JP2024071731A - Knee Bolster - Google Patents
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Abstract
【課題】従来より対応可能な衝撃の大きさの範囲が広いニーボルスタを提供する。
【解決手段】本開示のニーボルスタ10は、膝Hから押圧力を受けて圧縮破壊される硬質ポリウレタンフォーム40と、押圧力を受けて、硬質ポリウレタンフォーム40の圧縮破壊の進行後に座屈するエネルギー吸収リブ12と、を押圧力を受ける方向に並べて備えている。また、硬質ポリウレタンフォーム40は、第1及び第2の容器分割体20,30に分割された容器11に収容され、エネルギー吸収リブ12は、第2の容器分割体30に一体形成されている。
【選択図】図2
To provide a knee bolster that can handle a wider range of shock magnitudes than conventional ones.
[Solution] The knee bolster 10 of the present disclosure comprises rigid polyurethane foam 40 that compressively breaks when subjected to a pressure from the knee H, and energy absorbing ribs 12 that buckle after the compression and failure of the rigid polyurethane foam 40 progresses, arranged in the direction in which the compression force is received. The rigid polyurethane foam 40 is housed in a container 11 that is divided into first and second container sections 20, 30, and the energy absorbing ribs 12 are integrally formed with the second container section 30.
[Selected figure] Figure 2
Description
本開示は、車両の衝突時に乗員の膝を受け止めて、膝への衝撃を緩和するニーボルスタに関する。 This disclosure relates to a knee bolster that supports the knees of an occupant during a vehicle collision and reduces the impact on the knees.
従来のニーボルスタとして、硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊によって衝撃吸収を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 A conventional knee bolster is known that absorbs shock by compressively destroying rigid polyurethane foam (see, for example, Patent Document 1).
ところで、ニーボルスタが乗員の膝から受ける衝撃の大きさは、例えばシートベルトの装着の有無や乗員の着座位置の相違等によって大きく異なる。このため、従来より対応可能な衝撃の大きさの範囲が広いニーボルスタの開発が求められている。 However, the magnitude of the impact that the knee bolster receives from the occupant's knees varies greatly depending on, for example, whether a seat belt is fastened or not, and the occupant's seating position. For this reason, there is a demand for the development of a knee bolster that can handle a wider range of impact magnitudes than conventional methods.
上記課題を解決するためになされた発明の第1態様は、車両の衝突時に乗員の膝を受け止めるニーボルスタであって、前記膝から押圧力を受けて圧縮破壊される硬質ポリウレタンフォームと、前記押圧力を受けて、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊の進行後に座屈するエネルギー吸収リブと、を前記押圧力を受ける方向である第1方向に並べて備えるニーボルスタである。 The first aspect of the invention made to solve the above problem is a knee bolster that supports the knees of an occupant during a vehicle collision, and is equipped with a rigid polyurethane foam that compresses and breaks when subjected to pressure from the knee, and an energy absorbing rib that buckles after the rigid polyurethane foam compresses and breaks when subjected to the pressure, and is aligned in a first direction, which is the direction in which the pressure is received.
本発明の第2態様は、前記第1方向で前記硬質ポリウレタンフォームを間に挟んで対向する1対の対向部材と、前記1対の対向部材に設けられ、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊に伴って互いに接近して当接し、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊の進行を一定量に維持するストッパ部と、を有し、前記ストッパ部が互いに当接してから前記エネルギー吸収リブの座屈が始まる第1態様に記載のニーボルスタである。 The second aspect of the present invention is a knee bolster according to the first aspect, which has a pair of opposing members that face each other in the first direction with the rigid polyurethane foam therebetween, and stopper portions that are provided on the pair of opposing members and that come close to each other and come into contact with each other as the rigid polyurethane foam compresses and breaks, thereby maintaining the progress of the compressive failure of the rigid polyurethane foam at a constant rate, and in which buckling of the energy absorbing rib begins after the stopper portions come into contact with each other.
本発明の第3態様は、前記硬質ポリウレタンフォームを収容する容器を前記第1方向で分割してなり、前記第1方向と交差する方向への移動を規制するように互いに係合しかつ、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊に伴って互いの嵌合が深まる1対の容器分割体を備え、前記容器分割体の外面に前記エネルギー吸収リブが配置されている第1態様又は第2態様に記載のニーボルスタである。 The third aspect of the present invention is a knee bolster according to the first or second aspect, in which the container that contains the rigid polyurethane foam is divided in the first direction, and the container sections engage with each other so as to restrict movement in a direction intersecting the first direction, and the fitting between the container sections deepens as the rigid polyurethane foam is compressed and destroyed, and the energy absorbing rib is disposed on the outer surface of the container sections.
本発明の第4態様は、前記1対の容器分割体は、互いに対向する側が開口した箱形構造をなしている第3態様に記載のニーボルスタ。 The fourth aspect of the present invention is the knee bolster described in the third aspect, in which the pair of container sections have a box-shaped structure with openings on the opposing sides.
本発明の第5態様は、前記一方の容器分割体と前記エネルギー吸収リブとが樹脂で一体成形されている第3態様又は第4態様に記載のニーボルスタである。 The fifth aspect of the present invention is the knee bolster according to the third or fourth aspect, in which the one container section and the energy absorbing rib are integrally molded from resin.
本発明の第6態様は、前記エネルギー吸収リブは、複数の升目を有する格子状をなし、前記一方の容器分割体のうち前記エネルギー吸収リブを備えた面の裏面には、前記エネルギー吸収リブの前記升目の対角線に沿って延びる補強リブが備えられている第3態様から第5態様の何れか1の請求項に記載のニーボルスタである。 The sixth aspect of the present invention is a knee bolster according to any one of the claims of the third to fifth aspects, in which the energy absorbing rib is in the form of a lattice having a plurality of squares, and a reinforcing rib is provided on the back surface of the surface of one of the container sections that has the energy absorbing rib, the reinforcing rib extending along the diagonal line of the squares of the energy absorbing rib.
本発明の第7態様は、前記一方の容器分割体のうち前記エネルギー吸収リブを備えるリブ支持壁は長尺形状をなし、前記エネルギー吸収リブは、正方形の複数の升目を有する格子状をなすと共に、前記リブ支持壁の短手方向の大きさが、前記升目の対角線の略整数倍をなし、各前記升目の1対の対角線が、前記リブ支持壁の長手方向と短手方向とに平行に配置されると共に、前記リブ支持壁の短手方向の中心線に、前記升目の前記対角線が重ねて配置されている第3態様から第6態様の何れか1の請求項に記載のニーボルスタである。 The seventh aspect of the present invention is a knee bolster according to any one of the claims of the third to sixth aspects, in which the rib support wall of one of the container sections that is provided with the energy absorbing rib has an elongated shape, the energy absorbing rib is in the form of a lattice having a plurality of square cells, the size of the rib support wall in the short side direction is approximately an integer multiple of the diagonals of the cells, a pair of diagonals of each cell are arranged parallel to the longitudinal direction and the short side direction of the rib support wall, and the diagonals of the cells are arranged to overlap with the center line of the short side direction of the rib support wall.
本発明の第8態様は、前記硬質ポリウレタンフォームは、前記第1方向から見ると長尺形状をなし、前記エネルギー吸収リブは、正方形の複数の升目を有する格子状をなして、各前記升目の1対の対角線が、前記長尺形状の長手方向と短手方向とに平行に配置されている第1態様から第6態様の何れか1の請求項に記載のニーボルスタである。 The eighth aspect of the present invention is a knee bolster according to any one of claims 1 to 6, in which the rigid polyurethane foam has an elongated shape when viewed from the first direction, and the energy absorbing rib has a lattice shape having a plurality of square cells, with a pair of diagonals of each cell being arranged parallel to the longitudinal and lateral directions of the elongated shape.
本発明の第1態様のニーボルスタは、硬質ポリウレタンフォームとエネルギー吸収リブとを備え、乗員の膝から押圧力を受けて硬質ポリウレタンフォームが圧縮破壊されてからエネルギー吸収リブが圧縮破壊(座屈)されるので、硬質ポリウレタンフォームのみで膝からの衝撃を吸収していた従来のニーボルスタで対応可能な衝撃の大きさの範囲に加えて、それより大きな衝撃にも対応可能になり、対応可能な衝撃の大きさの範囲が従来より広くなる。 The knee bolster of the first aspect of the present invention comprises a rigid polyurethane foam and an energy absorbing rib, and when pressure is applied from the occupant's knees, the rigid polyurethane foam is compressed to failure, and then the energy absorbing rib is compressed to failure (buckled). This means that in addition to the range of impact magnitudes that could be handled by conventional knee bolsters, which absorbed impacts from the knees using only rigid polyurethane foam, it can also handle larger impacts, widening the range of impact magnitudes that can be handled compared to conventional knee bolsters.
ここで、エネルギー吸収リブの硬質ポリウレタンフォームへの食い込みを防ぐために、例えば、硬質ポリウレタンフォームの一部に非発泡の硬質ウレタンを含浸させてもよいし、エネルギー吸収リブと硬質ポリウレタンフォームとの間に板部材を備えてもよい。 Here, to prevent the energy absorbing rib from digging into the rigid polyurethane foam, for example, a portion of the rigid polyurethane foam may be impregnated with non-foamed rigid urethane, or a plate member may be provided between the energy absorbing rib and the rigid polyurethane foam.
また、本発明の第2態様のように、第1方向で硬質ポリウレタンフォームを間に挟んで対向する1対の対向部材を設けて、それら対向部材に硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊に伴って互いに接近して当接し、硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊の進行を一定量に維持するストッパ部を備えれば、エネルギー吸収リブの座屈の開始タイミングとその際の硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊量とが安定する。 In addition, as in the second aspect of the present invention, by providing a pair of opposing members that face each other in the first direction with the rigid polyurethane foam between them, and providing stopper sections that come close to each other and come into contact with the opposing members as the rigid polyurethane foam compresses and breaks, and thus maintain the progress of the compressive failure of the rigid polyurethane foam at a constant level, the timing at which the energy absorbing rib starts to buckle and the amount of compressive failure of the rigid polyurethane foam at that time are stable.
本発明の第3態様のニーボルスタによれば、硬質ポリウレタンフォームが受けた押圧力によって押圧方向に対して斜めに剪断されても、硬質ポリウレタンフォームを収容する1対の容器分割体の互いの係合により剪断の進行が抑えられて圧縮破壊が進行する。これにより、押圧力に対する硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊量が安定し、衝撃の吸収量が安定する。 According to the knee bolster of the third aspect of the present invention, even if the rigid polyurethane foam is sheared obliquely to the direction of pressure due to the pressure applied, the progress of shearing is suppressed by the mutual engagement of the pair of container halves that contain the rigid polyurethane foam, and compression failure progresses. This stabilizes the amount of compression failure of the rigid polyurethane foam in response to the pressure, and stabilizes the amount of shock absorption.
ここで、1対の容器分割体は、一方の容器分割体のみが一端開口の箱体で、他方の容器分割体は、一方の容器分割体である箱体の開口を閉塞し、その箱体の内側に嵌合する蓋体であってもよいし、本発明の第4態様のように、互いに対向する側が開口した箱形構造をなしていてもよい。両方が箱形構造の場合に、硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊に伴って互いに接近し、各容器分割体の開口縁同士が当接する構成であってもよいし、一方の容器分割体の開口縁が、他方の容器分割体の内側に入り込み、他方の容器分割体の内面に当接する構成であってもよい。また、1対の容器分割体同士の嵌合によって、1対の容器分割体同士の「第1方向と交差する方向への移動を規制する係合」とする構成としてもよいし、例えば、1対の容器分割体の一方から第1方向に突出する複数の突部が、他方の備えた複数の係合孔を挿入されることで上述の通り係合する構成としてもよい。 Here, the pair of container segments may be a box with one end open, and the other container segment may be a lid that closes the opening of the box segment and fits inside the box segment, or may have a box-shaped structure with openings on opposing sides, as in the fourth aspect of the present invention. When both are box-shaped, they may approach each other as the rigid polyurethane foam is compressed and destroyed, and the opening edges of the container segments may come into contact with each other, or the opening edge of one container segment may enter the inside of the other container segment and come into contact with the inner surface of the other container segment. In addition, the pair of container segments may be engaged with each other to "restrict movement in a direction intersecting the first direction," or, for example, multiple protrusions protruding in the first direction from one of the pair of container segments may be inserted into multiple engagement holes on the other container segment to engage as described above.
また、一方の容器分割体とエネルギー吸収リブとが樹脂で一体成形されていてもよいし(本発明の第5態様)、別体であってもよい。 In addition, one of the container sections and the energy absorbing rib may be integrally molded from resin (fifth aspect of the present invention), or they may be separate bodies.
エネルギー吸収リブは、第1方向に突出し、押圧力で座屈する構造であればよく、例えば、断面十字形、円筒状、楕円筒状、ハニカム状をなしていてもよいし、本発明の第6~7の態様のように複数の升目を有する格子状をなしていてもよい。 The energy absorbing rib may be any structure that protrudes in the first direction and buckles under pressure. For example, the cross section may be cruciform, cylindrical, elliptical cylindrical, or honeycomb-shaped, or may be lattice-shaped with multiple squares as in the sixth and seventh aspects of the present invention.
また、容器分割体のうちエネルギー吸収リブを備えた面の裏面に補強リブを備えて補強してもよい。補強リブは、例えば、本発明の第6態様のように、エネルギー吸収リブの升目の対角線に沿って延びる位置に配置すれば、バランスがよい補強が可能になる。 In addition, a reinforcing rib may be provided on the back side of the container section opposite the side on which the energy absorbing rib is provided for reinforcement. For example, as in the sixth aspect of the present invention, the reinforcing rib can be positioned so as to extend along the diagonal of the energy absorbing rib squares, providing a well-balanced reinforcement.
さらに、容器分割体の長尺形状のリブ支持壁に対して、正方形の複数の升目を有する格子状のエネルギー吸収リブを設ける場合、本発明の第7態様のように、リブ支持壁の短手方向の大きさを、升目の対角線の略整数倍にして、各升目の1対の対角線を、リブ支持壁の長手方向と短手方向とに平行に配置してリブ支持壁の短手方向の中心線に、升目の対角線を重ねて配置すれば、各升目の縦横の辺をリブ支持壁の長手方向と短手方向とに平行に配置する構成に比べ、必要な升目の大きさを確保しながら、リブ支持壁に対して、升目の対角線上に連なるエネルギー吸収リブで囲まれた升目同士の交点の数を多くすることができる。これにより、エネルギー吸収リブが座屈せずに押し倒されることが防がれ、エネルギー吸収リブの座屈開始のタイミングが安定する。 Furthermore, when a grid-like energy absorbing rib having multiple square cells is provided on the elongated rib support wall of the container section, as in the seventh aspect of the present invention, the size of the short side of the rib support wall is approximately an integer multiple of the diagonal of the cells, and a pair of diagonal lines of each cell are arranged parallel to the long and short directions of the rib support wall, and the diagonal lines of the cells are arranged to overlap with the center line of the short side of the rib support wall. This makes it possible to increase the number of intersections between cells surrounded by energy absorbing ribs that are connected to the diagonal lines of the cells while ensuring the required cell size, compared to a configuration in which the length and width of each cell are arranged parallel to the long and short directions of the rib support wall. This prevents the energy absorbing rib from being pushed down without buckling, and stabilizes the timing at which the energy absorbing rib starts to buckle.
[第1実施形態]
図1~図8を参照して、本開示のニーボルスタ10に係る第1実施形態について説明する。図1及び図2に示すように、本実施形態のニーボルスタ10は、車両90のインストルメントパネル91の裏側で車幅方向に延びるリインフォースメント92に備えた1対の台座部95にそれぞれ取り付けられている。各台座部95は、例えば、リインフォースメント92から斜め後ろ下方に張り出す1対のリブ93の先端に支持板94を固定してなる。また、支持板94は、例えば縦長の長方形状をなし、斜め後ろ下方を向いた取付面94Aを有する。
[First embodiment]
A first embodiment of a
ニーボルスタ10は、1対の台座部95の取付面94Aに重ねて取り付けられ、運転者である乗員Jの両膝Hに対して斜め前上方位置に配置されている。そして、車両90の衝突により、乗員Jの両足の膝下部分が踵を支点にして前方に回動し、膝Hが斜め前上方に移動してインストルメントパネル91に食い込んだときに、各ニーボルスタ10が、インストルメントパネル91を介して各膝Hに押圧されて圧縮破壊され、膝Hへの衝撃を緩和する。
The
なお、各台座部95の取付面94Aが向く方向(即ち、取付面94Aの法線方向)は、想定される平均的な体格の乗員Jの膝Hの移動方向と一致するように設定されている。以下、ニーボルスタ10の説明において、上記した想定される膝Hの移動方向を「第1方向A1」といい、ニーボルスタ10のうち台座部95に取り付けられる側を「背面側」、その反対側を「正面側」という。また、第1方向A1と直交する斜め上下方向を「縦方向」といい、縦方向と第1方向A1とに直交する方向を「横方向」ということとする。
The direction in which the
図3に示されるように、ニーボルスタ10は、硬質ポリウレタンフォーム40を容器11に収容した状態にして備えている。図4に示すように、容器11は、全体が縦長の略直方体形状をなし、第1方向A1の略中央位置で第1と第2の容器分割体20,30に分割されている。それら第1及び第2の容器分割体20,30は、ポリプロピレン等の樹脂の射出成形品であり、図3に示すように、互いに対向する側が開口した箱形構造をなし、底壁21,31と、底壁21,31の外縁部から起立する側壁22,32とを有する。
As shown in FIG. 3, the
また、背面側の第2の容器分割体30の側壁32は底壁31に対して略垂直に直立しているのに対し、正面側の第1の容器分割体20の側壁22は、底壁21から離れるに従って外側に拡がるように底壁21に対して傾斜している。そして、第1の容器分割体20の側壁22の内側に、第2の容器分割体30の側壁32が嵌合し、第1と第2の容器分割体20,30の底壁21,31の間に硬質ポリウレタンフォーム40が挟まれることで、側壁22,32の先端部のみが嵌合した位置に第1と第2の容器分割体20,30が位置決めされている。
The
そして、硬質ポリウレタンフォーム40が底壁21,31に押されて圧縮破壊され、第2の容器分割体30の側壁32の先端が第1の容器分割体20の底壁21に当接したところで圧縮破壊の進行が停止する。即ち、本実施形態では、上記した底壁21,31が特許請求の範囲の「1対の対向部材」に相当し、側壁32と底壁21とが、特許請求の範囲の「ストッパ部」に相当する。
The
第1及び第2の容器分割体20,30の側壁22,32の先端部には、係止突部23,33が設けられている。係止突部23,33は、共に断面が直角三角形をなして側壁22,32の先端縁に沿って延び、第1方向A1と直交する係止面を有する。また、第1の容器分割体20の係止突部23は、側壁22から内側に張り出す一方、第2の容器分割体30の係止突部33は、側壁32から外側に張り出している。そして、係止突部23,33の係止面同士が対向して、第1及び第2の容器分割体20,30が分離しないように規制されている。
The first and
図5に示すように、第2の容器分割体30の底壁31の内面には、補強リブ34が形成されている。補強リブ34は、例えば格子状をなし、底壁31の横方向の中央で縦方向に真っ直ぐ延びる縦リブ34Tと、底壁31の縦方向における複数位置で横方向に延びる複数の横リブ34Yとを含んでなる。また、縦リブ34Tのうち複数の横リブ34Yとの複数の交差部には、1つおきに円筒リブ34Eが形成され、円筒リブ34Eの中心部には貫通孔34Fが形成されている。
As shown in FIG. 5, reinforcing
なお、本実施形態では、係止突部23,33にて第1及び第2の容器分割体20,30の分離が防がれているが、例えば第1及び第2の容器分割体20,30の側壁22,32の一方から他方に向けて突出した部材を、他方に形成した孔に係合させて第1及び第2の容器分割体20,30の分離を防いでもよいし、第1及び第2の容器分割体20,30の底壁21,31を硬質ポリウレタンフォーム40に接着材等にて固定して第1及び第2の容器分割体20,30の分離を防いでもよい。
In this embodiment, the first and
図5に示すように、硬質ポリウレタンフォーム40は、略直方体形状の発泡成形品である。そして、図3に示すように、硬質ポリウレタンフォーム40の背面側の略半分が第2の容器分割体30内に丁度収まると共に、正面側の略半分が第1の容器分割体20内に納まり、その第1の容器分割体20の側壁22と硬質ポリウレタンフォーム40との間には、第2の容器分割体30の側壁32が移動するための隙間が確保されている。また、図5に示すように、硬質ポリウレタンフォーム40の背面には、補強リブ34を受容する溝部40Mが成形されている。なお、硬質ポリウレタンフォーム40の側面は、第1方向A1の両端部から中央に向かうに従って外側に向かうように僅かに傾斜している。
As shown in FIG. 5, the
第2の容器分割体30の底壁31は、特許請求の範囲の「リブ支持壁」に相当し、その底壁31の外面には、エネルギー吸収リブ12が一体形成されている。エネルギー吸収リブ12は、底壁31に外面に対して直交し、底壁31からの突出量は、図3に示すように、第1方向A1における硬質ポリウレタンフォーム40の厚さの例えば1~2倍になっている。
The
また、図6に示すように、エネルギー吸収リブ12は、底壁31の縦横の両方向に対して45度の角度で傾斜しかつ互いに直交する複数の第1リブ13Aと複数の第2リブ13Bとを含んでなり、それら第1リブ13Aと第2リブ13Bとに四方を囲まれた正方形の複数の升目14を底壁31の縦方向に並べて備える。詳細には、エネルギー吸収リブ12は、升目14の対角線の長さの奇数倍(本実施形態では、例えば、1倍)と、底壁31の短手方向(即ち、横方向)の長さとが略同一になるように形成されている。そして、底壁31の短手方向の中心線に複数の升目14の対角線が重なるように配置されている。この構成により、各升目14の縦横の辺を底壁31の長手方向と短手方向とに平行に配置する構成に比べ、升目14の大きさを確保しながら、底壁31に対して、升目14の対角線上に連なるエネルギー吸収リブ12で囲まれた升目14同士の交点の数を多くすることができる。なお、本実施形態では、底壁31の長手方向(即ち、縦方向)の長さは、升目14の対角線の長さの例えば2倍以上、3倍未満になっていて、底壁31の長手方向の両端部におけるエネルギー吸収リブ12の形状が対称形状になっている。
6, the
また、上記した補強リブ34の複数の横リブ34Y(図5参照)は、エネルギー吸収リブ12の升目14の対角線の1/2のピッチで底壁31の長手方向に並べられ、升目14の横向きの対角線と重なるように配置されている。さらに、補強リブ34の縦リブ34Tは、前述の如く底壁31の横方向の中央に位置して升目14の縦向きの対角線と重なるように配置されている。このように、本実施形態では、エネルギー吸収リブ12の升目14の対角線に沿って補強リブ34が配置されているので底壁31がバランスよく補強される。また、エネルギー吸収リブ12のうち底壁31の横方向の中央で第1リブ13Aと第2リブ13Bとが十字に交差するリブ交差部13Cに前述の複数の貫通孔34Fが配置され、それら貫通孔34Fを延長するようにリブ交差部13Cにおける底壁31側の端部が切除されて切欠部15が形成されている。これにより、底壁31に成形時のひけによる変形が抑えられる。
The
また、図4に示すように、エネルギー吸収リブ12全体の前端部の四隅からは取付片17が側方に張り出している。そして、それら取付片17を貫通する貫通孔17Kに通されたボルトを台座部95の取付面94Aの四隅に設けられた図示しない螺子孔に締め付けてニーボルスタ10が台座部95に固定されている。なお、図4以外の他の図においては取付片17は省略されている。
As shown in Fig. 4, mounting
エネルギー吸収リブ12は、ニーボルスタ10が第1方向A1に押圧されたときに、硬質ポリウレタンフォーム40が圧縮破壊された後に、圧縮破壊(詳細には、座屈)される強度になっている。具体的には、硬質ポリウレタンフォーム40の圧縮強度は、例えば、3~4[kgf/cm2]をなし、エネルギー吸収リブ12の座屈強度は、例えば、6~7[kgf/cm2]になっている。ここで、第2の容器分割体30の底壁31の内面の面積を押圧面積とすると、硬質ポリウレタンフォーム40の圧縮破壊の開始から終了までの間は、ニーボルスタ10の圧縮に、概ね押圧面積に3~4[kgf/cm2]を乗じた第1の押圧力を要し、その間、第1の押圧力と同じ大きさの第1の反力F1を押圧側に返す。そして、硬質ポリウレタンフォーム40の圧縮破壊が終了した後は、ニーボルスタ10の圧縮に、概ね押圧面積に6~7[kgf/cm2]を乗じた第2の押圧力を要し、その間、第2の押圧力と同じ大きさの第2の反力F2を押圧側に返す。
The
なお、図7には、ニーボルスタ10を押圧したときのニーボルスタ10の圧縮量Lと、ニーボルスタ10からの反力Fとの関係がグラフにして示されている。同グラフにおいて、圧縮量Lが0からaまで変化する間が硬質ポリウレタンフォーム40の弾性変形に相当し、aからbまで変化する間が硬質ポリウレタンフォーム40の圧縮破壊に相当し、bからcまで変化する間がエネルギー吸収リブ12の弾性変形に相当し、cからdまで変化する間がエネルギー吸収リブ12の圧縮破壊に相当する。
In addition, FIG. 7 shows a graph of the relationship between the compression amount L of the knee bolster 10 when the knee bolster 10 is pressed and the reaction force F from the knee bolster 10. In the graph, the period when the compression amount L changes from 0 to a corresponds to the elastic deformation of the
本実施形態のニーボルスタ10の構造に関する説明は以上である。次に、ニーボルスタ10の作用効果について説明する。車両90が衝突すると、例えば運転者である乗員Jは、慣性力により運転席から前方に移動し、乗員Jのうち脚部より上側部分はエアバックにより受け止められる。一方、乗員Jの脚部は、膝下部分が踵を支点に回動して膝Hが斜め前上方に移動し、インストルメントパネル91を押圧し、図8に示すように、インストルメントパネル91の裏側のニーボルスタ10が膝Hからの押圧力を受け止める。そして、ニーボルスタ10が圧縮破壊されることで乗員Jの慣性力による運動エネルギーを吸収して、膝Hに対する衝撃を緩和する。
This concludes the description of the structure of the knee bolster 10 in this embodiment. Next, the action and effect of the knee bolster 10 will be described. When the
このとき、乗員Jが、シートベルトをしているか否かにより、ニーボルスタ10が乗員Jから受ける慣性力による運動エネルギーは大きく相違する。乗員Jが、想定される最大の体重以下であれば、シートベルトをしている場合は、ニーボルスタ10のうち硬質ポリウレタンフォーム40のみの圧縮破壊によって乗員Jの慣性力による運動エネルギーが吸収され、シートベルトをしていない場合は、ニーボルスタ10のうち硬質ポリウレタンフォーム40のみの圧縮破壊と、その後のエネルギー吸収リブ12の圧縮破壊とによって乗員Jの慣性力による運動エネルギーが吸収される。
At this time, the kinetic energy due to the inertial force that the knee bolster 10 receives from occupant J varies greatly depending on whether or not occupant J is wearing a seat belt. If occupant J is below the maximum expected weight and wearing a seat belt, the kinetic energy due to the inertial force of occupant J is absorbed by the compressive failure of only the
具体的には、インストルメントパネル91が膝Hに押されて変形するとニーボルスタ10の第1の容器分割体20における底壁21に当接して、第1の容器分割体20が第2の容器分割体30に対する嵌合を深めるように移動し、第1及び第2の容器分割体20,30の底壁21,31の間で硬質ポリウレタンフォーム40全体が第1方向A1に押圧される。これにより、硬質ポリウレタンフォーム40全体が第1方向A1に押圧力を受けて圧縮破壊されていく。その際に、押圧力が第1方向A1に対して傾斜した剪断力として作用して硬質ポリウレタンフォーム40が剪断しても、第1及び第2の容器分割体20,30が硬質ポリウレタンフォーム40を側方から包囲しかつ第1及び第2の容器分割体20,30が互いに側方に移動しないように係合(嵌合)しているので、剪断の進行が抑えられて圧縮破壊が進行していく。これにより、押圧力に対する硬質ポリウレタンフォーム40の圧縮破壊量が安定し、衝撃の吸収量が安定すると共にニーボルスタ10から膝Hに付与される反力Fも安定する。そして、硬質ポリウレタンフォーム40全体の全てが完全に圧縮破壊される前に図8(B)に示すように、第2の容器分割体30の側壁32が第1の容器分割体20の底壁21に当接し、硬質ポリウレタンフォーム40の圧縮破壊が終了する。その硬質ポリウレタンフォーム40の圧縮破壊は、第1及び第2の容器分割体20,30の側壁32と底壁21との当接によって終了する。これにより、硬質ポリウレタンフォーム40の圧縮破壊量が安定し、次述するエネルギー吸収リブ12の座屈の開始タイミングも安定する。
Specifically, when the
乗員Jがシートベルトをしている場合には、硬質ポリウレタンフォーム40の圧縮破壊が終了するまでに膝Hの移動が止まる。乗員Jがシートベルトをしていない場合には、硬質ポリウレタンフォーム40の圧縮破壊の終了後も膝Hは移動し続け、ニーボルスタ10がさらに押圧されて押圧力も上昇し、やがてエネルギー吸収リブ12の圧縮破壊(具体的には、座屈)が始まる(図8(C)参照)。ここで、エネルギー吸収リブ12は、それを支持する第2の容器分割体30の底壁31の縦横に対して傾斜した配置とされる等により升目14の対角線上に連なるエネルギー吸収リブ12で囲まれた升目14同士の交点の数が多くなるように配置されているので、エネルギー吸収リブ12が座屈しないで押し倒されることが防がれ、エネルギー吸収リブ12の座屈による衝撃の吸収量が安定する。そして、乗員Jがシートベルトをしていない場合でも、エネルギー吸収リブ12の圧縮破壊が終了するまでには、エアバックの効果により膝Hの移動が止まる。
If the occupant J is wearing a seat belt, the movement of the knee H stops before the compression and destruction of the
このように本実施形態のニーボルスタ10は、硬質ポリウレタンフォーム40とエネルギー吸収リブ12とを備え、乗員Jの膝Hから押圧力を受けて硬質ポリウレタンフォーム40が圧縮破壊されてからエネルギー吸収リブ12が圧縮破壊(座屈)されるので、硬質ポリウレタンフォーム40のみで膝Hからの衝撃を吸収していた従来のニーボルスタで対応可能な衝撃の大きさの範囲に加えて、それより大きな衝撃にも対応可能になり、対応可能な衝撃の大きさの範囲が従来より広くなる。また、従来のニーボルスタ10で対応可能な範囲内の衝撃を、本実施形態のニーボルスタ10の硬質ポリウレタンフォーム40のみの圧縮破壊で吸収する設定とすれば、対応可能の範囲の増加に伴うニーボルスタ10から膝Hへの反力の増加を抑えることができる。
In this manner, the knee bolster 10 of this embodiment includes the
[第2実施形態]
本実施形態のニーボルスタ10Vは、図9に示されている。本実施形態のニーボルスタ10Vでは、第1の容器分割体20Vは、第2の容器分割体30V側が開口した箱形をなす一方、第2の容器分割体30Vは、第1の容器分割体20Vの開口を閉塞する板状の蓋体になっている。また、硬質ポリウレタンフォーム40Vに第1の容器分割体20Vの底壁21Vと第2の容器分割体30Vとが例えば接着材で固定されている。
[Second embodiment]
The knee bolster 10V of this embodiment is shown in Figure 9. In the knee bolster 10V of this embodiment, the
硬質ポリウレタンフォーム40Vの横方向の中央には、縦方向の複数位置を第1方向A1に貫通する複数の貫通孔41(図9には1つの貫通孔41のみが示されている)が形成されている。そして、第1の容器分割体20Vの底壁21Vから突出する筒状の複数のストッパ部24Aと、第2の容器分割体30Vから突出する筒状の複数のストッパ部24Bとが、硬質ポリウレタンフォーム40Vの複数の貫通孔41の両端部に嵌合されている。上記した以外の本実施形態のニーボルスタ10Vの構成は、第1実施形態のニーボルスタ10と同じである。
The
本実施形態の構成によっても第1実施形態と同様の作用効果を奏する。また、本実施形態では、硬質ポリウレタンフォーム40Vが圧縮破壊されると、図9(B)に示すように、ストッパ部24A,24Bの先端同士が当接して、硬質ポリウレタンフォーム40Vの圧縮破壊が終了する。
The configuration of this embodiment achieves the same effects as the first embodiment. In addition, in this embodiment, when the
なお、第1の容器分割体20Vの側壁22Vの先端部に第1実施形態で説明した係止突部23(図3参照)を設けて、第2の容器分割体30Vの外縁部に係止させてもよい。
The locking projection 23 (see FIG. 3) described in the first embodiment may be provided at the tip of the side wall 22V of the
[第3実施形態]
図10~図12には、第3実施形態のニーボルスタ10Wが示されている。図10に示すように本実施形態のニーボルスタ10Wは、硬質ポリウレタンフォーム40Wを第1方向A1に挟む縦長の略長方形状の正面壁25及び背面壁26と、それら正面壁25及び背面壁26の長手方向の両端部同士の間を連絡する1対の連絡壁27とを備えている。また、1対の連絡壁27は、互いに離れる方向に湾曲した板状をなしている。
[Third embodiment]
A knee bolster 10W of the third embodiment is shown in Figures 10 to 12. As shown in Figure 10, the knee bolster 10W of this embodiment includes a
また、背面壁26には、正面壁25に向かって突出する包囲壁28が立設されている。包囲壁28は、第1方向A1で正面壁25との間の中間位置まで突出し、第1方向A1と交差する方向のうち1対の連絡壁27が配置されない方向の一端側が開放した構造をなして、硬質ポリウレタンフォーム40Wを三方から包囲した状態に収容する。
In addition, an
正面壁25の長手方向の中央には、片持ち梁状の保持片29が備えられて、その先端部は背面壁26側に湾曲している。そして、この保持片29により硬質ポリウレタンフォーム40Wが包囲壁28から側方に離脱することを規制している。
A cantilever-shaped
エネルギー吸収リブ12Wは、図11に示すように、背面壁26の縦横の両方向に対して45度の角度で傾斜しかつ互いに直交する複数の第1リブ13A1及び複数の第2リブ13B1と、これら第1及び第2のリブ13A1,13B1の交差部と交差し、背面壁26の縦横の両方向に延びる第3リブ16とを備えている。詳細には、複数の第1及び第2のリブ13A1,13B1は、正方形の升目14Wを構成し、升目14Wの対角線の長さが背面壁26の短手方向(即ち、横方向)の長さよりも少し小さくなっていて、例えば、背面壁26の縦方向に2つ並べられ、各升目14Wは一頂点で隣接している。そして、複数の第3リブ16は、各升目14Wの各頂点のうち3頂点と交差して対角線方向に延びている。エネルギー吸収リブ12Wの形状は、背面壁26の長手方向の中心線に対して対称形状になっている。上記した以外の本実施形態のニーボルスタ10Wの構成は、第1実施形態のニーボルスタ10と同じである。
As shown in Fig. 11, the
本実施形態の構成によっても第1実施形態と同様の作用効果を奏する。また、本実施形態のニーボルスタ10Wでは、硬質ポリウレタンフォーム40Wが圧縮されると1対の連絡壁27が弾性変形して正面壁25が背面壁26に対して近づくように移動し、正面壁25が包囲壁28の先端部に当接して、硬質ポリウレタンフォーム40Wの圧縮破壊が終了する。
The configuration of this embodiment achieves the same effects as the first embodiment. In addition, in the knee bolster 10W of this embodiment, when the
なお、本実施形態では、正面壁25と包囲壁28の先端部とが、特許請求の範囲の「ストッパ部」に相当する。
In this embodiment, the
[他の実施形態]
(1)上記実施形態では、エネルギー吸収リブ12の升目14は、その対角線が、第2の容器分割体30の底壁31の長手方向と短手方向とに平行に配置される構成であったが、図13に示すニーボルスタ10Xのように、升目14Xの縦横の辺を、第1の容器分割体20X及び第2の容器分割体30Xの底壁21X,31Xの縦横の辺と平行に配置される構成であってもよい。
[Other embodiments]
(1) In the above embodiment, the
(2)上記第1実施形態の硬質ポリウレタンフォーム40は全体が容器11に収容されていたが、単に硬質ポリウレタンフォームとエネルギー吸収リブとの間に、エネルギー吸収リブの硬質ポリウレタンフォームへの食い込みを防ぐための板部材を設けるか、硬質ポリウレタンフォームのうちエネルギー吸収リブ側に補強用の非発泡のウレタン等を含浸させた構成としてもよい。
(2) In the first embodiment, the
(3)上記第1実施形態では、硬質ポリウレタンフォーム40全体の全てが完全に圧縮破壊される前に、第2の容器分割体30の側壁32が第1の容器分割体20の底壁21に当接したところで圧縮破壊の進行が停止する構成であったが、硬質ポリウレタンフォーム40が完全に圧縮破壊されるまで圧縮破壊が進行する構成であってもよい。
(3) In the first embodiment described above, the progress of compression failure stops when the
(4)上記第2実施形態の第1及び第2の容器分割体20V,30Vには、筒状の複数のストッパ部24A,24Bが突出形成されて、硬質ポリウレタンフォーム40Vが圧縮破壊されると、ストッパ部24A,24Bの先端同士が当接して硬質ポリウレタンフォーム40Vの圧縮破壊が終了する構成であったが、図14に示すニーボルスタ10Yのように、第1容器分割体20Yのストッパ部24A1の先端縁に沿って、断面が直角三角形の係止爪24Tが外側に張り出す一方、第2容器分割体30Yのストッパ部24B1の先端寄り位置に、周方向に係合孔24Kが形成され、硬質ポリウレタンフォーム40Yが圧縮破壊されると、係止爪24Tが係合孔24Kに係合して硬質ポリウレタンフォーム40Yの圧縮破壊が終了する構成であってもよい。
(4) In the second embodiment, the first and
(5)上記第1実施形態では、第2の容器分割体30とエネルギー吸収リブ12とが一体成形されていたが、別体であってもよい。
(5) In the first embodiment, the
(6)上記実施形態では、エネルギー吸収リブ12,12V,12Wは、格子状をなしていたが、第1方向A1に突出して第1方向A1に押圧されたときに座屈する構造であればよく、例えば、断面十字形、円筒状、楕円筒状、角筒状、ハニカム状をなしていてもよい。
(6) In the above embodiment, the
(7)上記実施形態では、第1方向A1において、硬質ポリウレタンフォーム40,40V,40Wが正面側、エネルギー吸収リブ12,12V,12Wが背面側に配置されていたが、その逆の配置としてもよい。
(7) In the above embodiment, the rigid polyurethane foams 40, 40V, and 40W are arranged on the front side and the
なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。 Note that although specific examples of the technology included in the scope of the claims are disclosed in this specification and drawings, the technology described in the claims is not limited to these specific examples, but includes various modifications and variations of the specific examples, as well as parts of the specific examples taken separately.
10,10V,10W,10X ニーボルスタ
11,11V,11W 容器
12,12V,12W エネルギー吸収リブ
14,14W,14X 升目
20,20V,20X 第1容器分割体
21,21V 底壁(リブ支持壁)
26 下壁(リブ支持壁)
22,22V 側壁
30,30V,30X 第2容器分割体
31 底壁
32 側壁
34 補強リブ
40,40V,40W 硬質ポリウレタンフォーム
10, 10V, 10W, 10X Knee bolster 11, 11V,
26 Lower wall (rib support wall)
22,
Claims (8)
前記膝から押圧力を受けて圧縮破壊される硬質ポリウレタンフォームと、前記押圧力を受けて、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊の進行後に座屈するエネルギー吸収リブと、を前記押圧力を受ける方向である第1方向に並べて備えるニーボルスタ。 A knee bolster that supports the knees of an occupant during a vehicle collision,
The knee bolster includes a rigid polyurethane foam that is compressed and destroyed when subjected to a pressure from the knee, and an energy absorbing rib that buckles after the rigid polyurethane foam is compressed and destroyed by the pressure, the ribs being aligned in a first direction, which is the direction in which the pressure is applied.
前記1対の対向部材に設けられ、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊に伴って互いに接近して当接し、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊の進行を一定量に維持するストッパ部と、を有し、
前記ストッパ部が互いに当接してから前記エネルギー吸収リブの座屈が始まる請求項1に記載のニーボルスタ。 a pair of opposing members opposed to each other in the first direction with the rigid polyurethane foam therebetween;
stopper portions provided on the pair of opposing members, which come close to each other and come into contact with each other as the rigid polyurethane foam is compressed and destroyed, thereby maintaining the progress of the compression destruction of the rigid polyurethane foam at a constant amount;
2. The knee bolster according to claim 1, wherein buckling of said energy absorbing ribs begins after said stopper portions come into contact with each other.
前記容器分割体の外面に前記エネルギー吸収リブが配置されている請求項1又は2に記載のニーボルスタ。 a container for accommodating the rigid polyurethane foam being divided in the first direction, the container being provided with a pair of divided container bodies which engage with each other so as to restrict movement in a direction intersecting the first direction, and whose fitting with each other deepens as the rigid polyurethane foam is compressed and destroyed;
3. The knee bolster according to claim 1, wherein the energy absorbing rib is disposed on an outer surface of the container section.
前記一方の容器分割体のうち前記エネルギー吸収リブを備えた面の裏面には、前記エネルギー吸収リブの前記升目の対角線に沿って延びる補強リブが備えられている請求項3から5の何れか1の請求項に記載のニーボルスタ。 The energy absorbing rib is formed in a lattice shape having a plurality of squares,
6. The knee bolster according to claim 3, wherein a reinforcing rib is provided on a surface of the one of the container sections opposite to the surface on which the energy absorbing rib is provided, the reinforcing rib extending along a diagonal line of the squares of the energy absorbing rib.
前記エネルギー吸収リブは、正方形の複数の升目を有する格子状をなすと共に、前記リブ支持壁の短手方向の大きさが、前記升目の対角線の略整数倍をなし、
各前記升目の1対の対角線が、前記リブ支持壁の長手方向と短手方向とに平行に配置されると共に、前記リブ支持壁の短手方向の中心線に、前記升目の前記対角線が重ねて配置されている請求項3から6の何れか1の請求項に記載のニーボルスタ。 the rib support wall of the one container section that is provided with the energy absorbing rib has an elongated shape,
The energy absorbing rib is in the form of a lattice having a plurality of square cells, and the size of the rib support wall in the short side direction is approximately an integer multiple of a diagonal line of the cell,
7. The knee bolster according to claim 3, wherein a pair of diagonal lines of each of the squares are arranged parallel to the longitudinal direction and the lateral direction of the rib support wall, and the diagonal lines of the squares are arranged to overlap a center line of the rib support wall in the lateral direction.
前記エネルギー吸収リブは、正方形の複数の升目を有する格子状をなして、各前記升目の1対の対角線が、前記長尺形状の長手方向と短手方向とに平行に配置されている請求項1から6の何れか1の請求項に記載のニーボルスタ。 The rigid polyurethane foam has an elongated shape when viewed from the first direction,
7. The knee bolster according to claim 1, wherein the energy absorbing rib is in the form of a lattice having a plurality of square cells, and a pair of diagonals of each of the cells are arranged parallel to the longitudinal direction and the lateral direction of the elongated shape.
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