专利名称：附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，其在前方碰撞时或预测到前方碰撞时使膝部安全气囊向转向管柱下方膨胀展开，从而对乘员的膝部进行约束。
背景技术：
出于在前方碰撞时对乘员(驾驶员)的双膝进行保护的目的，提出了各种将膝部安全气囊装置内置于转向管柱的管柱外壳内的转向装置(作为一个示例，参照专利文献1、 2等)专利文献1 日本特开2008-110704号公报专利文献2 日本特开2008-12(^90号公报专利文献3 日本特开2008-120156号公报专利文献4 日本特开2008-17拟95号公报
发明内容
发明所要解决的课题然而，从乘员的踏板操作以及美观的观点出发，通常，存在尽量使管柱外壳薄的要求。另一方面，在管柱外壳内配置有转向操作用的转向管柱，从而能够配置如膝部安全气囊和充气装置等的安全气囊组件的空间会受到限制。在这种情况下，无法充分确保管柱外壳与膝部安全气囊之间的空间，从而有时会出现由于各零件的制造误差、组装误差等的偏差而使两者接触，进而产生异常噪声的现象。对此进行补充说明，即使在无法于管柱外壳与膝部安全气囊之间确保充分的空隙的、这种现状的制约下，也需要以考虑如各零件的制造误差、组装误差这样的生产上的尺寸偏差的方式来进行设计。因此，膝部安全气囊装置和管柱外壳被设计为，在管柱外壳与膝部安全气囊之间形成有微小的空隙。由于存在该空隙，因此当转向管柱通过在车辆行驶时从路面被输入的车身振动等而在车辆上下方向上振动时，膝部安全气囊碰击管柱下部外壳的声音或膝部安全气囊与管柱下部外壳的内侧面摩擦的声音将成为异常噪声而产生。考虑到上述事实，本发明的目的在于，获得一种附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，其即使在存在各零件的制造误差、组装误差等的偏差的情况下，也能够抑制或防止因收纳部件与膝部安全气囊之间的接触而导致的异常噪声的产生。用于解决课题的方法第一种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置具有安全气囊组件， 其以包括膝部安全气囊的方式而构成，所述膝部安全气囊以折叠状态被配置在转向管柱的下部后端侧，并且通过被供给气体从而向转向管柱下方膨胀展开；收纳部件，其以与膝部安全气囊之间存在空隙的状态，将安全气囊组件收纳于所述收纳部件与转向管柱之间；多个收纳部件侧突状部，其被设置在该收纳部件的与膝部安全气囊的对置面上，且被压贴在折叠状态下的膝部安全气囊上。
第二种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的特征在于，在第一种方式中，所述收纳部件为管柱下部外壳，所述管柱下部外壳以覆盖转向管柱的下部后端侧并且包括底部和两侧部的方式而构成，所述收纳部件侧突状部被设置在，对该管柱下部外壳的底部和侧部进行连接的拐角部上。第三种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的特征在于，在第二种方式中，在所述管柱下部外壳的底部的中央侧设定有开裂起点部，所述开裂起点部在作用于该底部的膝部安全气囊的膨胀压力达到预定值时开裂，从而使安全气囊门向管柱下部外壳的外侧展开，并且，所述拐角部作为对所述管柱下部外壳的底部和侧部进行连接的部位而构成，而且，所述收纳部件侧突状部被设定到该拐角部的至少开裂起点部侧的拐角末端部为止。第四种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的特征在于，在第二种方式或第三种方式中，当从转向管柱的轴向观察时，所述收纳部件侧突状部的膝部安全气囊侧的面由倾斜面构成，所述倾斜面以内端与外端相比位于更靠管柱下方侧的方式而倾斜。第五种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置具有安全气囊组件， 其被构成为，包括膝部安全气囊，所述膝部安全气囊以折叠状态被配置在转向管柱的下部后端侧，并且通过被供给气体从而向转向管柱下方膨胀展开；支承体，所述支承体被支承在转向管柱上，并且所述支承体上固定有膝部安全气囊；收纳部件，其从管柱下方侧覆盖该安全气囊组件，并且将膝部安全气囊收纳于所述收纳部件与所述支承体之间；多个支承体侧突状部，其被设置在所述支承体的与膝部安全气囊的对置面上且向收纳部件侧突出，并被压贴在折叠状态下的膝部安全气囊上。第六种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的特征在于，在第五种方式中，所述收纳部件为管柱下部外壳，所述管柱下部外壳以覆盖转向管柱的下部后端侧且包括底部和两侧部的方式而构成，在该管柱下部外壳的与膝部安全气囊的对置面上设置有，被压贴在折叠状态下的膝部安全气囊上的多个收纳部件侧突状部。第七种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的特征在于，在第六种方式中，所述收纳部件侧突状部被设置在，对该管柱下部外壳的底部和侧部进行连接的拐角部上。第八种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的特征在于，在第七种方式中，在所述管柱下部外壳的底部的中央侧设定有开裂起点部，所述开裂起点部在作用于该底部的膝部安全气囊的膨胀压力达到预定值时开裂，从而使安全气囊门向管柱下部外壳的外侧展开，并且，所述拐角部作为对所述管柱下部外壳的底部和侧部进行连接的部位而构成，而且，所述收纳部件侧突状部被设定到该拐角部的至少开裂起点部侧的拐角末端部为止。第九种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的特征在于，在第六种方式至第八种方式中的任意一种方式中，当从转向管柱的轴向观察时，所述收纳部件侧突状部的膝部安全气囊侧的面由倾斜面构成，所述倾斜面以内端与外端相比位于更靠管柱下方侧的方式而倾斜。第十种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的特征在于，在第一种方式至第九种方式中的任意一种方式中，所述膝部安全气囊具有一对卷折部，所述一对卷折部以使各自的卷中心线相对于转向管柱大致平行地配置的方式而被卷折，所述安全气囊组件被构成为，包括该膝部安全气囊；气体发生单元，所述气体发生单元被形成为圆柱状并被配置在所述一对卷折部之间，且通过工作而产生气体。根据第一种方式，安全气囊组件的膝部安全气囊以折叠状态被收纳在转向管柱与收纳部件之间。当向该状态下的膝部安全气囊供给气体时，膝部安全气囊将向转向管柱下方膨胀展开。另外，在附带于转向管柱的膝部安全气囊装置处于非工作状态时，膝部安全气囊与收纳部件之间将存在空隙。在此，在不具备本发明的多个收纳部件侧突状部的情况下，当车辆行驶时的振动经由转向管柱而被传递至安全气囊组件时，会产生由膝部安全气囊碰击收纳部件、或膝部安全气囊与收纳部件摩擦而引起的异常噪声。但是，在本发明中，由于在收纳部件的与膝部安全气囊的对置面上设置有多个收纳部件侧突状部，且这些收纳部件侧突状部被压贴在折叠状态下的膝部安全气囊上，因此膝部安全气囊和收纳部件成为干涉设计。因此，即使在膝部安全气囊与收纳部件之间存在空隙，膝部安全气囊也不会向该空隙中位移。因此，能够抑制或解除膝部安全气囊碰击收纳部件、或膝部安全气囊与收纳部件摩擦的现象。而且，如上所述，由于在折叠状态下的膝部安全气囊与收纳部件之间存在空隙，因此也可确保在如下的设计中所需的间隙，所述设计为，考虑到了膝部安全气囊等零件在生产中的偏差的设计。根据第二种方式，由于收纳部件被设为覆盖转向管柱的下部后端侧的管柱下部外壳，且收纳部件侧突状部被设置在对管柱下部外壳的底部和侧部进行连接的拐角部上，因此设计面侧的凹陷(凹处)或白化现象不易变得醒目。根据第三种方式，当膝部安全气囊的膨胀压力作用于管柱下部外壳的底部，且该膨胀压力达到预定值时，管柱下部外壳将从被设定于该底部的中央侧的开裂起点部起开裂，从而使安全气囊门向管柱下部外壳的外侧展开。在此，由于管柱下部外壳的拐角部作为对底部和侧部进行连接的部位而构成，且在本发明中，在该情况下将收纳部件侧突状部设定到拐角部的至少开裂起点部侧为止，因此，由于膝部安全气囊的膨胀压力而产生的应力易于集中在开裂起点部上。由于当设定未到达拐角部与底部之间的连接部位(即，开裂起点部侧的拐角末端部)的、较短的收纳部件侧突状部时，面刚性仅在收纳部件侧突状部的设定范围内增高，因此，由膝部安全气囊的膨胀压力而产生的应力将作用在面刚性相对较低的部分的整体上，从而作用在开裂起点部上的应力变小。与此相对，由于如果将收纳部件侧突状部设定到开裂起点部侧的拐角末端部为止，则面刚性将在该范围内增高，因而对应于此，应力将易于集中在开裂起点部上。另外， 如果使收纳部件侧突状部进一步接近开裂起点部侧，则面刚性会进一步增高，且对应于此， 应力会更加集中在开裂起点部上，但是，如果过度使收纳部件侧突状部延伸，则会产生另外的问题，即，膝部安全气囊的收纳空间会过度减小。因此，优选将收纳部件侧突状部延伸设置到开裂起点部侧的拐角末端部为止，由此能够实现面刚性的提高与收纳空间的确保之间的平衡。根据第四种方式，由于当从转向管柱的轴向观察时，收纳部件侧突状部的膝部安全气囊侧的面由倾斜面构成，且所述倾斜面以内端与外端相比位于更靠管柱下方侧的方式而倾斜，因此当折叠状态下的膝部安全气囊在收纳部件内膨胀时，膝部安全气囊不会卡在收纳部件侧突状部上。此外，在于开裂起点部开裂之后安全气囊门的展开中途，膨胀展开的膝部安全气囊也不会卡在收纳部件侧突状部上。因此，从膝部安全气囊的展开开始起到展开完成为止的展开举动是稳定的。根据第五种方式，安全气囊组件的膝部安全气囊被固定在，被支承于转向管柱上的支承体上，并且膝部安全气囊以折叠状态被收纳在该支承体与收纳部件之间。当向该状态下的膝部安全气囊供给气体时，膝部安全气囊将向转向管柱下方膨胀展开。另外，当附带于转向管柱的膝部安全气囊装置处于非工作状态时，在膝部安全气囊与收纳部件之间存在有空隙。在此，在不具备本发明的多个支承体侧突状部的情况下，当车辆行驶时的振动经由转向管柱而向安全气囊组件传递时，会产生由膝部安全气囊碰击收纳部件、或膝部安全气囊与收纳部件摩擦而引起的异常噪声。但是，在本发明中，由于在支承体的与膝部安全气囊的对置面上设置有向收纳部件侧突出的多个支承体侧突状部，且这些支承体侧突状部被压贴在折叠状态下的膝部安全气囊上，因此膝部安全气囊被压向收纳部件侧。因此，在膝部安全气囊与收纳部件之间未产生空隙。因此，能够抑制或消除膝部安全气囊碰击收纳部件、或膝部安全气囊与收纳部件摩擦的现象。而且，由于在支承体的与膝部安全气囊的对置面上设置有向收纳部件侧突出的多个支承体侧突状部，从而在膝部安全气囊与支承体之间形成有与支承体侧突状部的突出量相对应的空隙。因此，也可确保在如下的设计中所需的间隙，所述设计为，考虑到了膝部安全气囊等零件在生产中的偏差的设计。根据第六种方式，收纳部件被设为管柱下部外壳。而且，由于在该管柱下部外壳的与膝部安全气囊的对置面上设置有多个收纳部件侧突状部，且这些收纳部件侧突状部被压贴在折叠状态下的膝部安全气囊上，因此膝部安全气囊和收纳部件成为干涉设计。因此，即使在膝部安全气囊与收纳部件之间存在空隙，膝部安全气囊也不会向该空隙中位移。因此， 与设置在支承体侧的支承体侧突状部联合作用，从而可抑制或消除膝部安全气囊碰击收纳部件、或膝部安全气囊与收纳部件摩擦的现象。根据第七种方式，可得到与上述的第二种方式相同的作用。根据第八种方式，可得到与上述的第三种方式相同的作用。根据第九种方式，可得到与上述的第四种方式相同的作用。根据第十种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，由于膝部安全气囊具有一对卷折部，且所述一对卷折部以使各自的卷中心线相对于转向管柱大致平行地配置的方式而被卷折，因此膝部安全气囊以转向管柱为中心向车辆宽度方向两侧膨胀展开。 因此，即使乘员的双膝与仪表板之间的空隙较窄，膝部安全气囊也会在该空隙内迅速地膨胀展开。此外，由于气体发生单元被形成为圆柱状并被配置在一对卷折部之间，换言之，由于将气体发生装置设定为使其长度方向相对于转向管柱的轴线大致平行的所谓纵置配置， 因此在转向管柱与收纳部件之间的狭窄空间内，易于确保气体发生单元的设置空间(搭载性良好)。而且，由于气体发生单元的气体喷出部被配置在一对卷折部之间，因此，即使不使用扩散器等的整流单元，也可向一对卷折部均等地供给气体。因此，膝部安全气囊的膨胀压力不会产生左右差。发明的效果如上述说明所述，第一种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置具有如下的优异效果，即，即使在存在各零件的制造误差、组装误差等的偏差的情况下，也能够抑制或防止由于收纳部件与膝部安全气囊之间的接触而导致的异常噪声的产生。第二种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置具有如下的优异效果， 艮口，能够在不损坏外观品质的条件下，得到第一种方式的效果。第三种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置具有能够使安全气囊门迅速展开的优异效果。第四种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置具有能够得到稳定的乘员的膝部约束性能的优异效果。第五种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置具有如下的优异效果， 即，即使在存在各零件的制造误差、组装误差等的偏差的情况下，也能够抑制或防止由于收纳部件与膝部安全气囊之间的接触而导致的异常噪声的产生。第六种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置具有如下的优异效果， 艮口，能够在支承体侧以及管柱下部外壳侧的双方处，得到抑制或防止由于收纳部件与膝部安全气囊之间的接触而导致的异常噪声的产生的效果。第七种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置具有与上述的第二种方式相同的效果。第八种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置具有与上述的第三种方式相同的效果。第九种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置具有与上述的第四种方式相同的效果。第十种方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置具有如下的优异效果， 艮口，向转向管柱的搭载性良好，而且，即使乘员的双膝与仪表板之间的空隙狭窄，也能够迅速且以左右均等的压力对乘员的双膝进行约束。
图1为表示第一实施方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的、通过与管柱轴向正交的平面而切断时的状态的纵剖视图。图2为以侧面观察的方式表示图1所示的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的整体结构的纵剖视图。图3为放大表示图1所示的肋材的放大立体图。图4为表示第二实施方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的主要部分结构的、与图1对应的纵剖视图。图5为图4所示的支承板的俯视图。图6为表示沿图5的6-6线切断时的状态的剖视图。图7为表示第三实施方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的主要部分结构的、与图1对应的纵剖视图。
图8为放大表示图7所示的肋材的放大立体图。图9为表示对比示例所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的、与图7对应的纵剖视图。图10为表示图7所示的安全气囊门展开且膝部安全气囊膨胀展开时的状态的、与图7对应的纵剖视图。
具体实施例方式(第一实施方式)以下，使用图1至图3对本发明所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的第一实施方式进行说明。另外，在这些图中被适当表示的箭头Π 表示车辆前侧，箭头UP表示车辆上侧，箭头IN表示车辆宽度方向内侧。在图1中，以通过与转向管柱的轴线正交的平面而切断了的状态，图示了本实施方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置(非工作状态)。此外，在图2中，以通过包含转向管柱的轴线在内的平面而切断了的状态，图示了该附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的工作状态。如这些图所示，在仪表板14的驾驶席侧形成有转向管柱插穿用的开口部16，并且转向管柱12穿过所述的开口部16并以前倾了的状态而配置。此外，在面向仪表板14的开口部16的位置处，以向车厢19侧突出的状态而配置有覆盖转向管柱12的后端侧的树脂制的管柱外壳18。管柱外壳18被设为上下双瓣式的结构，并由覆盖管柱后端侧的上部的管柱上部外壳20、和覆盖管柱后端侧的下部的作为收纳部件的管柱下部外壳22构成。此外， 仪表板14也被设为上下双瓣式的结构，并由位于管柱上部外壳20的上方侧的仪表板上部 14A、和位于管柱下部外壳22的下方侧的仪表板下部14B构成。转向管柱12具备圆筒状的管柱管沈。在管柱管沈的轴芯部上，以旋转自如的方式而支承有转向主轴28。在转向主轴观的后端部上，通过螺母而紧固固定有被施加驾驶员的转向力的方向盘30。(附带于转向管柱的膝部安全气囊装置10的整体结构)接下来，对本实施方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置10的整体结构进行说明。在上述的管柱管沈的后端侧下部，配置有附带于转向管柱的膝部安全气囊装置 10。附带于转向管柱的膝部安全气囊装置10由安全气囊组件46、和对该安全气囊组件46 的下表面侧进行封闭的安全气囊门48构成，所述安全气囊组件46被构成为，包括作为支承体的金属制的支承板40、被形成为大致圆柱状并被配置于支承板40的中央处的作为气体发生单元的气缸型的充气装置42、和以折叠状态被收纳在支承板40与管柱下部外壳22之间的膝部安全气囊44。支承板40被形成为矩形平板状。此外，支承板40以与管柱管沈的轴线平行且向下方分离的方式配置。而且，在支承板40的中央部处，沿着转向管柱12的轴向形成有一对螺栓插穿孔50 (参照图1)。充气装置42具备主体部42A和气体喷出部42B，其中，所述主体部42A收纳有点火装置和气体发生剂或高压气体等的功能零件，且为圆柱形状，所述气体喷出部42B从该主体部42A的轴向的一端部起在同轴上突出且与主体部42A相比被设定为较小直径。在气体喷出部42B的周壁上形成有多个气体喷出孔52，气体从该气体喷出孔52被喷出。另外，在充气装置42的气体喷出部42B的周围，根据需要而配置有对气体的流动进行整流的扩散器 (整流单元)。上述充气装置42以其轴线与管柱管沈的轴线平行的方式被配置于支承板40的中央部。即，该安全气囊组件46被设为所谓的纵置式充气装置。膝部安全气囊44被形成为，在膨胀展开时能够从车辆前侧覆盖乘员的双膝的大小。如图1所示，膝部安全气囊44以折叠状态被收纳在由支承板40和后述的管柱下部外壳22所形成的收纳空间M内。折叠状态下的膝部安全气囊44通过一对卷折部44A和连接这些卷折部44A的中间部44B而构成，其中，所述一对卷折部44A以使各自的卷中心线Q 相对于管柱管26的轴线大致平行地配置的方式而被卷折。充气装置42以被夹在左右卷折部44A之间的方式而配置。另外，在图1中，虽然将膝部安全气囊44的两侧部设为以卷折方式折叠的一对卷折部44A，但是并不限定于此，也可以采用通过褶皱折叠构成一对折叠部的方式，还可以将
两者组合在一起。另一方面，如图2所示，在管柱下部外壳22的背面侧(与管柱管沈的外周面对置的一侧)，以与支承板40的前后边缘邻接的方式而直立设置有一对纵壁56。各个纵壁56 的纵剖视形状被设定为L字状。在该前后一对纵壁56的内侧配置有包含支承板40的安全气囊组件46。在配置有安全气囊组件46的状态下，纵壁56的垂直壁56A与折叠状态下的膝部安全气囊44对置，且支承板40的前后边缘处于被卡止在形成于垂直壁56A的上端的弯曲部56B上的状态。另外，虽然在图2中，将纵壁56形成为L字状，但是并不限定于此， 还可以仅设置垂直壁56A。此时，为了能够支承膝部安全气囊44膨胀时的压力，只需直立设置多个跨越垂直壁56A和底部22A的大致直角三角形形状的肋材58 (在图2中用虚线表示)艮口可。上述的安全气囊组件46通过安装托架60而被安装在管柱管沈的下部外周面上。 具体而言，在充气装置42的主体部42A上，沿着管柱管沈的轴线而直立设置有前后一对的双头螺栓62。在支承板40上，形成有用于使双头螺栓62插穿的螺栓插穿孔50(参照图1)。 安装托架60分别被配置在双头螺栓62的直立设置的位置上。当从车辆宽度方向观察时， 安装托架60被形成为大致U字状。安装托架60的两端部被切口成圆弧状，以便与管柱管 26的外周面相一致，并通过焊接等而被固定接合在该外周面上。此外，在安装托架60的中间部处形成有双头螺栓62能够插穿的螺栓插穿孔64(参照图1)。而且，安装托架60的中间部以与支承板40的上表面(与管柱管沈的外周面对置的面)抵接的状态而配置，并且， 双头螺栓62被插穿于螺栓插穿孔50、64内并通过螺母66而被固定。由此，在膝部安全气囊44的中间部44B被夹持在支承板40与充气装置42之间的状态下，支承板40、充气装置 42、膝部安全气囊44被共同紧固在安装托架60上。并且，也可以由一个零件来构成上述一对安装托架60。此外，也可以采用如下方式，即，在不使用安装托架60的条件下，将安全气囊组件46固定在管柱管沈上。例如，也可以采取如下方法，即，将充气装置42的双头螺栓62插穿至支承板40的螺栓插穿孔50内， 之后通过螺母66来进行固定，并在不与双头螺栓62干涉的位置处配置从管柱轴向观察时被形成为大致M字状的其他的安装托架，且将该安装托架的中间部焊接在管柱管沈的外周面上，并且，预先从支承板40起直立设置另外的一对双头螺栓，且通过螺母紧固而将该双头螺栓固定在大致M字状的安装托架的两个脚部上。(附带于转向管柱的膝部安全气囊装置10的主要部分结构)接下来，对具备本实施方式的主要部分构造的、作为收纳部件的管柱下部外壳22 的结构进行说明。如图1和图2所示，管柱下部外壳22具备与支承板40大致平行地配置的底部 22A、从该底部22A的宽度方向两端部起向车辆上侧平行地延伸出的左右一对侧部22B、通过圆弧面对底部22A的宽度方向两端部和两侧部22B的下端部进行连接的左右一对拐角部 22C、和从底部22A的后端部起被直立设置的后壁部22D。在底部22A的与安全气囊组件46对置的部位上配置有安全气囊门48。具体而言， 在底部22A的与安全气囊组件46对置的面上形成有槽状的开裂部(撕裂部)70，该开裂部 70在俯视观察时被形成为，将“H”型横置而得的形状。开裂部70通过前后一对横向开裂部(省略图示)、和纵向开裂部70A而构成，其中，所述前后一对横向开裂部以在转向管柱 12的轴向上分离的方式而配置，且沿着车辆宽度方向延伸，所述纵向开裂部70A与管柱管 26的轴线平行地配置，并作为对一对横向开裂部的中间部的彼此之间进行的连接开裂起点部。纵向开裂部70A被配置在底部22A的中央部处。此外，横向开裂部被形成在从底部22A到拐角部22C的范围内。并且，在拐角部22C与侧部22B之间的连接部位附近，形成有由凹槽而形成的合叶71。由此，当管柱下部外壳22的底部22k沿着开裂部70而开裂时， 安全气囊门48将以合叶71为中心而向车辆宽度方向两侧被展开。在由上述结构的管柱下部外壳22和支承板40形成的收纳空间M内，收纳有安全气囊组件46。在安全气囊组件46被收纳在管柱下部外壳22内的状态下，在折叠状态下的膝部安全气囊44的下表面与管柱下部外壳22的内侧面之间形成有间隙尺寸tl的空隙72。如图1和图3所示，在上述结构的管柱下部外壳22的拐角部22C的内侧面上，直立设置有多个作为收纳部件侧突状部的肋材74。另外，肋材74仅被形成在安全气囊门48 的背面上。当从管柱轴向观察时，各个肋材74被形成为等腰梯形形状，并由上底部(上端部)74A、下底部(下端部)74B和左右一对斜边部74C构成。各个肋材74被形成为板状，且在转向管柱12的轴向上以预定间距直立设置有多个。虽然在本实施方式中，肋材74是以三个为一组，并被直立设置在安全气囊门48的拐角部22C中的前侧部分、后侧部分、中间部分共计三个位置处，但是也可以在安全气囊门48的拐角部22C的沿着管柱轴向的全部长度上，以预定间距而直立设置肋材74。肋材74的形状、板厚、间距、配置范围、配置密度等可以任意设定。而且，肋材74从拐角部22C的内侧面起的高度hi被设定为，高于空隙72的间隙尺寸tl。因此，在组装状态下，直立设置于左右的拐角部22C的内侧面上的共计六处的肋材 74的顶端部(上端部)，下陷到折叠状态下的膝部安全气囊44的下表面中。(本实施方式的作用以及效果)当搭载了附带于转向管柱的膝部安全气囊装置10的车辆发生前方碰撞时(或预测出前方碰撞时)，通过未图示的碰撞检测单元而检测出该状态，且检测信号被向安全气囊ECU输出。当由安全气囊ECU判断为安全气囊工作时，驾驶席侧的安全气囊装置将进行工作以使驾驶席用的安全气囊在方向盘30上膨胀，并且附带于转向管柱的膝部安全气囊装置 10也将工作。即，在附带于转向管柱的膝部安全气囊装置10的充气装置42的点火装置中通电有预定电流，从而使充气装置42工作。由此，使气体从充气装置42的气体喷出部42B 的气体喷出孔52喷出，并向以折叠状态被收纳的膝部安全气囊44内供给。其结果为，膝部安全气囊44将膨胀，且其膨胀压力将作用在安全气囊门48上。当作用于安全气囊门48的膨胀压力达到预定值时，在形成于安全气囊门48的背面上的开裂部70中，纵向开裂部70A 将成为开裂起点而最先开裂。之后，通过前后一对横向开裂部开裂，从而安全气囊门48将向左右展开。由此，膝部安全气囊44向转向管柱12的下方以及侧方膨胀展开，从而膝部安全气囊44将介于仪表板14和乘员的双膝之间。其结果为，通过膝部安全气囊44而承接并保护了乘员的双膝。然而，在不具备本发明的多个收纳部件侧突状部的情况下，当车辆行驶时的振动经由转向管柱而被传递至安全气囊组件时，会产生由膝部安全气囊碰击收纳部件、或膝部安全气囊与收纳部件摩擦而导致的异常噪声。在此，在本实施方式中，由于在形成于管柱下部外壳22上的安全气囊门48的背面上直立设置有多个肋材74，并且这些肋材74被压贴在折叠状态下的膝部安全气囊44下表面上，因此膝部安全气囊44和管柱下部外壳22成为干涉设计。因此，即使在膝部安全气囊 44与管柱下部外壳22之间存在空隙72，膝部安全气囊44也不会向该空隙72中位移。因此，能够抑制或消除膝部安全气囊44碰击管柱下部外壳22的背面、或膝部安全气囊44与管柱下部外壳22的背面摩擦的现象。而且，如上所述，由于在折叠状态下的膝部安全气囊44与管柱下部外壳22之间存在空隙72，因此也可将在如下的设计中所需的间隙确保为空隙72，所述设计为，考虑到了膝部安全气囊44和管柱下部外壳22等零件在生产中的偏差的设计。如上所述，根据本实施方式，即使在存在各零件的制造误差、组装误差等的偏差的情况下，也能够抑制或防止由于管柱下部外壳22与膝部安全气囊44之间的接触而导致的异常噪声的产生。此外，在本实施方式中，由于使肋材74形成于管柱下部外壳22的拐角部22C的内侧面上，因此设计面侧的凹陷(凹处)或白化现象不易变得醒目。因此，能够在不损坏管柱外壳18的外观品质的条件下，得到上文所述的效果。而且，在本实施方式中，由于膝部安全气囊44具有一对卷折部44A，且所述一对卷折部44A以使各自的卷中心线Q相对于管柱管沈的轴线大致平行地配置的方式而被卷折， 因此膝部安全气囊44将以转向管柱12的管柱管沈为中心而向车辆宽度方向两侧膨胀展开。因此，即使乘员的双膝与仪表板14之间的空隙76(参照图2)较狭窄，膝部安全气囊44 也能够在该空隙76中迅速地膨胀展开。此外，由于充气装置42被形成为圆柱状且被配置在一对卷折部44A之间，换言之， 由于将充气装置42设定为使其轴向与管柱管沈的轴线大致平行的所谓纵置配置，因此在管柱管26与管柱下部外壳22之间的狭窄的收纳空间M内，易于确保充气装置42的设置空间(搭载性良好)。而且，由于充气装置42的气体喷出部42B被配置在一对卷折部44A之间，因此，即使不使用扩散器等的整流单元，也能够向一对卷折部44A均等地供给气体。因此，膝部安全气囊44的膨胀压力不会产生左右差。基于上述原因，根据本实施方式，能够使向转向管柱12的搭载性良好，而且，即使乘员的双膝与仪表板14之间的空隙76较狭窄，也能够迅速且以左右均等的压力对乘员的双膝进行约束。(第二实施方式)以下，使用图4至图6对本发明所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的第二实施方式进行说明。另外，对于与上述的第一实施方式相同的结构部分，标记相同编号并省略其说明。如图4和图5所示，该第二实施方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置10的特征在于，在作为支承体的支承板80侧设置了多个作为支承体侧突状部的凸部82 这一点。对此进行具体说明，支承板80被形成为矩形平板状，并且在其四角附近分别形成有向管柱下部外壳22侧突出的凸部82。在俯视观察时，各个凸部82被形成为矩形形状。 凸部82的顶端部82A被形成为矩形平面状，并且其周围由倾斜面82B构成。而且，凸部82 的突出高度h2被设定为，高于后文叙述的支承板80的下表面与膝部安全气囊44的上表面之间的空隙84的间隙尺寸t2。此外，上述凸部82是在制作支承板80时通过冲压加工而被一体地形成的。在安全气囊组件46的组装状态下，上述凸部82的顶端部82A被压贴在折叠状态下的膝部安全气囊44的上表面上。此外，在支承板80的下表面与膝部安全气囊44的上表面之间，形成有间隙尺寸t2的空隙84。而且，在该状态下，折叠状态下的膝部安全气囊44 的下表面紧贴在管柱下部外壳22的内侧面上。(作用和效果)根据上述结构，由于采用在支承板80的下表面的四角附近形成有向管柱下部外壳22侧突出的多个凸部82，且使这些凸部82的顶端部82A压贴在折叠状态下的膝部安全气囊44的上表面上的结构，因此，膝部安全气囊44被压贴在管柱下部外壳22的内侧面上。 因此，膝部安全气囊44的下表面紧贴在管柱下部外壳22的内侧面上，且不会产生两者之间的空隙。因此，能够抑制或消除膝部安全气囊44碰击管柱下部外壳22的内侧面、或膝部安全气囊44与管柱下部外壳22的内侧面摩擦的现象。而且，通过在支承板80的下表面上形成凸部82，从而使与凸部82的突出高度h2 相对应的空隙84被形成在膝部安全气囊44的上表面与支承板80的下表面之间。因此， 也可以将在如下的设计中所需的间隙确保为空隙84，所述设计为，考虑到了膝部安全气囊 44、管柱下部外壳22等零件在生产中的偏差的设计。其结果为，根据本实施方式，从而与第一实施方式同样地，即使在存在各零件的制造误差、组装误差等的偏差的情况下，也能够抑制或防止由于管柱下部外壳22与膝部安全气囊44之间的接触而导致的异常噪声的产生。此外，由于在金属制的支承板80的下表面上通过冲压成形而形成凸部82，因此不会产生特别的后续加工等，从而能够以较低的成本实现。而且，虽然在管柱下部外壳22侧设定有凸部时，需要使凹陷或白化现象的影响尽量不会表现在外观设计面上，但是当设置在支承板80上时，不会对管柱下部外壳22的外观设计面造成任何影响。(第三实施方式)
以下，使用图7至图10对本发明所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置的第三实施方式进行说明。另外，对于与上述的第一实施方式或第二实施方式相同的结构部分，标记相同的编号并省略其说明。如图7所示，该第三实施方式所涉及的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置10的特征在于，以第二实施方式的结构为基础，在此之上设置了相当于第一实施方式中所使用的肋材74的肋材90的这一点。因此，附带于转向管柱的膝部安全气囊装置10具备在四角附近形成有凸部82的矩形平板状的支承板80，并且在管柱下部外壳22的拐角部22C的内侧面上直立设置有作为收纳部件侧突状部的多个肋材90。此外，在膝部安全气囊44的下表面与管柱下部外壳22的底部22A之间不存在空隙72，而在膝部安全气囊44的上表面与支承板80的下表面之间设置有空隙84。对此进行具体说明，如图7和图8所示，拐角部22C被形成在，从其与侧部22B之间的连接部位即第一拐角末端部92 ( S卩，形成有安全气囊门48的合叶71的部位)起、到其与底部22A之间的连接部位即第二拐角末端部94为止的范围内。另外，第二拐角末端部94 相当于本发明的开裂起点部侧的拐角末端部。而且，肋材90以从第一拐角末端部92的附近起到第二拐角末端部94为止的方式被设定。而且，肋材74被形成为大致半月状，并且其与膝部安全气囊44的对置面由倾斜面 96构成，所述倾斜面96对第一拐角末端部92的附近和第二拐角末端部94进行连接，并且为单面结构。另外，虽然在本实施方式中，以上述方式构成了肋材90，但是肋材只需至少被延伸设置到第二拐角末端部94为止即可，也可以以略微超越第二拐角末端部94的方式而延伸设置，并且如果合叶71被设定在图7附图中的与支承板80相比更靠上方侧，则肋材也可以以从第一拐角末端部92起跨越到第二拐角末端部94为止的方式被设定。此外，虽然本实施方式的肋材90的突出方向侧的端部通过由一个平面构成的倾斜面96而构成，但是，本发明的“倾斜面”中包含，尽管为由一个平面构成的倾斜面96以外的面、但为与其近似形状的面。例如也可以为如下这种倾斜面，即，尽管肋材的突出方向侧的端部由缓和地弯曲的曲面构成、但是与图7所示的肋材90的倾斜面96近似。而且，虽然肋材的突出方向侧的端部的大部分被设为与倾斜面96相同的倾斜角度的倾斜面，但是，即使为仅肋材的两端部由不同倾斜角度的倾斜面构成的三面结构的肋材，但只要能够得到与本实施方式等效或与其接近的效果就能够应用。(作用和效果)根据上述结构，由于沿用了上述的第二实施方式的结构，因此设置在支承板80上的凸部82被压贴在膝部安全气囊44的上表面上。因此，膝部安全气囊44的下表面被紧贴在管柱下部外壳22的内侧面上，从而不会产生成为异常噪声的原因的、第一实施方式中所说明的空隙72。而且，由于在支承板80的下表面与膝部安全气囊44的上表面之间确保了第二实施方式中所说明的空隙84，因此能够确保为了吸收生产中所产生的零件的制造误差、组装误差而所需的间隙。因此，在本实施方式中，即使在存在各零件的制造误差、组装误差等的偏差的情况下，也能够抑制或防止由于管柱下部外壳22与膝部安全气囊44之间的接触而导致的异常噪声的产生。此外，在本实施方式中，由于与第一实施方式相同地，在管柱下部外壳22的拐角部22C的内侧面上形成有肋材90，且该肋材90被压贴在管柱下部外壳22的下表面上，因而也能够得到使管柱下部外壳22和膝部安全气囊44成为干涉设计的效果。因此，在例如支承板80侧的凸部82向管柱下部外壳22侧按压膝部安全气囊44的按压力较小的情况下， 膝部安全气囊44的下表面与管柱下部外壳22的内侧面紧贴的力将减弱，对应于此，根据经由转向管柱12而被传递的振动的大小，会出现产生膝部安全气囊44的下表面和管柱下部外壳22的内侧面摩擦的状况的可能性。但是，通过预先在管柱下部外壳22的拐角部22C 的内侧面上直立设置肋材90而与膝部安全气囊44成为干涉设计，从而使膝部安全气囊44 与管柱下部外壳22的内侧面难以发生摩擦(难以进行相对移动)。因此，根据本实施方式， 能够更加有效地抑制或防止由于管柱下部外壳22与膝部安全气囊44之间的接触而导致的异常噪声的产生。而且，在本实施方式中，由于肋材90的内侧端部被设定到管柱下部外壳22的第二拐角末端部94为止，因此能够使由于膝部安全气囊44的膨胀压力而产生的应力集中在，成为安全气囊门48的展开起点的纵向开裂部70A上。对此进行详细说明，现假设如图9所示， 当设定了内侧端部未被延伸设置到管柱下部外壳22的第二拐角末端部94为止的(在拐角部22C的圆周方向上较短的)肋材98时，管柱下部外壳22的拐角部22C的面刚性将在形成有该肋材98的范围内提高。因此，膝部安全气囊44的膨胀压力f将在左右的肋材98之间大致均等地作用于管柱下部外壳22的背面(参照箭头fl至f4)。因此，作用于纵向开裂部70A的应力也变为与其相对应的大小。相对于此，本实施方式的情况下，由于至少肋材90的内侧端部被设定到管柱下部外壳22的第二拐角末端部94为止，因此与图9图示结构的肋材98的情况相比，拐角部22C 的面刚性在靠近纵向开裂部70A—侧增高。因此，膝部安全气囊44的膨胀压力F将朝向面刚性相对较低的左右的肋材90之间发挥作用(参照箭头F1、F2)，对应于此，作用于纵向开裂部70A的应力集中。其结果为，根据本实施方式，能够使安全气囊门48迅速地展开。对该效果进行补充说明，如果使肋材90的内侧端部超越第二拐角末端部94而进一步接近纵向开裂部70A，则面刚性会进一步提高，对应于此应力会更加集中在纵向开裂部 70A上。但是，如果过度使肋材90延伸至管柱下部外壳22的底部22k的中央部侧，则会产生如膝部安全气囊44的收纳空间过于减小这种另外的问题。因此，将肋材90延伸设置到第二拐角末端部94为止能够实现面刚性的提高与收纳空间的确保之间的平衡，故为优选。此外，在本实施方式中，由于肋材90被形成为大致月牙状且其顶端部被设为倾斜面96，因此当膝部安全气囊44在管柱下部外壳22内进行膨胀时，膝部安全气囊44不会卡在肋材90上。此外，如图10所示，当纵向开裂部70A开裂从而安全气囊门48向左右展开时，也不会产生进行膨胀展开的膝部安全气囊44卡在肋材90上的情况。例如，如图9所示，当向膝部安全气囊44的压贴面采用了上述第一实施方式中所说明的梯形形状的肋材98，而不是如本实施方式的肋材90这样的倾斜面96时，认为有时也会出现膝部安全气囊44通过支承板40侧的凸部82而被向管柱下部外壳22侧按压的情况， 从而在安全气囊门48的展开时，膝部安全气囊44会在卡于肋材98的外侧端部(合叶71 侧的端部)附近(图9的S线向视部)的同时进行展开。但是，由于当如本实施方式这样使用了顶端部由单面结构的倾斜面96构成的肋材90时，管柱下部外壳22的内侧面和肋材 90所成的角度接近180度，因此膝部安全气囊44不会卡在管柱下部外壳22的肋材90上。 因此，膝部安全气囊44从展开开始起到展开结束为止的展开举动较为稳定。其结果为，根据本实施方式，能够得到稳定的乘员的膝部约束性能。另外，虽然在本实施方式中，是在将凸部82设置于支承板40上的第二实施方式的结构中追加管柱下部外壳22侧的肋材90的结构中，附加了使肋材90的内侧端部延伸设置到第二拐角末端部94为止的结构，以及利用单一的倾斜面96来压贴膝部安全气囊44的结构，但是并不限定于此，对于仅在管柱下部外壳22的拐角部22C上设置了肋材74的第一实施方式的结构，也可以应用所述结构。(上述实施方式的补充说明)(1)虽然在上述的各个实施方式中，采用了由于发生前方碰撞从而使附带于转向管柱的膝部安全气囊装置10进行工作的结构，但是并不限定于此，也可以采用如下结构， 艮口，将预碰撞传感器(pre-crash sensor)搭载于前保险杠的中央部等处，并在预测(预知) 到前方碰撞时也使附带于转向管柱的膝部安全气囊装置进行工作。(2)虽然在上述的各个实施方式中，使用了矩形平板状的支承板40，但是并不限定于此，也可以采用在组件外壳上设置凸部的方式，所述组件外壳为，将矩形平板的前后两个边或前后左右四个边向管柱下方侧折弯了的形状的外壳。此时，组件外壳取代支承板40 而相当于本发明的支承体。相反地，也可以采用不具有组件外壳本身的所谓无外壳结构的膝部安全气囊装置。由于在该情况下，膝部安全气囊也被收纳在作为收纳部件的管柱下部外壳内，因此也存在应用本发明的益处。
权利要求
1.一种附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，具有安全气囊组件，其以包括膝部安全气囊的方式而构成，所述膝部安全气囊以折叠状态被配置在转向管柱的下部后端侧，并且通过被供给气体从而向转向管柱下方膨胀展开；收纳部件，其以与膝部安全气囊之间存在空隙的状态，将安全气囊组件收纳于所述收纳部件与转向管柱之间；多个收纳部件侧突状部，其被设置在该收纳部件的与膝部安全气囊的对置面上，且被压贴在折叠状态下的膝部安全气囊上。
2.如权利要求1所述的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，其特征在于，所述收纳部件为管柱下部外壳，所述管柱下部外壳以覆盖转向管柱的下部后端侧并且包括底部和两侧部的方式而构成，所述收纳部件侧突状部被设置在，对该管柱下部外壳的底部和侧部进行连接的拐角部上。
3.如权利要求2所述的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，其特征在于，在所述管柱下部外壳的底部的中央侧设定有开裂起点部，所述开裂起点部在作用于该底部的膝部安全气囊的膨胀压力达到预定值时开裂，从而使安全气囊门向管柱下部外壳的外侧展开，并且，所述拐角部作为对所述管柱下部外壳的底部和侧部进行连接的部位而构成， 而且，所述收纳部件侧突状部被设定到该拐角部的至少开裂起点部侧的拐角末端部为止。
4.如权利要求2或权利要求3所述的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，其特征在于，当从转向管柱的轴向观察时，所述收纳部件侧突状部的膝部安全气囊侧的面由倾斜面构成，所述倾斜面以内端与外端相比位于更靠管柱下方侧的方式而倾斜。
5.一种附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，具有安全气囊组件，其被构成为，包括膝部安全气囊，所述膝部安全气囊以折叠状态被配置在转向管柱的下部后端侧，并且通过被供给气体从而向转向管柱下方膨胀展开；支承体， 所述支承体被支承在转向管柱上，并且所述支承体上固定有膝部安全气囊；收纳部件，其从管柱下方侧覆盖该安全气囊组件，并且将膝部安全气囊收纳于所述收纳部件与所述支承体之间；多个支承体侧突状部，其被设置在所述支承体的与膝部安全气囊的对置面上且向收纳部件侧突出，并被压贴在折叠状态下的膝部安全气囊上。
6.如权利要求5所述的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，其特征在于，所述收纳部件为管柱下部外壳，所述管柱下部外壳以覆盖转向管柱的下部后端侧且包括底部和两侧部的方式而构成，在该管柱下部外壳的与膝部安全气囊的对置面上设置有，被压贴在折叠状态下的膝部安全气囊上的多个收纳部件侧突状部。
7.如权利要求6所述的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，其特征在于，所述收纳部件侧突状部被设置在，对该管柱下部外壳的底部和侧部进行连接的拐角部上。
8.如权利要求7所述的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，其特征在于，在所述管柱下部外壳的底部的中央侧设定有开裂起点部，所述开裂起点部在作用于该底部的膝部安全气囊的膨胀压力达到预定值时开裂，从而使安全气囊门向管柱下部外壳的外侧展开，并且，所述拐角部作为对所述管柱下部外壳的底部和侧部进行连接的部位而构成， 而且，所述收纳部件侧突状部被设定到该拐角部的至少开裂起点部侧的拐角末端部为止。
9.如权利要求6至权利要求8中的任意一项所述的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，其特征在于，当从转向管柱的轴向观察时，所述收纳部件侧突状部的膝部安全气囊侧的面由倾斜面构成，所述倾斜面以内端与外端相比位于更靠管柱下方侧的方式而倾斜。
10.如权利要求1至权利要求9中的任意一项所述的附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，其特征在于，所述膝部安全气囊具有一对卷折部，所述一对卷折部以使各自的卷中心线相对于转向管柱大致平行地配置的方式而被卷折，所述安全气囊组件被构成为，包括该膝部安全气囊；气体发生单元，所述气体发生单元被形成为圆柱状并被配置在所述一对卷折部之间，且通过工作而产生气体。
全文摘要
本发明提供一种附带于转向管柱的膝部安全气囊装置，其即使在存在各零件的制造误差、组装误差等的偏差的情况下，也能够抑制或防止因收纳部件与膝部安全气囊之间的接触而导致的异常噪声的产生。在转向管柱(12)的管柱下部外壳(22)内收纳有安全气囊组件(46)。安全气囊组件(46)以包括支承板(40)、充气装置(42)、膝部安全气囊(44)的方式而构成。在膝部安全气囊(44)的下表面与管柱下部外壳(22)之间形成有空隙(72)。在管柱下部外壳(22)的拐角部(22C)的内侧面上突出形成有肋材(74)。肋材(74)被压贴在膝部安全气囊(44)上，从而被设定为干涉设计。
文档编号B60R21/203GK102481887SQ20098016066
公开日2012年5月30日 申请日期2009年7月29日 优先权日2009年7月29日
发明者小原孝司 申请人:丰田自动车株式会社