JP2008296654A - 車両の操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 操作部の良好な操作性、操作部近傍のエアバッグによる良好な乗員拘束および噴射供給ガスの車室外への良好な排出性を確保した車両の操舵装置を提供すること。
【解決手段】 ステアリングコラム１０は、中空状のアウターチューブ１１とインナーチューブ１２とで構成される。チューブ１１は、車体に対して回転不能であり、衝突時に車体に対して回転および変位不能に組み付けたチューブ１２方向に摺動可能とされている。チューブ１１には、その外周面に電動モータ２３に接続された操舵ハンドル２１が回動操作可能に設けられ、その上端部にエアバック装置３０が貫通孔３１ａおよび凹部３２ｄを介して中空部分と連通可能に組み付けられる。また、チューブ１２には車室外に連通してエアバッグ３３からのガスを車室外に排出する貫通孔１２ｃが形成されており、チューブ１１の変位に伴って開口面積が変更される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両衝突時における衝撃から乗員を保護するエアバッグ装置を備えた車両の操舵装置に関する。

従来から、例えば、下記特許文献１に示された自動車用エアバック装置は知られている。この従来の自動車用エアバッグ装置は、ステアリングシャフトに伝動構成して車体側の固定軸回りに回転自在なステアリングホイールを設け、この固定軸に支持されるエアバッグモジュールをステアリングホイールの内側に配置するようになっている。

また、従来から、例えば、下記特許文献２に示されたエアバッグ袋体のベントホール構造も知られている。この従来のエアバッグ袋体のベントホール構造は、エアバッグ袋体のステアリングホイール側の略中央部に穿設された貫通孔と、エアバッグ袋体の一部を構成するとともに外周部が貫通孔回りのエアバッグ袋体内側面に重複して連結される連結部を形成し内周部がステアリングホイールに固定されたエアバッグ袋体固定手段と、連結部の一部にステアリング軸心に向けて設けられてエアバッグ袋体展開時にガスを貫通孔を介してステアリング軸心方向へ排気するための排気路を有するようになっている。

また、従来から、例えば、下記特許文献３に示されたエアバッグ装置も知られている。この従来のエアバッグ装置は、乗員脚部の前方に配設されるニーボルスタを中空体としておき、このニーボルスタの内部とエアバッグとを連通させ、高圧ガスを車室外に排出するようになっている。

また、従来から、例えば、下記特許文献４に示された乗員保護用エアバック装置も知られている。この従来の乗員保護用エアバック装置は、エアバッグのリテーナに設けられている排気口に接続されて、膨張展開したエアバッグの内部のガスを車室外に排出する排気管を備えている。

さらに、従来から、例えば、下記特許文献５に示されたエアバッグ装置を備えたステアリング装置も知られている。このステアリング装置は、ステアリングホイールが取り付けられているステアリングシャフトと、このステアリングシャフトの上端開口が挿通されているエアバッグおよびガスを発生するインフレータとを有するエアバッグ装置を備えており、筒型のインフレータを、車体に支持するアッパーチューブに対してステアリングシャフトを相対回転可能に支持する２個のベアリングとステアリングシャフトの外周面とで形成される空間内に固定するようになっている。
実開平１−８３６５０号公報 実開平３−１２６７４１号公報 実公平６−４００４３号公報 実公平８−５０７５号公報 特開平９−９９７９６号公報

ところで、上記特許文献１および特許文献５に示された各装置においては、エアバッグ装置や重量物であるインフレータがステアリングシャフトに固定されているため、ステアリングホイールの慣性重量を小さくすることができ、その結果、運転者によるステアリングホールの良好な操作性を確保することができる。しかし、エアバッグ内に噴射供給された後のガスの排出に関する明確な記載がなされておらず、噴射供給されたガスに運転者が触れる可能性がある。

これに対して、上記特許文献２〜４に示された機構や装置においては、運転者から離れた方向、特に、特許文献３，４に示された各装置では車室外にガスを排気することができる。これにより、運転者が排気されたガスに触れる可能性を大幅に低減することができるとともに、車室内の空気を汚染することも大幅に低減することができる。

しかしながら、上記特許文献２〜４に示された機構や装置によって、エアバッグ内に噴射供給されたガスを車室外に排気する場合には、このガスを車室外に排気するための配管が別途必要となる。また、膨張展開したエアバッグによって運転者を良好に拘束する場合には、車両衝突の程度に応じてエアバッグの膨張展開状態を維持する必要もある。このため、単にガスを車室外に排気するだけでは、エアバッグの膨張展開状態を適切に維持できない可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、操作部の良好な操作性を確保するとともに、操作部近傍に設けたエアバッグによる乗員の拘束を確保しつつエアバッグ内に噴射供給されたガスを良好に車室外に排出する車両の操舵装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、運転者によって操作される操作部と、同操作部の近傍に配置され、車両の衝突に伴ってガスを発生するガス発生手段と、同ガス発生手段が発生するガスによって膨張展開するエアバッグとを有して運転者を車両衝突による衝撃から保護するエアバッグ装置とを備えた車両の操舵装置において、車体に固定されていて、一端側が車室内に配置されるとともに他端側が車室外に配置され、内部に中空部分を形成した固定軸を備え、同固定軸の一端側の外周に対して変位操作可能に前記操作部を設けるとともに、前記固定軸の一端側の端部に前記エアバッグ装置を設け、前記固定軸と前記エアバッグ装置との間にて、車両衝突に伴って前記エアバッグ装置のエアバッグを膨張展開させるために噴射供給したガスを前記固定軸の中空部分に導通するための第１連通路を形成するとともに、前記固定軸の他端側にて、車室外と前記中空部分とを連通するための第２連通路を形成したことにある。

この場合、前記固定軸を、車体に一体的に固定されて車室外に配置される中空状のインナーチューブと、同インナーチューブに対して摺動可能に嵌合連結されて車両衝突時に前記操作部および前記エアバッグ装置とともに前記インナーチューブの軸方向に変位する中空状のアウターチューブとで構成し、前記アウターチューブに前記第１連通路を形成するとともに、前記インナーチューブに前記第２連通路を形成するとよい。

また、前記操作部は、車両の転舵輪を転舵するための転舵装置との機械的な連結が解除されているとよい。そして、この場合、前記操作部と前記転舵装置とを機械的に連結する連結装置を備えるとよい。さらに、前記操作部は、運転者による操作に対して所定の反力を付与する反力付与装置を備えるとよい。

これらによれば、操作部とエアバッグ装置とを固定軸に対してそれぞれ別個に組み付けることができる。この場合、固定軸がインナーチューブとアウターチューブとで構成されていれば、アウターチューブに対して操作部とエアバッグ装置とをそれぞれ別個に組み付けることができる。これにより、エアバッグ装置を固定軸（アウターチューブ）に直接的に組み付けることができるため、操作部に対してエアバッグ装置を一体的に組み付けた場合に比して、操作部を軽量とすることができて、運転者は、良好な操作性によって操作部を操作することができる。

また、固定軸に直接的に組み付けたエアバッグ装置を膨張展開させるために噴射供給されたガスを、固定軸の内部に形成した中空部分に導通するための第１連通路を形成するとともに、中空部分を導通したガスを車室外に排出するための第２連通路を形成することができる。この場合、特に、固定軸がインナーチューブとアウターチューブとで構成されていれば、アウターチューブ側に第１連通路を形成し、インナーチューブ側に第２連通路を形成することができる。これにより、別途、ガスを排出するための管を設けなくても、固定軸の内部に形成した中空部分を介してエアバッグ内に噴射供給されたガスを車室外に確実に排出することができ、運転者がガスに触れることを確実に防止できるとともに、車室内の空気を汚すことを確実に防止できる。また、ガスを車室外に排出できることにより、ガスの排出に伴う排出音を大幅に低減することもできる。

また、本発明の他の特徴は、前記第２連通路の開口度合いを変更する開度変更手段を設けたことにもある。また、前記アウターチューブの前記インナーチューブに対する相対的な摺動によって前記第２連通路の開口度合いを変更することにもある。そして、この場合には、例えば、前記第２連通路を、前記インナーチューブに対する前記アウターチューブの摺動範囲内に形成することができる。

これらによれば、第２連通路の開口度合いを変更することによって、エアバッグ内に噴射供給されて第１連通路を介して固定軸（インナーチューブおよびアウターチューブ）の中空部分を導通したガスを第２連通路から車室外に排出する際に排出されるガスの流量を適切に確保することができる。したがって、第１連通路を介して連通したエアバッグ内の圧力を適切に維持することができてエアバッグによる運転者の拘束を適切に行うことができる。

そして、特に、固定軸がインナーチューブとアウターチューブとで構成されている場合には、車両衝突に伴う運転者の二次衝撃エネルギーによってアウターチューブがインナーチューブに対して摺動することができ、この摺動に伴って、インナーチューブに形成した第２連通路の開口度合いを変化させることができる。これにより、運転者の二次衝撃エネルギーの大きさ、言い換えれば、車両衝突の程度に応じてエアバッグ内の圧力を適切に維持することができ、その結果、運転者を良好に拘束することができる。また、この場合には、アウターチューブの摺動を利用して第２連通路の開口度合いを変化させることができるため、第２連通路の開口度合いを変化させるために別途部材を設ける必要がなく、操舵装置の構成を簡略化することができるとともに、同装置の製造に伴うコストを低減することもできる。

また、本発明の他の特徴は、前記固定軸に対して、同固定軸の中空部分と車室外とを連通する第３連通路を設け、同第３連通路上に、前記固定軸の中空部分と車室外との間の気体の流通状態を制御する気体流通状態制御手段を設けたことにもある。この場合、前記気体流通状態制御手段は、例えば、気体の流量を制御するオリフィス、あるいは、気体の流通方向を制御する一方向制御弁であるであるとよい。

これらによれば、固定軸に対して第３連通路を設けておき、この第３連通路上に形成された気体流通状態制御手段が固定軸の中空部分と車室外との間の気体の流通状態を制御するによって、固定軸の中空部分内の圧力を適切に維持することができる。したがって、第１連通路を介して連通したエアバッグ内の圧力を適切に維持することができてエアバッグによる運転者の拘束を適切に行うことができる。この場合、固定軸がインナーチューブおよびアウターチューブで構成される場合には、例えば、インナーチューブ側に第３連通路を設けることにより、中空部分と車室外との間の気体の流通状態を制御して圧力を適切に維持することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記エアバッグ装置のエアバッグの膨張展開時に噴射供給されたガスの前記第１連通路からの流出を制御するコントロールチューブを前記固定軸の中空部分内に設けたことにもある。

この場合、前記コントロールチューブは、前記第１連通路を介して前記固定軸の中空部分に流入したガスが導通する導通路を有しており、例えば、この導通路内にて前記導通するガスの流量を制御するための絞り部、あるいは、堰部を備えるとよい。また、この場合、前記コントロールチューブは、前記固定軸の中空部分を形成する内壁面に対して摩擦嵌合によって固定されるとよい。

これらによれば、エアバッグ内に噴射供給されたガスが第１連通路を介して固定軸（インナーチューブおよびアウターチューブ）の中空部分に流出するときにおける、例えば、ガス流量を適切に制御することができる。これにより、第１連通路を介して流出するガスを適切に抑制することができ、特に、車両衝突時において、エアバッグを噴射供給されるガスによって速やかに膨張展開させることができる。したがって、運転者を膨張展開したエアバッグによって適切に拘束することができる。

さらに、本発明の他の特徴は、前記インナーチューブと前記アウターチューブとによって形成される中空部分内に収容されて、前記エアバッグ装置のエアバッグの膨張展開時に噴射供給されたガスの前記第１連通路からの流出を制御するコントロールチューブが設けられており、前記コントロールチューブには前記アウターチューブの中空部分を形成する内壁面に対して摩擦嵌合して前記コントロールチューブを前記アウターチューブの内壁面に固定する大径段部が形成されていて、同大径段部と前記インナーチューブの前記アウターチューブ側端部との間に弾性部材を組み付けたことにもある。

これによれば、特に、固定軸がインナーチューブとアウターチューブとで構成されている場合には、コントロールチューブに大径段部を形成しておき、この大径段部によってアウターチューブに摩擦嵌合し、さらに、この大径段部とインナーチューブのアウターチューブ側端部との間に弾性部材（例えば、バネなど）を組み付けることにより、車両衝突時におけるアウターチューブの適切な摺動を確保することができる。これにより、例えば、アウターチューブが摺動してインナーチューブに形成された第２連通路の開口度合いを変更する場合には、開口度合いを緩やかに変更することができる。

以下、本発明の実施形態に係る車両の操舵装置について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る車両の操舵装置を概略的に示している。この車両の操舵装置は、運転者による操舵操作に応じて、機械的な連結の解除された転舵装置が転舵輪（共に図示省略）を転舵するステアバイワイヤ方式を採用している。

操舵装置は、車体に対して回転不能に固定される固定軸としてのステアリングコラム１０を備えている。このステアリングコラム１０は、図１に示すように、アウターチューブ１１とインナーチューブ１２とから構成されていて、インナーチューブ１２側が図示省略のコンパートメントパネルを介して車室外側と連通している。アウターチューブ１１は、中空形状とされており、下端部にてインナーチューブ１２の上端部に軸方向へ摺動可能に嵌合連結されている。そして、アウターチューブ１１は、図示を省略するブレークアウェイブラケットを介して車体側（例えば、ステアリングサポートブラケットなど）に回転不能に組み付けられている。インナーチューブ１２は、中空形状とされており、下端部に固着されたブラケット１２ａによって車体に傾動可能に組み付けられている。

このように、アウターチューブ１１とインナーチューブ１２とから構成されたステアリングコラム１０においては、車両衝突時の乗員（運転者）の二次衝撃エネルギーを低減するために、アウターチューブ１１がブレークアウェイブラケットとともに車両前方へ移動する。なお、周知事項であるため詳細な説明は省略するが、ブレークアウェイブラケットには衝撃エネルギーを吸収する吸収部材が組み付けられており、アウターチューブ１１がブレークアウェイブラケットとともに移動することにより、乗員（運転者）に対する衝撃を効果的に低減するようになっている。

また、アウターチューブ１１の車室内側すなわち上端側外周には、図１に示すように、操作部２０が組み付けられている。操作部２０は、運転者によって回動操作される操舵ハンドル２１を備えている。操舵ハンドル２１は、運転者によって把持される左右分離されたハンドルグリップ２１ａ，２１ｂと、ハンドルグリップ２１ａ，２１ｂをそれぞれ回動可能に支持するシャフト２１ｃ，２１ｄとから構成されている。そして、シャフト２１ｃ，２１ｄの基端部分は、ベアリングを介してアウターチューブ１１に対して相対回転可能に組み付けられたスリーブ２２に接続されている。

また、操作部２０は、運転者による操舵ハンドル２１すなわちハンドルグリップ２１ａ，２１ｂの回動操作に対して所定の反力を付与する電動モータ２３を備えている。電動モータ２３は、車両衝突時におけるアウターチューブ１１の前方移動に伴って一体的に移動するように、アウターチューブ１１の外周面に対して固定されている。そして、電動モータ２３は、スリーブ２２に形成されたギア２２ａに歯合するギア２３ａを介して、スリーブ２２すなわち操舵ハンドル２１の回動動作に対して反力を付与する。

さらに、操作部２０は、例えば、転舵輪を転舵させる転舵装置（アクチュエータ）の作動に異常が発生したときに、運転者による操舵ハンドル２１の回動操作によって転舵輪を直接的に（機械的に）転舵させるための連結装置としてのバックアップ機構２４を備えている。バックアップ機構２４は、スリーブ２２に形成されたギア２２ａと歯合するギア２４ａと、このギア２４ａの回転を伝達する伝達軸２４ｂと、転舵装置の転舵機構（例えば、ラックバーなど）に対して伝達軸２４ｂの回転を伝達するフレキシブルケーブル２４ｃとから構成されている。

ここで、伝達軸２４ｂは、車両衝突時におけるアウターチューブ１１の前方移動に伴って一体的に移動するように、アウターチューブ１１の外周面に対して固着されたベアリングによって回転可能に支持されている。また、フレキシブルケーブル２４ｃは、転舵装置との間に設けられた図示省略の電磁クラッチを介して接続されるようになっている。そして、転舵装置の作動が正常であれば電磁クラッチが非連結状態とされて、フレキシブルケーブル２４ｃ（伝達軸２４ｂ）の回転の伝達が遮断される。一方、転舵装置の作動に異常が発生すると電磁クラッチが連結状態とされて、フレキシブルケーブル２４ｃ（伝達軸２４ｂ）の回転が転舵装置の転舵機構に伝達される。

また、アウターチューブ１１の上端部にはエアバッグ装置３０が組み付けられている。エアバッグ装置３０は、図２に示すように、アウターチューブ１１の上端部に一体的に固着されたベースプレート３１を介して組み付けられていて、インフレータ３２とエアバッグ３３とカバー３４を備えている。ここで、ベースプレート３１には、アウターチューブ１１の中空部分と連通する貫通孔３１ａが形成されている。

インフレータ３２は、略円筒形状に形成されていて、その外周にてベースプレート３１に固着されている。また、インフレータ３２の側壁には、ガス噴出孔３１ａが所定の間隔で複数形成されている。また、インフレータ３２には、その軸心部に起動装置３２ｂが内蔵され、この起動装置３２ｂの周囲にはガス発生物質３２ｃが封入されている。このインフレータ３２においては、車両衝突時に起動装置３２ｂが起動することにより、ガス発生物質３２ｃが燃焼してガスを発生し、エアバッグ３３を完全に膨張展開させるまでガスを噴出する。

さらに、インフレータ３２の側壁面には、凹部３２ｄが周方向にて所定の間隔を有して成形されている。そして、凹部３２ｄは、ベースプレート３１の貫通孔３１ａと連通して、エアバッグ３３内に噴出されたガスをアウターチューブ１１の中空部分に排出するようになっている。なお、ベースプレート３１に形成された貫通孔３１ａとインフレータ３２に形成された凹部３２ｄとは、本発明の第１連通路を構成するものである。

エアバッグ３３は、インフレータ３２の上部（ガス噴出部）を覆うように設けられていて、円形の開口を有しており、この開口にてリングプレートと複数のボルトおよびナットなどからなる固定具を用いてベースプレート３１の運転者側の面に気密的に組み付けられている。そして、エアバッグ３３は、インフレータ３２のガス噴出孔３２ａから噴出されるガスを内部に導入することにより、図２に示したように折り畳まれた状態から図４に示したように膨張展開するように構成されている。

カバー３４は、ベースプレート３１の周縁部に固定されていて、図２に示したようにインフレータ３２と折り畳まれた状態のエアバッグ３３を内部に収容している。また、カバー３４には、エアバッグ３３の膨張展開時に破断変形する薄肉の複数の破断部が設けられている。

また、ベースプレート３１には、図３に概略的に示すように、運転者に対して各種情報を表示する機器類Ａ（例えば、スピードメータなど）や、運転者によって操作される各種スイッチ類Ｂ（例えば、ライトスイッチなど）が組み付けられている。そして、これら機器類Ａおよびスイッチ類Ｂや、インフレータ３２の起動装置３２ｂに接続される各種ケーブルは、例えば、図１にて一点鎖線で示すように、アウターチューブ１１およびインナーチューブ１２の中空部分を通って、図示省略の制御装置に接続されるようになっている。

一方、インナーチューブ１２の下端部には、図１に示すように、エアバッグ装置３０の作動に伴ってインフレータ３２からエアバッグ３３内にガスが噴射供給されたときに、ステアリングコラム１０内の圧力を保つようにガスの流通状態を制御する気体流通状態制御手段としてのオリフィス１２ｂが形成されている。オリフィス１２ｂは、インナーチューブ１２の下端側の開口端部に組み付けられた、例えば、弾性部材（ゴムやエラストマーなど）から形成されており、車室外とステアリングコラム１０内すなわちアウターチューブ１１とインナーチューブ１２の中空部分で形成される空間（以下、この空間をコラム空間という）およびエアバッグ３３内とを連通するようになっている。なお、本実施形態において、インナーチューブ１２の下端側の開口端部は、本発明の第３連通路を構成する。このように、オリフィス１２ｂが車室外とコラム空間内およびエアバッグ３３内とを連通することにより、例えば、エアバッグ３３の膨張展開時における過大膨張に対して車室外からコラム空間内に空気を導入でき、また、展開したエアバッグ３３による運転者の拘束時における圧力を良好に維持できる。

さらに、インナーチューブ１２には、アウターチューブ１１の摺動可能範囲内にて、第２流路としての貫通孔１２ｃが形成されている。貫通孔１２ｃは、二次衝突時におけるアウターチューブ１１のインナーチューブ１２に対する移動方向に向けて開口部分が広くなる略くさび形状に形成されている。

また、コラム空間内には、エアバッグ装置３０のエアバッグ３３の速やかな膨張展開を確保するためのコントロールチューブ１３が収容されている。コントロールチューブ１３は、アウターチューブ１１の内径寸法に比して僅かに大きな外径寸法を有する大径部１３ａが形成されており、大径部１３ａがアウターチューブ１１の内周面に対して摩擦嵌合されて組み付けられている。また、コントロールチューブ１３における大径部１３ａの内周面側には、エアバッグ装置３０のエアバッグ３３内から凹部３２ｄおよび貫通孔３１ａ（すなわち第１連通路）を介して、コラム空間内に流入したガスの導通方向に向けてすり鉢状（テーパー形状）とされた絞り部１３ｂが形成されている。

ところで、上記のように構成した操舵装置においては、操作部２０が固定軸としてのステアリングコラム１０、より詳しくは、アウターチューブ１１の外周面に対して回転（変位）操作可能に組み付けられる。また、エアバッグ装置３０がアウターチューブ１１の上端部に直接組み付けられる。したがって、操作部２０とエアバッグ装置３０とを互いに分離して車体に組み付けることができるため、操作部２０とエアバッグ装置３０とを一体的に組み付けた場合に比して、操作部２０における操舵ハンドル２１の重量を軽くすることができて、運転者は、容易に操舵ハンドル２１を回動操作することができる。

また、上記のように構成した操舵装置においては、車両に衝突が発生するとエアバッグ装置３０が作動する。すなわち、エアバッグ装置３０においては、車両衝突の発生直後にインフレータ３２内に設けられた起動装置３２ｂが起動することにより、インフレータ３２内に封入されたガス発生物質３２ｃを燃焼させ、ガス噴出孔３２ａからガスがエアバッグ３３内に噴射されることによって、図４に示すように、エアバッグ３３が完全に膨張展開する。このエアバッグ３３の膨張展開行程においては、インフレータ３２からエアバッグ３３内に噴射供給されたガスは、凹部３２ｄおよび貫通孔３１ａからなる第１連通路を介してアウターチューブ１１方向にも流通する。このとき、アウターチューブ１１内に摩擦嵌合されたコントロールチューブ１３が第１連通路から流入するガスに対する流通抵抗となるため、エアバッグ３３は速やかに膨張して完全に展開する。

そして、膨張展開したエアバッグ３３による運転者の拘束に伴い、アウターチューブ１１を支持するブレークアウェイブラケットが車両前方に所定荷重以上で移動離脱すると、アウターチューブ１１は、インナーチューブ１２に対して相対的に摺動する。ここで、この状態においては、エアバッグ３３は未だ展開状態を維持しているものの、エアバッグ３３内のガスは、運転者の拘束に伴って第１連通路を介してアウターチューブ１１方向に流出する。

このとき、アウターチューブ１１がインナーチューブ１２に対して相対的に摺動することによって、インナーチューブ１２に形成した第２連通路としての貫通孔１２ｃの開口面積すなわち開口度合い（開度）が変化する、より具体的には、貫通孔１２ｃの開口面積（開度）を減少させることができる。すなわち、図５に示すように、アウターチューブ１１がインナーチューブ１２に対して相対的に変位して二次衝撃エネルギーを吸収する動作（以下、この動作をＥＡ動作という）においては、ＥＡ動作に進行に伴ってアウターチューブ１１が貫通孔１２ｃを覆うことにより、貫通孔１２ｃの開口面積は順次小さくなる。

具体的には、アウターチューブ１１のＥＡ動作が小さい、言い換えれば、運転者の二次衝撃エネルギーが小さい状態においては、図５（ａ）に示すように、アウターチューブ１１がくさび状の貫通孔１２ｃを覆わない。したがって、ＥＡ動作が小さい場合においては、貫通孔１２ｃの開口面積（開度）が大きい状態で維持される。これにより、二次衝撃エネルギーが小さい場合には、発生ガスが速やかに貫通孔１２ｃから排出されるため、エアバッグ３３による運転者の拘束時間を短くして良好に保護することができる。

また、アウターチューブ１１のＥＡ動作が比較的大きい、言い換えれば、運転者の二次衝撃エネルギーが比較的大きい状態においては、図５（ｂ）に示すように、アウターチューブ１１がくさび状の貫通孔１２ｃの一部を覆う。したがって、ＥＡ動作が比較的大きい場合においては、貫通孔１２ｃの開口面積（開度）が比較的小さくなる。これにより、二次衝撃エネルギーが比較的大きい場合には、オリフィス１２ｂおよび貫通孔１２ｃから車室外に排出されるガス流量を比較的小さくしてコラム空間内の圧力低下を緩やかにし、言い換えれば、エアバッグ３３内のガス圧力を比較的長く保圧し、エアバッグ３３による運転者の拘束時間を比較的長くして良好に保護することができる。

さらに、アウターチューブ１１のＥＡ動作が大きい、言い換えれば、運転者の二次衝撃エネルギーが大きい状態においては、図５（ｃ）に示すように、アウターチューブ１１がくさび状の貫通孔１２ｃの大部分を覆う。したがって、ＥＡ動作が大きい場合においては、貫通孔１２ｃの開口面積（開度）が小さくなる。これにより、二次衝撃エネルギーが大きい場合には、オリフィス１２ｂおよび貫通孔１２ｃから車室外に排出されるガス流量をより小さくしてコラム空間内の圧力低下を極めて緩やかにし、言い換えれば、エアバッグ３３内のガス圧力をより長く保圧し、エアバッグ３３による運転者の拘束時間をより長くしてを良好に保護することができる。

以上の説明からも理解できるように、本実施形態においては、ステアリングコラム１０を中空形状のアウターチューブ１１とインナーチューブ１２とで形成し、エアバッグ装置３０を膨張展開させるために発生させたガスをアウターチューブ１１およびインナーチューブ１２を介して車室外に排出することができる。これにより、発生に伴って高温となるガスが車室内に導入されることがなく、また、発生したガスによって車室内の空気が汚れることを確実に防止することができる。また、発生したガスがインナーチューブ１２側から車室外に排出されるため、この排出に伴う音を低減することもできる。

また、アウターチューブ１１およびインナーチューブ１２を用いてエアバッグ３３内に噴射供給されたガスを車室外に排出することができるため、別途、ガスを車室外に排出するための管を設ける必要がない。これにより、製造コストを低減できるとともに、車両の軽量化を達成することもできる。さらに、別途管を設ける必要がないため、同管を設けるためのスペースを確保する必要がなく、操舵装置を小型化することもできる。

また、操舵ハンドル２１をステアリングコラム１０より詳しくはアウターチューブ１１の外周面に対して回転操作可能に設けることによって、ステアリングコラム１０を車体に対して回転させることなく固定することができる。そして、回転不能とされたステアリングコラム１０より詳しくはアウターチューブ１１に対して、エアバッグ装置３０を直接組み付けることができる。したがって、操舵ハンドル２１とエアバッグ装置３０とを分離して組み付けることができるため、操舵ハンドル２１の慣性重量を小さくすることができる。これにより、運転者は、良好な操作性によって操舵ハンドル２１を回動操作することができる。

さらに、エアバッグ装置３０は、操舵ハンドル２１の回動操作に伴って回転することがない。このため、エアバッグ３３が膨張展開したときの運転者との位置関係、すなわち、膨張展開したエアバッグ３３と運転者との接触態様を特定することができるため、例えば、エアバッグ３３の展開形状を最適化して運転者の二次衝撃エネルギーを効果的に低減することができる。また、エアバッグ装置３０を回転不能に設けられたアウターチューブ１１に対して直接組み付けることができる。したがって、エアバッグ装置３０の車体に対する相対的な回転を防止するための機構を設ける必要がなく、製造コストを低減することができるとともに、操舵装置自体を簡略化することができる。

また、ステアリングコラム１０をアウターチューブ１１とインナーチューブ１２とから構成し、アウターチューブ１１は車両衝突時に運転者の二次衝撃エネルギーを吸収するためにインナーチューブ１２に対して摺動（変位）することができる。そして、このアウターチューブ１１の摺動（変位）に応じて、インナーチューブ１２に形成した第２連通路としての貫通孔１２ｃの開口面積（開度）を変化させることができる。これにより、オリフィス１２ｂとともに、コラム空間内の圧力を適切に維持して、エアバッグ３３内に噴射供給されたガスの車室外への流出を運転者の二次衝撃エネルギーに応じて適切に変更することができ、運転者を良好に保護することができる。

上記実施形態においては、コントロールチューブ１３が絞り部１３ｂを有しており、エアバッグ３３内に噴射供給されて第１連通路すなわち凹部３２ｄおよび貫通孔３１ａから流入したガスの通過特性、言い換えれば、流通するガスの流量を適切に確保するように実施した。これにより、膨張展開しているエアバッグ３３を速やかに完全に展開させることができる。この場合、例えば、図６に示すように、コントロールチューブ１３における大径段部１３ａの内周面にラビリンス形状とした堰部１３ｃを形成することによっても、エアバッグ３３内から流出したガスの流量を適切に確保することができる。この場合も、上記実施形態と同様に、エアバッグ装置３０のエアバッグ３３を速やかに膨張展開させることができる。

また、上記実施形態においては、コントロールチューブ１３の大径段部１３ａをアウターチューブ１１の内周面に対して摩擦嵌合させてコントロールチューブ１３を組み付けて実施した。この場合、図７に示すように、インナーチューブ１２の上端側端部とコントロールチューブ１３の大径段部１３ａとの間にバネ１３ｄを設けて組み付けるように実施してもよい。これにより、第１連通路から流入するガス流量を適切に制御できるとともに、アウターチューブ１１の緩やかなＥＡ動作を確保することができる。したがって、コラム空間内の圧力を適切に維持して、エアバッグ３３内に噴射供給されたガスの車室外への流出を運転者の二次衝撃エネルギーに応じて緩やかに変更することができ、運転者を良好に保護することができる。

また、上記実施形態においては、エアバッグ装置３０のエアバッグ３３が膨張展開したときの形状として、例えば、運転者の頭部および胸部を保護する円形状を採用した。しかし、エアバッグ装置３０は、上述したように、回転不能に車体に組み付けられたアウターチューブ１１に直接的に組み付けられるため、膨張展開した形態を特定することができる。このため、エアバッグ３３の膨張展開時の形状として、運転者の頭部および胸部を保護することに加えて、例えば、運転者の脚部までも保護する形状として実施することも可能である。

これにより、従来から車両衝突時における運転者の脚部を保護するために設けられる、例えば、ニーエアバッグ装置などを別途搭載する必要がない。したがって、エアバッグ装置３０に機能を集約化することができて、大幅なコスト低減を実現することができる。

また、上記実施形態においては、インナーチューブ１２の下端側開口端にオリフィス１２ｂを組み付けて、エアバッグ３３の過大膨張時におけるステアリングコラム１０内の圧力を適正に維持するとともに、エアバッグ３３の膨張展開時におけるガスの流出を減少させる、言い換えれば、コラム空間内の圧力を維持するように実施した。これに対して、例えば、図８に示すように、インナーチューブ１２の下側開口端にインフレータ３３によるガス発生時（高圧時）にインナーチューブ１２から車室外方向へのガスの流出を防止し、エアバッグ３１の過大膨張時（負圧時）に車室外からインナーチューブ１２内への空気の流入を許容する逆止弁１２ｄを設けてもよい。この逆止弁１２ｄは、例えば、可撓性を有しかつ弾性変形可能な材料（例えば、ゴム材料や樹脂材料、薄板金属など）から板状に形成されるとよい。そして、逆止弁１２ｄの略中央部分には、小径の貫通孔１２ｄ１が形成されるとよい。

このように、逆止弁１２ｄを設けた場合であっても、インフレータ３２がガスを発生したときには、上記実施形態と同様に、インナーチューブ１２の下側開口端から車室外方向へのガスの流出を抑制する、言い換えれば、コラム空間内の圧力を維持ことができて、エアバッグ３３を速やかに膨張展開させることができる。また、エアバッグ３３が過大膨張するときには、逆止弁１２ｄが車室外からコラム空間内への空気の流入を許可するため、エアバッグ３３内の圧力を適切に保つことができる。

また、上記実施形態においては、インナーチューブ１２の下端側端部が開口しており、この下端側の開口端部に気体流通状態制御手段としてのオリフィス１２ｂを組み付けて実施した。しかし、インナーチューブ１２の下端側端部が閉口している場合には、インナーチューブ１２の側壁面に、第３連通路として、コラム空間内およびエアバッグ３３内と車室外とを連通する連通路（例えば、貫通孔）を形成しておき、この連通路上に気体流通状態制御手段（例えば、オリフィスや逆止弁など）を組み付けて実施することも可能である。この場合においても、上記実施形態と同様に、例えば、エアバッグ３３の膨張展開時における過大膨張に対して車室外からコラム空間内に空気を導入することができ、また、展開したエアバッグ３３による運転者の拘束時における圧力を良好に維持することができる。

また、上記実施形態においては、ステアリングコラム１０をアウターチューブ１１とインナーチューブ１２とから構成して実施した。しかし、内部に中空部分を有する固定軸であれば、ステアリングコラム１０を、例えば、一体的に形成された固定軸などいかなる固定軸を用いて構成してもよい。この場合、固定軸には、エアバッグ装置３０と固定軸の内部に形成された中空部分とを連通するため第１連通路（例えば、貫通孔など）が設けられるとともに、車室外と形成された中空部分とを連通するための第２連通路（例えば、貫通孔など）が設けられるとよい。これにより、上記実施形態と同様に、エアバッグ装置３０を膨張展開させるために発生させたガスを第１連通路、固定軸の内部に形成した中空部分および第２連通路を介して車室外に排出することができる。

また、この場合、第２連通路上に、同連通路の開口度合いを変更する開度変更手段（例えば、可変絞り弁など）を設けることにより、エアバッグ装置３０の膨張展開に伴って発生させたガスの排出量を適宜変更することができて、運転者を良好に保護することができる。さらに、この場合、固定軸の車室外側に第３連通路を形成し、この第３連通路上に気体流通状態制御手段（例えば、オリフィスや逆止弁など）を組み付けることにより、固定軸の中空部分およびエアバッグ装置３０内の圧力を適切に維持することができる。したがって、運転者を良好に保護することができる。

また、上記実施形態においては、操舵ハンドル２１の回動操作に対して１つの電動モータ２３が所定の反力を付与するように実施した。しかし、例えば、各操舵ハンドル２１のシャフト２１ｃ，２１ｄに対してそれぞれ小型の電動モータを接続しておき、ハンドルグリップ２１ａ，２１ｂの回動操作に対して所定の反力を付与するように実施することも可能である。この場合であっても、操作部２０をアウターチューブ１１に対して組み付けることができるため、上記実施形態と同様の効果が得られる。

また、上記実施形態においては、第２連通路としての貫通孔１２ｃの形状をくさび形状として実施した。しかし、アウターチューブ１１のＥＡ動作によって開口面積（開度）が小さくなるように変更できる形状であれば、略楕円状の貫通孔を形成して実施可能であることはいうまでもない。

さらに、上記実施形態においては、運転者によって把持される左右のハンドルグリップ２１ａ，２１ｂを有する操舵ハンドル２１を採用して実施した。この場合、ハンドルグリップ２１ａ，２１ｂが互いに連結された略円形の操舵ハンドルを採用可能であることはいうまでもない。また、運転者によって操作可能であれば、例えば、回転不能に組み付けられたアウターチューブ１１に組み付けられるレバータイプやジョイスティックタイプなどいかなる操舵ハンドルを用いてもよい。

本発明の実施形態に係る車両の操舵装置の構成を説明するための概略的な断面図である。 図１のエアバッグ装置の構成を説明するための概略的な断面図である。 図１の操作部（エアバッグ装置）の周辺に配置された機器類およびスイッチ類を説明するための概略図である。 図１のエアバッグ装置が膨張展開した状態を示す概略的な断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、アウターチューブの摺動に伴う第２連通路（貫通孔）の開口面積（開度）の変化を説明するための図である。 本発明の変形例に係り、コントロールチューブに形成された堰部を説明するための図である。 本発明の変形例に係り、コントロールチューブを弾性部材を介して組み付けた状態を説明するための図である。 本発明の変形例に係り、インナーチューブの下側開口端に設けた逆止弁を説明するための図である。

符号の説明

１０…ステアリングコラム、１１…アウターチューブ、１２…インナーチューブ、１２ｂ…オリフィス、１２ｃ…貫通孔、１２ｄ…逆止弁、１３…コントロールチューブ、１３ａ…大径段部、１３ｂ…絞り部、１３ｃ…堰部、１３ｄ…バネ、２０…操作部、２１…操舵ハンドル、２３…電動モータ、２４…バックアップ機構、３０…エアバッグ装置、３１…ベースプレート、３１ａ…貫通孔、３２…インフレータ、３２ｄ…凹部、３３…エアバッグ

Claims (16)

1. 運転者によって操作される操作部と、
   同操作部の近傍に配置され、車両の衝突に伴ってガスを発生するガス発生手段と、同ガス発生手段が発生するガスによって膨張展開するエアバッグとを有して運転者を車両衝突による衝撃から保護するエアバッグ装置とを備えた車両の操舵装置において、
   車体に固定されていて、一端側が車室内に配置されるとともに他端側が車室外に配置され、内部に中空部分を形成した固定軸を備え、
   同固定軸の一端側の外周に対して変位操作可能に前記操作部を設けるとともに、前記固定軸の一端側の端部に前記エアバッグ装置を設け、
   前記固定軸と前記エアバッグ装置との間にて、車両衝突に伴って前記エアバッグ装置のエアバッグを膨張展開させるために噴射供給したガスを前記固定軸の中空部分に導通するための第１連通路を形成するとともに、前記固定軸の他端側にて、車室外と前記中空部分とを連通するための第２連通路を形成したことを特徴とする車両の操舵装置。
2. 請求項１に記載した車両の操舵装置において、
   前記固定軸を、車体に一体的に固定されて車室外に配置される中空状のインナーチューブと、同インナーチューブに対して摺動可能に嵌合連結されて車両衝突時に前記操作部および前記エアバッグ装置とともに前記インナーチューブの軸方向に変位する中空状のアウターチューブとで構成し、
   前記アウターチューブに前記第１連通路を形成するとともに、前記インナーチューブに前記第２連通路を形成したことを特徴とする車両の操舵装置。
3. 請求項１に記載した車両の操舵装置において、
   前記第２連通路の開口度合いを変更する開度変更手段を設けたことを特徴とする車両の操舵装置。
4. 請求項２に記載した車両の操舵装置において、
   前記アウターチューブの前記インナーチューブに対する相対的な摺動によって前記第２連通路の開口度合いを変更することを特徴とする車両の操舵装置。
5. 請求項４に記載した車両の操舵装置において、
   前記第２連通路を、前記インナーチューブに対する前記アウターチューブの摺動範囲内に形成したことを特徴とする車両の操舵装置。
6. 請求項１に記載した車両の操舵装置において、
   前記固定軸に対して、同固定軸の中空部分と車室外とを連通する第３連通路を設け、同第３連通路上に、前記固定軸の中空部分と車室外との間の気体の流通状態を制御する気体流通状態制御手段を設けたことを特徴とする車両の操舵装置。
7. 請求項６に記載した車両の操舵装置において、
   前記気体流通状態制御手段は、気体の流量を制御するオリフィスであることを特徴とする車両の操舵装置。
8. 請求項６に記載した車両の操舵装置において、
   前記気体流通状態制御手段は、気体の流通方向を制御する一方向制御弁であることを特徴とする車両の操舵装置。
9. 請求項１に記載した車両の操舵装置において、
   前記エアバッグ装置のエアバッグの膨張展開時に噴射供給されたガスの前記第１連通路からの流出を制御するコントロールチューブを前記固定軸の中空部分内に設けたことを特徴とする車両の操舵装置。
10. 請求項９に記載した車両の操舵装置において、
    前記コントロールチューブは、
    前記第１連通路を介して前記固定軸の中空部分に流入したガスが導通する導通路を有しており、この導通路内にて前記導通するガスの流量を制御するための絞り部を備えることを特徴とする車両の操舵装置。
11. 請求項９に記載した車両の操舵装置において、
    前記コントロールチューブは、
    前記第１連通路を介して前記固定軸の中空部分に流入したガスが導通する導通路を有しており、この導通路内にて前記導通するガスの流量を制御するための堰部を備えることを特徴とする車両の操舵装置。
12. 前記コントロールチューブは、前記固定軸の中空部分を形成する内壁面に対して摩擦嵌合によって固定される請求項９に記載した車両の操舵装置。
13. 請求項２に記載した車両の操舵装置において、
    前記インナーチューブと前記アウターチューブとによって形成される中空部分内に収容されて、前記エアバッグ装置のエアバッグの膨張展開時に噴射供給されたガスの前記第１連通路からの流出を制御するコントロールチューブが設けられており、
    前記コントロールチューブには前記アウターチューブの中空部分を形成する内壁面に対して摩擦嵌合して前記コントロールチューブを前記アウターチューブの内壁面に固定する大径段部が形成されていて、同大径段部と前記インナーチューブの前記アウターチューブ側端部との間に弾性部材を組み付けたことを特徴とする車両の操舵装置。
14. 請求項１に記載した車両の操舵装置において、
    前記操作部は、
    車両の転舵輪を転舵するための転舵装置との機械的な連結が解除されていることを特徴とする車両の操舵装置。
15. 請求項１４に記載した車両の操舵装置において、
    前記操作部と前記転舵装置とを機械的に連結する連結装置を備えていることを特徴とする車両の操舵装置。
16. 請求項１に記載した車両の操舵装置において、
    前記操作部は、
    運転者による操作に対して所定の反力を付与する反力付与装置を備えることを特徴とする車両の操舵装置。

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