以下、本発明を車両用のエアバッグ装置付きステアリングホイールに具体化した一実施形態について、図1〜図13を参照して説明する。なお、以下の記載においては、車両の進行方向(前進方向)を前方として説明する。また、左右方向は車両の車幅方向であって車両前進時の左右方向と一致するものとする。また、ステアリングホイール本体は、ステアリングホイールのうち、エアバッグ装置及びホーンスイッチ機構以外の部位をいうものとする。
図1に示すように、ステアリングホイール10は、運転者が車両を操舵すべく把持するステアリングホイール本体11の中央部に、エアバッグ装置(エアバッグモジュール)20が一体に組付けられて構成されている。ステアリングホイール本体11は、ステアリングホイール10の骨格部分をなす芯金12を備えている。図2は、その芯金12の一部を示している。芯金12は、鉄、アルミニウム、マグネシウム、又はそれらの合金等によって形成されており、そのボス部12aにおいてステアリングシャフト14に固定されている。芯金12において、ボス部12aの周囲の複数箇所には貫通孔12cを有する保持部12bが芯金12の一部として設けられている。なお、芯金12において、保持部12bとそれ以外の箇所とを区別する必要がある場合には、後者の箇所を芯金本体12iというものとする。また、ここでの複数箇所とは、ボス部12aの左方、右方及び後方(図2の下方)の合計3箇所である。図11に示すように、各貫通孔12cの壁面12dは、上側ほど拡径するテーパ状をなしている。なお、図2では、このテーパ状の壁面12dの図示が省略されている。
図2及び図11の少なくとも一方に示すように、各保持部12bと芯金本体12iとの間であって、貫通孔12cの近傍には、弾性部材としてのクリップ13がそれぞれ組み込まれている。各クリップ13は、ばね綱等の金属からなる線材を所定形状に屈曲させることによって形成されていて、若干弾性変形させられた状態で保持部12b及び芯金本体12i間に組み込まれて芯金12に保持されている。クリップ13は、その一部、例えば端部において、保持部12b及び芯金本体12iの少なくとも一方に接触している。クリップ13は、後述するホーンスイッチ機構15の固定ピン31を芯金12に対し導通状態で係止する機能を有する。各クリップ13の一部は、貫通孔12cの下方近傍に位置している。
車両には、ホーン装置40(図9参照)が設けられており、これを作動させるための複数(本実施形態では3つ)のホーンスイッチ機構15が、各保持部12bにおいて、スナップフィット構造にて芯金12に装着されている。そして、これらのホーンスイッチ機構15を介してエアバッグ装置20が芯金12に支持されている。このように、各ホーンスイッチ機構15は、エアバッグ装置20の支持とホーンスイッチとの機能を兼ねている。
次に、エアバッグ装置20及びホーンスイッチ機構15のそれぞれについて説明する。
<エアバッグ装置20>
エアバッグ装置20は、図3及び図4の少なくとも一方に示すように、パッド部24、エアバッグ22及びインフレータ23をバッグホルダ21に組付けることによって構成されている。
パッド部24は、樹脂成形よりなり、表面が意匠面をなす外皮部24aと、その外皮部24aの裏面側(下側:図3及び図4では右側)に略四角環状に立設された収容壁部24bとを有している。収容壁部24bにて囲まれる外皮部24aの内側面は、バッグホルダ21との間に、エアバッグ22を主として収容するためのバッグ収容空間Xを形成している。外皮部24aのバッグ収容空間Xを形成する部位には、エアバッグ22の膨張展開時に押し破られる薄肉部24cが形成されている。
収容壁部24bの下端部(図4の右端部)には、矩形板状をなす複数(5つ)の係止爪24dが一体に形成されている。具体的には、係止爪24dは、収容壁部24bの前側壁部、左側壁部及び右側壁部にそれぞれ1つ、後側壁部に2つ設けられている。各係止爪24dは所定長さの幅広に形成されており、各係止爪24dの下端部には、外側(バッグ収容空間Xから遠ざかる側)へ突出する係止突起24eが形成されている(図7(a)参照)。また、収容壁部24bの各角部には、それぞれ矩形板状のかしめ片24fが一体に形成されている。
パッド部24の複数箇所(3箇所)には、ホーンスイッチ機構15を支持するためのスイッチ支持部24gがそれぞれ形成されている。各スイッチ支持部24gは、パッド部24の外皮部24aから裏面側(下側)に延びるように、収容壁部24bと一体に形成されている。詳しくは、各スイッチ支持部24gは、収容壁部24bから外側(バッグ収容空間Xよりも外側)に突出している。各スイッチ支持部24gは、正面視で(パッド部24の軸線L方向から見て)U字状に湾曲形成されており、内部が中空となっている。各スイッチ支持部24gは、そのU字状の開口側において収容壁部24bと繋がっている。このような構成の各スイッチ支持部24gは、収容壁部24bを補強するリブの役割もなし、収容壁部24bの強度の向上にも寄与している。
これに対し、バッグホルダ21は、金属板をプレス加工することにより略矩形状に形成されている。なお、バッグホルダ21は、プレス加工以外の手段、例えばダイカスト成形等によって形成されたものであってもよい。バッグホルダ21の周縁部は、パッド部24を固定するための略四角環状の周縁固定部21aとして構成されている。
周縁固定部21aにおいて、前記パッド部24の各係止爪24dに対応する箇所、すなわち前側辺部、左側辺部及び右側辺部の各1箇所と、後側辺部の2箇所とには、それぞれ爪係止孔21bが形成されている。各爪係止孔21bは、幅広の上記各係止爪24dに対応してバッグホルダ21の辺方向に長いスリット状をなし、バッグホルダ21の表裏を貫通して形成されている。各爪係止孔21bには、各係止爪24dの下端部が挿通されて係止される。その際、各係止爪24dが係止突起24e分だけ内側(バッグ収容空間X側)に撓んで挿通され、挿通後、係止爪24dが形状復帰して係止突起24eが爪係止孔21bの周縁部に係止する。この係止により、各係止爪24dが反挿通方向へ抜け出ることが規制される。
図7(b)に示すように、各係止爪24dにおいて、挿通によりバッグホルダ21よりも下側となる箇所(係止突起24eを含む)に対し、加熱によりつぶされる所謂熱かしめが施されている。なお、図7(b)における二点鎖線は、熱かしめが施される前の係止突起24e等の状態を示している。係止爪24dと爪係止孔21bの壁面との間には、同係止爪24dの挿通のための隙間(図7(a)参照)が存在するが、この隙間が上記熱かしめによって、すなわち、熱でつぶされた部分24iによって埋められている。そのため、エアバッグ22の膨張展開時等にパッド部24に過大な力が加わっても、係止爪24dが爪係止孔21bから抜け出ることが確実に阻止される。
図7(a),(b)に示すように、各係止爪24dの上記係止突起24eとは反対側(内側:バッグ収容空間Xに近づく側)の面において、爪係止孔21bよりも上方であって係止突起24eの上方近傍には、ストッパ24hが設けられている。ストッパ24hは、係止爪24dと一体に形成されたものであってもよいし、係止爪24dとは別に設けられて、後から係止爪24dに固定されたものであってもよい。後者の場合、ストッパ24hは、係止爪24dとは異なる材料によって形成されてもよい。ストッパ24hは、上記熱かしめの際に、熱により溶融された合成樹脂が、爪係止孔21bを通ってバッグホルダ21よりも上方の空間(バッグ収容空間Xを含む)へ流動するのを阻止するためのものである。そのため、溶融樹脂がエアバッグ22等に付着して、同エアバッグ22の展開性能等に影響を及ぼすことが抑制される。
また、図3及び図4の少なくとも一方に示すように、バッグホルダ21の各角部には、上記各かしめ片24fが挿通されるスリット状のかしめ用挿通孔21cが貫通形成されている。各かしめ用挿通孔21cには、各かしめ片24fが挿通され、上記係止爪24dと同様、挿通後においてかしめ片24fの下端部に対し熱かしめが施されている(図3参照)。そして、上述した各係止爪24d及び各かしめ片24fの熱かしめにより、パッド部24がバッグホルダ21に対して固定されている。
バッグホルダ21における周縁固定部21aの内側部分は、略正方形状の台座部21fを構成している。台座部21fの中心部には円形状の開口部21gが形成されている。台座部21fであって、開口部21gの周縁部近傍の複数箇所、ここでは、台座部21fの対角線上となる合計4箇所には、それぞれねじ挿通孔21hが形成されている。台座部21fの開口部21gには、インフレータ23の一部が挿入されて取付けられる。
より詳しくは、インフレータ23は低円柱状の本体を有しており、その本体の外周面にはフランジ部23aが形成されている。フランジ部23aには、等角度間隔に複数(4つ)の取付片23bが径方向外側に延出されている。各取付片23bにおいて、バッグホルダ21の上記ねじ挿通孔21hに対応する箇所には、それぞれねじ挿通孔23cが形成されている。インフレータ23は、フランジ部23aから一方側(上方側)が膨張用ガスを噴出するガス噴出部23xとして構成されている。そして、インフレータ23のガス噴出部23xがバッグ収容空間X側に突出するように、その反対側からバッグホルダ21の開口部21gに挿入されている。さらに、フランジ部23aが開口部21gの周縁部に当接され、この状態で、インフレータ23はリングリテーナ25とともにバッグホルダ21に取付けられている。
より詳しくは、リングリテーナ25は、インフレータ23のガス噴出部23xが挿入されるバッグホルダ21の開口部21gと同等の円形状の開口部25aを有している。また、リングリテーナ25は、バッグホルダ21の各ねじ挿通孔21hに対応する複数箇所(4箇所)に取付ねじ25bを有している。リングリテーナ25には、膨張展開可能に折り畳まれたエアバッグ22が、その開口部において取付けられている。なお、説明の便宜のため図示は省略したが、リングリテーナ25における開口部25a以外の部位は、エアバッグ22の一部によって覆われる。エアバッグ22の取付けられたリングリテーナ25の複数の取付ねじ25bは、バッグ収容空間X側からバッグホルダ21及びインフレータ23の各ねじ挿通孔21h,23cに挿通される。さらに、挿通後の各取付ねじ25bにナット26が螺着されることにより、エアバッグ22がリングリテーナ25を介してバッグホルダ21に固定され、またそれと同時にインフレータ23もバッグホルダ21に固定されている。
バッグホルダ21の周縁固定部21aの複数箇所(3箇所)には、ホーンスイッチ機構15を取付けるための取付部21dがそれぞれ形成されている。ここでの複数箇所の一部は、周縁固定部21aの左側辺部及び右側辺部の各前側辺部寄りの箇所であって、爪係止孔21bとかしめ用挿通孔21cとの間の部位である。そのほか、後側辺部において対で設けられる爪係止孔21b間の部位も、上記複数箇所に含まれる。これらの箇所は、上述したパッド部24のスイッチ支持部24gに対応する箇所(スイッチ支持部24gの下方近傍)である。各取付部21dには、ホーンスイッチ機構15の取付けのための取付孔21eが貫通形成されている。各取付孔21eは円形状をなしている。これは、後述する可動装着部材32の筒状部32aの形状(円環状)に対応させたものである。各取付孔21eには、径方向外側に延びる複数(4つ)の凹部21iが等角度(90°)毎に形成されている。
なお、上記エアバッグ装置20の組み立て作業は、例えば、次のようにして行なう。最初に、バッグホルダ21をそのパッド部24側の面が上方を向くように配置し、そのバッグホルダ21に対して上方から各部材(各ホーンスイッチ機構15、リングリテーナ25、エアバッグ22及びパッド部24)を組付ける。その後、その組付けにより得られた一体部品を裏返し、インフレータ23をバッグホルダ21に組付ける。
<ホーンスイッチ機構15>
ホーンスイッチ機構15は、本実施形態のステアリングホイール10では3つ用いられている。各ホーンスイッチ機構15からステアリングホイール10の中心(ボス部12a)までの距離は互いに略等しく設定されることが望ましい。これは、後述する接点端子34と固定ピン31の上端面31fとを確実に接触させて導通状態にするためである。
各ホーンスイッチ機構15は、図5及び図6の少なくとも一方に示すように、支持部材としての金属製の固定ピン31、絶縁部としての可動装着部材32、樹脂製のキャップ部材33、可動側接点部としての接点端子34、樹脂部材41、及び付勢部材としてのコイルばね35を備えている。次に、各部材について説明する。
固定ピン31は、略上下方向に延びる長尺状をなしており、その軸線に直交する断面は、長さ方向のどの箇所においても円形となっている。固定ピン31の下端部の外周面には、凹部が設けられている。本実施形態では、この凹部として、環状の係止溝31bが固定ピン31の全周にわたって形成されている。固定ピン31の上端部を除く大部分は、上記取付孔21eよりも若干小径に形成されている。固定ピン31の上端部には、他の箇所よりも大径で、取付孔21eよりも大径の鍔部31aが形成されている。
可動装着部材32は、絶縁体としての特性を有する材料、例えば、樹脂材料によって形成されている。可動装着部材32は、段付形状を有する筒状をなし、固定ピン31に対しその長手方向(略上下方向)に移動可能に組付けられている。可動装着部材32における固定ピン31が挿通される箇所(以下「筒状部32a」という)の上端には、固定ピン31の鍔部31aが嵌合される嵌合部32bが形成されている。この嵌合部32bは、固定ピン31の鍔部31aの下面及び外周面と当接している。また、嵌合部32bの上端部の相対向する2箇所には、当接突部32gがそれぞれ略上方へ向けて突設されている。嵌合部32bの上端部であって、上記両当接突部32g間の相対向する2箇所には、保持突部32hがそれぞれ略上方へ向けて突設されている。
嵌合部32bの周方向に沿った複数箇所(4箇所)からは、ばね保持部32cが略下方へ向けて延びている。なお、図5及び図6では、ばね保持部32cは3つのみ図示されている。各ばね保持部32cと筒状部32aとの間には隙間が設定されており、ばね保持部32cは径方向(ホーンスイッチ機構15の軸直交方向)に撓むことが可能となっている。各ばね保持部32cの下端部には、筒状部32a側に向けて係止突部32dが突設されている。
各ばね保持部32cは、後述する樹脂部材41が固定ピン31に装着される前に、コイルばね35を可動装着部材32に保持するためのものである。その保持は、コイルばね35の上端部が、可動装着部材32の筒状部32aとばね保持部32cとの間に挿入され、弾性復元するばね保持部32c下端の係止突部32dに係止されることによって行なわれる。
嵌合部32bの下面の周方向に沿った複数箇所(4箇所)からは、ホルダ係止部32eが略下方へ向けて延びている。図5及び図6では、ホルダ係止部32eは1つのみ図示されている。各ホルダ係止部32eは、上記ばね保持部32cから周方向に若干ずれた位置に形成されている。図9に示すように、各ホルダ係止部32eと筒状部32aとの間には隙間が設定されており、各ホルダ係止部32eは径方向に撓むことが可能となっている。
図5及び図6の少なくとも一方に示すように、キャップ部材33は、下面を開放した有底円筒状をなしており、可動装着部材32の嵌合部32bに対し、固定ピン31及び可動装着部材32を上方から覆うように組付けられている。キャップ部材33は、円形の上底部33aと、その上底部33aの周縁から下方に延びる略円筒状の側壁部33bとを有している。側壁部33bの相対向する2箇所には、弾性変形可能な一対のフック部33c(図5及び図6では1つのみ図示)が形成されている。各フック部33cは、可動装着部材32の上述した嵌合部32bの下面32iに係止されている。また、上底部33aは、可動装着部材32の上述した両当接突部32gの上端と当接している(図9及び図10参照)。このようにキャップ部材33は、可動装着部材32に対して略上下方向へ移動不能に装着されている。
なお、上底部33aの上部には、キャップ部材33の固定ピン31及び可動装着部材32への組付け時において、キャップ部材33の向きを揃えるための溝33dが形成されている。溝33d内の各フック部33cと対応する位置には、同フック部33cのアンダーカット部分を成形するための成形用孔33eが形成されている。そして、各成形用孔33eは、キャップ部材33の上底部33a内面と当接する可動装着部材32の当接突部32gによって塞がれている。そのため、各成形用孔33eからキャップ部材33内部への屑等の異物の侵入が防止され、その結果、固定ピン31と接点端子34との導通に関する不具合の発生が抑制される。
接点端子34は、キャップ部材33の内側に配置されている。接点端子34は、金属板のプレス加工により成型されるものであって、長尺状をなす上部34aと、上部34aの両端からそれぞれ略下方に延びる一対の側部34bとからなり、全体として、キャップ部材33の内面形状に対応した断面略コ字状をなしている。接点端子34は、その上部34aがホーンスイッチ機構15の中心軸と直交するように配置されている。各側部34bは、バッグホルダ21における嵌合部32bの保持突部32hの外側に位置しており、同保持突部32hとキャップ部材33とによって挟み込まれている。各側部34bには係合孔34eが形成されており、各係合孔34eには、キャップ部材33の内面に突出形成された係合突部33fがそれぞれ係止されている(図10参照)。これらの係止により、接点端子34は、キャップ部材33の内周面に保持されている。
上記上部34aには、固定ピン31側である下側に突出する複数(本実施形態では3つ)の接触突部34cが形成されている。3つの接触突部34cは、上部34aの長手方向に沿って等間隔に並んでおり、真ん中の接触突部34cは上部34aの長手方向中央部に形成されている。なお、上記接点端子34は、3つの接触突部34cがステアリングホイール10の径方向(放射線上)に並ぶように設けられるのが望ましい。これは、接点端子34と固定ピン31の上端面31fとの導通を確実に行なうためである。
上記各側部34bの下端部には、屈曲部34dがそれぞれ外側へ向けて屈曲形成されている。なお、ホーンスイッチ機構15のバッグホルダ21への組付け前の状態においては、各屈曲部34dが側部34bとなす角度は90度よりも大きな値(本実施形態では95度)に設定されている。これは、接点端子34がバッグホルダ21に組付けられた状態において、屈曲部34dをバッグホルダ21の上面に確実に接触させるためである。同状態では、屈曲部34dと側部34bとのなす角度は、略90度となる。なお、この組付け状態では、各側部34bと固定ピン31との間には、前記可動装着部材32の嵌合部32bが介在されており、各側部34bと固定ピン31との絶縁状態が確保されている。
図8及び図11の少なくとも一方に示すように、樹脂部材41は、その全体が絶縁材料である合成樹脂によって一体に形成されている。この樹脂部材41の一部は、固定ピン31よりも若干大径の挿通孔41aを有する円環状の環状部41bによって構成されている。環状部41bの外径は、上記コイルばね35の外径、及び壁面12dにおける上端部の外径(壁面12dにおける最大径)と同程度に設定されている。樹脂部材41は、環状部41bにおいて固定ピン31の外側に嵌合されている。
環状部41b下面の挿通孔41a寄りの箇所であって、同挿通孔41aの周りの複数箇所(4箇所)からは、下方へ向けて係止片41cが延びている。ここでは、各係止片41cは、挿通孔41aの周りに等角度(90°)毎に設けられている。各係止片41cの下端部には、爪部41dが係止溝31bに向けて突設されており、これらの爪部41dが係止溝31b内に入り込んでいる。なお、各係止片41cの外側面は、上下方向のどの部位においても同一径である円筒面の一部を構成している。すなわち、各係止片41cの外側面は、貫通孔12cのテーパ状の壁面12dに対応しておらず、従って、同壁面12dに面接触することはない。
また、環状部41b下面の挿通孔41aの周りであって、隣り合う係止片41c間からは、下方へ向けて複数(4つ)の係合片41eが延びている。各係合片41eの外側面41fは、上記貫通孔12cのテーパ状の壁面12dに対応して、上側ほど拡径し、かつ同壁面12dに面接触するテーパ面の一部を構成している。そして、これらの環状部41b、係止片41c及び係合片41eによって樹脂部材41が構成されている。この樹脂部材41は、環状部41bにおいて固定ピン31の外側に嵌合され、かつ各爪部41dが係止溝31bに入り込むことにより、同固定ピン31に脱落不能に装着されている。上記のように、樹脂部材41では、環状部41bの中心を通る軸線を、4つの係合片41eの外側面41fが4つの係止片41cの外側面を挟んで間欠的(断続的)に取り囲んでいる。こうした構成により、樹脂部材41は、全体として、上側ほど拡径し、かつ貫通孔12cのテーパ状の壁面12dに面接触するテーパ状の外側面を有するのと同様な状態となっている。
図5及び図10の少なくとも一方に示すように、コイルばね35は、固定ピン31の周りに巻回されている。コイルばね35は、圧縮させられた状態で、可動装着部材32の筒状部32aに形成された段差部32fと樹脂部材41の環状部41bとの間に配置されている。この状態では、環状部41bは、圧縮されたコイルばね35の下向きの付勢力を受ける第2受圧部として機能する。
このようにして、複数の単体部品(固定ピン31、可動装着部材32、キャップ部材33、接点端子34、コイルばね35及び樹脂部材41)がユニット化されて、アセンブリとされたホーンスイッチ機構15が構成されている。このため、ホーンスイッチ機構15の組付けや交換の際に、ユニット化されたホーンスイッチ機構15を1つの集合体として扱うことが可能である。
上記ユニット化されたホーンスイッチ機構15は、図9及び図10の少なくとも一方に示すように、バッグホルダ21の各取付孔21eに挿通されて固定される。なお、図9は、ホーンスイッチ機構15のホルダ係止部32eを含む断面を示しており、図10は、接点端子34の各部(上部34a、側部34b、屈曲部34d等)を含む断面を示している。この挿通に際しては、各取付孔21eの周囲に等角度毎に設けられた複数の上記凹部21i(図4参照)が、取付孔21eに可動装着部材32を挿通する際の周方向の位置決めの役割を果たす。そして、上記の挿通に伴い、これらの凹部21i内に可動装着部材32のばね保持部32cが配置される。
可動装着部材32の取付孔21eへの挿通過程で、接点端子34の両端における屈曲部34dがバッグホルダ21の上面に接触する。接点端子34において各屈曲部34dの側部34bとなす角が小さくなるように可動装着部材32の挿通を続ける。この角が90度よりも大きな値から略90度となると、各屈曲部34dのバッグホルダ21の上面に対する接触面積が最大となる。この接触により、バッグホルダ21と接点端子34とが確実に導通された状態となる。
可動装着部材32の取付孔21eへの挿通により、各ホルダ係止部32eの下端部が取付孔21eを越えると、同ホルダ係止部32eは、自身の弾性復元力によりバッグホルダ21の下面に係止される。このように、挿通に伴う弾性係止によって係止する構造は、スナップフィット構造とも呼ばれる。
また、バッグホルダ21の上面は、可動装着部材32に略上下方向へ移動不能に装着されたキャップ部材33の側壁部33bの下端面、及びフック部33cの下端面と当接する。すなわち、ホーンスイッチ機構15は、可動装着部材32の各ホルダ係止部32eとキャップ部材33とによってバッグホルダ21を挟み込む。この挟み込みにより、ホーンスイッチ機構15の可動装着部材32、キャップ部材33及び接点端子34は、バッグホルダ21とともに略上下方向へ移動可能となる。なお、これらの可動装着部材32、キャップ部材33及び接点端子34は、固定ピン31に対しては相対的に移動可能である。
各ホーンスイッチ機構15が、上記のようにバッグホルダ21に組付けられた状態では、固定ピン31の上端部(鍔部31aを含む)は、同バッグホルダ21よりも上側に位置する。この鍔部31aは、上記コイルばね35の下方からの上向きの付勢力を受ける受圧部を構成する。
また、上記組付け状態では、可動装着部材32が、固定ピン31及びバッグホルダ21間に介在されて、両者の接触を防ぎつつ、すなわち絶縁状態にしつつ、バッグホルダ21を固定ピン31に対し略上下動可能に支持するとともに、コイルばね35の上向きの付勢力を固定ピン31の鍔部31aに伝達する。
また、上記組付け状態では、キャップ部材33の上面が、前述したパッド部24のスイッチ支持部24gと当接する(図3参照)。この当接により、例えばエアバッグ装置20が強打されたとき、その反力によりキャップ部材33が可動装着部材32から外れることが規制される。
さらに、上記組付け状態では、各ホーンスイッチ機構15におけるコイルばね35及び同コイルばね35に挿通された固定ピン31がバッグホルダ21から下方(パッド部24から離れる方向)に突出している。
上記複数(3つ)のホーンスイッチ機構15を介してエアバッグ装置20を芯金12に組付ける場合には、図11に示すように、各固定ピン31を各保持部12bの貫通孔12cに上方から近づける。このときには、各固定ピン31において係止溝31bよりも下方部分(以下「下端31cという」)が、コイルばね35及び樹脂部材41から下方へ若干突出している。このため、各下端31cを各貫通孔12cに若干嵌め合わせることで、各固定ピン31の貫通孔12cに対する位置決めが容易である。
樹脂部材41は、固定ピン31が貫通孔12cに挿通される前の段階で、同固定ピン31に装着されていることから、固定ピン31が貫通孔12cに挿通される過程で、樹脂部材41もまた貫通孔12cに挿入される。
上記挿入に伴い、樹脂部材41の環状部41bが保持部12bの上面12gに接近し、係合片41eが貫通孔12cの壁面12dに接近する。また、固定ピン31の下端31cがクリップ13に接触する。さらに、クリップ13の付勢力に抗して固定ピン31等を挿通すると、クリップ13が固定ピン31の径方向外方へ弾性変形させられる。そして、図10に示すように、係止溝31bがクリップ13に対応する箇所まで固定ピン31を挿通すると、そのクリップ13が自身の弾性復元力により係止溝31bに入り込もうとする。
一方、係止溝31b内には、コイルばね35によって下方へ付勢された樹脂部材41の爪部41dが入り込んでいる。そのため、クリップ13は、係止溝31b内に入り込む過程で、コイルばね35を上方へ圧縮させながら、爪部41dと係止溝31b内の下面31dとの間に入り込む。この入り込みにより、係止溝31b内では、爪部41dがクリップ13の上側に位置する。クリップ13において、貫通孔12cの下方に位置する部分は、コイルばね35によって下方へ付勢された爪部41dと係止溝31bの下面31dとによって上下から挟み込まれ、動きを規制される。一方、固定ピン31は、係止溝31b内に入り込んだクリップ13によって、上下方向の動きを規制される。このようにして、固定ピン31がクリップ13によって芯金12に係止されることで、エアバッグ装置20が芯金12に組付けられる。
この固定ピン31の挿通に伴いクリップ13の弾性によって芯金12に係止する構造もまた、上述した可動装着部材32のバッグホルダ21に対する弾性係止構造と同様、スナップフィット構造である。
この組付け状態では、各係合片41eの外側面41fが貫通孔12cの壁面12dに接触する。また、爪部41dが係止溝31b内の上面31eから下方へ僅かに離間する。このようにして、樹脂部材41が芯金12(保持部12b)における貫通孔12cの壁面12dと固定ピン31との間に介在させられる。
また、上記組付け状態では、芯金12に係止されたホーンスイッチ機構15毎の固定ピン31は、可動装着部材32を介してエアバッグ装置20(バッグホルダ21)を芯金12に対して進退可能に(すなわち、芯金12に対して近づいたり離れたりすることが可能となるように)支持する。
ここで、可動装着部材32の段差部32fと樹脂部材41の環状部41bとの間に介装されているコイルばね35は、芯金12への取付け前よりもさらに圧縮させられた状態となる。この圧縮状態のコイルばね35は、可動装着部材32を芯金12から遠ざける方向である略上方へ付勢し、接点端子34を固定ピン31の上端面31fから上方へ離間させる。
上記コイルばね35は、さらに圧縮することで、エアバッグ装置20の芯金12側への移動を許容する。すなわち、コイルばね35はホーンストロークを確保した状態で圧縮されている。ホーンストロークとは、接点端子34を固定ピン31の上端面31fから離隔させた状態(ホーンスイッチ機構15のオフ状態:図10)から、接点端子34が固定ピン31の上端面31fに接触する状態(ホーンスイッチ機構15のオン状態:図12)にするために要するエアバッグ装置20の芯金12側への押下量である。また、このコイルばね35によって、運転者がエアバッグ装置20を押下してホーンスイッチ機構15をオン状態にする際の荷重(ホーン荷重)が決定される。
上記のように、エアバッグ装置20が複数のホーンスイッチ機構15を介して芯金12に組付けられたステアリングホイール10では、エアバッグ装置20が押下されたり、同エアバッグ装置20に過大な負荷がかかったりすることのない通常時には、接点端子34が固定側接点部(固定ピン31の上端面31f)から上方へ離れる。接点端子34及び固定ピン31が非導通状態となり、ホーン装置40が作動しない。このときには、クリップ13により芯金12に係止された固定ピン31の鍔部31aに対し、コイルばね35の上向きの付勢力が可動装着部材32(バッグホルダ21)を介して加わる。
そのため、固定ピン31は上下2箇所で支持された状態となって動きを規制され、芯金12における貫通孔12cの壁面12dから離れている状態から同壁面12dに接触して音を発することが抑制される。
また、このときには、コイルばね35の下向きの付勢力が、第2受圧部として機能する環状部41bを通じて樹脂部材41に加わり、同樹脂部材41において固定ピン31の係止溝31b内に入り込んだ爪部41dが、同係止溝31b内のクリップ13を略下方へ押圧する。この押圧により、クリップ13は、係止溝31b内の下面31dと爪部41dとによって挟み込まれ、動きを規制される。従って、クリップ13が固定ピン31の係止溝31b内の下面31dから離れている状態から同下面31dに接触して音を発することが抑制される。
これに対し、エアバッグ装置20が押下されたり、同エアバッグ装置20に過大な負荷がかかったりして、バッグホルダ21がコイルばね35に抗して下方へ移動させられると、少なくとも1つのホーンスイッチ機構15の可動装着部材32がバッグホルダ21を介しコイルばね35の付勢力に抗して押圧され、芯金12側(下側)に移動する。キャップ部材33及び接点端子34もバッグホルダ21及び可動装着部材32とともに芯金12側(下側)に移動する。過大な負荷がかかる状況としては、例えば車両が悪路を走行していてエアバッグ装置20が大きく振動したときに起こり得る。
そして、図12に示すように、接点端子34の3つの接触突部34cのうちの少なくとも1つが、固定ピン31の上端面31fに接触すると、グランドGND(車体アース)に接続された芯金12とバッグホルダ21とが、クリップ13,固定ピン31及び接点端子34を介して導通される。この導通により、バッグホルダ21に電気的に接続されたホーン装置40が作動する。
このように、固定ピン31は、芯金12(保持部12b)に係止される機能と、バッグホルダ21を芯金12に対し略上下方向へ移動可能に支持する機能とを発揮するほかに、固定側接点部としても機能する。そのため、従来技術(特許文献1)では必要とされていたホーンプレート等が不要となる。
また、上記のようにバッグホルダ21が下方へ移動させられると、それまで可動装着部材32(バッグホルダ21)を介して固定ピン31の鍔部31aに加わっていたコイルばね35の上向きの付勢力が消失する。そのため、固定ピン31は、クリップ13によって芯金12に係止された箇所を支点として揺動可能な状態となる。このときには、クリップ13に対してもそれまで係止溝31b内の下面31dを通じて加わっていた上向きの付勢力が加わらなくなって、クリップ13が係止溝31b内で動き得る状態となる。
ここで、仮に芯金12(保持部12b)と固定ピン31との間に樹脂部材41が介在されないとすると、固定ピン31のクリップ13による芯金12に対する係止部分では、種々の隙間が生ずる。比較のために、上記図15のホーンスイッチ機構50における隙間を、図13に示す。この隙間としては、次のものがある。
(i)貫通孔55の壁面55aと支持部材58との間の隙間g1
(ii)弾性部材56と係止溝63内の下面63aとの間の隙間g2
(iii )弾性部材56と係止溝63内の上面63bとの間の隙間g3
(iv)保持部57の下面57aと弾性部材56との間の隙間g4
(v)弾性部材56と芯金本体52の上面52aとの間の隙間g5
これらの隙間g1〜g5は、支持部材58や弾性部材56が動く(がたつく)ことを許容する。そして、支持部材58や弾性部材56が動いて付近の部材に接触すると、多かれ少なかれ音を発する。具体的には、隙間g1が原因で、支持部材58が貫通孔55の壁面55aに接触して音を発する。隙間g2が原因で、弾性部材56が係止溝63内の下面63aに接触して音を発する。隙間g3が原因で、弾性部材56が係止溝63内の上面63bに接触して音を発する。隙間g4が原因で、弾性部材56が保持部57の下面57aに接触して音を発する。隙間g5が原因で、弾性部材56が芯金本体52の上面52aに接触して音を発する。
このとき、支持部材58及び弾性部材56が金属によって形成され、しかも芯金本体52及び保持部57も金属によって形成されている。支持部材58及び弾性部材56が接触する相手は、金属製の部材である。そのため、金属同士が接触することとなり、接触に伴い耳障りで比較的大きな異音が発生する。
この点、保持部12bにおける貫通孔12cの壁面12dと固定ピン31との間に樹脂部材41が介在された本実施形態では、上記隙間g1に拘わらず、樹脂部材41が、金属製の固定ピン31と金属製の芯金12(保持部12b)における貫通孔12cの壁面12dとの接触を規制する。なお、固定ピン31と樹脂部材41との間の隙間が原因で、固定ピン31が樹脂部材41に接触する際に音を発するにしても、その音は、固定ピン31が貫通孔12cの壁面12dに接触する場合、すなわち金属同士が接触する場合よりも小さい。また、その音は、金属同士が接触した場合に発生する音に比べれば耳障りではない。
また、このときには、係止溝31b内のクリップ13よりも上方側の箇所に入り込んだ樹脂部材41の爪部41dは、上記隙間g3に拘わらず、金属製の固定ピン31における係止溝31b内の上面31eと金属製のクリップ13とが接触するのを規制する。
また、このときには、上述した通常時と同様に、コイルばね35の下向きの付勢力が、環状部41b(第2受圧部)を通じて樹脂部材41に加わり、同樹脂部材41において固定ピン31の係止溝31bに入り込んだ部分である爪部41dが、同係止溝31b内に位置するクリップ13を下方へ押圧する。この押圧により、クリップ13は、係止溝31b内の下面31dと爪部41dとによって上下から挟み込まれ、動きを規制されてがたつかない。従って、上記隙間g2に拘わらず、クリップ13が係止溝31b内の下面31dに接触して音を発することが抑制される。
また、上記のように、クリップ13は係止溝31b内において動きを規制されていることから、係止溝31bの外に位置する部位も動きにくくなる。そのため、上記隙間g4及び隙間g5に拘わらず、クリップ13の一部が保持部12bの下面12eに接触して音を発したり、芯金本体12iの上面12fに接触して音を発したりすることが抑制される。
ところで、コイルばね35の下向きの付勢力は、上述したように環状部41b(第2受圧部)を通じて樹脂部材41に加わる。この際、仮に、貫通孔12cの内径がどの部位においても同じであり、樹脂部材41に係合片41eが設けられておらず、環状部41bが保持部12bの上面12gに接触する構成であるとすると、樹脂部材41が保持部12bと接触する部位は環状部41bの下面のみである。樹脂部材41がコイルばね35の下向きの付勢力を保持部12bに伝達する面の面積が小さく、単位面積当たりに加わる付勢力が大きい。表現を変えると、樹脂部材41の環状部41bにコイルばね35の下向きの付勢力(圧縮荷重)が集中する。
この付勢力は、エアバッグ装置20が押下されてコイルばね35が圧縮されたときには大きくなる。そのため、意図しないような大きな力でエアバッグ装置20が押下される等して、環状部41bに過大な付勢力が加わると、通常時には起きないような変形や欠損が環状部41bで起こるおそれがある。
この点、本実施形態では、樹脂部材41の各係合片41eは、上側ほど拡径するテーパ面の一部を構成する自身の外側面41fにおいて、保持部12bの貫通孔12cに対し、同じく上側ほど拡径するテーパ状の壁面12dに接触する。このとき、樹脂部材41が保持部12bと接触する部位は、全て(4つ)の係合片41eの外側面41fであって、上述した環状部41bの下面のみの場合よりも広い。樹脂部材41が付勢力を保持部12bに伝達する面の面積が大きく、単位面積当たりに加わる付勢力が小さい。樹脂部材41の特定の部位にコイルばね35の下向きの付勢力(圧縮荷重)が集中することはない。
以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)各ホーンスイッチ機構15として、コイルばね35(付勢部材)、接点端子34(可動側接点部)、クリップ13(弾性部材)及び固定ピン31(支持部材)を備えるものを採用している。金属製の固定ピン31の下端部を芯金12(保持部12b)の貫通孔12cに挿通して、クリップ13によって芯金12に対し、スナップフィット構造にて係止している。固定ピン31を、取付孔21eを通じてバッグホルダ21に挿通することにより、バッグホルダ21を芯金12に対し略上下方向へ移動可能に支持している。さらに、固定ピン31の上端部に、コイルばね35による上向きの付勢力を受ける鍔部31aを設け、その固定ピン31の上端面31fを固定側接点部としている。そのため、従来技術(特許文献1)では必要とされていたホーンプレート等を廃止し、部品点数を抑えることができる。
(2)また、保持部12bにおける貫通孔12cの壁面12dと固定ピン31との間に樹脂部材41を介在させている。そのため、金属製の固定ピン31が、貫通孔12cの壁面12dに接触するのを樹脂部材41によって規制し、エアバッグ装置20の押下時等に、ホーンスイッチ機構15の芯金12に対する係止部分で異音が発生するのを抑制することができる。
(3)固定ピン31を、その固定ピン31に樹脂部材41を装着した状態で、貫通孔12cに挿通して、クリップ13によって芯金12(保持部12b)に係止するようにしている。そのため、樹脂部材41を個別に芯金12(保持部12b)に組付けなくてもよく、樹脂部材41を、芯金12(保持部12b)における貫通孔12cの壁面12dと固定ピン31との間に介在させるための作業効率の向上を図ることができる。
(4)係止溝31bにおけるクリップ13よりも上側に樹脂部材41の一部(爪部41d)を入り込ませている。そのため、クリップ13が係止溝31bの上面31eに接触するのを同爪部41dによって規制して、その金属同士の接触に伴う異音の発生を抑制することができる。
(5)樹脂部材41の上端部に、コイルばね35の下端部に当接して、同コイルばね35の下向きの付勢力を受ける環状部41bを第2受圧部として設けている。このため、係止溝31b内のクリップ13を爪部41dによって下方へ押圧し、同クリップ13を係止溝31b内の下面31dと爪部41dとによって挟み込み、動きを規制することができる。その結果、係止溝31b内の下面31dから離れているクリップ13が同下面31dに接触して音を発するのを抑制することができる。同様の理由により、クリップ13が保持部12bの下面12eに接触して異音が発生したり、芯金本体12iの上面12fに接触して異音が発生したりするのを抑制することができる。
(6)貫通孔12cの壁面12dを、上側ほど拡径するテーパ状に形成する。樹脂部材41の係合片41eには、上側ほど拡径するテーパ面の一部を構成し、かつ上記貫通孔12cの壁面12dに接触する外側面41fを形成している。このため、意図しないような大きな力でエアバッグ装置20が押下されることがあったとしても、樹脂部材41において変形や欠損が生ずるのを抑制することができる。
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
<樹脂部材41に関する事項>
・コイルばね35から受ける下向きの付勢力(圧縮荷重)が、樹脂部材41の環状部41bの強度上問題となるほど大きなものでない場合には、図14に示すように、テーパ状の外側面41fを有する係合片41eを省略してもよい。これに伴い、貫通孔12cの内径を、どの部位においても同一にする。
この場合には、爪部41dによってクリップ13を係止溝31b内の下面31dに確実に押付けるために、次の条件を満たすように樹脂部材41等を形成することが望ましい。
条件:固定ピン31をクリップ13によって芯金12に係止するために、固定ピン31等を貫通孔12cに挿通する過程で、爪部41dと係止溝31b内の下面31dとによってクリップ13を挟み込む前に、環状部41bが保持部12bの上面12gに接触しないこと。
これは、環状部41bが保持部12bの上面12gに先に接触すると、クリップ13を爪部41d及び下面31dに接触させた状態で挟み込むことができなくなるからである。なお、図14では、係止溝31b内でクリップ13を爪部41dと下面31dとによって挟み込んだとき、環状部41bと保持部12bの上面12gとの間に若干の隙間g6が生ずるような設定がなされている。
・樹脂部材41を、コイルばね35の下向きの付勢力を受ける第2受圧部(環状部41b)を有さない構成に変更してもよい。この場合には、コイルばね35の下向きの付勢力は、保持部12bによって受け止められる。
このように変更しても、固定ピン31が貫通孔12cの壁面12dに接触するのを樹脂部材によって規制して、金属同士の接触による異音の発生を抑制する効果は得られる。
また、この場合には、コイルばね35の下向きの付勢力が樹脂部材41に加わらないことから、爪部41dによってクリップ13を係止溝31b内の下面31dに押圧する効果が得られなくなる。しかし、爪部41dが係止溝31b内の上面31eとクリップ13との間に位置することに変わりがないため、クリップ13が係止溝31bの上面31eに接触するのを規制する効果は得られる。
なお、樹脂部材41に対し、係止溝31b内の壁面やクリップ13が接触したときに音を発したとしても、その音は、樹脂部材41の一部(爪部41d)が係止溝31b内に入り込んでおらず、クリップ13が係止溝31bの壁面に接触した場合に比べ小さく、また耳障りなものではない。
・樹脂部材41の外側面の全体を、上側ほど拡径し、かつ貫通孔12cの壁面12dに面接触するテーパ面に形成してもよい。例えば、係止片41cの外側面も、係合片41eの外側面41fと同様の面に形成し、これらの係止片41cの外側面と、係合片41eの外側面41fとによって上記テーパ面を構成してもよい。
<エアバッグ装置20に関する事項>
・バッグホルダ21の構成を適宜変更してもよい。例えば、前記実施形態では、パッド部24やホーンスイッチ機構15が組付けられる組付部を、爪係止孔21bや取付孔21eといった孔形状で構成したが、突部等、孔以外の形状で構成してもよい。また、爪係止孔21bや取付孔21e等の配置を適宜変更してもよい。
・前記実施形態では、パッド部24のスイッチ支持部24gを収容壁部24bの外側に設けたが、これを例えば、収容壁部24bの内側(バッグ収容空間X側)に設けてもよい。このように変更した場合には、エアバッグ装置を小型にすることが可能である。また、スイッチ支持部24gを収容壁部24bの内側から外側に跨るように形成してもよい。
<ホーンスイッチ機構15(樹脂部材41を除く)に関する事項>
・前記実施形態では、固定ピン31の下端部の外周に全周にわたって係止溝31bを設け、これをクリップ13の入り込む凹部としたが、この凹部は、必ずしも固定ピン31の全周にわたって設けられなくてもよい。クリップ13は、固定ピン31の外周面に対し径方向の一方向から弾性付勢しているからである。従って、凹部は固定ピン31の外周面の一部にのみ設けられてもよい。この場合、凹部は、その内底面が外周面に沿って円弧状(深さ一定)となるように形成されてもよいし、内底面が平坦となるように形成されてもよい。
・固定ピン31に代えて、次の条件を満たすものを支持部材としてもよい。
条件1:貫通孔12cに挿通されて、弾性部材(クリップ13)によって芯金12に係止されること。
条件2:バッグホルダ21に挿通されることにより、同バッグホルダ21を芯金12に対し略上下方向へ移動可能に支持すること。
条件3:バッグホルダ21よりも上側に、付勢部材(コイルばね35)による上向きの付勢力を受ける受圧部(鍔部31a)を有すること。
条件4:導電性を有する金属によって形成されていて、自身の上端面31fが固定側接点部として機能すること。
・付勢部材は、上述したコイルばね35に限らず、バッグホルダ21を、芯金12から遠ざける方向である略上方へ付勢するものであればよい。
・弾性部材は、固定ピン31をその軸線に直交する方向から弾性付勢するものであればよく、線材を曲げ形成した上記実施形態(クリップ13)とは異なる形態を有するものを弾性部材としてもよい。
・前記実施形態では、ホーンスイッチ機構15として、可動装着部材32を取付孔21eに差し込むだけでバッグホルダ21に固定可能な構造、所謂、スナップフィット構造を有するものを採用したが、これとは異なる構造を有するものを採用してもよい。
例えば、ホーンスイッチ機構15の可動装着部材32に筒状部32aから径方向に延びる延出部を形成し、バッグホルダ21の取付孔21eには可動装着部材32の延出部に対応する凹部を形成する。そして、延出部を凹部に合わせてホーンスイッチ機構15を取付孔21eに挿通した後、ホーンスイッチ機構15を回転させることで延出部がバッグホルダ21の下面(芯金12側の面)に係合する構成としてもよい。
<その他の事項>
・本発明は、車両に限らず、航空機、船舶等の他の乗り物における操舵装置のステアリングホイールに適用することもできる。この場合、車両には、自家用車に限らず各種産業車両も含まれる。