JP2005246998A - 車両のステアリングホイール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両衝突時において、リム部等に乗員が接触するおそれがなく、かつ、展開したエアバッグから乗員が受ける反力を確実に制御することができるステアリングホイール構造を提供する。
【解決手段】 車両後方に向けて延びるステアリングシャフト３の端部に設けられたハブ部５と、該ハブ部５の外方に設けられたスポーク部７と、該スポーク部７に設けられたリム部９とを備え、車体に所定値以上の荷重が入力した際に、前記スポーク部７及びリム部９を、ハブ部５に対して車両前方に向けて摺動自在に構成している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両のステアリングホイール構造に関し、更に詳しくは、車両衝突時においてリム部及びスポーク部が車両前方に向けて移動する車両のステアリングホイール構造に関する。

従来、自動車のステアリングホイールは、車体側のステアリングコラム先端に回動自在に支持されており、外周側に配置されたリング状のリム部と、該リム部の内周面から内方側に延びるスポーク部と、ステアリングホイールの中央部に設けられたハブ部（ボズプレート）とを備えている（例えば、特許文献１参照）。このステアリングホイール構造においては、車両衝突の初期段階では比較的容易に変形し、その衝突後期は衝突エネルギーの吸収量が大きいという特性を有する。
特開平６−１４４２４２号公報

しかしながら、前記従来例では、車両が前面衝突を起こした場合などに、ステアリングホイールを構成するリム部等に乗員が接触するおそれがある。

この接触に対しては、車両衝突を事前に検知してシートを後退させることにより、乗員のステアリングホイールへの接触を回避することもできる。しかし、このシートを後退させる機構は複雑になるため、車両コストを増大させるという問題がある。さらに、衝突を事前検知してシートを後退させると、エアバッグ展開時における乗員とエアバッグとの距離が変化し、エアバッグから乗員が受ける反力のコントロールが困難になるおそれがある。

そこで、本発明は、車両衝突時において、リム部等に乗員が接触するおそれがなく、かつ、展開したエアバッグから乗員が受ける反力を確実に制御することができるステアリングホイール構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係るステアリングホイール構造は、車両後方に向けて延びる車体側支持部材の後端部に設けられたハブ部と、該ハブ部の外方に設けられたスポーク部と、該スポーク部に設けられたリム部とを備え、車体に所定値以上の荷重が入力した際に、前記スポーク部及びリム部を、ハブ部に対して車両前方に向けて摺動自在に構成したことを特徴とする。

本発明によれば、車体に所定値以上の荷重が入力された場合、例えば車両衝突時等において、スポーク部とリム部が車両前方に移動するため、乗員がステアリングホイールのスポーク部及びリム部に接触することを効率的に防止することができる。

本発明の実施形態を図面と共に詳述する。なお、以下において、車体に所定値以上の荷重が入力される一例として、車両が衝突を起こした場合について説明する。

[第１実施形態]
図１は本発明の第１実施形態によるステアリングホイールを示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線による断面図である。

これらの図１，２に示すように、本実施形態によるステアリングホイール１は、車両斜め後方に向けて延設された車体側支持部材であるステアリングシャフト３の端部に設けられており、該ステアリングシャフト３の端部に固定された中央側のハブ部５と、該ハブ部５の外方に配設されたスポーク部７及びリム部９とを備え、これらのスポーク部７及びリム部９は一体に形成されているが、ハブ部５とは別個に形成されている。また、前記スポーク部７は、リング状に形成されたリム部９から内方に向けて３箇所突出して形成されている。

このハブ部５の左右両側と車両後方側にはステアリングホイール１のスポーク部７とリム部９が摺動自在に取り付けられている。また、ハブ部５の内部には、エアバッグモジュール１１が収容されている。このエアバッグモジュール１１は、有底筒状体の形状に形成されたモジュールカバー１３と、該モジュールカバー１３内の上部に、折り畳まれた状態で収容されたエアバッグ１５と、該エアバッグ１５の下部に配置されたインフレータ１７とを備えており、該インフレータ１７の下部には、ホーンプレート３９が配設されている。

また、図２に示すように、前記モジュールカバー１３の外周側には、上方が開口した有底筒状体に形成された支持カバー１９が配設されている。

図３は図１の要部を拡大した斜視図、図４は図３のＢ−Ｂ線による拡大断面図である。

係止手段２１は、図３，４に示すように、モジュールカバー１３に固定された回動軸２３を中心に回動自在に支持された係止片２５と、該係止片２５に対向するスポーク部７の内方に形成され、係止片２５を収容及び係止する係止用凹部２７とからなる。そして、係止片２５は、回動軸２３に固定されたプレート部２９を介して回動軸２３に取り付けられている。また、係止片２５の端部には、通常時にはエアバッグ１５によって縮められて付勢された状態で保持されている回動促進手段であるスプリング３３が設けられている。このスプリング３３は、後述するように、エアバッグモジュール１１が展開したときに、係止片２５の回動を促進する作用を有する。なお、図３に示すように、スポーク部７の両側には、切欠き３４が形成され、この切欠き３４に支持カバー１９が摺動自在に嵌め込まれ、これによって、リム部９及びスポーク部７が、ハブ部５に対してスライド自在に支持されている。

そして、スポーク部７に形成された係止用凹部２７は、ハブ部５及びスポーク部７の上面に沿って形成された上面３５と、回動軸２３を中心とする円弧状の曲面に形成された側面３７とから形成されている。また、前記モジュールカバー１３及び支持カバー１９には開口部１３ａ，１９ａが形成され、係止片２５が回動する際にこの開口部１３ａ，１９ａを介して前記係止用凹部２７に入るように構成されている。

次いで、車両衝突時に、ステアリングホイール１のリム部９及びスポーク部７が車両前方に移動する手順を簡単に説明する。

図５はスポーク部がハブ部に係止片によって係止されている状態を概略的に示す断面図、図６はエアバッグが展開して係止片による係止が解除された状態を概略的に示す断面図、図７，８はリム部及びスポーク部が前方に移動している状態を概略的に示す断面図、及び図９はリム部及びスポーク部が前方に移動している状態を示すステアリングホイール１の斜視図である。

まず、図５に示すように、通常状態においてはエアバッグ１５が格納されているため、このエアバッグ１５が係止片２５のプレート部２９を外方に押し込んでおり、これによって、係止片２５がスポーク部７の係止用凹部２７の上面３５に係止されている。即ち、リム部９及びスポーク部７はハブ部５に対して係止及び保持され、係止片２５のプレート部２９のスプリング３３は縮められた状態で配置されている。

次いで、車両が衝突を起こすと、スプリング３３を押さえていたエアバッグ１５が膨張及び展開し、係止片２５のスプリング３３が開放されるため、このスプリング３３の反力によって、係止片２５がハブ部５の内方に回動する。この係止片２５の回動によって、スポーク部７とハブ部５との係止状態が解かれる。

さらに、図７に示すように、スポーク部７とハブ部５との係止状態が解かれると、リム部９及びスポーク部７の自重とリム部９を把持している乗員の押込力とによって、リム部９及びスポーク部７はハブ部５に対して車両前方側に向けて後退（スライド）する。

前記第１実施形態による作用効果を説明する。

前記係止手段２１である係止片２５と係止用凹部２７を設けることによって、車両が衝突した際に、前記スポーク部７及びリム部９をハブ部５に対して、車両前方に向けて移動自在に構成しているため、乗員がステアリングホイール１のリム部９及びスポーク部７に接触することを防止することができる。

前記係止手段２１として、ハブ部５に回動自在に軸支された係止片２５と、スポーク部７に設けられ、前記係止片２５に係止される係止用凹部２７とを設けているため、簡単かつ安価な機構で車両衝突時にスポーク部７及びリム部９を乗員から後退させることができる。

前記係止片２５に、ハブ部５内のエアバッグモジュール１１が展開したときに、係止片２５の回動を促進する回動促進手段であるスプリング３３を設けているため、スポーク部７とハブ部５との係止の解除をより迅速に行うことができる。

[第２実施形態]
次いで、第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同一部位については同一符号を付して、その説明を省略する。

図１０は本発明の第２実施形態によるステアリングホイールを示す断面図、図１１はスポーク部がハブ部に係止ピンによって係止されている状態を概略的に示す断面図である。

ハブ部５の内方には折り畳まれたエアバッグ１５が収容されており、該エアバッグ１５にはワイヤー４１を介して係止ピン４３が接続されている。この係止ピン４３は、ハブ部及びスポーク部の上面３５に沿って配置されており、スポーク部の内方には係止ピン４３が抜き差しできる係止孔４５が穿設されている。

次いで、車両衝突時に、ステアリングホイールのリム部９及びスポーク部７が車両前方に後退する手順を簡単に説明する。

図１２はエアバッグが展開して係止ピンによる係止が解除された状態を概略的に示す断面図、図１３はリム部及びスポーク部が前方に移動している状態を概略的に示す断面図、及び図１４はリム部及びスポーク部が前方に移動している状態を概略的に示す断面図である。

まず、図１２に示すように、通常状態においては、エアバッグ１５が格納され、係止ピン４３がスポーク部７の係止孔４５に収容及び係止されており、これによって、リム部９及びスポーク部７はハブ部５に対して係止及び保持されている。

次いで、車両が衝突を起こすと、エアバッグ１５が膨張及び展開し、エアバッグ１５に接続されているワイヤー４１を引く。このワイヤー４１には、係止ピン４３が接続されているため、係止ピン４３はハブ部５側に引かれて係止孔４５から抜けて、スポーク部７とハブ部５との係止状態が解かれる。すると、図１２に示すように、リム部９及びスポーク部の自重とリム部を把持している乗員の押込力とによって、リム部９及びスポーク部はハブ部５に対して車両前方側に向けて後退する。

前記第２実施形態による作用効果を説明する。

前記係止手段として、ハブ部５とスポーク部７とを連結する、抜き差し自在の係止ピン４３を用い、該係止ピン４３をハブ部５内のエアバッグ１５に接続することにより、エアバッグ１５が展開したときに係止ピン４３を引き抜くように構成している。このため、車両衝突時において、確実かつ迅速にリム部９及びスポーク部７をハブ部５に対して車両前方側に向けて後退することができる。また、係止手段として係止ピン４３を用いるため、簡単な機構でかつ安価なコストですむ。

[第３実施形態]
次に、第３実施形態について説明する。

図１５は本発明の第３実施形態によるステアリングホイールを示す断面図、図１６は本発明の第３実施形態による係止突片を拡大して示す斜視図、図１７はエアバッグが展開して係止突片による係止が解除された状態を概略的に示す断面図である。

これらの図１５，１６に示すように、本実施形態による係止手段は、ハブ部５とスポーク部７とを連結する、温度の変化に伴って抜き差し自在に構成された凸状係止部材４７である。この凸状係止部材４７は、ハブ部５の上端部に設けられており、上下方向に延びる平面状のプレート４９と、該プレート４９の中央部に取り付けられたピン部５１とからなる。このプレート４９は、形状記憶合金から形成され、常温では図１５，１６に示すように、平面状に延びており、高温においては図１６に示すように、側面視略くの字状に屈曲変形する。即ち、図１６の矢印に示すように、プレート４９を加熱すると、ピン部５１はその軸方向（ハブ部５側）に移動する。また、スポーク部７には、凸状係止部材４７のピン部５１を収容する収容孔５３が穿設されている。

次いで、車両衝突時に、ステアリングホイールのリム部９及びスポーク部７が車両前方に後退する手順を簡単に説明する。

まず、図１５に示すように、通常状態においては、エアバッグ１５が格納され、凸状係止部材４７のピン部５１がスポーク部７の収容孔５３に収容及び係止されており、これによって、リム部９及びスポーク部７はハブ部５に対して係止及び保持されている。

次いで、車両が衝突を起こすと、エアバッグモジュール１１のインフレータ１７が着火して加熱し、エアバッグ１５が膨張及び展開する。ここで、図１７に示すように、インフレータ１７の加熱によって、形状記憶合金からなるプレート４９が屈曲変形し、スポーク部７の収容孔５３から凸状係止部材４７のピン部５１が抜けるため、スポーク部７とハブ部５との係止状態が解かれる。すると、図１８に示すように、リム部９及びスポーク部７の自重とリム部９を把持している乗員の押込力とによって、リム部９及びスポーク部７はハブ部５に対して車両前方側に向けて後退する。

前記第３実施形態による作用効果を説明する。

前記係止手段として、ハブ部５とスポーク部７とを連結する、温度の変化に伴って抜き差し自在に構成された凸状係止部材４７を用いている。具体的には、形状記憶合金からなるプレート４９にピン部５１が取り付けられているため、エアバッグモジュール１１のインフレータ１７の着火熱によって前記プレート４９が変形することにより、スポーク部７から抜かれるように構成している。このため、インフレータ１７の着火熱という熱源を有効利用して、単純かつ安価なコストでステアリングホイールのリム部９及びスポーク部７のスライド機構を形成させることができる。

本発明の第１実施形態によるステアリングホイールを示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線による断面図である。 図１の要部を拡大した斜視図である。 図３のＢ−Ｂ線による拡大断面図である。 スポーク部がハブ部に係止片によって係止されている状態を概略的に示す断面図である。 エアバッグが展開して係止片による係止が解除された状態を概略的に示す断面図である。 リム部及びスポーク部が前方に移動している状態を概略的に示す断面図である。 リム部及びスポーク部が前方に移動している状態を概略的に示す断面図である。 リム部及びスポーク部が前方に移動している状態を示すステアリングホイールの斜視図である。 本発明の第２実施形態によるステアリングホイールを示す断面図である。 スポーク部がハブ部に係止ピンによって係止されている状態を概略的に示す断面図である。 エアバッグが展開して係止ピンによる係止が解除された状態を概略的に示す断面図である。 リム部及びスポーク部が前方に移動している状態を概略的に示す断面図である。 リム部及びスポーク部が前方に移動している状態を概略的に示す断面図である。 本発明の第３実施形態によるステアリングホイールを示す断面図である。 本発明の第３実施形態による凸状係止部材を拡大して示す斜視図である。 エアバッグが展開して係止突片による係止が解除された状態を概略的に示す断面図である。 リム部及びスポーク部が前方に移動している状態を概略的に示す断面図である。

符号の説明

１…ステアリングホイール
３…ステアリングシャフト（車体側支持部材）
５…ハブ部
７…スポーク部
９…リム部
１１…エアバッグモジュール
１５…エアバッグ
１７…インフレータ
２１…係止手段
２５…係止片（係止手段）
２７…係止用凹部（係止手段）
３３…スプリング（回転促進手段）
４３…係止ピン（係止手段）
４７…凸状係止部材（係止手段）
４９…プレート

Claims (6)

1. 車両後方に向けて延びる車体側支持部材に取り付けられたハブ部と、該ハブ部の外方に設けられたスポーク部及びリム部とを備え、車体に所定値以上の荷重が入力した際に、前記スポーク部及びリム部を、ハブ部に対して車両前方に向けて移動自在に構成したことを特徴とする車両のステアリングホイール構造。
2. 前記ハブ部及びスポーク部に、通常時にはスポーク部を係止すると共に車体に所定値以上の荷重が入力したときにはスポーク部の係止を解除する係止手段を設けることによって、車体に所定値以上の荷重が入力した際に、前記スポーク部及びリム部を、ハブ部に対して車両前方に向けて移動自在に構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両のステアリングホイール構造。
3. 前記係止手段は、ハブ部に回動自在に軸支された係止片と、スポーク部に設けられ、前記係止片に係止される係止用凹部とからなることを特徴とする請求項２に記載の車両のステアリングホイール構造。
4. 前記係止手段に、ハブ部内のエアバッグモジュールが展開したときに、前記係止片の回動を促進する回動促進手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の車両のステアリングホイール構造。
5. 前記係止手段は、ハブ部とスポーク部とを連結する、抜き差し自在の係止ピンであり、該係止ピンをハブ部内のエアバッグに接続することにより、エアバッグが展開したときに係止ピンを引き抜いて、スポーク部とハブ部との係止を解除するように構成したことを特徴とする請求項２に記載の車両のステアリングホイール構造。
6. 前記係止手段は、ハブ部とスポーク部とを連結する、温度の変化に伴って抜き差し自在に構成された凸状係止部材であり、該凸状係止部材は、形状記憶合金からなるプレートに取り付けられ、エアバッグモジュールのインフレータの着火熱によって前記プレートが変形することにより、スポーク部から抜かれるように構成したことを特徴とする請求項２に記載の車両のステアリングホイール構造。
   

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