方向盘 |
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| 申请号 | CN201580078516.0 | 申请日 | 2015-11-17 | 公开(公告)号 | CN107428357A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 高田株式会社; | 发明人 | 安部和宏; 亚历山大·霍克; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种能够有效地抑制从 车身 侧传递的振动且削减元件成本的 方向盘 。方向盘(1)具备方向盘主体(10)和安装于该方向盘主体(10)的气囊模 块 (3)。在该方向盘(1)，多个阻尼器(5)配置于直径80mm以上且110mm以下的圆C的同一圆周上，气囊模块(3)的共振 频率 与从车身侧传递的振动的频率一致。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种方向盘，具备：方向盘主体和安装于该方向盘主体的气囊模块，所述方向盘的特征在于， |
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| 说明书全文 | 方向盘技术领域背景技术[0002] 若因发动机的旋转引起的振动、来自行驶时的路面的振动传递到紧固在转向轴的乘员侧前端的方向盘，则该振动会传递到握着方向盘的驾驶员，会给驾驶员带来不适。因此，现在提出了一种抑制(减振)方向盘的振动的技术。 [0003] 专利文献1中记载的方向盘具有芯骨及与气囊模块连接的一对喇叭板，在该喇叭板间配置有作为减振机构的动态阻尼器。动态阻尼器构成为，其经由弹性体与一个喇叭板连接，且将另一喇叭板支撑为能够在上下方向上移动。若从方向盘对动态阻尼器传递与动态阻尼器固有的共振频率相同或相近频率的振动，则动态阻尼器发生共振并吸收方向盘的振动能量，而抑制方向盘的振动。 [0004] 上述动态阻尼器固有的共振频率根据橡胶制的弹性体的弹簧常数变化，例如，为了实现希望的共振频率而调整橡胶的硬度。橡胶材料例如使用三元乙丙橡胶(EPDM)。车辆怠速时的振动根据各个车辆而分别不同，通常为28Hz～39Hz的范围，由于为了使动态阻尼器的共振频率收敛在该范围内，需要使EPDM橡胶材料的硬度极低，因此，难以调整硬度，消耗成本。 [0005] 专利文献1：日本专利第5153526号公报 发明内容[0006] 本发明鉴于上述现有的实际情况而完成，其课题在于提供一种能够有效地抑制从车身侧传递的振动且削减元件成本的方向盘。 [0007] 本发明的方向盘具备：方向盘主体和安装于该方向盘主体的气囊模块，所述方向盘的特征在于，减振用的多个阻尼器配置于同一圆周上，该圆的直径为80mm以上且110mm以下。本发明的一个方面的方向盘的特征在于，该圆的直径为100mm以下。 [0008] 在本发明的一个方面的方向盘中，在所述方向盘主体的芯骨部的表面立设有多个轴部件，在与所述芯骨部之间形成喇叭开关机构的喇叭板形成有供所述轴部件插通的多个开口部，所述阻尼器配置于所述轴部件与所述开口部之间，所述气囊模块固定于所述喇叭板。 [0009] 在本发明的一个方面的方向盘中，从所述气囊模块的背面以能够在突出方向上进退的方式突设有多个销，所述销的前端侧插入所述方向盘主体的芯骨部所形成的插入孔，而安装所述气囊模块，所述销的后端侧插通于导向柱，所述导向柱经由所述阻尼器保持于所述气囊模块的保持器。 [0010] 在本发明的一个方面的方向盘中，所述阻尼器包含三元乙丙橡胶。 [0011] 发明效果 [0012] 根据本发明，由于减振用的多个阻尼器配置在直径80mm以上且110mm以下的圆的圆周上，因此，使气囊模块的共振频率与从车身侧传递的振动的频率一致，能够有效地抑制振动。另外，阻尼器的橡胶材料的硬度调整变得容易，能够削减成本。附图说明 [0013] 图1是实施方式的方向盘的分解图。 [0014] 图2是表示实施方式的喇叭板的背面的图。 [0015] 图3是实施方式的阻尼器的局部剖视图。 [0016] 图4是表示安装了实施方式的气囊模块及阻尼器的喇叭板的背面的图。 [0017] 图5是另一实施方式的方向盘的分解立体图。 [0018] 图6是另一实施方式的方向盘的立体图。 [0019] 图7是另一实施方式的气囊模块安装时的方向盘的剖视图。 [0020] 图8是另一实施方式的气囊模块安装后的方向盘的局部的放大剖视图。 [0021] 图9是实施例1中使用的阻尼器的立体图。 [0022] 图10是表示实施例及比较例的测定结果的坐标图。 [0023] 图11是表示阻尼器的配置直径与气囊模块的共振频率的关系的坐标图。 具体实施方式[0024] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是实施方式的方向盘的分解图，图2是表示喇叭板的背面(芯骨侧的面)的图，图3是阻尼器的局部剖视图，图4是安装了气囊模块及阻尼器的喇叭板的背面的图。 [0025] 方向盘1在方向盘主体10的大致中央部安装了气囊模块3。方向盘主体10具备轮圈部11、轮辐部12、芯骨部2、喇叭板4、阻尼器5及喇叭开关机构6。 [0026] 在喇叭板4设有多个开口部41，开口部41被立设于芯骨部12的表面的轴部件21插通。阻尼器5配置于轴部件21与开口部41之间。喇叭开关机构6形成于芯骨部2与喇叭板4之间。喇叭板4以能够沿轴部件21移动的方式构成，气囊模块3固定于喇叭板4。芯骨部2的轮轴芯部2a与转向轴连接。 [0027] 气囊模块3具有在紧急时膨胀展开的气囊、对气囊供给气体的充气机7、支承气囊及充气机7的保持器31以及覆盖气囊、充气机7及保持器31的模块罩32。关于气囊、充气机7及模块罩32，可以任意使用公知的结构，不限于图示的形状。 [0028] 气囊模块3例如通过插入式结构固定于喇叭板4。在保持器31的底部形成有插入到形成于喇叭板4的开口部43的爪部33。爪部33具有轴部和返回部，若将返回部插入到喇叭板4的开口部43，则配置于喇叭板4的弯曲弹簧45卡定于返回部与保持器31的底面之间。 [0029] 喇叭板4例如如图2所示，由在中央具有开口部42的环状金属板构成。在喇叭板4的平面部的左右位置形成有两个开口部43。三个圆形开口部41的中心位于同一圆周上。在开口部43中插入气囊模块3的爪部33，在开口部42中插入气囊模块3的充气机7，在开口部41配置阻尼器5。 [0030] 以横穿开口部43的方式配置有弯曲弹簧45。弯曲弹簧45由形成为大致M字形状的金属杆构成，通过突起部44a及钩部44b，以能够向图2的箭头方向滑动的方式保持。 [0031] 通过开口部43及弯曲弹簧45形成插入式结构。若气囊模块3的爪部33插入到开口部43，则弯曲弹簧45被向箭头方向压缩滑动，在超过爪部33的返回部时，弯曲弹簧45复原，爪部33固定于喇叭板4。 [0032] 如图3所示，喇叭板4通过配置于喇叭板4与芯骨部2之间的螺旋弹簧46，向远离芯骨部2的方向施力。该螺旋弹簧46被设于开口部41的周缘部的树脂制的卡定部47卡定。在卡定部47的表面(气囊模块3侧的面)与背面(芯骨部2侧的面)分别设有凸缘部47a、47b，凸缘部47a、47b夹持开口部41的周缘部。在卡定部47的背面形成有卡定螺旋弹簧46的钩部47c。 [0033] 在芯骨部2，在固定轴部件21的部位形成有凸部22，在凸部22形成有螺栓孔23。凸部22是为了确保螺栓孔23的长度而形成的。在芯骨部2不具有充分厚度的情况下，也可以省略凸部22。 [0034] 在轴部件21例如使用具有凸缘上的头部的螺栓。通过轴部件21的前端部21a螺合于螺栓孔23，轴部件21立设于芯骨部2。轴部件21以插通喇叭板4的开口部41的方式配置。螺旋弹簧46配置于芯骨部2的凸部22与喇叭板4之间。 [0035] 通过配置于喇叭板4的可动接点61和配置于芯骨部2的固定接点62，构成喇叭开关机构6。固定接点62例如固定于形成在芯骨部2的凸部24的顶部，配置于通过喇叭板4的上下移动而能够与可动接点61接触的高度。可动接点61及固定接点62的配置不限于图示的结构，例如，也可以将固定接点62固定于芯骨部2的表面，将可动接点61配置于从喇叭板4的背面向下方延伸的位置。 [0036] 阻尼器5具有：配置于轴部件21与开口部41之间的大致圆筒形状的主体部51；及设于喇叭板4的表面侧并与卡定部47的凸缘部47a的表面重叠的突缘部52。主体部51与突缘部52一体地形成。突缘部52形成为相对主体部51整周扩径的凸缘状。阻尼器5由符合JISK6253的类型A硬度计测量出的硬度优选为20～40、特别优选为25～35左右的橡胶构成。作为橡胶，优选为例如三元乙丙橡胶、氯丁橡胶等合成橡胶。 [0037] 向阻尼器5的主体部51插入树脂制的套管53。套管53具有插入到阻尼器5的主体部51的轴部53a和配置于阻尼器5的突缘部52的上表面的凸缘部53b。套管53防止阻尼器5与轴部件21的接触，抑制阻尼器5的磨损。 [0038] 在套管53的凸缘部53b与轴部件21的头部之间插入薄板圆环形状的弹性体54。通过配置弹性体54，能够在使喇叭板4上下移动时抑制轴部件21与套管53接触而产生的异常声音。 [0039] 由于在喇叭板4与阻尼器5之间设有卡定部44，在轴部件21与阻尼器5之间设有套管53，因此，能够避免阻尼器5与金属元件的接触，能够抑制阻尼器5的磨损、老化。 [0040] 通过下按气囊模块3，使喇叭板4沿轴部件21向芯骨部2的方向(下方)移动，通过可动接点61与固定接点62接触，吹响喇叭。此时，使配置于开口部41的阻尼器5、套管53及弹性体54也与喇叭板4一起沿轴部件21移动。而且，在解除气囊模块3的下按力时，通过螺旋弹簧46的作用，喇叭板4恢复到原来的位置。 [0041] 阻尼器5作为如下的动态阻尼器发挥功能：对作为固定于喇叭板4的质量体的气囊模块3的振动频率进行调整，通过气囊模块3的共振抵消从车身侧传递的振动而进行减振。 [0042] 如图4所示，阻尼器5配置于与开口部41相同的部位、即三处，3个阻尼器5配置于圆C的同一圆周上。在此，阻尼器5的配置位置是指阻尼器5的大致圆筒形状的主体部51的中心位置，相当于轴部件21的中心位置。在正对方向盘1来观察方向盘1的状态下，圆C的中心优选位于圆环形轮圈部11的中心附近、气囊模块3的重心附近、或这些位置之间的区域。在轮圈部11的中心与气囊模块3的重心一致的情况下，优选圆C的中心位于这些位置附近。圆C的圆周上的阻尼器5的配置间隔(周向的距离)可以相同，也可以不同。 [0043] 在本实施方式中，圆C的直径优选为80mm以上且110mm以下，特别优选为100mm以下。 [0044] 通常，方向盘1的气囊模块3的直径(宽度)为160mm左右，若在从气囊模块3的中心至气囊模块3的端部的中间点的内侧(中心侧)配置阻尼器5，则在操作喇叭时气囊模块3容易晃动，有时会有损舒适度。因此，阻尼器5优选配置于从气囊模块3的中心至气囊模块3端部的中间点的外侧(端部侧)，圆C的直径优选为气囊模块3的直径(宽度)的一半以上、即80mm以上。 [0045] 插入到喇叭板4的中央的开口部42的充气机7多以直径为60mm左右的方式制造。阻尼器5考虑作为动态阻尼器的功能，优选将突缘部52的直径设为20mm以上。为了以不与充气机7发生干涉的方式配置阻尼器5，优选将圆C的直径设为80mm以上。 [0046] 如上述那样，阻尼器5作为通过气囊模块3的共振抵消从车身侧传递的振动而进行减振的动态阻尼器发挥功能。从车身侧传递的振动的频率中37～38Hz的成分较大，优选方向盘1的共振频率处于该频带内。 [0047] 本发明人等发现：共振频率根据在圆C的圆周上配置阻尼器5的圆C的直径而变化，伴随圆C的直径的缩小，共振频率降低。例如，气囊模块3的重量为800～1100g、阻尼器5由符合JISK6253的类型A硬度计测量到的硬度为25～35的EPDM等橡胶构成，在突缘部52的直径(外径)为20mm以上、阻尼器5的轴向的长度为5mm以上的情况下，通过将圆C的直径设为110mm，能够将共振频率设为约38Hz，通过将圆C的直径设为100mm，能够将共振频率设为约 37Hz。 [0048] 这样，根据本实施方式，在圆C的圆周上配置阻尼器5，不是根据阻尼器5的橡胶材料的硬度，而是根据圆C的直径，使气囊模块3的共振频率与从车身侧传递的振动的频率一致。因此，有效地抑制从车身侧传递的振动并容易进行阻尼器5的橡胶材料的硬度调整，能够削减成本。 [0049] 在上述实施方式中，对将三个阻尼器5配置在以轮圈部11的中心或气囊模块3的重心为中心位置的圆C的圆周上的例子进行了说明，但不限于此。例如，圆C的中心位置也可以位于稍稍偏离轮圈部11的中心或气囊模块3的重心的位置。另外，可以是，图4的上侧的两个阻尼器5位于以轮圈部11的中心为中心位置的第一圆的圆周上，下侧的一个阻尼器5位于以轮圈部11的中心为中心位置的第二圆的圆周上，第一圆的直径与第二圆的直径不同。在该情况下，第一圆的直径及第二圆的直径也优选均为80mm以上且110mm以下，更优选为100mm以下。 [0050] 在上述实施方式中，阻尼器5用的开口部41、爪部33所插入的开口部43的个数不限于图示的数量。 [0051] 插入式结构、喇叭板4为一例，也可以是其它结构。图5～图8是表示其它实施方式的方向盘120的图。图5是方向盘120的分解立体图。图6是方向盘120的立体图。图7是气囊模块安装时的方向盘120的剖视图。图8是气囊模块安装后的方向盘120的局部的放大剖视图。 [0052] 方向盘120在方向盘主体121安装有气囊模块140。方向盘主体121具有轮圈部122、轮辐部123和芯骨部124。 [0053] 芯骨部124具有圆板状的气囊装置安装部125(以下，仅记载为“安装部125”)、设于安装部125的销的插入孔126、锁簧127及设于芯骨部124的中央的转向轴安装孔128等。 [0054] 锁簧127为大致U字形，以一边侧使插入孔126横穿弦方向的方式配置。在安装部125设有隧道形弹簧座130，且设有用于定位锁簧127的止动件131、132。通过使锁簧127插通于弹簧座130，并与止动件131、132抵接而定位，如上述那样，锁簧127以一边侧使插入孔126横穿弦方向的方式安装于安装部125。 [0055] 气囊模块140具有保持器141、安装于保持器141的充气机142及气囊143、覆盖气囊143的模块罩144、从保持器141向安装部125突出设置的多根(在该实施方式中为3根)销145和喇叭板148等。该销145插入到插入孔126。 [0056] 气囊143被折叠并通过螺栓146与充气机142一起安装于保持器141。若在车辆撞击时充气机142喷出气体，则气囊143膨胀，使模块罩144开裂并展开。 [0057] 销145安装于保持器141的销保持孔147内。销145由销前部150和销后部151构成。 [0058] 销后部151具有圆筒部151a和凸缘部151b。在圆筒部151a的内周面设有内螺纹。在该内螺纹旋合有喇叭开关用触点152。在气囊模块140内，以与该触点152面对的方式在喇叭板148设有突起部148t。该喇叭板148通过螺栓146固定于保持器141。在按压气囊模块140并使其后退时，喇叭板148与触点152抵接，吹响喇叭。 [0059] 销前部150的前端部形成为尖细形的锥形部150a，与该锥形部150a邻接地在外周面环绕设有槽150b。槽150b的后端侧成为直线部150c，在该直线部150c的后端侧设有凸缘部150d。 [0060] 销145具有从凸缘部150d的轴心部向后方突出的外螺纹轴部150e。外螺纹轴部150e旋合在销后部151的圆筒部151a的内螺纹上，由此，连结销前部150和销后部151而构成销145。 [0061] 销后部151滑动自由地插入到导向柱153。在导向柱153的后端设有凸缘部153a，在前端部设有爪部153b。在导向柱153外嵌有减振用的阻尼器154。阻尼器154的材料可以使用与上述的阻尼器5相同的材料。阻尼器154的一端面抵接于凸缘部153a。以与阻尼器154的另一端面重叠的方式配置有垫圈155。该垫圈155卡定于爪部153b。 [0062] 在阻尼器154的两端侧设有凸缘部154a、154b，凸缘部154a、154b夹持销保持孔147的周缘部，由此，销145经由导向柱153及阻尼器154保持于保持器141。以与导向柱153的凸缘部153a重叠的方式设有橡胶制垫片157。 [0063] 为了卷绕销后部151，螺旋弹簧158以蓄力状态介于垫圈155与凸缘部150d之间。 [0064] 在将气囊模块140安装于安装部125时，使销145分别与插入孔126面对，使气囊模块140向安装部125移动，并将销145插入到插入孔126。此时，喇叭板148与销145的触点152抵接，销145直接被喇叭开关板148按压并前进。 [0065] 在销145前进时，其锥形部150a与锁簧127抵接。在锁簧127过度通过锥形部150a时，锁簧127与槽150b卡合，且销前部150的凸缘部150d与插入孔126的入口侧的周缘部抵接。由此，销145牢固地固定于安装部125。在手从气囊装置140离开时，由螺旋弹簧158按压，保持器141及模块罩144等恢复移动到乘员侧，成为图8所示的状态。 [0066] 在该气囊模块140中，将各阻尼器154的凸缘部154b的直径(外径)设为20mm以上，将阻尼器154的轴向的长度设为5mm以上，在直径80mm以上且110mm以下、特别是100mm以下的圆的同一圆周上配置各阻尼器154。由此，如上述那样，使气囊模块140的共振频率与从车身侧传递的振动的频率一致而有效地抑制振动，且容易调整阻尼器154的橡胶材料的硬度，能够削减成本。 [0067] 实施例 [0068] 以下，列举实施例及比较例更具体地对本发明进行说明。 [0069] [实施例1] [0070] 使用图1～图4所示的方向盘1测定了气囊模块的声惯量。在以气囊模块3的重心为中心位置的直径100mm的圆的圆周上以120°间隔配置3个阻尼器5。 [0071] 气囊模块3的重量设为1070g。阻尼器5使用符合JISK6253的类型A硬度计测定的硬度为33的EPDM橡胶材料，使用图9所示的形状。阻尼器5的突缘部52的直径(外径)设为28mm，突缘部52的厚度设为1.5mm，阻尼器5的轴向的长度设为7.4mm，主体部51的内径设为11.8mm，主体部51的外径设为19.2mm。测定结果如图10所示。 [0072] [比较例1] [0073] 在实施例1中，除了将3个阻尼器5配置在直径120mm的圆的圆周上以外，与实施例1同样地测定了声惯量。测定结果如图10所示。 [0074] [比较例2] [0075] 在实施例1中，除了将3个阻尼器5配置在直径140mm的圆的圆周上以外，与实施例1同样地测定了声惯量。测定结果如图10所示。 [0076] 如图10所示，声惯量成为峰值的共振频率在实施例1中为37Hz，在比较例1中为39Hz，在比较例2中为43.25Hz。图11所示的坐标图表示将纵轴设为阻尼器5的配置直径、将横轴设为共振频率、并根据实施例1及比较例1、2的结果求出的近似曲线。根据该坐标图，能够确认到若阻尼器5的配置直径逐渐减小，则共振频率逐渐降低。 [0077] 使用特定的方式对本发明详细地进行了说明，但对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的意图和范围的情况下能够进行各种变更。 [0078] 本申请基于2015年4月13日申请的日本专利申请2015-081814，通过引用并入了其全部内容。 [0079] 附图标记说明 [0080] 1 方向盘 [0081] 2 芯骨部 [0082] 3 气囊模块 [0083] 4 喇叭板 [0084] 5 阻尼器 [0085] 6 喇叭开关机构 [0086] 7 充气机 [0087] 11 轮圈部 [0088] 12 轮辐部 [0089] 21 轴部件 [0090] 31 保持器 [0091] 32 模块罩 [0092] 33 爪部 [0093] 45 弯曲弹簧 [0094] 46 螺旋弹簧 [0095] 53 套管 [0096] 54 弹性体 |
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