JP2005263168A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下肢の保護作用をより一層高めることのできる乗員保護装置を提供する。
【解決手段】乗員保護装置を、衝突荷重を受けて変形する部材にそれぞれが結合され、且つ衝突荷重の作用する向きに沿って相対移動可能な固定体１及び可動体２と、これら２つの部分のうちの衝突初期により変形し難いサブビーム１０と一体のダッシュボード９側に設けられたブレーキペダル１４等と、衝突時に先に衝突荷重の影響を受けるメインビーム８と一体のフロア部４側に設けられたシートベルト付きシート５と、衝突荷重の作用方向に対向する向きの力をダッシュボード９側に加えるべく２つの部分同士間に設けられた制動部材１６及びストッパ１７と、衝突荷重の作用方向に対向する向きに移動するダッシュボード９側の慣性力を吸収すべく２つの部分同士間に設けられた荷重吸収体１１とを有するものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、衝突時に乗員が受ける衝撃を最小化するための乗員保護装置に関するものである。

自動車が衝突した際に、車体が変形してダッシュボード等、車体の一部が車室内に侵入すると共に、慣性によって乗員が前方へ移動し、ダッシュボート等に乗員の下肢が突き当たることがあり得る。このことによって乗員の下肢に損傷が及ぶことを抑制するために、乗員の下肢に直接または内装材を介して当接する保護部材をダッシュボードの後方に設け、この保護部材の塑性変形によって乗員の下肢に加わる衝撃荷重を低減しようとする乗員保護装置が知られている（特許文献１を参照されたい）。
特開平１１−０５９３０２号公報

しかるに、衝突時の車体変形モードは、座屈や曲げなどが複合しており、乗員に加わる衝撃荷重を正確に予測することは困難である。そのため、実際のところ、乗員の下肢に対向配置した衝撃吸収部材による保護効果には限界があった。

本発明は、このような不都合を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、下肢の保護作用をより一層高めることのできる乗員保護装置を提供することにある。

このような課題を解決するため、本発明の請求項１は、乗員保護装置を、衝突荷重を受けて変形する部材にそれぞれが結合され、且つ衝突荷重の作用する向きに沿って相対移動可能な２つの部分（固定体１、可動体２）と、これら２つの部分のうちの衝突初期により変形し難い第１の部分側（サブビーム１０と一体のダッシュボード９）に設けられた乗員の足で踏まれる部材（ブレーキペダル１４）と、第１の部分よりも先に衝突荷重の影響を受ける第２の部分側（メインビーム８と一体のフロア部４）に設けられたシートベルト付きシート（５）と、衝突荷重の作用方向に対向する向きの力を第１の部分側に加えるべく２つの部分同士間に設けられた制動力発生手段（制動部材１６、ストッパ１７）と、衝突荷重の作用方向に対向する向きに移動する第１の部分側の慣性力を吸収すべく２つの部分同士間に設けられた荷重吸収体（１１）とを有するものとした。

また本発明の請求項２は、上記構成に加えて、乗員の足で踏まれる部材と第１の部分との間に圧潰可能な緩衝部材（１５）を設けるものとした。

このような本発明によれば、第２の部分側だけが変形する軽衝突の場合と、両方の部分が共に変形する重衝突の場合とで、荷重吸収体による衝突荷重の吸収と、衝突時の減速度波形制御とに作用を分けることができるので、衝突の規模に応じた最適な衝撃吸収モードを実現し得る。また、乗員の足で踏まれる部材とシートとを互いに異なる部分に設けることにより、衝突初期にいち早く車両の後方へ下肢を移動させることができるので、ダッシュボードなどの予測不可能で不安定な室内侵入が下肢に傷害を与える危険性を好適に排除することができる。

特に乗員が足で踏む部材とダッシュボードとの間に設けた緩衝部材により、足を強く踏み込んだとき、あるいはダッシュボードが車室内に侵入したときの下肢に加わる衝撃荷重を大幅に緩和することができる。

以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。

図１は、本発明に基づき構成された自動車の車体の概略構成を示している。この自動車の車室部分を構成するフロア及びダッシュボードは、車体外殻と実質的に一体をなす固定体１（第２の部分）と、固定体１の内側で固定体１に対して前後に移動可能な可動体２（第１の部分）との二重構造をなしている。可動体２のフロア部３は、固定体１のフロア部４上に設置されたシート５に干渉しないようにされた上で、例えばスライドボールベアリングなどの適宜な低摩擦摺動機構６を介して固定体１のフロア部４上に設置されている。

固定体１のダッシュボード部７の前面には、車体の略最前端まで延びるメインビーム８が固着されている。また可動体２のダッシュボード部９の前面には、固定体１のダッシュボード部７を貫通して車体の前方へ向けて延出されたサブビーム１０が固着されている。このサブビーム１０は、メインビーム８よりも座屈強度が高く設定され、しかもその前端をメインビーム８よりも後方に位置させている。

固定体１と可動体２との各ダッシュボード部７・９同士間には、例えばハニカム構造体などからなる所定の荷重で圧潰変形する荷重吸収体１１が挟設されている。

固定体１のフロア部４上に設けられたシート５には、運転者１２を拘束するためのシートベルト１３が付設され、可動体２のダッシュボード部９には、ブレーキペダル１４が設けられている。また可動体２のダッシュボード部９とブレーキペダル１４との間には、所定の荷重で圧潰変形する緩衝部材１５が設けられている。

固定体１のフロア部４の後端には、例えばハニカム構造体などからなる所定の荷重で圧潰変形する制動部材１６が設けられている。そして可動体２のフロア部３の後端には、制動部材１６が突き当たるストッパ１７が設けられている。

次に本発明装置の衝突時の作用について説明する。

路上建造物などに自動車が正面衝突すると、図２に示すように、その前端がより突き出しているメインビーム８が先ず座屈変形を開始する。この時、メインビーム８の前後方向寸法が収縮する分だけ車室部分（固定体１並びに可動体２のダッシュボード部７・９及びフロア部３・４）は前方への移動を継続する。つまりメインビーム８に作用する座屈応力に応じた減速度で固定体１並びに可動体２の車室部分が減速する。

ここで車体前部に加わる衝突荷重が比較的小さく、固定体１並びに可動体２の各ダッシュボード部７・９同士間に挟設された衝撃吸収体１１が変形せずに衝突荷重を支えられる程度の軽衝突時は、慣性質量の小さい可動体２は慣性質量の大きい固定体１と共に減速する（図４のＡの領域）。

一方、シートベルト１３でシート５に拘束された運転者１２は、自身の慣性力が前方へ作用しているので、衝突の瞬間にブレーキペダル１４を強く踏み込んで乗車姿勢を維持しようとする。このときの踏力でブレーキペダル１４と可動体２のダッシュボード部９との間に設けられた緩衝部材１５が圧潰変形し、足首など下肢への衝撃的な入力が緩和される（図４のＢの領域）。

衝突が進行して路上構築物などにサブビーム１０が突き当たると、図３に示すように、サブビーム１０の圧縮強度が比較的高く設定されているので、サブビーム１０は変形せずに固定体１と可動体２との各ダッシュボード部７・９同士間に挟設された衝撃吸収体１１が圧潰変形し、可動体２の減速度が固定体１の減速度と等しく保たれ、下肢への過大な入力が抑制される（図４のＣの領域）。

他方、大規模な重衝突時には、衝突初期はメインビーム８の座屈変形で車室部分の減速度を制限するが、サブビーム１０の前端までもが早期に路上建造物に突き当たってしまう。ここでサブビーム１０の座屈強度が比較的高く設定されているので、図５に示すように、慣性質量のより小さい可動体２は後方へ押し出され、これによって可動体２は固定体１よりもより高い減速度をもって減速する（図８のａの領域）。つまりシート５とシートベルト１３で拘束された運転者１２の上体は固定体１と共に減速するが、運転者の下肢の減速度がより高くなる。このとき、下肢が後退させられることで膝や足首が折り曲げられるが、ブレーキペダル１４と可動体２のダッシュボード９との間に設けられた緩衝部材１５が圧潰変形してこの時の衝撃荷重を吸収する。

さらに可動体２が後退すると、図６に示すように、そのフロア部３の後端のストッパ１７が固定体１のフロア部４の後端の制動部材１６に突き当たり、ストッパ１７は制動部材１６を圧縮変形させる。この時発生する制動部材１６の座屈応力によって可動体２の後方移動速度が減速すると、可動体２上の下肢の後方移動も減速する。これは可動体２並びに下肢に前向きの加速度が作用したのに等しい（図８のｂ領域）。

制動部材１６の変形が底付きすると、固定体１のダッシュボード部７が車室内に侵入しようとするが、図７に示すように、両ダッシュボード部７・９同士間の荷重吸収体１１が圧潰変形して固定体１のダッシュボード部７の移動量並びに衝突荷重が吸収され、可動体２の減速度が固定体１の減速度と釣り合うようになり、可動体２のフロア部３への入力は低減される（図８のｃ領域）。

衝突終盤では、下肢および可動体２と、シート５、運転者１２の上体、および固定体１の各減速度が釣り合い、全てが同じ減速度となり、この状態は車両が完全停止するまで継続する（図８のｄ領域）。

このようにして、下肢、特に足首への過大な入力が抑制される。

上記実施例においては、メインビーム８の前端をサブビーム１０の前端よりも前方へ突出させることにより、衝突初期においてメインビーム８が先に衝突荷重を受け、シート５がより早期に衝突荷重の影響を受けられるものとしたが、これは両ビーム８・１０の剛性差によってシート５に先に衝突荷重が加わるものとしても良い。また、ブレーキペダル１４に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、ブレーキペダル以外の他のペダル或いはフットレストに適用することも可能である。

本発明装置が適用された自動車の概略構成図である。 軽衝突時の衝突中盤における車体変形の様子を示す要部側面図である。 軽衝突時の衝突終盤における車体変形の様子を示す要部側面図である。 軽衝突時の減速度パターンを示すグラフである。 重衝突時の衝突初期における車体変形の様子を示す要部側面図である。 重衝突時の衝突中盤における車体変形の様子を示す要部側面図である。 重衝突時の衝突終盤における車体変形の様子を示す要部側面図である。 重衝突時の減速度パターンを示すグラフである。

符号の説明

１ 固定体
２ 可動体
３ フロア部（可動側）
４ フロア部（固定側）
５ シート
７ ダッシュボード（固定側）
８ メインビーム
９ ダッシュボード（可動側）
１０ サブビーム
１１ 荷重吸収体
１３ シートベルト
１４ ブレーキペダル
１５ 緩衝部材
１６ 制動部材
１７ ストッパ

Claims (2)

1. 衝突荷重を受けて変形する部材にそれぞれが結合され、且つ衝突荷重の作用する向きに沿って相対移動可能な２つの部分と、
   前記２つの部分のうちの衝突初期により変形し難い第１の部分側に設けられた乗員の足で踏まれる部材と、
   前記第１の部分よりも先に衝突荷重の影響を受ける第２の部分側に設けられたシートベルト付きシートと、
   前記衝突荷重の作用方向に対向する向きの力を前記第１の部分側に加えるべく前記２つの部分同士間に設けられた制動力発生手段と、
   前記衝突荷重の作用方向に対向する向きに移動する前記第１の部分の慣性力を吸収すべく前記２つの部分同士間に設けられた荷重吸収体とを有することを特徴とする乗員保護装置。
2. 前記乗員の足で踏まれる部材と前記第１の部分との間に圧潰可能な緩衝部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。

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