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12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は、グランドGND(車体アース)に接続されている(図7参照)。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。
貫通孔12cの下方近傍には、弾性を有する合成樹脂又はゴムによって薄板状に形成された反力部材41が配置されている。反力部材41の周縁部は、締結具(図示略)等によって保持部12bの下面12eに固定されている。反力部材41は、下方へ若干弾性変形させられた状態で上記クリップ13に接触している。クリップ13には、反力部材41の弾性復元力が反力として加わっている。
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、スナップフィット構造(これについては後述する)にて芯金12に締結されている。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。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から遠ざかる側)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、ホーンスイッチ機構15を支持するほかに収容壁部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。このバッグホルダ21には、上記ホーン装置40が電気的に接続されている(図7参照)。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が反挿通方向である略上方へ抜け出ることが規制される。
また、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、挿通後においてかしめ片24fの下端部が、加熱により潰される所謂熱かしめが施されている(図3参照)。そして、各かしめ片24fの熱かしめと、各係止爪24dの係止がなされることにより、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、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又は接近している。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。
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7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は径方向内方(筒状部32aに近づく方向)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7及び図8参照)。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の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、同キャップ部材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を備えて構成され、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の外側に位置することで、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8参照)。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との接触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5及び図8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の上端部は、可動装着部材32の筒状部32aとばね保持部32cとの間に挿入されている。この挿入に際し、コイルばね35の上端部がばね保持部32c下端の係止突部32dを通過するときに、同ばね保持部32cが筒状部32aから遠ざかる側(筒状部32aの径方向外側)へ弾性変形させられる。そして、コイルばね35の上端部が係止突部32dよりも上方へ挿入されると、ばね保持部32cが弾性復元する。コイルばね35は、この弾性復元するばね保持部32c下端の係止突部32dに係止されることで、可動装着部材32に保持される。このとき、コイルばね35の下端部側は開放状態となっている。このため、コイルばね35を圧縮状態で仮止めする必要がない。
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及びコイルばね35)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7及び図8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7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8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、同取付孔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に対し略上下方向への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を上下から挟み込む。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の上向きの付勢力を受ける受圧部として機能する。
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(図3及び図11参照)。
エアバッグ装置20を芯金12に装着すべく、バッグホルダ21に組付けられた上記複数(3つ)のホーンスイッチ機構15を芯金12に締結する場合には、エアバッグ装置20を下降させて、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。
エアバッグ装置20の上記下降の途中で、コイルばね35の下端が保持部12bの上面12gであって貫通孔12cの周囲に接触するとともに、固定ピン31の下端31cが反力部材41及びクリップ13に接触する。エアバッグ装置20をさらに下降させて、固定ピン31を貫通孔12cに対しさらに挿通させると、コイルばね35によっては圧縮させられる場合がある。この圧縮に伴う反力(上向きの付勢力)が、可動装着部材32を介して、固定ピン31の鍔部31aに加わる。また、反力部材41がさらに下方へ弾性変形させられる。この弾性変形した反力部材41の弾性変形力が上向きの反力として固定ピン31に加わる。さらに、クリップ13は固定ピン31から遠ざかる側(クリップ13の径方向外方)へ弾性変形させられる。
その後も、コイルばね35の付勢力及び反力部材41の反力に抗してエアバッグ装置20を下降させ、バッグホルダ21がキャップ部材33及び接点端子34を伴って固定ピン31よりも多く下方へ移動すると、接点端子34が固定ピン31の上端面31f(固定側接点部)に近づく。そして、接点端子34が固定ピン31の上端面31fに接触すると、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を介して導通されてホーン装置40が作動する。
固定ピン31が貫通孔12cに対しさらに挿通され、図8に示すように、係止溝31bがクリップ13に対応する箇所(クリップ13の側方近傍)に至ると、そのクリップ13が自身の弾性復元力により係止溝31bに入り込み、固定ピン31がクリップ13によって芯金12に係止される。この固定ピン31の挿通に伴いクリップ13の弾性によって同固定ピン31を芯金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。このようにして、スナップフィット構造により、ホーンスイッチ機構15が芯金12に締結され、もってエアバッグ装置20が複数のホーンスイッチ機構15を介して芯金12(保持部12b)に装着される。この状態でも反力部材41の反力が固定ピン31に加わるが、クリップ13が係止溝31bから外れることはない。
その後、エアバッグ装置20の押下を止めると、同エアバッグ装置20に対し下方へ向かう押圧力が消失する。そのため、圧縮させられたコイルばね35の上向きの付勢力によって、可動装着部材32が押上げられる。これに伴い、可動装着部材32に係止されたバッグホルダ21、キャップ部材33及び接点端子34もまた押上げられる。一方、係止溝31bに係合しているクリップ13は、固定ピン31の上下方向への移動を規制する。そのため、上記のようにコイルばね35の上向きの付勢力を受けて押上げられた可動装着部材32は、固定ピン31の鍔部31aの下面に当接する。これに伴い、接点端子34が固定ピン31の上端面31f(固定側接点部)から上方へ大きく離間する。接点端子34と固定ピン31とが非導通状態となり、ホーン装置40の作動が停止する。また、係止溝31bの下面31dがクリップ13に下方から押圧される。
従って、エアバッグ装置20を芯金12に装着する作業を行なっている作業者は、それまで音を発していたホーン装置40が音を発しなくなったことをもって、全てのホーンスイッチ機構15が芯金12(保持部12b)に締結されたことが判る。
また、上記締結状態では、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。
芯金12に締結されたホーンスイッチ機構15における上記コイルばね35は、さらに圧縮させられることで、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、ホーンスイッチ機構15が芯金12に締結された状態では、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8)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9)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。
これに対し、図10に示すように、クリップ13が係止溝31bに係合する前に、固定ピン31の貫通孔12cへの挿通作業(ホーンスイッチ機構15の芯金12に対する締結作業)が終えられると、クリップ13による固定ピン31を芯金12に係止する力が同固定ピン31に作用しなくなる。そのため、反力部材41の上向きの反力によって、固定ピン31が押し上げられ、同固定ピン31の上端面31f(固定側接点部)が接点端子34に接触すると、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を介して導通されて、ホーン装置40が作動して音を発する。
従って、エアバッグ装置20を芯金12に装着する作業を行なっている作業者は、このホーン装置40から出ている音を聞くことで、少なくとも1つのホーンスイッチ機構15が芯金12(保持部12b)に締結されていないことが判る。
このように、クリップ13が係止溝31bに係合しているときには接点端子34及び固定ピン31が非導通状態となってホーン装置40が停止し(音を発しなくなり)、係合していないときには導通状態となってホーン装置40が作動する(音を発する)。ホーン装置40は、その作動状況によって、ホーンスイッチ機構15が芯金12(保持部12b)に締結されているかどうかの判定結果を報知していることになる。表現を変えると、ホーン装置40は、ホーンスイッチ機構15が芯金12に締結されているかどうかの判定結果を、接点端子34が固定ピン31に接触して導通しているときと、接触せずに導通しないときとで、異なる態様で報知する。
エアバッグ装置20を芯金12に装着する作業を行なっている作業者は、ホーン装置40から音が出ているかどうかを聞くことによって、すなわち、ホーン装置40の報知態様でもって、ホーンスイッチ機構15が芯金12(保持部12b)に締結されているかどうかの判定結果を知ることが可能となる。エアバッグ装置20を引き上げて締結状態を確認する作業は不要となる。
仮に、全てのホーンスイッチ機構15が芯金12に締結されていないのに、作業者が、全てのホーンスイッチ機構15が芯金12に締結されていると勘違いしエアバッグ装置20の押下を止めても、ホーン装置40からの音が止まらない。そのため、作業者は、締結作業が適正に行なわれていないことに気づき、即座に、改めて締結作業を開始することとなる。
ところで、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が固定ピン31の上端面31f(固定側接点部)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、係止溝31bの下面31dがクリップ13に接触する。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9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(図9では3つの接触突部34cの全てが接触)すると、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、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の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、仮に反力部材41が用いられないとすると、ホーンスイッチ機構15の芯金12に対する締結部分では、種々の隙間が生ずる。比較のために、上記図13のホーンスイッチ機構50における隙間を、図12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)原因となり得る。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の下方側に反力部材41が配置された本実施形態では、固定ピン31が反力部材41によって押上げられて、係止溝31bの下面31dにおいてクリップ13に押圧される。この押圧により、固定ピン31及びクリップ13の動きが規制される。その結果、上記隙間g1に拘わらず、金属製の固定ピン31が、金属製の芯金12(保持部12b)における貫通孔12cの壁面12dに対し離間した状態から接触することが抑制される。また、上記のように固定ピン31及びクリップ13の動きが規制されていることから、上記隙間g2及び隙間g3に拘わらず、クリップ13が係止溝31bの下面31dや上面31eから離れている状態から接触して音を発することが抑制される。
さらに、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。
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)芯金12(保持部12b)の貫通孔12cよりも下方側にクリップ13(弾性部材)を配置する。ホーンスイッチ機構15として、上端面31f(固定側接点部)と係止溝31b(凹部)とを有する固定ピン31(支持部材)、コイルばね35(付勢部材)、及び接点端子34(可動側接点部)を構成部品として備えるものを用い、これらの構成部品をユニット化した状態でバッグホルダ21に組付けている。そして、各ホーンスイッチ機構15の固定ピン31を貫通孔12cに挿通して、係止溝31bにクリップ13を係合させることにより、ホーンスイッチ機構15を芯金12(保持部12b)に締結するようにしている。
このため、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、部品点数を少なくすることができる。
(2)また、固定ピン31(支持部材)の貫通孔12cの挿通に抗して略上方へ向かう反力を同固定ピン31に与える反力部材41を設けている。そのため、接点端子34及び固定ピン31の導通状態・非導通状態に基づき、クリップ13が係止溝31bに係合しているかどうか、すなわち、各ホーンスイッチ機構15が芯金12(保持部12b)に締結されているかどうかを把握することができる。
また、反力部材41によって、常に係止溝31bの下面31dをクリップ13に押付けている。そのため、固定ピン31が貫通孔12cの壁面12dから離れている状態から接触したり、クリップ13と係止溝31bの壁面(下面31d及び上面31e)とが離れている状態から接触したり、クリップ13が保持部12bの下面12eや芯金本体12iの上面12fから離れている状態から接触したりするのを抑制することができる。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に対する締結部分で、金属同士の接触に起因して異音が発生するのを抑制することができる。
(3)反力部材41として、弾性を有する合成樹脂又はゴムによって形成されたものを用いている。そのため、簡素、かつ低廉な構成にて上述した(2)の効果を得ることができる。
(4)固定ピン31の貫通孔12cへの挿通に際し、接点端子34が固定ピン31の上端面31f(固定側接点部)に接触して導通しているときには、固定ピン31がクリップ13により芯金12(保持部12b)に係止されておらず、ホーンスイッチ機構15が芯金12(保持部12b)に締結されていないと判定するようにしている。従って、この判定結果により、ホーンスイッチ機構15が芯金12に締結されているかどうかを把握することができる。
(5)固定ピン31の貫通孔12cへの挿通に際し、接点端子34が固定ピン31の上端面31f(固定側接点部)に接触して導通するときには、接触せず導通しないときとは異なる態様で判定結果を報知するようにしている。すなわち、非導通時にはホーン装置40を作動させず、導通時にはホーン装置40を作動させるようにしている。従って、この報知態様(ホーン装置40が音を発しているかどうか)でもって、ホーンスイッチ機構15の芯金12(保持部12b)に対する締結状態の有無を把握することができる。
(6)固定ピン31の貫通孔12cへの挿通に際し、接点端子34が固定ピン31の上端面31f(固定側接点部)に接触して導通するときにのみホーン装置40を作動させることで判定結果を報知するようにしている。従って、固定ピン31を貫通孔12cに挿通する際に、ホーンスイッチ機構15が芯金12(保持部12b)に締結されたかどうかを、ホーン装置40の作動状況によって、すなわちホーン装置40が音を発しているかどうかによって、把握することができる。
また、ホーン装置40はもともと車両に搭載されたものであるから、判定結果を報知する手段を別途設けなくてすむ効果もある。
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。
<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等の形成位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の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。
・使用するコイルばね35の種類を変更することで、ホーンスイッチ機構15を芯金12に締結するためにエアバッグ装置20を押下げる途中の段階で、接点端子34が固定ピン31の上端面31fに接触しないようにしてもよい。この場合には、エアバッグ装置20を押下げる途中にはホーン装置40から音が出なくなる。しかし、ホーンスイッチ機構15の締結作業を終えた状態で、ホーン装置40から音が出るかどうかによって締結が適正に行なわれたかどうかを判定することができる。
・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。
・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。
・固定ピン31の上端部において、上端面31fとは異なる部位を固定側接点部としてもよい。
<反力部材41に関する事項>
・図11において二点鎖線で示すように、反力部材41の上面に硬質材料からなる反力伝達部材42を固定してもよい。このようにすることで、固定ピン31が貫通孔12cに挿通される初期の段階から反力部材41の反力を同固定ピン31に伝達することができる。挿通の早い時期から接点端子34を固定ピン31の上端面31fに接触させてホーン装置40を作動させることができる。このようにすることで、ホーンスイッチ機構15が芯金12に締結された状況下でのみホーン装置40から音が出ないようにすることが可能となる。
<弾性部材に関する事項>
・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。
<その他の事項>
・ホーンスイッチ機構15が芯金12(保持部12b)に締結されているかどうかの判定結果を、ホーン装置40とは異なるもの、例えばランプ等によって報知するようにしてもよい。この場合には、ランプの点灯・消灯の状況によって締結の有無を報知することとなる。要は、接点端子34が固定ピン31の上端面31fに接触して導通したときと、接触せずに導通しないときとで、異なる態様で報知するものであればよい。
・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。