JP4108745B2 - 自動車用安全装置 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の上位概念記載の自動車用安全装置に関する。
この種の安全装置はドイツ連邦共和国特許第２１５１５９９号明細書（Ｂ６０Ｒ ２１／０４）によって知られている。インストルメントパネル内には変形部材が配置されている。この変形部材は車両の全幅にわたってほぼ直線状に延び、膝拘束要素として形成されている。この変形要素は同時に、ステアリング装置の支持及びペダルの支承、又は、これらのうちどちらか一方のために使用される。この特許に対して平行出願された米国特許第３，８５６，１０３号明細書に詳しく説明されているように、前方衝突時に、それに伴う、ペダル枢着部を付勢する隔壁貫入によって、足踏みレバーが乗客の方へ移動し、従って特に下肢が大きな危険にさらされることを考慮すべきである。最近、足踏みレバーを隔壁の方へ揺動させる構造（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９０４６１６号明細書、Ｂ６０Ｔ ７／０８参照）または足空間から足踏みレバーを引き出す構造（これに関して例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第４３０５２９０号明細書、Ｂ６０Ｋ ２３／００参照）が知られている。最後に挙げた２つの文献に共通の作用原理は、前方衝突時に発生する隔壁の貫入が、横方向に延びほぼ曲がらない組み立て支持体に対して相対運動を生じることにある。この相対運動により、足踏みレバーに付設された機能部品の所定の配置によって揺動運動または摺動運動が生じる。
本発明の根底をなす課題は、乗客の負傷の危険が大幅に低下する、ペダル機構を含めた自動車用安全装置を提供することである。
この課題は請求項１記載の特徴によって解決される。従属請求項は本発明の特に合目的な実施形を含んでいる。
本発明で、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９０４６１６号明細書と同第４３０５２９０号明細書の場合のように、走行方向に対して横方向に延びる支持要素が曲がらないように形成され、更に、前方衝突またはオフセット衝突の場合でも隔壁貫入にもかかわらず、支持要素の空間的な位置が保持されるように、隔壁の移動に伴って移動しないように形成されている。上記の文献の場合と異なり、請求項１では、足踏みレバーは曲がりにくい支持要素と隔壁の間に配置されないで、曲がりにくい支持要素自体に設けられている。それによって、通常は隔壁から離れた足踏みレバーは、乗客にとって危険でない位置を少なくとも保持する。本発明の有利な実施形では、それに加えて、隔壁移動及び変速機ケーシング又はエンジンブロックの移動、又は、これらのうちどちらか一方によって足踏みレバーの揺動または摺動のための操作力が生じるように、揺動運動が行われる。
足踏みレバーを車体に固定された支持要素に直接枢着することは、基本的にはドイツ連邦共和国特許第３０４０７２２号明細書（Ｂ６０Ｔ ７／０４）によって知られている。支持要素は底板から出発してほぼ垂直方向に立設され、更に外壁の近くに達している。この場合、事故時に衝突する物体によってこの外壁が付勢されるときに、支持要素全体の内方への移動と、それに枢着された足踏みレバーの内方への移動を考慮しなければならない。
２個の車体支柱、すなわち例えばいわゆる両Ａピラーの間で、曲がらない支持要素が延設されていると特に有利である。この手段によって、側方衝突事故の際の車体の安定性が大幅に改善される。安定性の一層の向上は、車両中央を延びるセンタトンネルに支持要素を強固に連結することによって行われる。更に、本発明による支持要素はステアリングコラムの下側の支承点として使用可能である。更に、ステアリングコラムが伸縮する力制限器を備えていると、安全性が一層高まる。事故時に乗客によってステアリングホイールに加えられる力は、耐え得る程度に制限される。
本発明による構想の他の効果は、例えばブレーキブースタとマスターシリンダを支持要素に固定することにより、車室内の音が改善される。なぜなら、エンジン室から直接励起されないからである。好ましい実施形では、ステアリング装置と共に、足踏みレバー、押圧棒、ブレーキブースタおよびマスターシリンダのような、ブレーキ装置に所属するすべての操作要素と、出力調節部材とクラッチ要素を操作するための残りのペダルが、支持要素にまとめられ、予め組み立てたセットを形成している。更に、エアバッグ支持体または膝クッションのための保持部材を支持要素に設けることができる。この膝クッションは少なくとも間接的に支持要素に支持可能なグローブボックスフラップによって形成可能である。それによって、本発明によるペダル機構を備えた自動車のための組み立てコストが全体的に低減される。更に、支持要素は隔壁の移動に伴って移動しないように形成されていることにより、大きな負荷を受けないので、その強度設計のために、ペダル機構に加えられる操作力と他の機能部品の自重を考慮すればよい。この理由から、支持要素は好ましくは軽金属、例えばアルミニウム押出し成形品によって形成される。このようにして製作された、閉じた横断面を有する中空プロフィルは、同時に空気案内管または液体案内管として使用可能である。
図に基づいて本発明の有利な実施の形態を詳しく説明する。
図１は車室内に延設されたダッシュパネル（隔壁）の移動に伴って移動しないように形成された支持要素の基本的な組み込み状態を示す斜視図、
図２は図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図、
図３は図１に示した支持要素の平面図、
図４は車両のＡピラー部分に別個に枢着された、図１に従って形成された支持要素を示す図、
図５は図２に示した実施の形態の変形を示す図である。
すべての図において同じ部品には同じ番号が付けてある。
図１には、詳しく示していない車両の前側範囲の一部が示してある。この前側範囲は番号で示していない。本発明にとって重要な部品として、管状の支持要素１が示してある。この支持要素は左側のＡピラー２と右側のＡピラー３の間の、番号で示していない水タンク（水箱）の下方に延設され、端部フランジ４，５を介してボルト継手または差込み継手によって両Ａピラーに保持されている。Ａピラー２，３は最新の代表的な自動車構造では、次のような車体要素である。すなわち、衝突後、その相対的な位置と、衝突によって衝撃を受けない他の車体部分に対するその位置をほとんど変更しない車体要素である。支持要素１は車室を画成する隔壁６から内側へ次のように離れている。すなわち、強い前方衝突の際に、特に、この支持要素と隔壁が接触しないかあるいは隔壁６の貫入が支持要素１によって最終的に受け止められるように離れている。支持要素の中央範囲は支え側板７，８を介してセンタトンネル９に支持されている。このセンタトンネルは全体を１０で示した床板の構成要素である。運転者寄りの支え側板８は更に、ステアリングフレーム架台１１を固定するために役立つ。このステアリングフレーム架台には、詳しく示していない方法で、ステアリングコラム１２が保持されている。ステアリングコラムの上端はステアリングホイール１３によって覆われ、下端は下側のステアリングコラム支承部１４を介して支持要素１に連結されている。ステアリングコラム１２をステアリングフレーム架台１１に連結する代わりに、隔壁６の上側を画成する図示していない水タンクに上端を直接支承することもできる。この水タンクは衝突負荷を受けたときに上側の枢着個所がほとんど場所的に動かないように、その寸法が設計されている。略示した枢着ヘッド１５によって、ステアリングホイール１３に加えられる操舵運動が、車両の車輪に付設されたステアリングギアに伝達される。ステアリングコラム支承部１４を介して定置された支持要素１にステアリングコラム１２を連結することにより、操舵運動は隔壁貫入とは無関係である。これにより、操舵運動は乗客拘束機能の準備のために利用可能である。
本発明の有利な他の実施形によれば、ステアリングフレーム架台１１における支承部材が適切に設定された可撓性を有するよう形成可能である。それによって、衝突時に所定のステアリングコラム運動が達成可能である。前方衝突時に、隔壁６の前方にあるエンジン室からの主負荷が本発明に従って設けられた支持要素１によって受け止められるので、ステアリングコラム上端の慣用の支承と比べて、小さな支持作用で充分である。これにより、水タンクの変形状態に調和させることにより、ステアリングホイール１３の事故による負荷の後で、ステアリングコラム１２の上側の枢着点の運動に適切に影響を与えることができ、しかも充分に変形しにくい支材を介して枢着点が定置された車体部分、例えばセンタトンネルに連結されるときに、影響を与えることができる。ステアリングホイール１３に組み込まれたエアバッグ（図示していない）を乗客と相対的に改善された拘束位置に動かすために、枢着点の事故による運動軌道は好ましくは、ステアリングコラム中心軸線と床板１０とがなす角度の値が小さくなるように、形成される。すなわち、ステアリングホイール１３は下方へ移動する。
支持要素１に付設されたペダル機構の重要な構成要素は、アクセルペダル１６と、足踏み板１７ａを備えたブレーキペダル１７およびクラッチペダル１８である。
図１の図示を越えて、図２では、ステアリングコラム１２が伸縮するように形成されている。しかも、下側のステアリングコラム部分１２ｂと上側のステアリングコラム部分１２ｃの間に組み込まれた力制限器１２ａによって、形成されている。上側のステアリングコラム部分内にはステアリングホイール軸１３ａが設けられている。このステアリングホイール軸はその上端に、エネルギーを吸収（消耗）するよう撓むステアリングホイール１３を収容し、その下端が力制限器１２ａの前で下側のステアリングコラム部分１２ｂに対して支持されている。事故時に乗客が衝突することによってステアリングホイール１３が負荷を受ける際に、乗客に作用する衝突力が支持要素１に伝達され、力制限器１２ａによってエネルギーを吸収して許容最高レベルに制限される。図２は更に、ブレーキブースタ１９を示している。このブレーキブースタはそれに付設されたマスターシリンダ２０と共に、車室の外側で車両のエンジン室（機器室）内において隔壁６に固定され、押圧棒２１を介してブレーキペダル１７によって付勢可能である。ブレーキペダルは枢着点２２を介して支承台２３に枢着されている。この支承台自体は支持要素１に固定連結されている。矢印２４方向にブレーキペダル１７を操作する場合に、枢着点２２回りにブレーキペダル１７が揺動する。次に詳しく説明する操作棒２６の上端は、ブレーキペダルが再びばねで操作されて静止位置に保持されるときに、ペダルストッパー２５として作用する。
操作棒２６は、予定破壊個所２７を介して、特に隔壁６の範囲において差し当たり支持要素１に対して定置されて配置されるように形成されている。予定破壊個所２７の強さ（厚さ）は、普通の走行運転時にペダルストッパー２５の機能が常に保証されるように定められている。操作棒２６には更に、スライドガイド２８が所属する。ブレーキブースタ１９に付設された押圧棒２１がこのスライドガイドを貫通している。前方衝突時に車体と相対的に摺動可能な質量Ｍ（例えば変速機ケーシングまたはエンジンブロック）に関して、伝達要素として作用する操作棒２６は、矢印２９方向の質量Ｍの摺動によってブレーキペダル１７がペダルストッパー２５を介して枢着点２２回りに矢印３０方向に揺動するように、配向されている。更に、ブレーキペダル１７の回転のために、押圧棒２１が破線で示した状態に曲がる。操作棒２６の長さは好ましくは、図に示した押圧棒２１の折れ曲がりの後で、ブレーキペダル１７がもはやペダルストッパー２５に接触しないように採寸されている。これにより、ブレーキペダル１７の強制案内が解除されるので、場合によって隔壁６とブレーキペダル１７の間に挟まれた足は押しつぶされない。
すなわち、前述の説明から、図２に示した実施の形態の場合、一方では支持要素１が隔壁６の移動に伴って移動しないように形成されていることによって、他方では車両乗客から離れるようにペダルが付加的に揺動することによって、足の負傷に対する安全性が何倍にも向上する。
図２に示した関係を詳しく明示するために、図３の平面図は、質量Ｍとブレーキペダル１７と関連する操作棒２６の基本的な作用を示している。更に、連行ピン３１，３２が示してある。この連行ピンによって、前方衝突時に、ブレーキペダル１７のほかにアクセルペダル１６とクラッチペダル１８が、危険範囲から隔壁６の方へ移動可能である。
図２に示した実施の形態の場合には、伸縮可能に形成されたステアリングコラム１２によって、ステアリングギアが車室の方へ摺動する際に、フレーム架台１１に固定されたステアリングコラム１２の上側部分がそれ以上負荷されない。それによって、車両乗客と相対的なステアリングホイール１３の位置が保たれる。
支え側板７，８を介して支持要素１を支持することにより、側方衝突時に、支持要素１は折れ曲がらない。この手段により、側方衝突の力に対する車体全体の強度が大幅に改善される。本発明は同時に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９２８８６９号明細書（Ｂ６０Ｒ２１／００）によって知られているような安全構想の変換を可能にする。組み込み状態に応じて、別個の支え側板７，８を場合によっては省略し、支持要素１をセンタトンネルに直接枢着することができる。他の変形例は、センタトンネル９の高さを隔壁側の端部の方へ向かって上昇させ、センタトンネル９に直接連結される支持要素１を二分割形成することにある。簡単化された実施形では、場合によっては助手席に付設された支持要素の半分を省略することができる。これは特に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９２８８６９号明細書に記載された安全構想を実現するために、他の手段が講じられる場合である。
図４，５に示した変形の場合にも、衝突時の車体と相対的な質量Ｍの矢印２９方向の移動によって、ブレーキペダル１７が矢印２４方向に揺動する。ただし、図２に示した実施の形態に補足して、支承台２３が操作棒２６によって付勢される。支持要素１の矢印３３方向の回転を可能にするために、両Ａピラー２，３における支持要素１の支承部は、予め定めた力を上回った後で回転可能である。Ａピラー３を例にとって、この回転可能な枢着を図４に基づいて詳しく説明する。このフランジ４には収容スリーブ３４が所属する。この収容スリーブ内には支持要素１の自由端が挿入されている。支持要素１と収容スリーブ３４の間の回転防止は剪断ピン３５によって行われる。この剪断ピンは、例えば前方衝突時に質量Ｍによって操作棒２６に加えられる力が予め定めた値を上回るときに、正確に破断される。支持要素１の弾性的なねじれ状態を考慮して、剪断ピン３５の強度は、重大な前方衝突のときに常に矢印３３方向の支持要素１の回転が可能であるように定められている。この場合、剪断ピンの代わりに、剪断歯状部または摩擦連結継手でもよい。同様に、支持要素１と収容スリーブ３４が形状補完的に連結される場合、横断面を小さくした予定破壊個所を適切に組み込むことができる。これと同様に、支持要素１と支え側板７，８の間の連結部も形成可能である。ペダル揺動時の回転すべき質量をできるだけ小さくするために、支承台２３は剪断ピンによって保持された回転支承部によって支持要素１に固定可能である。
要約すると、曲がりにくい支持要素１を、本発明に従って隔壁の移動に伴って移動しないように形成することにより、乗客の下肢を効果的に保護する多彩な例があることが判る。その際、組み込み状況に応じて、上記の多数の手段を互いに任意に組み合わせることができる。
＜符号の説明＞
１ 支持要素
２，３ Ａピラー
４，５ フランジ
６ 隔壁
７，８ 支え側板
９ センタトンネル
１０ 床板
１１ ステアリングフレーム架台
１２ ステアリングコラム
１２ａ 力制限器
１２ｂ，１２ｃ ステアリングコラム部分
１３ ステアリングホイール
１３ａ ステアリングホイール軸
１４ ステアリングコラム支承部
１５ 枢着ヘッド
１６ アクセルペダル
１７ ブレーキペダル
１７ａ 足踏み板
１８ クラッチペダル
１９ ブレーキブースタ
２０ マスターシリンダ
２１ 押圧棒
２２ 枢着点
２３ 支承台
２４ ペダル揺動方向
２５ ペダルストッパー
２６ 操作棒
２７ 予定破壊個所
２８ スライドガイド
２９ 質量Ｍの移動方向
３０ ペダル揺動方向
３１，３２ 連行ピン
３３ 支持要素の回転方向
３４ 収容スリーブ
３５ 剪断ピン

Claims (15)

1. 支承台（２３）に枢着された少なくとも１個の足踏みレバー（１６，１７，１８）と、
   車両幅の少なくとも半分にわたって延びる少なくとも１個の支持要素（１）とを備え、この支持要素が車室を画成する隔壁（６）から離れており、
   支承台（２３）を連結した支持要素（１）の位置が事故の前の車室の形状に関して車両事故の後で変わらないように、支持要素が曲がらないよう車体の要素（２，３，９）に連結されている、
   乗客用車室と車体を備えた自動車の乗客用の安全装置において、
   支承台（２３）が支持要素（１）に固定連結され、支持要素と支承台とそれに枢着された少なくとも１個の足踏みレバー（１６，１７，１８）が、事故による隔壁の移動時に、この隔壁の移動に伴って前記乗客用車室方向へ移動しないように形成されており、更に、操作棒（２６）が設けられ、隔壁（６）が支持要素（１）と相対的に移動する際に、少なくとも１個の足踏みレバー（１６，１７，１８）を前記乗客用車室と反対方向に揺動または摺動させるために、マスターシリンダを操作するための押圧棒（２１）が前記操作棒によって変形するように付勢可能であることを特徴とする安全装置。
2. 支持要素（１）にマスターシリンダ（２０）が固定され、このマスターシリンダが押圧棒を介して足踏みレバー（１７）によって付勢可能であることを特徴とする請求項１記載の安全装置。
3. マスターシリンダ（２０）に少なくとも間接的に付設されたブレーキブースタ（１９）が支持要素（１）に固定されていることを特徴とする請求項２記載の安全装置。
4. ステアリングコラム（１２）のためのステアリングコラム支承部（１４）が支持要素（１）に付設されていることを特徴とする請求項１記載の安全装置。
5. 支持要素（１）が自動車のセンタトンネル（９）にも支持されていることを特徴とする請求項１記載の安全装置。
6. 支持要素（１）が回転可能に支承され、分離可能な保持部材によって予め定めた使用位置に固定されていることを特徴とする請求項１記載の安全装置。
7. 保持部材が剪断ピンによって形成され、この剪断ピンは、これに加わる応力が予め定めた応力を上回った際に剪断されることを特徴とする請求項６記載の安全装置。
8. 事故によって相対摺動する際に足踏み板（１７ａ）が隔壁（６）の方向に揺動可能であるように、足踏みレバーが操作棒（２６）によって付勢可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の安全装置。
9. 支持要素（１）が車体に対して垂直に延びるＡピラー（２，３）に固定されていることを特徴とする請求項１記載の安全装置。
10. 車幅の半分にわたって延びる支持要素が一端でＡピラー（２）に固定され、他端でセンタトンネル（９）に固定されていることを特徴とする請求項４又は９記載の安全装置。
11. 足踏みレバー（１７）と協働するブレーキブースタ（１９）が支承台（２３）に固定され、この支承台が隔壁（６）に達し、ブレーキブースタ（１９）が隔壁（６）の移動に伴って移動しないように形成されて車室の外側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の安全装置。
12. 乗客が負傷しにくいように付勢可能なステアリングホイール（１３）が、ステアリングコラム支承部（１４）と反対側のステアリングコラム（１２）の端部に設けられ、ステアリングコラム（１２）が伸縮してエネルギーを吸収しかつステアリングホイール（１３）に作用する衝突力を制限するように、下側のステアリングコラム支承部（１４）の範囲において少なくとも間接的に支持要素（１）に支持可能であることを特徴とする請求項４記載の安全装置。
13. エネルギーを吸収する可撓性の膝クッションが支持要素（１）に支持されていることを特徴とする請求項１記載の安全装置。
14. エアバッグ装置のための固定手段が支持要素（１）に設けられていることを特徴とする請求項１記載の安全装置。
15. 支持要素（１）が閉鎖された横断面プロフィルを有するよう中空に形成され、支持要素（１）の少なくとも一部が空気案内装置または液体案内装置の一部であることを特徴とする請求項１記載の安全装置。

Images