JP3787936B2 - ステアリングホイールとステアリングホイールの芯金成形金型 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両、船舶などのステアリングホイールに係わり、詳しくは、芯金のリム部とスポーク部とを一体的にダイカスト成形したステアリングホイールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、芯金は、鋼管をリング状に曲げ、ステアリングシャフトに嵌着ナット止めなどされるボス部に複数のスポークで連結したものが用いられており、曲げ加工と溶接工程を経た後に、表皮成形金型にインサートされて発泡ポリウレタンで鋳包みなどしてステアリングホイールとするが、握り部であるリム部の環形状に歪みがあると、表皮の厚みがばらつき、触感が悪くなるなどの問題があるため、厳格な寸法管理などを要し、そのため製造コストが上昇していた。
【0003】
特開平8−133093号公報には、ダイカスト材よりなる芯金及びこの芯金を被覆する被覆体よりなるリング部を備えたステアリングホイールが開示されている。すなわち、リム部とスポーク部とボス部とをアルミダイカスト材を用いて一体にダイカスト成形した芯金を用いたステアリングホイールである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の、鋼管を円環状に曲げたリム芯金に比べて、曲げ剛性が低いという問題を有している。そのために、断面積を増加させて強度を高めると、芯金の重量が増加し、慣性力が増え、ステアリングホイールの操作性が悪化するという問題を生じ、また、被覆成形された表皮の肉質が確保できず、握り感触を低下させるとの問題を生じることがある。
【0005】
このようなステアリングホイールにあっては、上側のスポーク間の距離を狭めれば、リム部の強度を補うことも可能である。しかし、ステアリングホイールを通して見るメーターの視認性を悪化させるという問題点があった。
【0006】
本発明は、上記の問題点に着目して成されたものであって、その第1の目的とするところは、ステアリングホイールのグリップの触感が向上して操作性が良好になるし、製造コストが低減でき、型成形のために寸法が安定し、歩留が向上するばかりか、メーター視認性が向上できるステアリングホイールを提供することにある。
【0007】
また、本発明の第2の目的とするところは、溶融金属に混入するガス(空気)を製品キャビティから効果的に除去でき、製品内気泡の形成を防止し、品質及び歩留を向上することができるステアリングホイールの芯金成形金型を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の第1の目的を達成するために、請求項1の発明に係わるステアリングホイールは、少なくともリム部芯金と複数のスポーク部芯金とを接合点において接合することにより一体的にダイカスト成形したステアリングホイールにおいて、前記リム部芯金が、断面ほぼC字形状をなして、前記リム部芯金の内空部としての凹溝を中にして左右にそれぞれ立壁部を備えて構成しており、前記リム部芯金と前記複数のスポーク部芯金との相隣する前記接合点の対のうち最も離間する1組の接合点の最遠部に、前記内空部を埋める中実形状の連結部を形成し、さらに、前記連結部は、前記ダイカスト成形した際に芯金成形金型に形成されて前記芯金成形金型に流入した溶湯をサブキャビティ側に逃すオーバーフロー部によって一体に形成されたオーバーフロー部位を除去した部位の近傍に位置していることを特徴とする。
【0009】
かかる構成により、リム部芯金は、荷重に対する変化量が少なくなるように、リム部芯金の強度が向上できるばかりか、前記連結部以外は横断面ほぼC字形状をなしていて、軽くて大きな慣性力を発生しないので、ステアリングホイールのグリップの触感が向上して操作性が良好になる。また、ダイカスト材の使用量が増加せずに一体的にリム部芯金をダイカスト成形することができるので、製造コストが低減でき、型成形のために寸法が安定し、歩留が向上する。
【0010】
また、1組の前記スポーク部芯金、例えば上側のスポーク部芯金相互間の距離を大きく取るができるので、ステアリングホイールを通して見るメーターの視認性が良くなる。
【0011】
また、上記の第1の目的を達成するために、請求項2の発明に係わるステアリングホイールは、請求項1に記載のステアリングホイールにおいて、前記リム部芯金の、前記接合点と前記連結部との中間部に他の連結部を設けた。
【0012】
かかる構成により、請求項1の発明の作用をより一層効果的に達成できる。
【0013】
また、上記の第2の目的を達成するために、請求項3の発明に係わるステアリングホイールの芯金成形金型は、少なくともリム部芯金と複数のスポーク部芯金とを接合点において接合して一体的にダイカスト成形することによりステアリングホイールを成形する芯金成形金型において、前記リム部芯金が、断面ほぼC字形状になして前記リム部芯金の内空部としての凹溝を中にして左右にそれぞれ立壁部を備えるべくダイカスト成形するためのリング部キャビティが、前記リム部芯金と前記複数のスポーク部芯金との相隣する前記接合点の対のうち最も離間する1組の接合点の最遠部に、前記内空部を埋める中実形状の連結部を形成するための連結部成形部を備えており、且つ、前記連結部成形部の近傍に位置させて、前記リング部キャビティから流入した溶湯をサブキャビティ側に逃すためのオーバーフロー部を設けたことを特徴とする。
【0014】
かかる構成により、溶融金属に混入するガス(空気)を製品キャビティから効果的に除去でき、製品内気泡の形成を防止し、品質及び歩留を向上することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係わるステアリングホイールの芯金の反操作側から見た平面図、図2は同ステアリングホイールの操作側から見た平面図、図3は図1のA−A線に沿う断面図、図4は図1のB−B線に沿う断面図である。
【0016】
本発明に係わるステアリングホイール1は、ステアリングホイール本体2と、このステアリングホイール本体2の上部に取り付けられるパッド(図示せず)とを備えている。ステアリングホイール本体2は、ボス部4と、このボス部4から斜め下方に放射状に延びる4本のスポーク部5と、これらのスポーク部5の先端に固定された円環状のリム部6とを備えている。4本のスポーク部5のうち第1及び第2のスポーク部5A、5Bの2本はほぼ左右方向に延び、残りの第3及び第4のスポーク部5C、5Dの2本は運転席側(図1の下側)に向かって延びている。
【0017】
前記ボス部4はステアリングシャフト(図示せず)の先端に嵌合されるボス本体7と、ボス本体7の上端外周に形成されたボス部芯金としてのボスプレート8とからなっている。また、前記スポーク部5A、5B、5C、5Dは、前記ボスプレート8から斜め下方に放射状に延びるスポーク部芯金9A、9B、9C、9Dとからなっている。
【0018】
前記リム部芯金11は、図3に示すように断面ほぼC字形状を成していて、リム部芯金11の内空部としての凹溝15を中にして左右に立壁部15A、15Bを有する芯金本体16を備えておりこの芯金本体16の、第1及び第2のスポーク部5A、5B(スポーク部芯金9A、9B)との接合点イ、ロより最遠部に第1の連結部13Aが、また、この第1の連結部13Aを中にして所定の間隔をおいて第2、第3の連結部13B、13Cがそれぞれ形成してある。そして、第1、第2、第3の連結部13A、13B、13Cは図4に示すように断面ほぼ円形状を成しており、前記リム部芯金11の内空部を埋める中実形状である。
【0019】
そして、前記ボスプレート8、スポーク部芯金9A、9B、9C、9D及びリム部芯金11はアルミダイカスト材により一体的に形成してあり、これらの部分は、ダイカストマシンの成形金型により成形される。この場合、リム部芯金11をダイカスト成形するためには、前記成形金型の一部である、図5及び図6に示す成形金型部14Aが使用される。この成形金型部14Aはリング部キャビティ25を形成しており、このリング部キャビティ25は図示しないスポーク部キャビティを介してボス部キャビティに連なっている。そして、リング部キャビティ25とスポーク部キャビティとボス部キャビティとで製品キャビティを構成している。
【0020】
前記成形金型は、一方のダイカスト成形金型(固定金型)18と他方のダイカスト成形金型(可動金型)19とを備えており、一方のダイカスト成形金型18には、リム部芯金11の外郭形状のほぼ半分に倣う型部20と、サブキャビティ21と、型部20とサブキャビティ21とを連絡するオーバーフロー部22とが設けてある。このオーバーフロー部22は連結部成形部ハの近傍に位置している。そして、前記型部20は、図6に示すように芯金本体16に倣う型部位17Aと、図7に示すように連結部13A、13B、13Cに倣う型部位17Bとを有している。
【0021】
また、他方のダイカスト成形金型19にはリム部芯金11の外郭形状の残りの半分に倣う型部23が設けてある。そして、この型部23は図6に示すように芯金本体16に倣う型部位24Aと、図7に示すように連結部13A、13B、13Cに倣う型部位24Bとを有している。そして、前記型部20と前記型部23とで前記リング部キャビティ25を構成している。
【0022】
そして、一方及び他方のダイカスト成形金型18、19を閉型した状態で、ダイカストマシンの溶湯供給部より、ダイカストマシンの成形金型のゲート、すなわち、図1にGで示すゲートから溶湯を注入して、この溶湯をボス部キャビティに流入させ、スポーク部キャビティを介してリング部キャビティ25に流入させる。
【0023】
溶湯は、リング部キャビティ25内に元から存在する空気に置換するように、このリング部キャビティ25全体を満たすことが望ましい。ところが、比重の小さいダイカスト材、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金などは、巻き込んだ空気を内包したまま固化しやすく、ダイカスト製品に内部欠陥を生じやすい。
【0024】
図5に矢印で示すように前記リング部キャビティ25に流入した溶湯の先端をオーバーフロー部22からサブキャビティ21に逃がしてやることにより、溶湯の先端部が巻き込みやすい空気と共に、溶湯をリング部キャビティ25から取り除くことができる。
【0025】
そして、一方及び他方のダイカスト成形金型18、19を開型して、成形品を離型した後に、前記オーバーフロー部22により象られたオーバーフロー部位を除去して、ステアリングホイール本体2がダイカスト成形される。従って、オーバーフロー部22を除去した近傍に、連結部13Aが位置していることになる(図5の記載を参照)。
【0026】
上記のようにして成形された、連結部13A、13B、13Cを有するリム部芯金11を有するステアリングホイール本体2を用いたステアリングホイール1の曲げ強度を測定した。その結果を図8に示す。また、比較用として、連結部13A、13B、13Cの無いリム部芯金11を有するステアリングホイール本体2を用いたステアリングホイールの曲げ強度を測定した。その結果を図9に示す。
【0027】
連結部13A、13B、13Cのあるリム部芯金11を有するステアリングホイール本体2を用いたステアリングホイール1の場合は、比較例に比べて荷重に対する変化量が少なくなっていることが解る。すなわち、荷重が40Kgの場合には、比較例では変化量は29mmであるのに対して、連結部13(13A、13B、13C)を有するリム部芯金11を有するステアリングホイール本体2を用いたステアリングホイール1では11.05mmである。
【0028】
上記した実施の形態によれば、リム部芯金11は、荷重に対する変化量が少なくなるように、リム部芯金11の強度が向上できるばかりか、前記連結部13以外は横断面ほぼC字形状をなしていて、軽くて大きな慣性力を発生しないので、ステアリングホイール1のグリップの触感が向上して操作性が良好になる。また、ダイカスト材の使用量が増加せずに一体的にリム部芯金11をダイカスト成形することができるので、製造コストが低減でき、型成形のために寸法が安定し、歩留が向上する。
【0029】
また、1組の前記スポーク部芯金、例えば上側のスポーク部芯金9A、9B相互間の距離Lを大きく取るができるので、ステアリングホイール1を通して見るメーターの視認性が良くなる。
【0030】
また、ダイカストマシンの芯金成形金型において、リム部芯金11をダイカスト成形するための成形金型部14Aに、前記リム部芯金11の連結部13A,13B、13Cを成形するための連結部成形部ハの近傍に位置させて、溶融金属のオーバーフロー部22を設けたことにより、溶融金属に混入するガス(空気)を製品キャビティから効果的に除去でき、製品内気泡の形成を防止し、品質及び歩留を向上することができる。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明に係わるステアリングホイールによれば、少なくともリム部芯金と複数のスポーク部芯金とを一体的にダイカスト成形したステアリングホイールにおいて、前記リム部芯金を横断面ほぼC字形状に成形すると共に、前記リム部芯金と複数の前記スポーク部芯金との相隣する接合点の対のうちの最も離間する1組の接合点の最遠部に、前記リム部芯金の内空部を埋める中実形状の連結部を設けたことにより、リム部芯金は、荷重に対する変化量が少なくなるように、リム部芯金の強度が向上できるばかりか、前記連結部以外は横断面ほぼC字形状をなしていて、軽くて大きな慣性力を発生しないので、ステアリングホイールのグリップの触感が向上して操作性が良好になる。また、ダイカスト材の使用量が増加せずに一体的にリム部芯金をダイカスト成形することができるので、製造コストを低減でき、型成形のために寸法が安定し、歩留が向上する。
【0032】
また、1組の前記スポーク部芯金、例えば上側のスポーク部芯金相互間の距離Lを大きく取るができるので、ステアリングホイールを通して見るメーターの視認性が良くなる。
【0033】
また、請求項2の発明に係わるステアリングホイールによれば、請求項1に記載のステアリングホイールにおいて、前記リム部芯金の、前記接合点と前記連結部との中間部に他の連結部を設けたことにより、請求項1の発明の効果をより一層効果的に達成できる。
【0034】
また、請求項3の発明に係わるステアリングホイールの芯金成形金型によれば、ダイカスト成形の芯金成形金型において、リム部芯金をダイカスト成形するための成形金型部に、前記リム部芯金の連結部を成形するための連結部成形部の近傍に位置させて、溶融金属のオーバーフロー部を設けたことにより、溶融金属に混入するガス(空気)を製品キャビティから効果的に除去でき、製品内気泡の形成を防止し、品質及び歩留を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるステアリングホイールの芯金の反操作側から見た平面図である。
【図2】同ステアリングホイールの操作側から見た平面図である。
【図3】図1のA−A線に沿う断面図である。
【図4】図1のB−B線に沿う断面図である。
【図5】ダイカストマシンの芯金成形金型におけるリム部芯金をダイカスト成形するための成形金型部の断面図である。
【図6】図5のC−C線に沿う断面図である。
【図7】図5のD−D線に沿う断面図である。
【図8】本発明に係わるステアリングホイールの荷重−撓み線図である。
【図9】比較例としての連結部を有しないステアリングホイールの荷重−撓み線図である。
【符号の説明】
1 ステアリングホイール
9A〜9D スポーク部芯金
11 リム部芯金
13A、13B、13C 連結部
Claims (3)
- 少なくともリム部芯金と複数のスポーク部芯金とを接合点において接合することにより一体的にダイカスト成形したステアリングホイールにおいて、
前記リム部芯金が、断面ほぼC字形状をなして、前記リム部芯金の内空部としての凹溝を中にして左右にそれぞれ立壁部を備えて構成しており、
前記リム部芯金と前記複数のスポーク部芯金との相隣する前記接合点の対のうち最も離間する1組の接合点の最遠部に、前記内空部を埋める中実形状の連結部を形成し、
さらに、前記連結部は、前記ダイカスト成形した際に芯金成形金型に形成されて前記芯金成形金型に流入した溶湯をサブキャビティ側に逃すオーバーフロー部によって一体に形成されたオーバーフロー部位を除去した部位の近傍に位置していることを特徴とするステアリングホイール。 - 前記リム部芯金の、前記接合点と前記連結部との中間部に他の連結部を設けたことを特徴とする請求項1に記載のステアリングホイール。
- 少なくともリム部芯金と複数のスポーク部芯金とを接合点において接合して一体的にダイカスト成形することによりステアリングホイールを成形する芯金成形金型において、
前記リム部芯金が、断面ほぼC字形状になして前記リム部芯金の内空部としての凹溝を中にして左右にそれぞれ立壁部を備えるべくダイカスト成形するためのリング部キャビティが、前記リム部芯金と前記複数のスポーク部芯金との相隣する前記接合点の対のうち最も離間する1組の接合点の最遠部に前記内空部を埋める中実形状の連結部を形成するための連結部成形部を備えており、
且つ、前記連結部成形部の近傍に位置させて、前記リング部キャビティから流入した溶湯をサブキャビティ側に逃すためのオーバーフロー部を設けたことを特徴とするステアリングホイールの芯金成形金型。
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