ステアリングエアバッグ
ステアリングエアバッグは、自動車の正面衝突時にドライバーの頭部・胸部への衝撃を低減する受動安全デバイスである。ステアリングホイール中心部（パッド）にモジュール化して格納され、衝突検知から数十msで袋体を展開し、エネルギーを気体の圧縮・排気によって吸収する。作動は車両のSRS制御（エアバッグECU）が担い、シートベルトのプリテンショナと協調して全体の拘束特性を最適化する。
構成要素とレイアウト
- カバー（パッド）とシーム：展開時に意図した切れ目（テアシーム）が開き、袋体が突出する。
- 袋体（クッション）：ナイロン基布を縫製し、耐熱・ガス保持のためにシリコーン等でコーティングする。通気孔（ベント）で減衰特性を調整する。
- インフレータ：ピロテクニック式、加圧ガス式、ハイブリッド式があり、二段階点火などの多段制御に対応する。
- モジュールハウジング／リテーナ：袋体とインフレータを固定し、ステアリング骨格に結合する。
- クロックスプリング（スパイラルケーブル）：回転するステアリングと車両側ハーネスを電気的に接続する。
- コネクタ・配線：誤接続防止のキー形状と二重ロック、静電気対策を備える。
作動原理とタイムライン
- 検知（0〜10ms）：車体前部の加速度センサや圧力センサの信号をECUが監視し、閾値と波形で衝突を判定する。
- 点火（10〜20ms）：ECUがインフレータを点火。ガスが急速発生して袋体が折り畳みから解放される。
- 展開（20〜40ms）：袋体がドライバーと接触し、初期減衰でピーク減速度を抑制する。
- 保持・排気（40ms以降）：ベントからの排気でエネルギーを散逸し、上半身の二次衝突を緩和する。
制御ロジックと協調制御
ECUは衝突角度、速度変化、持続時間からフロント衝突の重篤度を推定し、点火の要否と段階を決定する。シートベルトプリテンショナの作動時相・張力と同期させることで、胸部荷重と頭部加速度のトレードオフをバランスさせる。乗員分類（OCS）やシート位置、ステアリングチルト量などの情報を用いて、近接着座時は点火レベルを下げるなどの適応制御を行う。最新世代では袋体内圧センサのフィードバックや流路開閉によるアダプティブベンティングで個体差を吸収する。
設計パラメータと性能設計
ドライバー用途の袋体容量は一般に数十Lで、直径・厚み・カップ形状により顔面のスライド量と胸部圧縮を整える。テアシームの縫製ピッチと糸種は展開遅延や破断モードを左右するため、温度域と経年を考慮して選定する。ベント径・数は胸部基準（例えばHIC、胸部合成加速度、変形量）に直結するため、二段ベントや片側ベントで横方向の回転モーメントも制御する。ステアリング骨格との干渉、ホーン機能、エンブレム保持、エアバッグドアの開口軌跡なども重要である。
材料・製造と品質保証
袋体は66ナイロンの平織または綾織を用い、裁断、ヒートシール、縫製後に折り畳みジグで規定手順に従いパッキングする。コーティングはガス保持と耐熱の両立が目的で、ミシン孔目詰めやシームテープ併用でリークを抑える。インフレータは火薬の安定性が寿命を支配し、湿熱・低温サイクル、振動の信頼性試験を通す。全数電気特性検査、X線による火工品位置検査、リークチェック、展開エンドオブライン（EOL）は抜取検査で担保する。
失陥モードと安全・整備上の注意
- 非展開・遅延展開：センサ故障、電源低下、コネクタ接触不良が原因となる。冗長化と自己診断（DTC）で検出する。
- 誤作動：異常加速度や電磁ノイズ対策として、二系統判定や波形相関で誤認識を抑止する。
- 過圧・破裂：多段点火制御とベント設計で抑え、過酷条件でもシーム破断を回避する。
- 整備：SRS警告灯点灯時は診断機でDTCを読取り、作業はバッテリーを遮断して規定時間放電後に実施する。帯電防止、黄色コネクタのロック確認、向きと保管温度の遵守が必須である。
法規・試験評価
車両全体の拘束性能はFMVSS 208や各種NCAPのプロトコルに適合するよう設計する。評価は台上スレッド試験と実車バリア試験を併用し、ダミー（Hybrid III、THOR等）の頭部傷害基準（HIC）、胸部合成加速度、胸部変形、頸部曲げ・せん断値を指標に最適化する。低温・高温、オフセット衝突、重心高の異なる体格で再現性を確認する。
バリエーションと周辺システム
ステアリングエアバッグには、二段式・可変ベント式に加え、バッグ内にデフレクタを備えて顔面の滑走を誘導するタイプや、リム外周を保護するショルダー拡張タイプがある。ニーパッドエアバッグや乗員ベルトプリテンショナとの組合せで、ダイブやサブマリン現象を抑制する。近年はカメラ・レーダの前方衝突緊急ブレーキ（AEB）による予防減速と協調し、想定残速度に合わせて点火段を選択する統合制御が普及する。
人間工学と実使用上の留意点
近接着座（胸骨からパッド面までの距離が小さい状態）や深い前傾姿勢は、初期接触時の局所荷重を増やすため推奨されない。ステアリング上の後付けアクセサリや硬質カバーは展開軌跡を妨げるおそれがある。ハンドル高さ・テレスコ位置は胸部中央にバッグ頂点が当たるよう調整することが望ましい。
将来技術の方向性
車室内監視（DMS）による姿勢・視線・手の位置推定と連携し、袋体内圧をリアルタイムに調整する適応制御が研究されている。インフレータではクリーンガス化や低温域の点火安定化が進み、袋体では薄肉・高気密繊維やシームレス化、再生材の活用など環境対応が検討される。ソフトウェア面では機械学習を用いた衝突判定ロジックの堅牢化と、サイバーセキュリティ要件への適合が課題である。
設計・開発フローの要点
- システム要件定義：車両目標、法規、NCAP目標、乗員分布を入力条件とする。
- CAE初期設計：袋体形状・ベント条件・点火段の探索をMADYMO等で行う。
- 試作・台上評価：EOLTとスレッドで感度マップを作成し、閾値を確定する。
- 実車検証：環境域・耐久・バリア試験で再現性とばらつきを確認し量産へ移行する。
要点の整理
ステアリングエアバッグは、衝突検知、インフレータ点火、袋体展開、排気減衰という連続プロセスで頭胸部傷害を低減するシステムである。袋体・インフレータ・制御の三位一体最適化により、多様な乗員・条件下でも安定した拘束性能を実現する。プリテンショナやAEBと統合した協調制御、材料・プロセスの進化、モデルベース開発と信頼性工学の適用が、今後の性能向上と品質確保の鍵となる。