JP2012512089A - ステアリングホイール・ユニット - Google Patents

Abstract

エアバッグモジュール（２０）と、軸方向（Ｒ_ａ）を規定するステアリングコラム（１４）に接続されている、ステアリングホイール本体（１２）とを備えるステアリングホイール・ユニット（１０）が開示される。ステアリングホイール本体はハブ領域（１６）にエアバッグモジュール（２０）用の収容部を備える。エアバッグモジュール（２０）は、少なくとも１つのばね（３０）の力に対抗してステアリングホイール本体（１２）に向けて押し下げられ、そして少なくとも２つの位置決めユニット（４０）がエアバッグモジュール（２０）とステアリングホイール本体（１２）との間で作用する。位置決めユニット（４０）は軸方向（Ｒ_ａ）に対して垂直な重心平面（Ｅ_ｓ）に配置される。据付空間に対する容易な実装性および高い柔軟性を提供するために、位置決めユニット（４０）は少なくとも非軸方向に作用し、そして少なくとも１つのばね（３０）は位置決めユニット（４０）から間隔を空けている。
【選択図】図１

Description

本発明は請求項１の前文によるステアリングホイール・ユニットに関する。

最近の自動車のほぼすべてには、運転手を保護するためにステアリングホイールのハブ領域にエアバッグモジュールが配置されている。ハウジング内に配置されたエアバッグは、付随のガス発生器が起動されて、ステアリングホイールと運転手との間で膨張すると、ハウジングを覆うカバーを突き破る。多くの場合、カバーはまたクラクション用の操作面としても働き、ゆえに、ステアリングホイール本体に向けて基本的に軸方向に（ステアリングコラムに対して）押し下げられる。この点において２つの基本概念が知られている。

いわゆる「フローティングカバー」概念の場合は、エアバッグモジュールのハウジングはステアリングホイール本体に堅く結合され、そしてカバーはステアリングホイール本体、したがってまたハウジングの方向に押し下げられる。

いわゆる「フローティングモジュール」概念の場合は、カバーおよびハウジングは互いに堅く結合されて、エアバッグモジュールを形成し、該モジュールは完全なユニットとしてステアリングホイール本体に向けて押し下げられる。頻繁に遭遇する設計では、圧縮ばねがハウジングの底面とステアリングホイール本体の窪みの底面との間に配置され、該窪み内にエアバッグモジュールが配置され、エアバッグモジュールは上記ばねの力に対抗して押し下げられる。さらに、ステアリングホイール本体に対してハウジングを位置決めする、位置決めユニットが設けられ、これによりモジュール側における位置決め要素は多くの場合ハウジングの底面上に配置され、ステアリングホイール側における位置決め要素は多くの場合窪みの底面上に配置される。このような配置の基本形が図１３に示される。

このような配置では、走行中のガタガタ音を避けるため比較的強力なばねを備える必要があることが明らかになっている。しかし、強力なばねを使用することによる欠点は、相応に強い力がクラクションを操作するのに要求されることである。

したがって、広く知られた欧州特許第０８２３３６２Ｂ１号は、位置決めユニットおよびばねの両方をエアバッグモジュールの重心の平面内に設ける必要があることを提案している。この配置では、各圧縮ばねは、主に軸方向の位置決めに役立つガイドピンまわりに同軸状に配置される。これは結果的に「位置決めおよびばねユニット」をもたらす。必要な配置構成はかなり複雑となり、組立に時間を要し、費用がかかり、また、装着されたとき１つの位置において比較的大きな空間を必要とする。

欧州特許第０８２３３６２Ｂ１号

これに基づいて、本発明では、装着が簡単で、必要な空間に関してより変更しやすいように、一般的な種類のステアリングホイール・ユニットを改善することを課題とする。

この課題は請求項１の特徴を備えるステアリングホイール・ユニットにより解決される。

本発明に関しては、位置決めユニットを、重心の平面において非軸方向に作用するように配置することで十分であると確認された。ばねの位置は重要ではなく、ゆえに位置決めユニットから間隔を空けている。

この配置によって、一方では、非軸方向作用位置決めユニットとして柔軟性が得られ、ばねを様々な位置に配置できる。さらに、この概念はより少数の構成要素によって実現でき、これにより、組立の労力およびコストが明らかに低減されることを意味する。

請求項３による好ましい実施形態では、各位置決め手段は、正確には１つの第１非軸方向において、ステアリングホイール本体に対するエアバッグモジュールの位置を規定するが、一方で、第１方向に垂直の第２非軸方向における位置を規定しない。これは、詳細には、請求項２による３つの位置決めユニットが存在する場合、非軸方向平面におけるエアバッグモジュールの移動を完全になくすることができるという特別な利益を有し、これは所望の効果を大幅に促進する。

請求項７によるさらに好ましい実施形態では、位置決めユニットはまた、軸の位置決めに役立つ。これは、結果的に構成要素の数を低減することになる。

特に簡単な組立機能は、請求項９の追加の特徴を備えるステアリングホイール・ユニットにより達成される。

本発明のさらに好ましい実施形態は、さらなる従属請求項から、また、図面を参照してより詳細に以下に説明する実施形態から明らかになる。

本発明の第１実施形態の大幅に簡略化された断面図を示す。 図１に対応する図における本発明の第２実施形態を示す。 図１に対応する図における本発明の第３実施形態を示す。 図１に対応する図における本発明の第４実施形態を示す。 基本的に図１に対応する本発明の一実施形態をより詳細に示す図である。 図５の平面Ａ―Ａに沿った部分を示す。 図５の平面Ｂ―Ｂに沿った部分を示す。 図６および７において見られる位置決めユニットと同様の位置決めユニットの斜視図を示す。 図８において見られる位置決めユニットの変形形態の断面図を示す。 図９に対応する図における位置決めユニットのさらなる変形例を示す。 ステアリングホイールの概略鳥瞰図を示す。 ２つの位置における固定ワイヤの斜視図を示す。 図１に対応する図における最新技術のステアリングホイール・ユニットを示す。

最初に、最新技術を図１３を参照して説明する。

図１３は、ステアリングホイール本体１２およびエアバッグモジュー２０からなる、ステアリングホイール・ユニット１０を示している。軸方向Ｒ_ａは、ステアリングホイール・ユニット１０に接続されているステアリングコラム１４により規定される。ステアリングホイール本体１２のハブ領域１６では、エアバッグモジュール２０は収容部に収容される。エアバッグモジュールは、図示されたハウジング２２および図示されたカバー２４に加えて、図示しないガス発生器を備え、そしてエアバッグはハウジング２２内に折り畳まれている（同じく図示しない）。ハウジングの底面２２ａとステアリングホイール本体１２のハブ領域の底面１６ａとの間で、ばね３０が拡張し、ゆえにエアバッグモジュール２０は、軸方向Ｒ_ａにステアリングホイール本体１２に向けて押し下げられる。一般的にまた、エアバッグモジュール２０をわずかに横方向に、言い換えると、正確には軸方向ではない方向に押し下げることが可能である。加えて、クラクション接点３２および位置決めユニット４０は、ハウジングの底面２２ａおよび底面１６ａ上に設けられる。これらの位置決めユニット４０は、非軸方向に、言い換えると、軸方向Ｒ_ａに垂直なすべての方向に、エアバッグモジュール２０を位置決めする。一般的に、軸の位置決めユニットもまた存在し、該ユニットは、ステアリングホイール本体１２に対してエアバッグモジュール２０を軸方向に位置決めする（図示されない）。ばね３０はこれらの軸の位置決めユニットを通して圧縮応力を受けている。

次に走行中に、ステアリングコラム１４およびステアリングホイール本体１２を介して振動がエアバッグモジュール２０に伝達されると、エアバッグモジュール２０は、図１３の矢印により示されたように、非軸方向に振動しようとするが、非軸位置決めユニット４０のためこれは不可能である。しかし、重心Ｓが位置決めユニット４０の上方にあるため、トルクＭは、また図１３に示されたように、位置決めユニット上に加えられる。非軸方向に所定の力が加わる場合は、位置決めユニット４０に影響を及ぼすトルクＭは、重心の平面Ｅ_ｓからのこの位置決めユニットＭの距離ｈに比例する。さらにまたこれらのトルクＭは望ましくない騒音をもたらす。
好ましい実施形態の詳細な説明

したがって、本発明によると、および図１に示したように、非軸方向に作用する位置決めユニットは、重心の平面Ｅ_ｓに向かって移動される。本出願では、用語の「重心の平面」における平面とは、エアバッグモジュール２０の全体的な重心Ｓが存在する平面であり、軸方向Ｒ_ａに対して垂直であると理解される。ばね３０およびクラクション接点３２の位置は自由に選択でき、例えば、図１に示したように、ハウジングの床面２２ａとハブ領域の底面１６ａとの間の位置が可能である。図２〜４は代替のばね３０およびクラクション接点３２の配置を示している。これらの構成要素は任意に位置決めすることができ、詳細には、当該の各ステアリングホイールに関する具体的な状況に対し、ばねおよびクラクション接点の配置を適合させる可能性をもたらすことがわかる。しかしながら、軸方向に作用する位置決めユニット４０は常に、重心の平面Ｅ_ｓに留まり、ばね３０は位置決めユニット４０から少し離れており、好ましくは重心の平面Ｅｓにはない。

図５は、図１と同様のステアリングホイール・ユニットをより詳細に示す図である。図５では、基本的に発泡樹脂で覆われた金属製の骨組みからなる、ステアリングホイール・ユニット１２と、エアバッグモジュール２０とを見ることができる。図５にはまた、ハウジング２２およびカバー２４に加えて、ガス発生器２６、ばね３０、クラクション接点３２および位置決めユニット４０が示されている。図５には２つの位置決めユニット４０が示されているが、図１１を参照して後に説明するように、一般には３つの位置決めユニットが存在する。位置決めユニットの具体的な構造は、図６〜１０を参照して以後に詳細に説明する。

図示された好ましい実施形態において、位置決めユニット４０は、非軸および軸方向の両方において、エアバッグモジュール２０を位置決めするようにして形成される。しかしながら、位置決めユニット４０は、エアバッグの膨張中に発生する力に確実に抵抗するような安定した方式で形成されず、このことが追加の固定要素を設ける理由である。これらの固定要素は、図示された実施形態では、ハウジングの底面２２ａから下方に突き出る固定フック５０と、ハブ領域の底面に保持されるＵ字形の固定ワイヤ５２とからなる。図５は、固定ワイヤ５２の前端部を示しており、これにより、静止状態５２ａは実線で示されており、内側に回動した位置５２ｂは破線で示される。内側に回動した位置は単に、エアバッグモジュール２０をステアリングホイール本体１２から取外し可能にするのに役立つ。図５から、固定フック５０および固定ワイヤ５２は通常の動作では互いに接触しないことがわかる。したがってこれらの構成要素は、ステアリングホイール本体１２内のエアバッグモジュールの位置決めには寄与しない。しかし、エアバッグの膨張中に、場合により位置決めユニット４０が破壊したときに、固定フック５０が固定ワイヤ５２に衝突する場合、固定フックが固定ワイヤ上に載るようになり、エアバッグモジュール２０がステアリングホイール本体から外れるのを防止する。

図１２の斜視図では、固定ワイヤ５２の前端領域を、外側の静止位置５２ａと内側に回動した位置５２ｂとにおいて示しており、この内側位置へは、外側から作用するツールを用いて移動させることができる（図示しない）。固定ワイヤ５２は、ハブ領域１６の底面１６ａに堅く結合された保持ブロック１９によって固定される。内側位置では、固定ワイヤ５２は溝によって保持ブロック１９内に保持される。エアバッグモジュールがステアリングホイール本体上に組み付けられる場合、固定ワイヤは固定フック５０により内側に押されるが、溝にはまり込むことはない。エアバッグモジュールが完全に組み付けられると、固定ワイヤは外側位置にはまり込み、これにより固定機能を果たす。固定ワイヤの他端部の領域における配置構成は図１２の鏡像である。

次に図６〜８を参照して位置決めユニット４０の構造を説明する。位置決めユニット４０は、ステアリングホイール側における受入れ要素４５の形状の位置決め要素と、モジュール側における平板型のガイド要素４２の形状の位置決め要素とを有する。

装着状態のこのような平板形状のガイド要素４２および受入れ要素４５は、図６および７に概略断面図で示され、図８には斜視図で示されている。受入れ要素４５は基本的にＵ形状の断面を有し、これにより弾性アーム４５ｃは、第１脚部４５ａの上端からＵ字の内側に延びる。第１脚部４５ａと反対側に位置する第２脚部４５ｂの内側は凸状である。弾性アーム４５ｃと第２脚部４５ｂとの間の最小距離は、力が加わらない状態では、平板形状の平板型ガイド要素４２の厚さより小さく、ゆえに、組み合わせた状態においては、平板型ガイド要素４２は第２脚部に押し付けられ、これにより非軸平面内の位置固定（ただし、図７においてＲ_１で示される唯一の正確には１つの方向の）をもたらす。

位置決めユニットはまた、軸方向における位置決めに役立つ。これを達成するために、ガイド要素４２の下端はフック形の形状であり、ゆえに、このように形成されたフック部分４２ａはばねの力によって、弾性アーム４５ｃの下側に押し付けられる。エアバッグモジュールをステアリングホイール内に組み込む間において、アームは最初に、平板型のガイド要素４２のフック部分４２ａにより一方の側に押され、次に反発して元に戻る。ガイド要素４２は好ましくはプラスチックからなる。

受入れ要素は好ましくは、プラスチックの個別の構成要素であり、該要素はこの目的のために意図されたステアリングホイール本体の窪み内に形状適合した態様で（注：ぴったりはまり込むようにして）配置される。形状適合を実現する要素は突出部４６である。受入れ要素４５を対応する窪みに正確な方位で確実に挿入できるようにするために、偏心して配置されたペグ４８（図６に図示しない）が、Ｕ形状の受入れ要素４５の下側脚部上に設けられる。

ステアリングホイール本体は、窪みの領域ではある程度の弾性を有し、受入れ要素４５が該窪み内に保持される（例えば発泡樹脂材料を用いて）。この結果、受入れ要素は、軸方向に該受入れ要素を引き抜くことにより、取外し目的のために、ステアリングホイール本体から切り離すことができる。これらは再組立前に再度発泡樹脂内に保持されなければならない。

図９および１０は図６に示された要素の変形形態を示している。図９の変形例では、ガイド要素４２のフック部分４２ａは、受入れ要素４５の第２脚部４５ｂの方向を向き、段状形状を呈する。この変形例の利点は、組み合わせた回転（図９の矢印参照）および引張り運動によって、フック部分４２ａの係合を外すことができることである（ステアリングユニットにおけるガイド要素４２および受入れ要素４５のすべてのペアは同じ方位を有すると仮定して（これが好ましい））。

図１０に示された変形例では、ガイド要素４２は両側にフック部分４２ａを有する。この配置構成は、ハウジングに加えられえる張力が受入れ要素へより均等に伝達されるので、ステアリングホイール本体の発泡樹脂の外側に受入れ要素を引き出すことをより容易にする。

最初に平板形状のガイド要素の少なくとも１つのフック部分４２ａが弾性アーム４５ｃの方向を向く、解決策が選択される場合、このフック要素４２ａの上面は、ガイド要素から上方に傾斜して延びることが好ましく、これは図１０において詳細に見ることができる。弾性アーム４５ｃの下面はこの傾斜に従う必要がある。この設計では、ばね３０の力は、弾性アームをガイド要素４２に押し付けるのに役立つ。この場合、クランプ力により、ガイド要素４２と受入れ要素４５との間の各隙間がなくなる。これは、振動負荷の場合さらに騒音を最小化するのに有用である。

図１１は、上方からのステアリングホイールと位置決めユニット４０の位置との概略図を示す。各位置決めユニットは、正確には１つの方向（Ｒ_１からＲ_３）において１つの非軸位置を単に規定するが、一方で、これに対して垂直な非軸方向（Ｒ_４からＲ_６）における位置を規定しないことがわかる。これらの手段により、一方では、静的な重複決定が避けられ、他方では、エアバッグモジュールのサイズの経年変化または温度に関連する変化の補償が可能であり、ゆえにエアバッグモジュールは除去されることなくステアリングホイール本体上に維持される。

１０ ステアリングホイール・ユニット
１２ ステアリングホイール本体
１４ ステアリングコラム
１６ ハブ領域
１６ａ ハブ領域の底面
２０ エアバッグモジュール
２２ ハウジング
２２ａ ハウジングの底面
２４ カバー
２６ ガス発生器
３０ ばね
３２ クラクション接点
４０ 位置決めユニット
４２ 平板形状のガイド要素
４２ａ フック部分
４５ 受入れ要素
４５ａ 第１脚部
４５ｂ 第２脚部
４５ｃ 弾性アーム
４６ 突出部
４８ ペグ
５０ 固定フック
５２ 固定ワイヤ
５２ａ 静止位置
５２ｂ 内側に回動した位置

Claims (10)

1. エアバッグモジュール（２０）と、軸方向（Ｒ_ａ）を規定するステアリングコラム（１４）に接続可能な、ステアリングホイール本体（１２）とを備えるステアリングホイール・ユニット（１０）であって、
   前記ステアリングホイール本体はハブ領域（１６）にエアバッグモジュール（２０）用の収容部を備え、
   前記エアバッグモジュール（２０）は、少なくとも１つのばね（３０）の力に対抗してステアリングホイール本体（１２）に向けて押し下げられ、
   エアバッグモジュール（２０）とステアリングホイール本体（１２）との間で作用する少なくとも２つの位置決めユニット（４０）が設けられ、前記位置決めユニット（４０）は軸方向（Ｒ_ａ）に対して垂直な重心平面（Ｅ_ｓ）に配置される、ステアリングホイール・ユニット（１０）であり、
   前記位置決めユニット（４０）は少なくとも非軸方向に作用し、前記少なくとも１つのばね（３０）は前記位置決めユニット（４０）から間隔を空けて配置されていることを特徴とする、ステアリングホイール・ユニット（１０）。
2. 正確には３つの位置決めユニット（４０）が存在することを特徴とする、請求項１に記載のステアリングホイール・ユニット。
3. 各位置決めユニット（４０）は正確には１つの第１非軸方向（Ｒ_１‐Ｒ_３）に作用し、前記第１非軸方向に垂直の第２非軸方向（Ｒ_４‐Ｒ_６）では位置決めの効果を有していないことを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載のステアリングホイール・ユニット。
4. 各位置決めユニット（４０）は、ガイド要素（４２）と、前記ガイド要素（４２）が案内される、受入れ要素（４５）とからなることを特徴とする、請求項３に記載のステアリングホイール・ユニット。
5. 受入れ要素（４５）は２つの脚部（４５ａ、４５ｂ）を備えたＵ形状であり、アーム（４５ｃ）は少なくとも１つの脚部から前記Ｕ字の内側に延びることを特徴とする、請求項４に記載のステアリングホイール・ユニット。
6. 前記ガイド要素（４２）は基本的に平板形状であることを特徴とする、請求項４または５のいずれか一項に記載のステアリングホイール・ユニット。
7. 位置決めユニット（４０）はまた前記軸位置決めに役立つことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のステアリングホイール・ユニット。
8. 前記ガイド要素（４２）はフック部分（４２ａ）を備えることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項および請求項７に記載のステアリングホイール・ユニット。
9. 前記ガイド要素（４２）は前記受入れ要素（４５）内で固定保持されることを特徴とする、請求項８に記載のステアリングホイール・ユニット。
10. さらに、通常の動作状態では無効であるが、ガス発生器（２６）が起動すると前記エアバッグモジュール（２０）をステアリングホイール本体（１２）上に保持する、固定要素をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のステアリングホイール・ユニット。

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