JPS6164577A - ステアリングホイ−ル及びその製造方法 - 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） 本発明は自動車等の車両に使用するステアリングホイー
ル、更に詳しくは連続した長繊維で補強された構造を有
する合成樹脂製ステアリングホイールに関するものであ
る。

（従来の技術） 最近、自動車等の車両においては車体の軽■化が計られ
ており、その−環として車両用部品例えばステアリング
ホイールの軽量化が計られている。すなわち、ステアリ
ングホイールをポリウレタン樹脂やポリプロピレン樹脂
等の合成樹脂素材を用いて製造することが行われている
。

しかしこれらの樹脂のみでは強度が弱いので、従来一般
的には補強体（芯体）として例えば鉄棒又は鉄パイプ等
の金属材料を併用して成形することが行われる。しかし
このような金属拐料を多量に併用した場合には軽量化効
果は少ない。

他方、上記の不具合を解決するため連続した長繊維例え
ばガラスロービング、ガラスロービングクロス、炭素ロ
ービング、炭素ロービングクロス等を単独又は各繊維基
しくは各繊維束をよシラわせて使用し、合成樹脂例えば
不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂を含浸させたＦＲＰで芯体を形成したステアリングホ
イールが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、連続した長繊維で強化した従来のＦＲＰ
製のステアリングホイールにおいてはリム部とボス部を
連結するスポーク部の形状が直線的であシ、該リム部が
形成する平面と傾斜して交わり、又、該ボス部との当接
端において上記連続した長繊維が折れ曲がっていた。こ
のためスポーク部への各種部品の取り付けや、これらの
部品を取シ付けるための加工等が行い難く、又、剛性も
充分でなく、その調節も困難であり、更にボス部との当
接端において繊維がボスプレートの端ですれて損傷する
等の不具合が生じていた。

更に、従来はステアリングホイールの各部の断面形状に
ついて詳細な検討はなされず、一般的には断面形状は円
形又は橢円形が用いられていた。しかし、例えばスポー
ク部などのように加えられる外力の方向がほぼ定まって
いる場合には一定の方向からの外力に対して充分な強度
を有していればよく、軽量化の点から最適な断面形状を
有するステアリングホイールが望まれていた。

本発明は上記従来技術における問題点を解決するための
ものでメジ、その目的とするところはスポーク部への各
種部品の取り付けや各種の加工が行い易く、又、スポー
ク部の剛性の向上やその調節も容易であシ、更に上記ス
ポーク部の断面形状を最適化することにより軽量化する
とともに特定方向から加えられる外力に対する強度が向
上し、更にボスプレートの端で連続した長繊維がすれて
損傷することのないＦＲＰ製のステアリングホイール及
びその製造方法を提供することにおる〇 （問題点を解決するための手段） すなわち本発明のステアリングホイールは、連続した長
繊維で補強された合成樹脂製のリム部とスポーク部とボ
ス部とよシなシ、該スポーク部の少なくとも１箇所に該
リム部が形成する平面と該スポーク部の軸方向が略平行
となる部分を有し且つ該スポーク部を補強する上記連続
した長繊維が該ボス部との当接端において折れ曲がり部
を有しない形状とし、更に該スポーク部の径方向の断面
を該断面の略中心から外側に向って突出した凸部を有す
る形状としたことを特徴とする。

スポーク部の形状はボス部との当接端を除いて規則的又
は不規則に折れ曲がるか又は湾曲するか、あるいはこれ
らの組み合せよシ々す、少なくとも１箇所にリム部が形
成する平面とほぼ平行となる部分を設ける。この部分は
１本のスポーク部によって形成してもよいし、又はスポ
ーク部を分岐させて枠状としたものによって形成しても
よいし、更にスポーク部を拡大して板状とすることによ
り形成してもよい。

スポーク部とボス部との結合は例えばボス金具の筒状部
の回シに連続した長繊維を巻き付けることにより行うが
、上記筒状部の端についているボス金具のつばの端部で
その端部に当接する連続した長繊維が折れ曲がらずに直
線状となるようにするとよい。

スポーク部の径方向の断面は特定方向からの外力に対し
ては充分な強度を有し且つ軽量化を計るために最適な形
状とする。例えば、スポーク部の略中心を通り互いに交
わる複数本例えば２本の軸又は略中心から外側に向って
放射状に広がる複数本の軸に沿って上記略中心から外側
に向って突出した凸部を有する形状とするのが好捷しい
。凸部の形状としては半円形、半橢円形、矩形、三角形
又はこれらの組合せ等種々の形状を用いることができる
。半円形や半橢円形などが好ましい。この凸部を形成す
ることにより、その外接円と等しい断面形状を有するス
ポーク部に比べてその突出方向は径がほぼ等しくなるた
めほぼ等しい機械的強度を確保することができるととも
に凸部のない部分は凹んでいるため＠量化することがで
きる。

スポーク部全体の形状は部品の取シ付けや加工を行い易
くするとともに曲げ又は捩シ等の応力に対して充分な剛
性を有するように選択する。

本発明のステアリングホイールは樹脂を含浸させた連続
した長繊維を巻き取ることにより製造するためホイール
部等の複離な形状のものでも容易に製造することができ
る。製造方法としては例えば樹脂を含浸した連続した長
繊維を所望形状の巻き取９泊具に巻き取ってリム部とス
ポーク部とボス部を形成し、次いで巻き取り治具より取
りはずし成形型に移して所望により表面に更に樹脂を被
覆して製造する：この際、スポーク部を所望形状に成形
するには例えば所定の成形型によりスポーク部を挾持し
押圧して成形するか、又はガイドピンによりスボーク部
を折シ曲げるか又は湾曲させることにより行う。

更にスポーク部の径方向の断面を所望形状に成形するに
はスポーク部を押圧する上記成形型の溝部の形状を所望
形状とするか又は別に設けた断面形状成形具を用いる。

断面形状成形具としては例えば所望形状の溝部を有する
回転ロール又はダイス等が使用できる。この断面形状成
形具を使用してスポーク部の断面を所望の形状に成形し
た後例えば上記カイトピンによりスボーク部を折り曲げ
る。

連続した長繊維及び該繊維に含浸させる合成樹脂として
は通常ＦＲＰ（繊維強化樹脂）製品に使用されるものを
用いることができる。例えば連続した長繊維としてはガ
ラス繊維、各種セラミック繊維、炭素繊維、ポリアラミ
ド繊維等を用いるとよい。又、合成樹脂としては不飽和
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポ
リカーボネート樹脂等の熱硬化性樹脂又はポリスチレン
樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可
塑性樹脂を用いるのが好ましい。これらの連続した長繊
維及び合成樹脂は各々単独又は組合せて使用することが
できる。

（実施例） 以下の実施例において本発明を更に詳細に説明する。な
お、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

実施例１： 巻き取υ治具（図示せず）に不飽和ポリエステル樹脂を
含浸させた直径２３μｍの連続した高張力ガラス繊維を
所定量巻きつけてリム部（リング）とスポーク部とボス
部とよりなるステアリングホイールの芯体を形成した。

次いでこの芯体を巻き取り治具よりはずしてステアリン
グホイール成形型に移し、芯体に更に不飽和ポリエステ
ル樹脂を被覆した後所定の温度及び圧力に加熱・加圧す
ることにより第１図に示す本発明のステアリングホイー
ル１を得た。この際リム部２とボス部３を接続するスポ
ーク部４は、第２図に示す折れ曲がった略半橢円形及び
部分橢円形の凹部を形成した溝５を有する上下の成形型
６を使用してスポーク部４を挾持し、図中矢印方向に押
圧することにより形成した。第３図に第１図のスポーク
部４の径方向の断面を、又第４図に第２図の成形型６の
溝部の径方向の断面を示す。

実施例２： 実施例１と同様の方法でステアリングホイールの芯体を
形成した。次いでこの芯体のスポーク部４を第５図及び
第６図に示す回転ロール７の溝５に入れて図中矢印方向
又はこの逆方向に回転ロール７を回転させることにより
、第３図に示す断面形状に成形し、次いでスポーク部４
を第７図に示すようにガイドピン８を用いて折り曲げ加
熱して硬化させた後更に表面にポリウレタン樹脂を被覆
して加熱硬化させ実施例１と同一形状の本発明のステア
リングホイールを得た０ 実施例３： 実施例２と同様にして、ただし回転ロール７０代わりに
同様の形状の溝５を有するダイス９を用いて実施例２と
同様のステアリングホイールを得た。

実施例４〜５： 実施例１又は２と同様の方法で、三角形の凸部を有する
断面形状のスポーク部１０及び先端を半円形とした矩形
の凸部を有する断面形状のスポーク部１１を持った本発
明のステアリングホイールを得た。

比較例： 実施例１と同様の方法で同−重泣の素材を用いて、ただ
しスポーク部１２は略円形の断面形状を有し、ボス部６
の当接端で折れ曲がった直線状に形成して第１１図に示
す従来のステアリングホイールを製造した。

性能比較試験： 実施例１及び比較例のステアリングホイールの強度丼蓼
を万能試験機により測定した。曲げ評価はボス部を固定
し、リム部を下方に押すことにより、捩シ評価はボス部
を固定し、リム部をリムの接線方向に引張ることにより
行った〇本発明のステアリングホイールは比較例に比べ
て曲げ強度が約６％、捩シ強度が約５％向上しているの
が判った。又、ホイール部に対する加工や部品の取ｐ付
けも容易でアシ、ボス部との当接端における摩耗もほと
んどなくなった。更にスポーク部の断面形状を最適化し
たため同一強度の比較例のステアリングホイールに比べ
て約３％軽量化することができた。

（発明の効果） 上述のように本発明のステアリングホイールはスポーク
部の少なくとも１箇所にリム部が形成する平面と略平行
となる部分を有し且つ該スポーク部を補強する連続した
長繊維がボス部との当接端において折れ曲がり部を有せ
ず、更に該スポーク部の径方向の断面形状を最適化した
ため、従来の略円形の断面形状を有しボス部との当接端
で折れ曲がった直線形状のスポーク部を有するステアリ
ングホイールに比べてスポーク部に対する各種部品の取
ｐ付けや、これらの部品を取り付けるための加工等が行
い易くなった。又、ボス部の当接端における摩耗がほと
んどなくなったため耐久性が向上し安全性も増大した。

更に、従来のステアリングホイールに比べて軽量化され
るとともにスポーク部の設計の自由度が増加したためよ
り剛性の大きなものを容易に得ることができるとともに
剛性の調３節も容易で６Ｄ、又、種々の意匠を有するも
のが容易に得られるため使用者のデザイン上の要求や好
みに゛も迅速に対応することができる等の商品価値を向
上させる効果を奏する。

又、本発明のステアリングホイールの製造方法はステア
リングホイールを加熱硬化させる際に、そのスポーク部
の径方向の形状を所定形状の溝部を有する成形型で押圧
するが又はガイドピンで折れ曲が９部を形成する等の成
形手段により成形し且つその際上記成型又は別に設けた
断面形状成形具によりスボーク部の径方向の断面形状も
最適に形成して上記所望形状を有するステアリングホイ
ールを簡便迅速に製造することができるため、特別な装
置を使用せず設備費もわずかですみ、作業も簡単で効率
が良く、又、種々の意匠の変更も容易であシ、製造現場
における従来の工程をほとんど変更せずに上記の種々の
特徴を有する本発明のステアリングホイールを容易に得
ることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のステアリングホイールの一実施例の側
面図、 第２図は上記ステアリングホイールを得るための本発明
の製造方法においてスポーク部を成形するために使用す
る成形型の一例を示す斜視図、 第３図は第１図に示すステアリングホイールの径方向の
断面図、 第４図は第２図に示す成形型の溝の径方向の断面図、 第５図は本発明の製造方法においてスポーク部の径方向
の断面形状を形成するために使用する回転ロールの一例
を示す平面図、 第６図は第５図のＡ−Ａ線に沿った断面図、第７図は本
発明の製造方法においてガイドピンを使用してスポーク
部を成形する工程を示す概略図、 第８図は同じく本発明の製造方法においてスポーク部の
径方向の断面形状を形成するために使用するダイスの一
例を示す斜視図、 第９図及び第１０図は本発明のステアリングホイールの
別の実施例のスポーク部の径方向の断面図、 第１１図は従来のステアリングホイールの一例を示す側
面図である。 図中 １・・・ステアリングホイール　　２・・・リム部５・
・・ボス部　　４，１０，１１．１２・・・スポーク部
５・・・溝　　６・・・成形型　　７・・・回転ロール
８・・・ガイドピン　　９・・・ダイス特　許　出　願
人　　トヨタ自動車株式会社豊田紡織株式会社 牙１図 牙２図 牙５図　　オ６図 牙７図　　　　　才８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続した長繊維で補強された合成樹脂製のリム部
   とスポーク部とボス部とよりなり、該スポーク部の少な
   くとも１箇所に該リム部が形成する平面と該スポーク部
   の軸方向が略平行となる部分を有し且つ該スポーク部を
   補強する上記連続した長繊維が該ボス部との当接端にお
   いて折れ曲がり部を有しない形状とし、更に該スポーク
   部の径方向の断面を該断面の略中心から外側に向って突
   出した凸部を有する形状としたことを特徴とするステア
   リングホィール。
2. （２）樹脂を含浸した連続した長繊維を巻き取り治具に
   巻き取ってリム部とスポーク部とボス部とを形成し次い
   で加熱硬化させる際に、該スポーク部を所定の型で押圧
   するか又はガイドピンで折れ曲がり部を形成する等の成
   形手段により成形して該スポーク部の少なくとも１箇所
   に該リム部が形成する平面と該スポーク部の軸方向が略
   平行となる部分を形成し且つ該スポーク部を補強する上
   記連続した長繊維が該ボス部との当接端において折れ曲
   がり部を有しない形状とし、更に上記成形手段により成
   形する際に、上記所定の型又は別に設けた断面形状成形
   具により該スポーク部の径方向の断面を該断面の略中心
   から外側に向って突出した凸部を有する形状とすること
   を 特徴とするステアリングホィールの製造方 法。