JP5661993B2 - 非回転エアバックモジュールを備えた車両用ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用ステアリング装置に係り、より詳しくはエアバックモジュールがステアリングホイールの回転とは独立して装着できるようになっている非回転エアバックモジュールを備えた車両用ステアリング装置に関する。

一般的に、自動車の安全装置には事故を事前に防止できる能動的安全装置（ブレーキ、ＡＢＳ、ＴＣＳ、Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）と事故発生時に乗客を保護できる受動的安全装置（ｓａｆｔｙ ｂｅｌｔ、ａｉｒｂａｇ、ｐｒｅｔｅｎｔｉｏｎｅｒ）がある。
この中、エアバッグシステムは衝突時に搭乗者が２次衝突を起こす前にエアバックをガスで膨張させて搭乗者を保護する装置であり、運転席と助手席に装着されて顔面傷害を予防するのに使われる。

このようなエアバッグシステム中の運転席エアバックモジュールは、通常、ステアリングホイールのハブ部位を用いて装着され、それによってステアリングホイールが回転すればエアバックモジュールも同様に回転する。
このようにステアリングホイールと共にエアバックモジュールが回転することにより、インフレーターに連結される電源や信号線が回転による干渉を防止するように、特殊連結構造部材（通常、ＳＲＣ Ｃｌｏｃｋ Ｓｐｒｉｎｇと言い、回転する部位（ステアリングホイール）にワイヤーハーネス（Ｗｉｒｅｈａｒｎｅｓｓ）を連結させるために使われる）を使う。

しかし、ステアリングホイール部位に装着されてステアリングによるステアリングホイールの回転と共に常に回転する運転席エアバックには色々な制約があり、一例として、エアバッグ作動時に展開されるエアバッククッションはステアリングホイールの位置にかかわらず運転者を十分保護できるように展開されるべきであるが、エアバッククッションは常に対称形状を有しなければならず、これは、助手席エアバックのように非対称的に最適形状を有するクッション形状に作ることができない制約があると同時に、展開されたクッションの下部が乗客の胸部に強い圧迫を加えてケガをする脆弱性がある。
特許文献１参照。

また、運転席エアバックモジュールに描かれているロゴもステアリングホイールと共に回転することにより、ロゴに対するデザイン視認性が低下するだけでなく、運転者の居眠り運転などを検知するようにステアリングコラムカバーやクラッシュパッド部位に設けられるセンサがステアリングホイールの回転程度に応じて隠れてセンサの検知性能を妨げる不便などがある。

特開２００７−２９６９８０号公報

そこで、本発明は上記のようなことを考慮してなされたものであり、ステアリングコラムにステアリング操作を伝達するステアリングホイールと、ステアリングホイールのハブ部位に装着されたエアバックモジュールの結合状態が、ＳＲＣ Ｃｌｏｃｋ Ｓｐｒｉｎｇを使用することなく互いに独立して、ステアリングホイールに装着されたエアバックモジュールがステアリングホイールの回転に影響を受けることなく停止状態を維持することにより、ステアリングホイールの位置にかかわらずエアバッククッションが展開されることは勿論、非対称的に最適形状を有するようにして、乗客の胸部に強いクッション圧迫が加えられず、ケガをしないようにすることをその目的とする。

また、本発明のエアバックモジュールはステアリングホイールの回転に影響を受けることなく停止状態を維持することにより、運転席エアバックモジュールに描かれているロゴに対するデザイン視認性を大きく向上させることをその目的とする。

なお、本発明のエアバックモジュールはステアリングホイールの回転に影響を受けることなく停止状態を維持することにより、運転者の居眠り運転などを検知するセンサの検知性能がステアリングホイールの位置にかかわらずに具現できるようにすることをその目的とする。

上記のような目的を達成するための本発明に係る非回転エアバックモジュールを備えた車両用ステアリング装置は、フレームを連結するステアリングホイールハブを備えたステアリングホイールと、
両車輪につながったタイロッドを動かせるラックバーに噛合したピニオンを末端に備え、反対側末端はステアリングホイール側に位置して、ステアリングホイールからの回転力が伝達されるようにベアリング支持されたコラムハウジングに囲まれたステアリングコラムと、
ステアリングホイールとステアリングコラムが互いに偏心（Ｏｆｆｓｅｔ）した軸配列を有するようにギア結合させ、ステアリングホイールの回転力をステアリングコラムに伝達させる回転伝達アセンブリーと、
ＡＣＵ（Ａｉｒｂａｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に連結されたワイヤーハーネスがコラムハウジングを囲んで互いに偏心したステアリングホイールとステアリングコラムとの間の空間に位置し、ステアリングホイールをなすステアリングホイールハブの中心部につながるようにする回路連結アセンブリーと、
ＡＣＵ（Ａｉｒｂａｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）の制御信号を受け、爆発して高圧ガスを噴出するインフレーターのガス注入でステアリングホイールから展開されるクッションを収容しつつ、ステアリングホイールのステアリングホイールハブ部位に収容された取付けブラケットと、ステアリングホイールハブに挿入されてクッションの展開時に破断されると共に、取付けブラケット側にステアリングホイールの回転力が伝えられないようにかけられて結合されたクッションカバーと、からなるエアバックモジュールと、を有し、
回転伝達アセンブリーは、更に、ステアリングコラムの末端に結合されたコラムギアと、内部に空間を形成し、前記コラムギアを内接させてステアリングコラムが偏心するようにするステアリングホイールギアと、ステアリングホイールギアに一体に延長形成され、ステアリングホイールの下部にしっかり固定されてステアリングホイールギアを回転させるステアリングホイール結合ボスと、を有し、
回路連結アセンブリーは、更に、末端部位がコラムハウジングから抜け出しつつステアリングホイール結合ボスに一体に形成されたステアリングホイールギアの内部空間に位置するワイヤー引き込み管と、ステアリングホイール結合ボスを貫通してインフレーター側につながるように、ワイヤー引き込み管につながるワイヤー引き出し管と、ワイヤー引き込み管からワイヤー引き出し管に沿ってインフレーター側に連結される配線ワイヤーと、
を有して構成されることを特徴とする。

なお、前記エアバックモジュールを構成して乗客の方に展開されるクッションは、乗客の胸部に圧迫を加えないように陥没形成部を有する非対称構造をなすことを特徴とする。
さらに、前記エアバックモジュール部位には運転者の居眠り運転などを検知するセンサが装着されることを特徴とする。

非対称的に最適化したクッションを備えたエアバックモジュールがＳＲＣ Ｃｌｏｃｋ Ｓｐｒｉｎｇを使用することなくステアリングホイールの回転とは独立して結合されることにより、ステアリングホイールから展開されるエアバッククッションによって乗客の胸部を圧迫せずに乗客を保護できるだけでなく、エアバックモジュールに描かれているロゴの非回転によってデザイン視認性も大きく向上できる効果がある。

また、本発明のエアバックモジュールはステアリングホイールの回転に影響を受けずに停止状態を維持することにより、運転者の居眠り運転などを検知するセンサの検知性能が常に保たれ得、安全運転に対する性能を最適に維持できる効果もある。

以下、本発明の実施形態について添付した図面を参照して詳細に説明するが、このような実施形態は一例に過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が様々な相異なる形態に具現できるため、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る非回転エアバックモジュールを備えた車両用ステアリング装置の構成図を示すものであり、本発明に係るステアリング装置は、ステアリングホイール８の回転が伝達されるように互いにギア連結されたステアリングコラム３と、両車輪につながったタイロッドを動かせるラックバー２１に噛合し、前記ステアリングコラム３の回転によって前記ラックバー２１を移動させるピニオン２０を備えたギアボックスと、前記ステアリングコラム３のステアリングホイール８に対するギア結合部側を通してステアリングホイール側につながるワイヤーハーネスに連結され、前記ステアリングホイール８の回転に影響を受けないようにステアリングホイール８をなすハブ９部位に装着されたエアバックモジュール１０とからなる。

このために、前記ステアリングホイール８とステアリングコラム３との間を連結しつつ回転を伝達するようにギア結合された回転伝達アセンブリー４は、ステアリングコラム３の末端に結合されたコラムギア５と、内部に空間を形成して前記コラムギア５を内接させるステアリングホイールギア６と、前記ステアリングホイールギア６に一体に延長形成され、ステアリングホイール８の下部にしっかり固定されてステアリングホイールギア６を回転させるステアリングホイール結合ボス７とからなる。

この時、前記回転伝達アセンブリー４はステアリングコラム３とステアリングホイール８の軸中心を偏心（Ｏｆｆｓｅｔ）させるが、これは、ステアリングホイールギア６がステアリングコラム３のコラムギア５を一側に内接させ、他側空間にエアバックモジュール１０につながるワイヤーハーネスを位置させるためである。

そして、前記コラムギア５はピニオンタイプからなってステアリングコラム３の末端部位に形成され、前記ステアリングホイールギア６を一体に形成したステアリングホイール結合ボス７はステアリングコラム３を囲んでステアリングホイール８側につながったコラムハウジング１を用いて隠されるようになる。
また、前記ステアリングコラム３の端部とステアリングホイール結合ボス７部位はコラムハウジング１に結合されたベアリング２を介して各々支持される。

そして、前記ギアボックスは、ステアリングホイール８の回転数とステアリングコラム３の回転数が相異なり、すなわち、約１：１．３ギア比を有するステアリングコラム３を通して回転されるピニオン２０の直径を調節することにより、ステアリングホイール８の操作力がステアリングコラム３およびピニオン２０を経てラックバー２１に伝えられる時に、ステアリングホイール８の操作に一致する車輪の動きを具現できるようになる。

また、前記エアバックモジュール１０は、ＡＣＵ（Ａｉｒｂａｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）の制御信号を受け、爆発して高圧ガスを噴出するインフレーター１１と、前記インフレーター１１のガス注入でステアリングホイール８から展開されるクッション１２と、前記インフレーター１１が結合されたクッション１２部位を収容しつつ、ステアリングホイール８のステアリングホイールハブ９部位に収容された取付けブラケット１３と、ステアリングホイールハブ９に挿入されてクッション１２の展開時に破断されると共に、取付けブラケット１３側にステアリングホイール８の回転力が伝えられないように結合されたクッションカバー１４とからなる。

ここで、前記取付けブラケット１３にはフックタイプの結合端が形成され、クッションカバー１４の溝に嵌め込まれることにより、ステアリングホイール８と共にステアリングホイールハブ９が回転してもクッションカバー１４だけがステアリングホイールハブ９と共に回転する。

これと共に、前記エアバックモジュール１０には回路連結アセンブリー１５を用いてＡＣＵ制御信号と電源を供給するためのワイヤーハーネスが連結され、前記回路連結アセンブリー１５は、図２、図３に示すように、末端部位がコラムハウジング１から抜け出しつつステアリングホイール結合ボス７に一体に形成されたステアリングホイールギア６の内部空間に位置するワイヤー引き込み管１６と、前記ステアリングホイール結合ボス７を貫通してインフレーター１１側につながるように、前記ワイヤー引き込み管１６につながるワイヤー引き出し管１７と、前記ワイヤー引き込み管１６からワイヤー引き出し管１７に沿ってインフレーター１１側に連結される配線ワイヤー１８とからなる。

この時、前記ワイヤー引き出し管１７はステアリングホイール結合ボス７の回転に影響を受けないように貫通される。
さらに、前記ワイヤー引き込み管１６にはワイヤー方向転換管１６ａが形成されてワイヤー引き出し管１７に連結されるが、前記ワイヤー方向転換管１６ａはステアリングホイール８の軸中心線上に配線ワイヤー１８を引き出す作用をする。

つまり、前記ワイヤー方向転換管１６ａは、ステアリングホイール結合ボス７に一体に形成されたステアリングホイールギア６の間の空間である一側面空間に引き込まれたワイヤー引き込み管１６が有する偏心を補正するように、前記ワイヤー引き込み管１６を一側面に延長形成し、その中央にワイヤー引き出し管１７を延長形成する。

また、前記エアバックモジュール１０部位には運転者の居眠り運転などを検知するセンサが装着されるが、これは、エアバックモジュール１０がステアリングホイール８の回転に影響を受けないことにより、ステアリングコラムカバーやクラッシュパッド部位に設けられる時に比べてより向上したセンサ検知性能を具現することができる。

以下、本発明の作動について添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明のステアリング装置は、ステアリングホイール８とステアリングコラム３を互いに偏心（Ｏｆｆｓｅｔ）した状態でステアリングホイール８の回転力をステアリングコラム３側に伝達するようにギア結合すると共に、ステアリングホイール８のステアリングホイールハブ９部位に収容されたエアバックモジュール１０がステアリングホイール８とステアリングコラム３の偏心回転伝達構造を用いてステアリングホイール８と共に回転しないように独立して結合されることにより、クッション１２展開時に乗客の胸部圧迫のない非対称的な最適クッション形状を有するだけでなく、エアバックモジュール１０の非回転によるロゴに対するデザイン視認性も大きく向上できる特徴がある。

このような本発明の特徴は偏心した状態でステアリングホイール８の回転力をステアリングコラム３に伝達するようになっているステアリング装置から起因するものであり、すなわち、前記ステアリング装置は、図１に示すように、タイロッドを動かせるラックバー２１に噛合したピニオン２０を備えたステアリングコラム３が偏心した状態でステアリングホイール８と配列され、前記ステアリングホイール８に固定されたステアリングホイールギア６を介して偏心したステアリングコラム３の末端でコラムギア５が噛合し、ＡＣＵの制御信号が前記ステアリングホイールギア６の空間側を利用して設けられるワイヤーハーネスを通してステアリングホイール８に装着されたエアバックモジュール１０に連結される構造になっている。

これによって運転者がステアリングホイール８を回転させれば、図４に示すように、ステアリングホイール８に加える回転力がステアリングホイール結合ボス７を通してステアリングホイールギア６側に伝えられ、前記ステアリングホイールギア６の回転は内接したコラムギア５を同一方向に回転させるようになる。

この時、前記コラムギア５はカウルクロスメンバー（ＣＭ）３０を貫通して支持されるコラムハウジング１に収容され、ギアボックス側に結合されたステアリングコラム３の末端に備えられることにより、ステアリングホイールギア６に内接しながら回転する。

このような前記コラムギア５の回転はステアリングコラム３を回転させながら末端に備えられたピニオン２０を回転させるようになり、前記ピニオン２０の回転でラックバー２１が移動しながら両車輪につながるタイロッドを動かし、このようなラックバー２１の移動でステアリングホイール８に相応するステアリング操作力で車輪が操作される。

この時、前記ステアリングコラム３の末端で最終出力のための回転力を発生させるピニオン２０の直径を設計時に調節することにより、ステアリングホイール８を通して回転するステアリングホイールギア６の回転数とステアリングコラム３に回転力を伝達するコラムギア５の回転数の差を調整するようになる。

このようなステアリングホイール８の回転によるステアリング操作が行われる時、前記ステアリングホイール８のステアリングホイールハブ９部位に装着されたエアバックモジュール１０はステアリングホイール８の回転にかかわらず停止状態を維持するが、これは、前記ステアリングホイールハブ９部位に装着されインフレーター１１が結合されたクッション１２部位を収容し、クッション１２の展開時に破断するクッションカバー１４に結合された取付けブラケット１３の結合構造から起因する。

つまり、前記取付けブラケット１３とクッションカバー１４が各々フックと溝を介して嵌め込まれた状態でロックされることにより、ステアリングホイール８の回転力がステアリングホイール８に固定されたステアリングホイール結合ボス７側を通してのみ伝達される。

それにより、コラムハウジング１においてステアリングコラム３のコラムギア５が内接したステアリングホイールギア６の内部空間に位置するワイヤー引き込み管１６と、ワイヤー引き込み管１６がステアリングホイール８に対して有する偏心を補正するワイヤー方向転換管１６ａを通してつながってインフレーター１１につながるワイヤー引き出し管１７がステアリングホイール８の回転に関係なく結合された状態を維持することができる。

それにより、ＡＣＵに連結されワイヤー引き込み管１６とワイヤー方向転換管１６ａおよびワイヤー引き出し管１７のホールに沿ってつながり、インフレーター１１に連結される配線ワイヤー１８もステアリングホイール８の回転とは関わりがなくなり、エアバック作動時、ＡＣＵから制御信号をインフレーター１１に伝達するようになる。

このようにステアリングホイール８の回転にかかわらず停止状態を維持するエアバックモジュール１０は作動時に乗客（Ｐ）３２の胸部を圧迫しないが、これは、図５に示すように、乗客（Ｐ）３２の方に展開されるクッション１２がステアリングホイール８に対して常に最適位置を有することにより、前記クッション１２の展開形状を、乗客（Ｐ）３２の胸部に圧迫を加えないように陥没形成部（Ｋ）３１を形成することができ、このような陥没形成部（Ｋ）３１は乗客（Ｐ）３２の方に展開されても乗客（Ｐ）３２の胸部には接触しない非接触領域（ＵＣ）３３を形成することができる。

本発明は、エアバックモジュールがステアリングホイールの回転とは独立して装着できるようになっている非回転エアバックモジュールを備えた車両用ステアリング装置に適用できる。

本発明に係る非回転エアバックモジュールを備えた車両用ステアリング装置の構成図である。 本発明に係る非回転エアバックモジュールを備えたステアリングコラムの構成図である。 本発明に係る非回転エアバックモジュールを備えたステアリングコラムの構成図である。 本発明に係る非回転エアバックモジュールを備えた車両用ステアリング装置の作動図である。 本発明に係る非回転エアバックの作動状態図である。

符号の説明

１：コラムハウジング
２：ベアリング
３：ステアリングコラム
４：回転伝達アセンブリー
５：コラムギア
６：ステアリングホイールギア
７：ステアリングホイール結合ボス
８：ステアリングホイール
９：ステアリングホイールハブ
１０：エアバックモジュール
１１：インフレーター
１２：クッション
１３：取付けブラケット
１４：クッションカバー
１５：回路連結アセンブリー
１６：ワイヤー引き込み管
１６ａ：ワイヤー方向転換管
１７：ワイヤー引き出し管
１８：配線ワイヤー
２０：ピニオン
２１：ラックバー
３０：カウルクロスメンバー（ＣＭ）
３１：陥没形成部（Ｋ）
３２：乗客（Ｐ）
３３：非接触領域（ＵＣ）

Claims (4)

1. フレームを連結するステアリングホイールハブを備えたステアリングホイールと、
   両車輪につながったタイロッドを動かせるラックバーに噛合したピニオンを末端に備え、反対側末端はステアリングホイール側に位置して、ステアリングホイールからの回転力が伝達されるようにベアリング支持されたコラムハウジングに囲まれたステアリングコラムと、
   前記ステアリングホイールとステアリングコラムが互いに偏心（Ｏｆｆｓｅｔ）した軸配列を有するようにギア結合させ、ステアリングホイールの回転力をステアリングコラムに伝達させる回転伝達アセンブリーと、
   ＡＣＵ（Ａｉｒｂａｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に連結されたワイヤーハーネスが前記コラムハウジングを囲んで互いに偏心したステアリングホイールとステアリングコラムとの間の空間に位置し、ステアリングホイールをなすステアリングホイールハブの中心部につながるようにする回路連結アセンブリーと、
   前記ＡＣＵの制御信号を受け、爆発して高圧ガスを噴出するインフレーターのガス注入でステアリングホイールから展開されるクッションを収容しつつ、ステアリングホイールのステアリングホイールハブ部位に収容された取付けブラケットと、前記ステアリングホイールハブに挿入されてクッションの展開時に破断されると共に、取付けブラケット側にステアリングホイールの回転力が伝えられないようにかけられて結合されたクッションカバーと、からなるエアバックモジュールと、を有し、
   前記回転伝達アセンブリーは、更に、前記ステアリングコラムの末端に結合されたコラムギアと、内部に空間を形成し、前記コラムギアを内接させてステアリングコラムが偏心するようにするステアリングホイールギアと、前記ステアリングホイールギアに一体に延長形成され、前記ステアリングホイールの下部にしっかり固定されて前記ステアリングホイールギアを回転させるステアリングホイール結合ボスと、を有し、
   前記回路連結アセンブリーは、更に、末端部位が前記コラムハウジングから抜け出しつつステアリングホイール結合ボスに一体に形成されたステアリングホイールギアの内部空間に位置するワイヤー引き込み管と、前記ステアリングホイール結合ボスを貫通してインフレーター側につながるように、前記ワイヤー引き込み管につながるワイヤー引き出し管と、前記ワイヤー引き込み管から前記ワイヤー引き出し管に沿ってインフレーター側に連結される配線ワイヤーと、を有し、
   前記ワイヤー引き込み管にはステアリングホイールの軸中心線上に前記配線ワイヤーを引き出すようにワイヤー方向転換管が形成されることを特徴とする、非回転エアバックモジュールを備えた車両用ステアリング装置。
2. 前記取付けブラケットにはフックタイプの結合端が形成され、クッションカバーの溝に嵌め込まれてロックされることを特徴とする、請求項１に記載の非回転エアバックモジュールを備えた車両用ステアリング装置。
3. 前記エアバックモジュールを構成して乗客の方に展開されるクッションは、乗客の胸部に圧迫を加えないように陥没形成部を有する非対称構造をなすことを特徴とする、請求項１に記載の非回転エアバックモジュールを備えた車両用ステアリング装置。
4. 前記エアバックモジュール部位には運転者の居眠り運転を検知するセンサが装着されることを特徴とする、請求項１に記載の非回転エアバックモジュールを備えた車両用ステアリング装置。

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