DE60122042T2

DE60122042T2 - Lenkradskelett

Info

Publication number: DE60122042T2
Application number: DE60122042T
Authority: DE
Inventors: c/o Nihon Plast Co. Toshiyuki Fuji-shi Sugiyama; c/o Nihon Plast Co. Kazuhiro Fuji-shi Kaneko; c/o Nihon Plast Co. Mikio Fuji-shi Ochiai; c/o Nihon Plast Co. Kazuyoshi Fuji-shi Nishijima; Kevin Dominic Delaney
Original assignee: Nihon Plast Co Ltd
Current assignee: Nihon Plast Co Ltd
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: DE60122042D1; US20010025546A1; US6622590B2; EP1134144B1; ES2269245T3; EP1134144A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Skelett für Lenkräder.
Üblicherweise wird das Skelett für Lenkräder beispielsweise durch Biegen und Schweißen eines Eisenstangenmaterials, oder durch Gießen aus einem Magnesiumlegierungsmaterial, etc. hergestellt. Jedoch vergrößert die Verwendung eines Eisenmaterials eine Masse des Skeletts, um eine Gewichtsverringerung schwierig zu gestalten, wohingegen die Verwendung eines leichten Legierungsmaterials, wie einer Magnesiumlegierung, eine Gewichtsverringerung ermöglicht, aber aufgrund des teuren Materials und einer erforderlichen Nachbearbeitung Schwierigkeiten bei der Verringerung der Herstellungskosten bereitet.
Unter solchen Umständen schlagen die JP-A 57-158158 und JP-A 60-60065 eine Struktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vor, wobei zwei Halbelemente, die jeweils durch Pressformen einer Stahlplatte erhalten werden, stoßverschweißt werden, um ein hohles Skelett zu bilden. Die Struktur mit stoßverschweißten Halbelementen erlaubt eine Verringerung sowohl in der Masse aufgrund der Verwendung einer relativ dünnen Stahlplatte als auch in der Komplexität der Nachbearbeitung aufgrund einer Anwendung des Pressformens. Ferner ist ein Lenkrad in einem gegebenen Winkel und in gegenüberliegender Position zu einem Fahrer oder einem Fahrzeuginsassen angeordnet, so dass ein Teil einer Felge oder eines Ringgriffs des Lenkrads während des Betriebs in die Nähe eines Unterleibs des Fahrers gelangt. In Anbetracht einer möglichen Kollision zwischen dem Fahrer und dem Lenkrad bei einer Kollision eines Fahrzeugs, ist die Felge, etc. verformbar ausgebildet, um einen Aufprall des Lenkrads auf den Fahrer abzuschwächen. Ein Skelett der Bauart, wie in dem vorkennzeichnenden Halbsatz des Anspruchs 1 angezeigt ist, ist in der oben erwähnten JP-A-60 60065 offenbart. Die FR-A-1,481,111 offenbart ein Lenkrad, dessen Speichen zwei Halbschalen umfassen, wobei das Kopplungsteil der Speichenkante einen Flansch entlang der ersten Halbschale und eine Ummantelung entlang der zweiten Halbschale umfasst.
Im Hinblick auf die Eigenschaften zur Absorption eines Aufpralls ist es wünschenswert, dass die Verformung des Lenkrads den Winkel an beispielsweise der Felge verändert, so dass die Felge parallel zu dem Fahrer ausgerichtet wird, ohne signifikante Veränderung in der gesamten Form des Lenkrads.
Mit dem hohlen Skelett, das durch Stoßschweißen von Halbelementen aus einer pressgeformten Stahlplatte erhalten wird, ist das hohle Skelett jedoch dazu geneigt, eine große Reaktionskraft zu erzeugen, bevor es an dem hohlen Abschnitt zusammengedrückt wird, und die gesamte Form signifikant zu verändern, aufgrund einer vollständigen Zerstörung, wenn es einer Kraft ausgesetzt ist, die eine bestimmte Grenze überschreitet. Daher erfordert die Verwirklichung von erwünschten Eigenschaften zur Absorption eines Aufpralls für das Skelett die Übernahme der komplizierten Form oder spezieller Materialien, was ein Problem der erhöhten Herstellungskosten verursacht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Skelett für Lenkräder bereitzustellen, welches bei verringertem Gewicht und verringerten Herstellungskosten hinsichtlich der Eigenschaften zur Absorption eines Aufpralls herausragt.
Das obige Ziel wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 erreicht. Bevorzugte Ausführungsbeispiele und weitere Verbesserungen werden in den abhängigen Unteransprüchen 2, 3 und 4 definiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die anderen Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich, wobei:
1 eine perspektivische Explosionsansicht zur Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Skeletts für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Ansicht ähnlich zur 1 ist, teilweise im Bruch dargestellt, zur Darstellung des Lenkrads mit dem Skelett;
3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1 ist;
4A bis 4B Querschnitte zur Erläuterung des Herstellungsprozesses des Skeletts sind;
5 eine Ansicht ähnlich zur 3 ist, aufgenommen entlang der Linie V-V in 1;
6 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Eigenschaften zur Absorption eines Aufpralls für das Skelett ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Bezug auf die Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsbeispiele eines Skeletts für Lenkräder im Detail beschrieben.
Mit Bezug auf 2 umfasst ein Lenkrad für ein Motorfahrzeug, das mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, einen Hauptkörper 2, eine Airbag-Vorrichtung oder ein -Modul 4 als ein mittleres Kissen, das an dem Hauptkörper 2 auf der Seite eines Fahrers oder eines Fahrzeuginsassens, etc. befestigt ist. Das Lenkrad 1 ist an einem Lenkschaft oder einem Richtungsführungsschaft, der auf der Seite des Fahrzeugkörpers angebracht ist, befestigt. Üblicherweise ist der Lenkschaft in einem Fahrzeug in einer geneigten Art und Weise angeordnet. Für das Lenkrad 1 wird hiernach die Seite des Fahrzeuginsassens oder der Airbag-Vorrichtung 4 oder die Vorderseite als Oberseite bezeichnet, und die Seite gegenüberliegend zu der Fahrzeuginsassenseite, d.h. die Seite des Fahrzeugkörpers oder des Lenkschafts oder die umgekehrte Seite als Unterseite, die Fahrzeugvorderseite oder Frontscheibenseite als Vorderseite und die Fahrzeugrückseite oder untere Hinterseite als Rückseite. Ebenso wird eine Achse des Lenkschafts als eine Operationsachse O bezeichnet.
Der Hauptkörper 2 des Lenkrads ist beispielsweise im Wesentlichen ringförmig in seiner gesamten Gestalt und umfasst eine Felge 5, die ebenso als Griff oder Ring für eine Halteoperation bezeichnet wird, eine Nabe 6, die im Inneren der Felge 5 angeordnet ist, und eine Vielzahl von (drei in diesem Ausführungsbeispiel) Speichen 7 zum Verbinden der Felge 5 und der Nabe 6. Der Hauptkörper 2 des Lenkrads umfasst ebenso ein Skelett 11, eine Hülle 12, um das Skelett 11 teilweise zu bedecken, und eine untere Abdeckung 14.
Mit Bezug auf die 1 bis 3, ist das Skelett 11, das auch als Radskelett bezeichnet werden kann, von einer Form, die der gesamten Form des Hauptkörpers 2 des Lenkrads entspricht, und umfasst einen Skelettabschnitt 15 der Felge, einen Skelettabschnitt der Nabe oder einen Nabenscheibenabschnitt 16, der im Inneren des Skelettabschnitts 15 der Felge angeordnet ist, und eine Vielzahl von (drei in diesem Ausführungsbeispiel) Skelettabschnitten 17 der Speichen zum Verbinden des Skelettabschnitt 15 der Felge und des Skelettabschnitts 16 der Nabe. Durch Kombinieren einer oberen oder ersten Halbschale 21, welche dem Fahrzeuginsassen zugewandt ist, einer unteren oder zweiten Halbschale 22, welche dem Fahrzeugkörper zugewandt ist, und einem Nabenkörper 23, welche ein Teil zum Fixieren des Schaftes bildet, wird ein Hohlraum A von den Innenseiten des Skelettabschnitts 15 der Felge und des Skelettabschnitts 17 der Speiche definiert. Nachstehend wird eine Verbindung zwischen dem Skelettabschnitt 15 der Felge und dem Skelettabschnitt 17 der Speiche als eine außenseitige Verbindung 18 bezeichnet, und eine Verbindung zwischen dem Skelettabschnitt 16 der Nabe und dem Skelettabschnitt 17 der Speiche als eine innenseitige Verbindung 19 bezeichnet.
Die oberen und unteren Schalen 21, 22 werden durch Pressformen einer Stahlplatte erhalten, wobei jede davon aus beispielsweise einer 1,0 mm dicken SPCE-Stahlplatte als Tiefziehteil einteilig ausgebildet ist. Die oberen und unteren Schalen 21, 22 werden an einer Felgenkantenkopplung 15a entlang der äußeren und inneren Umfänge des Skelettabschnitts 15 der Felge, einer Speichenkantenkopplung 17a entlang beider Enden des Skelettabschnitts 17 der Speiche, und einer Nabenkantenkopplung 16a entlang des äußeren Umfangs des Skelettabschnitts 16 der Nabe miteinander gekoppelt.
Die obere Schale 21 umfasst ein Felgenoberteil 31, Speichenoberteile 32 und ein Nabenoberteil 33. Ein kreisförmiges Loch 33a ist in der Mitte des Nabenoberteils 33 ausgebildet. Eine Vielzahl von beispielsweise drei Vorsprüngen 33b ist mit gleichmäßigem Abstand am Umfang eines Kreises mit dem kreisförmigen Loch 33a als Mittelpunkt ausgebildet, um nach unten hervorzustehen. Ferner ist ein kreisförmiger Vorsprung oder eine Verstärkung 33c mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt am äußeren Umfang des Kreises mit Bezug auf den Vorsprung 33b ausgebildet, um nach oben hervor zustehen. Der innere Umfang des Vorsprungs 33c ist weiter unten als der äußere Umfang angeordnet. Nach oben hervorstehende Sitze 37 sind in der Nähe der jeweiligen innenseitigen Verbindungen 19 ausgebildet, d.h. an beiden Seiten und der Rückseite des Nabenoberteils 33, um die Höhe der Airbag-Vorrichtung 4 einzuschränken.
Die Speichenoberteile 32 erstrecken sich geneigt von beiden Seiten und der Rückseite des Nabenoberteils 33 nach oben. Jedes Speichenoberteil 32 ist entlang der Längsrichtung von der Breite her näherungsweise konstant, und umfasst in der Nähe der außenseitigen Verbindung 18 einen Abschnitt 32a mit großem Durchmesser für das obere Speichenskelett, mit einer Breite, die sich kontinuierlich in Richtung der außenseitigen Verbindung 18 leicht vergrößert. Das Felgenoberteil 31 ist bei der Betrachtung einer Draufsicht von ringförmiger Form, und umfasst in der Nähe der außenseitigen Verbindung 18 einen Abschnitt 31a mit großem Durchmesser für das obere Felgenskelett, mit einer größeren Höhe als der andere Abschnitt. In der Nähe der innenseitigen Verbindungen 19, die an beiden Seiten des Nabenoberteils 33 ausgebildet sind, sind Halterungen 39 kontinuierlich in das Nabenoberteil 33 und die jeweiligen Speichenoberteile 32 integriert, um Befestigungssitze 38 auszubilden. Jede Halterung 39 ist wie eine horizontale Scheibe geformt und umfasst Vielzahlen von Durchgangslöchern 39a, 39b.
Mit Bezug auf die 4A, die beispielhaft den Skelettabschnitt 15 der Felge veranschaulicht, umfasst eine Kante von jedem Felgenoberteil 31, jedem Speichenoberteil 32 und jedem Nabenoberteil 33, eine scheibenartige Basis 41 und vertikale Wände 42, die sich von den jeweiligen Kanten der Basis 41 nach unten erstrecken. An einem unteren Ende von jeder vertikalen Wand 42 ist eine plastisch verformbare Ummantelung 44 kontinuierlich angeformt, welche einen oberen Flansch 44a in der Art einer horizontalen Scheibe und eine Befestigung 44b, die sich von einer äußeren Kante des oberen Flanschs 44a erstreckt, umfasst.
In ähnlicher Weise wie die obere Schale 21 umfasst die untere Schale 22 einen Felgenboden 51, Speichenböden 52 und einen Nabenboden 53. Ein kreisförmiges Loch 53a mit einem Durchmesser größer als derjenige des kreisförmigen Lochs 33a des Nabenoberteils 33 ist in der Mitte des Nabenbodens 53 ausgebildet. Eine Vielzahl von beispielsweise drei Vorsprüngen 53b ist mit gleichbleibendem Abstand zueinander am Umfang eines Kreises mit dem kreisförmigen Loch 53a als Mittelpunkt ausgebildet, um nach oben hervorzustehen. Die Vorsprünge 53b sind gegenüber den Vorsprüngen 33b des Nabenober teils 33 jeweils um 60° versetzt. Ferner ist ein kreisförmiger Vorsprung oder eine Verstärkung 53c mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt am äußeren Umfang des Kreises mit Bezug auf den Vorsprung 53b ausgebildet, um nach oben hervorzustehen. Für den Eingriff in den Vorsprung 33c des Nabenoberteils 33 weist der Vorsprung 53c einen kleineren Außendurchmesser und einen größeren Innendurchmesser auf als der Vorsprung 33c. Befestigungsöffnungen 53d sind in der Nähe der jeweiligen innenseitigen Verbindungen 19 ausgebildet, d.h. an beiden Seiten und der Rückseite des Nabenoberteils 33, um den jeweiligen Sitzen 37 des Nabenoberteils 33 zu entsprechen. Eine selbstschraubende Schraube (nicht gezeigt) steht mit jeder Befestigungsöffnung 53d in Eingriff.
Die Speichenböden 52 erstrecken sich von beiden Seiten und von der Rückseite des Nabenbodens 53 schräg geneigt nach oben. Jeder Speichenboden 52 ist von der Breite näherungsweise konstant entlang der Längsrichtung, und umfasst in der Nähe der außenseitigen Verbindung 18 einen Abschnitt 52a mit großem Durchmesser für ein unteres Speichenskelett, mit einer Breite, die sich kontinuierlich in Richtung der außenseitigen Verbindung 18 leicht vergrößert. Der Felgenboden 51 ist von der ringförmigen Gestalt, wie bei der Betrachtung im Grundriss zu sehen ist, und umfasst in der Nähe der außenseitigen Verbindung 18 einen Abschnitt 51a mit großem Durchmesser für das untere Felgenskelett, mit einer größeren Höhe als der andere Abschnitt. In der Nähe der innenseitigen Verbindungen 19, die an beiden Seiten des Nabenoberteils 33 ausgebildet sind, sind Halterungen 59 kontinuierlich mit dem Nabenboden 53 und den jeweiligen Speichenoberteilen 52 ausgebildet, um die Befestigungssitze 38 zu bilden. Jede Halterung 59 ist wie eine horizontale Scheibe geformt und umfasst eine Vielzahl von Durchgangslöchern 59a, 59b.
Mit Bezug auf die 4A umfasst eine Kante von jedem Felgenboden 51, jedem Speichenboden 52 und jedem Nabenboden 53 eine scheibenartige Basis 61 und vertikale Wände 62, die sich von den jeweiligen Kanten der Basis 61 nach oben erstrecken. Ein horizontaler, scheibenartiger Flansch 64 ist kontinuierlich an einem oberen Ende von jeder vertikalen Wand 62 ausgebildet. Die Länge zwischen den äußeren Enden der Flansche 64, 64 der unteren Schale 22 ist kleiner als derjenige zwischen den inneren Seitenflächen der Befestigungen 44b, 44b der oberen Schale 21.
Wie in den 1 und 3 gezeigt ist, wird der Nabenkörper 23 unter Verwendung eines Eisenmaterials durch Schmieden, Gießen oder durch eine numerisch gesteuerte (NC) Herstellung unter Verwendung eines NC-Maschinenwerkzeugs hergestellt. Der Nabenkörper 23 umfasst einen Einbau eines näherungsweise zylindrisch ausgebildeten Rohrs 23a und eines näherungsweise scheibenförmig ausgebildeten Nabenflanschs 23b, die beispielsweise durch Ausschneiden aus einem S15C-äquivalenten Stahlmaterial erhalten werden. Ein Vorsprung oder eine Rippe 23c ist am inneren Umfang des Rohrs 23a ausgebildet, um einen wellenförmig verlaufenden Vorsprung, der an dem äußeren Umfang eines Kopfs des Längsschafts ausgebildet ist, in Eingriff zu nehmen. Sechs halbkreisförmige Nuten 23d sind in gleichmäßigem Abstand am äußeren Umfang des Nabenflanschs 23b ausgebildet. Ferner ist eine Lösevorrichtung oder eine rechteckige Ausnehmung 23e an einem unteren Ende des Rohrs 23a ausgebildet, um mit einem Lösestift in Eingriff zu gelangen, um einen Betätigungshebel für eine Richtungsanzeigelampe, die an einem Lenkrad (nicht gezeigt) angeordnet ist, automatisch zurückzustellen.
Das Skelett 11 wird hergestellt durch Stumpfstoßen der oberen und unteren Schalen 21, 22, wobei der Nabenkörper 23 dazwischen gehalten wird. Im Speziellen beim Herstellungsprozess des Skeletts 11 ist der Nabenkörper 23 zwischen dem Nabenoberteil 33 der oberen Schale 21 und dem Nabenboden 53 der unteren Schale 22 angeordnet, und die oberen und unteren Schalen 21, 22 werden übereinander angeordnet. Dabei wird das Rohr 23a des Nabenkörpers 23 aus der kreisförmigen Öffnung 53a des Nabenbodens 53 nach unten hervorgestellt, und der Nabenflansch 23b wird zwischen dem Nabenoberteil 33 und dem Nabenboden 53 gehalten. Ferner werden die Vorsprünge 33b, 53b in abwechselnder Reihenfolge mit den sechs Nuten 23d des Nabenflanschs 23b von oben und unten in Eingriff gebracht, um die Positionierung der oberen und unteren Schalen 21, 22 und des Nabenkörpers 23 in der Richtung der Drehung zu bewerkstelligen.
Mit den übereinander angeordneten oberen und unteren Schalen 21, 22 wird jeder entlang einer Kante der unteren Schale 22 angeordnete Flansch 64 in der Ummantelung 44, die entlang einer Kante der oberen Schale 21 angeordnet ist, aufgenommen. Danach wird die Befestigung 44b der Ummantelung 44 gefalzt, d.h. sie wird durch eine von einer automatischen Maschine erzeugten Kraft aus dem Zustand, wie er in 4A gezeigt ist, in den Zustand, wie er in 4B gezeigt ist, gebogen, wobei die Befestigung 44b auf die untere Seite des Flanschs 64 der unteren Schale 22 aufgezogen wird, um die oberen und unteren Schalen 21, 22 miteinander zu koppeln. Der Skelettabschnitt 15 der Felge und der Skelettabschnitt 17 der Speiche bilden ein Rohr mit einem geschlossenen Querschnitt, um den Hohlraum A darin zu definieren. Mit dem Skelettabschnitt 16 der Nabe werden die oberen und unteren Vorsprünge 33c, 53c eng in Eingriff genommen und befestigt, ohne miteinander verbunden zu sein, um eine mittlere Schwachstelle X auszubilden, die durch eine äußere Kraft verformbar ist und die im Inneren der Vorsprünge 33c, 53c und außerhalb des Nabenkörpers 23 angeordnet ist. Der Abschnitt der Schwachstelle X ist von kleinerer Höhe und größerer Breite, d.h. kleiner in der Höhe entlang der Richtung der Operationsachse O und größer in der Breite in der Richtung senkrecht zu der Richtung der Operationsachse O im Vergleich mit dem Abschnitt des Hohlraums A, der durch den Skelettabschnitt 15 der Felge und den Skelettabschnitt 17 der Speiche definiert wird. Der Nabenkörper 23 ist an der unteren Schale 22 in vorgegebenen Positionen durch Punktschweißen oder dergleichen befestigt.
Ferner ist in dem Skelettabschnitt 17 der Speiche ein Abschnitt 67 mit großem Durchmesser für das Speichenskelett ausgebildet, welcher kontinuierlich mit der außenseitigen Verbindung 18, an welcher der Skelettabschnitt 15 der Felge und der Skelettabschnitt 17 der Speiche gekoppelt sind, verbunden ist, und welcher eine größere Querschnittsfläche mit größerer Breite aufweist. Ebenso ist in dem Skelettabschnitt 15 der Felge ein Abschnitt 68 mit größerem Durchmesser für das Felgenskelett ausgebildet, welcher kontinuierlich mit der außenseitigen Verbindung 18 verbunden ist und eine größere Querschnittsfläche mit größerer Höhe aufweist.
Ferner, wie in 2 gezeigt ist, sind die oberen und unteren Halterungen 39, 59 ausgerichtet und übereinander platziert, um den Befestigungssitz 38 zu erhalten. Der Befestigungssitz 38 ist mit einer Positionierungsöffnung 38a ausgebildet, die mit den Durchgangslöchern 39a, 59a kommuniziert, und mit einer Befestigungsöffnung 38b, welche mit den Durchgangslöchern 39b, 59b kommuniziert.
Die Hülle 12 und die untere Abdeckung 14 sind an dem Skelett 11 befestigt, um den Hauptkörper 2 des Lenkrads zu erhalten. Die Hülle 12 umfasst obere und untere Felgenabdeckungen 71, 72, welche den Skelettabschnitt 15 der Felge und den Skelettabschnitt 17 der Speiche teilweise umhüllen. Ferner sind die Felgenabdeckungen 71, 72 vollständig mit einem Verkleidungsmaterial 73 abgedeckt, beispielsweise aus Naturleder, wie Kuhhaut oder Kunstleder, welche umgewickelt und am äußeren Umfang vernäht ist, wie erforderlich.
Die untere Abdeckung 14 ist einteilig ausgebildet, beispielsweise aus synthetischem Harz, um die Form zur Ermöglichung einer teilweisen Abdeckung des Skelettabschnitts 16 der Nabe und des Skelettabschnitts 17 der Speiche zu erhalten. Die untere Abdeckung 14 ist an der unteren Schale 22 durch Einfügen der selbst schneidenden Schrauben in die jeweiligen Durchgangsöffnungen von unten, und durch in Eingriff nehmen derselben mit den jeweiligen Befestigungsöffnungen 53b der unteren Schale 22, befestigt. Jeder Sitz 37 der oberen Schale 21, welcher der zugehörigen Befestigungsöffnung 53d der unteren Schale 22 gegenüberliegt, dient zur Verhinderung, dass ein mit einem Gewinde versehener Teil der selbst schneidenden Schraube sich von der oberen Schale 21 abstützt, auch wenn der mit einem Gewinde versehene Teil nach oben aus der Befestigungsöffnung 53d hervorsteht. Ferner weist die untere Abdeckung 14 Durchgangsöffnungen 14a für eine Bearbeitung auf, welche den Befestigungssitzen 38 des Skeletts 11 gegenüberstehen.
Die Airbag-Vorrichtung 4 umfasst eine Metallbasisplatte 4a, einen nicht veranschaulichten, sackartigen Airbag mit einer Aufblasvorrichtung zum Bereitstellen eines Gases dafür, der an der Basisplatte 4a montiert ist, und eine Abdeckung 4b, die den Airbag verbirgt und die durch einen Druck, der erzeugt wird, wenn sich der Airbag entfaltet, zerbrochen werden kann. Die Basisplatte 4a umfasst ein Paar von Mutterabschnitten mit einer nach unten verlaufenden Gewindebohrung und Positionierungsvorsprünge, die in der Nähe der Mutterabschnitte angeordnet sind. Die Airbag-Vorrichtung 4, welche auf dem Skelettabschnitt 16 der Nabe des Skeletts 11 angeordnet ist, stützt sich an den Sitzen 37 der oberen Schale 21 ab, für die Positionierung in der Richtung der Höhe, und umfasst Positionierungsvorsprünge, die in die jeweiligen Positionierungsöffnungen 38a der Befestigungssitze 38 eingefügt sind, zur Positionierung in der horizontalen Richtung oder der Querrichtung. Mit den oberen und unteren Durchgangslöchern 39a, 59a, welche die Positionierungsöffnung 38a bilden, ist das Durchgangsloch 59a der unteren Schale 22 größer als das Durchgangsloch 39a der oberen Schale 21, um zu verhindern, dass die untere Schale 22 den in die Durchgangsöffnung 39a eingefügten Positionierungsvorsprung berührt und beeinträchtigt. Durch Eingriffsbolzen 75, die von unten durch die Durchgangsöffnungen 14a zur Bearbeitung eingefügt sind, mit den jeweiligen Mutterabschnitten der Basisplatte 4a durch die Befestigungsöffnungen 38b der Befestigungssitze 38, ist die Airbag-Vorrichtung 4 an dem Hauptkörper 2 des Lenkrads befestigt, um das Lenkrad 1 zu erhalten.
Nachstehend wird die Operation des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. In dem Fall einer Kollision des Fahrzeugs wird die Airbag-Vorrichtung 4 betrieben, um den Airbag vor dem Fahrer oder Insassen zu entfalten, um ihn oder sie davon abzuhalten, nach vorne geschleudert zu werden, was einen anstehenden Kollisionsaufprall abschwächt.
Mit Bezug auf 5, in dem Fall, dass der Insasse mit dem Lenkrad 1 zusammenprallt, unabhängig von einer Betätigung der Airbag-Vorrichtung 4, kann das Skelett 11 verformt werden oder sich selbst ausrichten, wie durch die Zweipunkt-Kettenlinie angezeigt wird, um einen Kollisionsaufprall zu absorbieren. Bei dieser Ausführung weist das Skelett 11 eine größere Stärke auf, weil der äußere Umfang des Skelettabschnitts 16 der Nabe durch die Vorsprünge 33c, 53c verstärkt ist, und der Skelettabschnitt 15 der Felge und der Skelettabschnitt 17 der Speiche, welche die Vorsprünge 33c, 53c kontinuierlich verbinden, ein Rohr mit einem geschlossenen Querschnitt bilden, wobei die Kopplungsstruktur der Ummantelung eine Rippenstruktur aufweist. Ferner sind der Abschnitt 67 mit großem Durchmesser für das Speichenskelett und der Abschnitt 68 mit großem Durchmesser für das Felgenskelett, die eine vergrößerte Querschnittsfläche aufweisen, an der außenseitigen Verbindung 18 ausgebildet, an welcher der Skelettabschnitt 15 der Felge und der Skelettabschnitt 17 der Speiche gekoppelt sind, und der Abschnitt 67 mit großem Durchmesser für das Speichenskelett ist wie ein weicher Sektor ausgebildet, um die Querschnittsfläche zu vergrößern, um eine verringerte Konzentration einer Belastung auf die außenseitige Verbindung 18 zu ermöglichen. Dies führt zu einer herausragenden Fähigkeit zur Formbeständigkeit des Hauptkörpers 2 des Lenkrads in seiner Gesamtheit. Dann dient eine äußere Umfangskante des Nabenflanschs 23b des Nabenkörpers 23 des Skelettabschnitts 16 der Nabe als die Schwachstelle X, welche intensiv verformt wird, um den Winkel an der Basis des Skelettabschnitts 17 der Speiche, wie er gewesen ist, unter Beibehaltung der gesamten Form mit Bezug auf eine äußere Kraft zu verändern, um einen Kollisionsaufprall zu absorbieren.
6 ist eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Belastungs-Hub(F-S)-Eigenschaften beim Herunterdrücken eines C- oder Null-Punkts, wie in 2 gezeigt ist, mit einer Herunterdrückgeschwindigkeit von 50 mm/min. Bezug nehmend auf 6 beträgt ein Punkt P auf der Vertikalachse 1,7 kN und ein Verformungsabstand oder ein Hub S, wie in 5 gezeigt ist, beträgt bis zu ungefähr 70 mm. Diese grafische Darstellung offenbart, dass das Skelett 11 herausragende Eigenschaften zur Absorption eines Aufpralls bieten könnte, ähnlich zu denjenigen für das Skelett aus einer Magnesiumlegierung mit einem sanften Anstieg einer Kurve und einer Spitzenlast unterhalb von 1,7 kN. In ähnlicher Weise, für eine Anlegung einer Belastung auf einem D- oder 180°- Punkt oder einem E- oder 45°- Punkt, wie in 2 gezeigt ist, wurde das Skelett 11 nicht in seiner Gesamtheit verformt, wobei der Winkel an dem Skelettabschnitt 16 der Nabe verändert wird. Auch wenn eine Kollision mit einem beliebigen Steuerwinkel beim Steuerlenkrad 11 vorkommt, wurde der Hauptkörper 2 des Lenkrads an der Nabe 6 verformt, um den Winkel dabei zu verändern.
In einer solchen Weise, in dem ersten Ausführungsbeispiel, weist das Skelett 11 eine herausragende Fähigkeit bei der Formbeständigkeit auf, wobei eine Verformung in Bezug auf eine äußere Kraft an nur speziellen Stellen erzeugt wird. Im Speziellen, während der Skelettabschnitt 15 der Felge und der Skelettabschnitt 17 der Speiche jeweilige vorgegebene Formen beibehalten, wird die Schwachstelle X des Skelettabschnitts 16 der Nabe alleine verformt, um den Winkel an dem Skelett 11 zu verändern, während die gesamte Form davon beibehalten wird. Im Ergebnis kann eine Reaktionskraft auf eine äußere Kraft leicht auf einen gewünschten Wert gesteuert werden, um exzellente, selbst ausrichtende Eigenschaften, d.h. Eigenschaften für das Skelett 11 beim Absorbieren eines Aufpralls, zu erhalten.
Ferner ist das Skelett 11 in seiner Gesamtheit hohl, was eine einfach und deutlich verringerte Masse oder ein einfach und deutlich verringertes Gewicht ermöglicht. Im Wege eines Beispiels hat das Skelett 11 ungefähr ein Drittel der Masse in Bezug auf ein herkömmliches Äquivalent, das durch Biegen und Schweißen eines Materials aus einer Eisenstange erhalten wird. Diese Masse entspricht ungefähr dem 1,4fachen eines Äquivalents aus einer Magnesiumlegierung.
Ferner wird das Skelett 11 durch eine Kopplung der Ummantelung erhalten, wobei die oberen und unteren Schalen 21, 22 durch Falzen Angesicht-zu-Angesicht gekoppelt werden, was nicht nur eine mechanisch starke Kopplung, d.h. verbesserte Stärke, ermöglicht, sondern eine einfache Ausbildung des Hohlraums A mit erhöhter Stärke, was zu einer Verringerung bei den Herstellungskosten beiträgt. Ferner kann das Skelett 11 bei einer gewöhnlichen Temperatur ohne Einbeziehung von Temperaturveränderungen und lokaler Erhitzung während des Herstellungsprozesses hergestellt werden, weil es keine Dimensionsveränderungen aufweist, und ohne eine Verringerung der Genauigkeit sowie ohne mikrostrukturellen Veränderungen eines Materials, was zu einer einfachen, genauen Verarbeitung unter voller Ausnutzung der Materialeigenschaften führt.
Ferner ist der Abschnitt der Schwachstelle X des Skelettabschnitts 16 der Nabe von geringerer Höhe und größerer Breite, d.h. kleiner in der Höhe entlang der Richtung der Operationsachse O und größer in der Breite in der Richtung senkrecht zu der Achse der Operationsachse O im Vergleich mit dem Abschnitt des Hohlraums A, der durch den Skelettabschnitt 15 der Felge und den Skelettabschnitt 17 der Speiche definiert wird. Zudem ist der Skelettabschnitt 16 der Nabe flach und groß in der Breite, was einen einfachen Aufbau der Schwachstelle X für eine äußere Kraft entlang der Richtung der Operationsachse O ermöglicht. Auf der anderen Seite sind die Speiche 7 und die Felge 5 von größerer Höhe und kleinerer Breite entlang der Operationsachse O, was eine einfache Verbesserung der Stärke für eine äußere Kraft entlang der Richtung der Operationsachse O ermöglicht. Dies ermöglicht die Beibehaltung des Hauptkörpers 2 des Lenkrads in einer vorgegebenen Form und führt zu einem exzellenten Haltegefühl davon und einer exzellenten Sichtbarkeit der Messinstrumente, die an einem Armaturenbrett des Fahrzeugkörpers angeordnet sind.
Darüber hinaus ist der Nabenkörper 23, welcher eine gegenüber den oberen und unteren Schalen 21, 22 unterschiedliche Komponente darstellt, in der Mitte des Skelettabschnitts 16 der Nabe und zwischen den oberen und unteren Schalen 21, 22 angeordnet, und ist fest an einer der Schalen 21, 22 montiert. Diese Struktur ermöglicht es, auf einfache Weise eine hohe Stärke in einem Teil des Skelettabschnitts 16 der Nabe, der an dem Lenkschaft zu montieren ist, sicherzustellen, was zu einer exzellenten Montierbarkeit an dem Fahrzeugkörper führt. Ferner ermöglicht diese Struktur eine Verformung des Skelettabschnitts 16 der Nabe, um an einer äußeren Kante des Nabenkörpers 23 aufzutreten, um auf einfache Weise erwünschte Eigenschaften zur Absorption eines Aufpralls sicherzustellen.
Ferner ist zumindest eine der oberen und unteren Schalen 21, 22, welche den Skelettabschnitt 16 der Nabe bilden, mit dem Vorsprung 33c, 53c als eine kreisförmige, hervortretende Verstärkung ausgebildet, entfernt von und ausgebildet entlang dem äußeren Umfang des Skelettabschnitts 16 der Nabe, um die Schwachstelle X auf die Innenseite der Vorsprünge 33c, 53c zu verlegen. Im Ergebnis stellen der äußere Umfang des Skelettabschnitts 16 der Nabe und des Skelettabschnitts 15 der Felge die Stärke bereit, als wenn sie einteilig mit dem Skelettabschnitt 17 der Speiche ausgebildet wären, wobei eine hohe Fähigkeit zur Formbeständigkeit mit Bezug auf eine äußere Kraft und gewünschte Eigenschaften bei der Absorption eines Aufpralls erhalten werden, durch die Verformung, die innerhalb der Vorsprünge 33c, 53c erzeugt wird. Ferner, wenngleich die Verstärkungen 33c, 53c die Stärke verbessern, koppeln und beschränken sie die oberen und unteren Schalen 21, 22 nicht, was das Auftreten einer Verformung an der Schwachstelle X, die auf die Innenseite der Vorsprünge 33c, 53c verlagert wurde, erleichtert, was sowohl zu einer herausragenden Fähigkeit zur Formbeständigkeit als auch zu herausragenden Eigenschaften bei der Absorption eines Aufpralls führt.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Ummantelung 44 in der oberen Schale 21 enthalten, wobei der Flansch 64 in der unteren Schale 22 enthalten ist. Optional kann die Ummantelung 44 in der unteren Schale 22 enthalten sein, wohingegen der Flansch 64 in der oberen Schale 21 enthalten sein kann.
Ferner kann das Lenkrad 1 auf andere Weise konstruiert werden. Im Wege eines Beispiels kann die Anzahl der Speichen 7 oder der Skelettabschnitte 17 der Speichen, eins oder zwei und vier oder mehr anstelle von drei betragen. Ferner, ohne Verwendung eines vorgeformten Elements, kann die Hülle 12 zum Abdecken des Skeletts 11 ein Element sein, das durch Einsatzformen erhalten wird, durch Einspritzen eines Harzes in eine Form mit dem darin angeordneten Skelett 11.
Ferner kann der Nabenkörper 23 sowohl an der oberen als auch an der unteren Schale 21, 22 befestigt sein, anstelle an nur einer davon befestigt zu sein.

Claims

Skelett (11) für ein Lenkrad, das an einer Lenkwelle angebracht wird, wobei es umfasst: eine erste Halbschale (21); und eine zweite Halbschale (22), die mit der ersten Halbschale (21) gekoppelt ist, wobei jede Halbschale (21, 22) einen Nabenabschnitt (16), einen Felgenabschnitt (15) und einen Speichenabschnitt (17) enthält, der Felgen- und der Speichenabschnitt (15, 17) einen Flansch (64) umfassen, der an einem der Ränder der ersten und der zweiten Halbschale (21, 22) angeordnet ist, wobei ein Hohlraum (A) zwischen der ersten bzw. der zweiten Halbschale (21, 22) ausgebildet ist und der Speichenabschnitt (17) in der Nähe einer Verbindung mit dem Felgenabschnitt (15) einen Teil (52a, 67) mit größerem Querschnitt als dem eines angrenzenden Teils umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umfassung (44) an den anderen der Ränder der ersten und der zweiten Halbschale (21, 22) angeordnet ist, um den Flansch (64) aufzunehmen, wobei die Umfassung (44) die Felgenabschnitte jeder der Halbschalen verbindet.
Skelett nach Anspruch 2, wobei der Felgenabschnitt (15) in der Nähe einer Verbindung des Speichenabschnitts (17) einen Teil (51a, 68) mit größerem Querschnitt als dem eines angrenzenden Teils umfasst.
Skelett nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens der Felgen- oder der Nabenabschnitt (15, 17) einen Querschnitt hat, der zu einer Verbindung zwischen dem Felgen- und dem Speichenabschnitt (15, 17) zunimmt.
Skelett nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Nabenabschnitt (16) einen Naben-Rand-Verbindungsteil (16a, 116a) zum Verbinden der ersten und der zweiten Halbschale (21, 22) an Rändern derselben, einen Wellenbefestigungsteil (23), der im Wesentlichen in einer Mitte des Nabenabschnitts (16) angeordnet und an der Lenkwelle angebracht ist, und einen Schwachteil (X) umfasst, der zwischen dem Naben-Rand-Verbindungsteil (16a, 116a) und dem Wellenbefestigungsteil (23) angeordnet ist, und die erste und die zweite Halbschale (21, 22) einander zugewandt sind, ohne verbunden zu sein.