JP4609450B2 - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用ステアリング装置に係り、特に、ステアリングコラムに回動操作可能に設けられた操舵部材と、この操舵部材に設けられて車両衝突時に前記操舵部材と乗員間にて膨張展開し乗員を拘束するエアバッグを内蔵するエアバッグ装置を備えた車両用ステアリング装置に関する。

この種の車両用ステアリング装置においては、車両衝突時に膨張展開状態にあるエアバッグと操舵部材との当接面（抗力面）を、操舵部材にて十分に確保することができなくて、エアバッグが乗員を拘束するときの反力を操舵部材にて効果的に受承できず、エアバッグによる乗員拘束性能を的確に確保することができない場合がある。なお、かかる問題は、操舵部材が直進状態にて左右にハンドルを備え上下に非グリップ空間（ハンドルを握ることができない空間）を有する場合において顕著に生じ得る。

このため、下記特許文献１に示されている車両用ステアリング装置においては、エアバッグが、エアバッグ膨張展開時に、乗員とステアリングホイール（操舵部材）との間にて膨張展開することで当該乗員を拘束する第１エアバッグ部と、ステアリングホイールよりも車両前方側にて膨張展開する第２エアバッグ部とを備えていて、第１エアバッグ部がステアリングホイールにて受圧され、第２エアバッグ部がステアリングホイールよりも車両前方側に位置するフロントウインドシールドガラス及び内装パネルにて受圧される構成とされている。
特開２００６−２９８１１９号公報

上記した特許文献１に記載されている車両用ステアリング装置では、車両衝突時に膨張展開状態にある第２エアバッグ部の当接面をフロントウインドシールドガラス及び内装パネルにて確保することができて、エアバッグによる乗員拘束性能を的確に確保することが可能であるものの、第２エアバッグ部がフロントウインドシールドガラス及び内装パネルにて受圧される必要があるため、第２エアバッグ部の膨張展開形状を大きくする必要があり、エアバッグ自体が大型化するおそれがある。かかる問題は、ステアリングホイール（操舵部材）とフロントウインドシールドガラスの距離が増大するに従って顕著となる。

本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、ステアリングコラムに回動操作可能に設けられた操舵部材と、この操舵部材に設けられて車両衝突時に前記操舵部材と乗員間にて膨張展開し乗員を拘束するメインエアバッグを内蔵するメインエアバッグ装置を備えた車両用ステアリング装置において、車両衝突時に前記操舵部材の車両前方で前記ステアリングコラムの一部を外周から包囲するように環状に膨張展開し前記ステアリングコラムに当接するサブエアバッグを内蔵するサブエアバッグ装置を前記ステアリングコラムに設け、車両衝突時に前記メインエアバッグの車両前方側部が前記サブエアバッグに当接するように設定されていることことに特徴がある。

本発明による車両用ステアリング装置においては、車両衝突時に、操舵部材に設けられたメインエアバッグ装置のメインエアバッグが操舵部材と乗員間にて膨張展開して乗員を拘束するとともに、ステアリングコラムに設けられたサブエアバッグ装置のサブエアバッグが操舵部材の車両前方で環状に膨張展開して前記ステアリングコラムの一部を外周から包囲し前記ステアリングコラムに当接する。また、この車両衝突時には、前記メインエアバッグの車両前方側部が前記サブエアバッグに当接する。

このため、車両衝突時には、メインエアバッグの車両前方への変位をステアリングコラムに密着するサブエアバッグで抑制しつつ、メインエアバッグの反力をサブエアバッグを介してメインエアバッグとの距離が近いステアリングコラムにて受承することが可能である。したがって、メインエアバッグを大型化することなく、メインエアバッグによる乗員拘束性能を確保することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記ステアリングコラムは前記操舵部材を回動可能に支持するコラムチューブとこのコラムチューブを外周から被覆するコラムカバーを備えていて、前記サブエアバッグの膨張展開時の内径が前記コラムチューブの外径より大きく前記コラムカバーの外径より小さく設定され、前記サブエアバッグの膨張展開時の外径が前記コラムカバーの外径より大きく設定されていることも可能である。

この場合には、サブエアバッグが膨張展開時にコラムチューブより大径のコラムカバーに当接してコラムカバーにてメインエアバッグの反力を受承することができるため、サブエアバッグが膨張展開時にコラムチューブに当接してコラムチューブにてメインエアバッグの反力を受承する場合に比して、サブエアバッグの膨張展開形状（容積）を小さくすること（サブエアバッグの小型化）が可能である。

また、本発明の実施に際して、前記サブエアバッグが前記ステアリングコラムの軸方向に長い筒状の基布体として縫製されていることも可能である。この場合には、サブエアバッグが、ステアリングコラムの軸方向に長い筒状の基布体であり、車両衝突時に、ステアリングコラムの外周に必要十分な軸方向長さで当接するため、サブエアバッグの内周をステアリングコラムの外周に強力に密着させることができる。したがって、メインエアバッグの反力をサブエアバッグを介してステアリングコラムにて十分な強度で受承することができて、メインエアバッグによる乗員拘束性能を的確に確保することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記操舵部材が、前記ステアリングコラムに回動操作可能に組付けられているハブと、このハブに車両前方へ傾動可能に支持されている左右一対のハンドルと、前記ハンドルの前記ハブに対する傾動を規制して前記ハンドルを所定位置にて保持可能なロック装置を備えていて、このロック装置が車両衝突時にアンロック作動して前記ハンドルの前記ハブに対する傾動が許容されることも可能である。

この場合には、上記した作用効果に加えて、ハンドルが、車両衝突時にロック装置のアンロック作動によりハブに対する傾動を許容されるため、乗員を拘束するメインエアバッグとサブエアバッグに挟まれた状態で、メインエアバッグとサブエアバッグの変形に応じて車両前方側へ変位することが可能である。このため、車両衝突時に乗員とハンドルとの当接荷重を小さくすることが可能である。

以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図１４は本発明による車両用ステアリング装置の第１実施形態を示していて、この第１実施形態の車両用ステアリング装置は、ステアリングコラム３０に回動操作可能に設けられている操舵部材１０と、この操舵部材１０に設けられているメインエアバッグ装置２０を備えるとともに、操舵部材１０の車両前方に位置するステアリングコラム３０に設けられているサブエアバッグ装置４０を備えている。

操舵部材１０は、図１〜図５に示したように、小さな操舵角（例えば、直進状態からの操舵部材１０の最大操舵角が左右各１８０度程度）で必要十分な車輪の転舵角が得られるものであり、ステアリングメインシャフト５０に連結されているハブ１１と、このハブ１１に車両前方へ傾動可能に支持されている左右一対のハンドル１２と、これら各ハンドル１２のハブ１１に対する傾動を規制して各ハンドル１２を所定位置にて保持可能なロック装置１３を備えている。

ハブ１１は、図２〜図４に示したように、ステアリングメインシャフト５０に連結される中央部１１ａと、左右一対のハンドル１２を車両前方へ傾動可能に支持する左右一対のアーム部１１ｂを備えていて、両アーム部１１ｂに対して中央部１１ａが車両前方となるように膨出形成されている。

中央部１１ａは、図２に示したように、ステアリングメインシャフト５０を連結するための連結孔１１ａ１（図３参照）を有していて、この連結孔１１ａ１にてステアリングメインシャフト５０の上端部（車両後端部）がトルク伝達可能に嵌合されている。なお、ステアリングメインシャフト５０は、上端ネジ部に螺着したナット５１にて抜け止めされている。これにより、ハブ１１は、ステアリングメインシャフト５０の軸心、すなわち回動中心Ｏ１（図３参照）回りに回動操作可能である。

各アーム部１１ｂは、図４に一方を例として示したように、ハンドル１２の基部１２ａを組付けるための連結孔１１ｂ１と、ハンドルの基部１２ａを回動可能に連結する連結ピン１４が挿通可能なピン挿通孔１１ｂ２、１１ｂ２を有すると共に、ハンドル１２の突出部１２ｂを組付けるための嵌通孔１１ｂ３を有している。

各ハンドル１２は、図１〜図４に示したように、上述したＬ字状に形成されている基部１２ａと、この基部１２ａに隣接してＩ字状に形成されている突出部１２ｂを有すると共に、スポーク部１２ｄを介して基部１２ａ及び突出部１２ｂに連結されてＩ字状（図１参照）に形成されているグリップ部１２ｃを有しており、基部１２ａには連結ピン１４を挿通可能なピン挿通孔１２ａ１が設けられていて、突出部１２ｂにはロック装置１３のロックピン１３ｂを挿通可能なピン挿通孔１２ｂ１が設けられている。なお、グリップ部１２ｃは、中間部にてスポーク部１２ｄの先端に固着された芯金と、この芯金を被覆する樹脂によって形成されている。

また、各ハンドル１２は、連結ピン１４を介してハブ１１に組付けられていて連結ピン１４軸回りに回動可能であり、上下に非グリップ空間Ｓ１、Ｓ２を有していて、ハブ１１とともにステアリングメインシャフト５０の回動中心Ｏ１回りに回動可能である。なお、各非グリップ空間Ｓ１，Ｓ２は、図１に示したように、操舵部材１０を握ることができない空間であり、各ハンドル１２のグリップ部１２ｃを非円形とすることにより形成されている。

ロック装置１３は、図３〜図５に示したように、通常時（非衝突時）にロック状態にあってハンドル１２のハブ１１に対する傾動を規制し、車両衝突時にロック状態からアンロック状態に切り替わって、すなわち、アンロック作動してハンドル１２のハブ１１に対する傾動を許容するものであり、パイロ（火薬式）アクチュエーター１３ａとロックピン１３ｂを備えている。

パイロアクチュエーター１３ａは、図４及び図５に示したように、ロックピン１３ｂを嵌合位置（ロックピン１３ｂがハンドル１２の突出部１２ｂに設けられたピン挿通孔１２ｂ１に嵌合する位置）から嵌合解除位置（ロックピン１３ｂがハンドル１２の突出部１２ｂに設けられたピン挿通孔１２ｂ１から抜けた位置）に移動させるものであり、ハブ１１の嵌通孔１１ｂ３下方の内方側の面にて、ビス止めされた二本のバンド１３ｃを用いて固着されている。また、パイロアクチュエーター１３ａは、通電により少量のガスを発生させるスクイブ１３ａ１と、パイロアクチュエーター１３ａ内にて進退可能に組付けられているピストン１３ａ２を備えていて、車両衝突時にスクイブ１３ａ１に通電されて、ガスによってピストン１３ａ２をパイロアクチュエーター１３ａ内の図５上方から下方に移動（引き込み移動）させるように構成されている。なお、図５のピストン１３ａ２上にスクイブ１３ａ１への通電に伴って着火される火薬（図示省略）が充填されることもある。

ロックピン１３ｂは、図５に示したように、下端部にてパイロアクチュエーター１３ａのピストン１３ａ２の上端部に固着されていて、ハンドル１２の突出部１２ｂをハブ１１の嵌通孔１１ｂ３に嵌通させた状態で突出部１２ｂのピン挿通孔１２ｂ１に隙間なく嵌合されている。また、ロックピン１３ｂは、車両衝突時にパイロアクチュエーター１３ａのピストン１３ａ２の引き込み移動に伴い、嵌合位置から嵌合解除位置に移動するように構成されている。これにより、ハンドル１２は、通常時、ロックピン１３ｂによって連結ピン１４軸回りの回動が規制されていて、ハブ１１に対して車両前方側へ傾動不能であり、車両衝突時、ロックピン１３ｂによる回動規制が解除されて連結ピン１４軸回りに回動可能であり、ハブ１１に対して車両前方側へ傾動可能である。

メインエアバッグ装置２０は、図２に示したように、操舵部材１０のハブ１１に組付けられたハウジング２４と、このハウジング２４内に設けられてハウジング２４と共にハブ１１に固着されている支持板２１と、この支持板２１に予め組付けられているメインエアバッグ２２及び円筒型インフレータ２３を備えている。支持板２１は、メインエアバッグ２２と円筒型インフレータ２３を支持するための矩形の板であり、四隅部にてビス（図示省略）を介してハブ１１に固着されていて、中央部に円筒型インフレータ２３を嵌着させて組付けるための挿入孔２１ａを有している。

メインエアバッグ２２は、周知のように、車両衝突時に操舵部材１０と乗員間にて膨張展開して乗員を拘束するものであり、内部にシリコンゴムコーティングが施されていて、折畳まれた状態でハウジング２４内に収容されている。また、メインエアバッグ２２は、その開口部（図２の左端部）を支持板２１にリングプレート（図示省略）を用いて気密的に組付けられていて、膨張展開時には、図２の右端部中央から膨張展開を開始するように構成されている。

円筒型インフレータ２３は、円筒状の側壁にて膨張用ガスを排出するガス排出孔２３ａが設けられていて、車両前方側にてスパイラルケーブルＳＰに接続されるコネクタ２３ｂが設けられている。また、円筒型インフレータ２３は、支持板２１の挿入孔２１ａに嵌着された状態でビス（図示省略）を介して支持板２１に組付けられている。なお、円筒型インフレータ２３は、車両衝突時にガス排出孔２３ａを通してメインエアバッグ２２の内部空間に向けて膨張用ガスを噴射供給するものであり、それ自体は周知のものである。

ハウジング２４は、図１及び図２に示したように、操舵部材１０の中央部に設けられていて、車両前方側の端面にてハブ１１に固着されており、車両前方中央に円筒型インフレータ２３のコネクタ２３ｂを露出させるための挿通孔２４ａを有している。また、ハウジング２４は、車両後方側の端面から車両後方部の上面及び下面に延びるティアラインＬＬが形成されていて、車両衝突時に、メインエアバッグ２２の膨張展開に伴ってティアラインＬＬにて破断されるように構成されている。これにより、ハウジング２４の車両後方部は、車両衝突時に、ティアラインＬＬにて破断され、図１４に示したように、左右に二分割されて開放される。

ステアリングコラム３０は、図２に示したように、操舵部材１０の車両前方にて、ステアリングメインシャフト５０を挿通させた状態で操舵部材１０を回動可能に支持する円筒状のコラムチューブ３１と、このコラムチューブ３１の車両後部（後端部を除く）を外周から被覆するアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３と、コラムチューブ３１の車両後端部を外周から被覆するリアコラムカバー３４を備えている。

コラムチューブ３１は、図２及び図６に示したように、車両後方側端部の内周にてベアリングＢｒを介してステアリングメインシャフト５０を回転自在かつ軸方向に移動不能に支持していて、外周に設けられたコラム支持ブラケット（図示省略）を介してインパネリインフォースメント（図示省略）、すなわち、車体に支持されている。また、コラムチューブ３１は、車両後方側の外周面にサブエアバッグ装置４０の支持板４１を取付けるための二個のＬ字型の取付けブラケット３１ａが設けられていて、各取付けブラケット３１ａにはボルト４４を挿通可能な挿通孔３１ａ１が設けられており、各取付けブラケット３１ａより車両前方側の外周面にアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３を取付けるための四個の凸型の取付けブラケット３１ｂが設けられていて、各取付けブラケット３１ｂに皿ビス３５を挿通可能な挿通孔３１ｂ１が設けられている。

アッパーコラムカバー３２は、図２と図７と図８に示したように、半円筒状の周方向の端部にてロアコラムカバー３３の四個の係合部３３ａと係合するための四個の突片部３２ａを有していて、各突片部３２ａには皿ビス３５を挿通可能な挿通孔３２ａ１が設けられており、皿ビス３５を介してコラムチューブ３１の各取付けブラケット３１ｂに取付けられている。また、アッパーコラムカバー３２は、車両後方側の外周面にて軸方向に車両後端部からヒンジ部（薄肉部）３２ｂまで延びるティアラインＬＵが形成されていて、車両衝突時に、図１４に示したように、サブエアバッグ４２の膨張展開に伴ってティアラインＬＵにて破断されるように構成されている。これにより、アッパーコラムカバー３２の車両後方部は、車両衝突時に、三分割されヒンジ部３２ｂを支点として径外方向に開放される。

ロアコラムカバー３３は、図２と図７と図８に示したように、半円筒状の周方向の端部に四個の係合部３３ａを有していて、各係合部３３ａには皿ビス３５を挿通可能な挿通孔３３ａ１が設けられており、皿ビス３５を介してアッパーコラムカバー３２とともにコラムチューブ３１の各取付けブラケット３１ｂに取付けられている。また、ロアコラムカバー３３は、車両後方側の外周面にて軸方向に車両後端部からヒンジ部（薄肉部）３３ｂまで延びるティアラインＬＤが形成されていて、車両衝突時に、図１４に示したように、サブエアバッグ４２の膨張展開に伴ってティアラインＬＤにて破断されるように構成されている。これにより、アッパーコラムカバー３２の車両後方部は、車両衝突時に、三分割されヒンジ部３３ｂを支点として径外方向に開放される。

リアコラムカバー３４は、図２に及び図７に示したように、円筒の車両後端にて内向した環状のフランジ部３４ａを有していて、このフランジ部３４ａにコンビネーションスイッチＣＯに取付けられるための取付け孔３４ａ１が設けられており、皿ビス３６を介してコンビネーションスイッチＣＯに取付けられている。また、リアコラムカバー３４は、内部に環状のコンビネーションスイッチＣＯと環状のスパイラルケーブルＳＰを収容していて、車両前方側の左右両側面にてコンビネーションスイッチＣＯの操作レバーを突出させるための切欠部３４ｂが設けられている。

コンビネーションスイッチＣＯは、ターンシグナルスイッチ、ディマスイッチ、ライトコントロールスイッチ、フロントワイパースイッチ、ウォッシャースイッチ等の異なる機能を有する複数のスイッチを一体化して、操作レバーの操作にしたがって各機能を発揮するものであり、コラムチューブ３１の車両後方側に設けられたブラケット（図示省略）を介してコラムチューブ３１に支持されている。スパイラルケーブルＳＰは、メインエアバッグ装置２０、コンビネーションスイッチＣＯ、サブエアバッグ装置４０等に設けられた電気装置を常に接続状態に保つ配線ユニットであり、コラムチューブ３１の外周でリアコラムカバー３５内の車両後方側に配設されている。

サブエアバッグ装置４０は、図２及び図９に示したように、コラムチューブ３１の取付けブラケット３１ａに取付けられている支持板４１と、この支持板４１に組付けられているサブエアバッグ４２と、支持板４１に支持されているシリンダ型インフレータ４３を備えている。

支持板４１は、図１０に示したように、帯状の板金を輪状にした支持部４１ａと、この支持部４１ａの車両後方側の上部に設けられて径外方向に折り曲げられた取付けタブ４１ｂと、支持部４１ａの車両後方側の左右両端に径内方向に折り曲げられた左右一対の取付けタブ４１ｃ、４１ｄを備えている。取付けタブ４１ｂは、シリンダ型インフレータ４３を取付けるためのものであり、シリンダ型インフレータ４３のスタッドボルト４３ｂを挿通可能な取付け孔４１ｂ１が設けられている。各取付けタブ４１ｃ、４１ｄは、コラムチューブ３１に設けられた取付けブラケット３１ａに取付けられるためのものであり、ボルト４４を挿通可能な取付け孔４１ｃ１、４１ｄ１が設けられていて、ボルト４４を介して取付けブラケット３１ａに取付けられている。

サブエアバッグ４２は、図１１に示したように、表面にシリコンゴムコーティングを施した二枚の環状に裁断した基布体４２ａ、４２ｂを備えていて、一方の基布体４２ａの内周部には、インフレータ４３を内部に挿入させるためのインフレータ挿入孔４２ａ１とインフレータ４３のスタッドボルト４３ｂを内部から外部に露出させるためのインフレータ取付け孔４２ａ２が設けられている。このサブエアバッグ４２は、図１２に示したように、基布体４２ａのシリコンゴムコーティングが施された表面と基布体４２ｂのシリコンゴムコーティングが施された表面が重ね合わされた状態で内周縁部と外周縁部が縫製されていて、図９に示したように、シリンダ型インフレータ４３を介して支持板４１に組付けられている。なお、サブエアバッグ４２は、図９に示したように、折り畳まれた状態が仮止め糸４５で保持されていて、車両衝突時に、仮止め糸４５を破断して環状に膨張展開するように構成されている。

シリンダ型インフレータ４３は、図１３に示したように、車両衝突時にガス排出孔４３ａ１を通してサブエアバッグ４２の内部空間に向けて膨張用ガスを噴射供給するものであり、筒状に形成されて膨張用ガスを発生させるインフレータ部４３ａと、このインフレータ部４３ａに固着されていて支持板４１に支持されるためのスタッドボルト４３ｂを備えている。

インフレータ部４３ａは、図９に示したように、サブエアバッグ４２のインフレータ挿入孔４２ａ１からサブエアバッグ４２の内部に挿入されていて、図１３の上部中央には膨張用ガスを排出するガス排出孔４３ａ１が設けられ、図１３の右端にはスパイラルケーブルＳＰに接続されるコネクタ４３ａ２が設けられている。

スタッドボルト４３ｂは、図１３に示したように、インフレータ部４３ａの中央外周に固着されていて、インフレータ部４３ａに対して径方向に延びており、サブエアバッグ４２に組み付けられた状態では、サブエアバッグ４２のインフレータ取付け孔４２ａ２を通してサブエアバッグ４２外に突出している。このスタッドボルト４３ｂは、図９に示したように、支持板４１の取付けタブ４１ｂの取付け孔４１ｂ１に挿通されナット４６にて抜け止めされることによって、支持板４１に組付けられている。

上記した構成により、サブエアバッグ装置４０のサブエアバッグ４２は、通常時、図２に示したように、支持板４１の外周にて折り畳まれた状態でアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３内に収容されている。また、サブエアバッグ４２は、車両衝突時に、図１４に示したように、アッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３及びリアコラムカバー３４を外周から包囲するように環状に膨張展開し、アッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３に当接可能である。このサブエアバッグ４２は、車両衝突時に車両後方側部にてメインエアバッグ２２の車両前方側部に当接するように設定され、膨張展開時の内径がコラムチューブ３１の外径より大きくアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３の外径より小さく設定され、膨張展開時の外径がアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３の外径より大きく設定されている。

上記のように構成した第１実施形態においては、車両衝突時に、メインエアバッグ２２が、ハウジング２４の車両後方部を破断させて操舵部材１０と乗員間にて膨張展開し、サブエアバッグ４２がアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３の車両後方部を破断させて、支持板４１の外周にてアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３及びリアコラムカバー３４を外周から包囲するように環状に膨張展開し、アッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３に当接する。また、これと同時に、ロック装置１３がアンロック作動して、このアンロック作動に伴って、各ハンドル１２は、連結ピン１４軸回りの回動規制が解除され連結ピン１４軸回りに回動可能となる。

これにより、図１４に示したように、メインエアバッグ２２は、車両後方側部にて乗員を拘束して車両前方側部にてサブエアバッグ４２の車両後方側部に当接する。また、サブエアバッグ４２は、メインエアバッグ２２の車両前方への変位をサブエアバッグ４２の全周で抑制しつつメインエアバッグ２２の反力を受承して、車両前方側部にてアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３に密着し、内周にて支持板４１の支持部４１ａ外周に密着する。また、各ハンドル１２は、メインエアバッグ２２とサブエアバッグ４２に挟まれた状態で、メインエアバッグ２２とサブエアバッグ４２の変形に応じて車両前方側へ傾動する。

このため、この第１実施形態においては、車両衝突時に、メインエアバッグ２２の車両前方への変位をアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３に密着するサブエアバッグ４２で抑制しつつ、メインエアバッグ２２の反力をサブエアバッグ４２を介してメインエアバッグ２２との距離が近いアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３及び支持板４１にて受承することが可能である。したがって、メインエアバッグ２２を大型化することなくメインエアバッグ２２による乗員拘束性能を確保することが可能である。

また、この第１実施形態においては、サブエアバッグ４２が、膨張展開時にコラムチューブ３１より大径のアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３に当接してアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３にてメインエアバッグ２２の反力を受承することができるため、サブエアバッグ４２が膨張展開時にコラムチューブ３１に当接してコラムチューブ３１にてメインエアバッグ２２の反力を受承する場合に比して、サブエアバッグ４２の膨張展開形状を小さくすることが可能である。

また、この第１実施形態においては、車両衝突時に、ハンドル１２が、乗員を拘束するメインエアバッグ２２とサブエアバッグ４２に挟まれて、メインエアバッグ２２とサブエアバッグ４２の変形に応じて車両前方側へ変位するため、乗員とハンドル１２との当接荷重を小さくすることが可能である。

上記した第１実施形態においては、環状の基布体４２ａ、４２ｂの内周縁部と外周縁部を縫製して構成される図１２に示したサブエアバッグ４２を採用して実施したが、図１５〜図２１に示した第２実施形態のように、アッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３の軸方向に長い筒状のサブエアバッグ１４２を採用して実施することも可能である。このサブエアバッグ１４２は、一枚の基布体１４２ａと、シリンダ型インフレータ１４３を基布体１４２ａに取付けるための取付布１４２ｂを備えていて、図１５〜図２０に示した工程を経て製作されている。

図１５は、基布体１４２ａを示していて、この基布体１４２ａは、図示裏面にシリコンゴムコーティングを施した基布を縦の長さがπＤで横の長さが２Ｌとなるように矩形に裁断して形成されたものであり、中央部左方にシリンダ型インフレータ１４３から排出される膨張用ガスを吸入するためのガス吸入孔１４２ａ１が設けられている。

図１６は、取付布１４２ｂを示していて、この取付布１４２ａは、図示裏面にシリコンゴムコーティングを施した基布を矩形に裁断して形成されたものであり、中央部右側にインフレータ１４３を挿通させるためのインフレータ挿通孔１４２ｂ１が設けられていて、このインフレータ挿通孔１４２ｂ１の図示下方にシリンダ型インフレータ１４３のスタッドボルト１４３ｂを露出させるためのインフレータ取付け孔１４２ｂ２が設けられている。

図１７は、取付布１４２ｂが基布体１４２ａに取付られる前の工程を示していて、図１６の山折り線ＶＶで山折りされた取付布１４２ｂは、境界線ＷＷより左方の上端部及び下端部を縫製されている。この状態では、取付布１４２ｂの境界線より右方の短形片１４２ｂ３、１４２ｂ４が、境界線ＷＷでそれぞれ開くように折り曲げ可能である。

図１８は、図１７に示した取付布１４２ｂを図１５に示した基布体１４２ａに組付けた状態（組み合わせ工程）を示していて、この状態では、取付布１４２ｂの短形片１４２ｂ３、１４２ｂ４が、基布体１４２ａのガス吸入孔１４２ａ１を覆うように開いてのせられており、基布体１４２ａとそれぞれコ字状に縫製されている。

図１９は、基布体１４２ａを袋状とする前の工程を示していて、この状態では、図１８に示した基布体１４２ａ及び取付布１４２ｂが、谷折り線ＸＸで谷折りされて、基布体１４２ａが重ね合わされており、図１９の下端にて基布体１４２ａが縫製されている。

図２０は、基布体１４２ａが袋状とされた工程を示していて、この状態では、図１９に示した基布体１４２ａが、境界線ＹＹより右方の表面が境界線ＹＹより左方の表面と重なり、境界線ＹＹより右方の裏面が境界線ＹＹより左方の裏面と重なるように境界線ＹＹで折り返されており、この重ね合わされた二枚の表面及び裏面が図２０の左端で環状に縫製されている。これにより、内径及び外径がＤで軸方向長さＬの環状のサブエアバッグ１４２が製作されている。

サブエアバッグ１４２は、図２１に示したように、シリンダ型インフレータ１４３が取付布１４２ｂのインフレータ挿通孔１４２ｂ１から取付布１４２ｂ内部に挿通されて、スタッドボルト１４３ｂが取付布１４２ｂのインフレータ取付け孔１４２ｂ２と支持板１４１に設けられた取付け孔１４１ｂ１に挿通されナット１４６にて抜け止めされることによって、支持板１４１の外周に組付けられている。

上記した構成により、サブエアバッグ１４２は、アッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３の軸方向に長い筒状の基布体として縫製されていて、通常時に、支持板１４１の外周に折り畳まれた状態でアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３内に収容されている。また、サブエアバッグ１４２は、車両衝突時に、図２１に示したように、アッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３及びリアコラムカバーを外周から包囲するように環状に膨張展開可能であり、内周にてアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３に必要十分な軸方向長さで当接し、車両後方側部にてメインエアバッグ２２の車両前方側部に当接するように設定されている。なお、サブエアバッグ１４２は、車両衝突時に、膨張展開後の軸方向長さが膨張展開前の軸方向長さＬより短くなり、膨張展開後の最大外径が膨張展開前の外径Ｄと同じであり、膨張展開後の内径が膨張展開前の内径Ｄより小さくなるように膨張展開可能である

上記のように構成した第２実施形態においては、車両衝突時に、サブエアバッグ１４２が、アッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３の車両後方部を破断させてアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３の外へ展開し、図２１に示したように動作する。このため、この第２実施形態においては、図１４に示した第１実施形態との比較から明らかなように、上記した第１実施形態と同様の作用効果が得られるとともに、車両衝突時に、サブエアバッグ１４２がアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３の外周に必要十分な（上記第１実施形態に比して長い）長さで強力に密着するため、上記した第１実施形態に比して、メインエアバッグの反力をサブエアバッグ１４２を介してアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３にて十分な強度で受承することができて、メインエアバッグによる乗員拘束性能を的確に確保することが可能である。

上記した第２実施形態においては、アッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３の軸方向に長い筒状のサブエアバッグ１４２を採用して実施したが、図２２〜図２５に示した第３実施形態のように、円錐台形状でアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３の軸方向に長い筒状のサブエアバッグ２４２を採用して実施することも可能である。このサブエアバッグ２４２は、二枚の基布体２４２ａ、２４２ｂとシリンダ型インフレータを基布体２４２ａに取付けるための取付布２４２ｃを備えていて、図２２〜図２４に示した工程を経て製作されている。

図２２は、取付布２４２ｃが組付けられた基布体２４２ａと基布体２４２ｂを示していて、基布体２４２ａは、図示裏面にシリコンゴムコーティングを施した基布を内径側の長さがπＤ１で外径側の長さがπＤ２となるように扇状に裁断して形成されたものであり、中央部右方にシリンダ型インフレータ２４３から排出される膨張用ガスを吸入するためのガス吸入孔２４２ａ１が設けられている。また、基布体２４２ａは、上記した第２実施形態の取付布１４２ｂと同様の構成の取付布２４２ｃが、上記した第２実施形態と同様の工程により組付けられている。基布体２４２ｂは、図示表面にシリコンゴムコーティングを施した基布を内径側の長さがπＤ１で外径側の長さがπＤ２となるように扇状に裁断して形成されたものである。

図２３は、基布体２４２ａと基布体２４２ｂを組付けて袋状とする前の工程を示している。この状態では、図２２に示した基布体２４２ａ及び取付布２４２ｃが、谷折り線ＺＺで谷折りされて、基布体２４２ａが重ね合わされており、図２３の下端にて基布体２４２ａが縫製されている。また、図２２に示した基布体２４２ｂが、谷折り線ＺＺで谷折りされて、基布体２４２ｂが重ね合わされており、図２３の下端にて基布体２４２ｂが縫製されている。

図２４は、基布体２４２ａと基布体２４２ｂが組付けられて袋状とされた工程を示していて、この状態では、基布体２４２ｂの内周面と基布体２４２ａの外周面が重ね合わされており、この重ね合わされた二枚が図２４の右端及び左端でそれぞれ環状に縫製されている。これにより、図示右端部の径がＤ２で、図示左端部の径がＤ１の円錐台形状で環状のサブエアバッグ２４２が製作されている。このサブエアバッグ２４２は、アッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３の軸方向に長い筒状の基布体として縫製されていて、上記した第２実施形態と同様にして、シリンダ型インフレータ２４３を介して支持板２４１の外周に組付けられている。

上記のように構成した第３実施形態においては、サブエアバッグ２４２が、車両衝突時に、図２５に示したように膨張展開し、第２実施形態に示したサブエアバッグ１４２と実質的に同様に作動して同様に機能するため、上記した第２実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。なお、この第３実施形態においては、円錐台形状で環状のサブエアバッグ２４２が図２５に示したように膨張展開する点で上記第２実施形態の作動と異なる。このため、この第３実施形態においては、第３実施形態の径Ｄ２を第２実施形態の径Ｄと同一に設定すれば、第２実施形態と同様の作用効果を得つつ、第２実施形態に比してサブエアバッグの膨張展開形状（容積）を小さくすることが可能である。

上記した第１実施形態においては、膨張展開時にアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３に当接するサブエアバッグ４２を採用して実施したが、図２６〜図２８に示した第４実施形態のように、膨張展開時にアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３と、コラムチューブ３１に当接するサブエアバッグ３４２を採用して実施することも可能である。このサブエアバッグ３４２は、表面にシリコンゴムコーティングを施した二枚の円形に裁断した基布体３４２ａ、３４２ｂを備えている。

基布体３４２ａ、３４２ｂは、図２６に示したように、中央部にコラムチューブ３１を挿通させるために略十字状に打ち抜かれて形成された挿通孔３４２ａ１、３４２ｂ１と、この挿通孔３４２ａ１、３４２ｂ１の略十字状の各端部から径外方向に延びているスリット３４２ａ２、３４２ｂ２を有しており、一方の基布体３４２ａの中央部には、インフレータ３４３を挿入させるためのインフレータ挿入孔３４２ａ３とインフレータ３４３のスタッドボルト３４３ｂを露出させるためのインフレータ取付け孔が設けられている。

また、基布体３４２ａ、３４２ｂは、図２７に示したように、シリコンゴムコーティングが施された表面が重ね合わされた状態で、外周縁部が縫製され、挿通孔３４２ａ１、３４２ｂ２及びスリット３４２ａ２、３４２ｂ２の周りが略十字状に縫製されている。これにより、図２７の仮想線で示した位置より径内方向にコラムチューブ３１の外周と当接する密着部３４２ａａを備えるサブエアバッグ３４２が製作される。

サブエアバッグ３４２は、上記した第１実施形態と同様に、シリンダ型インフレータ３４３を介して支持板３４１の外周に組付けられている。また、サブエアバッグ３４２は、車両衝突時に、図２８に示したように、アッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３及びリアコラムカバー３４を外周から包囲するように環状に膨張展開し、密着部３４２ａａにてコラムチューブ３１の外周に当接可能であり、その他の構成は上記した第１実施形態のサブエアバッグ４２と同様の構成である。

上記のように構成した第４実施形態においては、車両衝突時、図２８に示したように、サブエアバッグ３４２が、密着部３４２ａａにてコラムチューブ３１の外周に当接するように膨張展開し、その他の作動は、上記した第１実施形態と実質的に同じであるため、その説明は省略する。このため、この第２実施形態においては、車両衝突時、サブエアバッグ３４２が、コラムチューブ３１の外周に密着するため、上記した第１実施形態に比して、サブエアバッグの膨張展開形状が大きくなるものの、メインエアバッグの反力をサブエアバッグ３４２を介してアッパーコラムカバー３２及びロアコラムカバー３３に比して強度が高いコラムチューブ３１にて受承することができて、上記した第１実施形態に比して、メインエアバッグによる乗員拘束性能を的確に確保することが可能である。

また、上記した各実施形態においては、ステアリングコラム３０の構成部材であるコラムチューブ３１が、単一構造である実施形態を例にして説明したが、ロアコラムチューブ、アッパーコラムチューブ（インナーコラムチューブ、アウターコラムチューブ）で構成されているコラムチューブにも同様に実施可能である。またステアリングコラム３０の構成部材であるコラムカバーが、アッパーコラムカバー３２、ロアコラムカバー３３、リアコラムカバー３４の三部材で構成される実施形態を例にして説明したが、コラムカバーの構成される部材数は適宜変更可能である。

また、上記した各実施形態においては、上下に非グリップ空間Ｓ１、Ｓ２を備えているハンドル１２に本発明を実施した実施形態について説明したが、任意の形状をしたハンドルについても同様に本発明を実施することが可能である。

また、上記した各実施形態においては、車両衝突時にロック装置１３によりハブ１１に対する傾動を許容されるハンドル１２に本発明を実施した実施形態について説明したが、車両衝突時にハブに対して傾動不能なハンドルについても同様に本発明を実施することが可能である。また、本発明の実施に際しては、上記した実施形態の各構成を適宜に組み合わせて実施することも可能である。

本発明による車両用ステアリング装置の第１実施形態を示した正面図である。 図１の中央で横断した拡大平面図である。 図２に示したハブとハンドルの関係を示した部分拡大平面図である。 図３に示したハブのアーム部とハンドルの基部及び突出部とロック装置の分解斜視図である。 図３の５−５に沿った拡大縦断正面図である。 図２に示したコラムチューブの側面図である。 図２に示したアッパーコラムカバーとロアコラムカバーとリアコラムカバーを示した分解斜視図である。 図２に示したアッパーコラムカバーとロアコラムカバーの正面図である。 図２に示したサブエアバッグ装置の正面図である。 図９に示したサブエアバッグ装置の支持板を示した正面図及び側面図である。 図９に示したサブエアバッグ装置のサブエアバッグの基布体を示した図である。 図９に示したサブエアバッグ装置のサブエアバッグを示した図である。 図９に示したサブエアバッグ装置のシリンダ型インフレータを示した斜視図である。 図２に示した第１実施形態の作動説明図である。 本発明による車両用ステアリング装置の第２実施形態におけるサブエアバッグの基布体を示した図である。 サブエアバッグの取付布を示した図である。 図１６に示した取付布が基布体に組付けられる前の工程を示した図である。 図１７に示した取付布が図１５に示した基布体に組付けられた状態を示した図である。 図１８に示した基布体を袋状とする前の工程を示した図である。 第２実施形態のサブエアバッグを示した斜視図である。 図２０に示したサブエアバッグの作動説明図である。 本発明による車両用ステアリング装置の第３実施形態におけるサブエアバッグの二枚の基布体と一方の基布体に組付けられた取付布を示した図である。 図２２に示した二枚の基布体を組付けて袋状とする前の工程を示した図である。 第３実施形態のサブエアバッグを示した斜視図である。 図２４に示したサブエアバッグの作動説明図である。 本発明による車両用ステアリング装置の第４実施形態におけるサブエアバッグの基布体を示した図である 第４実施形態のサブエアバッグを示した図である。 第４実施形態の作動説明図である。

符号の説明

１０…操舵部材、１１…ハブ、１１ａ…中央部、１１ｂ…アーム部、１２…ハンドル、１２ａ…基部、１２ｂ…突出部、１２ｃ…グリップ部、１２ｄ…スポーク部、１３…ロック装置、１３ａ…パイロアクチュエーター、１３ｂ…ロックピン、１４…連結ピン、２０…メインエアバッグ装置、２１…支持板、２２…メインエアバッグ、２３…円筒型インフレータ、２４…ハウジング、ＬＬ，ＬＵ，ＬＤ…ティアライン、３０…ステアリングコラム、３１…コラムチューブ、３２…アッパーコラムカバー、３３…ロアコラムカバー、３４…リアコラムカバー、３５…皿ビス、３６…皿ビス、ＢＲ…ベアリング、ＣＯ…コンビネーションスイッチ、ＳＰ…スパイラルケーブル、４０…サブエアバッグ装置、４１…支持板、４２…サブエアバッグ、４３…シリンダ型インフレータ、４４…ボルト、４５…仮止め糸、４６…ナット、５０…ステアリングメインシャフト、５１…ナット

Claims (4)

1. ステアリングコラムに回動操作可能に設けられた操舵部材と、この操舵部材に設けられて車両衝突時に前記操舵部材と乗員間にて膨張展開し乗員を拘束するメインエアバッグを内蔵するメインエアバッグ装置を備えた車両用ステアリング装置において、車両衝突時に前記操舵部材の車両前方で前記ステアリングコラムの一部を外周から包囲するように環状に膨張展開し前記ステアリングコラムに当接するサブエアバッグを内蔵するサブエアバッグ装置を前記ステアリングコラムに設け、車両衝突時に前記メインエアバッグの車両前方側部が前記サブエアバッグに当接するように設定されていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
2. 請求項１に記載の車両用ステアリング装置において、前記ステアリングコラムは前記操舵部材を回動可能に支持するコラムチューブとこのコラムチューブを外周から被覆するコラムカバーを備えていて、前記サブエアバッグの膨張展開時の内径が前記コラムチューブの外径より大きく前記コラムカバーの外径より小さく設定され、前記サブエアバッグの膨張展開時の外径が前記コラムカバーの外径より大きく設定されていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用ステアリング装置において、前記サブエアバッグが前記ステアリングコラムの軸方向に長い筒状の基布体として縫製されていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両用ステアリング装置において、前記操舵部材が、前記ステアリングコラムに回動操作可能に組付けられているハブと、このハブに車両前方へ傾動可能に支持されている左右一対のハンドルと、前記ハンドルの前記ハブに対する傾動を規制して前記ハンドルを所定位置にて保持可能なロック装置を備えていて、このロック装置が車両衝突時にアンロック作動して前記ハンドルの前記ハブに対する傾動が許容されることを特徴とする車両用ステアリング装置。

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