JP2018020666A - 車両用ニーボルスター - Google Patents

Abstract

【課題】車両衝突時のヒザ荷重を受け止める際に生じる変形過程での横倒れを防止し、ニーボルスター本来の荷重吸収性能を高めることにある。
【解決手段】ステアリングサポートメンバ３に接合される車両前方部１１と、インストルメントパネル２に接合される車両後方部１２とから構成され、車両前方部１１及び車両後方部１２は、上部部材４と下部部材５をそれぞれ備え、車両前方部１１は、上部部材４と下部部材５とを接合することによって形成される閉断面を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ニーボルスターに関する。

従来から、車両の前席前方側には、車両衝突時のヒザ荷重を受け止め、変形によって衝撃荷重を吸収するような機能を持つニーボルスター（ニープロテクタブラケット）が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１０６６１１号公報

しかしながら、上述した従来の車両用ニーボルスターは、１部品である単体のチャンネル部材により構成されているので、車両衝突時の大きなヒザ荷重を受け止めることができず、ヒザ進入量が大きくなるという問題があった。また、ヒザ荷重によって、ニーボルスター自体が横倒れしたり、あるいは、段階的な圧潰の過程で車両幅方向に変形したりすると、ニーボルスターが有する本来の荷重吸収性能を発揮できなくなるので、荷重吸収の効率低下を招くおそれがあった。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両衝突時のヒザ荷重を受け止める際に生じる変形過程での横倒れを防止し、ニーボルスター本来の荷重吸収性能を高めることが可能な車両用ニーボルスターを提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、ステアリングサポートメンバに接合される車両前方部と、インストルメントパネルに接合される車両後方部とから構成され、前記車両前方部及び前記車両後方部は、上部部材と下部部材をそれぞれ備え、前記車両前方部は、前記上部部材と前記下部部材とを接合することによって形成される閉断面を有している。

上述の如く、本発明に係る車両用ニーボルスターは、ステアリングサポートメンバに接合される車両前方部と、インストルメントパネルに接合される車両後方部とから構成され、前記車両前方部及び前記車両後方部は、上部部材と下部部材をそれぞれ備え、前記車両前方部は、前記上部部材と前記下部部材とを接合することによって形成される閉断面を有しているので、車両前方部の剛性を高めることができる。
そのため、本発明の車両用ニーボルスターは、車両衝突時においてヒザ荷重を受け止めて変形する際に、剛性の高い車両前方部がニーボルスター変形過程での横倒れを防止する機能を発揮することができる。したがって、本発明の車両用ニーボルスターによれば、ニーボルスター本来の荷重吸収性能を向上させ、荷重吸収の効率化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る車両用ニーボルスターがステアリングサポートメンバ及びインストルメントパネルに接合された状態を示す側面図である。 図１における車両用ニーボルスターを車両後方斜め上から見た斜視図である。 図１における車両用ニーボルスターを車両前方斜め下から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両用ニーボルスターにヒザ荷重が加わった時の車両前方部及び車両後方部の変形過程を示すものであり、（ａ）は車両前方部及び車両後方部が変形する前の状態にある側面図、（ｂ）は車両後方部のみが変形している途中の状態にある側面図、（ｃ）は車両用ニーボルスターの車両前方部及び車両後方部が変形した後の状態にある側面図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は本発明の実施形態に係る車両用ニーボルスターを示すものである。なお、図において、矢印Ｆｒ方向は車両前方を示している。

図１〜図３に示すように、本発明の実施形態に係る車両用ニーボルスター１は、衝突時において、車室内の前席（運転席、助手席）に着座した乗員のヒザを受け止め、変形によってヒザへの荷重を吸収するために設けられる部材である。このような車両用ニーボルスター１は、前席前方に位置するインストルメントパネル２の内部下側に配設されており、乗員のヒザに対応して、車両幅方向に所定の間隔を空けて左右に配置されている。

本実施形態の車両用ニーボルスター１は、図１に示すように、車両前後方向に沿って配置されており、ステアリングサポートメンバ３の外周面下側に接合される車両前方部１１と、インストルメントパネル２の裏面側（車両前方側）に接合される車両後方部１２とから構成されている。車両前方部１１は、主に、ヒザ荷重入力時における車両用ニーボルスター１の支持部としての機能を有し、車両後方部１２は、主に、ヒザ荷重入力時における車両用ニーボルスター１の変形部としての機能を有している。
これら車両前方部１１及び車両後方部１２は、上下に配置される上部部材４と下部部材５をそれぞれ備え、２部品の構成となっている。しかも、車両前方部１１は、上部部材４と下部部材５とを接合することによって形成される閉断面を有している。

一方、ステアリングサポートメンバ３は、剛性を有するパイプ状の部材を用いて形成されている。このステアリングサポートメンバ３は、インストルメントパネル２を支持する部材であり、車両幅方向に沿って延び、左右両端部がダッシュサイドパネル等の車体側部（図示せず）に取付けられている。
また、インストルメントパネル２の裏面側であって、搭載する車両用ニーボルスター１の車両後方部１２と対応する位置には、縦壁面状の取付面２１が突出して設けられており、該取付面２１は、車両後方へ向かって下り傾斜面に形成されている。そのため、車両用ニーボルスター１の車両後方部１２は、当該車両後方部１２の後端部を取付面２１に重ね合わせた状態でスクリュ６及びナット７を締結させることにより、インストルメントパネル２に固定されるようになっている。

車両前方部１１の上部部材４及び下部部材５は、図１〜図３に示すように、車両前後方向に延びるパネル面状の本体部４１，５１と、該本体部４１，５１の車両幅方向外側端部から直交する方向に延びる左右一対の側壁４２，５２とからなる断面コ字状にそれぞれ形成され、開口部が互いに対向して配置されている。そのため、車両前方部１１の閉断面は、上部部材４及び下部部材５の左右一対の側壁４２，５２を重ね合わせ、溶接などで互いに接合することによって形成されている。

本実施形態の車両前方部１１は、図１に示すように、車両後方側及び車両下方側に下り傾斜で延びる基部１１Ａと、該基部１１Ａの後端側に位置し、下向きに湾曲した屈曲部１１Ｃを介して車両後方側へ向かって車両前後方向に延びる水平部１１Ｂとを有し、車両側方視で略Ｌ字形状に形成されている。そして、車両後方部１２は、水平部１１Ｂから車両後方側に連続して延びている。すなわち、本実施形態の車両用ニーボルスター１においては、車両後方部１２と車両前方部１１の水平部１１Ｂとの境界が車室内の乗員側に設定されている。
また、車両前方部１１において、下部部材５の屈曲部１１Ｃに位置する左右一対の側壁５２の上部には、図１及び図３に示すように、上方側が大きく切り欠かれた略Ｕ字状の切欠き５４が形成されており、該切欠き５４によって、ヒザ荷重の入力時における屈曲部１１Ｃの変形が阻害されないように構成されている。

本実施形態の車両後方部１２は、図１〜図３に示すように、上部部材４の本体部４１が車両前方部１１の後端から車両後方側及び車両上方側に向かって延び、かつ車両下方側及び車両前方側に折り返されて形成された円環形状部１２Ａを有している。すなわち、円環形状部１２Ａは、車両側方視で、車両前方側が開口した横向き配置の略Ｕ字形状に形成されており、乗員のヒザ部からの初期荷重を受け止めた円環形状部１２Ａが潰れて容易に変形するように構成されている。
車両後方部１２の後端部に位置する上部部材４の端部には、円環形状部１２Ａの下側前端から車両下方へ向かって延び、インストルメントパネル２の取付面２１に接合させる取付片部４３が設けられている。そのため、取付片部４３は、取付面２１と対応する下り傾斜の傾斜面状に形成されており、下側の中間部分には、スクリュ６の軸部などの取付部材を挿入する複数個（本実施形態では２個）の挿入孔６ａが横並びに設けられている。

また、車両後方部１２における上部部材４及び下部部材５の左右一対の側壁４２，５２は、図１〜図３に示すように、車両前方部１１の後端から車両後方側及び車両上方側に向かって延び、それぞれ荷重調整用フランジ４２ａ，５２ａとして構成されている。しかも、車両後方部１２における上部部材４には、車両後方側及び車両上方側に向かって延びる凹形状の荷重調整用ビード４４が設けられており、該荷重調整用ビード４４は、本体部４１及び円環形状部１２Ａの幅方向中央部に配置されている。これら荷重調整用フランジ４２ａ，５２ａ及び荷重調整用ビード４４は、ヒザ荷重の入力時における円環形状部１２Ａの潰れ量を調整するために設けられている。

さらに、車両後方部１２における下部部材５の後端部には、図１及び図３に示すように、上部部材４の端部である取付片部４３の前面上部と溶接などで接合する接合面５３が車両下方に折り曲げられて形成されている。すなわち、上部部材４の端部の取付片部４３及び下部部材５の端部である接合面５３は、円環形状部１２Ａに対して直交する方向に延びており、ヒザ荷重を受け止めた円環形状部１２Ａが潰れて変形しやすくなっている。
しかも、下部部材５の接合面５３は、上下方向及び幅方向の大きさが上部部材４の取付片部４３と比べて小さく形成されており、折り曲げ部分が脆弱となるように構成されている。これにより、円環形状部１２Ａが潰れる変形過程において、接合面５３の屈曲部分の折れ曲がりが促進されるようになっている。また、取付片部４３の挿入孔６ａを覆わない位置に接合面５３を配置することにより、取付片部４３の取付面２１への締結スペースが確保されている。

また、本実施形態の車両前方部１１の基部１１Ａ側における上部部材４の左右一対の側壁４２は、図１〜図３に示すように、ステアリングサポートメンバ３側の上下方向長さが大きく形成されており、下部部材５の左右一対の側壁５２の外側に溶接などで接合されている。しかも、上部部材４における本体部４１及び左右一対の側壁４２の上端部４２ｂは、ステアリングサポートメンバ３の外周面に溶接などで接合されている。そのため、左右一対の側壁４２の上端部４２ｂは、外側へほぼ直角に折り曲げられ、かつ接合する面がステアリングサポートメンバ３の外周面と対応する湾曲面状に形成されている。これにより、車両前方部１１の基部１１Ａとステアリングサポートメンバ３とが一体的に接合されることになり、ヒザ荷重の入力時において、車両前方部１１の基部１１Ａが、車両上方に持ち上げられことなく、ステアリングサポートメンバ３を中心にして車両前方及び車両下方に回動するようにしている。

図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る車両用ニーボルスター１がインストルメントパネル２を介して矢印Ｆで示されたヒザ荷重を受け止めた時の車両前方部１１及び車両後方部１２の変形過程を示すものである。
図４（ａ）に示すように、車両用ニーボルスター１がヒザ荷重を受け止める初期段階では、車両前方部１１及び車両後方部１２には変形が生じていない。
次いで、図４（ｂ）に示すように、ヒザ荷重が車両用ニーボルスター１の車両後方部１２に入力されると、円環形状部１２Ａが荷重調整用フランジ４２ａ，５２ａ及び荷重調整用ビード４４により潰れ量を調整されながら潰れる方向に変形するとともに、車両前方部１１の水平部１１Ｂと車両後方部１２との境界を起点として、車両後方部１２が車両前方及び車両上方に向かって変形しながら回動する。
そして、図４（ｃ）に示すように、ヒザ荷重がさらに車両用ニーボルスター１の車両後方部１２に加わると、車両後方部１２が車両前方に向かってほぼ直角に折れ曲がり、かつ、車両前方部１１の水平部１１Ｂも切欠き５４を有する屈曲部１１Ｃを起点に変形しながら持ち上げられるとともに、車両前方部１１の基部１１Ａが、ステアリングサポートメンバ３を中心にして車両前方及び車両下方に変形しながら回動する。
このような車両前方部１１及び車両後方部１２の変形過程及び回動動作において、本実施形態の車両用ニーボルスター１は、受け止めたヒザ荷重を吸収している。

このように、本発明の実施形態に係る車両用ニーボルスター１は、ステアリングサポートメンバ３に接合される車両前方部１１と、インストルメントパネル２に接合される車両後方部１２とから構成され、これら車両前方部１１及び車両後方部１２は、上部部材４と下部部材５をそれぞれ備え、車両前方部１１が、上部部材４と下部部材５とを接合することによって形成される閉断面を有しているので、車両前方部１１の剛性を高めることができる。したがって、本実施形態の車両用ニーボルスター１では、車両衝突時にヒザ荷重を受け止めて変形する際に、高剛性の車両前方部１１が当該ニーボルスター１の横倒れを防止し、当該ニーボルスター１の姿勢を維持させているので、ヒザ荷重を効率良く吸収することができる。

また、本実施形態の車両用ニーボルスター１は、車両前方部１１の上部部材４及び下部部材５が、車両前後方向に延びる本体部４１，５１と、本体部４１，５１の車両幅方向外側端部から直交する方向に延びる一対の側壁４２，５２とからなる断面コ字状にそれぞれ形成されており、上部部材４及び下部部材５の側壁４２，５２を互いに接合することによって、閉断面が形成されているので、車両前方部１１の車両幅方向外側の剛性を向上させることが可能となり、車両衝突時にヒザ荷重を受け止めて変形する際に、当該ニーボルスター１の横倒れを効果的に防止することができる。

さらに、本実施形態の車両用ニーボルスター１において、車両前方部１１は、車両後方側及び車両下方側に延びる基部１１Ａと、基部１１Ａの後端側に位置し、屈曲部１１Ｃを介して車両後方側に延びる水平部１１Ｂとを有し、車両後方部１２は、水平部１１Ｂから車両後方側に連続して延びている。したがって、本実施形態の車両用ニーボルスター１への過大な荷重に対しては、屈曲部１１Ｃが屈曲変形するとともに、基部１１Ａがステアリングサポートメンバ３を中心に車両下方に回動変形するので、受け止めた荷重を効率的に吸収できる。
また、水平部１１Ｂが車両後方部１２の前端から連続して車両前後方向に延びているので、車両後方部１２からの入力荷重を車両前方への動きとして車両前方部１１の基部１１Ａ側に伝達することができ、基部１１Ａ側の横倒れを防止できる。しかも、水平部１１Ｂの車両後方側に変形部としての機能を有する車両後方部１２を有しているので、荷重吸収の起点となる車両後方部１２と車両前方部１１の水平部１１Ｂとの境界を乗員側に設定でき、荷重入力に対する応答を早め、短い前後ストロークで迅速に荷重を吸収することができる。

そして、本実施形態の車両用ニーボルスター１では、車両後方部１２における上部部材４の本体部４１が車両前方部１１の後端から車両後方側に向かって延び、かつ車両下方側及び車両前方側に折り返されて形成された円環形状部１２Ａを有しているので、ヒザ荷重の初期入力に対して円環形状部１２Ａを潰れる方向へ容易に変形させることができ、初期入力された荷重を効果的に吸収できる。

しかも、本実施形態の車両用ニーボルスター１では、車両後方部１２における上部部材４及び下部部材５の一対の側壁４２，５２が、荷重調整用フランジ４２ａ，５２ａとして構成されているとともに、車両後方部１２における上部部材４には、車両後方側及び車両下方側に向かって延びる荷重調整用ビード４４が設けられているので、円環形状部１２Ａの折り返し部分のビード４４やフランジ４２ａ，５２ａによって円環形状部１２Ａの潰れ量を容易に調整することができ、様々な衝突形態、ヒザ荷重等に対して優れた適用性を有している。

また、本実施形態の車両用ニーボルスター１では、車両後方部１２における下部部材５の後端部に上部部材４の端部の取付片部４３と接合する接合面５３が車両下方に折り曲げられて形成されており、接合面５３の大きさは、上部部材４の端部の取付片部４３に比べて小さく形成されているので、円環形状部１２Ａが潰れる変形において、車両前方部１１の屈曲部１１Ｃに位置する下部部材５の屈曲部分の折れ曲がりを促進することができる。特に、上部部材４の本体部４１が下部部材５の本体部５１よりも幅広に形成されている場合、下部部材５の側壁５２が上部部材４の側壁４２の内側へ入り込むことになるので、円環形状部１２Ａの潰れ変形後における横倒れ防止効果を高めることができる。しかも、上部部材４及び下部部材５の端部である取付片部４３及び接合面５３が円環形状部１２Ａの長手方向に対して直交する方向に延びている場合には、円環形状部１２Ａの潰れ変形を容易に起こすことができる。

さらに、本実施形態の車両用ニーボルスター１では、下部部材５の屈曲部１１Ｃに位置する一対の側壁５２に切欠き５４が形成されているので、車両後方部１２からヒザ荷重を受けた水平部１１Ｂが車両前方へ移動することによって、屈曲部１１Ｃに位置する一対の側壁５２が車両幅方向外側に押し広げられる屈曲部１１Ｃの変形が、阻害されるということは起こらない。

また、本実施形態の車両用ニーボルスター１は、車両前方部１１において、上部部材４の一対の側壁４２が、下部部材５の一対の側壁５２の外側に接合され、上部部材４の本体部４１及び一対の側壁４２の上端部４２ｂが、ステアリングサポートメンバ３と接合されているので、車両後方部１２からヒザ荷重が入力された場合に、車両前方部１１の基部１１Ａが車両上方に持ち上がる変形を抑え、ステアリングサポートメンバ３を中心に車両下方に回動する変形を促進させることができ、ニーボルスター１の横倒れを効果的に防ぐことができる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、既述の実施形態における車両後方部１２は、車両前方部１１よりも短く設定されているが、乗員レイアウト、衝突形態、ヒザ荷重などに対応して、長さや板厚等を変更しても良い。また、荷重調整用フランジ４２ａ，５２ａの高さや、荷重調整用ビード４４の幅及び深さを変更することが可能である。さらに、車両前方部１１における上部部材４と下部部材５との溶接位置等も変更することが可能である。

１ 車両用ニーボルスター
２ インストルメントパネル
３ ステアリングサポートメンバ
４ 上部部材
５ 下部部材
６ スクリュ
６ａ 挿入孔
７ ナット
１１ 車両前方部
１１Ａ 基部
１１Ｂ 水平部
１１Ｃ 屈曲部
１２ 車両後方部
１２Ａ 円環形状部
２１ 取付面
４１ 上部部材の本体部
４２ 上部部材の側壁
４２ａ 荷重調整用フランジ
４２ｂ 上端部
４３ 取付片部
４４ 荷重調整用ビード
５１ 下部部材の本体部
５２ 下部部材の側壁
５２ａ 荷重調整用フランジ
５３ 接合面
５４ 切欠き

Claims (8)

1. ステアリングサポートメンバに接合される車両前方部と、インストルメントパネルに接合される車両後方部とから構成され、
   前記車両前方部及び前記車両後方部は、上部部材と下部部材をそれぞれ備え、前記車両前方部は、前記上部部材と前記下部部材とを接合することによって形成される閉断面を有していることを特徴とする車両用ニーボルスター。
2. 前記車両前方部の前記上部部材及び前記下部部材は、車両前後方向に延びる本体部と、該本体部の車両幅方向外側端部から直交する方向に延びる一対の側壁とからなる断面コ字状にそれぞれ形成されており、前記上部部材及び前記下部部材の前記側壁を互いに接合することによって、前記閉断面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ニーボルスター。
3. 前記車両前方部は、車両後方側及び車両下方側に延びる基部と、該基部の後端側に位置し、屈曲部を介して車両後方側に延びる水平部とを有し、前記車両後方部は、前記水平部から車両後方側に連続して延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ニーボルスター。
4. 前記車両後方部は、前記上部部材の前記本体部が前記車両前方部の後端から車両後方側に向かって延び、かつ車両下方側及び車両前方側に折り返されて形成された円環形状部を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用ニーボルスター。
5. 前記車両後方部における前記上部部材及び前記下部部材の一対の側壁は、荷重調整用フランジとして構成されているとともに、前記車両後方部における前記上部部材には、車両後方側及び車両下方側に向かって延びる荷重調整用ビードが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用ニーボルスター。
6. 前記車両後方部における前記下部部材の後端部には、前記上部部材の端部と接合する接合面が車両下方に折り曲げられて形成されており、該接合面の大きさは、前記上部部材の端部に比べて小さく形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の車両用ニーボルスター。
7. 前記下部部材の前記屈曲部に位置する一対の側壁には、切欠きが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用ニーボルスター。
8. 前記車両前方部において、前記上部部材の一対の側壁は、前記下部部材の一対の側壁の外側に接合され、前記上部部材の前記本体部及び前記一対の側壁が、前記ステアリングサポートメンバと接合されていることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の車両用ニーボルスター。

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