JP3864616B2 - 運転者用衝突安全装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングホイールに組み込んだエアバッグによって、衝突事故に伴い運転者が障害を受けるのを防止する、運転者用衝突安全装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衝突事故の際には、自動車が他の自動車等に衝突する一次衝突に続いて、運転者の身体がステアリングホイールにぶつかる等する、二次衝突が発生する。この二次衝突の際、運転者の頭部や胸部がステアリングホイールに勢い良くぶつかると、運転者が重大な障害を受け易くなる。この為従来から、図５に示す様に、衝突事故の際にステアリングホイール１に組み込んだエアバッグ２を膨らませて、このエアバッグ２により運転者３の頭部４や胸部を受け止める、運転者用衝突安全装置が広く使用されている。
【０００３】
図５のうちの（Ａ）は、ステアリングホイール１と運転者３との位置関係が、二次衝突の際にエアバッグ２による運転者の保護が有効に図れる状態を示している。この状態では、エアバッグ２が膨張し切った状態でも、このエアバッグ２と運転席５のヘッドレスト６との間に十分な空間が存在する為、上記運転者３の頭部４や胸部がこれらエアバッグ２とヘッドレスト６との間で強く挟まれる事はない。又、勢い良く膨らむエアバッグ２により、上記頭部４や胸部が強く叩かれる事もない。
【０００４】
これに対して、図５の（Ｂ）は、小柄な運転者３ａが運転席に座った状態を示している。一般的に小柄な運転者は、各ペダルを操作する為だけでなく、ステアリングホイール１の操作を行なう為に、運転席５をステアリングホイール１に対しかなり近づけた状態で運転する傾向が強い。即ち、小柄な運転者３ａは、運転席を前方にずらせ、しかもステアリングホイール１の前後位置調節装置（テレスコピックステアリング装置）が設けられている場合には、上記ステアリングホイール１を後方に位置させた状態で運転する傾向がある。従って、衝突事故に伴ってエアバッグ２が膨らむと、このエアバッグ２と運転席５のヘッドレスト６との間に存在する空間が相当に狭くなる。この結果、上記運転者３ａの頭部４ａや胸部がこれらエアバッグ２とヘッドレスト６との間で強く挟まれたり、挟まれない場合でも、勢い良く膨らむエアバッグ２により、上記頭部４ａや胸部が強く叩かれる可能性がある。この様な場合には、エアバッグ２の存在が、かえって運転者３ａに障害を与える原因となる。
【０００５】
この為に、米国で販売される自動車を中心に一部の自動車では、エアバッグの作動を停止する為のキャンセルスイッチを設ける事が行なわれている。このキャンセルスイッチによりエアバッグの作動を停止すれば、衝突事故の際にエアバッグ２が膨らまず、運転者３ａの頭部４ａや胸部がエアバッグ２とヘッドレスト６との間で挟まれたり、この頭部４ａや胸部がエアバッグ２により強く叩かれたりする事はなくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
キャンセルスイッチを設ける事により、エアバッグ２の存在が運転者３ａに障害を与える原因になる事は防止できるが、エアバッグ２本来の、運転者保護の役目を果たす事ができなくなる。
これに対して、図５の（Ｃ）に示す様に、エアバッグ２が膨らむ様な衝突事故が発生した場合に、ステアリングホイール１を適正量だけ前方に変位させた状態でエアバッグ２を膨らませれば、或はエアバッグ２が膨らんだ状態でステアリングホイール１を軽い力で前方に変位させれば、小さな運転者３ａの保護も有効に図れる。
本発明の運転者用衝突安全装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の運転者用衝突安全装置は、位置関係検知センサと、調節手段と、制御器とを備える。
このうちの位置関係検知センサは、運転者の体格や運転姿勢の差により生じる、衝突事故が発生する以前の通常状態での、ステアリングホイールと運転者との位置関係を検知する。
又、上記調節手段は、少なくとも衝突事故の発生時に於ける上記ステアリングホイールの前後位置（前後方向は自動車の進行方向による。本明細書全体で同じ。）を調節する構造を有する。
又、上記制御器はこの調節手段を制御するもので、上記位置関係検知センサが検知する位置関係に基づき、衝突事故の際に上記ステアリングホイールに組み込んだエアバッグが上記運転者の保護を有効に図れる位置にこのステアリングホイールを位置させるべく、上記調節手段を制御する。
【０００８】
尚、運転者の体格や運転姿勢の差により生じる、ステアリングホイールと運転者との位置関係に就いては、前述の段落番号［０００４］部分の記載から明らかな通り、運転席やステアリングホイールの前後位置により知る事ができる。上記位置関係検知センサは、この前後位置等を求められるものであれば良い。又、上記調節手段が、少なくとも衝突事故の発生時に於ける上記ステアリングホイールの前後位置を、運転者の体格や運転姿勢に応じて調節する態様としては、次の(1)(2)の２通りが考えられる。
(1) 一次衝突に基づく衝撃を関知するセンサ又は一次衝突の発生をその直前に検知する衝突予知センサからの信号に基づいて起動する第二のアクチュエータにより、ステアリングホイールの前後位置を保持固定している保持機構を解除し、このステアリングホイールが前方に向け軽い力で変位自在にすると共に、上記調節手段を構成する第一のアクチュエータにより、前方への上記ステアリングホイールの変位量を、運転者の体格や運転姿勢に応じて制限する（請求項１に記載した発明）。
(2) 一次衝突に基づく衝撃を関知するセンサ又は一次衝突の発生をその直前に検知する衝突予知センサからの信号に基づいて起動する第二のアクチュエータにより、ステアリングホイールを前方に向け強制的に変位させると共に、上記調節手段を構成する第一のアクチュエータにより、上記ステアリングホイールの前方への変位量を、運転者の体格や運転姿勢に応じて制限する（請求項２に記載した発明）。
【０００９】
【作用】
上述の様に構成する本発明の運転者用安全装置によれば、エアバッグが膨らむ様な衝突事故が発生した場合には、ステアリングホイールと運転者との位置関係が、エアバッグがこの運転者の保護を有効に図れる状態となる。従って、一般的な体格を有する運転者は勿論、小さな運転者の保護も有効に図れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例として、ステアリングシャフト７の後端部に運転者に対向する状態で固定した、ステアリングホイール１（図５参照、図１には省略）の高さ位置を調節する為のチルト機構を組み込んだ構造を示している。上記ステアリングシャフト７はステアリングコラム８の内側に、回転自在に支持している。このステアリングシャフト７の後端部（図１の右端部）で上記ステアリングコラム８の後端開口から突出した部分には、エアバッグ２（図５参照、図１には省略）を組み込んだ上記ステアリングホイール１を固定する。
【００１１】
上記ステアリングコラム８を車体に支持する為の支持ブラケット９は、例えば鋼板にプレス加工を施して成り、左右１対の支持板部１０、１０を有する。そして、これら両支持板部１０、１０により、上記ステアリングコラム８の中間部下面に溶接固定した被支持ブラケット１１を挟持している。この被支持ブラケット１１の左右両側壁の互いに整合する位置には、それぞれ前後方向に長い第一の長孔１２、１２を、上記各支持板部１０、１０の一部で互いに整合し、且つこれら各第一の長孔１２、１２の前後方向の一部と整合する部分には上下方向に長い第二の長孔１３、１３を、それぞれ形成している。そして、上記第一の長孔１２、１２及び第二の長孔１３、１３を一方から他方（図２の右から左）に挿通した、杆状の抑え部材である結合ボルト１４の他端に、結合ナット１５を螺合させている。この結合ボルト１４は、頭部１６と一方の第二の長孔１３の側縁との係合により、各第二の長孔１３、１３に沿って昇降する事はあっても、回転する事のない様にしておく。
【００１２】
又、上記結合ナット１５は、後述する解除レバー１７の他、図示しない調節レバーにより回転自在としている。従って、この調節レバーの操作に基づいて上記結合ナット１５を回転させ、この結合ナット１５と上記頭部１６との間隔を変化させれば、上記被支持ブラケット１１を固定したステアリングコラム８を、上記支持ブラケット９に対し固定したり、或は固定を解除して、前記ステアリングホイール１の上下位置の調節を行なえる。尚、この際に、上記ステアリングコラム８の揺動を許容する為、このステアリングコラム８の前端部は車体に支持固定した下部支持ブラケット１８に対し、球面座１９を介して、揺動変位自在に支持している。又、上記ステアリングコラム８の前端部は上記球面座１９の内側に、前後方向に亙る摺動自在に嵌合している。
【００１３】
上記ステアリングホイール１は、上述の様にして上下位置の調節を行なえるだけでなく、前後位置の調節も自在である。即ち、上記結合ナット１５と上記頭部１６との間隔を広げた状態では、上記結合ボルト１４が前記各第一の長孔１２、１２の内側で変位できる範囲内で、上記ステアリングコラム８が前後移動し、上記ステアリングホイールの前後位置の調節を行なえる。そして、上記結合ボルト１４を上記各第一の長孔１２、１２の後端部にまで変位させ、上記ステアリングホイール１を最も前方にまで移動させた状態では、前述の図５の（Ｃ）に示した様に、通常考えられる最も小柄の運転者３ａが運転席に座っている状態でも、この運転者３ａとエアバッグ２との間に、この運転者３ａの保護を図る為に十分な空間が存在する様にしている。
【００１４】
特に、本例の構造の場合には、上記エアバッグ２が膨らむ様な衝突事故が発生した場合に、ステアリングホイール１を、運転者３ａの体格や運転姿勢に応じて定まる適正量だけ前方に変位させた状態で、上記エアバッグ２を膨らませる様にしている。この為に本例の場合には、前記解除レバー１７と、この解除レバー１７を解除方向（図１の時計方向）に回転させる為の、特許請求の範囲のうちの請求項１に記載した第二のアクチュエータである、解除用アクチュエータ２０と、上記ステアリングホイール１の前方への変位量を制限して衝突事故の発生時に於ける上記ステアリングホイールの前後位置を調節する調節手段２１とを設けている。
【００１５】
上記解除用アクチュエータ２０は、上記ステアリングコラム８の側面に支持固定したシリンダ２２と、このシリンダ２２に前後方向に亙る変位自在に嵌合したピストン２４と、このピストン２４にその基端部を結合し、その先端部を上記解除レバー１７に対向させた押圧ロッド２３とを備える。この押圧ロッド２３の中間部先端寄り部分は、前記支持ブラケット９の一部を、前後方向に亙る摺動変位自在に挿通している。又、上記シリンダ２２の一部で、上記ピストン２４に関して上記押圧ロッド２３と反対側部分には、火薬、アジ化ナトリウム、アジ化鉛、アジ化バリウム等、爆発的燃焼に伴って燃焼ガスを発生させる薬剤２５を充填している。
【００１６】
衝突事故の際には、一次衝突に基づく衝撃を関知するセンサ又は一次衝突の発生をその直前に検知する衝突予知センサからの信号に基づいて、図示しない点火線により、この薬剤２５に着火する。すると、上記ピストン２４が上記押圧ロッド２３を上記解除レバー１７に向けて押圧し、この解除レバー１７を解除方向に回動させる。この回動に伴って、前記結合ナット１５と前記頭部１６との間隔が広がり、上記支持ブラケット９に対する前記被支持ブラケット１１の固定状態が解除される。この結果、前記結合ボルト１４が前記各第一の長孔１２、１２の後方に、前記ステアリングホイール１が前方に、それぞれ変位自在となる。この状態では、衝突事故に伴って上記ステアリングコラム８に衝撃的に前方に加わる慣性により、或は運転者がエアバッグ２にぶつかる事により、ステアリングホイール１、ステアリングシャフト７を介して上記ステアリングコラム８に生じる前方への衝撃荷重により、上記ステアリングホイール１が前方に変位する。この為、例えば運転席５に小柄な運転者３ａが座っていた場合でも、この運転者３ａとエアバッグ２との間に、この運転者３ａの保護を図る為に十分な空間を確保できる。
【００１７】
一方、上記各第一の長孔１２、１２の長さは、前述した通り、通常考えられる最も小柄の運転者３ａが運転席に座っている状態を考慮して定めている。従って、それほど小柄でない運転者が運転席に座っている状態で、上記結合ボルト１４を上記各第一の長孔１２、１２の後端部にまで変位させると、ステアリングホイール１の位置が前方に寄り過ぎる。そこで、本発明の場合には、前記調節手段２１により、衝突事故発生時に於ける上記ステアリングホイール１の前方への変位量を、運転者の体格等に応じて調節する様にしている。
【００１８】
この様な機能を果たす、上記調節手段２１を構成する為に、上記ステアリングコラム８の前端部にストッパ２６を、車体等の固定の部分でこのストッパ２６の前面に対向する部分にアクチュエータ２７を、それぞれ支持固定している。特許請求の範囲に記載した第一のアクチュエータである、このアクチュエータ２７は、送りねじ機構等、特に動作速度が早いものでなくても良く、スラスト方向（図１の左右方向）に亙る剛性が高い構造のものを使用する。この様なアクチュエータ２７は、図３に示す様に、上記ステアリングホイール１と運転者３（３ａ）の頭部４（４ａ）との位置関係を検知する位置関係検知センサ２８からの信号に基づいて動作する制御器２９からの指令に基づいて動作する。そして、突っ張りロッド３０を、図１に実線で示した位置と鎖線で示した位置との間で出し入れする。
【００１９】
即ち、上記アクチュエータ２７は、運転席５に大柄な運転者３が座っており、衝突事故の際に上記ステアリングホイール１をそのままの位置に保持しておいても、前記エアバッグ２による運転者３の頭部４や胸部の保護を十分に図れると判断される場合には、上記突っ張りロッド３０を、図１の鎖線位置にまで突出させる。この結果、通常状態で、この突っ張りロッド３０の先端面と上記ストッパ２６の前面とが当接し、前記支持ブラケット９に対する前記被支持ブラケット１１の固定状態が解除されても、上記ステアリングホイール１が前方に変位する事はなくなる。
【００２０】
これに対して、運転席５に小柄な運転者３ａが座っており、衝突事故の際に上記ステアリングホイール１をそのままの位置に保持すると、上記エアバッグ２により運転者３ａの頭部４ａや胸部の保護を十分に図れないと判断される場合には、上記突っ張りロッド３０を、図１の実線位置にまで引っ込める。この結果、通常状態で、この突っ張りロッド３０の先端面と上記ストッパ２６の前面とが離隔し、前記支持ブラケット９に対する前記被支持ブラケット１１の固定状態が解除されると、上記ステアリングホイール１が前方に変位する。運転者の体格や運転姿勢が中間の場合には、上記突っ張りロッド３０の位置を、図１の実線位置と鎖線位置との中間にする。
【００２１】
上述の様に本例の運転者用安全装置によれば、上記エアバッグ２が膨らむ様な衝突事故が発生した場合には、ステアリングホイール１と運転者３（３ａ）との位置関係が、上記エアバッグ２がこの運転者３（３ａ）の保護を有効に図れる状態となる。従って、一般的な体格を有する運転者は勿論、小柄な運転者の保護も有効に図れる。尚、上述の説明では、上記ステアリングホイール１の上下位置及び前後位置を調節可能にした例に就いて述べたが、本発明を実施する場合に、必ずしもこの様な調節機構を設ける必要はない。通常状態でのステアリングホイール１の位置を固定にした構造でも、本発明を実施できる。この場合に、上下位置調節機構が不要であれば、前記第二の長孔１３、１３は不要である（単なる通孔にする）。又、位置調節機能が不要であれば、前記調節レバーも不要である。更に、上記突っ張りロッド３０の先端部に、前後方向に亙る衝撃を緩和する為のダンパを設ければ、衝突事故に伴って上記突っ張りロッド３０と上記ストッパ２６とが衝突する瞬間の衝撃を緩和して、運転者保護のより一層の充実を図れる。
【００２２】
次に、図４は、請求項２に相当する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、ステアリングコラム８の側面に、変位用アクチュエータ３１を固定している。特許請求の範囲のうちの請求項２に記載した第二のアクチュエータである、上記変位用アクチュエータ３１の構造は、上述した実施の形態の第１例に組み込む解除用アクチュエータ２０と同様である。特に、本例の場合には、押圧ロッド２３ａの先端を、車体に固定の支持ブラケット９の前面に突き当て自在としている。衝突事故の際には、上記押圧ロッド２３ａがこの支持ブラケット９を強く押し、この支持ブラケット９と被支持ブラケット１１との間に作用する摩擦力に抗して、上記ステアリングコラム８を前方に変位させる。これに伴って、解除レバー１７（図１）は省略している。その他の構成及び作用は、上述した第１例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２３】
尚、第１例の場合に解除用アクチュエータ２０を、第２例の場合に変位用アクチュエータ３１を、それぞれ動作させる信号は、加速度センサ等、衝突に基づく衝撃を検知する衝 撃検知センサからの信号を使用する。但し、距離センサと速度センサとを組み合わせる等により、（一次）衝突の発生をその直前に検知する衝突予知センサからの信号を使用すれば、運転者の保護をより一層充実させる事ができる。又、車速センサからの信号に応じて、衝突事故の際にステアリングホイール１の前方への変位量を調節自在とする事もできる。この場合には、車速に応じて、調節手段２１を構成する突っ張りロッド３０の突出量を、絶えず変化させる。更に、何れの例でも、アクチュエータ２７の突っ張りロッド３０の位置を、運転者に応じて記憶しておく、メモリー機構を設ける事もできる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の運転者用衝突安全装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、体格や運転姿勢の相違に拘らず、エアバッグによる運転者の保護を有効に図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の第１例を示す、部分縦断側面図。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】 制御部分のブロック図。
【図４】 本発明の実施の形態の第２例を示す、部分縦断側面図。
【図５】 エアバッグが開いた状態での、このエアバッグと運転者との位置関係の３例を示す部分側面図。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２ エアバッグ
３、３ａ 運転者
４、４ａ 頭部
５ 運転席
６ ヘッドレスト
７ ステアリングシャフト
８ ステアリングコラム
９ 支持ブラケット
１０ 支持板部
１１ 被支持ブラケット
１２ 第一の長孔
１３ 第二の長孔
１４ 結合ボルト
１５ 結合ナット
１６ 頭部
１７ 解除レバー
１８ 下部支持ブラケット
１９ 球面座
２０ 解除用アクチュエータ
２１ 調節手段
２２ シリンダ
２３、２３ａ 押圧ロッド
２４ ピストン
２５ 薬剤
２６ ストッパ
２７ アクチュエータ
２８ 位置関係検知センサ
２９ 制御器
３０ 突っ張りロッド
３１ 変位用アクチュエータ

Claims (2)

1. 運転者の体格や運転姿勢の差により生じる、衝突事故が発生する以前の通常状態での、ステアリングホイールと運転者との位置関係を検知する位置関係検知センサと、少なくとも衝突事故の発生時に於ける上記ステアリングホイールの前後位置を調節する調節手段と、この調節手段を制御する制御器とを備え、この制御器は、上記位置関係検知センサが検知する位置関係に基づき、衝突事故の際に上記ステアリングホイールに組み込んだエアバッグが上記運転者の保護を有効に図れる位置にこのステアリングホイールを位置させるべく、上記調節手段を構成する第一のアクチュエータにより上記ステアリングホイールの前方への変位量を、運転者の体格や運転姿勢に応じて制限する方向に調節すると共に、一次衝突に基づく衝撃を検知する衝撃検知センサ又は一次衝突の発生をその直前に検知する衝突予知センサからの信号に基づいて起動する第二のアクチュエータにより、上記ステアリングホイールの前後位置を保持固定している保持機構を解除し、このステアリングホイールが前方に向け軽い力で変位自在にする運転者用衝突安全装置。
2. 運転者の体格や運転姿勢の差により生じる、衝突事故が発生する以前の通常状態での、ステアリングホイールと運転者との位置関係を検知する位置関係検知センサと、少なくとも衝突事故の発生時に於ける上記ステアリングホイールの前後位置を調節する調節手段と、この調節手段を制御する制御器とを備え、この制御器は、上記位置関係検知センサが検知する位置関係に基づき、衝突事故の際に上記ステアリングホイールに組み込んだエアバッグが上記運転者の保護を有効に図れる位置にこのステアリングホイールを位置させるべく、上記調節手段を構成する第一のアクチュエータにより上記ステアリングホイールの前方への変位量を、運転者の体格や運転姿勢に応じて制限する方向に調節すると共に、一次衝突に基づく衝撃を検知する衝撃検知センサ又は一次衝突の発生をその直前に検知する衝突予知センサからの信号に基づいて起動する第二のアクチュエータにより、ステアリングホイールを前方に向け強制的に変位させる運転者用衝突安全装置。

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