(57)【要約】【課題】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るステアリング装置を提供する。【解決手段】内部に空洞部（３１）を有するステアリングシャフト（３０）の先窄まり状の内径テーパ面（３２）及び外径テーパ面（３３）を挟んで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）の外径テーパ面（４１ａ）  とステアリング本体（２１）の筒状ボス（２２）の内径テーパ面（２２ａ）  とを同心上に嵌着し、インフレータ（４１）を前記ボス（２２）の上端部に固定手段（４３ｂ，５０）にて締付固定することにより、前記各テーパ面（３２，３３，４１ａ，２２ａ）  を軸線方向に一括して圧着固定する。【選択図】図１
2004291809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【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、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
３８          Ｏ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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004291809.tif 000008