WO2003078213A1 - Systeme de protection de passager - Google Patents

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WO2003078213A1
WO2003078213A1 PCT/JP2003/001746 JP0301746W WO03078213A1 WO 2003078213 A1 WO2003078213 A1 WO 2003078213A1 JP 0301746 W JP0301746 W JP 0301746W WO 03078213 A1 WO03078213 A1 WO 03078213A1
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WO
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energy
energy absorbing
collision
load
occupant
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PCT/JP2003/001746
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kenji Imamura
Junichi Nakano
Shigeru Hoshino
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/19—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
    • B62D1/195—Yieldable supports for the steering column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R21/276—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow with means to vent the inflation fluid source, e.g. in case of overpressure
    • B60R2021/2765—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow with means to vent the inflation fluid source, e.g. in case of overpressure comprising means to control the venting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/20—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components
    • B60R21/203—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components in steering wheels or steering columns

Definitions

  • the present invention relates to an occupant protection device that is mounted on a vehicle and protects the occupant by absorbing the collision energy of the occupant when the vehicle collides.
  • This type of occupant protection device includes an airbag device that deploys an airbag between the steering wheel and the occupant, a collision energy absorbing steering column, and the like. Some also use columns.
  • an airbag device is provided on the steering wheel, and an actuator that moves the steering column forward in a timely manner in response to the driver's forward movement in the event of a vehicle collision.
  • There is also a configuration in which the load at the time of interference is reduced (as disclosed in Japanese Patent Publication No. 2596200).
  • the energy absorbing load that is, the load received by the occupant is set so as to be able to absorb the collision energy of the occupant in relation to the working stroke for energy absorption.
  • the energy absorption load will be set higher. Therefore, considering the collision conditions and the occupant's body shape, the energy absorption load for that condition is higher, and the working stroke has a margin in terms of the energy absorption by the airbag device and the collision energy absorbing steering column. May not be used effectively (occurs when the collision energy of the occupants is low).
  • a higher energy absorption load means that the load received by the occupant is higher.If the occupant can absorb energy while supporting it with a slightly lower load, It can effectively absorb the collision energy with the load. Disclosure of the invention
  • the collision energy of the occupant is supported by a softer energy absorbing load, that is, a load that is gentle to the occupant during a vehicle collision, and the collision energy is effectively absorbed.
  • An occupant protection device includes an airbag device for deploying an airbag between a steering wheel and an occupant, and a collision energy absorbing steering column, and absorbs occupant collision energy at the time of a vehicle collision. Further, both the air bag device and the collision energy absorbing steering column are of a variable energy absorbing load type, and when each of the energy absorbing loads is changed, each of the energy absorbing loads is changed in the same direction.
  • the type of variable energy absorption load may be a multi-stage type or a stepless type.
  • the energy absorbing loads of the airbag device and the collision energy absorbing steering column are both changed in the same direction to increase.
  • the collision speed is lower than the expected value, the energy absorbing loads of the airbag device and the collision energy absorbing steering column can both be reduced in the same direction.
  • the energy absorbing load of at least one of the airbag device and the collision energy absorbing steering column is fixed, that is, at least one of the airbag device and the collision energy absorbing steering column is a fixed energy absorbing load type.
  • the collision energy can be absorbed more effectively while the energy absorption load received by the occupant is kept lower than in the case where the collision is made. Further, in obtaining such an effect, it is possible to carry out the operation without increasing the operation strokes of the airbag device and the collision energy absorbing steering column, thereby deteriorating the vehicle performance of the airbag device and the collision energy absorbing steering column. There is no dagger.
  • each energy absorbing load of the airbag device and the collision energy absorbing steering column low when the occupant wears the seat belt and high when the occupant does not wear the seat belt.
  • the air The energy absorption load of the bag device and the collision energy absorption type steering column is low when the occupant wears the seat belt and high when the occupant does not wear the seat belt.
  • the steering wheel is provided with energy absorbing means for absorbing collision energy.
  • the airbag device and the collision energy absorbing steering column are compared with a case where the steering wheel is not provided with energy absorbing means. This makes it possible to reduce the size of the vehicle and improve its mountability on these vehicles.
  • At least one of the airbag device, the collision energy absorbing steering column, and the energy absorbing means is selected to absorb the collision energy. It is also possible. Brief explanation of drawings
  • FIG. 1 is a side view schematically showing an embodiment of an occupant protection device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing the steering device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a side view of the steering device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a vertical sectional side view of a main part of FIG.
  • FIG. 5 is a plan view of the bending plate shown in FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged vertical sectional front view taken along line 6-6 in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic performance diagram at the time of a frontal collision of a vehicle with a seat belt worn.
  • FIG. 8 is a schematic performance diagram at the time of a frontal collision of a vehicle without a seatbelt.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the occupant protection device includes an airbag device 20 mounted on a steering wheel 11, a steering column 12, and a vehicle body (not shown). It has an energy absorbing mechanism 30 mounted between the seat 50 and a seat belt device 40 mounted between the seat 50 and the vehicle body, and absorbs the collision energy of the driver H at the time of a frontal collision of the vehicle.
  • the steering wheel 11 is integrally rotatably mounted on the rear end of the steering shaft 13 which is rotatably mounted on the steering column 12 so as to be non-axially movable.
  • the rear of the steering column 12 is supported by a part of the vehicle body (not shown) via a small support bracket 14, and the front is supported by a part of the vehicle body via an energy absorbing mechanism 30. Have been.
  • the steering shaft 13 is connected to a steering link mechanism 15 at a distal end.
  • the upper support bracket 14 is attached to a part of the vehicle body and supports the steering column 12 so that the steering column 12 can be broken forward.
  • the upper support bracket 14 has a predetermined load on the steering column 12 toward the front of the vehicle. When is actuated, the steering column 12 is disengaged to be able to move forward.
  • the airbag device 20 is composed of an airbag body (not shown) folded and housed on the steering wheel 11 and a pair of airbags that can supply gas to the airbag body and control the supply timing of the gas by the electric control unit ECU. Equipped with an inflator (not shown), in the event of a frontal collision of the vehicle, the airbag body inflated and deployed between the driver H and the steering wheel 11 receives the driver H and absorbs the collision energy of the driver H It is supposed to.
  • the energy supply load can be adjusted steplessly, that is, variable, by controlling the gas supply timing by the pair of inflators by the electric control unit ECU.
  • the energy absorbing mechanism 30 also serves as a support mechanism for supporting the front of the steering column 12, and as shown in FIGS. 2 to 4, the support bracket 31 and the support pin 3 2, a lower support bracket 33, a bending plate 34 as an energy absorbing member, and an engaging device 35 as deformation characteristic varying means.
  • the support bracket 31 has a gate shape when viewed in the front-rear direction, and is fixed to a portion above the outer periphery of the steering column 12 at lower end portions of the side wall portions 31a opposed to each other.
  • elongated holes 31b extending diagonally upward and rearward from the central portion are formed on both side walls 31a of the support bracket 31 so as to face each other.
  • the long hole 31b is a circular hole 31b1 which is a base end, and a band-shaped hole 31b2 extending obliquely upward rearward from the circular hole 31b1.
  • the support pin 32 is attached to the lower support bracket 33 fixed to a part of the vehicle body while passing through the elongated hole 31b of the support bracket 31, and is attached to the lower support bracket 33.
  • the front end of the steering column 12 is supported by a part of the vehicle body via a support bracket 31 so as to be rotatable in the vertical direction.
  • the support pin 32 is passed through the circular hole 31b in the elongated hole 31b of the support bracket 31 in the state shown in the figure, and the support pin 32 moves relative to the support bracket 31. It is possible to move backward in the band-shaped hole 3 1 b 2 over the narrow portion 3 1 b 3.
  • the bent plate 34 is formed by bending the rear end side of a plate having a predetermined width by approximately 360 degrees.
  • the upper wall portion 34 a and the lower wall portion 3 opposing each other while maintaining a predetermined interval.
  • the wall is composed of 34 d.
  • the bent plate 34 is positioned by a plurality of pins 31c that are planted so as to surround the outer periphery of the circular hole 31b1 of the long hole 31b in the side wall 31a of the support bracket 31.
  • the support bracket 3 1 is welded and fixed to the support bracket 3 1, surrounds the support pin 3 2 in the support bracket 3 1, and positions the upright wall 3 4 d in front of the support pin 3 2, and
  • the arc-shaped wall portion 34c is passed through the strip-shaped hole portion 31b2 of the elongated hole 31b at the rear side of the support pin 32.
  • the engagement device 35 is composed of a solenoid 35a and a shearing pin 35b that moves forward and backward by energizing control of the solenoid 35a, and supports the solenoid 35a on the upper wall 31 of the bracket 31. It is attached to the support bracket 31 by fixing it to the front end of d. Further, in the engagement state of the engagement device 35, in the mounted state, the shearing action pin 35 b penetrates the upper wall portion 31 d of the support bracket 31, and the upper wall portion 34 a of the bending plate 34. It faces the engagement hole 3 4 e 3 so as to be able to advance and retreat. Shearing pin 3
  • 5b is formed in a tapered shape that gradually tapers.
  • the projection length of the shearing action pin 35b can be adjusted steplessly, that is, can be changed by controlling the current value applied to the solenoid 35a by the electric control unit ECU.
  • the energy absorbing load obtained by the energy absorbing mechanism 30, that is, the load at which the shearing action pin 35 b shears the bending plate 34 can be adjusted steplessly.
  • the energy absorption load obtained by deforming the support pin 32 so as to extend the bending plate 34 is constant and invariable, and when the shearing pin 35 b shears the bending plate 34. Almost at the same time.
  • the seat belt device 40 includes a seat belt 41, a tongue plate 42, a knocker 43, and a shoulder belt anchor 44, and also includes a pretensioner mechanism and a force limiter mechanism.
  • the retractor 45 is provided, and the switch S1 in the buckle 43 detects the presence or absence of the tander plate 42, thereby detecting whether the driver H wears or does not wear the seat belt.
  • the pretensioner mechanism is a mechanism that instantly winds up the seat belt 41 in the early stage of a frontal collision of the vehicle and restrains the driver H's body. Further, when the driver H moves forward due to the reaction of the impact at the time of a frontal collision of the vehicle, the force limiter mechanism slightly relaxes the restraining force of the seat belt 41 and loads the driver H on the chest. This mechanism reduces the weight to the set load F3.
  • the electric control unit ECU controls the operation of the airbag device 20 and the energy absorbing mechanism 30 according to the kinetic energy (E) of the driver H and the seat belt wearing / non-wearing of the driver H,
  • a buckle that is electrically connected to the airbag device 20 and the energy absorbing mechanism 30 and detects whether the driver H is wearing or not wearing a seat belt 4
  • Switch S1 in 3 and the physique of the driver H (weight M ) Is electrically connected to a seat position detection sensor (or weight sensor) S2 for detecting vehicle speed and a vehicle speed sensor S3 for detecting vehicle speed (V).
  • the energy absorption loads F 1 and F 2 of the airbag device 20 and the energy absorbing mechanism 30 are both assumed loads as shown by the dashed line in FIG. Lower than the weight F o (However, the steering wheel 1 The load is higher than the load F4 obtained by the energy absorbing means provided in 1).
  • the energy absorbing loads F1 and F2 of the airbag device 20 and the energy absorbing mechanism 30 can be controlled.
  • the energy absorbing loads F 1 and F 2 are configured to be low as shown in FIG. 7 (a) when the driver H wears the seat belt, and to be high as shown in FIG. 8 when the driver H does not wear the seat belt. I have.
  • the energy absorption load F2 of the energy absorption mechanism 30 is set so that the operation of the airbag apparatus 20 is obtained at the same time as or before the activation of the energy absorption mechanism 30.
  • the energy absorption load of the airbag device 20 is set to F1 or more (F2 ⁇ F1).
  • the driver H has the seat belt 4 1
  • the seat belt device 40 functions as the driver H moves on the chest, and the airbag device 20 attached to the steering wheel 11 and the steering wheel
  • the mechanical energy absorbing means provided in 11 and the energy absorbing mechanism 30 installed between the steering column 12 and the vehicle body (not shown) are sequentially activated, and as shown in FIG.
  • the performance (energy absorption load F3, F1, F4, F2) shown schematically is obtained, and the driver H's collision energy is absorbed.
  • the energy absorption loads F 1 and F 2 of the airbag device 20 and the energy absorption mechanism 30 are both solid lines, as indicated by the broken lines in FIG. 7A. It is made lower than the assumed load Fo shown.
  • the load corresponding to A f 1 shown in Fig. 7 should be reduced. If the energy absorption loads F 1 and F 2 become lower as indicated by the broken lines in FIG. 7A, the load corresponding to ⁇ f 2 shown in FIG. 7 is reduced. be able to.
  • the collision energy is effectively reduced while suppressing the energy absorption load received by the driver H at the time of the vehicle collision, in any case, as compared with the above-described representative comparative example. Can be absorbed.
  • the operation can be performed without increasing the operation strokes of the airbag device 20 and the energy absorbing mechanism 30. The on-board performance of the mechanism 30 is not deteriorated.
  • each energy absorbing load is When Fl and F2 decrease as indicated by the broken line in FIG. 7A, the load corresponding to ⁇ f2 illustrated in FIG. 7 can be reduced.
  • the energy absorbing loads F 1 and F 2 of the airbag device 20 and the energy absorbing mechanism 30 are schematically shown in FIG. 7A when the driver H wears the seat belt. As shown in FIG. 8, when the seatbelt is not worn, the energy is absorbed by the airbag device 20. (The energy absorption mechanism 30 compensates for the increase in the energy absorption loads F 1 and F 2 of the energy absorption mechanism 30). Therefore, regardless of whether or not the seat belt 41 is worn, the collision energy of the driver H is accurately absorbed and the H can be properly protected.
  • the steering wheel 11 is provided with mechanical energy absorbing means, which can also absorb the collision energy of the driver H (the energy absorbing load F 4 Obtained) because of the steering wheel It is possible to reduce the size of the airbag device 20 and the energy absorbing mechanism 30 (lower energy absorption capability) compared to the case where no mechanical energy absorbing means is provided in the It is possible to improve the mountability of the vehicle on a vehicle.
  • the energy absorption loads F 1 and F 2 of the airbag device 20 and the energy absorption mechanism 30 are steplessly changed in the same direction in accordance with the kinetic energy of the driver H.
  • the energy absorbing loads F 1 and F 2 of the airbag device 20 and the energy absorbing mechanism 30 are changed in multiple steps in the same direction according to the kinetic energy of the driver H. It is also possible.
  • the airbag device 20 and the energy absorbing mechanism 30 are both operated at the time of a frontal collision of the vehicle.
  • the driving energy of the driver is smaller than the set value ( For example, when the vehicle speed at the time of a frontal collision of the vehicle is equal to or lower than a set value, for example, only the airbag device 20 or only the energy-absorbing mechanism 30 or the mechanical energy provided on the steering wheel 11
  • the absorption means it is also possible for the absorption means to be activated. In these cases, the vehicle can be easily repaired.
  • the airbag device 20 is mounted on the steering wheel 11 as the airbag device.
  • the airbag device is provided between the steering wheel and the occupant.
  • an inflatable airbag The present invention is not limited to the airbag device 20 of the above embodiment.
  • the steering column 12 having the energy absorbing mechanism 30 constitutes the collision energy absorbing steering column.
  • the collision energy absorbing steering column includes the steering column itself.
  • the apparatus may be provided with an energy absorbing mechanism, and is not limited to the above embodiment.

Description

技 術 分 野
本発明は、 車両に装備されて車両の衝突時に乗員の衝突エネルギーを吸収する ことで乗員を保護する乗員保護装置に関する。
明
背 景 技 術
田
この種の乗員保護装置には、 ステアリングホイールと乗員の間にエアバッグを 展開させるエアバッグ装置や、 衝突エネルギー吸収式ステアリングコラム等があ り、 また、 上記したエアバック装置と衝突エネルギー吸収式ステアリングコラム とを併用しているものもある。 また、 ステアリングホイールにエアバッグ装置を 備えるとともに、 車両の衝突時にステアリングコラムを運転者の前方移動に応じ てタイミングよく前方に移動させるァクチユエータを備えて、 運転者がステアリ ングホイールに装着したエアバッグに干渉する際の荷重を低くするようにしたも の （特許第 2 5 9 6 2 0 0号の公報に示されているもの） もある。
ところで、 従来は、 エネルギー吸収荷重すなわち乗員が受ける荷重がエネルギ 一吸収のための作動ストロークとの関係から乗員の衝突エネルギーを吸収できる ように設定されている。 しかし、 エネルギー吸収のための作動ス トロークが車両 搭載上の制約から大きく取れない場合、 エネルギー吸収荷重を高めに設定するこ とになる。 そのため、 衝突条件や乗員の体形等を考慮すると、 その条件に対する エネルギー吸収荷重が高めとなり、 ェアバック装置や衝突エネルギー吸収式ステ ァリングコラムでのエネルギー吸収量からみると、 作動ストロークに余裕分が残 つて有効に活用できないこと （乗員の衝突エネルギーが小さいときに生じる） が ある。 そして、 エネルギー吸収荷重が高めであると、 乗員が受ける荷重が高いこ とを意味し、 乗員からすれば、 もう少し低めの荷重で支持しつつエネルギー吸収 することができれば、 乗員に対してよりソフトな荷重で衝突エネルギーを効果的 に吸収することができるものである。 発 明 の 開 示
そこで、 本発明では、 車両の衝突時に乗員の衝突エネルギーをよりソフトなェ ネルギー吸収荷重、 すなわち、 乗員にやさしい荷重で支持しつつ効果的に衝突ェ ネルギーを吸収するものである。
本発明による乗員保護装置は、 ステアリングホイールと乗員の間にエアバッグ を展開させるエアバッグ装置と、 衝突エネルギー吸収式ステアリングコラムとを 備えていて、 車両の衝突時に乗員の衝突エネルギーを吸収する。 また、 前記エア バッグ装置と前記衝突エネルギー吸収式ステアリングコラムは共にエネルギー吸 収荷重可変型であり、 その各エネルギー吸収荷重を変化させるとき、 各エネルギ 一吸収荷重を同方向に変化させるようにした。 エネルギー吸収荷重を可変とする 形式は、 多段式であっても、 無段式であってもよい。
このようにすれば、 例えば、 車両の衝突時における車速すなわち衝突速度が想 定値より高い場合、 エアバッグ装置と衝突エネルギー吸収式ステアリングコラム の各エネルギー吸収荷重を共に同方向に変化させて高くすることができ、 また、 衝突速度が想定値より低い場合、 エアバッグ装置と衝突エネルギー吸収式ステア リングコラムの各エネルギー吸収荷重を共に同方向に変化させて低くすることが できる。
このため、 エアバッグ装置と衝突エネルギー吸収式ステアリングコラムの少な くとも一方のエネルギー吸収荷重を一定とした場合、 すなわち、 エアバッグ装置 と衝突エネルギー吸収式ステアリングコラムの少なくとも一方をエネルギー吸収 荷重固定型とした場合に比して、 乗員が受けるエネルギー吸収荷重を低く抑えつ つ効果的に衝突エネルギーを吸収することができる。 また、 かかる効果を得るに 際して、 エアバッグ装置と衝突エネルギー吸収式ステアリングコラムの作動スト ロークを増大することなく実施できて、 ェアバッグ装置と衝突エネルギー吸収式 ステアリングコラムの車载性を悪ィ匕させることはない。
本発明の実施に際して、 前記エアバッグ装置と前記衝突エネルギー吸収式ステ ァリングコラムの各エネルギー吸収荷重を、 乗員のシートベルト着用時には低く かつシートベルト非着用時には高くすることが可能である。 この場合には、 エア バッグ装置と衝突エネルギー吸収式ステアリングコラムの各エネルギー吸収荷重 を乗員のシートベルト着用時には低くかつシートベルト非着用時には高くしたた め、シートベルトの着用有無に拘らず、乗員の衝突エネルギーを的確に吸収して、 乗員を的確に保護することができる。
また、 本発明の実施に際して、 前記ステアリングホイールには、 それ自体に衝 突エネルギーを吸収するエネルギー吸収手段が設けられていることが望ましい。 この場合には、 ステアリングホイール自体に衝突エネルギーを吸収するエネルギ 一吸収手段が設けられているため、 ステアリングホイールにエネルギー吸収手段 を設けない場合に比して、 エアバッグ装置と衝突エネルギー吸収式ステアリング コラムの小型化が可能であり、 これらの車両への搭載性を向上させることができ る。
また、 本発明の実施に際して、 前記エネルギー吸収荷重を低く設定する条件の 場合、 前記エアバッグ装置、 前記衝突エネルギー吸収式ステアリングコラム、 前 記エネルギー吸収手段の少なくとも一つが選択されて、 衝突エネルギーを吸収す ることも可能である。 図 面 の 簡 単 な 説 明
図 1は、本発明による乗員保護装置の一実施形態を概略的に示す側面図である。 図 2は、 図 1に示したステアリング装置を概略的に示す平面図である。
図 3は、 図 2に示したステアリング装置の側面図である。
図 4は、 図 3の要部縦断側面図である。
図 5は、 図 4に示した屈曲プレートの平面図である。
図 6は、 図 5の 6— 6線に沿う拡大縦断正面図である。
図 7は、 シートベルトを着用している状態での車両の前面衝突時における概略 的な性能線図である。
図 8は、 シートベルトを着用していない状態での車両の前面衝突時における概 略的な性能線図である。 発明を実施するための最良の形態 以下に、 本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 図 1〜図 6は本発明 による乗員保護装置を示していて、 この乗員保護装置は、 ステアリングホイール 1 1に装着したエアバッグ装置 2 0と、 ステアリングコラム 1 2と車体 （図示省 略） との間に装着したエネルギー吸収機構 3 0と、 シート 5 0と車体との間に装 着したシートベルト装置 4 0を備えており、 車両の前面衝突時に運転者 Hの衝突 エネルギーを吸収する。
ステアリングホイール 1 1は、 ステアリングコラム 1 2に軸方向移動不能かつ 回転自在に組付けたステアリングシャフト 1 3の後端部に一体回転可能に組付け られていて、 機械的なエネルギー吸収手段 （ステアリングホイール自体の塑性変 形にて運転者の衝突エネルギーを吸収する構成） を備えている。 ステアリングコ ラム 1 2は、 その後方がアツパサポー小ブラケット 1 4を介して車体の一部 （図 示省略） に支持され、 かつ、 その前方がエネルギー吸収機構 3 0を介して車体の 一部に支持されている。
ステアリングシャフト 1 3は、 先端部にてステアリングリンク機構 1 5に連結 されている。 アツパサポートブラケット 1 4は、 車体の一部に組付けられてステ ァリングコラム 1 2を前方へブレイクァウェイ可能に支持するブラケットであり、 ステアリングコラム 1 2に車両前方に向けて所定の荷重が作用したとき、 ステア リングコラム 1 2を離脱させて前方へ移動可能とするようになつている。
エアバッグ装置 2 0は、 ステアリングホイール 1 1に折り畳んで収納されたェ ァバッグ本体 （図示省略） と、 このエアバッグ本体にガスを供給可能でその供給 タイミングを電気制御装置 E C Uによって制御される一対のインフレータ （図示 省略） を備えていて、 車両の前面衝突時に、 運転者 Hとステアリングホイール 1 1間にて膨張展開したエアバッグ本体が運転者 Hを受け止めることにより、 運転 者 Hの衝突エネルギーを吸収するようになっている。 また、 このエアバッグ装置 2 0では、 一対のインフレータによるガスの供給タイミングを電気制御装置 E C Uによって制御することにより、 エネルギー吸収荷重を無段階に調整可能すなわ ち可変可能となっている。
エネルギー吸収機構 3 0は、 ステアリングコラム 1 2の前方を支持する支持機 構を兼ねていて、 図 2〜図 4に示したように、 支持ブラケット 3 1、 支持ピン 3 2、 ロアサポートブラケット 3 3、 エネルギー吸収部材である屈曲プレート 3 4 を備えるとともに、 変形特性可変手段である係合装置 3 5を備えている。
支持ブラケット 3 1は、 前後方向からみて門形形状のものであり、 互いに対向 する側壁部 3 1 aの下側端部にて、 ステアリングコラム 1 2の外周の上方部位に 固着されている。 また、 支持ブラケット 3 1の両側壁部 3 1 aには、 中央部位か ら後方へ斜め上方に向けて延びる長孔 3 1 bが対向して形成されている。 長孔 3 1 bは、 基端部である円形孔部 3 1 b 1と、 円形孔部 3 1 b 1から後方へ斜め上 方に向けて延びる帯状孔部 3 1 b 2と、 これら両孔部 3 1 b 1 , 3 1 b 2を連結 する幅狭部 3 1 b 3とからなるもので、 帯状孔部 3 1 b 2は円形孔部 3 1 b 1の 径と略同一寸法の幅に形成されている。
支持ピン 3 2は、 支持ブラケット 3 1の長孔 3 1 bを貫通した状態で、 車体の 一部に固着されるロアサポートブラケット 3 3に組付けられるもので、 ロアサポ ートブラケット 3 3に組付けられた状態では、 支持ブラケット 3 1を介してステ ァリングコラム 1 2の前端部を車体の一部に上下方向へ回動可能に支持する。 ま た、 支持ピン 3 2は、 図示状態にて支持ブラケット 3 1の長孔 3 1 bにおける円 形孔部 3 1 b lに揷通されていて、支持ブラケット 3 1との相対的な移動により、 幅狭部 3 1 b 3を乗り越えて帯状孔部 3 1 b 2内を後方へ移動可能である。
屈曲プレート 3 4は、 所定幅のプレートの後端部側を略 3 6 0度屈曲して形成 されているもので、 所定間隔を保持して対向する上側壁部 3 4 a、 下側壁部 3 4 b、 これら両壁部 3 4 a， 3 4 bを後端側にて連結する円弧状壁部 3 4 c、 およ び、 下側壁部 3 4 bの先端部から直交して起立する起立壁部 3 4 dにて構成され ている。
また、 屈曲プレート 3 4は、 支持ブラケット 3 1の側壁部 3 1 aにおける長孔 3 1 bの円形孔部 3 1 b 1の外周を取り巻くように植設された複数のピン 3 1 c により位置決めされた状態で支持ブラケット 3 1に溶接固定されていて、 支持プ ラケット 3 1内で支持ピン 3 2を包囲し、 起立壁部 3 4 dを支持ピン 3 2の前側 に位置にさせ、 かつ、 円弧状壁部 3 4 cを支持ピン 3 2の後側にて長孔 3 1 bの 帯状孔部 3 1 b 2を交差して経由させている。
この屈曲プレート 3 4においては、 図 5および図 6に示すように、 上側壁部 3 4 aの幅方向の中央部に長さ方向に延びる上下の溝部 3 4 e 1 , 3 4 e 2が形成 されているとともに、 両溝部 3 4 e l， 3 4 e 2の後端部に円形状の係合孔 3 4 e 3と、 係合孔 3 4 e 3を両溝部 3 4 e l， 3 4 e 2に連結する切欠き溝 3 4 e 4が形成されている。
係合装置 3 5は、 ソレノイド 3 5 aと、 ソレノイド 3 5 aに対する通電制御に より進退する剪断作用ピン 3 5 bとからなり、 ソレノィド 3 5 aを支持ブラケッ ト 3 1の上壁部 3 1 dの前端部に固定することにより、 支持ブラケット 3 1に取 付けられている。 また、 係合装置 3 5は、 その取付状態において、 剪断作用ピン 3 5 bが支持ブラケット 3 1の上壁部 3 1 dを貫通していて、 屈曲プレート 3 4 の上側壁部 3 4 aの係合孔 3 4 e 3に進退可能に対向している。 剪断作用ピン 3
5 bは、 漸次先細りとなるテーパ形状に形成されている。
この係合装置 3 5においては、 ソレノイド 3 5 aに対する印加電流値を電気制 御装置 E C Uによって制御することにより、 剪断作用ピン 3 5 bの突出長さを無 段階に調整可能すなわち可変可能であり、 エネルギー吸収機構 3 0にて得られる エネルギー吸収荷重すなわち剪断作用ピン 3 5 bが屈曲プレート 3 4を剪断する 荷重を無段階に調整可能である。 なお、 支持ピン 3 2が屈曲プレート 3 4を引き 延ばすように変形させることにより得られるエネルギー吸収荷重は一定であって 不変であり、 剪断作用ピン 3 5 bが屈曲プレート 3 4を剪断するときにおいて略 同時に得られる。
シートベルト装置 4 0は、 図 1に示したように、 シートベルト 4 1、 タングプ レート 4 2、 ノくックル 4 3、 ショルダーベルトアンカ 4 4を備えるとともに、 プ リテンショナ機構およびフォースリミッタ機構を内蔵したリ トラクタ 4 5を備え ていて、 バックル 4 3内のスィツチ S 1がタンダプレート 4 2の有無を検知する ことにより、 運転者 Hのシートベルト着用 ·非着用が検出されるようになってい る。
なお、 プリテンショナ機構は、 車両の前面衝突時の初期にシートベルト 4 1を 瞬時に卷き取り、 運転者 Hの身体をしつかりと拘束する機構である。 また、 フォ ースリミッタ機構は、 車両の前面衝突時に運転者 Hが衝撃の反動で前方へ移動し たときに、 シートベルト 4 1の拘束力を少し緩めて、 運転者 Hの胸部にかかる荷 重を設定荷重 F 3に低減する機構である。
電気制御装置 E C Uは、 ェアバッグ装置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0の作動 を、 運転者 Hが有する運動エネルギー （E ) と運転者 Hのシートベルト着用 '非 着用に応じて制御するものであり、 エアバッグ装置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0に電気的に接続されるとともに、 運転者 Hのシートベルト着用 ·非着用を検出 するバックル 4 3内のスィッチ S 1、 運転者 Hの体格 （体重 M) を検出する着座 シート位置検出センサ （または体重センサ） S 2、 車速 （V) を検出する車速セ ンサ S 3にそれぞれ電気的に接続されている。
この電気制御装置 E C Uにおいては、 着座シート位置検出センサ S 2と車速セ ンサ S 3からの検出信号に基づいて演算される運転者 Hの運動エネルギー （E = 1 / 2 · M · V 2 ) に応じて、 エアバッグ装置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0の 各エネルギー吸収荷重 F 1， F 2を同方向に増減制御する、 具体的には、 運転者 Hの運動エネルギー Eが想定値より大きいときにはエアバッグ装置 2 0とェネル ギー吸収機構 3 0の各エネルギー吸収荷重 F 1 , F 2を図 7の （ a ) にて一点鎖 線に示したように共に想定荷重 F oより高くし、 運転者 Hの運動エネルギー Eが 想定値より小さいときにはェアバッグ装置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0の各ェ ネルギー吸収荷重 F 1 , F 2を図 7の （a ) にて破線に示したように共に想定荷 重 F oより低くする （但し、 ステアリングホイール 1 1に設けたエネルギー吸収 手段にて得られる荷重 F 4よりは高くする） ように構成されている。
また、 パックノレ 4 3内のスィツチ S 1からの検出信号に基づいて、 エアバッグ 装置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0の各エネルギー吸収荷重 F 1 , F 2を制御可 能、 具体的には、 各エネルギー吸収荷重 F 1 , F 2を運転者 Hのシートベルト着 用時には図 7の （a ) に示したように低くかつシートベルト非着用時には図 8に 示したように高くするように構成されている。 なお、 電気制御装置 E C Uによる 制御においては、 エアバッグ装置 2 0の作動がエネルギー吸収機構 3 0の作動と 同時にまたはそれ以前に得られるように、 エネルギー吸収機構 3 0のエネルギー 吸収荷重 F 2が、 エアバッグ装置 2 0のエネルギー吸収荷重 F 1以上 （F 2 ^ F 1 ) に設定される。
上記のように構成したこの実施形態においては、 運転者 Hがシートベルト 4 1 を着用している状態での車両の前面衝突時、 運転者 Hの胸部移動に伴って、 シー トベルト装置 4 0が機能するとともに、 ステアリングホイール 1 1に装着したェ アバッグ装置 2 0と、 ステアリングホイール 1 1に設けた機械的なエネルギー吸 収手段と、 ステアリングコラム 1 2と車体 （図示省略） との間に装着したェネル ギー吸収機構 3 0が順次作動して、 図 7の （a ) にて概略的に示したような性能 (エネルギー吸収荷重 F 3， F 1 , F 4 , F 2 ) が得られて、 運転者 Hの衝突ェ ネルギーを吸収する。
また、 運転者 Hがシートベルト 4 1を着用していない状態での車両の前面衝突 時、 運転者 Hの胸部移動に伴って、 ステアリングホイール 1 1に装着したェアバ ッグ装置 2 0と、 ステアリングホイール 1 1に設けた機械的なエネルギー吸収手 段と、 ステアリングコラム 1 2と車体 (図示省略） との間に装着したエネルギー 吸収機構 3 0が順次作動して、 図 8にて概略的に示したような性能 （エネルギー 吸収荷重 F 1 , F 4 , F 2 )が得られて、運転者 Hの衝突エネルギーを吸収する。 ところで、 この実施形態においては、 運転者 Hが有する運動エネルギーが想定 値より大きいとき （例えば、 運転者の体格が図 1に示したように標準体格より大 柄 H rの場合、或いは、車両の前面衝突時における車速 Vが想定値より速い場合） には、 図 7の （a ) にて一点鎖線で示したように、 エアバッグ装置 2 0とェネル ギー吸収機構 3 0の各エネルギー吸収荷重 F 1 , F 2が共に実線で示した想定荷 重 F oより高くされる。
また、 運転者 Hが有する運動エネルギーが想定値より小さいとき （例えば、 運 転者の体格が図 1に示したように標準体格より小柄 H f の場合、 或いは、 車両の 前面衝突時における車速 Vが想定値より遅い場合） には、 図 7の （a ) にて破線 で示したように、 エアバッグ装置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0の各エネルギー 吸収荷重 F 1 , F 2が共に実線で示した想定荷重 F oより低くされる。
このため、 この実施形態においては、 図 7の （b ) にて概略的に示した代表的 な比較例 （エアパッグ装置 2 0がエネルギー吸収荷重可変型で、 エネルギー吸収 機構 3 0がエネルギー吸収荷重固定型、すなわち F 2 = F oで一定である比較例） に比して、 各エネルギー吸収荷重 F 1 , F 2が図 7の （a ) にて一点鎖線で示し たように高くなる場合には、 図 7に示した A f 1に相当する荷重を低くすること ができ、 また、 各エネルギー吸収荷重 F 1 , F 2が図 7の （a ) にて破線で示し たように低くなる場合には、 図 7に示した Δ f 2に相当する荷重を低くすること ができる。
したがって、 この実施形態においては、 上記した代表的な比較例に比して、 如 何なる場合にも、 車両の衝突時に運転者 Hが受けるエネルギー吸収荷重を低く抑 えつつ効果的に衝突エネルギーを吸収することができる。 また、 かかる効果を得 るに際して、 図 7に示したように、 エアバッグ装置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0の各作動ストロークを増大することなく実施できて、 エアバッグ装置 2 0とェ ネルギー吸収機構 3 0の車載性を悪化させることはない。
なお、 上記した比較例が、 エアバッグ装置 2 0がエネルギー吸収荷重固定型、 すなわち F 1 = F oで一定であり、 エネルギー吸収機構 3 0がエネルギー吸収荷 重可変型である場合には、 上述したのと同様に、 この実施形態においては、 比較 例に比して、 如何なる場合にも、 車両の衝突時に運転者 Hが受けるエネルギー吸 収荷重を低く抑えつつ効果的に衝突エネルギーを吸収することができる。 また、 上記した比較例が、 エアバッグ装置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0が共にエネル ギー吸収荷重固定型、 すなわち F 1 = F 2 = F oで一定である場合には、 各エネ ルギー吸収荷重 F l， F 2が図 7の （a ) にて破線で示したように低くなる場合 に、 図 7に示した Δ f 2に相当する荷重を低くすることができる。
また、 この実施形態においては、 エアバッグ装置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0の各エネルギー吸収荷重 F 1 , F 2が、 運転者 Hのシートベルト着用時には図 7の （a ) に概略的に示したように低く、 かつシートベルト非着用時には図 8に 概略的に示したように高くされる （シートベルト非着用時により消失したシート ベルト 4 1によるエネルギー吸収荷重 F 3が、 エアバッグ装置 2 0とエネルギー 吸収機構 3 0の各エネルギー吸収荷重 F 1 , F 2の増大により補填される）ため、 シートベルト 4 1の着用有無に拘らず、 運転者 Hの衝突エネルギーを的確に吸収 して、 運転者 Hを的確に保護することができる。
また、 この実施形態においては、 ステアリングホイール 1 1に機械的なェネル ギー吸収手段が設けられていて、 これにても運転者 Hの衝突エネルギーを吸収す ることができる （エネルギー吸収荷重 F 4が得られる） ため、 ステアリングホイ ール 1 1に機械的なエネルギー吸収手段を設けない場合に比して、 エアバッグ装 置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0の小型化 （エネルギー吸収能力の低設定化） が 可能であり、 これらの車両への搭載性を向上させることが可能である。
上記実施形態においては、 ェアバッグ装置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0の各 エネルギー吸収荷重 F 1 , F 2を運転者 Hが有する運動エネルギーに応じて同方 向に無段階に変化させるようにして実施したが、 エアバッグ装置 2 0とエネルギ 一吸収機構 3 0の各エネルギー吸収荷重 F 1， F 2を運転者 Hが有する運動エネ ルギ一に応じて同方向に多段階に変化させるようにして実施することも可能であ る。
また、 上記実施形態においては、 車両の前面衝突時にエアバッグ装置 2 0とェ ネルギー吸収機構 3 0が共に作動するようにして実施したが、 運転者が有する運 動エネルギーが設定値より小さいとき （例えば、 車両の前面衝突時における車速 が設定値以下のとき） には、 例えば、 エアバッグ装置 2 0のみ、 またはエネルギ 一吸収機構 3 0のみ、 或いはステアリングホイール 1 1に設けた機械的なェネル ギー吸収手段が作動するようにして実施することも可能である。 これらの場合に は、 車両の修復を容易に行うことが可能である。
また、 上記実施形態においては、 着座シート位置検出センサ S 2と車速センサ S 3からの検出信号に基づいて演算される運転者 Hの運動エネルギー （E = l Z 2 · Μ · ν 2) に応じて、 エアバッグ装置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0の各ェ ネルギー吸収荷重 F 1 , F 2を同方向に増減制御するようにして実施したが、 例 えば、 運転者 Ηの体重 （Μ) を一定と想定した上で、 車速センサ S 3からの検出 信号に基づいて演算される運転者 Ηの運動エネルギー （Ε = 1 Ζ 2 · Μ · V 2 ) に応じて、 エアバッグ装置 2 0とエネルギー吸収機構 3 0の各エネルギー吸収荷 重 F 1 , F 2を同方向に増減制御するようにして実施することも可能であるが、 または Gセンサ、 車速センサ等の検出値、 或いはそれらの組み合わせから得られ る演算結果で増減制御することも可能である。
また、 上記実施形態においては、 エアバッグ装置として、 ステアリングホイ一 ル 1 1に装着されるエアバッグ装置 2 0を採用して実施したが、 このエアバッグ 装置は、 ステアリングホイールと乗員の間にて膨張展開するエアバッグを備えて おればよく、 上記実施形態のエアバッグ装置 2 0に限定されるものではない。 ま た、 上記実施形態においては、 エネルギー吸収機構 3 0を備えたステアリングコ ラム 1 2にて衝突エネルギー吸収式ステアリングコラムを構成して実施したが、 この衝突エネルギー吸収式ステアリングコラムは、 ステアリングコラム自体にェ ネルギー吸収機構を備えたものでもよくて、 上記実施形態に限定されるものでは ない。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . ステアリングホイールと乗員の間にエアパッグを展開させるェアバッグ装置 と、 衝突エネルギー吸収式ステアリングコラムとを備えて、 車両の衝突時に乗員 の衝突エネルギーを吸収する乗員保護装置において、
前記エアパッグ装置と前記衝突エネルギー吸収式ステアリングコラムを共にエネ ルギー吸収荷重可変型とし、 その各エネルギー吸収荷重を変化させるとき、 各ェ ネルギー吸収荷重を同方向に変化させることを特徴とする乗員保護装置。
2 . 請求項 1に記載の乗員保護装置であり、 前記エアバッグ装置と前記衝突エネ ルギー吸収式ステアリングコラムの各エネルギー吸収荷重を、 乗員のシートベル ト着用時には低くかつシートベルト非着用時には高くしたことを特徵とする乗員
3 . 請求項 1または 2に記載の乗員保護装置において、 前記ステアリングホイ一 ルには、 それ自体に衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収手段が設けられて いることを特徴とする乗員保護装置。
4 . 請求項 1または 2に記載の乗員保護装置において、 前記エネルギー吸収荷重 を低く設定する条件の場合、 前記エアバッグ装置、 前記衝突エネルギー吸収式ス テアリングコラムの少なくとも一つが選択されて、 衝突エネルギーを吸収するこ とを特徴とする乗員保護装置。
5 . 請求項 3に記載の乗員保護装置において、 前記エネルギー吸収荷重を低く設 定する条件の場合、 前記エアバッグ装置、 前記衝突エネルギー吸収式ステアリン グコラム、 前記エネルギー吸収手段の少なくとも一つが選択されて、 衝突エネル ギーを吸収することを特徴とする乗員保護装置。
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