JP4967348B2 - エアバック装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングホイールに取り付けられるエアバック装置に関する。

従来、ステアリングホイール内に固定され、ステアリングホイールと共に回動するエアバック装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ステアリングホイールに配置され、かつステアリングホイールが回転してもパッドが静止状態にされるエアバック装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、ステアリングホイールの回転に抗して、常時静止状態を保つパッド部と、このパッド部の内部に収納されたエアバックと、気体発生器と、を備えたステアリング装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開平５−１１２１９７号公報 実開平５−１６５１６号公報 特公平６−６７７１２号公報

しかしながら、上記特許文献１に示すエアバック装置においては、ステアリングホイールの回転に伴って、エアバックも回転する。この為、エアバックが展開したときの状態が、設計時の意図した状態と相違する為、乗員を適切に保護できない虞がある。なお、上記特許文献２及び上記特許文献３に示す装置において、エアバックを含むエアバックアッシーと共に、パッドも静止状態に維持される。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、乗員を適切に保護することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
ステアリングホイールに取り付けられ、ガスを発生させるインフレータと、
該インフレータから発生した前記ガスが導入され、展開するエアバックと、
該エアバックを固定するプレートと、を備えるエアバック装置であって、
前記エアバック及び前記プレートは、前記インフレータに対して、相対回転が可能なように取り付けられ、
前記インフレータから前記エアバックへ前記ガスを導入するガス流路には、ガイドが挿入され、
前記ガイドは、前記エアバックの展開時において、前記インフレータと前記プレートとの間に嵌挿され、前記ガスは前記ガイドを介して、前記エアバック内へ導入されることを特徴とするエアバック装置である。

この一態様によれば、前記エアバック及び前記プレートは、前記インフレータに対して、相対回転が可能なように取り付けられている。これにより、エアバックを最適な状態で展開させ、乗員を適切に保護することができる。

この一態様において、前記インフレータから前記エアバックへ前記ガスを導入するガス流路には、ガイドが挿入され、前記ガイドは、前記エアバックの展開時において、前記インフレータと前記プレートとの間に嵌挿され、前記ガスは前記ガイドを介して、前記エアバック内へ導入されることにより、ガス流路におけるガス漏れを防止することができる。

この一態様において、前記ガイドにおいて、前記プレート側の外径は、前記インフレータ側の外径より小さく形成されているのが好ましい。

この一態様において、前記ガイドは、例えば、略円錐形に形成されていてもよい。インフレータとプレートとの位置がずれた場合でも、このずれを補正することができ、ガス漏れをより確実に防止することができる。
また、この一態様において、前記インフレータと前記プレートとは、回転中心において固定部材を介して、相対回転が可能なように取り付けられているのが好ましい。これにより、ステアリングホイールの回転にかかわらず、エアバックの展開形状を一定に維持することができる。

この一態様において、前記ガス流路は、前記固定部材に形成されていてもよい。回転中心となる固定部材は、インフレータとプレートとの間の位置ずれに影響されない為、ガス流路をより確実に確保することができる。

この一態様において、少なくとも前記プレートと前記エアバックを備えたアッシーの車両下方側に、ウエイトが取り付けられていてもよい。これにより、ステアリングホイールの回転にかかわらず、アッシーを一定の位置に維持することができる。

本発明によれば、乗員を適切に保護することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両用のエアバック装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
（第１の実施の形態）
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るエアバック装置が取り付けられるステアリングホイールの一例を示す図である。また、図１（ａ）は、ステアリングホイールが真直ぐの状態（中立位置）を示す図であり、図１（ｂ）は、ステアリングホイールが反時計方向に回転された状態を示す図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係るエアバック装置を示す図であり、図１（ａ）に示すステアリングホイールを直線Ａ−Ａ′で切断した際の断面図である。なお、以下、説明において、上下方向は車両上下方向を指す。

ステアリングホイール２０は、略環状のリム部２０ａと、その略中心部に位置するボス部２０ｂと、リム部２０ａとボス部２０ｂを連結する複数（例えば、４つ）のスポーク部２０ｃと、から構成されている。

ステアリングホイール２０のボス部２０ｂには、ステアリングシャフト２１の上端部が、ナット等によって締結されている。したがって、ステアリングホイール２０は、例えば、ステアリングシャフト２１を回転中心に、回転する。

本実施形態に係るエアバック装置１は、ステアリングホイール２０のボス部２０ｂの略中心部に内蔵されている。ボス部２０ｂにおいて、エアバック装置１は、樹脂等からなり、曲面形状のパッドカバー２によって、所定距離だけ離間した状態で覆われている（図２）。

パッドカバー２には、インフレータ３を固定する為のインフレータブラケット４が、複数組のボルト４ａ及びナット４ｂにより、締結されている。インフレータブラケット４の略中央部には、開口部が形成され、この開口部にインフレータ３が嵌合している。

インフレータ３の外周には、フランジ部３ａが延設され、このフランジ部３ａとインフレータブラケット４が複数組のボルト４ｃ及びナット４ｄにより締結されている。これにより、インフレータ３はインフレータブラケット４に嵌合した状態で固定されている。

インフレータブラケット４には、パッド取付ブラケット５が、複数組のボルト５ａ、スプリング５ｂ、及びナット５ｃにより締結されている。パッド取付ブラケット５には、ステアリングシャフト２１の上端部が、ナット等により締結されている。したがって、ステアリングホイール２０、インフレータブラケット４、インフレータ３、及びパッド取付ブラケット５は、一体となって、ステアリングシャフト２１と共に回転する。

インフレータ３は、略直方体状に形成されたインフレータハウジング３ｂと、このインフレータハウジング３ｂの内部に収納され、車両の衝撃を検出する周知のエアバックセンサ（図示しない）と、を有している。

なお、エアバックセンサは、インフレータハウジング３ｂの外部に配設されていてもよい。また、インフレータハウジング３ｂ内には、エアバックセンサにより検出された衝撃に基づいて燃焼するガス発生剤３ｃが収納されている。

例えば、エアバックセンサにより検出された衝撃に基づいて雷管により着火剤が着火され、ガス発生剤３ｃが燃焼を開始する。ガス発生剤３ｃは燃焼すると、大量のガスを発生させる。車両衝突時において、このガスが後述のエアバック８内に導入され、エアバック８が展開（膨張）することで、乗員がステアリングホイール２０、インストルメントパネル等に衝突する、いわゆる二次衝突を防止することができる。

インフレータハウジング３ｂの運転者側の端面には、ガス発生剤３ｃにより発生したガスがインフレータハウジング３ｂから流出する為の、略円形状に開口する穴部３ｄが複数形成されている。インフレータハウジング３ｂの穴部３ｄは、後述の回転ピン６を中心とした円周に沿って、所定間隔で複数形成されている。

インフレータハウジング３ｂの運転者側の端面には、回転ピン６によりバック取付プレート７が、インフレータハウジング３ｂに対して、回転可能に取り付けられている。なお、バック取付プレート７がインフレータハウジング３ｂに対して回転可能に取り付けられていれば、種々の方法により取り付けられていてもよい。また、バック取付プレート７は、鉄、アルミニュウム合金等からなり、略矩形状に形成されている。

バック取付プレート７には、当該プレート７を貫通する貫通孔７ａが回転ピン６を中心とした円周に沿って、所定間隔で複数形成されている。また、バック取付プレート７の貫通孔７ａと、インフレータハウジング３ｂの穴部３ｄと、が連通するように、これら貫通孔７ａと穴部３ｄとは、同一円周上に夫々形成され、さらに、所定間隔、大きさ、形状等が最適なように夫々調整されている。

バック取付プレート７の運転者側の端面には、エアバック８の開口縁部が気密状に固着されている。バック取付プレート７の各貫通孔７ａは、エアバック８内部に連通している。エアバック８は、折畳まれた状態でバックカバー９内に収納されている。

エアバック８内にガスが導入されると、折畳まれた状態のエアバック８が展開する。なお、エアバック８が、通常時、バックカバー９内に収納されることで、エアバック８とパッドカバー９との接触を確実に防止される。

バック取付プレート７、エアバック８の開口縁部、及びバックカバー９は、ボルト９ａ、バックリテナー９ｂ、及びナット９ｃにより連結されている。このように、バック取付プレート７、エアバック８、及びバックカバー９は一体になり、エアバックアッシー１０を構成する。

また、上述の如く、エアバックアッシー１０のバック取付プレート７は、インフレータ３に対して回転可能に取り付けられている。したがって、エアバックアッシー１０は、回転ピン６を中心にして、インフレータ３及びステアリングホイール２０に対して、相対的に回転する。

さらに、エアバックアッシー１０のバック取付プレート７が、インフレータ３に対して相対的に回転した場合でも、バック取付プレート７の貫通孔７ａとインフレータハウジング３ｂの穴部３ｄとが連通するように、上述の如く、貫通孔７ａ及び穴部３ｄの所定間隔、大きさ、形状等が最適なように調整されている。したがって、バック取付プレート７がインフレータ３に対して相対的に回転し、いずれの位置にある場合でも、インフレータハウジング３ｂの穴部３ｄとバック取付プレート７の貫通孔７ａとが連通したガス流路１１が形成される。インフレータ３内部で発生したガスは、このガス流路１１を介して、エアバック８内部に導入される。

なお、図２において、インフレータハウジング３ｂの運転者側の端面とバック取付プレート７との隙間は、説明の都合上、通常より大きく示されているが、実際は、微小の隙間となっている。

すなわち、バック取付プレート７がインフレータ３に対して相対的に回転したときに、これら３、７の間には、ほとんど摩擦力が生じないような、微小距離が確保されている。したがって、ガス流路１１内を流れるガスは、この隙間からほとんど漏れることがない。

バック取付プレート７の下方側には、鉛等からなるウエイト１２が取り付けられている（図３（ａ）及び（ｂ））。この為、バック取付プレート７の下方側は、当該プレート７の他部分と比較して相対的に重くなる。したがって、バック取付プレート７を含むエアバックアッシー１０は、ウエイト１２に対する重力Ｇの作用により、バック取付プレート７の下方側が常時、鉛直下方向に向くような力を受ける。

さらに、上述の如く、エアバックアッシー１０は、回転ピン６を中心にして、ステアリングホイール２０に対して、相対的に回転する。したがって、ステアリングホイール２０が中立位置にあるときは、エアバックアッシー１０の下方側が、鉛直下方向を向いた状態となる（図１（ａ））。

一方、ステアリングホイール２０が時計方向又は反時計方向に回転された場合でも、上述した鉛直下方向に向く力の作用により、エアバックアッシー１０の下方側が、鉛直下方向を向いた状態で維持される（図１（ｂ））。

なお、バック取付プレート７に取り付けられるウエイト１２の質量は、例えば、バック取付プレート７とインフレータハウジング３ｂとの間に生じる摩擦力に基づいて、適切に設定される。具体的には、ステアリングホイール２０が回転されたときに、エアバックアッシー１０が常時、鉛直下方向に向くような、最適な質量が、実験値又は設計計算値に基づいて設定される。

ところで、エアバック８としては、当該エアバック８が膨張したときに、乗員の頭部を確実に保護する目的で、例えば、上方側に大きく展開するような、いわゆる非対称エアバック８が採用されることがある（図４（ａ））。

この非対称エアバックが採用された場合、従来、ステアリングホイールと共に、エアバックアッシーも回転し、本来上方側に大きく展開するべきエアバックが、左右方向に大きく展開することになる（図４（ｂ））。これにより、乗員を適切に保護することができない虞がある。

そこで、本実施例に係るエアバック装置１において、ステアリングホイール２０が回転されたときでも、エアバックアッシー１０が常時、鉛直下方向に向くように構成されている。これにより、非対称エアバック８が採用され、ステアリングホイール２０が回転された場合でも、エアバックアッシー１０が常時、鉛直下方向に向くように構成されている為、エアバック８を設計通りに（例えば、上方側を大きく）、最適な方向へ展開させることが可能となる。

次に、本実施形態に係るエアバック装置１の作用について説明する。

例えば、車両衝突時において、エアバックセンサにより衝撃が検出されると、インフレータハウジング３ｂ内部でガスが発生する。発生したガスは、インフレータハウジング３ｂの穴部３ｄから流出し、バック取付プレート７の貫通孔７ａを通り、エアバック８内部に流入する。エアバック８内部にガスが流入すると、エアバック８は展開して、乗員を保護する。

なお、ステアリングホイール２０が回転した場合でも、バック取付プレート７に取り付けられるウエイト１２の重力Ｇの作用により、エアバックアッシー１０は、常時、鉛直下方向に向く為（図１（ｂ））、エアバック８は、設計通りの方向に、最適な状態で展開する。

以上、本実施の形態に係るエアバック装置１において、エアバックアッシー１０は、回転ピン６を中心にして、ステアリングホイール２０に対して、相対的に回転する。また、バック取付プレート７の下方側には、ウエイト１２が取り付けられている。これにより、ステアリングホイール２０が回転された場合でも、エアバックアッシー１０が常時、鉛直下方向に向くように構成される。したがって、エアバック８を設計通りに、最適な状態で展開させることが可能となる。すなわち、乗員をエアバック８により適切に保護することができる。
（第２の実施の形態）
図５（ａ）は、第２の実施の形態に係るガイド１３がインフレータハウジング３ｂの穴部３ｄに嵌合した状態を示す図である。なお、図５（ａ）、図６（ａ）及び（ｂ）において、穴部３ｄとガイド１３との間の隙間は、説明の都合上、通常よりも大きく示されているが、実際は穴部３ｄにガイド１３が嵌合し、通常状態において、一定の位置に保持されている。また、インフレータハウジング３ｂの運転者側の端面とバック取付プレート１７との隙間は、説明の都合上、通常より大きく示されているが、実際は、微小の隙間である。

図５（ａ）に示す如く、本発明の第２の実施の形態において、ガス流路３１内に、当該流路３１内を流動するガスを導くガイド１３が設けられている。ガイド１３は、例えば、樹脂等からなり、円筒状に形成されている（図５（ｂ））。

また、ガイド１３の内部には、所定値以上の圧力が掛かると（例えば、インフレータ３から流出し、ガス流路３１を流れるガスの圧力が所定値以上となると）外筒部の肉厚より薄い肉厚の破れる膜１３ａが形成されている。

さらに、バック取付プレート１７の貫通孔１７ａは、穴部３ｄと略同一の径の同径部１７ｂと、ガイド１３の外径よりも小さく形成された縮径部１７ｃと、を有している（図５（ａ））。ガイド１３は、通常、インフレータハウジング３ｂの穴部３ｄに嵌合しており、穴部３ｄ及び貫通孔１７ａの同径部１７ｂにおいて摺動可能である。

他の構成は図１乃至図４に示す第１の実施の形態と略同一である。図５及び図６において、図１乃至図４に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

インフレータ３内部でガスが発生すると、このガスはガス流路３１内に流入し、ガイド１３内部の膜１３ａに圧力が掛かる。ガイド１３の膜１３ａに圧力が掛かると、インフレータハウジング３ｂの穴部３ｄ側からバック取付プレート１７の貫通孔１７ａ側に移動し（図６（ａ））、貫通孔１７ａの縮径部１７ｃで止まる。

この状態で、ガイド１３の膜１３ａに掛かる圧力が所定圧力を超えると、外筒部の肉厚より薄い肉厚の膜１３ａが破れ、ガスはガイド１３内部及び貫通孔１７ａの縮径部１７ｃを通り、エアバック８内に流入する（図６（ｂ））。これにより、上述したインフレータハウジング３ｂとバック取付プレート７との僅かな隙間からガスが漏れるのを、より確実に防止することができる。
（第３の実施の形態）
図７（ａ）は、第３の実施の形態に係るガイド３７がインフレータハウジング３ｂの穴部３ｄに嵌合した状態の一例を示す図であり、インフレータハウジング３ｂの穴部３ｄと、バック取付プレート１７の貫通孔１７ａと、がずれた状態を示す図である。

なお、図７（ａ）及び（ｂ）において、穴部３ｄとガイド３７との間の隙間は、説明の都合上、通常よりも大きく示されているが、実際は穴部３ｄにガイド３７が嵌合し、通常状態において、一定の位置に保持されている。また、インフレータハウジング３ｂの運転者側の端面とバック取付プレート１７との隙間は、説明の都合上、通常より大きく示されているが、実際は、微小の隙間である。

本発明の第３の実施の形態に係るガイド３７は、外筒部の肉厚より薄い肉厚で形成され、所定値以上の圧力が掛かると破れる膜部３７ａと、バック取付プレート１７側の端部が円錐状に形成された円錐部３７ｂと、を有している。また、円錐部３７ｂの先端には、開口部３７ｃがあり、ガイド３７内部を通過したガスは、この開口部３７ｃから流出する。

他の構成は図１乃至図６に示す第１及び第２の実施の形態と略同一である。図７において、図１乃至図６に示す第１及び第２の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

インフレータ３内部でガスが発生すると、このガスは穴部３ｄ内に流入し、ガイド３７内部の膜３７ａに圧力が掛かる。ガイド３７の膜３７ａに圧力が掛かると、インフレータハウジング３ｂの穴部３ｄ側からバック取付プレート１７の貫通孔１７ａ側に移動する。

このとき、インフレータハウジング３ｂの穴部３ｄとバック取付プレート１７の貫通孔１７ａとが、ずれている場合、図７（ｂ）に示す如く、穴部３ｄ側から貫通孔１７ａ側へ移動したガイド３７の円錐部３７ｂが貫通孔１７ａの同径部１７ｂに当り、さらに、同径部１７ｂ内へ進入することで、穴部３ｄと貫通孔１７ａとの位置合わせが行われる。

したがって、ガスがインフレータ３からエアバック８へ導入される際、穴部３ｄの位置と貫通孔１７ａの位置とを常時一致させることができる。この為、ガス流路が確実に確保され、ガス漏れを抑制しつつ、インフレータ３のガスをエアバック８へより確実に導入することができる。
（第４の実施の形態）
図８は、第４の実施の形態に係るインフレータにバック取付プレートが取りけられた状態を示す図である。

インフレータハウジング３ｂの運転者側の端面には、回転ピン４６によりバック取付プレート４７が、インフレータハウジング３ｂに対して、回転可能に取り付けられている。回転ピン４６の内部には、ガス流路４６ａが形成されている。このガス流路４６ａを介して、インフレータハウジング３ｂの内部とエアバック８内部とが連通している。

他の構成は図１乃至図７に示す第１乃至第３の実施の形態と略同一である。図８において、図１乃至図７に示す第１乃至第３の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

インフレータハウジング３ｂ内で発生したガスは、回転ピン４６内部に形成されたガス流路４６ａを通り、エアバック８内部に流入することで、エアバック８は展開する。これにより、回転ピン４６内部においてガス流路４６ａが確実に確保され、ガス流路４６ａにおけるガス漏れをより確実に抑制することができる。また、上述した第１乃至第３の実施の形態に示すように、バック取付プレート７、１７上に貫通孔７ａ、１７ａを形成する必要がないことから、バック取付プレート４７に取り付けられるウエイト１２の位置、大きさ等の設計上の制約を受けることが無く、設計の自由度が高い。

なお、本実施の形態の変形例として、回転ピン４６のガス流路４６ａ内に円筒状のガイドを設けてもよい。これにより、ガス流路４６ａにおけるガス漏れをさらに確実に抑制することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

本発明は、車両に搭載され、ステアリングホイールに取り付けられるエアバック装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

（ａ）本発明の第１の実施の形態に係るエアバック装置が取り付けられるステアリングホイールの一例を示す図であり、ステアリングホイールが真直ぐの状態を示す図である。（ｂ）本発明の第１の実施の形態に係るエアバック装置が取り付けられるステアリングホイールの一例を示す図であり、ステアリングホイールが反時計方向に回転された状態を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るエアバック装置を示す図であり、図１（ａ）に示すステアリングホイールを直線Ａ−Ａ′で切断した際の断面図である。 （ａ）バック取付プレートの下方側にウエイトが取り付けられた状態を示す図である。（ｂ）図３（ａ）に示すバック取付プレートの側面図である。 （ａ）非対称エアバックが上方側に展開したときの状態の一例を示す図である。（ｂ）従来の、ステアリングホイールが回転し、エアバックが左右方向に展開した状態の一例を示す図である。 （ａ）第２の実施の形態に係るガイドがインフレータハウジングの穴部に嵌合した状態を示す図である。（ｂ）第２の実施の形態に係るガイドの斜視図である。 （ａ）ガイドがインフレータハウジングの穴部側からバック取付プレートの貫通孔側へ移動する状態の一例を示す図である。（ｂ）ガイドの膜が破れ、ガスはガイド内部及び貫通孔の縮径部を通り、エアバック内に流入する状態の一例を示す図である。 （ａ）第３の実施の形態に係るガイドがインフレータハウジングの穴部に嵌合した状態の一例を示す図である。（ｂ）インフレータハウジングの穴部とバック取付プレートの貫通孔との位置合わせが行われる状態の一例を示す図である。 第４の実施の形態に係るインフレータにバック取付プレートが取りけられた状態を示す図である。

符号の説明

１ エアバック装置
３ インフレータ
３ｄ 穴部
６ 回転ピン
７ バック取付プレート
７ａ 貫通孔
８ エアバック
１２ ウエイト
１３ ガイド
２０ ステアリングホイール

Claims (6)

1. ステアリングホイールに取り付けられ、ガスを発生させるインフレータと、
   該インフレータから発生した前記ガスが導入され、展開するエアバックと、
   該エアバックを固定するプレートと、を備えるエアバック装置であって、
   前記エアバック及び前記プレートは、前記インフレータに対して、相対回転が可能なように取り付けられ、
   前記インフレータから前記エアバックへ前記ガスを導入するガス流路には、ガイドが挿入され、
   前記ガイドは、前記エアバックの展開時において、前記インフレータと前記プレートとの間に嵌挿され、前記ガスは前記ガイドを介して、前記エアバック内へ導入されることを特徴とするエアバック装置。
2. 請求項１記載のエアバック装置であって、
   前記ガイドにおいて、前記プレート側の外径は、前記インフレータ側の外径より小さく形成されていることを特徴とするエアバック装置。
3. 請求項２記載のエアバック装置であって、
   前記ガイドは、略円錐形に形成されていることを特徴とするエアバック装置。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１項記載のエアバック装置であって、
   前記インフレータと前記プレートとは、回転中心において固定部材を介して、相対回転が可能なように取り付けられていることを特徴とするエアバック装置。
5. 請求項４記載のエアバック装置であって、
   前記ガス流路は、前記固定部材に形成されていることを特徴とするエアバック装置。
6. 請求項１乃至５のうちいずれか１項記載のエアバック装置であって、
   少なくとも前記インフレータと前記エアバックを備えたアッシーの車両下方側に、ウエイトが取り付けられていることを特徴とするエアバック装置。

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