JP2006044377A - ニーボルスター - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、安定した荷重特性を確保することができるニーボルスターを提供することを課題とする。
【解決手段】 ニーボルスター３０は、弓形に湾曲させたニーボルスター本体３１と、このニーボルスター本体３１の曲率よりも小さな曲率で且つニーボルスター本体３１の屈曲点３８とは異なる前後位置に屈曲点４１を有し、弓の弦のようにニーボルスター本体３１に掛け渡したサポート３２とからなる。ニーボルスター３０は、サポート３２の下面両端部３２ａ、３２ａをニーボルスター本体３１上面の左右に形成した成形凸部３３に取付け、ニーボルスター本体３１を固定バー２８の外周部２８ａに取付け一体化した部材である。サポート３２には、前後方向略中央部の左右に切欠き形成したノッチ３４、３４を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両へ衝突エネルギーが作用したときに、乗員の膝に作用する衝突エネルギーを緩和することで膝を保護する、ニーボルスターの改良技術に関する。

近年、車両に対して衝突エネルギーが作用したときに乗員を保護する乗員保護装置の開発が進められている。このような乗員保護の一環として、乗員の膝に作用する衝突エネルギーを緩和することで膝を保護する、ニーボルスターが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−３２６５５０公報（図２）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来の技術の基本構成を説明する図であり、ニーボルスター１００は、インパネ骨材１０１と連結部材１０２との間に掛け渡した円弧状の下部ステー１０３と、インパネ骨材１０１から乗員の膝Ｎｅ側に突出させて設けた円弧状の上部ステー１０４と、この上部ステー１０４と下部ステー１０３との間を掛け渡したパネル１０５とからなる。そして、このパネル１０５で膝Ｎｅの荷重を受け、両ステー１０３、１０４を変形させ、膝Ｎｅの荷重を両ステーの円弧部分で分散して吸収することにより膝Ｎｅを保護するというものである。

しかしながら、膝Ｎｅがパネル１０５のどの部位に当たるかは決まっていないため、衝突部位によって、特に、下部ステー１０３の曲げ点が変化する。曲げ点が変化すると、下部ステー１０３における変形形状が変化し、膝Ｎｅに作用する荷重が変化する。すなわち、従来の形状では曲げ点が一定でないため、発生する荷重にばらつきが発生することになる。これでは、安定した荷重特性を発揮させることができない。

本発明は、安定した荷重特性を確保することができるニーボルスターを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、乗員の膝が強く当たったときに、塑性変形することで衝撃エネルギーを吸収させて膝を保護するために、車体から後方へ延出するニーボルスターにおいて、このニーボルスターは、弓形に湾曲させたボルスター本体と、このボルスター本体の曲率よりも小さな曲率で且つボルスター本体の屈曲点とは異なる前後位置に屈曲点を有し、弓の弦のようにボルスター本体に掛け渡したサポートとからなることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、サポートの屈曲点は、サポートに切欠き形成したノッチであることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、ボルスター本体の屈曲点は、ボルスター本体に切欠き形成したノッチであることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ボルスター本体と、ボルスター本体に掛け渡したサポートの双方に屈曲点を設けたので、荷重を受け屈曲する屈曲点の位置が安定する。屈曲点の位置が安定するため、屈曲点を設けない場合に比べて荷重特性を安定化させることができる。
この結果、安定した荷重性能を確保することができるという利点がある。

加えて、ボルスター本体の屈曲点とサポートの屈曲点とは異なる前後位置に設けたので、初期荷重は、ボルスター本体とサポートとの各部材の個別屈曲変形（以下、１次屈曲変形と呼ぶ。）により吸収する。

ボルスター本体の１次屈曲変形及びサポートの１次屈曲変形が進むと共に、このサポートがボルスター本体に当接した後は、サポートがボルスター本体に当接した点において、ボルスター本体とサポートとの間で２次屈曲変形がはじまる。

各部材の１次屈曲変形に加え、ボルスター本体とサポートとの間で２次屈曲変形が付加されるため、１次屈曲変形後に低下傾向にある荷重特性を上昇させることができる。
この結果、ボルスター本体とサポートとの間に形成した限られた変形ストロークを有効に利用して、効率的に衝撃エネルギーを吸収することができるという利点がある。

さらに、サポートに備える屈曲点の位置を、ボルスター本体に備える屈曲点に対して前後位置に変化させることにより、荷重特性を変化させることができる。
この結果、好ましい荷重特性を選択することができるという利点がある。

請求項２に係る発明では、屈曲点は、サポートに切欠き形成したノッチであるため、金型形状を一部変更するのみで、屈曲点であるノッチの位置を変更することができる。
金型形状を一部変更するのみでノッチの位置を変更できるため、低コストで屈曲点を変更することができる。
この結果、荷重特性の変更を容易に行うことができるという利点がある。

請求項３に係る発明では、屈曲点は、ボルスター本体に切欠き形成したノッチであるため、金型形状を一部変更するのみで、屈曲点であるノッチの位置を変更することができる。
金型形状を一部変更するのみでノッチの位置を変更できるため、低コストで屈曲点を変更することができる。
この結果、荷重特性の変更を容易に行うことができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向を示す。
図１は本発明に係る車室前部にニーボルスターを取付けた車両の左側面図であり、車両１０は、車体１１前部において、前のエンジンルーム１２と後の車室１３とをダッシュパネル１４にて仕切り、ダッシュパネル１４の下端にフロアパネル１５の前端を接合したものである。

ダッシュパネル１４は、下部のダッシュロア１６と上部のダッシュアッパ１７とからなる。さらに車両１０は、車室１３の前部において、ダッシュアッパ１７から図示せぬ運転席並びに助手席に臨むインストルメントパネル２１を延ばし、このインストルメントパネル２１に計器類等を設けたものである。インストルメントパネル２１は、上半部のインストルメントパネルアッパ２２とインストルメントパネルロア２３とからなる。

インストルメントパネルロア２３は、側方から見たときに膝Ｎｅ側へ若干凸となる緩やかな円弧状を呈した板材で構成する。２４はウインドシールロアパネル、２５はフロントウインドシールド、２６はブレーキペダルである。

そして、車体１１の前部において図示せぬ左右のダッシュサイドパネル間に固定バー２８を掛け渡す。固定バー２８は、車幅方向に水平に延びる丸パイプや丸棒等の棒状の固定部材であって、その両端を左右のダッシュサイドパネルにボルト止めや溶接等によって固定したステーである。

さらにまた、車両１０は、例えば左側にステアリングホイール並びに運転席を配置した左ハンドル車であり、想像線にて示す運転者Ｍｎ、すなわち乗員Ｍｎの左右の膝Ｎｅ（左右一方のみを示す。）を保護するニーボルスター３０Ｌ、３０Ｒを備える。ニーボルスター３０Ｌ、３０Ｒは車体１１の前部から、すなわち固定バー２８から、運転席に着座している乗員Ｍｎの左右の膝Ｎｅへ向かって（車体から後方へ延出する）左右一対のニーボルスター本体３１Ｌ、３１Ｒを延ばした構成である。Ｌｅは乗員Ｍｎの脚部である。
すなわち、ニーボルスター３０Ｌ、３０Ｒは、乗員の膝が強く当たったときに、塑性変形することで衝撃エネルギーを吸収させて膝を保護する役割をもつ部材である。

以下、ニーボルスター３０Ｌ、３０Ｒは左右一対の構成であるが、左右で構造が異なるため、左右各々をより詳しく説明する。

ドア寄りの左の脚部Ｌｅは、ドアとの間に比較的広いスペースがあるので、脚部Ｌｅを車幅方向へ動かすときには、その自由度が大きい。このため、左の膝Ｎｅに臨む左のニーボルスター本体３１Ｌは、車幅方向の外寄りの位置に配置する。そして、このニーボルスター本体３１Ｌの上方からサポート３２を取付けることにより左側ニーボルスター３０Ｌを構成する。

一方、車両１０の車幅中央位置にはセンタコンソールボックスがあるので、乗員Ｍｎの右の脚部Ｌｅを車幅方向へ動かすときには、その自由度が小さい。このため、右の膝Ｎｅに臨む右のニーボルスター本体３１Ｒは、車幅方向の内寄りの位置に配置する。センタコンソールボックスがあるので、左右均等に荷重を受けるようにするため、ニーボルスター本体３１Ｒにはサポート部材を取付けない。

従って、本発明に係るニーボルスターは、左側のみに採用したので、以下、左側のニーボルスター３０Ｌのみを説明し、右側ニーボルスター３０Ｒの説明は省略する。
以下、ニーボルスター３０Ｌの符号は３０に、ニーボルスター本体３１Ｌの符号は３１に置き換えて説明を続ける。

図２は本発明に係るニーボルスターの側面図であり、ニーボルスター３１を左側方から見た構造を示し、図１に対応させて表した。
ニーボルスター３０は、サポート３２の下面両端部３２ａ、３２ａをニーボルスター本体３１上面の左右に形成した成形凸部３３に取付け、ニーボルスター本体３１を固定バー２８の外周部２８ａに取付け一体化した部材である。
サポート３２には、前後方向略中央部の左右に切欠き形成したノッチ３４を備える。３５は成形凸部である。

図３は本発明に係るニーボルスターの分解斜視図であり、ニーボルスター３０は、ニーボルスター本体３１とサポート３２とからなる。
ニーボルスター本体３１は、左右にスカート部３６、３６を有すると共に、上面３１ａの左右に成形凸部３３、３３を有する弓形形状の部材である。所定の剛性をもたせるため、上面３１ａを折り曲げ、スカート部３６、３６及び成形凸部３３、３３を形成した。そして、上面３１ａの前後方向略中央部の左右に切欠き形成したノッチ３７、３７を備える。

ニーボルスター本体３１が荷重を受けると、これらのノッチ３７、３７を結ぶ線で屈曲するように、スカート部の先端部３６ａの先にノッチ３７、３７を配置する。すなわち、このノッチ３７、３７がニーボルスター本体３１の屈曲点３８となる。

屈曲点３８は、ニーボルスター本体３１に切欠き形成したノッチ３７、３７であるため、金型形状を一部変更するのみで、屈曲点３８の位置を変更することができる。
金型形状を一部変更するのみでノッチ３７、３７の位置を変更できるため、低コストで屈曲点３８を変更することができる。
この結果、荷重特性の変更を容易に行うことができる。

一方、サポート３２は、上面３２ｂの中央部に成形凸部３５を備え、左右の上方に向け折り曲げて形成したフランジ部３９、３９と、左右方向に屈曲点４１を有する部材である。そして、この屈曲点４１の延長線上に、且つフランジ部３９、３９の略中央部の左右の一部に切欠きノッチ３４、３４を形成する。

屈曲点４１は、サポート３２に切欠き形成したノッチ３４、３４であるため、金型形状を一部変更するのみで、屈曲点４１の位置を変更することができる。
金型形状を一部変更するのみでノッチ３４、３４の位置を変更できるため、低コストで屈曲点４１を変更することができる。
この結果、荷重特性の変更を容易に行うことができる。
なお、本実施例において、後述する２次変形による変形特性を安定化させるため、サポート３２の左右に備えるノッチ３４、３４の間に、折り曲げライン４５を形成したが、この折り曲げライン４５の設置は任意である。

ニーボルスター本体３１及びサポート３２は、薄板鋼板をプレス成形して得た部材である。なお、ニーボルスター３０やサポート３２の材質はアルミニウムなどの軽合金でも差し支えないものとする。４２は位置決め用の穴である。
サポート３２をニーボルスター本体３１に接合する方法は、通常スポット溶接により行う。この他、例えば、アーク溶接でも良い。また、所定の荷重特性が得られるような接合強度が得られるならば、接着剤でも差し支えない。

図２に戻って、ニーボルスター３０は、弓形に湾曲させたニーボルスター本体３１と、このニーボルスター本体３１の曲率よりも小さな曲率で且つニーボルスター本体３１の屈曲点３８とは異なる前後位置に屈曲点４１を有し、弓の弦のようにニーボルスター本体３１に掛け渡したサポート３２とからなることを特徴とする。
具体的には、固定バー２８の中心２８ｂを基準として、ニーボルスター本体３１の屈曲点３８は、サポート３２の屈曲点４１よりも近づけて配置する。

図４は１次屈曲変形時におけるニーボルスターの作用図であり、ニーボルスター３０が荷重Ｐを受け、降伏点を越え、双方の部材３１、３２が屈曲点３８、４１で屈曲しはじめたことを示す。ニーボルスター本体３１に備える屈曲点３８及びサポート３２に備える屈曲点４１とで双方の部材３１、３２が屈曲し、荷重Ｐの作用点４４が変位しながら衝撃エネルギーを吸収する。

図５は２次屈曲変形時におけるニーボルスターの作用図であり、ニーボルスター本体３１及びサポート３２が荷重Ｐを受けて、さらに屈曲し、サポート３２の屈曲点４１がニーボルスター本体３１に当接することを示す。

この点を境に、サポート３２の屈曲点４１がニーボルスター本体３１に作用して、ニーボルスター３１に新たな屈曲点４３を形成する。
以降、従来の、ニーボルスター本体３１及びサポート３２に備える屈曲点３８、４１に加えて、新たな屈曲点４３が加わり荷重Ｐを受ける。

図６はニーボルスターの荷重特性を説明する図であり、縦軸はニーボルスター３０が受ける荷重Ｐ、横軸は荷重Ｐによる変位δを示す。
ニーボルスター３０が荷重Ｐを受け、各部材の屈曲点３８、４１（図４参照）で１次変形がはじまる。変位δ１のとき最大の抵抗力を示し、以降、荷重Ｐは下降傾向を呈する。

次に、ニーボルスター３０（図５参照）が荷重Ｐを受けながら変形を続け、サポート３２の屈曲点４１がニーボルスター本体３１に当接し、さらに荷重Ｐを受けると、サポート３２がニーボルスター本体３１に当接した部分で２次変形を開始する。このときの変位δ２のときを境に下降傾向にある荷重Ｐは増加に転ずる。従って、荷重Ｐを受け屈曲後においても、ニーボルスター３０の荷重を増加することができる。

サポート３２とニーボルスター本体３１の相互作用によるニーボルスター本体３１上に形成した新たな屈曲点４３で屈曲する２次変形を活用することで、従来は、下降傾向で推移した荷重Ｐを増加させ、衝撃を効率よく吸収することが可能となる。

ニーボルスター本体３１と、ニーボルスター本体３１に掛け渡したサポート３２の双方に屈曲点３８、４１を設けたので、荷重を受け屈曲する屈曲点の位置が安定する。屈曲点の位置が安定するため、屈曲点を設けない場合に比べて荷重特性を安定化させることができる。
この結果、安定した荷重性能を確保することができるという利点がある。

加えて、ニーボルスター本体３１の屈曲点３８とサポート３２の屈曲点４１とは異なる前後位置に設けたので、初期荷重は、ニーボルスター本体３１とサポート３２との各部材の１次屈曲変形により吸収する。

ニーボルスター本体３１の１次屈曲変形及びサポート３２の１次屈曲変形が進むと共に、このサポート３２がニーボルスター本体３１に当接した後は、サポート３２がニーボルスター本体３１に当接した点において、ニーボルスター本体３１とサポート３２との間で２次屈曲変形がはじまる。

各部材の１次屈曲変形に加え、ニーボルスター本体３１とサポート３２との間で２次屈曲変形が付加されるため、１次屈曲変形後に低下傾向にある荷重特性を上昇させることができる。
この結果、ニーボルスター本体とサポートとの間に形成した変形ストロークを有効に利用して、効率的に衝撃エネルギーを吸収することができるという利点がある。

以下、サポート３２に備える屈曲点の位置を、ニーボルスター本体３１に備える屈曲点に対して前後位置に変化させ、荷重特性を変化させることを説明する。
図７は図２の別実施例図であり、図２と異なる点は、固定バー２８の中心２８ｂを基準として、ニーボルスター本体３１Ｂの屈曲点３８Ｂは、サポート３２Ｂの屈曲点４１Ｂよりも遠ざけて配置したという点と、ニーボルスター本体３１Ｂの一部を曲げて形成するスカート部３６Ｂの長さを延ばしたという点である。

図８は図４の別実施例図であり、ニーボルスター３０Ｂが荷重Ｐを受け、降伏点を越え、双方の部材３１Ｂ、３２Ｂが屈曲点で屈曲しはじめたことを示す。

図９は図５の別実施例図であり、ニーボルスター本体３１Ｂ及びサポート３２Ｂが荷重Ｐを受けて、さらに屈曲し、サポート３２Ｂの屈曲点４１Ｂがニーボルスター本体３１Ｂに当接することを示す。
この点を境に、サポート３２Ｂの屈曲点４１Ｂがニーボルスター本体３１Ｂに作用して、ニーボルスター本体３１Ｂに新たな屈曲点３８Ｂを形成する。
以降、従来の、ニーボルスター本体３１Ｂ及びサポート３２Ｂに備える屈曲点３８Ｂ、４１Ｂに加えて、新たな屈曲点４３Ｂが加わり荷重Ｐを受ける。

サポート３２Ｂに備える屈曲点４１Ｂの位置を、ニーボルスター本体３１Ｂに備える屈曲点３８Ｂに対して前後位置に変化させることにより、荷重特性を変化させることができる。
この結果、好ましい荷重特性を選択することができるという利点がある。

尚、請求項１において、サポートの屈曲点は、サポートに切欠き形成したノッチ（端又は表面に形成した窪み、Ｖ字状の溝、切込み）でなくても良い。例えば、屈曲部とするため、サポートの屈曲点を単に曲げ加工するのみでも差し支えない。
同様に、ボルスター本体の屈曲点は、ノッチを省略して、ボルスター本体の屈曲点を単に曲げ加工するのみでも差し支えない。

また、本発明のニーボルスターは、実施の形態では四輪車の左足用に適用したが、適用範囲に制約はないものとする。例えば、車両のレイアウトにより、右ハンドル車では、右足のみに適用する。また、別の車両では、両足共適用する場合もあり得る。

本発明のニーボルスターは、四輪車に好適である。

本発明に係る車室前部にニーボルスターを取付けた車両の左側面図である。 本発明に係るニーボルスターの側面図である。 本発明に係るニーボルスターの分解斜視図である。 １次屈曲変形時におけるニーボルスターの作用図である。 ２次屈曲変形時におけるニーボルスターの作用図である。 ニーボルスターの荷重特性を説明する図である。 図２の別実施例図である。 図４の別実施例図である。 図５の別実施例図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

符号の説明

３０、３０Ｌ、３０Ｒ、３０Ｂ…ニーボルスター、３１、３１Ｌ、３１Ｒ、３１Ｂ…ニーボルスター本体、３２、３２Ｂ…サポート、３４…サポートに備えるノッチ、３７…ニーボルスター本体に備えるノッチ、３８、３８Ｂ…ニーボルスター本体の屈曲点、４１、４１Ｂ…サポートの屈曲点、４３、４３Ｂ…ニーボルスター本体の新たな屈曲点。

Claims (3)

1. 乗員の膝が強く当たったときに、塑性変形することで衝撃エネルギーを吸収させて前記膝を保護するために、車体から後方へ延出するニーボルスターにおいて、
   このニーボルスターは、弓形に湾曲させたボルスター本体と、このボルスター本体の曲率よりも小さな曲率で且つ前記ボルスター本体の屈曲点とは異なる前後位置に屈曲点を有し、弓の弦のように前記ボルスター本体に掛け渡したサポートとからなることを特徴とするニーボルスター。
2. 前記サポートの屈曲点は、前記サポートに切欠き形成したノッチであることを特徴とする請求項１記載のニーボルスター。
3. 前記ボルスター本体の屈曲点は、前記ボルスター本体に切欠き形成したノッチであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のニーボルスター。
   

Images