JP2009505885A - 一体成型された合成ハンドル - Google Patents

Abstract

ステアリング・コラムを有する自走車両用の合成ハンドル（１０）が提供される。１つの実施形態では、合成ハンドル（１０）は、リム（１４）、中央ハブ（１６）、及びリムを中央ハブ（１６）に接続する複数のスポーク（１８）を含む。リム（１４）、中央ハブ（１６）、及び複数のスポーク（１８）は、変形可能な熱可塑性材から形成される。また、合成ハンドルは、中央ハブに据え付けられる取付け部材を含む。取付け部材は、ステアリング・コラムに連結する大きさである。

Description

本発明は、一般的な自走車両（ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｖｅｈｉｃｌｅｓ）向けのハンドルに関し、特に、変形可能な熱可塑性材を含む一体成型された合成ハンドルに関する。

既知のハンドルは、ハンドルのスポーク（ｓｐｏｋｅｓ）、リム（ｒｉｍ）及びハブ（ｈｕｂ）を形成するメタル骨組を含む。この骨組は、通常、単一部品から製作されるか、或いは、溶接又はボルト留めされる分離した部品から形成される。この骨組は、例えば、木材、エラストマ素材、例えばポリウレタン素材、又は組み合わせ素材のような適切な被覆材により封入される。

米国特許出願公開第２００３／１０１８４１号明細書 米国特許出願公開第２００５／１２１８９６号明細書

既知のメタル骨組の欠点は、比較的重量が重いこと、及び質量による慣性モーメントが大きいことである。さらに、ポリウレタン素材を使用すると、作業員の安全性の問題と共に作業場の環境問題が発生し得る。また、自走車両の燃費を向上させる必要から、重量の削減は自走車両の設計における重要な側面である。そして、そのことから、既知のメタル骨組の重量が比較的重いことについては改善する必要がある。

１つの側面として、ステアリング・コラムを有する自走車両向けの合成ハンドルが供給される。合成ハンドルは、リム、中央ハブ、及び、リムを中央ハブに接続する複数のスポークを含む。そのリム、中央ハブ、及び複数のスポークは、変形可能な熱可塑性材から形成される。また、合成ハンドルは、中央ハブに埋め込まれた付属部品も含む。付属部品はステアリング・コラムに連結されるサイズとされる。

他の側面として、ステアリング・コラムを有する自走車両向けの合成ハンドルの形成方法が供給される。この方法は、ステアリング・コラムに連結するサイズの付属部品を供給し、付属部品を型のなかに位置させ、及びリムを形成するために変形可能な熱可塑性材を型に導入し、付属部品をその中に埋め込むことで中央ハブを形成し、及びリムを中央ハブに接続する複数のスポークを形成することを含む。

１つの実施形態として、メタル又はプラスティックからなるリム要素の周囲に外側被覆された熱可塑性材から形成される合成ハンドルの詳細を下記に示す。他の実施形態では、合成ハンドルはリム要素を含まない。合成ハンドルは、ハンドルのスポークに設置される振動ダンパーを含む。リム及び中央ハブにおけるメタル又はプラスティックからなる挿入物は、衝撃が発生した際に、乗車者にハンドルからの衝撃力に耐えさせ、エネルギを吸収して永久変形し、ハンドルの跳ね返りが乗車者に戻るのを避ける。

図面を参照し、図１は、合成ハンドル１０の１つの実施形態の概略の斜視図である。図２は、振動ダンパー１２を含む図１に示した合成ハンドル１０の分解した概略の斜視図であり、図３は、図２に示す合成ハンドル１０の一部分の概略の断面図である。図１−３を参照し、合成ハンドル１０は、リム１４、中央ハブ１６、及びリム１４を中央ハブ１６に接続する複数のスポーク１８（４つ示される）を含む。リム１４は、変形可能な熱可塑性材２２により外側被覆されたメタル、又はプラスティックからなるリム要素２０から形成される。本実施形態では、リム要素２０はメタル又はプラスティックからなる円形断面の棒である。他の実施形態では、リム要素２０は中空の管要素である。また、代替の実施形態では、リム要素２０は四角形又は多角形の断面形状を有する。リム要素２０を形成する適切なメタルを用いることができ、例えば、これらに限らないが、スチール、アルミニウム、及びマグネシウムなどが含まれる。また、リム要素２０を形成する適切なプラスティック材料を用いることができ、例えば、変成シリコーンポリカーボネート、ナイロン、ポリエステル、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレン、及びポリウレタンなどが含まれる。特に、リム要素２０は固体又は中空の重合体でも良い。中空のコアは、水による補助、ガスによる補助、回転成形、又はポリマー材料において中空断面を達成するのに採用される他の方法により達成できる。また、これらの材料は、リム要素２０の材料のコアを通じて分散された微細な気泡を導入することで発泡させることができる。この発泡は多様な方法で達成でき、処理の融液相の間に液体窒素又は窒素ガスを導入する発熱性発泡剤、又は他の同様な方法が含まれるがこれらに限らない。代替の方法として、リム１４はリム要素２０なしに熱可塑性材２２から形成される。

スポーク１８及び中央ハブ１６は熱可塑性材２２から形成され、リム１４と同様に１つの部品として型打ちされる。特に、メタル製リム２０は型内に据え付けられ、熱可塑性材２２が型内に導入され、その結果、熱可塑性材２２は、熱可塑性材２２に埋め込まれたメタル製リム要素２０と共にリム１４を形成するために、スポーク１８、中央ハブ１６、及び、外側被覆されるリム要素２０を形成する。例えば、射出成形などの何らかの適切な技術が用いられる。適切な熱可塑性材２２は変形可能であり衝撃の瞬間にエネルギを吸収する。具体的には、適切な熱可塑性材は、低荷重時には弾性変形し、高荷重時には塑性変形するという特性を有する。低荷重はハンドルの通常動作の間に発生するという特徴があり、高荷重は、連邦車両安全基準２０３に規定される危険な誤操作、又は衝撃の瞬間に発生するという特徴がある。さらに、熱可塑性材２２は、ＡＳＴＭ Ｄ−６３８による引張試験で測定される破壊（ｆａｉｌｕｒｅ）に対して２０パーセントの割合の応力を有する。適切な熱可塑性材２２の例として、変成シリコーンポリカーボネート、ナイロン、ポリエステル、ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレン、それらの合成物、及びそれらの発泡剤などが含まれるが、これらには限らない。実施形態では、登録商標「Ｌｅｘａｎ ＥＸＬ」としてゼネラル・エレクトロニック・カンパニー社から調達できる変成シリコーンポリカーボネートが用いられる。

各スポーク１８は、中央ハブ１６からリム１４に延びる中空の空洞２４を含む。空洞２４は中央ハブ１６に隣接するアクセス開口部２６を含む。空洞２４は、中央ロッド２８、中央ロッド２８に摺動自在に連結する重り（質量）３０、第１のスプリング３２、及び第２のスプリング３４を含む振動ダンパー１２を収納するサイズである。第１及び第２スプリング３２，３４は重り３０に対して反対側に位置する。また、振動ダンパー１２は、空洞２４内の開口部２６を閉じるサイズの中央ロッド２８の第１の端部３８に取り付けられた第１の端部蓋３６を含む。第２の端部蓋４０は、中央ロッド２８の第２の端部４２に取り付けられ、第２のスプリングが中央ロッド２８の第２の端部４２を越えて動かないように定着させる。中央ロッド２８の第２の端部４２は、リム１４に隣接する空洞２８を規定する内壁内の孔部４４に挿入される。

平板又は形成されたメタル板５０は中央ハブ１８内に型打ちされる。メタル板５０は、平板部５２、及び平板部５２から延び中央ハブ１８を通過する中央取付け部５４を含む。取付け部５４は、合成ハンドル１０をステアリング・コラムに取り付けるために自走車両のステアリング・コラム（図示せず）を受け入れるサイズと大きさで延びる孔部５６を含む。平板部５２は、エア・バックユニット６０をスポーク１６間の中央ハブ１８に取り付けるサイズの複数のエア・バック取付け開口部５８を含む。メタル板５０は、衝撃の瞬間にエア・バックが展開する間にエア・バックユニット６０の反力板として機能する。１つの実施形態として、平板部５２及び取付け部５４は、単一の部品として形成される。他の実施形態として、取付け部５４は、例えば、溶接、スピン溶接、かしめ、冷間ヘディング（ｃｏｌｄ ｈｅａｄｉｎｇ）などの適切な方法で平板部５２に取付けられる分離された部品である。代替の方法として、合成ハンドルは、平板部を含まない取付けスリーブを含む。取付けスリーブは、熱可塑性材に埋め込まれ自走車両のステアリング・コラムを受け入れるサイズ及び大きさである。メタル板５０は、適切なメタル、例えば、鉄、アルミニウム、及びマグネシウムから形成できる。

本発明は、数々の特定の実施形態に関して記載されたが、本技術分野の技術者であれば、請求項の範囲とその精神内であれば変形させて実施することが可能なことを理解するであろう。

本発明の１つの実施形態による合成ハンドルの概略斜視図である。 振動ダンパーを含む、図１に示す合成ハンドルの分解した概略斜視図である。 図２に示す合成ハンドルの一部分の概略断面図である。

Claims (21)

1. ステアリング・コラムを有する自走車両用の合成ハンドルであって、
   リム、
   中央ハブ、
   前記リムを前記中央ハブに接続する複数のスポークであり、前記リム、前記中央ハブ、及び前記複数のスポークは変形可能な熱可塑性材から形成されること、及び、
   前記中央ハブに据え付けられた取付け部材であり、前記取付け部材はステアリング・コラムに連結するサイズであること、
   を備えることを特徴とする合成ハンドル。
2. 前記変形可能な熱可塑性材は、発泡された熱可塑性材である請求項１に記載の合成ハンドル。
3. 前記リムはリム要素を備え、前記変形可能な熱可塑性材はリム要素の周りに外側被覆される請求項１に記載の合成ハンドル。
4. 前記リム要素は、メタル材料又はプラスティック材料を備え、前記メタル材料は、鉄、アルミニウム、及びマグネシウムのうちのいずれか１つを備え、前記プラスティック材料は、変成シリコーンポリカーボネート、ナイロン、ポリエステル、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレン、及びポリウレタンのうちの少なくとも１つを備える請求項３に記載の合成ハンドル。
5. 前記リム要素は、中実又は管状であり、円形、四角形、又は多角形の断面形状を備える請求項３に記載の合成ハンドル。
6. 前記変形可能な熱可塑性材は、変成シリコーンポリカーボネート、ナイロン、ポリエステル、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレン、及びそれらの発泡された熱可塑性材料のうちの少なくとも１つを備える請求項１に記載の合成ハンドル。
7. 前記変形可能な熱可塑性材は、さらに複数の補強繊維を備える請求項１に記載の合成ハンドル。
8. 前記熱可塑性材は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８により測定された破壊に対して２０パーセントの割合の応力を有する請求項１に記載の合成ハンドル。
9. 前記スポークのうち少なくとも１つは、前記ハブから少なくとも部分的に前記リムに拡がる中空の室を備える請求項１に記載の合成ハンドル。
10. さらに前記中空の室のそれぞれには、振動ダンパー組立部が備わる請求項９に記載の合成ハンドル。
11. 前記振動ダンパー組立部は、中央ロッド、前記中央ロッドに摺動可能に連結される重り、前記重りと前記ロッドの第１の端部の間で前記ロッド上に位置する第１のスプリング、前記重りと前記ロッドの第２の端部の間で前記ロッド上に位置する第２のスプリング、前記ロッドの前記第１の端部に連結される第１の端部蓋、及び前記ロッドの前記第２の端部に連結される第２の端部蓋を備える請求項１０に記載の合成ハンドル。
12. 板部、前記板部の一側面から拡がる取付け部、及び前記取付け部から拡がる取付け開口部であって、前記取付け開口部はステアリング・コラムを受け入れるサイズである請求項１に記載の合成ハンドル。
13. ステアリング・コラムを有する自走車両用の合成ハンドルを形成する方法であって、
    ステアリング・コラムに連結するサイズの取付け部材を供給し、
    取付け部材を型の内部に設置し、及び、
    その中に据え付けられた取付け部材と共に中央ハブを形成し、リムを中央ハブに接続する複数のスポークを形成し、リムを形成するために熱可塑性材を型に導入すること、
    を備える合成ハンドルを形成する方法。
14. リム要素を供給することであって、メタル製のリム要素は中実又は管状であり、円形、四角形、又は多角形の断面形状を備え、
    メタルリム要素を型の中に配置させ、
    その中に埋め込まれた取付け部材と共に中央ハブを形成し、リムを中央ハブに接続する複数のスポークを形成するために、リムを形成するためにリム要素の周りに外側被覆するための熱可塑性材を型に導入すること、
    を備える請求項１３に記載の合成ハンドルを形成する方法。
15. 変形可能な熱可塑性材は、変成シリコーンポリカーボネート、ナイロン、ポリエステル、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレン、及びそれらの発泡熱可塑性材料のうちの少なくとも１つを備える請求項１３に記載の合成ハンドルを形成する方法。
16. 変形可能な熱可塑性材は、さらに複数の補強繊維を備える請求項１３に記載の合成ハンドルを形成する方法。
17. 変形可能な熱可塑性材は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８により測定された破壊に対して２０パーセントの割合の応力を有する請求項１３に記載の合成ハンドルを形成する方法。
18. スポークのうち少なくとも１つは、中央ハブから少なくとも部分的にリムに拡がる中空の室を備える請求項１３に記載の合成ハンドルを形成する方法。
19. さらに各中空の室のそれぞれには、振動ダンパー組立部が備わる請求項１８に記載の合成ハンドルを形成する方法。
20. 振動ダンパー組立部は、中央ロッド、中央ロッドに摺動可能に連結される重り、重りとロッドの第１の端部の間でロッドの上に位置する第１のスプリング、重りとロッドの第２の端部の間でロッドの上に位置する第２のスプリング、ロッドの第１の端部に連結される第１の端部蓋、及びロッドの第２の端部に連結される第２の端部蓋を備える請求項１９に記載の合成ハンドルを形成する方法。
21. 板部、前記板部の一側面から拡がる取付け部、及び前記取付け部から拡がる取付け開口部であって、前記取付け開口部はステアリング・コラムを受け入れるサイズである請求項１０に記載の合成ハンドルを形成する方法。

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