(57)【要約】【課題】車両の操舵にかかる操作性を維持しつつ、車両の状態に応じてより柔軟に、しかも高い信頼性のもとにリム部に対する運転者の打ち当たり荷重の緩和を図ることのできるステアリングホイールを提供する。【解決手段】ステアリングホイール１００は、車両のステアリングシャフトにスポーク部１２０ａ〜１２０ｄを介して連結される円環状のリム部１１０を備えている。このリム部１１０の芯金１１１は、スポーク部１２０ａ，１２０ｂに近接する部分ＳＤ１，ＳＤ２で切断されている。これら切断部分ＳＤ１，ＳＤ２には、変形補助手段として機能する断面積変化機構１０，２０が設けられ、これら断面積変化機構１０，２０は、車両への衝撃荷重の印加が検知されることを条件に、リム部１１０の鉛直方向下方に位置する後方部分１１０ａの車両前方側への変形を動的に補助する。【選択図】図１
2008087630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリングシャフトにスポーク部を介して連結される円環状のリム部を備えるステアリングホイールにおいて、
前記リム部及び前記スポーク部の少なくとも一方には、前記車両への衝撃荷重の印加が検知されることを条件に、リム部の鉛直方向下方に位置する部位の車両前方側への変形を動的に補助する変形補助手段が設けられてなる
ことを特徴とするステアリングホイール。
【請求項２】
前記変形補助手段が前記リム部のとり得る複数の回転位相にそれぞれ対応して複数設けられるとともに、前記ステアリングシャフトの回転位相を検出する回転位相検出手段と、この検出されるステアリングシャフトの回転位相に基づき前記リム部の前記鉛直方向下方に位置する部位を特定する部位特定手段とを更に備え、前記複数の変形補助手段のうちのこの特定手段によって特定された部位に対応するものが、該特定された部位の車両前方側への動的な変形補助を選択的に実行する
請求項１に記載のステアリングホイール。
【請求項３】
前記変形補助手段による前記リム部の鉛直方向下方に位置する部位の前記車両前方側への動的な変形補助が、前記リム部の鉛直方向下方に位置する部位を支持する部分の剛性大から剛性小への動的な剛性変化として行われる
請求項１または２に記載のステアリングホイール。
【請求項４】
前記動的な剛性変化は、前記変形補助手段が設けられる前記リム部及び前記スポーク部の少なくとも一方の芯金の動的な断面積変化による
請求項３に記載のステアリングホイール。
【請求項５】
前記芯金は前記変形補助手段の配設位置に対応して切断されてなるとともに、この切断された部分の両側にリム部もしくはスポーク部の延伸方向に延設された空洞部を有してなり、前記変形補助手段は、これら空洞部の一方の奥部に埋設されたアクチュエータと、これら空洞部の各々に嵌入されたピン部材とを備え、前記変形の未補助時には、このピン部材によって前記切断された芯金を連結状態に維持することにより当該芯金として断面積を確保し、前記変形の補助時には、前記アクチュエータを通じて同ピン部材を前記空洞部の他方の奥部に移動せしめることにより同芯金の連結状態を解除する
請求項４に記載のステアリングホイール。
【請求項６】
前記アクチュエータは、着火装置を有するインフレータであり、前記変形の補助時には、前記着火装置により前記インフレータを起爆させて前記ピン部材を移動せしめる
請求項５に記載のステアリングホイール。
【請求項７】
前記動的な剛性変化は、前記変形補助手段が設けられる前記リム部及び前記スポーク部の少なくとも一方の芯金の動的な性状変化による
請求項３に記載のステアリングホイール。
【請求項８】
前記芯金の少なくとも前記変形補助手段の配設位置に対応する部分が形状記憶合金からなり、前記変形補助手段は、前記変形の未補助時にはこの形状記憶合金の性状を維持し、前記変形の補助時にこの形状記憶合金を瞬時加熱して同合金の性状を変化せしめるものである
請求項７に記載のステアリングホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両操舵に用いられるステアリングホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に、車両の操舵に用いられるステアリングホイールとこのステアリングホイールを操作する運転者との関係を示す。同図１０に示されるように、ステアリングホイール３００は、操舵把持部として機能する円環状のリム部３１０と、このリム部３１０を車両のステアリングシャフト４００に連結する複数本のスポーク部３２０とを基本的に備えて構成されている。ちなみに、これらリム部３１０及びスポーク部３２０は共に、剛性の高い金属からなる芯金が樹脂等からなる軟質の被覆体によって被覆された構造となっている。そして、運転者Ｐによる快適な操舵操作が得られるように、通常は、運転席Ｓに着座した運転者Ｐから見てリム部３１０が前傾する態様にて、すなわちリム部３１０の上部が車両の前方側に適宜の角度で傾斜する状態にて取り付けられている。
【０００３】
ただし、このようにステアリングホイール３００が傾斜した状態で取り付けられる場合、車両の前進走行中に事故等による大きな衝撃がその前方から加わるようなことがあると、その反動によって運転者Ｐの腹部が上記リム部３１０の下方にあたるリム後方部分３１０ａに打ち当たる可能性も否定できない。特に、運転者Ｐの運転習慣等によりステアリングホイール３００と運転席Ｓとの距離が相対的に短く設定される場合には、シートベルト等によって運転者Ｐの体が規制されていたとしても、瞬間的な反動によって、上記リム後方部分３１０ａに対する運転者Ｐのこうした打ち当たりを回避することは困難である。
【０００４】
一方、ステアリングホイール３００にはその中央部にパッド部３３０が併せて設けられていることから、このパッド部３３０にエアバッグが内蔵される構造を採用することにより、ステアリングホイール３００の上記リム後方部分３１０ａに対する運転者Ｐの打ち当たりを緩和することも可能にはなる。ただしこの場合であれ、エアバッグの緩衝作用を十分に得るためにはエアバッグ自身の展開膨張を許容する十分な空間が必要となる。しかし上述のように、ステアリングホイール３００と運転席Ｓとの距離が相対的に短く設定されるような場合には、上記衝撃が加わった際に、上記リム後方部分３１０ａと運転者Ｐとの間でエアバッグが展開膨張し切れなくなる懸念もある。こうしてエアバッグの展開膨張が妨げられる場合には、やはり上述したリム後方部分３１０ａに対する運転者Ｐの打ち当たりを回避することも難しい。
【０００５】
そこで従来は、例えば特許文献１に記載されているステアリングホイールのように、リム部３１０の下方にあたるリム後方部分３１０ａの芯金に対してその径が薄肉化された薄肉部を形成するようにしたものなども提案されている。ステアリングホイールとしてのこのような構造の採用により、上記衝撃が加わった際には、リム後方部分３１０ａの変形を誘って、該リム後方部分３１０ａに加わる荷重を緩和することができるようになる。
【特許文献１】実開平６−７５９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、リム後方部分３１０ａの剛性を低下させることで、車両に前方から衝撃が加わったときのリム後方部分３１０ａに対する運転者の打ち当たり荷重を緩和することはできる。すなわち、こうした打ち当たり荷重の緩和効果をさらに高めようとすれば、上記リム後方部分３１０ａの剛性についてもこれをさらに低下させることが望ましい。ただし、リム後方部分３１０ａの剛性（すなわち芯金の剛性）の低下のみで、通常の車両操舵時にリム後方部分３１０ａに加わる操舵荷重による不必要な変形を生じさせずに、ステアリングホイール３００の操作性を維持したまま打ち当たりの緩和効果を高めるには自ずと限界がある。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の操舵にかかる操作性を維持しつつ、車両の状態に応じてより柔軟に、しかも高い信頼性のもとにリム部に対する運転者の打ち当たり荷重の緩和を図ることのできるステアリングホイールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
こうした課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、車両のステアリングシャフトにスポーク部を介して連結される円環状のリム部を備えるステアリングホイールにおいて、前記リム部及び前記スポーク部の少なくとも一方には、前記車両への衝撃荷重の印加が検知されることを条件に、リム部の鉛直方向下方に位置する部位の車両前方側への変形を動的に補助する変形補助手段が設けられてなることをその要旨とする。
【０００９】
ステアリングホイールとしてのこのような構成によれば、運転席に着座した運転者から見てリム部が前傾する態様にて、すなわちリム部の上部が車両の前方側に傾斜する態様でステアリングホイールが車両に取り付けられる場合であれ、上記リム部の鉛直方向下方に位置する部位、すなわちリム後方（下方）部分の車両前方側への変形の補助が車両への衝撃荷重の印加が検知されることを条件に動的に行われることから、同部位の変形補助も車両衝突時等の異常事態の発生の有無に応じて柔軟に、しかも車両への衝撃荷重の印加が検知された際には高い信頼性のもとに、リム部に対する運転者の打ち当たり荷重の緩和を図ることができるようになる。また、上記動的な変形補助自体が車両への衝撃荷重の印加が検知されることを条件に行われることから、通常の車両操舵にかかる操作性がこの変形補助手段の存在によって損なわれることもない。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載のステアリングホイールにおいて、前記変形補助手段が前記リム部のとり得る複数の回転位相にそれぞれ対応して複数設けられるとともに、前記ステアリングシャフトの回転位相を検出する回転位相検出手段と、この検出されるステアリングシャフトの回転位相に基づき前記リム部の前記鉛直方向下方に位置する部位を特定する部位特定手段とを更に備え、前記複数の変形補助手段のうちのこの特定手段によって特定された部位に対応するものが、該特定された部位の車両前方側への動的な変形補助を選択的に実行することをその要旨とする。
【００１１】
前述のように、車両の衝突等に起因する車両への衝撃荷重の印加時には、リム部の鉛直方向下方に位置する部位が車両前方側に変形することが、リム部に対する運転者の打ち当たり荷重を緩和する上で望ましいが、運転者によるステアリングホイールの操作時には、このリム部の鉛直方向下方に位置する部位が常にリム部の同一部分になるとは限らない。すなわち、リム部のある１点に注目した場合、この点は運転者によるステアリングホイールの操作に伴ってその回転位相が絶えず変化することとなり、上記車両への衝撃荷重の印加時にリム部のどの部分がこの「リム部の鉛直方向下方に位置する部位」となるかも不明である。この点、同構成によれば、ステアリングシャフトの回転位相、すなわちステアリングホイールの回転位相の監視のもとに上記「リム部の鉛直方向下方に位置する部位」がその都度特定され、複数設けられた変形補助手段のうちのこの特定された部位に対応するものを通じて、同「リム部の鉛直方向下方に位置する部位」の車両前方側への動的な変形補助が選択的に実行されることから、車両への衝撃荷重の印加時、ステアリングホイールがどのような回転位相にあろうとも、上述したリム部に対する運転者の打ち当たり荷重を的確に緩和することができるようになる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、これら請求項１または２に記載のステアリングホイールにおいて、前記変形補助手段による前記リム部の鉛直方向下方に位置する部位の前記車両前方側への動的な変形補助が、前記リム部の鉛直方向下方に位置する部位を支持する部分の剛性大から剛性小への動的な剛性変化として行われることをその要旨とする。
【００１３】
変形補助手段による「リム部の鉛直方向下方に位置する部位」の車両前方側への動的な変形補助がこのような動的な剛性変化として行われることで、車両への衝撃荷重の印加時における同部位の車両前方側への変形補助、並びに通常の車両操舵にかかる操作性のより望ましい両立が図られるようになる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、上記請求項３に記載のステアリングホイールにおいて、前記動的な剛性変化は、前記変形補助手段が設けられる前記リム部及び前記スポーク部の少なくとも一方の芯金の動的な断面積変化によることをその要旨とする。
【００１５】
上記リム部であれ、あるいはスポーク部であれ、ステアリングホイールとしての剛性は実質的に上記芯金の剛性によって決定されることから、芯金の動的な断面積変化を通じて上記動的な剛性変化を得る同構成によれば、その実現も容易である。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、上記請求項４に記載のステアリングホイールにおいて、前記芯金は前記変形補助手段の配設位置に対応して切断されてなるとともに、この切断された部分の両側にリム部もしくはスポーク部の延伸方向に延設された空洞部を有してなり、前記変形補助手段は、これら空洞部の一方の奥部に埋設されたアクチュエータと、これら空洞部の各々に嵌入されたピン部材とを備え、前記変形の未補助時には、このピン部材によって前記切断された芯金を連結状態に維持することにより当該芯金として断面積を確保し、前記変形の補助時には、前記アクチュエータを通じて同ピン部材を前記空洞部の他方の奥部に移動せしめることにより同芯金の連結状態を解除することをその要旨とする。
【００１７】
上記芯金の動的な断面積変化を通じた剛性変化を得るにあたり、変形補助手段としてのこうした機構を通じてその実現を図ることにより、上記変形の未補助時、すなわち通常の車両操舵時には、上記嵌入されたピン部材によって芯金としての断面積も的確に確保されるものの、上記変形の補助時には、同ピン部材の移動に伴う芯金としての連結状態の解除、すなわち「芯金としての断面積＝０」といった状態への推移により、その剛性も確実に低下することとなる。このため、ステアリングホイールとしての上述した動的な剛性変化もより的確に実現されるようになる。
【００１８】
なお、上記ピン部材を移動せしめるアクチュエータの具体的な構成としては、請求項６に記載されるように、着火装置を有するインフレータであり、前記変形の補助時には、前記着火装置により前記インフレータを起爆させて前記ピン部材を移動せしめる、といった構成を採用することができる。
【００１９】
一方、請求項７に記載の発明は、上記請求項３に記載のステアリングホイールにおいて、前記動的な剛性変化は、前記変形補助手段が設けられる前記リム部及び前記スポーク部の少なくとも一方の芯金の動的な性状変化によることをその要旨とする。
【００２０】
上述のように、リム部であれ、あるいはスポーク部であれ、ステアリングホイールとしての剛性は実質的に上記芯金の剛性によって決定されることに鑑みれば、同構成によるように、芯金を形成する合金としての動的な性状変化を通じて上記動的な剛性変化を得ることも有効である。
【００２１】
具体的には、請求項８に記載の発明によるように、前記芯金の少なくとも前記変形補助手段の配設位置に対応する部分が形状記憶合金からなり、前記変形補助手段は、前記変形の未補助時にはこの形状記憶合金の性状を維持し、前記変形の補助時にこの形状記憶合金を瞬時加熱して同合金の性状を変化せしめるものとすることが有効であり、特にこの際、上記形状記憶合金の記憶形状をリム部の鉛直方向下方に位置する部位が車両前方側に変形する形状に設定しておくことで、車両への衝撃荷重印加時におけるリム部に対する運転者の打ち当たり荷重も的確に緩和することができるようになる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明にかかるステアリングホイールによれば、車両の操舵にかかる操作性を維持しつつ、車両の状態に応じてより柔軟に、しかも高い信頼性のもとにリム部に対する運転者の打ち当たり荷重を緩和することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
(第１の実施形態)
以下、本発明にかかるステアリングホイールの第１の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。ここで、図１は本実施形態のステアリングホイールの正面構造を示す平面図であり、図２は先の図１０に対応する図として同ステアリングホイールの側面構造を示す側面図である。
【００２４】
まずは図１に示されるように、ステアリングホイール１００は、操舵把持部として機能する円環状のリム部１１０と、このリム部１１０を車両に設けられたステアリングシャフトに連結する４本のスポーク部１２０ａ〜１２０ｄと、上記リム部１１０の中央に配設されたパッド部１３０とを基本的に備えて構成されている。ここで、リム部１１０は、例えば鋼管からなるリム部芯金１１１とそれを被覆する被覆体１１２とにより構成されており、またスポーク部１２０ａ〜１２０ｄは、例えばアルミニウム合金等からなるスポーク部芯金１２１ａ〜１２１ｄとそれらを被覆する被覆体１２２とにより構成されている。なお、リム部芯金１１１とスポーク部芯金１２１ａ〜１２１ｄとは、溶接固定されているとともに、被覆体１１２，１２２及びパッド部１３０は、軟質合成樹脂により一体に形成されている。
【００２５】
また、図２に示されるように、上記パッド部１３０の下方において、スポーク部芯金１２１ａ〜１２１ｄの先端部、すなわちリム部芯金１１１の反対側の端部は、ボスプレート１４０に連結されており、このボスプレート１４０を介して車両に設けられたステアリングシャフト４００に固定されている。これにより、このステアリングシャフト４００は、当該ステアリングホイール１００、主には上記リム部１１０の運転者による操舵操作に伴って一体に回転するようになる。なお、このステアリングホイール１００も、同図２に示されるように、運転者による快適な操舵操作が得られるように、運転席に着座した運転者から見てリム部１１０が前傾する態様にて、すなわちリム部１１０の上部が車両の前方Ｆ側に適宜の角度で傾斜する態様にて取り付けられている。
【００２６】
ところで前述のように、このようにリム部１１０が傾斜した状態で取り付けられる場合、車両の前進走行中に事故等による大きな衝撃がその前方加わるようなことがあると、その反動によって運転者が上記リム部１１０の鉛直方向下方に位置する部分、すなわちリム後方部分１１０ａに打ち当たる可能性が否定できない。そこで、本実施形態にかかるステアリングホイール１００では、リム部１１０の所定箇所に、車両への衝撃加重の印加が検知されることを条件に上記リム後方部分１１０ａの車両前方側への変形を動的に補助する変形補助手段として、上記リム部芯金１１１の断面積を動的に変化させる断面積変化機構１０、２０を設けるようにしている。
【００２７】
図３は、このような断面積変化機構１０、２０の具体構成を例示したものであり、以下、この図３を併せ参照して、同断面積変化機構１０、２０による動的な断面積の変更機能について詳述する。なお、これら断面積変化機構１０、２０は基本的に同一の構成を有しており、図３では、断面積変化機構１０側を例にその拡大断面構造を示している。
【００２８】
まず、上記断面積変化機構１０、２０に関する具体構成の説明に先立ち、先の図１を参照して、同断面積変化機構１０、２０の概要について説明する。
図１に示されるように、本実施形態において、上記リム部芯金１１１は実際には、上記スポーク部芯金１２１ａに近接して同スポーク部芯金１２１ａの図中下方側に位置する部分ＳＤ１と、スポーク部芯金１２１ｂに近接して同スポーク部芯金１２１ｂの図中下方側に位置する部分ＳＤ２とで切断されている。すなわちこれにより、上記リム部芯金１１１は、上方リム１１１ａと下方リム１１１ｂとに分割されている。そして、この２つの切断された部分ＳＤ１，ＳＤ２に、上述した変形補助手段として機能する２つの断面積変化機構１０、２０がそれぞれ設けられている。ちなみに、これら断面積変化機構１０、２０は上述のように、基本的に同一の構成を有し、図１に付記する一点鎖線Ｃを中心に対称に設けられている。
【００２９】
次に、このような前提構造をもとに形成されている上記断面積変化機構１０の構成について、図３に基づき更に詳述する。
図３に示されるように、上記切断された部分ＳＤ１の両側において、上方リム１１１ａには同上方リム１１１ａの延伸方向に延設された空洞部分１１ａが、また下方リム１１１ｂには同下方リム１１１ｂの延伸方向延設された空洞部分１１ｂがそれぞれ形成されている。そして、断面積変化機構１０は、これら空洞部分１１ａ，１１ｂに各々嵌入されたピン部材１２を備えており、該ピン部材１２の側壁及び空洞部分１１ａ，１１ｂの奥部の内壁によって空間１３ａ，１３ｂがそれぞれ区画形成されている。すなわち、車両の通常運転時には、同ピン部材１２が図３に実線にて示す位置に固定されることとなり、これによって空洞部分１１ａと空洞部分１１ｂとが、換言すればリム部芯金１１１の上記切断されている上方リム１１１ａと下方リム１１１ｂとが連結状態に維持され、同リム部芯金１１１としての断面積が確保されている。
【００３０】
また、上記空洞部分の一方、すなわち空洞部分１１ａの奥部に形成された空間１３ａには、着火装置を有するインフレータ１４が埋設されている。このインフレータ１４の着火装置は、信号線１５を介して車両に設置されている衝撃センサ１５０に接続されており、この衝撃センサ１５０を通じて車両前方からの所定値以上の衝撃荷重が検出されることに基づいて駆動、すなわちインフレータ１４に着火し、同インフレータ１４を起爆させる。そして、こうしてインフレータ１４が起爆すると、上記空間１３ａの気圧が瞬間的に高くなり、上記各空間１３ａ及び１３ｂ間の気圧差によって、上記ピン部材１２は図３に破線にて示す位置、すなわち上記空洞部分の他方にあたる空洞部分１１ｂ側に設けられた空間１３ｂ内に急速に押しやられる。これにより、同ピン部材１２による上記リム部芯金１１１の上方リム１１１ａと下方リム１１１ｂとの連結状態が迅速に解除され、上記リム後方（下方）部分１１０ａは、上記被覆体１１２のみを介してリム部１１０の他の部分に連結されるようになる。なお本実施形態では、インフレータ１４の起爆時における上記ピン部材１２の移動を円滑に行うべく、上記空洞部分１１ｂ側に設けられた空間１３ｂについてはその内部の気圧を負圧に保つようにしている。
【００３１】
ステアリングホイール１００としてのこのような構成により、例えば車両の前進走行中に事故等による大きな衝撃がその前方から加わり、その反動によって運転者の腹部がリム後方部分１１０ａに打ち当たる場合であれ、そのときには同リム後方部分１１０ａも上記被覆体１１２のみを介してリム部１１０の他の部分に連結されている状態となる。このため、運転者の腹部がリム後方部分１１０ａに打ち当たった時点で、同リム後方部分１１０ａは図２に二点鎖線にて示される態様で容易に変形するようになり、こうした打ち当たりによる荷重も的確に緩和されるようになる。また、車両の通常走行時には、上記ピン部材１２を通じて上記リム部芯金１１１の上方リム１１１ａと下方リム１１１ｂとの連結状態が維持されることから、通常の車両操舵にかかる操作性が損なわれることもない。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態にかかるステアリングホイールによれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
（１）リム後方部分１１０ａの変形補助が車両への衝撃荷重の印加が検知されることを条件に動的に、しかも迅速に行われることとした。このため、車両衝突時等の異常事態の発生の有無に応じて柔軟に、しかも高い信頼性のもとに、リム部１１０に対する運転者の打ち当たり荷重の緩和を図ることができるようになる。また、上記動的な変形補助自体が車両への衝撃荷重の印加が検知されることを条件に行われることから、通常の車両操舵にかかる操作性がこの変形補助手段、すなわち断面積変化機構１０，２０の存在によって損なわれることもない。
【００３３】
（２）上記動的かつ迅速な変形補助が剛性の動的変化として行われることとした。このため、車両への衝撃荷重の印加時における同部位の車両前方側への変形補助、並びに通常の車両操舵にかかる操作性のより望ましい両立が図られるようになる。また、リム部１１０の剛性は実質的にリム部芯金１１１の剛性によって決定されることから、リム部芯金１１１の動的な断面積変化を通じて動的な剛性変化を得る上記構成によれば、その実現も容易である。
【００３４】
（３）こうした動的な断面積変化を得るにあたり、上記断面積変化機構１０，２０を採用することとした。ちなみにこの場合、上記変形の未補助時、すなわち通常の車両操舵時には、上記嵌入されたピン部材１２によってリム部芯金１１１としての断面積が的確に確保される。一方、上記変形の補助時には、同ピン部材１２の移動に伴うリム部芯金１１１としての連結状態の解除、すなわち「リム部芯金１１１としての断面積＝０」といった状態への推移により、その剛性も確実に低下する。このため、ステアリングホイール１００としての上述した動的な剛性変化もより的確に実現されるようになる。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、本発明にかかるステアリングホイールの第２の実施形態について、上述した第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３６】
上記第１の実施形態では、リム部１１０に設けられた２つの断面積変化機構１０，２０を通じて車両の前進走行中におけるリム後方部分１１０ａへの運転者の打ち当たり荷重の緩和を図るようにした。ただし、運転者によるステアリングホイール１００の操作時には、そのリム部１１０の鉛直方向下方に位置する部位が常に同リム部１１０の同一部分になるとは限らない。すなわち、リム部１１０のある１点に注目した場合、この点は運転者によるステアリングホイール１００の操作に伴ってその回転位相が絶えず変化することとなり、上記車両への衝撃荷重の印加時にリム部１１０のどの部分がこのリム部１１０の鉛直方向下方に位置する部位となるかも不明である。
【００３７】
そこで、本実施形態では、リム部１１０のとり得る複数の回転位相にそれぞれ対応して変形補助手段である断面積変化機構を設け、これら断面積変化機構のうち前記打ち当たりが生じたときにリム部１１０の鉛直方向下方に位置する部位に対応するものが選択的に作動する構造を採用するようにしている。
【００３８】
以下、本実施形態にかかるステアリングホイールについて図４及び図５を併せ参照して説明する。ここで、図４は先の図１に対応する図として本実施形態のステアリングホイールの車両直進状態に対応する正面構造を示したものであり、図５は、同ステアリングホイールが図４に示される状態から９０度だけ左回りに操作された状態を示したものである。
【００３９】
まずは図４に示されるように、本実施形態のステアリングホイールにおいて、上記リム部芯金１１１は、上記切断部分ＳＤ１，ＳＤ２の他、スポーク部芯金１２１ｃ，１２１ｄに近接してこれらスポーク部芯金１２１ｃ，１２１ｄの図中上方側に位置する部分ＳＤ３，ＳＤ４でも切断されている。すなわちこれにより、リム部芯金１１１は４つの芯金部ＲＭ１〜ＲＭ４に分割されている。またここでは、スポーク部芯金１２１ａ〜１２１ｄも、ボスプレート１４０に近接する部分ＳＤ５〜ＳＤ８でそれぞれ切断されている。そして、これら切断された部分ＳＤ３〜ＳＤ８には、先の図３に例示した断面積変化機構１０と基本的に同一の構成を有する断面積変化機構３０，４０，５０，６０，７０，８０がそれぞれ設けられている。
【００４０】
一方、同ステアリングホイールにおいて、上記ステアリングシャフト４００（図２参照）の近傍には、その回転位相、換言すればステアリングホイール１００の回転位相を検出する回転位相センサ１６０が設けられている。そして、この回転位相センサ１６０及び前述した衝撃センサ１５０による検出信号はそれぞれ、制御ユニット１７０に取り込まれることとなる。この制御ユニット１７０は、上記断面積変化機構１０〜８０に設けられたインフレータの着火装置の駆動（着火）を制御するものであり、本実施形態では、衝撃センサ１５０及び回転位相センサ１６０による検出信号に基づき、この制御ユニット１７０を通じて、それら断面積変化機構１０〜８０による変形補助を選択的に実行する。具体的には、衝撃センサ１５０を通じて車両前方からの所定値以上の衝撃荷重が検出されるとき、制御ユニット１７０は、回転位相センサ１６０によって検出されたステアリングホイール１００の回転位相に基づいてその時点でリム部１１０の鉛直方向下方に位置する部位を特定する。そして、この特定した部位に対応する断面積変化機構の上記着火装置に対して着火指令信号を選択的に送信することにより該当する断面積変化機構による変形補助を実行する。
【００４１】
したがっていま、例えば図５に示されるように、リム部１１０が直進操舵状態から９０度だけ左回りに操作された状態下で衝撃センサ１５０により所定値以上の衝撃荷重が検出されたとすると、制御ユニット１７０では、回転位相センサ１６０を通じて検出されているステアリングホイール１００の回転位相に基づきその時点でリム部１１０の鉛直方向下方に位置する部位が部位１１０ｂである旨を特定する。そして制御ユニット１７０は、この特定した部位１１０ｂに対応する断面積変化機構、すなわち断面積変化機構１０，４０，５０，８０の着火装置に対して着火指令信号を発信してそれら断面積変化機構を構成するインフレータを起爆させる。その結果、これら断面積変化機構を構成する上記各ピン部材による芯金部ＲＭ４とＲＭ１，ＲＭ３との連結状態、並びにスポーク部芯金１２１ａ，１２１ｄとボスプレート１４０との連結状態がそれぞれ迅速に解除される。すなわち、その時点でリム部１１０の鉛直方向下方に位置する部位１１０ｂ及びこれに接続されているスポーク部１２０ａ，１２０ｄは、上記被覆体１１２，１２２のみを介してステアリングホイール１００の他の部分に連結されている状態となる。このため、運転者の腹部が部位１１０ｂに打ち当たった時点で、同部位１１０ｂは容易に変形するようになり、こうした打ち当たりによる荷重も的確に緩和されるようになる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態にかかるステアリングホイールによれば、先の第１の実施形態の前記（１）〜（３）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
（４）回転位相センサ１６０によるステアリングホイール１００の回転位相の監視のもとに「リム部の鉛直方向下方に位置する部位」をその都度特定することとした。そして、複数設けられた断面積変化機構のうちのこの特定された部位に対応するものを通じて変形補助が選択的に実行されるようにした。このため、車両への衝撃荷重の印加時、ステアリングホイール１００がどのような回転位相にあろうとも、上述したリム部１１０に対する運転者の打ち当たり荷重を的確に緩和することができるようになる。
【００４３】
なお、上記各実施形態は、これらを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第１の実施形態では、インフレータ１４の起爆時における上記ピン部材１２の移動を円滑に行うべく、上記空洞部分１１ｂ側に設けられた空間１３ｂについてはその内部の気圧を負圧に保つようにしている。これに対して、例えば芯金１１１及び被覆体１１２において、上記空間１３ｂを大気に開放する気体抜け孔を形成するようにしてもよい。要するに、インフレータ１４が起爆してピン部材１２が空間１３ｂ内に押しやられるときに、空間１３ｂの容積の減少に伴う空間１３ｂの気圧の過度の上昇を抑制することのできる構造でさえあれば適宜採用可能である。
【００４４】
・上記第１の実施形態では、上記ピン部材１２を移動せしめるアクチュエータとして、着火装置を有するインフレータ１４を採用しているが、これに限らず例えば電動モータによって駆動される機械式のアクチュエータ等、他のアクチュエータを採用することもできる。なお、上述したように、車両への衝撃負荷の印加が検知されるときに上記動的な変形補助を迅速に行うためには、上記ピン部材１２を急速に駆動することのできるアクチュエータを採用することは望ましい。
【００４５】
・上記各実施形態では、４本のスポーク部１２０ａ〜１２０ｄを備えるステアリングホイール１００にこの発明を適用する場合について例示したが、他に図６に示すように、３本のスポーク部２２０ａ〜２２０ｃを備えるステアリングホイール２００についても、基本的に同様の態様をもって本発明を適用することができる。具体的には、ステアリングホイール２００を構成するリム部２１０の芯金２１１は、スポーク部２２０ａ，２２０ｃの芯金２２１ａ，２２１ｃと近接して同スポーク部芯金２２１ａ，２２１ｃの図中下方側に位置する部分ＳＤ１１，ＳＤ１２で切断されている。また、スポーク部２２０ｂの芯金２２１ｂは、ボスプレート２４０に近接する部分ＳＤ１３で切断されている。そして、これら切断された部分ＳＤ１１〜ＳＤ１３には、上述した断面積変化機構１０と基本的に同様の構造を有する断面積変化機構９１〜９３がそれぞれ設けられる。そして、ここで、上記衝撃センサ１５０を通じて車両前方からの所定値以上の衝撃荷重が検出されたときには、上述したようにこれら断面積変化機構９１〜９３に設けられたインフレータが起爆する。その結果、リム部２１０の鉛直方向下方に位置する部分、すなわちリム後方部分２１０ａ及びこれに接続されているスポーク部２２０ｂは、それらの被覆体のみを介してステアリングホイール１００の他の部分に連結されている状態となる。このように、こうしたステアリングホイール２００によっても、車両への衝撃荷重の印加時におけるリム後方部分２１０ａの車両前方側への変形補助、並びに通常の車両操舵にかかる操作性のより望ましい両立を図ることができる。またこの場合であれ、更に図７に示すように、リム部２１０のとり得る複数の回転位相にそれぞれ対応して断面積変化機構９４〜９９を更に設け、これら断面積変化機構９１〜９９のうち、リム部２１０の鉛直方向下方に位置する部位に対応するものが選択的に作動する構造を採用することもできる。なお、上記各実施形態も含めて、上記断面積変化機構としては、図３に例示した機構に限らず、空洞部が形成される芯金を完全に切断することなく、一方面に切り込みだけを入れておく等、結果として断面積が動的に変化する機構であればよい。
【００４６】
・上記各実施形態では、リム部の鉛直方向下方に位置する部位の変形を動的に補助する変形補助手段として、リム部又はスポーク部の芯金の断面積を動的に変化させる断面積変化機構を採用したが、これに限らずリム部又はスポーク部芯金の形状等の性状を動的に変化させる性状変化機構を採用することもできる。例えば、先の図３に対応する図としての図８に示すように、上記切断された部分ＳＤ１に、性状変化機構２５０を設ける。この性状変化機構２５０は、上記空洞部分１１ａ，１１ｂに各々嵌入された形状記憶合金からなるピン部材２１２を備えている。このピン部材２１２は、その温度が常温（環境温度）であるときに空洞部分１１ａ，１１ｂの延伸方向に沿って延伸する形状となる一方、加熱装置２１４によりその温度が所定温度以上に上昇すると車両の前方側に向けて湾曲するようにその形状が記憶されているとする。また、加熱装置２１４は、信号線１５を介して車両に設置されている衝撃センサ１５０に接続されており、衝撃センサ１５０を通じて車両前方からの所定値以上の衝撃荷重が検出されることに基づいて駆動、すなわち形状記憶合金からなるピン部材２１２を瞬時加熱する。こうした性状変化機構２５０によれば、車両の通常運転時には、ピン部材２１２が空洞部分１１ａ，１１ｂの延伸方向に沿って延伸する形状に維持される。一方、衝撃センサ１５０を通じて車両前方からの所定値以上の衝撃荷重が検出されるときには、加熱装置２１４によって上記形状記憶合金からなるピン部材２１２が瞬時加熱されて車両の前方側に向けて図９に二点鎖線にて示される態様で迅速に変形（湾曲）するようになる。これによっても、リム部１１０に対する運転者の打ち当たり荷重は緩和されるようになる。なおこの場合、リム部芯金、スポーク部芯金自体を形状記憶合金にて形成するようにしてもよい。また、リム部又はスポーク部の芯金の少なくとも一部を形状記憶合金部材によって形成し、該形状記憶合金部材を変形させてリム部又はスポーク部の芯金の断面形状等を動的に変化させることにより、リム部の鉛直方向下方に位置する部位の剛性を低下させる性状変化機構を採用することもできる。例えば、常温状態下で断面Ｕ字状をなす一方、温度の上昇に伴い板状をなす形状記憶合金部材を用いてリム部の鉛直方向下方に位置する部位の芯金を形成する構造を採用することができる。こうした構造により、車両の通常運転時（常温状態）には、上記形状記憶合金部材の剛性、すなわちリム部の鉛直方向下方に位置する部位の剛性が維持される。一方、車両への衝撃荷重の印加が検知されるときには、加熱装置等を通じて上記形状記憶合金部材を瞬時加熱することで該形状記憶合金部材を板状に迅速に変形させる。これにより、リム部の鉛直方向下方に位置する部位の剛性が低下し、リム部に対する運転者の打ち当たり荷重は緩和されるようになる。
【００４７】
・変形補助手段としては、上述した断面積変化機構や性状変化機構以外にも、車両への衝撃荷重の印加が検知されることを条件に、リム部の車両前方側への変形を動的に補助することのできる手段でさえあれば適宜採用可能である。
【００４８】
・また、こうした変形補助手段は、例えば図４を引用すれば、これに例示した断面積変化機構１０〜８０のうち、断面積変化機構５０〜８０のみを採用する等、スポーク部のみに設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明にかかるステアリングホイールの第１の実施形態についてその正面構造を示す正面図。
【図２】同実施形態についてその側面構造を示す側面図。
【図３】同実施形態にかかる断面積変化機構の具体構成を主に示す部分断面図。
【図４】この発明にかかるステアリングホイールの第２の実施形態についてその車両直進状態に対応する正面構造を主に示す正面図。
【図５】同ステアリングホイールが図４に示される状態から９０度だけ左回りに操作された状態を主に示す正面図。
【図６】上記第１の実施形態にかかるステアリングホイールの変形例を示す正面図。
【図７】上記第２の実施形態にかかるステアリングホイールの変形例を示す平面図。
【図８】第１及び第２の実施形態に採用される変形補助手段の変形例を示す部分断面図。
【図９】図８に例示した変形例の作動態様を示す側面図。
【図１０】従来のステアリングホイールとこのステアリングホイールを操作する運転者との関係を示す側面図。
【符号の説明】
【００５０】
１０〜８０，９１〜９９…断面積変化機構、１１ａ，１１ｂ…空洞部分、１２…ピン部材、１３ａ，１３ｂ…空間、１４…インフレータ，１５…信号線、１００…ステアリングホイール、１１０…リム部、１１０ａ…リム後方部分、１１０ｂ…部位、１１１…リム部芯金、１１１ａ…上方リム、１１１ｂ…下方リム、１１２…被覆体、１２０ａ〜１２０ｄ…スポーク部、１２１ａ〜１２１ｄ…スポーク部芯金、１２２…被覆体、１３０…パッド部、１４０…ボスプレート、１５０…衝撃センサ、１６０…回転位相センサ、１７０…制御ユニット（部位特定手段）、２００…ステアリングホイール、２１０…リム部、２１０ａ…リム後方部分、２１１…芯金、２１２…ピン部材、２１４…加熱装置、２２０ａ〜２２０ｃ…スポーク部、２２１ａ〜２２１ｃ…芯金、２４０…ボスプレート、２５０…性状変化機構、３００…ステアリングホイール、３１０…リム部、３１０ａ…後方部分、３２０…スポーク部、３３０…パッド部、４００…ステアリングシャフト、Ｐ…運転者、Ｓ…運転席、ＲＭ１〜ＲＭ４…芯金部、ＳＤ１〜ＳＤ８，ＳＤ１１〜ＳＤ１３…切断部分。
【図１】
2008087630.tif 000003
【図２】
2008087630.tif 000004
【図３】
2008087630.tif 000005
【図４】
2008087630.tif 000006
【図５】
2008087630.tif 000007
【図６】
2008087630.tif 000008
【図７】
2008087630.tif 000009
【図８】
2008087630.tif 000010
【図９】
2008087630.tif 000011
【図１０】
2008087630.tif 000012