JP3608438B2 - Vehicle floor structure and footrest structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突時等において運転者の下肢(脛部)に与え得る傷害値TI(TibiaIndex)の低減を図った車両のフロア構造およびフットレスト構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記した下肢傷害値TIの低減を図ったフットレスト構造は、例えば特開平8−164782号公報に示されている。この公報に示されているフットレスト構造においては、車両の衝突時に運転者の足が後方に押されて踵部を中心として脛部側に曲げられる際に、足と脛部とのなす角度が通常走行時に比して小さくなることを抑制して、足から脛部下端に作用するモーメントが小さくなるようにし、これによって下肢傷害値TIの低減を図っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した下肢傷害値TIは、一般的に下記(1)式によって求められるものであり、その増減は、図12に示されるように、足首に作用する内外屈方向のモーメントMx(捩じりモーメント)の増減のみならず、足首の背屈方向のモーメントMy(曲げモーメント)の増減や、踵から脛部に向けて作用する軸力Fzの増減によっても生じるものであり、上記公報のフットレスト構造では、足首の背屈方向のモーメントMyの対策のみを行っている。本発明は、内外屈方向のモーメントMxの対策を行うことにより、更に下肢傷害値TIを低減させ得るフロア構造およびフットレスト構造を提供する。
TI={(Mx2+My2)1/2/225Nm}+Fz/359kN (1)
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、車両におけるアクセルペダル近傍のフロア上にスペーサ部材が設置されていて、このスペーサ部材は、運転者の右足が前記アクセルペダルから左横方向へ移動する挙動を抑制する足挙動抑制部を備えるとともに、前記アクセルペダルの操作時における運転者の右足の踵部を受ける踵受承部を備えていて、前記足挙動抑制部は前記踵受承部に比して硬質のエネルギー吸収材で形成され、 前記踵受承部はエネルギー吸収材で形成されていてエネルギー吸収機能を備えていること(請求項1に係る発明)に特徴がある。この場合において、前記スペーサ部材に設けた前記足挙動抑制部の頂面が前記アクセルペダルの最大踏み込み時における足踏面に近接して設けられていること ( 請求項2に係る発明 ) が望ましい。
【0005】
また、本発明は、車両におけるフロア上に設置されて同フロアとの間に段差を形成することにより運転者の左足用の足置面を形成するフットレストにおいて、前記足置面に左足から所定以上の荷重が作用したときに左足を右横方向に移動させるように変形して前記足置面とフロアとの右横方向での段差を小さくする変形可能部を設けたこと(請求項3に係る発明)に特徴がある。前記フットレストが前記足置面を支持する支持部を有する場合には、前記変形可能部が前記支持部に設けられた溝形成薄肉部または抜き孔部であること(請求項4に係る発明)が望ましい。
【0006】
【発明の作用・効果】
上記の構成により、請求項1に係る発明においては、フロア上に設置したスペーサ部材の足挙動抑制部により、車両の衝突時等に際して、運転者の右足がアクセルペダルから左横方向に外れてフロアに向けて移動することにより生じる足の捻り( 脛部下端に曲げモーメントと捩じりモーメントを加える右足の挙動 )を抑制することができて、右足から脛部下端に作用する曲げモーメントと捩じりモーメントを低減することができ、これによって右足の下肢傷害値を低減することができる。
【0007】
また、請求項1に係る発明においては、フロア上に設置したスペーサ部材に足挙動抑制部を設けたため、アクセルペダルのレイアウト変更や形状変更に対してもスペーサ部材の形状変更によって容易に対応させることができて、安価に実施することができる。また、スペーサ部材が足挙動抑制部を備えるとともに運転者の右足の踵部を受ける踵受承部を備えていて、同踵受承部がエネルギー吸収機能を備えているため、運転者の右足から脛部下端に作用する捩じりモーメントを低減することができて、下肢傷害値を低減することができる。また、足挙動抑制部と踵受承部を異硬度にて構成するため、足挙動抑制部の機能と踵受承部の機能をそれぞれ十分に確保することができて、下肢傷害値を的確に低減することができる。
【0008】
また、請求項2に係る発明においては、スペーサ部材に設けた足挙動抑制部の頂面がアクセルペダルの最大踏み込み時における足踏面に近接して設けられているため、面間段差を小さくすることができて、運転者の右足の最大捻り量を小さくすることができ、運転者の右足の捻りを的確に抑制することができる。
【0009】
また、請求項3に係る発明においては、車両におけるフロア上に設置されて同フロアとの間に段差を形成することにより運転者の左足用の足置面を形成するフットレストにおいて、前記足置面に左足から所定以上の荷重が作用したときに左足を右横方向に移動させるように変形して前記足置面とフロアとの右横方向での段差を小さくする変形可能部を設けたため、車両の衝突時等に際してフットレストの変形可能部が変形することにより、運転者の左足が足置面から右横方向に移動してフロアに滑り落ちることによって生じる足の捻りを小さくすることができて、運転者の左足から脛部下端に作用する捩じりモーメントを低減することができ、これによって下肢傷害値を的確に低減することができる。
【0010】
また、請求項4に係る発明においては、前記変形可能部が前記足置面を支持する支持部に設けた溝形成薄肉部または抜き孔部であるため、溝の形状または抜き孔の形状を適宜に設定することにより、フットレストを常に所期の形態にて変形させることができて、下肢傷害値の低減効果を安定して得ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は左ハンドルのマニュアル車における運転席の前方下部(アクセルペダル11、ブレーキペダル12およびクラッチペダル13等が配設されている部位)を示していて、運転者の右足によって操作されるアクセルペダル11近傍のフロア(ダッシュパネルの下部を含むフロアパネル)20上にはスペーサ部材30が設置され、また運転者の左足によって操作されるクラッチペダル13の左側部位のフロア20上にはフットレスト40が設置されている。
【0012】
スペーサ部材30は、図1および図2に示したように、クリップ33にてスタッドボルト51を用いてフロア20の所定個所に組付けられていて、運転者の右足100がアクセルペダル11から左横方向へ移動する挙動(例えば、右足全体がアクセルペダル11に対して左横方向へ移動する挙動、或いは足先が踵を中心として横方向へ回動して右足の一部がアクセルペダル11に対して左横方向へ移動する挙動など)を抑制する足挙動抑制部31を備えるとともに、アクセルペダル操作時における右足の踵部101を受ける踵受承部32を備えている。なお、スペーサ部材30は、図2に示したように、遮音材61とカーペット62によって被覆されて使用されるようになっている。また、クリップ33は、踵受承部32に一体的に組付けられている。
【0013】
足挙動抑制部31は、踵受承部32に比して硬質のエネルギー吸収材によって図1〜図3に示したように略中央が厚肉となる台形形状に形成されていて、その平坦な縦長頂面31aがアクセルペダル11の最大踏み込み時における足踏面11aに近接するようにして設けられている。踵受承部32は、軟質のエネルギー吸収材によって所定の肉厚にて形成されていて、所定のエネルギー吸収機能を備えており、車両の衝突時等に際して右足100の踵部101から脛部102下端に向けて作用する軸力Fz(図2参照)を軽減するようになっている。
【0014】
フットレスト40は、図1および図4〜図6に示したように、各支柱41,42の先端にて各スタッドボルト52,53を用いてフロア20の所定個所に組付けられていて、フロア20との間に所定の段差を形成する上壁43を備えるとともに、この上壁43の上側に形成される平坦な足置面43aを各支柱41,42とともに支持する前壁44および側壁45を備えている。なお、上壁43の背面(下面)には、4個の円筒状ボス部43bとこれらを接続するリブ43cが形成されていて、上壁43の剛性アップが図られている。
【0015】
各支柱41,42は、上壁43の支持剛性を高める機能も有していて、断面略四角形の中空体であり、各壁面には矩形の抜き孔41a,42aが適宜個数設けられていて、同部位が変形可能部(破壊可能部)とされており、抜き孔41a,42aの大きさを適宜設定することにより支持する機能と破壊される機能の両立が図られている。
【0016】
また、前壁44には、長円形の抜き孔44a(下端にて開口している)と44bが設けられていて、同部位が変形可能部とされるとともに、隅部から抜き孔44aの上端に至る溝S1が内側に形成されていて、同部位が薄肉の変形可能部とされている。また、側壁45と前壁44の内側には、側壁45の後部から抜き孔44bの上端に至る溝S2が形成されていて、同部位が薄肉の変形可能部とされている。したがって、左足から平坦な足置面43aに所定以上の荷重が作用したとき、各変形可能部がそれぞれ変形して上壁43を除く部位が破壊され、少なくとも足置面43a全体のフロア20との横方向での段差が小さくなるようになっている。
【0017】
上記のように構成した本実施形態においては、フロア20上に設置したスペーサ部材30の足挙動抑制部31により、図7にて概略的に示したように、車両の衝突時等に際して右足100の少なくとも一部がアクセルペダル11から左横方向に外れてフロア20に向けて移動することにより生じる足の捻り(脛部102下端に曲げモーメントと捩じりモーメントを加える右足の挙動)を抑制することができて、右足100から脛部102下端に作用する曲げモーメントと捩じりモーメントを低減することができ、これによって右足100の下肢傷害値を低減することができる。
【0018】
また、フロア20上に設置したスペーサ部材30に足挙動抑制部31を設けたため、アクセルペダル11のレイアウト変更や形状変更に対してもスペーサ部材30の形状変更によって容易に対応させることができて、安価に実施することができる。
【0019】
また、スペーサ部材30に設けた足挙動抑制部31の頂面31aがアクセルペダル11の最大踏み込み時における足踏面11aに近接して設けられているため、アクセルペダル11の最大踏み込み時には面間段差を小さくすることができて、右足100の最大捻り量θ1(図7参照)を小さくすることができ、右足100の捻りを的確に抑制することができる。
【0020】
また、スペーサ部材30が足挙動抑制部31を備えるとともに右足100の踵部101を受ける踵受承部32を備えていて、同踵受承部32が軟質のエネルギー吸収材によって形成されているため、右足100から脛部102下端に作用する曲げモーメントと捩じりモーメントを低減することができるとともに、踵部101から脛部102に向けて作用する軸力Fzも低減することができて、右足100の下肢傷害値を低減することができる。
【0021】
また、足挙動抑制部31と踵受承部32を異硬度にて構成している(足挙動抑制部31を硬質のエネルギー吸収材によって形成し、踵受承部32を軟質のエネルギー吸収材によって形成している)ため、足挙動抑制部31の機能と踵受承部32の機能をそれぞれ十分に確保することができて、右足100の下肢傷害値を的確に低減することができる。
【0022】
また、本実施形態においては、フットレスト40において、車両の衝突時等に際して、左足200から足置面43aに所定以上の荷重が作用したときに各支柱41,42と前壁44と側壁45がそれぞれ変形して、図8の(a)にて概略的に示したように、足置面43a全体とフロア20との右横方向での段差を小さくする(各支柱41,42と前壁44と側壁45が変形しない場合の段差は図8の(b)参照)ため、同フットレスト40にて緩衝作用が得られて左足200の踵部201から脛部202に向けて作用する軸力を低減することができるとともに、左足200が足置面43aから右横方向に移動してフロア20に滑り落ちることによって生じる足の捻りθ2を図8の(b)に示した場合の捻りθ3に比して小さくすることができて、左足200から脛部202下端に作用する曲げモーメントと捩じりモーメントを低減することができ、これによって左足200の下肢傷害値を的確に低減することができる。
【0023】
また、フットレスト40における変形可能部が足置面43aを支持する支持部に設けた溝形成薄肉部(溝S1,S2の近傍)または抜き孔部(抜き孔41a,42a、44a,45aの近傍)であるため、溝S1,S2の形状または抜き孔41a,42a、44a,45aの形状を適宜に設定することにより、フットレスト40を常に所期の形態にて変形させることができて、左足200の下肢傷害値の低減効果を安定して得ることができる。
【0024】
上記実施形態においては、アクセルペダル11近傍のフロア20上に配置されるスペーサ部材30に足挙動抑制部31を設けて実施したが、アクセルペダル11近傍のフロア20自体に上記足挙動抑制部31と同等の足挙動抑制部を直接設けて実施することも可能である。また、上記実施形態においては、アクセルペダル11近傍のフロア20上に足挙動抑制部31を有するスペーサ部材30を設置して実施したが、ブレーキペダル12近傍のフロア20上に足挙動抑制部を有するスペーサ部材を設置して実施することも可能である。
【0025】
また、上記実施形態においては、スペーサ部材30に足挙動抑制部31を設けて実施したが、図9〜図11に概略的に示したように、例えばブレーキペダル12(アクセルペダル11であってもよい)の足踏部にペダル上での右足の横方向への挙動を抑制する足挙動抑制部12aを設けて実施することも可能である。なお、図9はオートマチック車における運転席の前方下部を示していて、ブレーキペダル12の左方にはフットレスト40が設けられていて、このフットレスト40に足挙動抑制部を設けて実施することも可能である。
【0026】
図9〜図11に示した実施形態においては、ブレーキペダル12の足踏部に、ペダル上での右足の横方向への挙動を抑制する足挙動抑制部12aを設けたため、ブレーキペダル12の踏み込み量に拘わらず、ペダル上での足の挙動を的確に抑制することができて、右足がブレーキペダル12から外れることによって生じる足の捻りを未然に防止することが可能であり、足の捻りに起因する右足の下肢傷害値を確実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】左ハンドルのマニュアル車における運転席の前方下部を示す図である。
【図2】図1の2−2線に沿った断面図である。
【図3】図1および図2に示したスペーサ部材単体の正面図である。
【図4】図1に示したフットレスト単体の正面図である。
【図5】図1に示したフットレスト単体の側面図である。
【図6】図1に示したフットレスト単体の平面図である。
【図7】スペーサ部材に設けた足挙動抑制部の概略的な作用説明図である。
【図8】フットレストの概略的な作用説明図である。
【図9】オートマチック車における運転席の前方下部を示す図である。
【図10】図9の10−10線に沿った断面図である。
【図11】ブレーキペダル操作時のブレーキペダル中央での縦断側面図である。
【図12】足および脛と各モーメントMx,Myの関係を示す図である。
【符号の説明】
11…アクセルペダル、12…ブレーキペダル、13…クラッチペダル、20…フロア、30…スペーサ部材、31…足挙動抑制部、32…踵受承部、40…フットレスト、41,42…支柱、41a,42a…抜き孔、43…上壁、43a…足置面、44…前壁、44a,44b…抜き孔、45…側壁、S1,S2…溝、100…運転者の右足、101…運転者の右足の踵部、200…運転者の左足。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a floor structure Contact and footrest structure for a vehicle thereby reducing the leg of the driver at the collision of the vehicle injury criteria TI that can give the (shin) (TibiaIndex).
[0002]
[Prior art]
The above-described footrest structure for reducing the lower limb injury value TI is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-164782. In the footrest structure shown in this publication, when the driver's foot is pushed backward and bent toward the shin part centering on the buttocks at the time of a vehicle collision, the angle formed between the foot and the shin part is usually The moment that acts from the foot to the lower end of the shin part is reduced by suppressing the reduction compared to when running, thereby reducing the lower limb injury value TI.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-mentioned lower limb injury value TI is generally obtained by the following equation (1), and as shown in FIG. 12, the increase / decrease is a moment Mx (twisting in / out) acting on the ankle. This is caused not only by an increase / decrease in the moment of the ankle but also by an increase / decrease in the moment My (bending moment) in the ankle dorsiflexion direction and an increase / decrease in the axial force Fz acting from the heel to the shin part. In the structure, only measures against the moment My in the ankle dorsiflexion direction are taken. The present invention, by performing the measures of the inner and outer bending direction of the moment Mx, provides a floor structure Contact and footrest structure capable of further reducing the lower extremity injury TI.
TI = {(Mx 2 + My 2 ) 1/2 / 225Nm} + Fz / 359kN (1)
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to cope with the above-described problems, and a spacer member is installed on a floor in the vicinity of an accelerator pedal in a vehicle. The spacer member has a driver's right foot left laterally away from the accelerator pedal. A foot behavior suppressing unit that suppresses a behavior that moves in a direction, and a heel receiving unit that receives a heel portion of the right foot of the driver when the accelerator pedal is operated. It is formed of a hard energy absorbing material as compared with the receiving portion, and the hook receiving portion is formed of an energy absorbing material and has an energy absorbing function (invention according to claim 1). In this case, it is desirable that the top surface of the foot behavior suppressing portion provided on the spacer member is provided close to the foot surface when the accelerator pedal is fully depressed (the invention according to claim 2 ) .
[0005]
Further, the present invention provides a footrest that is installed on a floor in a vehicle and forms a stepped surface for the driver's left foot by forming a step between the floor and the footrest surface from the left foot to a predetermined amount or more. according to a modification to the provision of the deformable portion to reduce the step in the right lateral to the foot surface and the floor to move the left foot to the right direction (claim 3 when a load of acts Invention). In the case where the footrest has a support portion that supports the footrest surface, the deformable portion is a groove-formed thin portion or a hole portion provided in the support portion (the invention according to claim 4 ). desirable.
[0006]
[Operation and effect of the invention]
According to the above configuration, in the invention according to
[0007]
Moreover, in the invention which concerns on
[0008]
In the invention according to
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the footrest that is installed on the floor of the vehicle and forms a footrest surface for the driver's left foot by forming a step between the floor, the footrest surface since more load given from the left foot is provided a deformable portion to reduce the step in the right lateral and the deformed so as to move the left foot to the right lateral foot surface and the floor when acting on the vehicle by deformable portion of the foot rest when the time of collision or the like is deformed, it can be left foot of the driver to reduce the twisting of the foot caused by sliding down the floor moves from the foot surface to the right direction, it is possible to reduce the torsional moment acting on the shin bottom left foot of the driver, whereby it is possible to accurately reduce lower extremity injury.
[0010]
Moreover, in the invention which concerns on
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a lower front portion of a driver's seat (a portion where an
[0012]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0013]
The foot
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 4 to 6, the
[0015]
Each
[0016]
Further, the
[0017]
In the present embodiment configured as described above, as shown schematically in FIG. 7 by the foot
[0018]
Further, since the foot
[0019]
Further, since the
[0020]
Further, since the
[0021]
Further, the foot
[0022]
Further, in the present embodiment, in the
[0023]
Further, the deformable portion of the
[0024]
In the above embodiment, the foot
[0025]
Moreover, in the said embodiment, although it implemented by providing the foot
[0026]
In the embodiment shown in FIGS. 9 to 11, the foot pedal portion of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a lower front portion of a driver's seat in a left-hand drive manual vehicle.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG.
3 is a front view of the spacer member shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
4 is a front view of a single footrest shown in FIG. 1. FIG.
5 is a side view of a single footrest shown in FIG. 1. FIG.
6 is a plan view of a single footrest shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is a schematic operation explanatory view of a foot behavior suppressing unit provided in a spacer member.
FIG. 8 is a schematic operation explanatory view of a footrest.
FIG. 9 is a diagram showing a lower front part of a driver's seat in an automatic vehicle.
10 is a cross-sectional view taken along line 10-10 of FIG.
FIG. 11 is a longitudinal side view of the brake pedal at the center when the brake pedal is operated.
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a foot and a shin and moments Mx and My.
[Explanation of symbols]
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Claims (4)
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