JP2004291809A

JP2004291809A - Steering device

Info

Publication number: JP2004291809A
Application number: JP2003086876A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Akaike; 伸和赤池; Mikio Ochiai; 幹雄落合
Original assignee: Nihon Plast Co Ltd
Current assignee: Nihon Plast Co Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device capable of simplifying the structure thereof for miniaturization, ensuring the strength by a lightweight structure to enhance durability, collectively, easily, correctly and firmly coupling a steering shaft, an inflator, and a steering body with each other, and sufficiently ensuring the holding force of the inflator with respect to the axial direction. <P>SOLUTION: An outside diameter tapered face (41a) of an inflator (41) extending upward of a steering shaft (30) across an inside diameter tapered face (32) and an outside diameter tapered face (33) of the steering shaft (30) having a cavity part (31) inside, and an inside diameter tapered face (22a) of a cylindrical boss (22) of the steering body (21) are concentrically fitted to each other, and the inflator (41) is tightened and fixed to an upper end part of the boss (22) by fixing means (43b and 50). Thereby, the tapered faces (32, 33, 41a and 22a) are collectively pressed and fixed to each other in the axial direction thereby. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングシャフト内にインフレータを収納支持したステアリング装置に係わり、特に、ステアリングシャフト、インフレータ及びステアリング本体を一括して容易に、正確に且つ強固に支持固定できるとともに、簡単で且つ軽量な構造で強度を確保して耐久性を向上させたステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両に大きな衝撃を受けたとき、その衝撃を感知してインフレータからの高圧ガスをエアバッグの内部に導入し、同エアバッグを瞬時に膨張展開させ、同エアバッグにより乗員の上半身を緩衝支持して人体に加わる衝撃力を大幅に緩和する各種のエアバッグ装置が広く普及している。例えば自動車では、標準装備として運転者の前方であるステアリングホイールの中心部にエアバッグ装置が装着されている。エアバッグ装置を備えたステアリング装置の一例として、例えば空洞部を有するステアリングシャフトの内部に円筒状のインフレータを収納支持するとともに、同ステアリングシャフトの先端部に嵌着固定されたステアリング本体の内部にエアバッグを所定の形態に折り畳んで収納支持する提案がなされている。
【０００３】
この種のステアリング装置の一例が、例えば特開平９−１２３９２１号公報に開示されている。同公報に開示されたステアリング装置は、円筒状のインフレータの一部をステアリングシャフトの内部に収容して、インフレータの外周面に形成された円環状のフランジをステアリングシャフトの先端開口縁部に支持している。
【０００４】
ステアリング本体の中央部に形成された開口部の開口周辺部には、その開口部の内径よりも大きい内径をもつ円筒状のボスが下方に突設されており、同ボスはステアリングシャフトを挿通して、そのステアリングシャフトの外周面に突設されたボス支持部に支持されている。インフレータのガス噴射部は、前記ボスの内部及びステアリング本体の前記開口部を挿通してステアリング本体のエアバッグ収納空間内に配され、ボス内の前記開口周辺部とステアリングシャフトの前記先端開口縁部との間にインフレータの前記フランジを挟み込んでいる。前記ボス支持部のステアリング本体と反対側の支持面に係合するユニオンナットにて前記ボスの外周面に形成された外ネジに下方から螺合して締付固定され、前記ステアリング本体がステアリングシャフトの先端部に不動状態に取り付けられている。
【０００５】
また、インフレータをステアリングシャフトの内部に配したステアリング装置の他の構造例が、例えば特開平１０−３５３９７号公報に開示されている。同公報に開示されたステアリング装置は、中央部に開口部を有する取付板をステアリングシャフトの先端部に嵌着支持して、同ステアリングシャフトの先端部に形成された外ネジにナットを螺合して締付固定している。この取付板の上部には円筒状のインフレータの外周面に固定された環状のフランジ板が支持されるとともに、インフレータの底面をステアリングシャフトの内部に固定されたバネ座金上に支持することにより、インフレータの一部がステアリングシャフトの内部に収容されている。ステアリング本体の下部は、前記取付板にボルト締めにより下方から締付固定され、前記インフレータのフランジ板の外周縁部がエアバッグのガス導入開口の周縁部分とともに前記ステアリング本体の下部と前記取付板との間に挟着固定されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１２３９２１号公報（図１、その説明部分））
【特許文献２】
特開平１０−３５３９７号公報（図１、その説明部分）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に開示されたステアリング装置は、ステアリングシャフトに嵌着固定されたステアリング本体の円筒状ボスの外ネジにユニオンナットを下方から螺合して締付固定するとき、インフレータのフランジを前記ボス内の開口周辺部とステアリングシャフトの先端開口縁部との間で挟着固定する構成になっている。上記特許文献１の構造は、その構造上、ボス内の開口周辺部とステアリングシャフトの先端開口縁部との間の係合部分の幅寸法は小さく、その係合部分の領域が少なくなる。従って、衝突時における過大な力によって変形や破損等を生じるのを防止するために、十分な取付強度と耐久性を確保することが肝要である。
【０００８】
しかしながら、この従来のステアリング装置では、前記ステアリング本体のボス内の開口周辺部、前記ステアリングシャフトの先端開口縁部、前記インフレータのフランジ、前記ユニオンナットなどの各端部の位置合わせを行う必要があり、製品に高い寸法精度及び複雑な機械加工等が必要であり、製品ごとにばらつきが生じやすく不良品の発生も少なくない。その結果、装置自体の部材間の位置関係や間隔などを高度に調整し、或いはそれらの調整を厳しく管理しなければならず、作業のコスト高を招きやすい。しかも、上述のようにステアリング本体のボスをユニオンナットにて締付固定するときステアリング本体の下方に手や腕を差し込まなければならない。このため、作業者は無理な姿勢での作業を強いられ、これらの組立作業に時間、労力、手間がかかり、作業が繁雑になりやすい。
【０００９】
一般に、ステアリング本体のパッド部やグリップ部にはホーンスイッチやクルーズコントロールスイッチ等が配置され、ステアリング本体の下部にはステアリング本体側と車体側とを電気的に接続するケーブルリール装置などの通電手段が配される。前記ケーブルリール装置には、ステアリングシャフトを覆って合成樹脂製のコラムカバーが設けられる。
【００１０】
しかしながら、前記インフレータ、ステアリングシャフト、ステアリング本体のボス及びユニオンナットが、ステアリング本体の下部に同心上に多重に配されるため、ステアリング本体の下部外周面の外郭寸法が大きくなり、ステアリング本体の大型化に伴い、必然的に前記コラムカバーが相当に大型化する。ステアリング本体の形態や大きさ等により設計上の制約を受けて前記ケーブルリール装置などの各種の周辺部品の設置箇所が狭くなり、周辺部品をステアリング本体の下部周りに取り付けることは容易ではない。
【００１１】
一方、上記特許文献２に開示されたステアリング装置は、ステアリングシャフトの先端部に嵌着固定された取付板にステアリング本体をボルト締めにより締付固定することにより、インフレータの環状フランジ板の外周縁部とエアバッグのガス導入開口の周縁部分との双方を前記取付板とステアリング本体との間に挟着固定している。
【００１２】
しかして、上記特許文献２のステアリング装置にあっても、インフレータの環状フランジ板の外周縁部とエアバッグのガス導入開口の周縁部分とを挟着固定するだけであり、前記取付板とステアリング本体との間に係合する箇所は少なく、その係合部分の幅や厚さ寸法は小さい。このため、インフレータやエアバッグに対する保持力は小さく、製品に高い寸法精度等が必要であり、各部材間の相互位置の設定や位置合わせを正確に行う必要があり、設備費や製造コスト等が増加することに加えて、厳格な品質管理をも行わなければならない。
【００１３】
従って、上記特許文献１のステアリング装置と比較しても、製品ごとにばらつきが生じやすく不良品の発生も少なくない点、作業が繁雑になりやすい点等でも従前と変わるところがない。また、装着すべき部品点数が多く構造が複雑であり、組立作業に極めて手間がかかり、相当な時間と労力とを必要とし、生産効率の悪化とコスト高を招きやすいという諸々の問題を有している。
【００１４】
本発明は、かかる従来の課題を解消すべくなされたものであり、構造を簡略化してコンパクト化を図るとともに、軽量な構造で強度を確保して耐久性の向上を図り、ステアリングシャフト、インフレータ及びステアリング本体を一括して容易に、正確に且つ強固に結合できるとともに、インフレータの軸線方向に対する保持力を充分に確保することができるステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
本発明は、内部に空洞部を有するステアリングシャフトと、同空洞部内に収納支持される細長いインフレータと、前記ステアリングシャフトの先端部に嵌着固定される筒状のボスを有するステアリング本体とを備え、同ステアリング本体の内部にエアバッグを所定の形態に折り畳んで収納支持してなるステアリング装置であって、前記ステアリングシャフトの先端開口部は、上方に向けて漸次縮径する内径テーパ面及び外径テーパ面を有し、前記インフレータの先端部は、前記ステアリングシャフトの内径テーパ面に嵌着する外径テーパ面と、同外径テーパ面の上方に延びるガス噴射部とを有し、前記ボスの内周面は、前記ガス噴射部を挿通して前記ステアリングシャフトの外径テーパ面に嵌着する内径テーパ面を有し、前記インフレータを前記ボスに締付固定する固定手段により、前記ステアリングシャフトの各内外径テーパ面及び前記インフレータの内径テーパ面を軸線方向に圧着固定してなることを特徴とするステアリング装置を主要な構成とする。
【００１６】
本発明のステアリング装置は、従来のステアリング装置とは大きく異なり、内部に空洞部を有するステアリングシャフトの先窄まり状の内径テーパ面及び外径テーパ面を挟んで、それぞれインフレータの外径テーパ面とステアリング本体の筒状ボスの内径テーパ面とを同心上に嵌着すること、前記ステアリングシャフトの上方に延びる前記インフレータを前記ボスの上端部にボルト又はナットなどの適当な固定手段にて締付固定することにより、前記各テーパ面を軸線方向に直接に圧着固定することを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、ステアリングシャフトの前記内径テーパ面及び外径テーパ面にインフレータの前記外径テーパ面とボスの前記内径テーパ面とをそれぞれ嵌入すると、これらのテーパ面は互いに面接触するため、前記ステアリングシャフトに対して前記インフレータ及び前記ボスの嵌入位置がそれぞれ固定され、前記ステアリングシャフト、前記インフレータ及び前記ステアリング本体の安定した固定機能が発揮される。
【００１８】
ステアリングシャフトの前記内径テーパ面とインフレータの前記外径テーパ面、及びステアリングシャフトの前記外径テーパ面とボスの前記内径テーパ面をそれぞれ嵌着固定するだけで、ステアリングシャフトの各内外径テーパ面の領域中に前記インフレータ及び前記ボスの双方が適切な締まり力をもって面接触し、ステアリングシャフトの各内外径テーパ面の双方に前記インフレータ及び前記ボスを容易に且つ強固に固定させることが可能となる。前記インフレータの軸線方向に対する保持力は大きく、インフレータの軸線方向の移動を完全に阻止することができ、ガタツキも生じない。
【００１９】
本発明装置は、前記インフレータ、前記ステアリング本体、前記インフレータとステアリング本体のボスとの間に挟まれるステアリングシャフトをボルトやナットからなる単一の固定具により締付固定する。衝撃時にステアリングホイールに作用する力は、その構造上、前記インフレータ及び前記ステアリング本体のボスに分担して支持される。前記インフレータは頑強な外殻構造をもつ圧力容器である。従って、衝撃力の影響を受けにくいステアリングシャフトの筒部の厚みを薄肉化することができるようになる。同ステアリングシャフトは、回転モーメントが小さく、衝撃力に対して所定の強度特性を有するとともに、適度な厚みを有することが好適である。
【００２０】
車両の衝突時において、前記ステアリングシャフトが軸方向に大きな荷重を受けると、曲げ変形よりも、シャフト先端側に生じる潰れ変形によって衝撃力に対する衝撃緩和吸収機能が効果的に発揮できる。しかも、ステアリング本体の環状のグリップ（リング）による傾斜変形（セルフアライニング）によって乗員を速やかに緩衝支持させることができる。
【００２１】
本発明装置は、前記ステアリングシャフトとインフレータとを同心上に集約化して組み付ける簡略化した構造で、衝撃力に対する強度を十分に高めることができるとともに、同ステアリングシャフトの外郭寸法を小さくして軽量で且つ高品質のステアリング装置が得られる。また、前記ステアリング本体のボスを前記ステアリングシャフトと略同一の外郭寸法をもってコンパクトに製作することができる。このため、インスツルメントパネルのロアーカバー内に配されるクラッシュ構造体やニーエアバッグなどの各種の衝撃吸収部品、ケーブルリール装置などの設置箇所を充分に確保することができる。
【００２２】
本発明では、前記インフレータ、前記ステアリング本体及び前記ステアリングシャフトの好適な固定構造を設定するために、前記固定手段は、前記インフレータの前記外径テーパ面と前記ガス噴射部との間の外周面に形成された外ネジと、同外ネジに締付固定するナットとを有している。
【００２３】
前記インフレータ、前記ステアリング本体及び前記ステアリングシャフトを組み立てるにあたり、先ず、前記インフレータのガス噴射部を前記ステアリングシャフトの先端部から上方に突出させた状態で前記ステアリングシャフトの内部にインフレータ本体部を予め収納支持しておく。いま、前記ガス噴射部にステアリング本体のボスを挿通してステアリングシャフトに嵌着し、続いて前記ガス噴射部を挿通して前記ナットを前記インフレータの外周面に形成された外ネジに上方から螺合して前記ステアリングシャフトに前記インフレータ及びステアリング本体を同時に締付固定する。
【００２４】
本発明は、単一のナットを前記インフレータの外ネジに締付固定すると、ステアリングシャフトの前記内径テーパ面とインフレータの前記外径テーパ面が嵌着固定されるとともに、ステアリングシャフトの前記外径テーパ面とボスの前記内径テーパ面が嵌着固定される。このため、前記インフレータの姿勢を安定に且つ確実に保持する簡単な構造が得られ、同インフレータを前記ステアリングシャフト内に安定に且つ確実に締込固定することができる。また、前記ステアリングシャフトに対して前記ステアリング本体のボス、前記インフレータ及びナットを同心上に集約化して組み付けることができるため、構造を簡略化して装置のコンパクト化が達成でき、装置全体を縮小化することができる。
【００２５】
更に本発明は、上記固定手段の他の好適な形態として、同固定手段は、前記ボスの上端に一体に形成され、前記ガス噴射部を被包するとともに、周面に所定の位相角をもって形成された複数個のガス噴出開口をもつキャップ状のカバー部と、同カバー部の上端部と前記インフレータのガス噴射部の上端部とを締付固定する固定具を有している。この固定具として、特に限定されるものではないが、前記カバー部を挿通して前記ガス噴射部の上面から上方に突出する外ネジと、同外ネジに締付固定するナットとを有することが好ましい。
【００２６】
前記インフレータのガス噴射部、及び同ガス噴射部の上面から上方に突出する外ネジを挿通して前記ステアリング本体のボスをステアリングシャフトに嵌着して前記ボスのカバー部を前記ガス噴射部に被包する。前記ナットを前記外ネジに上方から螺合することにより、前記ステアリングシャフトに前記インフレータ及びステアリング本体を同時に締付固定する。このような固定手段にあっても、上記発明と同様の作用効果が得られるが、特に前記インフレータのガス噴射部を前記ボスのカバー部に被包しているため、同ボスの強度を十分に高めることができる。しかも、部品点数が少なくなり、簡単な構造でありながら、高品質のステアリング装置が得られる。
【００２７】
なお、上記固定具の他の例として、例えばボルトを使用することができる。この場合は、前記カバー部の上端部に形成されたボルト挿通孔を介して、前記ガス噴射部の上端部に形成されたネジ孔に前記ボルトのネジ部を締込固定する。
【００２８】
更に本発明にあっては、前記ステアリングシャフト及び前記ボスのセレーション結合部又はスプライン結合部が更に形成されている。
前記セレーション結合部又はスプライン結合部は、断面円形に限らず、断面が矩形状などの多角形状の環状部材を含む。前記セレーション結合部又はスプライン結合部は、ステアリングシャフトの前記外径テーパ面とインフレータの前記内径テーパ面に形成することができるが、各テーパ面に隣接して形成することもできる。本発明では、例えば前記ステアリングシャフトの内周面に形成されたセレーション結合部が前記ボスの内周面に形成されたセレーション結合部に周方向にわたり全面に接触して支持される。ステアリングシャフト及びステアリング本体は、互いが相対回転しない噛み合った状態でセレーション結合により更に強固に支持される。
【００２９】
更に本発明にあっては、前記ステアリングシャフトと前記インフレータとの当接部にクッション材を更に介装させている。
前記クッション材は、前記ステアリングシャフトの内周面と前記インフレータの外周面との間及び／又は前記ステアリングシャフトの内周面から内方に向かう円形支持面と前記インフレータの底面との間などに介装することができる。クッション材として、例えばＯリングなどの密閉シール部材、円環状の弾性樹脂材やゴム材からなる弾性リングなどが使用できる。上記構成により、前記ステアリングシャフトとインフレータとの間に最小限のクリアランスを維持することができるようになり、振動やガタツキを生じることなく、前記ステアリングシャフトの内部に強力に支持することができ、前記インフレータの移動を完全に阻止することができ、安定した固定機能が実現できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明の代表的な実施形態である自動車のステアリング装置の要部を示す縦断面図、図２は同ステアリング装置に適用されるステアリングホイールの平面図である。なお、本実施形態では自動車のステアリングホイールを例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば自動車以外の車両にも効果的に使用できる。また、本実施形態では、ステアリングホイールの正面側（乗員対向面側）を上部といい、ステアリングホイールの裏面側（車体側）を下部という。
【００３１】
これらの図において、本実施形態である自動車のステアリング装置１０は、ステアリングホイール２０、ステアリングシャフト３０、及びエアバッグ装置４０を備えている。前記ステアリングホイール２０のステアリング本体２１は、車体側に設けられたステアリングシャフト３０に嵌着される中央の円筒状ボス２２を有するボスプレート２３と、同ボスプレート２３の上部開放端を閉鎖するパッド部２４と、図示せぬリム芯金を被包する円環状リム部２５と、そのリム芯金及びボスプレート２３を互いに連結するスポーク芯金２６ａの一部を被包する都合４本のスポーク部２６，…，２６とを有している。
【００３２】
前記スポーク芯金２６ａとボスプレート２３とはマグネシウム合金をダイカスト成形して製造され一体に連結されている。前記ボス２２の周りには、合成樹脂製の下部カバー２７、車体側及びステアリング本体側を電気的に接続する図示せぬケーブル用リール装置が配されるとともに、同ケーブル用リール装置及びステアリングシャフト３０の一部を覆う図示せぬ合成樹脂製コラムカバーが配されている。前記パッド部２４、リム部２５及びスポーク部２６は、通常、ポリウレタン、ポリエステル、ポリオレフィン等の熱可塑性エラストマー樹脂材料を使って射出成形により得られる。
【００３３】
上記のごとく構成されたステアリングホイール２０は、従来から広く知られた周知の構造を有しているため、上記実施形態に特に限定されるものではない。前記ボス２２はボスプレート２３に一体に連結されているが、図示例に限定されせるものではなく、例えばボス２２とボスプレート２３とを別体に形成し、これらを溶接などにより固着一体化することができる。
【００３４】
本発明にあっても、従来と同様に、内部に空洞部３１を有するステアリングシャフト３０内に円筒状のインフレータ（ガス発生器）４１を収納支持するとともに、同ステアリングシャフト３０の先端部に結合されたステアリング本体２１の内部にエアバッグ４５を所定の形態に折り畳んで収納支持しているが、本発明は、ステアリングシャフト３０に対するステアリング本体２１とインフレータ４１との取付構造、及びその構成部材を特徴としている。
【００３５】
本発明は、前記ステアリングシャフト３０の先端開口部が上方に向けて漸次縮径する内径テーパ面３２及び外径テーパ面３３を挟んで、それぞれインフレータ４１の外径テーパ面４１ａと前記ボス２２の内径テーパ面２２ａとを同心上に嵌着すること、前記ステアリングシャフト３０の上方に延びるインフレータ４１を前記ボス２２の上端部にネジ部又はナットなどの適当な固定手段にて締付固定することにより、前記各テーパ面３２，３３，４１ａ，２２ａを軸線方向に直接に圧着固定することが、従来のステアリング装置とは大きく異なっている。
【００３６】
本実施形態では、前記ステアリング本体２１のボス２２を結合するステアリングシャフト３０は上部シャフト３４及び下部シャフト３５の上下二分割構成とされている。各ステアリングシャフト３４，３５の内部は上方に円形開口を有する空洞部３１を有しており、同空洞部３１はエアバッグ装置４０の一部を構成するインフレータ４１を収納支持するためのインフレータ収納空間とされている。
【００３７】
前記上部シャフト３４の先端開口部は上方に向けて漸次縮径する内径テーパ面３２及び外径テーパ面３３を有しており、同外径テーパ面３３の上方に隣接して前記ボス２２と結合するセレーション結合部３６が形成されている。前記上部シャフト３４の先端開口部と反対側の下端部は内周面から外方に向かう円形支持面を有する係合凹部３４ａをもって形成されている。なお、前記上部シャフト３４と前記ボス２２とはセレーション結合に代えてスプライン結合であってもよいことは勿論である。
【００３８】
一方、前記下部シャフト３５の上端部にあって前記係合凹部３４ａと同一周面上には、外周面から内方に向かう円形支持面を有する係合突部３５ａをもって形成されており、前記上部シャフト３４の係合凹部３４ａに形成された内ネジと前記下部シャフト３５の係合突部３５ａに形成された外ネジとが互いにネジ込み固定されている。この下部シャフト３５の中間部は、前記空洞部３１の円形空間よりも大径の円形空間をもち、同円形空間の周面から外方に向かう円形支持面を有する円環状の段部を介して支持面３５ｂが形成されている。同支持面３５ｂの周面にはネジ部が形成されており、同ネジ部に螺合して締込固定される円環状のプレート３７ａを有するクッション材３７が支持固定されている。
【００３９】
円環状のプレート３７ａの周面には、図３に示すようにネジ３７ｂが形成されており、同プレート３７ａのインフレータ４１の底面との当接部には、弾性樹脂材やゴム材からなる円環状のクッション材３７が適当な固着手段により固着一体化されている。更に、前記下部シャフト３５の内周面とインフレータ４１の外周面との当接部には、弾性樹脂材やゴム材からなるクッション材であるＯリング３８が更に介装されている。このように、ステアリングシャフト３０とインフレータ４１との当接部にＯリング３８を介装させることにより、ステアリングシャフト３０とインフレータ４１との間に最小限のクリアランスを維持することができ、振動やガタツキを生じることなく、安定した固定機能が発揮される。また、前記インフレータ４１の嵌入位置が固定されるとともに、同インフレータ４１がステアリングシャフト３０の内部に強力に支持され、インフレータ４１の移動を完全に防止することができる。
【００４０】
上記構成によれば、車両の衝突時にステアリングホイール２０に作用する力は前記ステアリング本体２１のボス２２及びインフレータ４１に分担して支持される。従って、前記インフレータ４１は頑強な外殻構造をもつ筒部により構成されており、衝撃力の影響を受けにくいステアリングシャフト３０の筒部の厚みを薄肉化することができる。本実施形態によるステアリングシャフト３０は、回転モーメントが小さく、衝撃力に対して所定の強度特性を有するとともに、適度な厚みを有している。車両の衝突時、前記ステアリングシャフト３０が軸方向に大きな荷重を受けた場合は、シャフト先端側に生じる潰れ変形によって衝撃力に対する衝撃緩和吸収機能が得られる。ステアリングホイール２０が下傾斜に変形（セルフアライニング）し、乗員を迅速に緩衝支持することができる。
【００４１】
前記ステアリングシャフト３０の内部には、前記インフレータ４１がインフレータ本体部４２の外郭寸法よりも小径のガス噴射部４３を外部に露出した状態で予め挿入され、シャフト・インフレータ組立体として組み立てられる。前記インフレータ４１は、ステアリングシャフト３０の軸線方向に延びる細長い円筒状のインフレータ本体部４２を有しており、同インフレータ本体部４２の先端部には、ステアリングシャフト３０の内径テーパ面３２に嵌着する外径テーパ面４１ａと、同外径テーパ面４１ａの上方に延びるガス噴射部４３とを有している。前記ガス噴射部４３は、周方向に所定の位相角をもって放射方向に貫通して形成された複数のガス噴出口４３ａを有している。前記インフレータ４１の外径テーパ面４１ａと前記ガス噴射部４３との間の外周面には、外ネジ４１ｂが形成されており、同外ネジ４１ｂと同外ネジ４１ｂに螺合するナット５０とが、インフレータ４１を前記ボス２２に締付固定する固定手段を構成している。
【００４２】
前記ステアリング本体２１のボスプレート２３の乗員対向面側の平板部は、上方に突設されたパッド部取付用の矩形柱状取付部２３ａを有している。前記ボスプレート２３の中央部には円筒状ボス２２が下方に突設されている。同ボス２２の中央部にはステアリングシャフト３０の先端部が嵌着する円形をなす開口が上下方向に貫通して形成されている。同開口の内部は、開口入口端から軸線に向かって漸次窄まり形状とされた内径テーパ面２２ａを有しており、同内径テーパ面２２ａの上方に隣接してステアリングシャフト３０のセレーション結合部３６と対応する位置にセレーション結合部２２ｂが形成されている。同セレーション結合部２２ｂがステアリングシャフト３０のセレーション結合部３６に周方向にわたり全面に接触して支持されている。従って、ステアリングシャフト３０及びステアリング本体２１は、互いが相対回転しない噛み合った状態でセレーション結合により支持される。
【００４３】
各セレーション結合部２２ｂ，３６は、図４に示すように断面円形であってもよいが、断面円形に限らず、図５に示すように断面が矩形状などの多角形状の環状部材を含む。また、各セレーション結合部２２ｂ，３６は、図１に示すようにステアリングシャフト３０の前記外径テーパ面３３及びインフレータ４１の前記外径テーパ面４１ａの上方に隣接して形成することもできるが、図５に示すようにステアリングシャフト３０の前記外径テーパ面３３及びインフレータ４１の前記外径テーパ面４１ａに形成することができる。
【００４４】
上記構成により、ステアリングシャフト３０の前記内径テーパ面３２及び外径テーパ面３３にインフレータ４１の前記外径テーパ面４１ａとボス２２の前記内径テーパ面２２ａとをそれぞれ嵌入すると、これらのテーパ面は互いに面接触するため、前記ボス２２及びインフレータ４１を適正な接触位置にセットすることができる。前記ステアリングシャフト３０とインフレータ４１とを同心上に集約化して組み付ける簡略化した構造で、衝撃力に対する強度を十分に高めることができ、ステアリングシャフト３０の外郭寸法を小さくして軽量で且つ高品質のステアリング装置１０が得られる。また、前記ステアリング本体２１のボス２２をステアリングシャフト３０と略同一の外郭寸法をもってコンパクトに製作することができるため、図示せぬインスツルパネルのロアーカバー内に配されるクラッシュ構造体やニーエアバッグなどの各種の衝撃吸収部品、ケーブルリール装置などの設置箇所を確保することができる。
【００４５】
前記ステアリングシャフト３０にインフレータ４１及びステアリング本体２１を組み立てるにあたり、先ず、インフレータ４１のガス噴射部４３をステアリングシャフト３０の先端部から上方に突出させた状態でステアリングシャフト３０の前記内径テーパ面３２及びインフレータ４１の前記外径テーパ面４１ａを嵌着し、前記クッション部材３７，３８を介してステアリングシャフト３０の内部にインフレータ本体部４２を予め収納支持しておく。
【００４６】
いま、前記ガス噴射部４３にステアリング本体２１のボス２２を挿通してステアリングシャフト３０の前記外径テーパ面３３及びボス２２の前記内径テーパ面２２ａを嵌着し、続いて前記ガス噴射部４３を挿通して前記ナット５０を前記インフレータ４１の外周面に形成された外ネジ４１ｂに上方から螺合してステアリングシャフト３０にインフレータ４１及びステアリング本体２１を同時に締付固定する。こうして、前記ナット５０により、ステアリングシャフト３０の各内外径テーパ面３２，３３を挟んでボス２２の前記内径テーパ面２２ａ及びインフレータ４１の外径テーパ面４１ａを軸線方向に一括して直接に圧着固定する。
【００４７】
ステアリングシャフト３０の前記内径テーパ面３２とインフレータ４１の前記外径テーパ面４１ａ、及びステアリングシャフト３０の前記外径テーパ面３３とボス２２の前記内径テーパ面２２ａをそれぞれ嵌着固定するだけで、ステアリングシャフト３０の各内外径テーパ面３２，３３の領域中にインフレータ４１及びボス２２の双方が適切な締まり力をもって面接触する。ステアリングシャフト３０の各内外径テーパ面３２，３３の双方にインフレータ４１及びボス２２を容易に且つ強固に固定させることができ、インフレータ４１の軸線方向に対する保持力は大きく、同インフレータ４１の軸線方向の移動を完全に防止することができる。
【００４８】
前記ステアリング本体２１のパッド部２４は、エアバッグ４５を覆うエアバッグカバー４６と同エアバッグカバー４６を取り付けるベースプレート４７とを有している。エアバッグ４５は、例えばナイロン繊維の織布を二枚重ね合わせて外周縁部を互いに縫着し、一部を開口したガス導入口を有する袋状に連結一体化されている。前記エアバッグカバー４６は、従来と同様に各種の熱可塑性エラストマー樹脂を使って射出成形により得られる。エアバッグカバー４６の裏面には、図１に示すように溝部を薄肉に形成した脆弱な略Ｈ字状の破断予定部（テアライン）４６ａが設けられ、同破断予定部４６ａを囲む略方形の枠部である取付片部４６ｂが突設されている。
【００４９】
前記ベースプレート４７は、マグネシウム合金をダイカスト成形して製造される。ベースプレート４７の中央部には前記ガス噴射部４３が挿通する円形をなすインフレータ通孔が上下方向に貫通して形成されている。ベースプレート４７の周縁部から上方に折曲された周板部には、適当な固定手段を介してエアバッグカバー４６が取り付けられている。前記ベースプレート４７には、緊密に折り畳まれたエアバッグ４５のガス導入開口の周辺部がリテーナ４８によって挟み込むようにして、下方に突出する複数個のスタッドボルト４９，…，４９にナットを螺合することにより密着固定されている。
【００５０】
前記リテーナ４８はマグネシウム合金をダイカスト成形して製造され、前記ベースプレート４７のインフレータ通孔４７ａの設定部位に対応して同一寸法のインフレータ通孔が形成されている。前記パッド部２４は、常法に従い前記ベースプレート４７の取付ブラケット４７ｂに形成されたネジ用通孔に外側から挿入した取付ボルトを螺合して締め付けられ、前記ボスプレート２３に不動状態に取り付けられている。以上のごとく構成されたパッド部２７の構成は、従来と格別に変わるところはない。従って、図示例に限定されるものではない。
【００５１】
図６は、本発明に適用される固定手段の他の実施形態を示している。同図において上記実施形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００５２】
同図において、上記実施形態と大きく異なるところは、前記ステアリング本体２１のボス２２の上端に一体に形成されたキャップ状のカバー部２２−１をもって前記ガス噴射部４３を被包する点にある。従って、前記カバー部２２−１の上端部とインフレータ４１のガス噴射部４３の上端部とを締付固定する固定具を有している。同固定具は、前記カバー部２２−１を挿通して前記ガス噴射部４３の上面から上方に突出するネジ部４３ｂと、同ネジ部４３ｂに締付固定するナット５１とにより構成されている。
【００５３】
前記ボス２２は、スポーク芯金２６ａに一体に連結されたボスプレート２３の上方に突出した円錐状の筒部からなる。同筒部は、内方に向かう円環状の支持面２２−１ａをもつ段部形状をなしており、同支持面２２−１ａにはベースプレート４７が密着固定されている。前記カバー部２２−１の上面部には、前記ネジ部４３ｂの外径よりも大きい寸法に設定された貫通開口４３ｃが同心上に上下方向に貫通して形成されており、同貫通開口４３ｃの底面側の開口周辺部が前記ガス噴射部４３の締付面になっている。前記カバー部２２−１ａには、前記ガス噴射部４３のガス噴出口４３ａに対応して複数のガス噴出開口２２−１ｂが周面に所定の位相角をもって形成されており、緊密に折り畳まれたエアバッグ４５の内部に臨んでいる。
【００５４】
前記ガス噴射部４３及び前記ネジ部４３ｂを挿通して前記ボス２２のカバー部２２−１を前記ガス噴射部４３に被包して、ステアリングシャフト３０の先端部に前記ボス２２を結合した状態で、前記ナット５１を前記ネジ部４３ｂに上方から螺合することにより、上述のようにステアリングシャフト３０にインフレータ４１及びステアリング本体２１を一括して締付固定する。
【００５５】
こうして、前記ガス噴射部４３を前記カバー部２２−１に被包しているため、前記ボス２２の強度を向上させることができ、しかも、上記実施形態に比べると部品点数が少なくなり、簡単な構造でありながら、操作性のよい高品質のステアリング装置１０が得られる。なお、上記固定具の他の例として、例えばボルトを使用することができる。この場合は、前記カバー部２２−１の上端部に形成されたボルト挿通孔を介して、前記ガス噴射部４３の上端部に形成されたネジ孔にボルトのネジ部を締込固定する。
【００５６】
なお、上記各実施形態は本発明の曲型的な例を挙げたに過ぎず、例えばテーパ面３２，３３，２２ａ，４１ａ及びセレーション結合を有する取付構造は勿論であるが、セレーション結合に代えてテーパ面及びボルト止め、キー結合の組合せによっても、本発明の目的を充分に達成することができることは勿論である。従って、本発明は上記各実施形態などに限定されないことは当然であり、各請求項に記載した範囲内で様々に設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施形態である自動車のステアリング装置の要部を示す縦断面図である。
【図２】同ステアリング装置に適用されるステアリングホイールの平面図である。
【図３】同ステアリング装置に適用されるクッション材の一例を示す斜視図である。
【図４】同ステアリング装置に適用されるステアリングシャフト及びインフレータの要部を示す拡大斜視図である。
【図５】同ステアリングシャフト及びインフレータの他の変形例を示す拡大斜視図である。
【図６】同ステアリング装置の他の実施形態を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
１０ステアリング装置
２０ステアリングホイール
２１ステアリング本体
２２ボス
２２ａボスの内径テーパ面
２２ｂセレーション結合部
２２−１カバー部
２２−１ａ支持面
２２−１ｂガス噴出開口
２３ボスプレート
２３ａ取付部
２４パッド部
２５リム部
２６スポーク部
２６ａスポーク芯金
２７下部カバー
３０ステアリングシャフト
３１空洞部
３２シャフトの内径テーパ面
３３シャフトの外径テーパ面
３４上部シャフト
３４ａ係合凹部
３５下部シャフト
３５ａ係合突部
３５ｂ支持面
３６セレーション結合部
３７クッション材
３７ａプレート
３７ｂネジ
３８Ｏリング
４０エアバッグ装置
４１インフレータ
４１ａインフレータの外径テーパ面
４１ｂ外ネジ
４２インフレータ本体部
４３ガス噴射部
４３ａガス噴出口
４３ｂネジ部
４３ｃ貫通開口
４５エアバッグ
４６エアバッグカバー
４６ａ破断予定部
４６ｂ取付片部
４７ベースプレート
４７ａインフレータ通孔
４７ｂ取付ブラケット
４８リテーナ
４９スタッドボルト
５０，５１ナット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering device in which an inflator is housed and supported in a steering shaft, and in particular, a simple and lightweight structure that can easily, accurately and firmly support and fix a steering shaft, an inflator, and a steering body collectively. The present invention relates to a steering device in which the strength is ensured by the above and durability is improved.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a vehicle receives a large impact, the impact is sensed and high-pressure gas from an inflator is introduced into the airbag, the airbag is instantly inflated and deployed, and the occupant's upper body is inflated by the airbag. 2. Description of the Related Art Various types of airbag devices that cushion and support and greatly reduce an impact force applied to a human body are widely used. For example, in an automobile, an airbag device is mounted as a standard equipment at the center of a steering wheel in front of a driver. As an example of a steering device provided with an airbag device, for example, a cylindrical inflator is stored and supported inside a steering shaft having a hollow portion, and air is contained inside a steering body fitted and fixed to a distal end portion of the steering shaft. A proposal has been made to fold and store a bag in a predetermined form.
[0003]
An example of this type of steering device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-123921. The steering device disclosed in this publication accommodates a part of a cylindrical inflator inside a steering shaft, and supports an annular flange formed on an outer peripheral surface of the inflator at an opening edge of a tip end of the steering shaft. ing.
[0004]
A cylindrical boss having an inner diameter larger than the inner diameter of the opening is projected downward from an opening formed in the center of the steering body, and the boss is inserted through the steering shaft. The steering shaft is supported by a boss support projecting from the outer peripheral surface of the steering shaft. The gas injection portion of the inflator is disposed in the airbag storage space of the steering body through the inside of the boss and the opening of the steering body, and the peripheral portion of the opening in the boss and the tip opening edge of the steering shaft. And the above-mentioned flange of the inflator is sandwiched. An external nut formed on the outer peripheral surface of the boss is screwed from below with a union nut engaged with a support surface of the boss support portion opposite to the steering main body and tightened and fixed. Is immovably attached to the tip.
[0005]
Another example of the structure of a steering device in which an inflator is disposed inside a steering shaft is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-35397. In the steering device disclosed in the publication, a mounting plate having an opening at the center is fitted to and supported by a distal end of the steering shaft, and a nut is screwed into an external screw formed at the distal end of the steering shaft. To secure. An annular flange plate fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical inflator is supported on the upper portion of the mounting plate, and the bottom surface of the inflator is supported on a spring washer fixed inside the steering shaft to thereby provide the inflator. Are housed inside the steering shaft. The lower part of the steering body is fastened and fixed to the mounting plate from below by bolting, and the outer peripheral edge of the flange plate of the inflator is fixed to the lower part of the steering main body and the mounting plate together with the peripheral part of the gas introduction opening of the airbag. It is sandwiched and fixed between.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-123921 (FIG. 1, description thereof)
[Patent Document 2]
JP-A-10-35397 (FIG. 1, description thereof)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When the union nut is screwed from below into the external screw of the cylindrical boss of the steering body fitted and fixed to the steering shaft and tightened and fixed, the steering device disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 fixes the flange of the inflator. The configuration is such that it is sandwiched and fixed between the periphery of the opening in the boss and the opening edge of the tip of the steering shaft. In the structure of Patent Document 1, the width of the engaging portion between the periphery of the opening in the boss and the opening edge of the front end of the steering shaft is small, and the area of the engaging portion is small. Therefore, it is important to ensure sufficient mounting strength and durability in order to prevent deformation, breakage, and the like due to excessive force at the time of collision.
[0008]
However, in this conventional steering device, it is necessary to align each end portion of the periphery of the opening in the boss of the steering body, the opening edge of the distal end of the steering shaft, the flange of the inflator, the union nut, and the like. In addition, high dimensional accuracy and complicated machining are required for products, and variations are likely to occur for each product, which often causes defective products. As a result, the positional relationship between the members of the apparatus itself, the intervals, and the like must be highly adjusted, or the adjustments must be strictly managed, which tends to increase the cost of work. In addition, when the boss of the steering body is tightened and fixed with the union nut as described above, the hand or arm must be inserted below the steering body. For this reason, the worker is forced to perform the work in an unreasonable posture, and it takes time, labor, and labor to perform these assembling work, and the work tends to be complicated.
[0009]
Generally, a horn switch, a cruise control switch, and the like are arranged on a pad portion and a grip portion of the steering main body, and energizing means such as a cable reel device for electrically connecting the steering main body side and the vehicle body side are provided at a lower portion of the steering main body. Be placed. The cable reel device is provided with a synthetic resin column cover that covers the steering shaft.
[0010]
However, since the inflator, the steering shaft, the boss of the steering body, and the union nut are concentrically multiplexed at the lower part of the steering body, the outer dimension of the outer peripheral surface of the lower part of the steering body becomes large, and the steering body becomes large. As a result, the size of the column cover inevitably increases. Due to design restrictions due to the shape and size of the steering body, the location of various peripheral components such as the cable reel device becomes narrow, and it is not easy to attach the peripheral components around the lower portion of the steering body.
[0011]
On the other hand, the steering device disclosed in Patent Document 2 described above is configured such that an outer peripheral edge portion of an annular flange plate of an inflator is secured by fastening a steering body to a mounting plate fitted and fixed to a distal end portion of a steering shaft by bolting. And the periphery of the gas introduction opening of the airbag are sandwiched and fixed between the mounting plate and the steering body.
[0012]
However, even in the steering apparatus disclosed in Patent Document 2, the outer peripheral edge of the annular flange plate of the inflator and the peripheral edge of the gas introduction opening of the airbag are merely clamped and fixed. Are less engaged, and the width and thickness dimensions of the engaged portion are small. For this reason, the holding force on the inflator and the airbag is small, the product needs to have high dimensional accuracy, etc., and it is necessary to accurately set and align the mutual positions between the members, and equipment costs and manufacturing costs are reduced. In addition to the increase, strict quality control must also be implemented.
[0013]
Therefore, as compared with the steering apparatus of Patent Document 1, there is no difference from the past in that there is a tendency for variations to occur for each product, the occurrence of defective products is not small, and the work tends to be complicated. In addition, there are various problems that the number of parts to be mounted is large and the structure is complicated, the assembly work is extremely troublesome, considerable time and labor is required, and the production efficiency is likely to deteriorate and the cost is likely to increase. ing.
[0014]
The present invention has been made in order to solve such a conventional problem. In addition to simplifying the structure and achieving compactness, the lightweight structure secures the strength to improve the durability, and the steering shaft, the inflator, and the like. It is an object of the present invention to provide a steering device capable of easily, accurately and firmly connecting a steering body in a lump and sufficiently securing a holding force in an axial direction of an inflator.
[0015]
Means for Solving the Problems and Functions and Effects
The present invention includes a steering shaft having a hollow portion therein, an elongated inflator housed and supported in the hollow portion, and a steering body having a tubular boss fitted and fixed to a distal end portion of the steering shaft, What is claimed is: 1. A steering device comprising an airbag folded and stored in a predetermined shape inside a steering body, wherein an opening of a distal end of the steering shaft has an inner diameter tapered surface and an outer diameter taper whose diameter gradually decreases upward. A front end portion of the inflator has an outer diameter tapered surface fitted to the inner diameter tapered surface of the steering shaft, and a gas injection portion extending above the outer diameter tapered surface. The peripheral surface has an inner diameter tapered surface that fits into the outer diameter tapered surface of the steering shaft through the gas injection unit, and the inflator The fixing means for fastening fixed to the serial boss, the steering apparatus characterized the main structure to become the inner diameter tapered surface of the respective inner and outer diameters tapered surface and the inflator of the steering shaft and pressed axially fixed.
[0016]
The steering device of the present invention is greatly different from the conventional steering device, and has a tapered inner diameter tapered surface and an outer diameter tapered surface of a steered shaft of a steering shaft having a cavity therein, and the outer diameter tapered surface of the inflator, respectively. The cylindrical boss of the steering body is fitted concentrically with the tapered inner diameter surface of the tubular boss, and the inflator extending above the steering shaft is tightened and fixed to the upper end of the boss by a suitable fixing means such as a bolt or a nut. By doing so, the respective tapered surfaces are directly pressure-bonded and fixed in the axial direction.
[0017]
According to the above configuration, when the outer diameter taper surface of the inflator and the inner diameter taper surface of the boss are respectively fitted into the inner diameter taper surface and the outer diameter taper surface of the steering shaft, these taper surfaces come into surface contact with each other, The fitting positions of the inflator and the boss are respectively fixed to the steering shaft, and a stable fixing function of the steering shaft, the inflator, and the steering body is exhibited.
[0018]
The inner diameter taper surface of the steering shaft and the outer diameter taper surface of the inflator, and the outer diameter taper surface of the steering shaft and the inner diameter taper surface of the boss are merely fitted and fixed, respectively. Both the inflator and the boss come into surface contact with an appropriate tightening force in the region, and the inflator and the boss can be easily and firmly fixed to both the inner and outer diameter tapered surfaces of the steering shaft. The holding force of the inflator in the axial direction is large, and the movement of the inflator in the axial direction can be completely prevented, and rattling does not occur.
[0019]
In the device of the present invention, the inflator, the steering main body, and the steering shaft sandwiched between the inflator and the boss of the steering main body are fastened and fixed by a single fixing tool composed of bolts and nuts. Due to its structure, the force acting on the steering wheel at the time of impact is shared and supported by the inflator and the boss of the steering body. The inflator is a pressure vessel having a robust outer shell structure. Therefore, the thickness of the tubular portion of the steering shaft that is not easily affected by the impact force can be reduced. It is preferable that the steering shaft has a small rotational moment, has a predetermined strength characteristic against an impact force, and has an appropriate thickness.
[0020]
When a large load is applied to the steering shaft in the axial direction at the time of a vehicle collision, the shock absorbing and absorbing function against the impact force can be more effectively exerted by the crushing deformation generated on the shaft tip side than the bending deformation. Moreover, the occupant can be quickly buffered and supported by the inclination deformation (self-alignment) of the annular grip (ring) of the steering body.
[0021]
The device of the present invention has a simplified structure in which the steering shaft and the inflator are concentrically integrated and assembled, and can sufficiently increase the strength against an impact force, and reduce the outer dimensions of the steering shaft to reduce weight. And a high quality steering device is obtained. Further, the boss of the steering body can be made compact with substantially the same outer dimensions as the steering shaft. For this reason, it is possible to sufficiently secure places for installing various impact absorbing components such as a crash structure and a knee airbag, a cable reel device, and the like disposed in the lower cover of the instrument panel.
[0022]
In the present invention, in order to set a preferable fixing structure of the inflator, the steering body, and the steering shaft, the fixing means is provided on an outer peripheral surface between the outer diameter tapered surface of the inflator and the gas injection unit. It has an outer screw formed and a nut which is fastened and fixed to the outer screw.
[0023]
In assembling the inflator, the steering main body and the steering shaft, first, the inflator main body is previously stored and supported inside the steering shaft with the gas injection portion of the inflator protruding upward from the distal end of the steering shaft. Keep it. Now, a boss of a steering body is inserted into the gas injection unit and fitted to a steering shaft, and then the nut is inserted from above into an external screw formed on an outer peripheral surface of the inflator by inserting the gas injection unit. At the same time, the inflator and the steering body are simultaneously fastened and fixed to the steering shaft.
[0024]
According to the present invention, when a single nut is tightened and fixed to an outer screw of the inflator, the inner taper surface of the steering shaft and the outer taper surface of the inflator are fitted and fixed, and the outer taper of the steering shaft is fixed. The surface and the inner diameter tapered surface of the boss are fitted and fixed. For this reason, a simple structure for stably and reliably holding the posture of the inflator is obtained, and the inflator can be stably and securely fixed in the steering shaft. Further, since the boss of the steering body, the inflator, and the nut can be concentrically assembled and assembled to the steering shaft, the structure can be simplified, the device can be made compact, and the entire device can be reduced in size. be able to.
[0025]
Further, according to the present invention, as another preferred form of the fixing means, the fixing means is formed integrally with the upper end of the boss, encloses the gas injection section, and is formed with a predetermined phase angle on the peripheral surface. A cap-shaped cover portion having a plurality of gas ejection openings, and a fixture for fastening an upper end portion of the cover portion and an upper end portion of the gas ejection portion of the inflator. The fixing device is not particularly limited, but may have an external screw that penetrates the cover portion and protrudes upward from the upper surface of the gas injection portion, and a nut that is fastened and fixed to the external screw. preferable.
[0026]
The boss of the steering main body is fitted to a steering shaft by inserting a gas injection portion of the inflator and an external screw projecting upward from an upper surface of the gas injection portion, and a cover portion of the boss is covered with the gas injection portion. Wrap. By screwing the nut onto the external thread from above, the inflator and the steering body are simultaneously fastened and fixed to the steering shaft. Even with such a fixing means, the same function and effect as those of the above invention can be obtained. Can be enhanced. Moreover, the number of parts is reduced, and a high-quality steering device can be obtained with a simple structure.
[0027]
As another example of the fixing device, for example, a bolt can be used. In this case, the screw portion of the bolt is screwed into a screw hole formed at the upper end of the gas injection unit via a bolt insertion hole formed at the upper end of the cover.
[0028]
Further, in the present invention, a serration connection portion or a spline connection portion of the steering shaft and the boss is further formed.
The serration connection portion or the spline connection portion is not limited to a circular cross section, and includes a ring-shaped member having a polygonal cross section or the like. The serration connection or the spline connection may be formed on the outer diameter taper surface of the steering shaft and the inner diameter taper surface of the inflator, but may be formed adjacent to each taper surface. In the present invention, for example, the serration coupling portion formed on the inner peripheral surface of the steering shaft is in contact with and supported by the serration coupling portion formed on the inner peripheral surface of the boss in the entire circumferential direction. The steering shaft and the steering main body are further firmly supported by the serration connection in a state where the steering shaft and the steering main body do not rotate relative to each other.
[0029]
Further, in the present invention, a cushion member is further interposed at a contact portion between the steering shaft and the inflator.
The cushion member is provided between the inner peripheral surface of the steering shaft and the outer peripheral surface of the inflator and / or between a circular support surface extending inward from the inner peripheral surface of the steering shaft and the bottom surface of the inflator. Can be worn. As the cushion material, for example, a hermetic seal member such as an O-ring, an elastic ring made of an annular elastic resin material or a rubber material can be used. With the above configuration, it becomes possible to maintain a minimum clearance between the steering shaft and the inflator, and it is possible to strongly support the inside of the steering shaft without generating vibration or rattling, The movement of the inflator can be completely prevented, and a stable fixing function can be realized.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering apparatus of an automobile, which is a typical embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a steering wheel applied to the steering apparatus. In the present embodiment, a steering wheel of an automobile will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be effectively used for vehicles other than automobiles, for example. In this embodiment, the front side (the occupant-facing surface side) of the steering wheel is referred to as an upper portion, and the back side (the vehicle body side) of the steering wheel is referred to as a lower portion.
[0031]
In these drawings, a vehicle steering device 10 according to the present embodiment includes a steering wheel 20, a steering shaft 30, and an airbag device 40. A steering body 21 of the steering wheel 20 includes a boss plate 23 having a central cylindrical boss 22 fitted to a steering shaft 30 provided on the vehicle body side, and a pad portion for closing an upper open end of the boss plate 23. 24, an annular rim portion 25 for enclosing a rim core (not shown), and four spoke portions 26 for enclosing a part of a spoke core 26a connecting the rim core and the boss plate 23 to each other. ,..., 26.
[0032]
The spoke core metal 26a and the boss plate 23 are manufactured by die-casting a magnesium alloy and are integrally connected. Around the boss 22, a lower cover 27 made of synthetic resin, a cable reel device (not shown) for electrically connecting the vehicle body side and the steering body side are arranged, and the cable reel device and the steering shaft 30 are connected. Is provided with a synthetic resin column cover (not shown) covering a part of the column. The pad portion 24, the rim portion 25, and the spoke portion 26 are usually obtained by injection molding using a thermoplastic elastomer resin material such as polyurethane, polyester, or polyolefin.
[0033]
The steering wheel 20 configured as described above has a well-known structure widely known in the related art, and is not particularly limited to the above-described embodiment. Although the boss 22 is integrally connected to the boss plate 23, the present invention is not limited to the illustrated example. For example, the boss 22 and the boss plate 23 are formed separately, and they are fixedly integrated by welding or the like. be able to.
[0034]
Also in the present invention, a cylindrical inflator (gas generator) 41 is housed and supported in a steering shaft 30 having a hollow portion 31 therein, and is coupled to a distal end portion of the steering shaft 30 as in the related art. The airbag 45 is folded and stored in a predetermined form and stored and supported inside the steering body 21. The present invention is characterized by an attachment structure of the steering body 21 and the inflator 41 to the steering shaft 30, and components thereof. I have.
[0035]
According to the present invention, an outer diameter tapered surface 41a of an inflator 41 and an inner diameter of the boss 22 are respectively sandwiched between an inner diameter tapered surface 32 and an outer diameter tapered surface 33 in which a distal end opening of the steering shaft 30 gradually decreases in diameter upward. By fitting concentrically with the tapered surface 22a and fastening the inflator 41 extending above the steering shaft 30 to the upper end of the boss 22 by a suitable fixing means such as a screw portion or a nut, The fact that the respective tapered surfaces 32, 33, 41a, 22a are directly crimped and fixed in the axial direction is significantly different from a conventional steering device.
[0036]
In the present embodiment, the steering shaft 30 that couples the boss 22 of the steering body 21 has an upper shaft 34 and a lower shaft 35 which are vertically divided into two parts. The inside of each of the steering shafts 34 and 35 has a cavity 31 having a circular opening at the top, and the cavity 31 is an inflator storage space for storing and supporting an inflator 41 that forms a part of the airbag device 40. It has been.
[0037]
The opening at the distal end of the upper shaft 34 has an inner diameter tapered surface 32 and an outer diameter tapered surface 33 whose diameter gradually decreases upward, and is connected to the boss 22 adjacent above the outer diameter tapered surface 33. A serration coupling portion 36 is formed. The lower end of the upper shaft 34 opposite to the distal end opening is formed with an engaging recess 34a having a circular support surface extending outward from the inner peripheral surface. It should be noted that the upper shaft 34 and the boss 22 may be of spline connection instead of serration connection.
[0038]
On the other hand, at the upper end of the lower shaft 35, on the same peripheral surface as the engagement concave portion 34a, an engagement protrusion 35a having a circular support surface extending inward from the outer peripheral surface is formed. An inner screw formed in the engagement recess 34a of the shaft 34 and an outer screw formed in the engagement protrusion 35a of the lower shaft 35 are screwed and fixed to each other. The intermediate portion of the lower shaft 35 has a circular space having a larger diameter than the circular space of the hollow portion 31, and has a circular step portion having a circular support surface extending outward from the peripheral surface of the circular space. A support surface 35b is formed. A screw portion is formed on the peripheral surface of the support surface 35b, and a cushion material 37 having an annular plate 37a screwed into and fixed to the screw portion is supported and fixed.
[0039]
As shown in FIG. 3, a screw 37b is formed on the peripheral surface of the annular plate 37a, and a contact portion of the plate 37a with the bottom surface of the inflator 41 is made of a circle made of an elastic resin material or a rubber material. An annular cushion material 37 is fixedly integrated by an appropriate fixing means. Further, an O-ring 38 which is a cushion material made of an elastic resin material or a rubber material is further interposed at a contact portion between the inner peripheral surface of the lower shaft 35 and the outer peripheral surface of the inflator 41. As described above, by providing the O-ring 38 at the contact portion between the steering shaft 30 and the inflator 41, the minimum clearance between the steering shaft 30 and the inflator 41 can be maintained, and vibration and rattling can be achieved. , And a stable fixing function is exhibited. Further, the fitting position of the inflator 41 is fixed, and the inflator 41 is strongly supported inside the steering shaft 30, so that the movement of the inflator 41 can be completely prevented.
[0040]
According to the above configuration, the force acting on the steering wheel 20 at the time of a vehicle collision is shared and supported by the boss 22 of the steering body 21 and the inflator 41. Therefore, the inflator 41 is formed of a cylindrical portion having a robust outer shell structure, and the thickness of the cylindrical portion of the steering shaft 30 that is not easily affected by an impact force can be reduced. The steering shaft 30 according to the present embodiment has a small rotational moment, has a predetermined strength characteristic against an impact force, and has an appropriate thickness. When a large load is applied to the steering shaft 30 in the axial direction at the time of a vehicle collision, an impact absorbing and absorbing function against an impact force can be obtained by crushing deformation generated on the shaft tip side. The steering wheel 20 is deformed downwardly (self-aligning), so that the occupant can be quickly buffered and supported.
[0041]
The inflator 41 is inserted into the steering shaft 30 in advance with the gas injection unit 43 having a smaller diameter than the outer dimension of the inflator body 42 exposed to the outside, and is assembled as a shaft-inflator assembly. The inflator 41 has an elongated cylindrical inflator main body 42 extending in the axial direction of the steering shaft 30, and the distal end of the inflator main body 42 is fitted to the inner diameter tapered surface 32 of the steering shaft 30. It has an outer diameter tapered surface 41a and a gas injection portion 43 extending above the outer diameter tapered surface 41a. The gas injection section 43 has a plurality of gas injection ports 43a formed so as to penetrate in the radial direction at a predetermined phase angle in the circumferential direction. An outer screw 41b is formed on the outer peripheral surface between the outer diameter tapered surface 41a of the inflator 41 and the gas injection portion 43, and the outer screw 41b and a nut 50 screwed to the outer screw 41b are provided. , And constitutes fixing means for fastening and fixing the inflator 41 to the boss 22.
[0042]
The flat plate portion of the boss plate 23 of the steering main body 21 on the occupant-facing surface side has a rectangular column-shaped mounting portion 23a projecting upward for mounting a pad portion. At the center of the boss plate 23, a cylindrical boss 22 projects downward. At the center of the boss 22, a circular opening into which the distal end of the steering shaft 30 is fitted is formed penetrating in the vertical direction. The inside of the opening has an inner diameter tapered surface 22a which is gradually narrowed from the opening entrance end toward the axis, and is adjacent to above the inner diameter tapered surface 22a and adjacent to the serration coupling portion 36 of the steering shaft 30. A serration coupling portion 22b is formed at a position corresponding to. The serration coupling portion 22b is supported by the serration coupling portion 36 of the steering shaft 30 in contact with the entire surface in the circumferential direction. Therefore, the steering shaft 30 and the steering main body 21 are supported by the serration connection in a meshing state where the steering shaft 30 and the steering main body 21 do not rotate relative to each other.
[0043]
Each serration coupling portion 22b, 36 may have a circular cross section as shown in FIG. 4, but is not limited to a circular cross section, and includes a polygonal annular member having a rectangular cross section as shown in FIG. The serration coupling portions 22b and 36 can be formed adjacent to the outer diameter tapered surface 33 of the steering shaft 30 and the outer diameter tapered surface 41a of the inflator 41 as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the outer diameter tapered surface 33 of the steering shaft 30 and the outer diameter tapered surface 41a of the inflator 41 can be formed.
[0044]
With the above configuration, when the outer diameter tapered surface 41a of the inflator 41 and the inner diameter tapered surface 22a of the boss 22 are fitted into the inner diameter tapered surface 32 and the outer diameter tapered surface 33 of the steering shaft 30, respectively, these tapered surfaces are mutually separated. Due to the surface contact, the boss 22 and the inflator 41 can be set at an appropriate contact position. With a simplified structure in which the steering shaft 30 and the inflator 41 are concentrically integrated and assembled, the strength against impact force can be sufficiently increased, and the outer dimensions of the steering shaft 30 can be reduced to achieve light weight and high quality. The steering device 10 is obtained. Further, since the boss 22 of the steering body 21 can be made compact with substantially the same outer dimensions as the steering shaft 30, a crush structure or a knee airbag disposed in a lower cover of an instrument panel (not shown). It is possible to secure installation locations for various shock absorbing components such as a cable reel device and the like.
[0045]
In assembling the inflator 41 and the steering main body 21 on the steering shaft 30, first, the inner taper surface 32 of the steering shaft 30 and the inflator 41 are formed in a state where the gas injection portion 43 of the inflator 41 is projected upward from the distal end of the steering shaft 30. The outer diameter tapered surface 41a of 41 is fitted, and the inflator body 42 is stored and supported in advance in the steering shaft 30 via the cushion members 37 and 38.
[0046]
Now, the boss 22 of the steering body 21 is inserted into the gas injection portion 43, and the outer diameter tapered surface 33 of the steering shaft 30 and the inner diameter tapered surface 22a of the boss 22 are fitted. The nut 50 is inserted and screwed from above into an external thread 41b formed on the outer peripheral surface of the inflator 41, and the inflator 41 and the steering main body 21 are simultaneously fastened and fixed to the steering shaft 30. In this way, the inner diameter tapered surface 22a of the boss 22 and the outer diameter tapered surface 41a of the inflator 41 are directly pressed and fixed together in the axial direction by the nut 50 with the inner and outer diameter tapered surfaces 32, 33 of the steering shaft 30 interposed therebetween. I do.
[0047]
The steering is performed only by fitting and fixing the inner diameter tapered surface 32 of the steering shaft 30 and the outer diameter tapered surface 41a of the inflator 41, and the outer diameter tapered surface 33 of the steering shaft 30 and the inner diameter tapered surface 22a of the boss 22 respectively. Both the inflator 41 and the boss 22 are in surface contact with an appropriate tightening force in the region of the inner and outer diameter tapered surfaces 32, 33 of the shaft 30. The inflator 41 and the boss 22 can be easily and firmly fixed to both the inner and outer diameter tapered surfaces 32, 33 of the steering shaft 30, the holding force in the axial direction of the inflator 41 is large, and the inflator 41 in the axial direction is large. Movement can be completely prevented.
[0048]
The pad portion 24 of the steering main body 21 has an airbag cover 46 that covers the airbag 45 and a base plate 47 to which the airbag cover 46 is attached. The airbag 45 is formed by, for example, stacking two woven fabrics of nylon fibers, sewing the outer peripheral edges together, and connecting and integrating the airbag 45 into a bag shape having a gas inlet opening partially open. The airbag cover 46 is obtained by injection molding using various thermoplastic elastomer resins as in the conventional case. On the back surface of the airbag cover 46, as shown in FIG. 1, a frangible substantially H-shaped breakable portion (tea line) 46a having a thin groove is provided, and a substantially rectangular frame surrounding the breakable portion 46a is provided. A mounting piece 46b, which is a part, protrudes.
[0049]
The base plate 47 is manufactured by die-casting a magnesium alloy. At the center of the base plate 47, a circular inflator through hole through which the gas injection portion 43 is inserted is formed so as to penetrate vertically. An airbag cover 46 is attached to the peripheral plate portion bent upward from the peripheral portion of the base plate 47 via an appropriate fixing means. The base plate 47 is screwed with nuts to a plurality of stud bolts 49,..., 49 projecting downward such that the periphery of the gas introduction opening of the tightly folded airbag 45 is sandwiched by the retainer. It is tightly fixed by this.
[0050]
The retainer 48 is manufactured by die-casting a magnesium alloy, and has an inflator through-hole of the same size corresponding to a set portion of the inflator through-hole 47 a of the base plate 47. The pad portion 24 is screwed and tightened with a mounting bolt inserted from the outside into a screw through hole formed in the mounting bracket 47b of the base plate 47 in a conventional manner, and is fixedly mounted on the boss plate 23. I have. The configuration of the pad portion 27 configured as described above is not particularly different from the conventional configuration. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated example.
[0051]
FIG. 6 shows another embodiment of the fixing means applied to the present invention. In the figure, members that are substantially the same as those in the above embodiment are given the same member names and reference numerals. Therefore, a detailed description of these members will be omitted.
[0052]
In the figure, the point largely different from the above embodiment lies in that the gas injection unit 43 is covered by a cap-shaped cover 22-1 integrally formed on the upper end of the boss 22 of the steering body 21. Accordingly, a fixing tool is provided for fastening and fixing the upper end of the cover 22-1 and the upper end of the gas injection unit 43 of the inflator 41. The fixing device includes a screw portion 43b that penetrates the cover portion 22-1 and protrudes upward from the upper surface of the gas injection portion 43, and a nut 51 that is fastened and fixed to the screw portion 43b.
[0053]
The boss 22 is formed of a conical cylindrical portion protruding above a boss plate 23 integrally connected to the spoke core 26a. The cylindrical portion has a stepped shape having an annular inward supporting surface 22-1a, and a base plate 47 is tightly fixed to the supporting surface 22-1a. In the upper surface of the cover portion 22-1, a through-opening 43c having a size larger than the outer diameter of the screw portion 43b is formed concentrically and vertically penetrating therethrough. The periphery of the opening on the bottom side is a fastening surface of the gas injection section 43. In the cover part 22-1a, a plurality of gas ejection openings 22-1b are formed at a predetermined phase angle on the peripheral surface corresponding to the gas ejection ports 43a of the gas ejection part 43, and are tightly folded. It faces the inside of the airbag 45.
[0054]
The cover 22-1 of the boss 22 is covered with the gas injection unit 43 through the gas injection unit 43 and the screw portion 43b, and the boss 22 is coupled to the distal end of the steering shaft 30. By screwing the nut 51 onto the screw portion 43b from above, the inflator 41 and the steering main body 21 are collectively tightened and fixed to the steering shaft 30 as described above.
[0055]
In this way, since the gas injection unit 43 is covered by the cover unit 22-1, the strength of the boss 22 can be improved, and the number of parts is smaller than that of the above-described embodiment. A high-quality steering device 10 with good operability is obtained despite its structure. As another example of the fixing device, for example, a bolt can be used. In this case, a screw portion of a bolt is screwed into a screw hole formed at the upper end of the gas injection unit 43 via a bolt insertion hole formed at the upper end of the cover 22-1.
[0056]
The above embodiments are merely examples of the curved shape of the present invention. For example, not only the mounting structure having the tapered surfaces 32, 33, 22a, 41a and the serration coupling, but instead of the serration coupling, Needless to say, the object of the present invention can be sufficiently achieved by a combination of the tapered surface, the bolting, and the key connection. Therefore, it is natural that the present invention is not limited to the above embodiments and the like, and various design changes can be made within the scope described in each claim.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering apparatus for an automobile, which is a typical embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a steering wheel applied to the steering device.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a cushion material applied to the steering device.
FIG. 4 is an enlarged perspective view showing a main part of a steering shaft and an inflator applied to the steering device.
FIG. 5 is an enlarged perspective view showing another modified example of the steering shaft and the inflator.
FIG. 6 is a vertical sectional view of a main part showing another embodiment of the steering device.
[Explanation of symbols]
10 Steering device
20 Steering wheel
21 Steering body
22 Boss
22a Internal diameter taper surface of boss
22b Serration joint
22-1 Cover
22-1a Support surface
22-1b Gas outlet
23 Boss plate
23a Mounting part
24 pad section
25 Rim
26 spoke part
26a spoke core
27 Lower cover
30 Steering shaft
31 cavity
32 Tapered inner surface of shaft
33 Outer diameter tapered surface of shaft
34 Upper shaft
34a engagement recess
35 Lower shaft
35a engagement projection
35b Support surface
36 Serration joint
37 Cushion material
37a plate
37b screw
38 O-ring
40 Airbag device
41 Inflator
41a Outer diameter tapered surface of inflator
41b Outer screw
42 Inflator body
43 Gas injection unit
43a Gas outlet
43b screw part
43c through opening
45 airbag
46 airbag cover
46a Expected break
46b Mounting piece
47 Base plate
47a Inflator through hole
47b Mounting bracket
48 Retainer
49 stud bolt
50, 51 nut

Claims

内部に空洞部を有するステアリングシャフトと、同空洞部内に収納支持される細長いインフレータと、前記ステアリングシャフトの先端部に嵌着固定される筒状のボスを有するステアリング本体とを備え、同ステアリング本体の内部にエアバッグを所定の形態に折り畳んで収納支持してなるステアリング装置であって、
前記ステアリングシャフトの先端開口部は、上方に向けて漸次縮径する内径テーパ面及び外径テーパ面を有し、
前記インフレータの先端部は、前記ステアリングシャフトの内径テーパ面に嵌着する外径テーパ面と、同外径テーパ面の上方に延びるガス噴射部とを有し、
前記ボスの内周面は、前記ガス噴射部を挿通して前記ステアリングシャフトの外径テーパ面に嵌着する内径テーパ面を有し、
前記インフレータを前記ボスに締付固定する固定手段により、前記ステアリングシャフトの各内外径テーパ面及び前記インフレータの内径テーパ面を軸線方向に圧着固定してなる、
ことを特徴とするステアリング装置。A steering shaft having a hollow portion therein, an elongated inflator housed and supported in the hollow portion, and a steering body having a tubular boss fitted and fixed to a distal end portion of the steering shaft; A steering device comprising an airbag folded and stored and supported in a predetermined form therein,
The distal end opening of the steering shaft has an inner diameter tapered surface and an outer diameter tapered surface that gradually decrease in diameter upward,
The tip portion of the inflator has an outer diameter tapered surface fitted to the inner diameter tapered surface of the steering shaft, and a gas injection portion extending above the outer diameter tapered surface,
The inner peripheral surface of the boss has an inner diameter tapered surface that fits into the outer diameter tapered surface of the steering shaft through the gas injection unit,
By fixing means for tightening and fixing the inflator to the boss, the inner and outer diameter tapered surfaces of the steering shaft and the inner diameter tapered surface of the inflator are crimped and fixed in the axial direction.
A steering device characterized by the above-mentioned.

前記固定手段は、
前記インフレータの前記外径テーパ面と前記ガス噴射部との間の外周面に形成された外ネジと、
同外ネジに締付固定するナットと、
を有してなることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。The fixing means,
An external screw formed on an outer peripheral surface between the outer diameter tapered surface of the inflator and the gas injection unit,
A nut that is fastened and fixed to the outer screw,
The steering device according to claim 1, further comprising:

前記固定手段は、
前記ボスの上端に一体に形成され、前記ガス噴射部を被包するとともに、周面に所定の位相角をもって形成された複数個のガス噴出開口をもつキャップ状のカバー部と、
同カバー部の上端部と前記インフレータのガス噴射部の上端部とを締付固定する固定具を有してなる、
ことを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。The fixing means,
A cap-shaped cover portion integrally formed at the upper end of the boss, enclosing the gas injection portion, and having a plurality of gas ejection openings formed at a predetermined phase angle on a peripheral surface,
It has a fixture for fastening and fixing the upper end of the cover portion and the upper end of the gas injection portion of the inflator,
The steering device according to claim 1, wherein:

前記固定具は、前記カバー部を挿通して前記ガス噴射部の上面から上方に突出する外ネジと、同外ネジに締付固定するナットとを有してなることを特徴とする請求項３記載のステアリング装置。4. The fixing tool according to claim 3, wherein the fixing tool includes an external screw that penetrates the cover portion and protrudes upward from an upper surface of the gas injection portion, and a nut that is fastened and fixed to the external screw. A steering device as described.

前記ステアリングシャフト及び前記ボスのセレーション結合部又はスプライン結合部が更に形成されてなることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。The steering device according to claim 1, further comprising a serration connection portion or a spline connection portion between the steering shaft and the boss.

前記ステアリングシャフトと前記インフレータとの当接部にクッション材を更に介装させてなることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。The steering device according to claim 1, wherein a cushion member is further interposed at a contact portion between the steering shaft and the inflator.