JP2009040167A - ニーブラケット - Google Patents

Abstract

【課題】変形ストロークを大幅に縮めつつも、前面衝突時における膝への荷重は軽減し、乗員の傷害値低減を達成可能で、衝撃吸収機構の大きな質量増加を招くことのないニーブラケットを提供する。
【解決手段】車室内Ｉ前方のインストルメントパネルの内側に配設される衝撃吸収用のニーブラケット１であって、屈曲部２ａを有する断面コ字状のニーブラケット本体３と、ニーブラケット本体３の内底面に屈曲部２ａを覆うようにニーブラケット本体３の凹部９に、その凹部８が対向して接合されニーブラケット本体３の厚さの約１．０／１．６の厚みを有する断面ハット状の補強部材７とを備えた。
【選択図】図４

Description

本発明は、車輌の前面からの衝撃を吸収して乗員の傷害値を低減させるための衝撃吸収材に係り、特に車室内前方のインストルメントパネルの内側に配設される衝撃吸収用のニーブラケットに関する。

従来、図７及び図８に示すように、乗用車等の車輌Ｃ１には、前面からの衝撃から乗員Ｍ１を保護するための手段として衝撃吸収機構が設けられている。この種の衝撃吸収機構は、前面からの入力時において、車輌Ｃ１前方の座席に着座する乗員Ｍ１の前方移動抑制を行なうことで、乗員Ｍ１の下肢部傷害値の低減がなされるように構成されるものであって、車室内Ｉ１前方における乗員Ｍ１の膝相当位置に対応したインストルメントパネルの内側位置に、車輌Ｃ１の前後方向に変形ストロークを有するニーブラケット１０１を配設することで、前面衝突時において膝を拘束しながら変形してエネルギを吸収するように構成されている。

従来のニーブラケット１０１は、図９乃至図１１に示すように、屈曲部１０２ａ，１０２ｂを有する断面コ字形の二つの衝撃吸収フレーム１０３，１０４が車輌Ｃ１の後方に向かって互いに拡開したハ字形に対向配置されている。それらの衝撃吸収フレーム１０３，１０４は、それらの車輌Ｃ１前方側の端部が、車幅方向に延びた円筒形のリインフォース１０５に固着され、車輌Ｃ１後方側の端部が、インストルメントパネルを支持する上下方向に延びた支持フレーム１０６に固着されることで、インストルメントパネル（図示省略）の内側に配設されている。

このように構成された従来のニーブラケット１０１は、これら二つの衝撃吸収フレーム１０３，１０４と支持フレーム１０６との三つのフレームによって囲まれる略三角形の枠状構造を有し、前面からの入力時には、図１２乃至図１４に示すように、衝撃吸収フレーム１０３，１０４の屈曲部１０２ａ，１０２ｂが折れ曲がって変形することで、乗員Ｍ１を衝撃から保護することができるようになっている。
他方、乗員Ｍ１の保護度合いとしての傷害値は法的規制値が定められており、衝撃吸収機構は、その傷害値が法的規制値を越えないように構成することが要求される。このような従来のニーブラケットの例は特許文献１にも背景技術として開示されている。
特開２００３−３１２４１９号公報

上述したような傷害値に関する法的規制を満たすには、前面からの入力時における乗員Ｍ１の膝に掛かる荷重を所定値以下に抑える必要がある。その対策としては、衝撃吸収フレーム１０３，１０４の剛性を下げつつその変形ストロークを長めに設定するという方法が考えられる。しかしながら、車室内Ｉ１前方におけるスペースの制約から変形ストロークは短めに設定する必要があり、変形ストロークを長めに設定するのは現実的ではない。このため、変形ストロークを短めに設定しつつ傷害値を低減することが求められる。

変形ストロークを短くするためには、衝撃吸収フレーム１０３，１０４の剛性を上げることが必要であり、それには衝撃吸収フレーム１０３，１０４の板厚を厚くするのが一般的であるが、剛性を上げると荷重が大きくなり、荷重が大きいと膝の傷害値が法的規制値に達しなくなるという問題がある。
つまり、衝撃吸収機構には、衝撃吸収フレーム１０３，１０４の変形ストロークは小さくするが、荷重は大きくしないという背反する特性を満足させることが求められる。
また、衝撃吸収フレーム１０３，１０４の板厚を厚くすれば、剛性を上げることができるものの、衝撃吸収機構の質量増加量が大きくなり過ぎるという問題も生じる。

本発明は、上記問題点に鑑みて創作されたものであり、変形ストロークを大幅に縮めることが可能でありながらも前面衝突時における膝に掛かる荷重は軽減し、乗員の傷害値低減を達成することが可能であって、その上、衝撃吸収機構の大きな質量増加を招くことのないニーブラケットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、車室内前方のインストルメントパネルの内側に配設される衝撃吸収用のニーブラケットであって、屈曲部を有する断面コ字状のニーブラケット本体と、このニーブラケット本体の厚さに対し所定の割合で設定される厚さを有する断面ハット状の補強部材とを備え、この補強部材は凹部がニーブラケット本体の凹部と対向する向きでニーブラケット本体の内底面にニーブラケット本体の屈曲部を覆うように配設されたことを特徴とする。

補強部材は、ニーブラケット本体の厚さより薄く形成することが可能であり、例えば約１．０／１．６の厚さに設定することができる。

本発明のニーブラケットによれば、車輌の乗員の膝拘束を受け持つ衝撃吸収機構において、前面方向への入力時に折れ曲がって変形するニーブラケット本体の、屈曲部周辺のみを所定の厚さの断面ハット状の補強部材で覆うように補強し、ニーブラケットの変形時における初期のピーク荷重を受けつつ、変形過程の中盤において荷重を若干増加させて、所定値を越えずに荷重を変形過程に分散させるように構成したことにより、衝撃吸収機構の大きな質量増加を招かずに、変形ストロークを大幅に縮めつつも、前面衝突時における膝に掛かる荷重を抑制し、乗員の傷害値低減を達成することを可能とした。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本実施例のニーブラケット１は、車輌Ｃ前面からの衝撃を吸収して乗員Ｍを保護するための衝撃吸収材として、図１及び図２に示すように、車室内Ｉ前方のインストルメントパネル（図示省略）の内側に配設されるものである。

ニーブラケット１は、図２及び図３に示すように、屈曲部２ａ，２ｂを有する、車輌Ｃの前後方向に延びた断面コ字状の二つのフレーム状を成す衝撃吸収用のニーブラケット本体３，４が、車輌Ｃ後方に向かって互いに上下に拡開したハ字形に対向配置されて構成される。それら二つのニーブラケット本体３，４の車輌Ｃ前方側の端部は、車幅方向に延びた円筒形のリインフォース５に固着され、車輌後方側の端部はインストルメントパネルを支持する上下方向に延びた支持フレーム６に固着される。

このように構成されたニーブラケット１は、これら二つのニーブラケット本体３，４と支持フレーム６との三つのフレームによって囲まれる略三角形の枠状構造を有する。ニーブラケット本体３，４のうち、上側に位置するニーブラケット本体３の屈曲部２ａ，２ｂにおける水平部分の内面には、図４及び図５に示すように、屈曲部２ａ，２ｂ及びその周辺のみを覆うように所定の大きさ及び形状に形成された断面ハット状の補強部材７が、その凹部８がニーブラケット本体３の凹部９と対向する向きでニーブラケット本体３に対して接合される。なお、補強部材７の平面形状は、ニーブラケット本体３の屈曲部２ａ，２ｂ周辺の水平部分の形状とほぼ同等に形成される。

補強部材７は、ニーブラケット本体３の厚さの１．０／１．６程度の厚みに薄く形成することができ、ニーブラケット本体３の全体を補強するのではなく、屈曲部２ａ，２ｂ及びその周辺部のみを補強するように構成される。これによって、前面からの入力時には、ニーブラケット本体３の屈曲部２ａ，２ｂのみが補強されつつも折れ曲がり、この変形によって乗員Ｍを衝撃から保護することができる。

図６のグラフは、横軸に変形ストロークの長さ即ち変位を、縦軸に荷重をとり、加重が加わった際のこれらの値の変化をサンプリングしたものである（単位は任意目盛）。ニーブラケット本体の厚さを１．６ｔとした従来のニーブラケットを使用した結果としては、初期のピーク荷重が最小の曲線が描かれ、ニーブラケット本体の厚さを従来のニーブラケット本体の全体にわたって厚みを増した厚さ２．０ｔのニーブラケットを使用した結果としては、初期のピーク荷重が最大の曲線が描かれた。一方、厚さ１．０ｔの補強部材を屈曲部に接合した本実施例のニーブラケット１（実線図示）を使用した結果としては、初期のピーク荷重がそれらの中間にある曲線が描かれた。このグラフから明らかなとおり、本実施例のニーブラケット１によれば、初期のピーク荷重を図６において目標ラインとして表した法的規制値以下に抑えつつも、従来のニーブラケット（破線図示）に比べて変形ストロークを著しく短くすることができた。

なお、従来のニーブラケットの全体的な厚みを増して厚さ２．０ｔとしたニーブラケットにおける、厚さを増したことによる質量の増加量は５１ｇであり、他方、厚さ１．０ｔの補強部材を接合したことによる質量の増加量は２１ｇであった。このことから、本実施例における補強部材を接合したことによる質量増加は、前方からの入力時における変形過程の中盤の荷重が、本実施例のニーブラケットと殆ど同じ値となるニーブラケット本体全体的な増厚量、即ち厚さ２．０ｔのニーブラケットにおける質量増加に比べて質量増加を大きく抑えることができるといえる。

以上説明したように、本発明のニーブラケットは、初期のピーク荷重を所定値以下にしつつも、変形ストロークを著しく短くすることを実現するものである。これは本実施例で採った接合位置や形状、厚さ等といった特定の構成によっても達せられるものであるが、その主旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。

実施例のニーブラケットを配設する部位と乗員の位置関係を示す車室内前方のインストルメントパネルを外した状態の斜視図である。 図１に示すニーブラケットの拡大側面図である。 本実施例のニーブラケットの構成を示す側面図である。 図３に示すニーブラケットの平面透視図であって、該ニーブラケットと補強部材との大きさや形状、配設位置関係を示す図である。 図４におけるＡ−Ａ断面図である。 横軸に変形ストロークの長さ即ち変位を、縦軸に荷重を採ったグラフであって、厚さ１．６ｔの従来のニーブラケット、及び、全体の厚さを２．０ｔとしたニーブラケット、及び、１．６ｔの従来のニーブラケットの屈曲部に厚さ１．０ｔの補強部材を接合した本実施例のニーブラケットそれぞれの衝突実験によって得られた結果を示す図である。 従来のニーブラケットを配設する部位と乗員の位置関係を示す車室内前方のインストルメントパネルを外した状態の斜視図である。 図７に示す従来のニーブラケットの拡大側面図である。 従来のニーブラケットの構成を示す側面図である。 図９に示す従来のニーブラケットの平面図である。 図１０におけるＢ−Ｂ断面図である。 前方からの入力を受けて変形した従来のニーブラケットの側面図である。 図１２に示す変形状態の従来のニーブラケットの平面図である。 図１３におけるＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１ ニーブラケット
２ａ 屈曲部
２ｂ 屈曲部
３ ニーブラケット本体
４ ニーブラケット本体
５ リインフォース
６ 支持フレーム
７ 補強部材
８ 補強部材の凹部
９ ニーブラケット本体の凹部
１０１ ニーブラケット
１０２ａ 屈曲部
１０２ｂ 屈曲部
１０３ 衝撃吸収フレーム
１０４ 衝撃吸収フレーム
１０５ リインフォース
１０６ 支持フレーム
Ｃ 車輌
Ｃ１ 車輌
Ｉ 車室内
Ｉ１ 車室内
Ｍ 乗員
Ｍ１ 乗員

Claims (2)

1. 車室内前方のインストルメントパネルの内側に配設される、衝撃吸収用のニーブラケットであって、
   屈曲部を有する断面コ字状のニーブラケット本体と、
   該ニーブラケット本体の内底面に上記屈曲部を覆うように接合された断面ハット状の補強部材と、を備え、
   上記補強部材は、その凹部が上記ニーブラケット本体の凹部と対向する向きで配設されたことを特徴とする、ニーブラケット。
2. 前記補強部材は、前記ニーブラケット本体の厚さより薄く形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のニーブラケット。