CN103140385A - 车辆乘员膝部保护装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种车辆乘员膝部保护装置，在该装置中，上托架的前端部固定至仪表板加强件；下托架和膝部板件经由上托架被仪表板加强件支撑。因而，例如，通过固定下托架和膝部板件至上托架来制造组件然后仅固定上托架的前端部至仪表板加强件，所述车辆乘员膝部保护装置可以连接至仪表板加强件。

Description

车辆乘员膝部保护装置

技术领域

本发明涉及一种用于在车辆碰撞时保护乘员的膝部的车辆乘员膝部保护装置。

背景技术

公开号为2006-062531的日本专利申请描述了一种车辆膝部垫板结构，在该结构中，成对的左上板件构件和右上板件构件（上托架）的下后端以及成对的左下板件构件和右下板件构件（下托架）的下后端彼此重叠并焊接。相应的上板件构件和下板件构件的上前端分离地焊接至作为管构件的仪表板加强件，并且金属片板件（膝部板件）焊接至相应的上板件构件的下板件部分。此外，多个弯曲部分和凹槽设置在每个上板件构件的上板件部分处。根据该结构，当乘员的膝部撞击膝部垫板时，相应上板件构件的上板件部分在弯曲部分和凹槽处大幅度地变形，从而吸收冲击负荷。

实现这种膝部垫板结构（车辆乘员膝部保护装置）的高的乘员膝部保护性能将要求：相应的上板件构件的后端侧按照设计关于乘员的膝部精确地定位。为此，需要将上板件构件精确地连接（焊接）至仪表板加强件，仪表板加强件通常为管构件。

然而，根据上述膝部垫板结构，焊接于彼此的上板件构件（上托架）和下板件构件（下托架）都需要焊接至作为管构件的仪表板加强件。因此，连接下托架至仪表板加强件的误差以及下托架的尺寸误差等会影响上托架的后端侧的位置，因而在连接每个上托架至仪表板加强件时很难确保足够的精度。

发明内容

本发明提供了一种车辆乘员膝部保护装置，利用该装置，在连接上托架至仪表板加强件时容易实现高精度。

本发明的第一方案涉及一种车辆乘员膝部保护装置，其具有：膝部板件，车辆碰撞时负荷从乘员的膝部输入所述膝部板件；下托架，其下端固定至所述膝部板件的下端部；以及上托架，其后端固定至所述膝部板件的上端部，并且多个折皱成纵排设置在所述上托架处，所述多个折皱响应于所述负荷输入而被弯曲，其中，所述下托架的上端固定至所述上托架的前端部，并且所述上托架的所述前端部固定至仪表板加强件。

根据本发明的第一方案的车辆乘员膝部保护装置，所述上托架的前端部固定至仪表板加强件，所述下托架的上端固定至所述上托架的前端部部分，所述膝部板件固定至下托架的下端和上托架的后端，而且所述上托架具有多个纵排布置的折皱。因而，当在车辆碰撞时乘员的膝部撞击膝部板件时，上托架在多个折皱处弯曲，并且因此吸收对膝部的冲击，保护乘员的膝部。

在上述本发明第一方案的车辆乘员膝部保护装置中，因为下托架的上端固定至上托架的前端部并且上托架的前端部固定至仪表板加强件，所以通过例如固定下托架和膝部板件至上托架来制备组件、然后固定（例如，焊接）上托架的前端部至仪表板加强件，车辆乘员膝部保护装置可以连接至仪表板加强件。这样，对实现高的乘员膝部保护性能起重要作用的上托架能够容易地且精确地连接至仪表板加强件。

本发明第一方案的车辆乘员膝部保护装置可以进一步具有膝部安全气囊模块，所述膝部安全气囊模块被布置成靠近所述膝部板件的位于所述下托架所在一侧的部分并且固定至所述膝部板件或者所述下托架。

根据该结构，膝部安全气囊模块被布置成靠近所述膝部板件的下托架侧部分，并且固定至所述膝部板件或者所述下托架。因为下托架未通过设置折皱而被制成易碎的或者脆弱的（诸如上托架），所以下托架能够适当地承受在膝部安全气囊展开期间所产生的反作用力。

此外，上述的车辆乘员膝部保护装置可以使得所述膝部安全气囊模块的连接部分被定位成高于所述下托架的所述下端，所述膝部安全气囊模块经由所述连接部分固定至所述膝部板件，并且所述膝部安全气囊模块的另一连接部分被定位成低于所述下托架的所述下端，所述膝部安全气囊模块经由所述另一连接部分固定至所述膝部板件。

根据该结构，通过因展开膝部安全气囊而经由较高的连接部分输入的反作用力施加在下托架上的弯曲力矩以及通过因展开膝部安全气囊而经由较低的连接部分输入的反作用力施加在下托架上的弯曲力矩彼此抵消。因而，施加在下托架上的总弯曲力矩是小的，从而允许降低下托架的刚度。这样，就能够降低下托架的重量。

此外，上述的车辆乘员膝部保护装置可以使得多个折皱被布置成纵向彼此相邻，使得所述折皱中的一个被定位在通过固定有所述上托架的部分的纵向中心所画的所述膝部板件的法线之上，而其它折皱被定位在所述法线之下。

根据该结构，当乘员的膝部撞击膝部板件时，负荷经由膝部板件的连接部分输入至上托架，膝部板件经由该连接部分固定至上托架。因为上托架具有成纵排彼此相邻布置的多个折皱，使得所述折皱中的一个被定位在通过固定有所述上托架的部分的纵向中心所画的所述膝部板件的法线之上，而其它折皱被定位在所述法线之下，所以相应的折皱向上和向下弯曲以便移离彼此，由此上托架弯曲成Z状形式或者之字形形式。因而，上托架能够最大程度变形的距离是大的。

此外，上述的车辆乘员膝部保护装置可以使得：所述多个折皱包括第一折皱和比所述第一折皱更靠近所述仪表板加强件的第二折皱；以及所述上托架的截面系数从膝部板件侧端朝向所述第一折皱逐渐减小，并且从仪表板加强件侧端朝向所述第二折皱逐渐减小。

根据该结构，当乘员膝部上的负荷输入至上托架时，第一折皱和第二折皱分别向上和向下弯曲以便移离彼此，由此上托架弯曲为Z状形式。因为上托架的截面系数从膝部板件侧端朝向第一折皱逐渐减小以及从仪表板侧端朝向第二折皱逐渐减小，所以当负荷输入时应力能够如期望地集中在第一折皱和第二折皱上，而且能够移除上托架的不必要用于应力转移的部分（“无用部分”或者“浪费部分”）。因而，上托架能够有效给予“多级弯曲特性”，同时最小化或者避免上托架的质量的增加。

因此，本发明的第一方案的车辆乘员膝部保护装置使得易于精确地连接上托架至仪表板加强件。

附图说明

下文将参考附图，描述本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和工业意义，其中相似的附图标记指代相似的元件，并且其中：

图1是本发明的第一示例实施例的车辆乘员膝部保护装置的结构连同其外围结构的立体图；

图2是沿着图1中的箭头2指示的方向取得的放大剖视图；

图3是沿着图1中的箭头3指示的方向取得的放大剖视图；

图4是沿着图2中的箭头4指示的方向取得的放大剖面图；

图5是图示出冲击负荷如何输入至上托架的视图；

图6是图示出上托架如何弯曲的视图；

图7是图示出冲击负荷输入向量以及第一折皱和第二折皱之间的距离的视图；

图8是示出上托架已经变形至其变形极限的状态的视图；

图9是图示出本发明的第一示例实施例中的上托架的修改示例的视图；以及

图10是示出本发明的第二示例实施例的车辆乘员膝部保护装置的一部分的结构的视图。

具体实施方式

下文将参考图1至图9描述本发明的第一示例实施例的车辆乘员膝部保护装置10。在附图中，箭头FR指向车辆的前侧，箭头UP指向车辆的上侧，并且箭头OUT指向车辆的横向外侧。

第一示例实施例的车辆乘员膝部保护装置10是用于保护坐在车辆（右手车辆）的驾驶员座椅上的乘员的膝部的保护装置。参考图1至3，车辆乘员膝部保护装置10连接在仪表板加强件12上。仪表板加强件12被布置于仪表板14的内侧，仪表板14设置在车厢的前面，左右车辆主体板件经由在车辆的横向方向上延伸的仪表板加强件12彼此联接（注意，图1仅示出了仪表板加强件12的一部分）。

仪表板加强件12是长的金属管构件，其形成为在要求高强度的驾驶员座椅侧部分是厚的而在不要求这种高强度的乘客座椅侧部分是薄的。地板支架16的上端固定至仪表板加强件12的纵向中央部分，而地板支架16的下端固定在地板板件上。用于连接转向柱的柱托架18连接在仪表板加强件12的驾驶员座椅侧部分上。构成车辆乘员膝部保护装置10的右上托架20R、右下托架22R和右膝部板件24R设置在柱托架18的右侧，而也构成车辆乘员膝部保护装置10的左上托架20L、左下托架22L和左膝部板件24L设置在柱托架18的左侧。

右上托架20R和左上托架20L各自都由细长金属板制成。它们各自在纵向端（前端）通过焊接固定至仪表板加强件12，并从仪表板加强件12朝向车辆后部延伸。参考图4，上托架20R和20L的截面各自大致呈U形，向下开口并且具有上壁26以及垂直壁28和30，垂直壁28和30分别从上壁26的左边缘和右边缘向下延伸。

右下托架22R和左下托架22L各自都由细长金属板制成，且被定位成低于仪表板加强件12。右下托架22R由比制成右上托架20R的金属板厚的金属板制成，而且截面大致呈U形，使得其开口与车辆的前面相对，因而使右下托架22R在刚度上高于上托架20R和20L。右下托架22R在其上端处通过焊接固定至右上托架20R的前端部，并从右上托架20R向下延伸。

另一方面，设置在左侧的左下托架22L在其上端处通过焊接固定至左上托架20L的前端部，并从左上托架20L向下延伸。参考图1，左下托架22L经由联接托架32联接至地板支架16，并且因而由地板支架16支撑（加固）。因此，左下托架22L被形成为比上托架20R和20L在车辆纵向方向上作用的冲击负荷下更难以变形，而左下托架22L作为整体被制成为比右下托架22R薄，并且具有多个用于降低重量的通孔34。

右膝部板件24R和左膝部板件24L各自都由细长金属板制成。右膝部板件24R相对于右上托架20R和右下托架22R布置于仪表板加强件12所在侧的相反侧。同样地，左膝部板件24L相对于左上托架20L和左下托架22L布置于仪表板加强件12所在侧的相反侧。右膝部板件24R经由设置在右膝部板件24R的上端部的上连接部分36，通过焊接固定至右上托架20R的后端，并且经由设置在（或靠近）右膝部板件24R的下端的下连接部分38，通过焊接固定至右下托架22R的下端。另一方面，左膝部板件24L经由设置在左膝部板件24L的上端的上连接部分40，通过焊接固定至左上托架20L的后端，并且经由设置在左膝部板件24L的下端部的下连接部分42，通过焊接固定至左下托架22L的下端。

膝部板件24R和24L被定位成从车辆的前侧与坐在驾驶员座椅上的乘员的相应膝部相对。更具体来说，如果坐在驾驶员座椅上的乘员为平均身材或者身材大于平均身材（例如，对应于AM50（第50百分位美国成年男性）的身材），则相应的膝部板件24R和24L的上端部（相应的上连接部分40和36）从车辆的前侧与乘员的相应膝部相对。相反，如果坐在驾驶员座椅上的乘员的身材小于平均身材（例如，对应于AF05（第5百分位美国成年女性）的身材），则相应的膝部板件24R和24L的垂直中间部分从车辆的前侧与乘员的相应膝部相对。

参考图2和图3，在车辆乘员膝部保护装置10中，上托架20R和20L各自具有第一折皱46和第二折皱48，第一折皱46和第二折皱48是设置在上托架的相应纵向中间部分处的易碎的或者脆弱的部分。第一折皱46和第二折皱48成纵排布置使得第二折皱48被定位成比第一折皱46更靠近仪表板加强件12。

右上托架20R的垂直长度（垂直壁28和30的高度H，截面系数）从右膝部板件24R侧端朝向第一折皱46逐渐减小，并且左上托架20L的垂直长度（垂直壁28和30的高度H，截面系数）从左膝部板件24L侧端朝向第一折皱46逐渐减小。右上托架20R的垂直长度（垂直壁28和30的高度H，截面系数）在第一折皱46和第二折皱48之间恒定，并且右上托架20R的在第一折皱46和第二折皱48之间的部分的垂直长度小于从第一折皱46向后延伸的部分的垂直长度和从第二折皱48向前延伸的部分的垂直长度。同样地，左上托架20L的垂直长度（垂直壁28和30的高度H，截面系数）在第一折皱46和第二折皱48之间恒定，并且左上托架20L的在第一折皱46和第二折皱48之间的部分的垂直长度小于从第一折皱46向后延伸的部分的垂直长度和从第二折皱48向前延伸的部分的垂直长度。此外，右上托架20R的垂直长度（垂直壁28和30的高度H，截面系数）从仪表板加强件12侧端朝向第二折皱48逐渐减小，并且左上托架20L的垂直长度（垂直壁28和30的高度H，截面系数）从仪表板加强件12侧端朝向第二折皱48逐渐减小。

由于上述结构，参考图5，当冲击负荷F朝向车辆的前面分别经由右膝部板件24R和左膝部板件24L作用在相应上托架20R和20L的后端上时，在车辆的碰撞期间随着乘员的膝部K撞击相应的膝部板件24R和24L，应力集中在第一折皱46和第二折皱48上。

在第一示例实施例中，此外，上托架20R和20L在第一折皱46处均稍微弯曲，使得第一折皱46被定位在上连接部分36（上连接部分40）的纵向中心（即，垂直中心）处所画的右膝部板件24R（左膝部板件24L）的法线N之上（注意，法线N对应于冲击负荷F输入的方向），而第二折皱48被定位在法线N之下。也即，在每个上托架上，多个折皱被布置成纵向彼此相邻，使得折皱中的一个在法线N之上而其它折皱在法线N之下。

在第一示例实施例中，此外，参考图2和图3，膝部安全气囊模块50（在图1中未示出）被布置成靠近右膝部板件24R的下托架22R侧部分和左膝部板件24L的下托架22L侧部分（在该实施例中，膝部安全气囊模块50被布置在下托架22R和22L的下侧上）。膝部安全气囊模块50设置有：膝部安全气囊52，当膝部安全气囊52膨胀且展开时，膝部安全气囊52捕获仪表板14的下部分14A，并且然后朝乘员的膝部的前面展开；充气装置54，其在车辆碰撞时供给气体至膝部安全气囊52；以及金属模块箱56，其容纳膝部安全气囊52和充气装置54。

右紧固构件58和左紧固构件60是成对的，它们设置在模块箱56的车辆纵向方向的中间部分，它们斜向上延伸至车辆的后侧。右紧固构件58使用螺栓和螺母固定地紧固至紧固部分62，紧固部分62设置在右膝部板件24R的垂直中间部分（即，上连接部分36和下连接部分38之间的部分），而左紧固构件60使用螺栓和螺母固定地紧固至紧固部分64，紧固部分64设置在左膝部板件24L的垂直中间部分（即，上连接部分40和下连接部分42之间的部分）。

另一方面，右紧固构件66和左紧固构件68是成对的，它们设置在模块箱56的前端处，而且它们朝向车辆的前面延伸。右紧固构件66使用螺栓和螺母固定地紧固至设置在右膝部板件24R的下端（前端）处的紧固部分70，并且左紧固构件68使用螺栓和螺母固定地紧固至设置在左膝部板件24L的下端（前端）处的紧固部分72。

如上描述的构造的膝部安全气囊模块50在以下四个点处固定地紧固至膝部板件24R和24L：即，被布置为高于相应的下托架22R和22L的下端的两个紧固部分62和64，以及被布置为低于同样的下端的另外两个紧固部分70和72。

如上构造的车辆乘员膝部保护装置10通过相应的上托架20R和20L的前端固定至仪表板加强件12而固定至仪表板加强件12，并且下托架22R和22L、膝部板件24R和24L以及膝部安全气囊模块50经由上托架20R和20L被仪表板加强件12支撑。

接下来，将描述第一示例实施例的效果和优势。

根据如上构造的车辆乘员膝部保护装置10，在车辆的碰撞时，膝部安全气囊52膨胀以朝向乘员的膝部K展开，因而吸收（接收）乘员的膝部K上的冲击负荷。于是，如果乘员是平均身材或者大于平均身材的身材（参考图6），则膝部K上的残留的冲击负荷（不能被膝部安全气囊52吸收的冲击负荷）通过设置在乘员膝部前面的上托架20R和20L在相应的第一折皱46和第二折皱48处弯曲而被吸收，或者如果乘员的身材小于平均身材，则膝部K上的残留的冲击负荷通过使设置在乘员膝部前面的膝部板件24R和24L变形而被吸收。通过这种方式，保护乘员的膝部免受车辆碰撞期间产生的冲击。

此外，根据如上所述的车辆乘员膝部保护装置10，相应的下托架22R和22L的上端分别固定至相应的上托架20R和20L的前端部，并且相应的上托架20R和20L的前端部固定至仪表板加强件12。因而，通过固定右下托架22R和右膝部板件24R至右上托架20R以及固定左下托架22L和左膝部板件24L至左上托架20L来制备组件、然后固定（焊接）相应的上托架20R和20L的前端部至仪表板加强件12，车辆乘员膝部保护装置10能够固定至仪表板加强件12。这样，对实现高的乘员膝部保护性能起重要作用的上托架20R和20L能够容易且准确地连接至仪表板加强件12。

此外，根据如上所述的车辆乘员膝部保护装置10，膝部安全气囊模块50被布置为靠近右膝部板件24R的右下托架22R侧部分和左膝部板件24L的左下托架22L侧部分并且固定至膝部板件24R和24L，右下托架22R在刚度上高于上托架20R和20L，左下托架22L经由联接托架32被地板支架16支撑，因而在沿车辆纵向方向作用的冲击负荷下比上托架20R和20L更难以变形。因而，下托架22R和22L能够在膝部安全气囊52展开期间适当地承受来自膝部安全气囊52的反作用力，从而使得模块箱56因展开膝部安全气囊52所产生的反作用力而被迫移动的可能性最小化或者抑制模块箱56的这种移动，因而确保膝部安全气囊52的稳定的展开方向。这样，使用膝部安全气囊能够实现更高的乘员膝部保护性能。

此外，根据上述的车辆乘员膝部保护装置10，膝部安全气囊模块50经由其连接部分被分别固定至右膝部板件24R和左膝部板件24L，膝部安全气囊模块50的连接部分包括被定位成高于相应的下托架22R和22L的下端的连接部分和被定位成低于同样的下端的连接部分。因此，由因展开膝部安全气囊52而经由相应的上连接部分（相应的紧固部分62和64）输入的反作用力施加在下托架22R和22L上的弯曲力矩和由因展开膝部安全气囊52而经由相应的下连接部分（相应的紧固部分70和72）输入的反作用力施加在下托架22R和22L上的弯曲力矩彼此抵消。因而，施加在下托架22R和22L上的总弯曲力矩小，从而允许降低相应的下托架22R和22L的刚度。这样，就能够降低相应的下托架22R和22L的重量。

此外，根据如上所述的车辆乘员膝部保护装置10，右上托架20R（左上托架20L）的第一折皱46被定位在通过固定有右上托架20R（左上托架20L）的上连接部分36（上连接部分40）的纵向中心所画的右膝部板件24R（左膝部板件24L）的法线N之上，而第二折皱48被定位在法线N之下。因此，当冲击负荷F分别经由右膝部板件24R和左膝部板件24L输入至相应的上托架20R和20L的后端时，每个第一折皱46向上弯曲从而移离法线N，并且每个第二折皱48向下弯曲从而移离法线N，使得上托架20R和20L各自弯曲成Z状形式。因而，相应的上托架20R和20L能够最大程度变形的距离（即，相应的上连接部分36和40能够相对于车身移动的最大量）是大的。

根据车辆乘员膝部保护装置10，此外，参考图7，通过改变从第一折皱46的截面的中线至法线N（冲击负荷F的输入向量）的距离LI和从第二折皱48的截面的中线至法线N（冲击负荷F的输入向量）的距离L2，能够自由且精细地调节施加在乘员大腿上的冲击负荷（反作用力）。此外，通过改变每个上托架20R和20L的第一折皱46和第二折皱48之间的长度L3，能够自由且精细地调节相应的上托架20R和20L能够最大程度变形的距离，也即相应的上托架20R和20L不能够变形而超出的变形极限（即，相应的上连接部分36和40的移动极限）。这样，最小化相应的上托架20R和20L变形至它们的变形极限（参考图8）的可能性的设定是容易的。

根据车辆乘员膝部保护装置10，此外，如上描述的，右上托架20R（左上托架20L）的垂直长度（垂直壁28和30的高度H）从右膝部板件24R侧端（左膝部板件24L侧端）朝向第一折皱46逐渐减小，并且从仪表板加强件12侧端朝向第二折皱48逐渐减小。因而，当冲击负荷输入到右上托架20R（左上托架20L）时，应力能够如期望地集中在第一折皱46和第二折皱48上。此外，能够移除上托架20R和20L的不必要用于应力转移的部分（“无用部分”或者“浪费部分”），因此上托架20R和20L能够被有效地给予“多级弯曲特性”，同时最小化或者避免相应的上托架20R和20L的质量的增加。

根据车辆乘员膝部保护装置10，此外，如上描述的，垂直壁28和30的高度H会极大地影响截面系数，垂直壁28和30的高度H在上托架20R和20L的纵向方向上变化。因此，与例如每个上托架的横向长度都变化的情况相比较，能够易于同时实现最小化或者避免每个上托架的质量的增加和使期望应力集中在各折皱上。此外，如果凹槽等形成在第一折皱46和第二折皱48处，则应力将集中在凹槽上，导致每个上托架能够最大程度上吸收的能量少。在这方面，因为第一折皱46和第二折皱48都无凹槽等，所以上托架20R和20L都能够吸收大量的能量。

根据车辆乘员膝部保护装置10，此外，如上描述的，右上托架20R（左上托架20L）的垂直长度从第一折皱46朝向右膝部板件24R（左膝部板件24L）逐渐增加。因此，能够使得右上托架20R（左上托架20L）的垂直长度在右上托架20R（左上托架20L）焊接至右膝部板件24R（左膝部板件24L）的地方、也即在右上托架20R（左上托架20L）的后端处较大。这样，即使乘员的膝部K稍微垂直偏移于相应的上托架20R和20L的后端，冲击负荷F也能够适当地输入到相应的上托架20R和20L的后端，使得上托架20R和20L能够按照设计意图变形。

尽管上托架20R和20L均形成为在两点处弯曲，也即在第一示例实施例中的第一折皱46和第二折皱48处，但是本发明并不限于此。例如，额外的折皱76和78可以进一步形成在每个上托架20R和20L处，使得在四个折皱46、48、76和78之中的每两个纵向相邻的折皱中的一个折皱在法线N之上，而在四个折皱46、48、76和78之中的每两个纵向相邻的折皱中的另一个折皱在法线N之下，如图9所示。在该情形下，上托架20R和20L均在四个点处弯曲。应该注意的是，可以根据需要来改变折皱的数量。

此外，尽管在第一示例实施例中：膝部安全气囊模块50分别经由其连接部分固定至右膝部板件24R和左膝部板件24L，膝部安全气囊模块50的连接部分被设置在相应的下托架22R和22L的下端的上侧和下侧上，但是可以根据需要来改变同样的连接部分的布置。此外，膝部安全气囊模块50可以直接固定至下托架22R和22L。

下文中，将描述本发明的第二示例实施例。第二示例实施例和第一示例实施例基本相同的结构元件和效果将通过相同的附图标记表示，并且将省略对它们的说明。

图10是本发明第二示例实施例的车辆乘员膝部保护装置的一部分的结构的纵向剖视图。应该注意的是，图10对应于第一示例实施例的图2。第二示例实施例的车辆乘员膝部保护装置的结构与第一示例实施例中的结构基本相同，但是其不具有膝部安全气囊模块50，而是额外地具有中间托架80。

中间托架80的结构与右上托架20R的结构基本相同，具有分别对应于右上托架20R的第一折皱46和第二折皱48的第一折皱82和第二折皱84。中间托架80的前端固定至右下托架22R的垂直中间部分，而后端固定至右膝部板件24R的垂直中间部分（即上连接部分36和下连接部分38之间的部分）。中间托架80的后端被布置于这样的位置：使得如果乘员的身材小于平均身材（例如，对应于AF05的身材），则该位置从车辆的前侧与坐在驾驶员座椅上的乘员的对应膝部相对。虽然未在附图中示出，在左下托架22L和左膝部板件24L之间设置与中间托架80相同的另一中间托架。

根据第二示例实施例，当身材小于平均身材（例如，对应于AF05的身材）的乘员的右膝部撞击右膝部板件24R时，中间托架80在第一折皱82和第二折皱84处弯曲（以与右上托架20R弯曲的方式相同的方式），而中间托架80的前端由具有高刚度的右下托架22R支撑。通过这种方式，能够保护乘员的膝部。根据第二示例实施例，也即，能够通过移除膝部安全气囊模块50来降低成本，同时使用中间托架80确保用于保护小身材乘员的膝部的足够性能。这样，许多部件能够在不具有膝部安全气囊的第二示例实施例和具有膝部安全气囊的第一示例实施例之间共用。

尽管在前述示例实施例中，右上托架20R（左上托架20L）的垂直壁28和30的高度H（截面系数）在右上托架20R（左上托架20L）的纵向方向上的一侧逐渐减小而在另一侧逐渐增加以使得第一折皱46和第二折皱48形成在右上托架20R（左上托架20L）处，但是这种折皱可以通过在每个上托架处形成凹槽等而形成。

此外，尽管在前述示例实施例中，多个折皱（即，第一折皱46、第二折皱48等）被布置为使得在多个折皱之中的每两个纵向相邻的折皱中的一个折皱在法线N之上而在多个折皱之中的每两个纵向相邻的折皱中的另一个折皱在法线N之下，但是可以根据需要来改变相应折皱的相对于法线N的位置。

此外，在前述示例实施例中，制成右下托架22R的板的厚度大于制成上托架20R和20L的每个板的厚度，使得右下托架22R在刚度上高于上托架20R和20L。可替换地，例如，通过使它们由不同的材料制成，这种下托架的刚度可以被制成为高于上托架的刚度。

此外，尽管在前述示例实施例中，左下托架22L经由联接托架32联接至地板支架16，但是联接托架32可以省略，可以使用与右下托架22R相同的下托架来代替左下托架22L。

此外，尽管在前述示例实施例中上托架20R和20L均形成为具有开口朝下的大致U形的截面，但是它们也可以可替换地形成为具有开口朝上的大致U形的截面。

此外，尽管前述示例实施例的车辆乘员膝部保护装置均应用于右手车辆，但是它们也可以应用于左手车辆。

已经参照示例实施例描述了本发明，示例实施例仅用于示范目的。应该理解的是，说明书不旨在详尽的或者限制本发明的形式，本发明可以适用于其他系统和应用。本发明的范围包含本领域的技术人员所构想出的各种修改和等同布置。

Claims (7)

1.一种车辆乘员膝部保护装置，其特征在于包括：

膝部板件，车辆碰撞时负荷从乘员的膝部输入到所述膝部板件；

下托架，其下端固定至所述膝部板件的下端部；以及

上托架，其后端固定至所述膝部板件的上端部，并且多个折皱成纵排设置在所述上托架处，所述多个折皱响应于所述负荷输入而被弯曲，其中

所述下托架的上端固定至所述上托架的前端部，并且所述上托架的所述前端部固定至仪表板加强件。

2.根据权利要求1所述的车辆乘员膝部保护装置，进一步包括膝部安全气囊模块，其被布置成靠近所述膝部板件的位于所述下托架所在一侧的部分并且固定至所述膝部板件或者所述下托架。

3.根据权利要求2所述的车辆乘员膝部保护装置，其中，所述膝部安全气囊模块的连接部分被定位成高于所述下托架的所述下端，所述膝部安全气囊模块经由所述连接部分固定至所述膝部板件，并且所述膝部安全气囊模块的另一连接部分被定位成低于所述下托架的所述下端，所述膝部安全气囊模块经由所述另一连接部分固定至所述膝部板件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆乘员膝部保护装置，其中，所述多个折皱被布置成纵向彼此相邻，使得所述折皱中的一个被定位在通过固定有所述上托架的部分的纵向中心所画的所述膝部板件的法线之上，而其它折皱被定位在所述法线之下。

5.根据权利要求4所述的车辆乘员膝部保护装置，其中：

所述多个折皱包括第一折皱和比所述第一折皱更靠近所述仪表板加强件的第二折皱；以及

所述上托架的截面系数从膝部板件侧端朝向所述第一折皱逐渐减小，并且从仪表板加强件侧端朝向所述第二折皱逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的车辆乘员膝部保护装置，其中：

所述上托架的截面为大致U形，向下开口并且具有向下延伸的垂直壁，或者向上开口并且具有向上延伸的垂直壁；以及

相应的所述垂直壁的高度变化，从而实现所述截面系数的减小。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆乘员膝部保护装置，其中，所述下托架在刚度上高于所述上托架。

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