JP4613913B2 - 車両のエアバック装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングシャフトに一体回転するように一端にてそれぞれ連結されて径方向外側に延設された複数のスポークと、複数のスポークの他端に設けられたグリップとからなり、グリップを全周の一部分にのみ設けるとともに他の部分に設けないようにした操舵ハンドルに適用された車両のエアバック装置に関する。

下記特許文献１には、左右にハンドルグリップを有する非円形の操舵ハンドルを備えた車両の操舵ハンドル装置が示されている。この操舵ハンドル装置においては、操舵ハンドルの中央部にエアバックを収容しており、車両の衝突時には、エアバックを展開するとともに、エアバックを覆うパッドカバーを上下に分割して前方へ開き、展開されたエアバックを裏面にて円周方向全体にわたって均等に支持するようにしている。そして、このパッドカバーによるエアバックの支持により、非円形の操舵ハンドルであっても、展開されたエアバックの前方への変位が的確に阻止されるようにしている。
特開平１１−３４２８１９号公報

しかしながら、上記従来の装置においては、展開されたエアバックを支持するために、パッドカバーの材料として剛性の高いものが必要とされる。そして、乗員が前方に開かれたパッドカバーと衝突する虞があるため、この技術とは別の観点で多面的に検討する必要がある。

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、本発明の目的は、グリップを全周の一部分にのみ設けるとともに他の部分に設けないようにした操舵ハンドルに適用された車両のエアバック装置において、前記従来の装置のような高い剛性のパッドカバーを用いることなく、展開されたエアバックの適度な反力によって運転者を良好に保護できるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、ステアリングシャフトに一体回転するように一端にてそれぞれ連結されて外側に延設された複数のスポークと、複数のスポークの他端に設けられたグリップとからなり、グリップを全周の一部分にのみ設けるとともに他の部分に設けないようにした操舵ハンドルに適用された車両のエアバック装置において、操舵ハンドルの中央部から運転席側に展開される主エアバックと、主エアバックの裏面側にて環状に展開されて正面（運転席側の面）にて主エアバックを支持し、裏面にて複数のスポークに支持される補助エアバックとを備えたことにある。この場合、スポークは、例えば操舵ハンドルが中立位置にある状態で、左右両側にそれぞれ複数（例えば、２本又は２本以上）ずつ延設されるものである。

上記本発明の特徴によれば、主エアバック及び補助エアバックの展開時には、補助エアバックはその裏面の一部にて複数のスポークによって支持され、主エアバックはその裏面にて補助エアバックにより円周方向全体にわたって均等に支持される。したがって、主エアバックの前方への変位が円周方向全体にわたって均等に阻止され、運転者の前方への移動が主エアバックの反力により的確に拘束されて、運転者は良好に保護される。

また、本発明の他の特徴は、補助エアバックは、その展開時の外径がグリップの外径よりも大きくなるようにしたことにある。これによれば、補助エアバックは、その展開時に締め代をもって複数のスポーク及びグリップに接触し、その展開時の変位が複数のスポーク及びグリップによって的確に拘束されるので、主エアバックをより良好に支持できる。

また、本発明の他の特徴は、補助エアバックは、その展開時の内圧が前記主エアバックの展開時の内圧よりも高くなるようにしたことにある。これによれば、補助エアバックは、主エアバックの前方への変位をより的確に拘束し、主エアバックをより良好に支持できる。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明に係るエアバック装置を含む車両の操舵装置の一部を示す斜視図である。図２は、図１の２−２線方向に見た車両の操舵装置の縦断面図に、電気制御装置を付加した図である。

この車両の操舵装置は、操舵ハンドル１０を有する。操舵ハンドル１０は、ハブ１１と、ハブ１１を収容するハウジング１２とを備えている。ハブ１１は、ステアリングシャフト１３の上端に一体回転するようにナット１４により固定されている。ステアリングシャフト１３は、その下部にて、図示しない転舵機構を介して左右前輪に機械的に連結されて、その軸線周りの回転により左右前輪を転舵する。

操舵ハンドル１０は、同ハンドル１０が中立位置にある状態で、ハウジング１２の左右両側から左右外側方向に延設されたスポーク１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂを備えている。スポーク１５ａ，１５ｂは、それらの内側端にてハブ１１の左側面の上部及び下部に一体的にそれぞれ連結され、ハウジング１２を貫通して、ステアリングシャフト１３の軸線方向と直交する面内にて左方向に延設されている。スポーク１５ａ，１５ｂは、それらの中間部にてそれぞれステアリングシャフト１３の軸線方向上方にほぼ直角に曲げられ、各上端部にて連結部１５ｃによって一体的に連結されている。連結部１５ｃの外周上には樹脂製のグリップ１７が組み付けられている。スポーク１６ａ，１６ｂは、それらの内側端にてハブ１１の右側面の上部及び下部に一体的にそれぞれ連結され、ハウジング１２を貫通して、ステアリングシャフト１３の軸線方向と直交する面内にて右方向に延設されている。スポーク１６ａ，１６ｂは、それらの中間部にてそれぞれステアリングシャフト１３の軸線方向上方にほぼ直角に曲げられ、各上端部にて連結部１６ｃによって一体的に連結されている。連結部１６ｃの外周上には樹脂製のグリップ１８が組み付けられている。これらの連結部１５ｃ，１６ｃ及びグリップ１７，１８は、本実施形態では直線的であるが、円弧状であってもよい。

これにより、運転者がグリップ１７，１８を把持して操舵ハンドル１０を回動操作すれば、ステアリングシャフト１３が軸線周りに回転して左右前輪が転舵される。本実施形態の場合、グリップ１７，１８は、図示しない機構により、例えば、中立位置から左右に１３５度程度の小さな範囲内で回転が可能である。なお、このようなグリップ１７，１８の小さな回転範囲でも、図示しないステアリングギヤ比を可変する機構（ＶＧＲＳ機構）を利用すれば、左右前輪は十分に大きな転舵角まで転舵される。一方、このグリップ１７，１８の小さな回転範囲は、運転者による操舵ハンドル１０の持ち換えを不要とする。また、全円周の一部を切り欠いた非円形のグリップ１７，１８は、それらの間の空間を提供することにより、メータなどの視認性を高める。

ハウジング１２は、底面部１２ａを有する円筒状に形成されて、底面部１２ａの上面にてハブ１１に固定されている。ハウジング１２の上端部には、仕切り部１２ｂ上にて、円形の凹部からなって主エアバック２１を収容した収容室１２ｃが形成されている。ハウジング１２の側面中間部には、環状の凹部からなって補助エアバック２２を収容する収容室１２ｄが形成されている。主エアバック２１は、運転席側に展開されて若干扁平な球状に膨張するもので、折り畳まれた状態で収容室１２ｃ内に収容されている。主エアバック２１のガス封入口には、ガス発生剤とスクイブを収容したインフレータ２１ａが設けられており、インフレータ２１ａは仕切り部１２ｂに固定されている。補助エアバック２２は、スポーク１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂと主エアバック２１の間にて展開されて環状すなわちドーナツ状に膨張するもので、折り畳まれた状態で収容室１２ｄ内に収容されている。補助エアバック２２のガス封入口には、ガス発生剤とスクイブを収容したインフレータ２２ａが設けられており、インフレータ２２ａはハウジング１２の側面部に固定されている。

この場合、補助エアバック２２の展開時の内圧が主エアバック２１の展開時の内圧よりも高くなるように、補助エアバック２２の展開時の単位体積に対するインフレータ２２ａに収容されたガス発生剤の量（すなわちインフレータ２２ａに収容されたガス発生剤の量を補助エアバック２２の展開時の体積で除した値）は、主エアバック２１の展開時の単位体積に対するインフレータ２１ａに収容されたガス発生剤の量（すなわちインフレータ２１ａに収容されたガス発生剤の量を主エアバック２１の展開時の体積で除した値）よりも大きい。また、補助エアバック２２は、その展開時における外径が、スポーク１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ及びグリップ１７，１８の最大外径よりも大きくなるようになっている。

ハウジング１２の収容室１２ｃの上端面は、円形状の樹脂製のパッドカバー２３により覆われている。ハウジング１２の収容室１２ｄの外側面は、円筒状の樹脂製のパッドカバー２４により覆われている。パッドカバー２３，２４にはそれぞれ適宜箇所に破断予定部が設けられ、両エアバック２１，２２の展開時には、パッドカバー２３，２４が破断されるようになっている。

次に、両エアバック２１，２２を展開させる電気制御装置について説明する。電気制御装置は、前後加速度センサ３１及び電子制御ユニット３２を備えている。前後加速度センサ３１は、車体に組み付けられて、車体に作用する前後加速度Ｇを検出する。なお、前後加速度Ｇは、車体の前方向を正とし、後方向を負とする。したがって、本発明に関係する車体の衝突時には、前後加速度Ｇは大きな負の値となる。電子制御ユニット３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びタイマからなるマイクロコンピュータを含み、所定の短時間ごとに図３のエアバック展開制御プログラムを繰り返し実行することにより、主エアバック２１及び補助エアバック２２の展開を制御する。

上記のように構成した車両の操舵装置の作動を説明する。車両走行中、運転者がグリップ１７，１８を把持して操舵ハンドル１０を中立位置に保っていれば、左右前輪も中立位置に保たれて、車両は直進する。一方、運転者が操舵ハンドル１０を左右に回動操作すれば、この回動はステアリングシャフト１３に伝達され、左右前輪は左右に転舵されて、車両は左右に旋回する。

このような車両走行中、電子制御ユニット３２は、図３のステップＳ１０〜Ｓ１５からなるエアバック展開制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。このエアバック展開制御プログラムにおいては、ステップＳ１１にて、前後加速度センサ３１から前後加速度Ｇが入力され、前後加速度Ｇが負の所定値−Ｇ１以下であるかが判定される。この所定値−Ｇ１は、車両が前方物体と衝突した場合のように、絶対値の極めて大きな負の加速度（すなわち極めて大きな減速度）を表す値に予め設定されている。これにより、このステップＳ１１の判定処理は、車両の前方物体への衝突の検出を意味する。今、前後加速度Ｇが所定値−Ｇ１以下でなければ、電子制御ユニット３２は、ステップＳ１１にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１５にてこのエアバック展開制御プログラムの実行を一旦終了する。

一方、車両が前方物体に衝突して、前後加速度Ｇが所定値−Ｇ１以下であると、電子制御ユニット３２は、ステップＳ１１にて「Ｙｅｓ」と判定して、プログラムをステップＳ１２以降に進める。ステップＳ１２においては、電子制御ユニット３２は、補助エアバック２２のインフレータ２２ａ内のスクイブに通電して、同インフレータ２２ａ内のガス発生剤に着火する。これにより、高圧ガスが補助エアバック２２内に供給される。この高圧ガスの供給により、図４に示すように、補助エアバック２２はスポーク１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ上にて、環状すなわちドーナツ状に膨張する。この場合、補助エアバック２２は、その下面にて、スポーク１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂにより支持される。また、図５に主エアバック２１を省略して示すように、補助エアバック２２の展開時における外径は、スポーク１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ及びグリップ１７，１８の最大外径よりも大きくなるようになっている。したがって、補助エアバック２２は、締め代をもってスポーク１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ及びグリップ１７，１８に接触し、スポーク１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ及びグリップ１７，１８に挟まれて堅固に拘束される。

前記ステップＳ１２の処理後、電子制御ユニット３２は、ステップＳ１３にて所定の短時間だけ遅延する遅延制御処理を実行して、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４においては、電子制御ユニット３２が、主エアバック２１のインフレータ２１ａ内のスクイブに通電して、同インフレータ２１ａ内のガス発生剤に着火する。これにより、高圧ガスが主エアバック２１内に供給される。この高圧ガスの供給により、図４に示すように、主エアバック２１は操舵ハンドル１０の中央部から運転席側に展開されて、若干扁平な球状に膨張する。その結果、主エアバック２１は、補助エアバック２２の展開直後に展開されることになる。なお、主エアバック２１が補助エアバック２２よりも先に展開されることは好ましくないが、両エアバック２１，２２がほぼ同時に展開されるようにしてもよい。この場合、前記ステップＳ１３の処理を省略すればよい。

このように主エアバック２１及び補助エアバック２２の展開時には、補助エアバック２２は前述のようにその裏面の一部にてスポーク１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂによって支持され、主エアバック２１はその裏面にて補助エアバック２２により円周方向全体にわたって均等に支持される。したがって、上記実施形態によれば、主エアバック２１の前方への変位が円周方向全体にわたって均等に阻止され、運転者の前方への移動が主エアバックの反力により的確に拘束されて、運転者は良好に保護される。また、補助エアバック２２は、その展開時の内圧が主エアバック２１の展開時の内圧よりも高くなるので、補助エアバック２２は、主エアバック２１の前方への変位をより的確に拘束し、主エアバック２１をより良好に支持できる。

さらに、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

上記実施形態においては、主エアバック２１及び補助エアバック２２に対してそれぞれ独立したインフレータ２１ａ，２２ａを設けるようにした。しかし、これに代えて、図６に示すように、一つのインフレータ４１を主エアバック２１及び補助エアバック２２に対して共通に設けるようにしてもよい。インフレータ４１は、図７にその部分を拡大して示すように、上面及び下面を封止した円筒状のケース４１ａの側面に複数のガス流出孔４１ｂを設け、ケース４１ａの内部にガス発生剤及びスクイブを収容する。インフレータ４１の径方向外側には、ケース４１ａの外周面上に小さな隙間Ｓ１を隔てて、円筒状の分流器４２が組み付けられている。分流器４２の側部には、内周面から外周面に貫通する複数のガス流出孔４２ａが設けられている。

主エアバック２１のガス封入口は、ケース４１ａの外周面と分流器４２の内周面の間の隙間Ｓ１に連通するように、分流器４２の上面に密着固定される。補助エアバック２２のガス封入口は、分流器４２のガス流出孔４２ａに連通するように、分流器４２の側面に密着固定される。この場合、主エアバック２１及び補助エアバック２２の展開時に、補助エアバック２２内の内圧を主エアバック２１内に内圧よりも高く設定するために、ガス流出孔４２ａによる直径Ｓ２は前記隙間Ｓ１に比べて大きく設定されている。具体的には、インフレータ４１から補助エアバック２２内に高圧ガスを流入させるためのガス流出孔４２ａによる全開口面積は、インフレータ４１から主エアバック２１内に高圧ガスを流入させるための前記隙間Ｓ１による全開口面積に比べて大きい。

この変形例においては、上記実施形態のように主エアバック２１と補助エアバック２２を全く独立に構成しなくても、主エアバック２１の下面と補助エアバック２２の上面とを共通にしてもよい。また、上記実施形態のように、主エアバック２１と補助エアバック２２を全く独立に構成してもよい。また、この変形例においては、インフレータ４１を一つのみ用いるので、電子制御ユニット３２は、図３のフローチャートにおいてステップＳ１２にてインフレータ４１のスクイブに通電する処理を実行し、ステップＳ１３，Ｓ１４を省略したエアバック展開制御プログラムを実行する。他の構成に関しては、上記実施形態と同様である。

上記のように構成した変形例においては、車両が前方物体に衝突した際には、インフレータ４１のスクイブに通電され、インフレータ４１のガス流出孔４１ｂから高圧ガスが発生される。この高圧ガスの一部は、分流器４２のガス流出孔４２ａを介して補助エアバック２２内に流入する。また、前記高圧ガスの一部は、インフレータ４１のケース４１ａの外周面と分流器４２の内周面の間の隙間Ｓ１を介して、主エアバック２１内に流入する。そして、図８に示すように、補助エアバック２２及び主エアバック２１が展開されると、補助エアバック２２は、上記実施形態の場合と同様に、その裏面の一部にてスポーク１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂによって支持され、主エアバック２１はその裏面にて補助エアバック２２により円周方向全体にわたって均等に支持される。したがって、この変形例においても、主エアバック２１の前方への変位が円周方向全体にわたって均等に阻止され、運転者の前方への移動が主エアバックの反力により的確に拘束されて、運転者は良好に保護される。また、補助エアバック２２の展開時の内圧は、ケース４１ａと分流器４２の間の隙間Ｓ１に対する、分流器４２のガス流出孔４２ａの直径Ｓ２の調整により、主エアバック２１の展開時の内圧よりも適度に高くなるので、補助エアバック２２は、主エアバック２１の前方への変位をより的確に拘束し、主エアバック２１をより良好に支持できる。

また、一つのインフレータ４１のみを用いた上記変形例において、図９及び図１０に示すように、分流器４２を省略して、主エアバック２１と補助エアバック２２を連通させるようにしてもよい。この場合、主エアバック２１の下面と補助エアバック２２の上面とを共通にして、同共通の部分に、主エアバック２１と補助エアバック２２を連通させる一つ又は複数の連通孔４３を設ける。他の部分は、上記変形例と同じである。

このように構成した変形例においても、車両が前方物体に衝突した際には、インフレータ４１のスクイブに通電され、インフレータ４１のガス流出孔４１ｂから高圧ガスが発生される。この高圧ガスの一部は、補助エアバック２２内に流入する。そして、補助エアバック２２内に流入した高圧ガスの一部は、連通孔４３を介して、主エアバック２１内に流入する。そして、図１０に示すように、補助エアバック２２及び主エアバック２１が展開されると、補助エアバック２２は、上記変形例の場合と同様に、その裏面の一部にてスポーク１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂによって支持され、主エアバック２１はその裏面にて補助エアバック２２により円周方向全体にわたって均等に支持される。また、インフレータ４１から発生された高圧ガスは、最初に補助エアバック２２内に流入し、その一部が主エアバック２１内に流入するので、補助エアバック２２の展開時の内圧が主エアバック２１の展開時の内圧よりも高くなる。したがって、この変形例においても、補助エアバック２２は、主エアバック２１の前方への変位をより的確に拘束し、上記変形例の場合と同様な効果が期待される。

また、本発明は、上記実施形態及び変形例に係る形状の操舵ハンドル１０に限定されることなく、ステアリングシャフト１３に一体回転するように一端にてそれぞれ連結されて外側に延設された複数のスポークと、複数のスポークの他端にそれぞれ設けられたグリップとからなり、グリップを全周の一部分にのみ設けるとともに他の部分に設けないようにした操舵ハンドルに広く適用される。例えば、図１１に示すように、操舵ハンドル１０が中立位置にある状態で、グリップ１７，１８の両下端間を半円上のグリップ１９で一体的に連結するようにした操舵ハンドル１０にも適用される。このような変形例によっても、グリップが全周の一部において省略されているので、メータなどの運転者による視認性が低下することはない。

また、上記実施形態及び変形例においては、左右一対ずつの合計４本のスポーク１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂを設けるようにした。しかし、これに限らず、スポークに関しては複数であれば何本設けるようにしてもよい。好ましくは、左右にそれぞれ２本又は２本以上のスポークがあることが好ましい。

さらに、上記実施形態においては、ステアリングシャフト１３に左右前輪が機械的に連結された車両の操舵装置に本発明を適用した。しかし、本発明は、ステアリングシャフト１３と左右前輪の機械的な連結をなくし、操舵ハンドル１０（ステアリングシャフト１３）の回転角に応じて電動アクチュエータにより左右前輪を転舵するようにしたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置にも適用される。

本発明の一実施形態に係るエアバック装置を含む車両の操舵装置の一部を示す斜視図である。 図１の２−２線方向に見た車両の操舵装置の縦断面図に、電気制御装置を付加した図である。 図１の電子制御ユニットにより実行されるエアバック展開制御プログラムを示すフローチャートである。 主エアバック及び補助エアバックの展開状態を示す概略側面図である。 主エアバックを省略して、補助エアバックの展開状態を示す概略上面図である。 前記実施形態の変形例に係る車両の操舵装置の図２に対応させた縦断面図に、電気制御装置を付加した図である。 図６の変形例に係る車両の操舵装置におけるインフレータ部分を拡大して示す拡大部分図である。 図６の変形例に係る車両の操舵装置において主エアバック及び補助エアバックの展開状態を示す概略側面図である。 前記実施形態の他の変形例に係る車両の操舵装置の図２に対応させた縦断面図に、電気制御装置を付加した図である。 図９の変形例に係る車両の操舵装置において主エアバック及び補助エアバックの展開状態を示す概略側面図である。 前記実施形態の操舵ハンドルの形状を変更した変形例に係るエアバック装置を含む車両の操舵装置の一部を示す斜視図である。

符号の説明

１０…操舵ハンドル、１１…ハブ、１２…ハウジング、１３…ステアリングシャフト、１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ…スポーク、１７，１８，１９…グリップ、２１…主エアバック、２１ａ…インフレータ、２２…補助エアバック、２２ａ…インフレータ、２３，２４…パッドカバー、４１…インフレータ、４１ｂ…ガス流出孔、４２…分流器、４２ａ…ガス流出孔、４３…連通孔

Claims (3)

1. ステアリングシャフトに一体回転するように一端にてそれぞれ連結されて外側に延設された複数のスポークと、前記複数のスポークの他端に設けられたグリップとからなり、前記グリップを全周の一部分にのみ設けるとともに他の部分に設けないようにした操舵ハンドルに適用された車両のエアバック装置において、
   操舵ハンドルの中央部から運転席側に展開される主エアバックと、
   前記主エアバックの裏面側にて環状に展開されて正面にて前記主エアバックを支持し、裏面にて前記複数のスポークに支持される補助エアバックと
   を備えたことを特徴とする車両のエアバック装置。
2. 前記補助エアバックは、その展開時の外径が前記グリップの外径よりも大きくなるようにした請求項１に記載の車両のエアバック装置。
3. 前記補助エアバックは、その展開時の内圧が前記主エアバックの展開時の内圧よりも高くなるようにした請求項１又は２に記載の車両のエアバック装置。

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