(57)【要約】【課題】構造を簡略化してコンパクト化を達成することができ、インフレータを簡易に、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、ステアリング本体の取付けを安価に且つ容易に行うことを可能にしたステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリングシャフト（３０）の内部に配された圧縮スプリング（５０）を介してインフレータ本体部（４２）の底面を弾性的に収納支持し、インフレータガス噴射部（４４）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る。ガス噴射部（４４）を挿通してステアリングシャフト先端部にステアリング本体（２１）のボス（２２ａ）  を嵌着するとともに、キャップ状ナット（６０）をステアリングシャフトの先端部に形成された外ネジ（３３）に前記圧縮スプリング（５０）に抗して上方から螺合し、前記ナット（６０）の底面（６０ａ）  をインフレータ本体部（４２）の段部（４２ａ）  に弾性的に締付固定する。ステアリングシャフト先端部にステアリング本体（２１）を取り付けるときと同時にインフレータ（４０）をステアリングシャフトの内部に弾性的に固定支持する。【選択図】図１
2004291678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にインフレータ収納空間を有するステアリングシャフト、
同ステアリングシャフトの先端部に取り付けられるボスをもつボスプレートとエアバッグ収納空間とを有するステアリング本体、
前記インフレータ収納空間内に収納支持される円筒状のインフレータ本体部と、先端部に前記エアバッグ収納空間内に臨設されたガス噴射部を有するとともに前記インフレータ本体部の上端部に段部を介して一体に結合された小径部とを有する細長いインフレータ、及び
前記ガス噴射部を挿通して前記段部を被包するとともに、前記ボスを前記ステアリングシャフトに締付固定するキャップ状のナット、を備え、
前記インフレータ収納空間内に配され、前記インフレータ本体部の底面を弾性的に支持する第１弾性部材を有してなる、
ことを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記ボスと前記ナットとの間に介在する第２弾性部材を更に有し、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材を介して前記インフレータの底面と前記ナットの底面との間で前記インフレータを軸線方向に弾性的に挟着固定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。
【請求項３】
前記ステアリング本体は、
前記エアバッグ収納空間を形成してエアバッグを折り畳んで収納するエアバッグカバーと、
同エアバッグカバーに取り付けられ、前記ナットの上端面に対応する位置であって前記ガス噴射部を挿通する開口を有するベースプレートと、
少なくともエアバッグ膨張時に、前記ベースプレートの開口周辺部と前記ナットの上端面との間を気密状態にする気密保持機構と、
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。
【請求項４】
前記第１弾性部材は圧縮スプリングであることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記第２弾性部材はスプリングワッシャであることを特徴とする請求項２記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【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、インフレータを簡単に、正確に且つ強固に収納支持できるとともに、エアバッグ取付構造を簡略化してコンパクト化を図っ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、例えば英国特許第２２９３７９９Ａ号明細書に開示されている。同明細書に開示されたステアリング装置は、内部に空洞部を有するステアリングシャフト内の中間部に円筒状のインフレータを固定支持し、同インフレータの先端部に半径方向に向けて形成された複数のガス噴出開口をステアリングシャフト内に形成された幅狭のガス通路に接続している。ステアリング本体のボスプレートは、前記ガス通路と接続する複数の開口を半径方向の側面に有するキャップナットによって、ステアリングシャフトの先端部に形成された外ネジに締付固定され、前記ボスプレートに固定支持されたエアバッグの内部が前記キャップナットの開口を覆うようにして配されている。
【０００４】
従って、車両に所定以上の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が起動し、同インフレータからの高圧ガスは、前記ステアリングシャフト内に放射方向に噴射したのち、前記ステアリングシャフトのガス通路を通って上方へと流れ、前記キャップナットの開口から折り畳まれていたエアバッグの内部に導入され、同エアバッグを適正な形態で瞬時に膨張展開させる。そして、前記ステアリング本体の上部カバーの裏面に形成されたテアラインが開裂し、上部カバーが開き、エアバッグがステアリング本体の外方に所定の形態で膨張展開する。
【０００５】
また、例えば特開平９−１２３９２１号公報には、ステアリング本体内のエアバッグを膨張展開させる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。
【０００６】
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。
【０００７】
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更に他の例が、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。
【０００８】
【特許文献１】
英国特許第２２９３７９９号明細書（ＦＩＧ．１、その説明部分）
【特許文献２】
特開平９−１２３９２１号公報（図１、その説明部分））
【特許文献３】
特開平１０−３５３９７号公報（図１、その説明部分）
【０００９】
【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、直接、ステアリングシャフト内の中間部にインフレータを嵌着固定し、ステアリングシャフトの先端部にステアリング本体を嵌着固定している。つまり、この従来のステアリング装置は、ステアリングシャフトに対してインフレータとステアリング本体とを独立して取り付けるため、インフレータの取付作業を終了したのち次作業でステアリング本体の取付作業を行わざるを得なくなり、組立工数が増大し、それに伴い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。
【００１０】
また、上記特許文献１の構造では、インフレータは、所定の角度をもって下傾斜したステアリングシャフトのガス通路の下部に形成されたインフレータ収納部内に嵌着固定されており、ステアリング本体から斜め下方に離れた運転者の膝に隣接して配される。しかしながら、前記インフレータ及びステアリングシャフトは同心上に多重に配されるため、ステアリングシャフトの直径が大きくなり、それに伴いステアリングシャフトが相当に大型化する。その結果、ステアリングシャフトの配置や大きさ等により設計上の制約を受けて各種の操作ペダル、運転者の膝を保護する衝撃吸収パネルやニーエアバッグ装置などの設置箇所が狭くなりやすい。その制約に伴い操作ペダルの踏込み操作を行うための操作空間が小さくなると、操作ペダルの操作感が悪化して、操作ペダルの踏込み操作が行いづらいという不具合などが生じる。このように、ステアリングシャフトの下部にインフレータを収納支持する構造は、本来、他の機能のために利用すべき車内空間を大きく占有してしまうため、実用的には馴染まない。
【００１１】
また、車両に所定以上の大きな衝撃を受けたとき発生するインフレータからの高圧ガスは、上述のようにステアリングシャフト内に放射方向に噴射し、同ステアリングシャフトのガス通路を通って上方へと流れ、ステアリング本体取付用キャップナットの側面に形成された開口を介して、折り畳まれていたエアバッグの内部に放射方向に吹き出される。このように、ガスの流れ方向を複雑に変えてエアバッグを膨張展開させるため、ガスの流れが一瞬抑制されないように、インフレータの起動後に瞬時に膨出展開することが要求されるエアバッグとしての機能を十分に発揮させることが肝要となる。これらの要求が満足されない限り、エアバッグの迅速で且つ円滑な膨出展開動作が期待できない。
【００１２】
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させる構成になっている。
【００１３】
上記特許文献２の構造では、インフレータのフランジをステアリング本体の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だけであり、その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に係合する箇所は少なく、その係合部分の幅寸法は小さい。このため、インフレータの軸線方向に対する保持力は小さくなり、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や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。
【００１４】
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検査しなければならず、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。
【００１５】
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。そして、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。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直径が大きくなり、ステアリング本体の大型化に伴い前記コラムカバーが相当に大型化する。その結果、ステアリング本体の下部周りの車内空間を大きく占有してしまうこととなり、前記ケーブルリール装置などをステアリング本体の下部外周面に取り付けることは実質的に不可能となる。
【００１６】
また更に、上記特許文献３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。
【００１７】
この従来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。
【００１８】
この従来のステアリング装置では、上記特許文献２の構造と比較しても、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。
【００１９】
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達成することができ、インフレータを簡易に、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、ステアリング本体の取付けを安価に且つ容易に行うことを可能にしたステアリング装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
本発明は、内部にインフレータ収納空間を有するステアリングシャフト、同ステアリングシャフトの先端部に取り付けられるボスをもつボスプレートとエアバッグ収納空間とを有するステアリング本体、前記インフレータ収納空間内に収納支持される円筒状のインフレータ本体部と、先端部に前記エアバッグ収納空間内に臨設されたガス噴射部を有するとともに前記インフレータ本体部の上端部に段部を介して一体に結合された小径部とを有する細長いインフレータ、及び前記ガス噴射部を挿通して前記段部を被包するとともに、前記ボスを前記ステアリングシャフトに締付固定するキャップ状のナットを備え、前記インフレータ収納空間内に配され、前記インフレータ本体部の底面を弾性的に支持する第１弾性部材を有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している。
【００２１】
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大きく異なり、インフレータのガス噴射部をステアリングシャフトの先端部から上方に突出させ、ステアリングシャフトのインフレータ収納空間内に配された第１弾性部材を介してインフレータ本体部の底面を弾性的に収納支持すること、前記ガス噴射部及びステアリングシャフトの先端部にステアリング本体のボスプレートのボスを挿通してステアリング本体を嵌着すること、前記ガス噴射部を挿通してキャップ状ナットをステアリングシャフトの先端部に形成された外ネジに前記第１弾性部材に抗して上方から螺合することにより、前記ナットの底面を前記インフレータ本体部の段部に弾性的に締付固定することを特徴としている。
【００２２】
上記構成により、ステアリングシャフトの先端部にステアリング本体のボスプレートを取り付けるときと同時にインフレータをステアリングシャフトの内部に固定支持することができる。このため、ステアリング本体及びインフレータ取付用の部品点数が少なくなり、ステアリング本体及びインフレータの取付作業を容易に効率よく実施することが可能となる。しかも、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。前記ステアリングシャフトに対してステアリング本体のボス、インフレータ及びナットを同一垂直軸線上に集約化して組み付けることができるようになり、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。
【００２３】
本発明は、前記ナットの底面と第１弾性部材との間でインフレータを軸線方向に弾性的に挟着固定している。このため、インフレータの軸線方向に対する保持力を正確に且つ充分に強度を確保することができるようになり、確実な位置決めがなされる。しかも、インフレータの軸線方向の保持力は大きく、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。
【００２４】
また、上述のようにステアリングシャフトの先端部にステアリング本体を取り付けるときと同時にインフレータをステアリングシャフト内に収納支持しているため、部品点数が少なく加工が容易であり、製造コストが低減できるとともに、操作性のよいステアリング装置が容易に且つ安価に製造できる。
【００２５】
また更に、ステアリング本体のボスの外周面を必要以上に拡径させることなく、インフレータをステアリング本体寄りに配することができるようになり、前記ボスをコンパクトに製作することができる。このため、衝撃吸収パネル、ニーエアバッグ装置、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ようになり、各種の操作ペダルの踏込み操作を行うために充分な操作空間が得られる。
【００２６】
本発明では、前記ステアリング本体とインフレータとのキャップ状ナットによる好適な固定構造を設定するために、前記ボスと前記ナットとの間に介在する第２弾性部材を更に有し、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材を介して前記インフレータの底面と前記ナットの底面との間で前記インフレータを軸線方向に弾性的に挟着固定している。
【００２７】
前記第１弾性部材は圧縮スプリングであることが好ましく、前記第２弾性部材にはスプリングワッシャを使用することが好適である。前記ボスと前記ナットとの間にスプリングワッシャを介在させているため、前記ナットの緩みを防止することができ、前記ステアリング本体の嵌入位置が固定されるとともに、インフレータが前記インフレータ収納空間から無闇に抜け出ることはなく、同インフレータ収納空間に更に強力に保持され、ステアリング本体とインフレータとの安定した固定機能が充分に発揮される。
【００２８】
つまり、前記インフレータが前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材を介して挟着固定されると、各弾性部材自体の付勢力に基づきインフレータにはステアリングシャフトの軸方向に向かう力が与えられるため、たとえインフレータ収納空間内へのインフレータの嵌入姿勢にばらつきがあったとしても、前記インフレータ収納空間内において前記インフレータの姿勢を矯正するとともに、同インフレータを更に強固に挟着固定させることができる。
【００２９】
更に本発明にあっては、前記ステアリング本体が、前記エアバッグ収納空間を形成してエアバッグを折り畳んで収納するエアバッグカバーと、同エアバッグカバーに取り付けられ、前記ナットの上端面に対応する位置であって前記ガス噴射部を挿通する開口を有するベースプレートと、少なくともエアバッグ膨張時に、前記ベースプレートの開口周辺部と前記ナットの上端面との間を気密状態にする気密保持機構とを有している。
【００３０】
通常、前記エアバッグカバーのエアバッグ収納空間内には、エアバッグのガス導入開口の開口周縁がリテーナを介してベースプレートに密着固定され、同ベースプレートの挿通開口に前記インフレータのガス噴射部を挿通して、前記ベースプレートを前記ステアリング本体のボスプレートに固定する。このようなステアリング本体の取付構造において、車両に所定以上の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が起動し、折り畳まれていたエアバッグの内部に高圧ガスが導入され、同エアバッグを適正な形態で瞬時に膨張展開させ、エアバッグカバーの裏面に形成されるテアラインが開裂し、エアバッグカバーが開き、エアバッグ全体がステアリング本体の外方に所定の形態で膨張展開する。
【００３１】
前記インフレータが十分にパワフルであって十分なガス噴出量をもつ場合は、ステアリング本体からの微量の吹き抜けガスは問題にならないが、ガスの立ち上がり特性のマイルドなインフレータを使用する場合は、エアバッグカバーのテアラインを破るタイミングにおける最大圧力が、ガス漏れによる損失によって下がる傾向になるのを補うことが肝要である。
【００３２】
前記ステアリング本体の構造上、特に前記ベースプレートの挿通開口の周辺部と前記インフレータの外周面との間を気密に嵌入固定することが必要となるが、ベースプレートの開口周辺部とインフレータの外周面との間には挿通可能に最小限の隙間が必要であり、この隙間部分を密着固定することは極めて難しくなる。そこで、本発明にあっては、少なくともエアバッグ膨張時に、前記ベースプレートの開口周辺部と前記ナットの上端面との間の隙間を気密状態にする気密保持機構を介して互いに重ね合わされる。
【００３３】
前記気密保持機構として、前記ベースプレートの開口周辺部と前記ナットの上端面との間を互いに重ね合わせて密接する構造、ガスのインパクトを利用して前記ベースプレートの開口周辺部と前記ナットの上端面との隙間を気密状態にする構造などの各種の構造を使用することができるが、前記気密保持機構の一例として、Ｏリングなどの密閉シール部材、円環状の弾性金属材料からなる弾性リング、又は前記ベースプレートの開口周辺部に一体的に形成される弾性片などが好適である。
【００３４】
上記構成により、前記ステアリングシャフトに前記ステアリング本体を取り付ける作業を簡単に効率よく実施できる簡単な気密保持構造が得られる。また、少なくともエアバッグ膨張展開の初期段階において前記ベースプレートの開口周辺部と前記ナットの上端面との間を気密状態にすることができるため、外部へのガス漏れを最少に押さえながら、エアバッグを乗員対向面側の広い範囲にわたって拡大させることができ、前記エアバッグの飛び出しタイミングが遅れることなく、乗員を速やかに緩衝支持させることができる。簡単な構造でありながら、乗員が受ける衝撃を緩和するのに理想的な膨脹展開速度や膨脹展開形態等が効果的に得られる。
【００３５】
【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一部を切欠して要部を示す部分斜視図、図２は同ステアリング装置の縦断面図である。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（乗員対抗面側）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。
【００３６】
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とステアリングシャフト３０とエアバッグ装置４０とを備えている。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の先端部に嵌着固定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、本発明の特徴とする構成は、インフレータ４１及びエアバッグ４５の取付構造、及びその構成部材にある。
【００３７】
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２２ａを有するボスプレート２２と、同ボスプレート２２の上部開放端を閉鎖するパッド部２３と、図示せぬリム芯金を被包する円環状のリム部と、同リム部のリム芯金及びボスプレート２２を互いに連結する図示せぬスポーク芯金の一部を被包するスポーク部２４とを備えている。本実施形態では、前記スポーク芯金はボスプレート２２に一体にダイカスト成形されて連結されている。
【００３８】
前記ボスプレート２２のボス２２ａの外周面には、車体側及びステアリング本体側を電気的に接続するケーブル用リール装置１１が取り付けられている。同ケーブル用リール装置１１及びステアリングシャフト３０の一部を覆う合成樹脂製のコラムカバー１２が配されている。前記パッド部２３、スポーク部２４及びリム部は、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。なお、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、上記実施形態に限定されるものではない。
【００３９】
前記ステアリングシャフト３０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３１とされている。前記ステアリングシャフト３０の先端部は上方に向けて漸次縮径する外径テーパ面を有しており、その外径テーパ面にセレーション結合部３２が形成されるとともに、そのセレーション結合部３２の上方に隣接してステアリングシャフト３０の先端外周面に外ネジ３３が形成されている。
【００４０】
前記インフレータ収納空間３１の下方中間部の一部には、前記空洞部３１の円形開口よりも小径の円形開口をもち、同空洞部３１の内周面から内方に向かう円形支持面３４ａを有する係合段部３４をもって形成されており、その円形支持面３４ａが第１弾性部材である圧縮スプリング５０を支持している。こうして、前記インフレータ収納空間３１内には、同心上に圧縮スプリング５０及びインフレータ４１が順次挿入され、そのインフレータ４１が空洞部３１の円形開口に向けて弾性的に付勢されて緩衝支持される。
【００４１】
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と、同インフレータ本体部４２の上端部に円環状の段部４２ａを介して外部に露呈する円筒状の小径部４３と、同小径部４３の外径よりも小径の円筒状のガス噴射部４４とを有する円筒部を構成している。同ガス噴射部４４の外周面は、周方向に所定の位相差をもって放射方向に貫通して形成された複数個のガス噴出開口４４ａを有している。前記ステアリングシャフト３０のインフレータ収納空間３１には、前記インフレータ本体部４２がそのガス噴射部４４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。
【００４２】
前記ステアリング本体２１のボスプレート２２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２２ｂを有している。前記ボスプレート２２の中央部には円筒状ボス２２ａが下方に突設されている。同ボス２２ａ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２２ｃが上下方向に貫通して形成されている。同開口２２ｃの内周面は、上方に向けて漸次縮径する内径テーパ面を有しており、その内径テーパ面に形成されたセレーション結合部がステアリングシャフト３０のセレーション結合部３２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。このような構成を有するボスプレート２２は、マグネシウム合金をダイカスト成形して製造される。
【００４３】
本発明の特徴とするところは、前記ガス噴射部４４を挿通してステアリング本体２１のボスプレート２２をステアリングシャフト３０の先端部に結合した状態で、同ステアリングシャフト３０の外ネジ３３に合成樹脂製のキャップ状のナット６０の内ネジを前記圧縮スプリング５０に抗して螺合することにより、前記インフレータ本体部４２の段部４２ａに前記ナット６０の底面６０ａを弾性的に締込固定している。前記ナット６０の上面部には、インフレータ４１の小径部４３の外径と略同一寸法に設定された貫通開口６０ｂ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６０ｂの底面側の開口周辺部が前記インフレータ本体部４２の段部４２ａを被包する円環状の底面とされる。
【００４４】
前記ボスプレート２２のボス２２ａの上端開口周辺部と前記ナット６０との間には、同心上に第２弾性部材であるスプリングワッシャ５１が介装されており、前記圧縮スプリング５０及びスプリングワッシャ５１を介してインフレータ本体部４２の段部４２ａとインフレータ本体部４２の底面とを軸線方向に弾性的に挟着固定している。このように、前記ボス２２ａと前記ナット６０との間にスプリングワッシャ５１を介在させているため、前記ナット６０の緩みを防止することができることは勿論であるが、前記インフレータ４０が前記圧縮スプリング５０及びスプリングワッシャ５１を介して挟着固定されると、各圧縮スプリング５０及びスプリングワッシャ５１の付勢力に基づきインフレータ４０には、ステアリングシャフト３０の軸方向に向かう力が付与される。このため、インフレータ収納空間３１内へのインフレータ４０の嵌入姿勢にばらつきがあったとしても、インフレータ収納空間３１内においてインフレータ４０の姿勢を矯正するとともに、同インフレータ４０を更に安定して強固に挟着固定することができる。
【００４５】
また、前記スプリングワッシャ５１を排除して前記ナット６０の底面６０ａと前記圧縮スプリング５０との間でインフレータ４０を軸線方向に弾性的に挟着固定してもよく、操作性のよいステアリング装置１０が容易に且つ安価に製造できる。この場合にあっても、インフレータ４０の軸線方向に対する保持力を正確に且つ充分に強度を確保することができ、確実な位置決めがなされる。こうして、ステアリング本体２１のボス２２ａの外周面を必要以上に拡径させることなく、インフレータ４１をステアリング本体寄りに配することができ、前記ボス２２ａをコンパクトに製作することができる。従って、ケーブルリール装置１１、図示せぬ衝撃吸収パネルやニーエアバッグ装置などの設置箇所を充分に確保することができるようになり、同じく図示せぬ各種の操作ペダルの踏込み操作を行うために充分な操作空間が得られる。
【００４６】
上記構成により、前記ステアリング本体２１とインフレータ４０との安定した固定構造が得られる。いま、インフレータ収納空間３１内に収納されたインフレータ本体部４２のガス噴射部４４を挿通してステアリング本体２１のボスプレート２２をステアリングシャフト３０の先端部に結合する。続いて、同ステアリングシャフト３０の外ネジ３３に前記キャップ状ナット６０の内ネジを前記圧縮スプリング５０に抗して螺合し、前記インフレータ本体部４２の段部４２ａに前記ナット６０の底面６０ａを弾性的に締込固定する。こうして、ステアリング本体２１のボスプレート２２及びインフレータ４０はステアリングシャフト３０の先端部に直接に支持固定される。
【００４７】
このように、ステアリングシャフト３０の先端部にステアリング本体２１のボスプレート２２を取り付けるときと同時にインフレータ４０をステアリングシャフト３０の内部に固定支持することができる。従って、インフレータ４０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、インフレータ４０をステアリングシャフト３０内に安定して確実に締込固定することができる。また、ステアリングシャフト３０に対してステアリング本体１のボス２２ａ、インフレータ４０及びナット６０を同一垂直軸線上に集約化して組み付けることができるため、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。しかも、部品点数を大幅に減少させ、組立ての容易性及びコスト低減が達成できる。
【００４８】
前記ステアリング本体２１のパッド部２３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を前記下カバー２２に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、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。同取付片部４６ｂには、エアバッグカバー取付用の取付孔４６ｂ−１が側方に貫通して形成されている。
【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４４が挿通する円形をなすインフレータ通孔４７ａ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フック片４７ｂが下方に向けて突設されており、エアバッグカバー４６の取付孔４６ｂ−１に脱着可能に係合している。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プレート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、エアバッグ４５がエアバッグカバー４６とベースプレート４７との間に形成されるエアバッグ収納空間内に収納されている。前記リテーナプレート４８は、マグネシウム合金をダイカスト成形して製造される略四角形の金属板材からなり、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じ大きさのインフレータ通孔４８ａが形成されている。
【００５０】
前記ベースプレート４７の周縁部４７ｄから下方に向けて突設された取付ブラケット４７ｃにはネジ用通孔が穿設されている。同ネジ用通孔を前記ボスプレート２２の取付部２２ｂの外側に当接した状態で、前記ネジ用通孔に外側から挿入した取付ボルト５２を前記ボスプレート２２の取付部２２ｂのネジ孔に螺合して締め付けている。前記インフレータ４０のガス噴射部４４を包み込むようにして前記パッド部２３が前記ボスプレート２２に不動状態に取り付けられている。
【００５１】
以上のごとく構成されたステアリング本体２１の組込み手順は、常法に従い折り畳まれたエアバッグ４５のガス導入開口の周辺部及びベースプレート４７の各挿通孔に前記リテーナプレート４８の各スタッドボルト４９を順次挿通し、スタッドボルト４９のネジ部をナットにより緊締する。エアバッグカバー４６の枠部内に形成されたエアバッグ収納空間内にエアバッグ４５を収容したのち、ベースプレート４７のフック片４７ｂとエアバッグカバー４６の取付孔４６ｂ−１とを互いに嵌着して固定する。
【００５２】
こうして組み立てられたパッド部組立体は、上述のように、ステアリング本体２１のボスプレート２２及びインフレータ４０が支持固定されたステアリングシャフト３０の先端部に取り付けられる。いま、前記ベースプレート４７のインフレータ通孔４７ａ及び前記リテーナプレート４８のインフレータ通孔４８ａを前記インフレータ４０のガス噴射部４４に挿通する。同ガス噴射部４４を包み込むようにして前記ベースプレート４７の取付ブラケット４７ｃに形成されたネジ用通孔を前記ボスプレート２２の取付部２２ｂの外側に当接させ、前記ネジ用通孔に外側から挿入した取付ボルト５２を前記ボスプレート２２の取付部２２ｂのネジ孔に螺合して締め付ける。
【００５３】
このエアバッグ４５は、車両に所定以上の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４０が起動し、折り畳まれていたエアバッグ４５の内部に高圧ガスが導入され、同エアバッグ４５を適正な形態で瞬時に膨張展開させ、エアバッグカバー４６の裏面に形成されるテアライン４６ａが開裂し、エアバッグカバー４６が開き、エアバッグ４５がステアリングホイールの外方に所定の形態で膨張展開する。こうして運転者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。
【００５４】
緊密に折り畳まれて収納されたエアバッグ４５の内部にインフレータ４０からの高圧ガスが急激に噴射され、エアバッグ４５が急激に膨張するとき、エアバッグカバー４６のテアライン４６ａに沿って開裂するときの最大圧力が、例えば前記ベースプレート４７のインフレータ通孔４７ａの下端開口周辺部と前記ナット６０の上端面との間の隙間からのガス漏れによる損失によって下がるのを保証することが肝心である。本発明のステアリング装置１０は、図３〜図５に示すように、前記ベースプレート４７の下端開口周辺部と前記ナット６０の上端面との間の隙間を気密状態にする各種の気密保持機構を備えることができる。
【００５５】
図３〜図５は、それぞれベースプレート４７とナット６０との間の隙間を気密状態にする気密保持機構の第１〜第３実施例を示している。これらの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。
【００５６】
図３において、ベースプレート４７の下端開口周辺部とナット６０の上端面との間にシリコン製のＯリング材７０が挟着固定されている。このような簡単な構成により、前記ステアリングシャフト３０にステアリング本体２１を取り付ける作業を容易に効率よく実施することができ、少なくともエアバッグ膨張時に、ベースプレート４７の下端開口周辺部とナット６０の上端面との間の隙間を安定して確実に気密状態にすることができる。なお、この第１実施例では、上記実施形態による金属板材からなるリテーナプレート４８に代えて、キャップ状をなすリテーナ４８−１を使用している。同キャップ状リテーナ４８−１の中央部にはインフレータ通孔４８−１ａが形成されるとともに、その外周面には、周方向に所定の位相差をもって複数個のガス噴出口４８−１ｂが放射方向に貫通して形成されている。
【００５７】
図４による第２実施例において、上記第１実施例と異なるところは、ベースプレート４７の開口周辺部が下傾した円環状弾接片４７ｅによって、ナット６０の上端面を弾接している点にある。従って、ステアリング本体２１のパッド部２３を下カバー２２に装着するとき、上記Ｏリング材７０を排除して前記ベースプレート４７の下端開口周辺部と前記ナット６０の上端面とを直接に支持している。この構造上の変更により、部品点数を削減することができ、上記リテーナ４８，４８−１に代えて幅狭のリテーナリング４８−２を使用することにより、ベースプレート４７の下端開口周辺部とナット６０の上端面との間の隙間を安定して確実に気密状態にすることができる。
【００５８】
図５に示す第３実施例にあって上記第２実施例と異なるところは、ベースプレート４７の円環状弾接片４７ｅを排除して、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ベースプレート４７の下端開口周辺部に折り返されており、そのエアバッグ４５の折り返し端部がベースプレート４７の下端開口周辺部とナット６０の上端面との間に直接に挟着固定されている点にある。上記各実施例と比較すると、構造を簡略化することができ、エアバッグ４５の折り返し端部を直接に支持するため、エアバッグ４５を安定して確実に支持することができる。
【００５９】
このように、気密保持機構として、ベースプレート４７の開口周辺部とナット６０の上端面との間を互いに重ね合わせて密接する構造、ガスのインパクトを利用してベースプレート４７の開口周辺部とナット６０の上端面との隙間を気密状態にする構造などの各種の構造を使用することができる。また、少少なくともエアバッグ膨張展開の初期段階において、ベースプレート４７の開口周辺部とナット６０の上端面との間を気密状態にすることができるため、外部へのガス漏れを最少に押さえながら、所望の膨張展開形態を与えて、その膨脹展開性能を良好に維持し、エアバッグ４５への導入ガスの導入タイミングや導入方向、エアバッグ全体の膨張速度、膨張展開形態などを保証し、乗員を速やかに緩衝支持させることができる。
【００６０】
なお、上記実施形態及び実施例は本発明の曲型的な例を挙げたに過ぎず、例えば圧縮スプリング５０及びスプリングワッシャ５１を有するインフレータ取付構造は勿論であるが、前記圧縮スプリング５０の一つ、或いはそれらの任意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一部を切欠して要部を示す部分斜視図である。
【図２】同ステアリング装置の縦断面図である。
【図３】同ステアリング装置に適用される気密保持機構の実施例を示す要部断面図である。
【図４】同気密保持機構の他の実施例を示す要部断面図である。
【図５】同気密保持機構の更に他の実施例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１０          ステアリング装置
１１          ケーブル用リール装置
１２          コラムカバー
２０          ステアリングホイール
２１          ステアリング本体
２２          ボスプレート
２２ａ        ボス
２２ｂ        取付部
２２ｃ        開口
２３          パッド部
２４          スポーク部
３０          ステアリングシャフト
３１          空洞部
３２          セレーション結合部
３３          外ネジ
３４          係合段部
３４ａ        円形支持面
４０          エアバッグ装置
４１          インフレータ
４２          インフレータ本体部
４２ａ        段部
４３          小径部
４４          ガス噴射部
４４ａ        ガス噴出開口
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
４６ｂ−１    取付孔
４７          ベースプレート
４７ａ        インフレータ通孔
４７ｂ        フック片
４７ｃ        取付ブラケット
４７ｄ        周縁部
４７ｅ        弾接片
４８          リテーナプレート
４８ａ        インフレータ通孔
４８−１      リテーナ
４８−１ａ    インフレータ通孔
４８−１ｂ    ガス噴出口
４８−２      リテーナリング
４９          スタッドボルト
５０          圧縮スプリング
５１          スプリングワッシャ
５２          取付ボルト
６０          ナット
６０ａ        底面
６０ｂ        貫通開口
７０          Ｏリング材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004291678.tif 000006
【図５】
2004291678.tif 000007