０
のハブ部２０に対する軸線方向の組み付け位置が変わ
り、ステアリングホイール１００の操舵軸２に対する軸
線方向の組み付け位置を調節することができる。

【００１３】厚肉の略円筒状部材である前記取付けボス
３０は、その中心孔３１の内周面に刻設されているスプ
ライン３３を操舵軸１の先端部に刻設されているスプラ
インに外嵌させた後、ドライバー側の端面に凹設されて
いる凹部の底面３４に密着するように締付ナット５を締
め付けることにより、操舵軸１側の端面３３が操舵軸１
の段差面に当接し、操舵軸１に対して一体に回転するよ
うに固定される。更に、この取付けボス３０の外周面に
は長手方向中央部分から操舵軸１側の端部にかけて雄ね
じ３７が刻設され、フランジ部材４０が螺合されてい
る。このフランジ部材４０は、前記取付けボス３０の外
周面に刻設されている雄ねじ３７に螺合するネジ部４１
と、該ネジ部４１の外周面上に垂設されて半径方向外方
に延びるフランジ部４２と、該フランジ部４２の周端か
ら取付けボス３０の軸線に沿って前記ハブ部２０側に向
かって延設されている円筒壁４３とを備えている。この
円筒壁４４はハンドル本体１０のカバー部分１３に設け
られている円筒状の凹部１４内に嵌挿される。そして、
前記フランジ部材４０は、取付けボス３０の雄ねじ３７
の周りを回転させられることにより、ハブ部２０に対す
る軸線方向の位置が所定の値に調節できるように構成さ
れている。

【００１４】そこで、前記圧縮コイルばね５０が前記フ
ランジ部材４０のフランジ部４２と前記ハブ部２０のフ
ランジ部２２との間に挟装され、前記ハブ部２０は前記
フランジ部材４０から軸線方向に離れるように常に付勢
されている。これにより、ハブ部２０は取付けボス３０
から離れる軸線方向に常に付勢されるが、図１に示す状
態においては取付けボス３０の係合凸部３５がハブ部２
０の凹溝２３と嵌合してその終端部に係止されているの
で、図示の状態からさらにドライバー側（図中、右方
側）に変位することはない。

【００１５】次に、本第１実施例のステアリングホイー
ル１００を操舵軸１に組み付ける手順に付いて説明す
る。先ず、ステアリングホイール１００を操舵軸１に組
み付けたときに、そのカバー部分１３の先端がコラムカ
バー４に当接することが無いように、ハブ部２０の凹溝
２３，２４，２５の内のいずれか一組の凹溝を選択し
て、取付けボス３０の係合凸部３５を嵌合させる。そし
て、フランジ部材４０を取付けボス３０の外周面に設け
られている雄ねじ３７に螺合させることにより、フラン
ジ部材４０のフランジ部４２とハブ部２０のフランジ部
２２との軸線方向の間隔は所定の間隔に調節される。こ
れにより、前記圧縮コイルばね５０は選択される凹溝の
組合せに係わらず常に適切な状態に圧縮され、ハブ部２
０（即ち、ハンドル本体１０）は操舵軸１とは反対のド
ライバー側に向かって常時ほぼ同じバネ力で付勢され
る。そこで、該ステアリングホイール１００は操舵軸１
に対して軸線方向に適切な位置に取り付けられると共
に、常に一定の衝撃エネルギーを吸収することができ
る。

【００１６】次に、上述のように構成された本第１実施
例のステアリングホイール１００の車両衝突時の動作に
ついて説明する。まず、通常走行時にドライバーがハン
ドル本体１０を回転させると、前記ハブ部２０も一体と
なって回転する。ハブ部２０と取付けボス３０とは回転
方向に係合して一体に回転するように構成されているの
で、ハンドル本体１０の回転はハブ部２０及び取付けボ
ス３０を介して操舵軸１に伝達され、自動車の進行方向
が変わる。又、前記圧縮コイルばね５０は、通常のハン
ドル操作時に作用する程度の力では縮むことがない十分
なバネ力を有しており、走行時にステアリングホイール
１００が軸線方向に変位することはない。

【００１７】そして、衝突事故等の緊急時にドライバー
の身体がステアリングホイール１００にぶつかり、ハン
ドル本体１０に過大な衝撃が加わると、ハンドル本体１
０のハブ部２０が前記取付けボス３０の軸線方向に沿っ
て操舵軸１側へ急激に相対変位する。このとき、エネル
ギー吸収手段としての前記圧縮コイルばね５０が縮み、
ハブ部２０が取付けボス３０に対して軸線方向前方へ相
対変位しながら衝撃エネルギーを吸収する。また、ハン
ドル本体１０のカバー部分１３もコラムカバー４と衝突
して変形し、衝撃エネルギーの一部を吸収することがで
きる。これにより、ドライバーの身体がステアリングホ
イールにぶつかった際の衝撃がやわらげられるので、ド
ライバーの身体の損傷を軽減することができる。

【００１８】なお、上記第１実施例のステアリングホイ
ール１００においては、エネルギー吸収手段として圧縮
コイルばね５０を用いたが、必ずしもこれにとらわれる
必要はなく、例えばエネルギー吸収手段としてベローズ
状、メッシュ状及びハニカム状の塑性変形部材を潰すこ
とによってショックを吸収する構造のものを圧縮コイル
ばね５０に変えて用いても良い。又、ハブ部２０と取付
けボス３０とを例えばスチールボールや襞を介して係合
させ、軸線方向に相対変位する際の摩擦抵抗によって衝
撃エネルギーを吸収するように構成しても良い。更に、
ハブ部２０と取付けボス３０の間に密封室を形成し、そ
の内部にシリコンオイル等の液体を封入することによ
り、前記ハブ部２０と前記取付けボス３０が軸線方向に
相対変位して密封室の容積が減少し封入液体の圧力が所
定値以上に上昇した際には、封入液体がオリフィスを介
して前記密封室の外部に噴出し、オリフィス抵抗により
衝撃を吸収するように構成しても良い。

【００１９】図２は、本発明の第２実施例に係る自動車
用ステアリングホイールの要部縦断面図であり、ステア
リングホイール２００は、ハンドル本体１２０と、この
ハンドル本体１２０にボルト１２１により締結されて一
体に回転する第１のボスであるハブ部６０と、このハブ
部６０に対して前記ハンドル本体１２０の軸線方向には
相対変位可能であるが周方向には一体に回転するように
係合し、操舵軸１に一体に回転するように取り付けられ
る第２のボスである取付けボス７０と、ステアリングホ
イール２００に作用する衝撃エネルギーを吸収するよう
に前記ハブ部６０と前記取付けボス７０との間に配設さ
れたエネルギー吸収手段としての圧縮バネ装置８０とを
備えている。

【００２０】前記ハブ部６０は、前記ハンドル本体１２
０の軸線と同軸に延びる円筒部６１と、この円筒部６１
の外周面上に周方向全周にわたって立設されたフランジ
部６５と、更にこのフランジ部６５の外周面上に周方向
に等間隔に４カ所配設されて半径方向外方に延びるバネ
係止部６２とを備えている。そして、図３に示すよう
に、前記円筒部６１内周面の円周方向に沿って等間隔に
刻設されて軸線方向に延びる略矩形断面を有する４本の
凹溝６４には、前記取付けボス７０の外周面上に突設さ
れた係合凸部７４が嵌合し、前記ハブ部６０が取付けボ
ス７０に対して前記ハンドル本体１２０の軸線方向には
摺動自在であるが周方向には係合し、一体に回転するよ
うに構成されている。

【００２１】なお、図４に示すように、ハブ部６０の円
筒部６１の内周面に軸線方向に延びる略矩形断面を有す
る係合凸部６７を設けるとともに、取付けボス７０のボ
ス部７１の外周面に軸線方向に延びる凹溝７７を刻設
し、この凹溝７７と前記係合凸部６７とを嵌合させるこ
とにより、ハブ部６０が取付けボス７０に対してハンド
ル本体１２０の軸線方向には摺動自在であるが円周方向
には係合して一体に回転するように構成しても良い。

【００２２】前記取付けボス７０は、前記操舵軸１の先
端部に外嵌される厚肉円筒状のボス部７１と、このボス
部７１の操舵軸１側端部の外周面上に周方向の全周にわ
たって立設されたフランジ部７３と、更にこのフランジ
部７３の外周面上に周方向に等間隔に４カ所立設されて
半径方向外方に延び、前記ハブ部６０のバネ係止部６２
と対向するバネ係止部７６と、ボス部７１の外周面上に
突設されて軸線方向に延びる略矩形断面を有する前記係
合凸部７４とを備えている。そして、前記取付けボス７
０は、ボス部７１の中心孔７７の内周面に刻設されてい
るスプライン７２を操舵軸１の先端部に刻設されている
スプラインに外嵌させた後、ドライバー側の端面に凹設
されている凹部の底面７５に密着するように締付ナット
５を締め付けることにより、操舵軸１側の端面７８が操
舵軸１の段差面に当接し、操舵軸１に対して一体に回転
するように固定される。

【００２３】前記圧縮バネ装置８０は、図２に示すよう
に、ハブ部６０のフランジ部６５と取付けボス７０のフ
ランジ部７３との間に挟装される第１の圧縮コイルばね
８４と、ハブ部６０のバネ係止部６２と取付けボス７０
のバネ係止部７６との間に挟装され、周方向に沿って等
間隔に４カ所配設された第２の圧縮コイルばね８１とに
より構成されている。そして、前記バネ係止部６２と前
記バネ係止部７６とを軸線方向に貫通する４本のガイド
ステー８２の両端部には、それぞれ一対のスナップリン
グ８３が装着され、前記第１の圧縮コイルばね８４及び
前記第２の圧縮コイルばね８１により互いに離れる方向
に付勢されているハブ部６０と取付けボス７０との間隔
は所定の値に保つようにされている。尚、これら圧縮バ
ネ装置８０は、カバー９０により覆われている。

【００２４】次に、上述のように構成された本第２実施
例のステアリングホイール２００の車両衝突時の動作に
ついて説明する。まず、通常走行時にドライバーがハン
ドル本体１２０を回転させると、前記ハブ部６０も一体
となって回転する。ハブ部６０と取付けボス７０とは回
転方向に係合して一体に回転するように構成されている
ので、ハンドル本体１２０の回転はハブ部６０及び取付
けボス７０を介して操舵軸１に伝達され、自動車の進行
方向が変わる。そして、衝突事故等の緊急時にドライバ
ーの身体がステアリングホイール２００にぶつかり、ハ
ンドル本体１２０に過大な衝撃が加わると、ハンドル本
体１２０のハブ部６０が前記取付けボス７０の軸線方向
に沿って操舵軸１側へ急激に相対変位する。このとき、
圧縮バネ装置８０を構成する前記第１の圧縮コイルばね
８４及び前記第２の圧縮コイルばね８１とが縮み、ハブ
部６０が取付けボス７０に対して軸線方向前方へ相対変
位しながら衝撃エネルギーを吸収する。これにより、ド
ライバーの身体がステアリングホイールにぶつかった際
の衝撃がやわらげられるので、ドライバーの身体の損傷
を軽減することができる。

【００２５】即ち、本第２実施例のステアリングホイー
ル２００においては、ハンドル本体１２０とハブ部６０
とがボルト１２１により着脱自在に構成されているの
で、ハンドル本体１２０を別の形状のハンドル本体と容
易に交換することができる。これにより、例えば自動車
の所有者が自動車に標準装着されているステアリングホ
イールを全く別のデザインのステアリングホイールに交
換する場合でも、上述の如き衝撃吸収機構部分をそのま
ま操舵軸１上に残すことができる。また、既存の車両に
後からこれらハブ部６０、取付けボス７０及び圧縮バネ
装置８０等からなるボスユニットをアダプターボスとし
て操舵軸１上に装着すれば、車体を改造することなくこ
れら衝撃吸収機構を自動車に取り付けることができる。
更に、上述の如き衝撃吸収機構とエアバッグシステム等
の他の安全機構を組み合わせることもできる。なお、本
発明のステアリングホイールは上記各実施例の構成に限
定されるものではなく、第１のボスと第２のボスとの係
合構造、或いは各ボスの形状等は、本発明の主旨に基づ
いて種々の形態を採りうることは云うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】本発明の自動車用ステアリングホイール
によれば、衝突事故等の緊急時にドライバーの身体がス
テアリングホイールにぶつかると、ハンドル本体に固定
された第１のボスが操舵軸に固定された第２のボスに対
して軸線方向に相対変位できるように構成されているの
で、ステアリングホイールは操舵軸の軸線方向前方に速
やかに変位する。そしてこの時、エネルギー吸収手段が
ハンドル本体の第２のボスに対する衝撃エネルギーを吸
収するので、ドライバーの身体がステアリングホイール
にぶつかった際の衝撃がやわらげられ、ドライバーが受
ける損傷を軽減することができる。また、本発明の自動
車用ステアリングホイールは、操舵軸に取り付けるだけ
で良いから、自動車を購入した後からでも自動車に標準
装着されているステアリングホイールと交換し、これら
衝撃吸収機構を自動車に取り付けることができる。従っ
て、車両衝突等の緊急時にドライバーの身体がステアリ
ングホイールに接触して損傷を受けるのを軽減すること
ができると共に、容易に車両に取り付けることができる
安価なステアリングホイールを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るステアリングホイー
ルの要部縦断面図である。

【図２】本発明の第２実施例に係るステアリングホイー
ルの要部縦断面図である。

【図３】図２に示したステアリングホイールのＡ矢視線
に沿った部分横断面図である。

【図４】図３に示したステアリングホイールの一部構成
を変形した変形例を示す部分横断面図である。

【図５】従来のステアリングホイールの要部縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 操舵軸 ５ 締付ナット １０ ハンドル本体 ２０ ハブ部 ２３ 凹溝 ２４ 凹溝 ２５ 凹溝 ３０ 取付けボス ３５ 係合凸部 ４０ フランジ部材 ５０ 圧縮コイルばね １００ ステアリングホイール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールのハンドル本体と
   一体に回転する第１のボスと、この第１のボスに対して
   前記ハンドル本体の軸線方向には相対変位可能であるが
   周方向には一体に回転するように係合し、操舵軸に一体
   に回転するように取り付けられる第２のボスと、ステア
   リングホイールに作用する衝撃エネルギーを吸収するよ
   うに前記第１のボスと前記第２のボスとの間に設けられ
   たエネルギー吸収手段とを備えたステアリングホイー
   ル。