JP2008126736A - コラム付けニーエアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突時にコラムチューブの収縮動作が阻害されるのを極力抑制又は防止する。
【解決手段】コラムチューブ２６とエアバッグモジュール５４とは側面視でＸ状のリンク機構７０によって連結されている。従って、コラム収縮時、コラム収縮動作を利用してリンク機構７０が作動してエアバッグモジュール５４がコラム下方側へ変位される。これにより、ステアリングコラム１２の車体側への固定部となるハウジング４０の下部４０Ａとエアバッグモジュール５４との干渉が回避される。
【選択図】図３

Description

本発明は、衝突時にステアリングコラムのコラムカバーからニーエアバッグを膨張展開させて乗員の膝を拘束するコラム付けニーエアバッグ装置に関する。

従来から、乗員の膝部を保護する目的で種々のコラム付けニーエアバッグ装置が提案されている。例えば、下記特許文献１等には、ステアリングコラムのコラムカバー内にエアバッグモジュールが配設された所謂コラム付けニーエアバッグ装置が開示されている。
特開平９−１０４３１７号公報 特開２００２−３７００３号公報

しかしながら、上記先行技術による場合、ステアリングコラムが電動式コラムであった場合に、衝突時にステアリングコラムが収縮した際にステアリングコラムの固定部とエアバッグモジュールとが干渉することが考えられる。従って、この点において、上記先行技術は改良の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、衝突時にコラムチューブの収縮動作が阻害されるのを極力抑制又は防止することができるコラム付けニーエアバッグ装置を得ることを目的とする。

請求項１の発明に係るコラム付けニーエアバッグ装置は、ステアリングコラムの後端側を覆うコラムカバー内に折り畳み状態で格納されかつ衝突時に作動するガス発生手段からのガスの供給を受けて乗員の膝側へ膨張展開するニーエアバッグを含んで構成されたエアバッグモジュールと、このエアバッグモジュールとステアリングコラムのコラムチューブとを連結し、コラムチューブの収縮時に当該コラムチューブの収縮動作を利用してエアバッグモジュールをコラムチューブに対して交差する下方側へ変位させることでステアリングコラムの車体側への固定部とエアバッグモジュールとの干渉を回避するリンク機構と、を有することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のコラム付けニーエアバッグ装置において、前記リンク機構は、側面視でＸ状に配置されると共に連結ピン回りに相対回転可能に連結された第１リンク及び第２リンクによって構成されており、第１リンクの一端部はコラムチューブの固定側を構成する固定側チューブ又はその近傍に位置する固定側部位に相対回転可能に連結されると共に他端部はエアバッグモジュールのモジュールケースに相対回転可能に連結され、第２リンクの一端部はコラムチューブの移動側を構成する移動側チューブ又はその近傍に位置する移動側部位に相対回転可能に連結されると共に他端部はエアバッグモジュールが備えるモジュールケースに相対回転可能に連結され、さらに、前記第１リンクの他端部及び前記第２リンクの他端部のいずれか一方はステアリングコラムの軸方向に沿って形成された長孔内にスライド可能に支持されている、ことを特徴とする。

請求項１記載の本発明によれば、衝突時になると、ガス発生手段が作動してガスが発生する。このガスはステアリングコラムの後端側を覆うコラムカバー内に折り畳み状態で格納されたニーエアバッグ内に流入され、ニーエアバッグを乗員の膝側へ膨張展開させる。これにより、乗員の膝が保護される。

ところで、乗員の二次衝突荷重がステアリングコラムに入力されると、ステアリングコラムのコラムチューブが収縮して二次衝突時のエネルギーを吸収する。この際、ステアリングコラムの車体側への固定部が相対的にエアバッグモジュール側へ移動し、エアバッグモジュールと干渉することが考えられる。

しかし、本発明では、エアバッグモジュールとステアリングコラムのコラムチューブとをリンク機構によって連結したので、コラムチューブの収縮時になると、当該コラムチューブの収縮動作を利用してエアバッグモジュールがコラムチューブに対して交差する下方側へ変位される。これにより、ステアリングコラムの車体側への固定部とエアバッグモジュールとの干渉が回避される。

請求項２記載の本発明によれば、リンク機構は側面視でＸ状に配置されると共に連結ピン回りに相対回転可能に連結された第１リンク及び第２リンクによって構成されている。

ここで、コラムチューブの収縮時には、移動側チューブが固定側チューブに対して相対移動することにより収縮動作がなされる。このとき、第１リンクの一端部は固定側チューブ又はその近傍に位置する固定側部位に相対回転可能に連結されており、第２リンクの一端部は移動側チューブ又はその近傍に位置する移動側部位に相対回転可能に連結されているため、移動側チューブが固定側チューブに対して相対移動すると、第１リンクの一端部と第２リンクの一端部とが接近する（両者の距離が縮まる）。これに伴い、第１リンクの他端部と第２リンクの他端部同士も接近する（両者の距離が縮まる）。なお、このとき、いずれか一方の他端部は長孔内をスライドする。これにより、リンク長に応じた距離だけエアバッグモジュールのモジュールケースがコラムチューブに対して交差する下方側へ変位され、ステアリングコラムの車体側への固定部とエアバッグモジュールとが干渉するのを回避することができる。

また、本発明では、リンク機構が側面視でＸ状に配置されると共に連結ピン回りに相対回転可能に連結された第１リンク及び第２リンクによって構成されているため、構造が簡素であり、その分、設置スペースを削減することができる。

以上説明したように、請求項１記載の本発明に係るコラム付けニーエアバッグ装置は、衝突時にコラムチューブの収縮動作が阻害されるのを極力抑制又は防止することができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係るコラム付けニーエアバッグ装置は、狭いスペースにも比較的容易に設置することができるという優れた効果を有する。

〔第１実施形態〕
以下、図１〜図３を用いて、本発明に係るコラム付けニーエアバッグ装置の一実施形態について説明する。なお、図１の矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示している。

図１には、本実施形態に係るコラム付けニーエアバッグ装置１０の全体構成を示す縦断面図が示されている。また、図２には、当該コラム付けニーエアバッグ装置１０の要部を拡大した縦断面図が示されている。なお、図２では、ステアリングコラム１２の向きを水平にして描いている。

これらの図に示されるように、インストルメントパネル１４の運転席側にはステアリングコラム挿通用の開口部１６が形成されており、かかる開口部１６を通してステアリングコラム１２が前傾した状態で配置されている。また、インストルメントパネル１４の開口部１６に臨む位置には、ステアリングコラム１２の後端側を覆うコラムカバー１８がキャビン１９側に突出した状態で配置されている。なお、コラムカバー１８は、上下二分割構造とされており、コラムアッパカバー２０とコラムロアカバー２２とによって構成されている。

（ステアリングコラム１２の全体構造）
本実施形態のステアリングコラム１２は電動式のステアリングコラムとされており、前面衝突時にコラム軸方向の二次衝突荷重が入力されることにより収縮してエネルギー吸収するエネルギー吸収機構の他、乗員のスイッチ操作によってステアリングコラムを揺動中心軸回りに上下方向に揺動させる（振る）ことによりステアリングホイールの上下方向の角度を調節するチルト機構及び乗員のスイッチ操作によってステアリングホイールをコラム軸方向へ所定ストロークの範囲内でスライドさせることによりステアリングホイールの前後位置を調節するテレスコピック機構を備えている。

具体的な構造について概説すると、ステアリングコラム１２は円筒状のコラムチューブ２６を備えており、このコラムチューブ２６の軸芯部にステアリングメインシャフト２８が回転自在に支持されている。ステアリングメインシャフト２８はコラム軸方向に二分割されており、アッパ側のシャフト２８Ａとロア側のシャフト（図示省略）とはスプライン嵌合によって連結されている。従って、アッパ側のシャフト２８Ａはロア側のシャフトに対して所定ストロークの範囲内で相対移動可能であるが、アッパ側のシャフト２８Ａはロア側のシャフトに対して相対回転不能である。アッパ側のシャフト２８Ａの後端部には、ドライバの操舵力が付与されるステアリングホイール３４がロックナットで固定されている。従って、ステアリングホイール３４を回転させると、それに伴ってアッパ側のシャフト２８Ａ及びロア側のシャフトが軸線回りに一体に回転し、ロア側のシャフトとユニバーサルジョイントで連結された図示しないインターミディエイトシャフトを介してステアリングギヤボックスに操舵力が伝達されるようになっている。

ステアリングメインシャフト２８を覆うコラムチューブ２６もコラム軸方向に二分割（二重管構造と）されており、乗員側に配置されるインナチューブ３６と反乗員側（ステアリングギヤボックス側）に配置されるアウタチューブ３８とはスプライン嵌合によって連結されている。また、アウタチューブ３８はインナチューブ３６よりも径が大きく設定されており、乗員のステアリングホイール３４への二次衝突時にはインナチューブ３６がアウタチューブ３８内へスライドして収縮するようになっている。さらに、アウタチューブ３８は、インストルメントパネル１４内に車両幅方向に沿って延在する高強度・高剛性部材である図示しないパイプ状のインパネリインフォースに支持されている。

この点について補足すると、インパネリインフォースの長手方向の所定位置には、平面視でインパネリインフォースを挟んで車両前方側及び車両後方側の双方へ延在する部分を有するステアリングサポートが溶接等によって固定されている。ステアリングサポートの前端側には、アウタチューブ３８の前端上部に揺動中心軸回りに揺動可能に取り付けられたロアブラケット（図示省略）が固定されている。また、ステアリングサポートの後端側には、略矩形枠状に形成されて内部をコラムチューブ２６が貫通状態で配置されるハウジング４０が固定されている。チルト操作時にはこのハウジング４０内をコラムチューブ２６が上下動するようになっている。つまり、電動式のチルト・テレスコピック駆動機構部が備えるチルト機構の一部及びテレスコピック機構部の一部がアウタチューブ３８と一体になっているため、チルト・テレスコピック駆動機構部にアウタチューブ３８が支持されることとなり、その結果、略矩形枠状のハウジング４０内にコラムチューブ２６が中空支持された状態になって、チルト操作によるステアリングコラム１２の上下動を許容する構造になっている。

（コラム付けニーエアバッグ装置１０の全体構成）
次に、コラム付けニーエアバッグ装置１０の全体構成について説明する。

コラム付けニーエアバッグ装置１０は、略箱体形状に形成された金属製のモジュールケース４８と、略円柱形状に形成されてモジュールケース４８の内部後端側に収容されたガス発生手段としてのインフレータ５０と、モジュールケース４８の内部前端側に折り畳み状態で格納されたニーエアバッグ５２と、を含んで構成されたエアバッグモジュール５４と、このエアバッグモジュール５４の開口側となる下面側を閉止するエアバッグドア６０と、によって構成されている。

モジュールケース４８の前壁部４８Ａ及び後壁部４８Ｂには、折り曲げによるフック部５６が所定の間隔で複数個形成されている。これに対応して、コラムロアカバー２２の内側面（インナチューブ３６と対向する側の面）には、コラム軸方向に所定の間隔をあけて前壁部２２Ａ及び後壁部２２Ｂがインナチューブ３６側へ立設されている。前壁部２２Ａ及び後壁部２２Ｂにはフック部５６が係止可能な係止孔５８が形成されており、かかる係止孔５８へフック部５６が係止されることにより、エアバッグモジュール５４の開放側が閉止されている。

また、エアバッグドア６０はコラムロアカバー２２の前壁部２２Ａと後壁部２２Ｂとの間の部位に形成されており、この実施形態では薄肉部として構成されたティアライン（破断部）６２に沿ってコラムロアカバー２２が破断されることにより前後左右にエアバッグドア６０が展開されるようになっている。

また、図１ではニーエアバッグ５２が蛇腹折りによって折り畳まれているが、これに限らず、ロール折りで折り畳んでもよいし、両者を組み合わせて折り畳んでもよい。さらに、ニーエアバッグ５２の展開形状について補足すると、ステアリングコラム１２の配設位置下方で膨張する中央部５２Ａはコラムロアカバー２２が存在する分、相対的に薄くなっており、ステアリングコラム１２の配設位置側方で膨張する両側部５２Ｂはインストルメントパネル１４と乗員の両膝との間で膨張する分、相対的に厚くなっている。

上述したエアバッグモジュール５４は、ステアリングコラム１２のインナチューブ３６の後端側の下方でかつ前述したハウジング４０の下部４０Ａとインナチューブ３６の後端部付近に固定されたコンビネーションスイッチ６８の環状の本体部６８Ａの下部６８Ａ’との間に配置されている。

（コラム付けニーエアバッグ装置１０の要部構成）
次に、コラム付けニーエアバッグ装置１０の要部構成について説明する。

図２及び図３に示されるように、上述したエアバッグモジュール５４のモジュールケース４８は、リンク機構７０を介してコラムチューブ２６と連結されている。

詳細に説明すると、リンク機構７０は、側面視でＸ状に配置された第１リンク７２及び第２リンク７４によって構成されている。第１リンク７２の一端部７２Ａはコラムチューブ２６の固定側を構成する固定側チューブとしてのアウタチューブ３８の後端部に第１ブラケット７６を介してピン結合されている。また、モジュールケース４８の底壁部４８Ｃには取付ブラケット７８が固定されており、第１リンク７２の他端部７２Ｂはこの取付ブラケット７８にピン結合されている。

第２リンク７４の一端部７４Ａはコラムチューブ２６の移動側を構成する移動側チューブとしてのインナチューブ３６の後端側（後述するコンビネーションスイッチ６８の本体部６８Ａの隣接位置）に第２ブラケット８０を介してピン結合されている。また、取付ブラケット７８にはコラム軸方向に沿って長孔８２が形成されており、第２リンク７４の他端部７４Ｂはこの長孔８２内をスライド可能にピン結合（支持）されている、
また、第１リンク７２と第２リンク７４とは、両者が交差する部位に配置された連結ピン８４によって相対回転可能に連結されている。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

前面衝突時（又は前面衝突予測時）になると、図示しない衝突検知手段によってその状態が検知され、エアバッグＥＣＵへ出力される。エアバッグＥＣＵでエアバッグ作動と判定されると、運転席側のエアバッグ装置が作動してステアリングホイール３４上に運転席用のエアバッグが膨張されると共に、コラム付けニーエアバッグ装置１０も作動される。すなわち、コラム付けニーエアバッグ装置１０のインフレータ５０に所定電流が通電されてインフレータ５０が作動される。これにより、インフレータ５０からガスが発生し、折り畳み状態で格納されたニーエアバッグ５２内へ供給され、ニーエアバッグ５２を膨張させる。コラムロアカバー２２に作用するニーエアバッグ５２の膨張圧が所定値に達すると、コラムロアカバー２２に設定されたティアライン６２に沿ってコラムロアカバー２２が破断していき、エアバッグドア６０の前側ドア６０Ａ及び後側ドア６０Ｂが前後に展開され、又図示しない左側ドア及び右側ドアが左右に展開される。これにより、ニーエアバッグ５２がステアリングコラム１２の下方及び側方に膨張展開され、インストルメントパネル１４と乗員の両膝との間に介在された左右の両側部５２Ｂによって乗員の両膝が受け止められて保護される。

なお、前面衝突時の衝撃はステアリングコラム１２のエネルギー吸収機構によっても吸収される。すなわち、前面衝突すると、ステアリングギヤボックスからの突き上げ荷重がインターミディエイトシャフトに入力されるが、インターミディエイトシャフトが収縮することでエネルギー吸収する。また、ステアリングホイール３４側からは乗員の上体が運転席用エアバッグに受け止められた際に、ステアリングホイール３４を介してステアリングコラム１２に軸方向前側への荷重（図１の矢印Ｆ）が入力される。この入力荷重が所定値以上であると、ステアリングメインシャフト２８及びコラムチューブ２６が収縮する（アッパ側のシャフト２８Ａがロア側のシャフト内へ相対的に軸方向移動すると共に、インナチューブ３６がアウタチューブ３８側へ相対的に軸方向移動する）。この過程で生じる摩擦抵抗により、ステアリングホイール３４側から入力された衝突エネルギーが吸収される。

ところで、乗員の二次衝突荷重（図１の矢印Ｆ）がステアリングコラム１２に入力されて、ステアリングコラム１２のコラムチューブ２６が収縮した際に、ステアリングコラム１２の車体側への固定部であるハウジング４０の下部４０Ａが相対的にエアバッグモジュール５４側へ移動し、エアバッグモジュール５４と干渉することが考えられる。

しかし、本実施形態では、エアバッグモジュール５４とステアリングコラム１２のコラムチューブ２６とをリンク機構７０によって連結したので、以下の作用が得られる。

すなわち、図２に示される状態がステアリングコラム１２の非収縮時の状態だとすると、この状態からコラムチューブ２６の収縮時になると、図３に示されるように、移動側（スライディング）チューブであるインナチューブ３６が固定側チューブであるアウタチューブ３８内へスライドすることにより収縮動作がなされる。このとき、第１リンク７２の一端部７２Ａはアウタチューブ３８の後端部に第１ブラケット７６を介して相対回転可能に連結されており、第２リンク７４の一端部７４Ａはインナチューブ３６の後端側（コンビネーションスイッチ６８の本体部６８Ａの隣接位置）に第２ブラケット８０を介して相対回転可能に連結されているので、インナチューブ３６がアウタチューブ３８に対して相対移動すると、第１リンク７２の一端部７２Ａと第２リンク７４の一端部７２Ａと接近する（即ち、両者の相対的距離が縮まる）。これに伴い、第１リンク７２の他端部７２Ｂと第２リンク７４の他端部７４Ｂ同士も接近する（即ち、両者の相対的距離が縮まる）。なお、このとき、第２リンク７４の他端部７４Ｂは長孔８２内をスライドする。これにより、リンク長に応じた距離だけエアバッグモジュール５４のモジュールケース４８がコラムチューブ２６に対して交差する下方側へ変位され、ステアリングコラム１２の車体側への固定部であるハウジング４０の下部４０Ａとエアバッグモジュール５４のモジュールケース４８とが干渉するのを回避することができる。その結果、本実施形態によれば、前面衝突時にコラムチューブ２６の収縮動作が阻害されるのを極力抑制又は防止することができる。

しかも、本実施形態では、コラムチューブ２６の収縮動作を利用してリンク機構７０によって強制的かつ機械的にエアバッグモジュール５４を干渉回避位置まで変位させる構成であるので、作動に対する信頼性が非常に高い。

さらに、本実施形態では、リンク機構７０が側面視でＸ状に配置されると共に連結ピン８４回りに相対回転可能に連結された第１リンク７２及び第２リンク７４によって構成されているため、リンク機構の構造も簡素である。従って、狭いスペースにも比較的容易に配置することができる。

〔上記実施形態の補足説明〕
（１）上述した本実施形態では、前面衝突することによりコラム付けニーエアバッグ装置１０が作動する構成となっていたが、これに限らず、フロントバンパの中央部等にプリクラッシュセンサを搭載して、前面衝突予測（予知）時にもコラム付けニーエアバッグ装置１０が作動する構成にしてもよい。

（２）上述した本実施形態では、金属製のモジュールケース４８を用いてリンク機構７０を使ってモジュールケース４８を下方変位させる構成を採ったが、可撓性及び柔軟性のいずれも有する材料である布等によって構成されたモジュールケースを排除するものではない。この場合には、リンク機構によってインフレータを下方変位させることになる。すなわち、インフレータから立設されたボルトを取付ブラケットに固定し、コラム収縮時にはリンク機構７０を使ってインフレータを下方へ変位させる構成を採っても差し支えない。この場合、ニーエアバッグの内圧を受けて布製のエアバッグケースやニーエアバッグが残り、ハウジング４０の下部４０Ａと多少干渉するかもしれないが、エアバッグケース及びニーエアバッグは容易に変形可能であるので、コラムチューブの収縮動作は何ら妨げられない。

（３）上述した本実施形態では、第１リンク７２の一端部７２Ａをアウタチューブ３８の後端部に連結し、第２リンク７４の一端部７４Ａをインナチューブ３６の後端側に連結したが、これに限らず、近傍部位に位置するチューブ以外の物に双方の一端部７２Ａ、７４Ａを相対回転可能に連結してもよい。例えば、第１リンク７２であれば、ハウジング４０の下部４０Ａに相対回転可能に連結してもよいし、第２リンク７４であれば、コンビネーションスイッチ６８の本体部６８Ａの下部６８Ａ’に相対回転可能に連結してもよい。その場合には、第１リンク７２の一端部７２Ａ、第２リンク７４の一端部７４Ａの取付位置がコラムチューブ２６に対して平行になるように配置するとよい。

（４）上述した本実施形態では、側面視でＸ状のリンク機構７０を用いたが、これに限らず、他のリンク機構を用いてもよい。例えば、安定性にやや欠けるかもしれないが、Ｘリンクを設置するだけのコラム軸直角方向のスペースを確保できない場合には、山形にリンクを形成して（Ｘリンクの上半分）左右のリンクの連結点を構成するピンにコラム軸方向を長手方向とするプレート状の部材を溶接等で固定してもよい。

本実施形態に係るコラム付けニーエアバッグ装置の全体構成を側面視で示す縦断面図である。 図１に示されるコラム付けニーエアバッグ装置の要部を拡大して示す要部拡大縦断面図である。 図２に示される状態からコラムチューブが収縮した状態を示す図２に対応する作動説明図である。

符号の説明

１０ コラム付けニーエアバッグ装置
１２ ステアリングコラム
１８ コラムカバー
２６ コラムチューブ
３６ インナチューブ（移動側チューブ）
３８ アウタチューブ（固定側チューブ）
４０ ハウジング（車体側への固定部）
４８ モジュールケース
５０ インフレータ（ガス発生手段）
５２ ニーエアバッグ
５４ エアバッグモジュール
７０ リンク機構
７２ 第１リンク
７２Ａ 一端部
７２Ｂ 他端部
７４ 第２リンク
７４Ａ 一端部
７４Ｂ 他端部
８２ 長孔
８４ 連結ピン

Claims (2)

1. ステアリングコラムの後端側を覆うコラムカバー内に折り畳み状態で格納されかつ衝突時に作動するガス発生手段からのガスの供給を受けて乗員の膝側へ膨張展開するニーエアバッグを含んで構成されたエアバッグモジュールと、
   このエアバッグモジュールとステアリングコラムのコラムチューブとを連結し、コラムチューブの収縮時に当該コラムチューブの収縮動作を利用してエアバッグモジュールをコラムチューブに対して交差する下方側へ変位させることでステアリングコラムの車体側への固定部とエアバッグモジュールとの干渉を回避するリンク機構と、
   を有することを特徴とするコラム付けニーエアバッグ装置。
2. 前記リンク機構は、側面視でＸ状に配置されると共に連結ピン回りに相対回転可能に連結された第１リンク及び第２リンクによって構成されており、
   第１リンクの一端部はコラムチューブの固定側を構成する固定側チューブ又はその近傍に位置する固定側部位に相対回転可能に連結されると共に他端部はエアバッグモジュールのモジュールケースに相対回転可能に連結され、
   第２リンクの一端部はコラムチューブの移動側を構成する移動側チューブ又はその近傍に位置する移動側部位に相対回転可能に連結されると共に他端部はエアバッグモジュールが備えるモジュールケースに相対回転可能に連結され、
   さらに、前記第１リンクの他端部及び前記第２リンクの他端部のいずれか一方はステアリングコラムの軸方向に沿って形成された長孔内にスライド可能に支持されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のコラム付けニーエアバッグ装置。

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