JP4174776B2 - 自動車用ニーボルスター構造 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車用ニーボルスター構造に関し、特に、車両の衝突事故の際、運転手の膝を果的に保護できるようにした自動車用ニーボルスター構造に関する。
車両の衝突事故の際、運転席に搭乗した運転手と助手席に搭乗した搭乗者とが前方へ移動し、前方に配置されたロワーパネルに接触することになる。この際、ロワーパネルが容易に変形すると、膝が大きく移動することになり、頭と胸が後に裏返る現状が生じて、エアーバックが乗客を充分に保護することができなくなる。これを予防するために、車両衝突事故の際、膝が内側に深々と移動できないようにするニーボルスター(knee bolster)が運転席の前方に位置した前記ロワーパネルの内側に設けられる。このようなニーボルスターは乗客の膝がキーセット(keyset)にぶつかる時に加えられる衝撃も防止する。
図1及び図2は、従来の自動車用ニーボルスター構造の一例を示す斜視図である。図に示すように、従来の自動車用ニーボルスター構造は、車幅方向に横断するように設けられたカウルクロスバー1上の一側にニーボルスターブラケット10が結着した構造であって、ニーボルスターブラケット10の側面にフューズボックス3が位置しており、その前面にはロワーパネル2が結着する。従来のニーボルスターブラケット10は、略U字形状の左、右側2つのブラケット部材10a、10bからなる。前記図面に示してはいないが、2つのブラケット部材10a、10bの間には車両のステアリングホイールコラム(図4の71)とステアリングホイールコラム71と一体で連結されているキーセット(図4の73)が位置している。
従来の自動車用ニーボルスター構造では、車両の衝突によるステアリングホイールコラム71が収縮する際、キーセット73と一側のニーボルスターブラケット部材10bとの間に干渉が発生し、ステアリングホイールコラム71の収縮が円満に進行しないことにより、乗客が胸に傷害を受ける問題があった。また、フューズボックス3のアフターサービスを考慮し、運転席の左側下段をニーボルスターパネルにより遮られないパッケージ構成をした場合、傾斜衝突の際、運転手の一側(左側)膝がニーボルスターブラケット10を避けるという問題があった。
また、従来のニーボルスターブラケット10は、その下部が結着しているカウルクロスバー1に対し、垂直に結着した構造となっており、膝間隔の差がある車両試験用ダミーであって、一般的な男性の体型を表す50%男性ダミー(膝間隔:270mm)や一般的な女性の体型を表す5%女性ダミー(膝間隔:150mm)の膝を同時に支持できないという構造的な問題があった。併せて、車両衝突の際、搭乗者の膝が衝突する方向とニーボルスターブラケット10が衝突エネルギーを吸収する方向(図1aの矢印方向)が同一であり、衝突により膝損傷の程度が大きくなる問題があった。
特開2005−119348号公報 特開2005−75137号公報
本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであって、ニーボルスターブラケットの結着角が一側に傾斜するようにし、車両衝突の際、傾斜した方向にニーボルスターブラケットが撓みながら持続的に運転手の膝を支持し、かつ、衝突エネルギーを吸収するので、膝の傷害程度を減らすことができる自動車用ニーボルスター構造を提供することをその目的とする。本発明の又別の目的は、ニーボルスターブラケット部材をカウルクロスバーとセンターサポーブラケット上に結着させることにより、ローパネルの内側のフューズボックスとニーボルスターブラケット部材との間に位置したステアリングホイールコラムとキーセットとの干渉を避けて、車両衝突際の運転手の傷害程度を減らせるようにすることにある。
本発明の自動車用ニーボルスター構造は、車幅方向を横断するカウルクロスバー(1)と;運転席に座する運転手の前方下側の車室内に設けられるロワーパネル(51)と;前方視における車幅方向左端側に設けられたフューズボックス(3)と;カウルクロスバー(1)に車両前方側端部が連結され、この前方側端部から前方視における車幅方向右側に傾き車両後方に向けて延びる延設部分を有するセンターサポートブラケット(4)と;カウルクロスバー(1)とロワーパネル(51)との間の車両前後方向位置で、且つ、フューズボックス(3)とセンターサポートブラケット(4)との間の車幅方向位置で、ステアリングホイールコラム(71)とこのステアリングホイールコラムに対して車幅方向中央側位置に連結されたキーセット(73)とを左右から挟むようにロワーパネルの内側に配設されるニーボルスターブラケット(60)と、を備える車両において;車両衝突時に前記運転手の膝から加えられる衝撃をニーボルスターブラケットによって吸収する自動車用ニーボルスター構造であって;ニーボルスターブラケット(60)は、フューズボックス(3)の車幅方向中央側側面に隣接する車幅方向位置で前記カウルクロスバー(1)に第1の結着部(61c)が熔接結着された第1のニーボルスターブラケット部材(61)と;キーセット(73)に対し車幅方向中央側に且つ車両後方側に離隔するように配置されると共に、センターサポートブラケット(4)の前記延設部分に設けられた結着面に第2の結着部(63c)が熔接されることによってセンターサポートブラケット(4)にのみ結着された第2のニーボルスターブラケット部材(63)とから成り;第1のニーボルスターブラケット部材は、第1の結着部(61c)から、運転手の膝が位置する方向に向けて、二つの辺が延在し、この二つの辺の先端部は夫々、互いに上下方向に所定の長さ離隔して、上側膝衝突部(61b)と下側膝衝突部(61a)とを形成し;第2のニーボルスターブラケット部材は、第2の結着部(63c)から、運転手の膝が位置する方向に向けて、二つの辺が延在し、この二つの辺の先端部は夫々、互いに上下方向に所定の長さ離隔して上側膝衝突部(63b)と下側膝衝突部(63a)とを形成していることを特徴とする。ニーボルスターブラケット部材とキーセットとの間の干渉を避けることができて、車両衝突の際、傾斜した方向にニーボルスターブラケットが撓みながら、変形中にも運転手の膝を持続的に支持し、かつ、衝突エネルギーを吸収することにより、膝の傷害程度を減らすことができる。
上記自動車用ニーボルスター構造において、第1のニーボルスターブラケット部材(61)は、前記二つの辺の延在方向が、第1の結着部(61c)の車幅方向中央側端部位置においてカウルクロスバーの長さ方向と直交する第1の垂直面に対して車幅方向フューズボックス(3)側に所定角度傾斜するように形成され;第2のニーボルスターブラケット部材は、前記二つの辺の延在方向が、センターサポートブラケット(4)の前記結着面における熔接された第2の結着部(63c)の車幅方向中央側端部位置において前記結着面に直交し且つセンターサポートブラケットの延設部分が延びる方向に対して車幅方向キーセット(73)側に傾いた第2の垂直面に対して、車幅方向キーセット側に夫々所定角度傾斜するように形成されていることが好ましい。また、第1のニーボルスターブラケット部材(61)と第2のニーボルスターブラケット部材(63)と両方の部材の上側膝衝突部(61b,63b)と下側膝衝突部(61a,63a)とは、ニーボルスターブラケット部材の前記二つの辺の先端部が折曲され形成されていることが好ましい。
本発明の自動車用ニーボルスター構造は、略三角部材形状の2つのブラケット部材からなり、一側の第1のニーボルスターブラケット部材はカウルクロスバー上にその一端部が結着して、他側の第2のニーボルスターブラケット部材はカウルクロスバー上に連結されたセンターサポートブラケット上に結着し、運転手の体型によって膝の位置が異なる多様な膝衝突位置に対応することができて、車両衝突の際、キーセットの収縮が生じる場合、ニーボルスターブラケット部材との干渉を回避することができ、ニーボルスターブラケット部材の結着角度が一側方向に傾斜するようにし、車両衝突の際、傾斜した方向にニーボルスターブラケット部材が撓みながら持続的に衝突する運転手の膝を支持し、かつ、衝突エネルギーを吸収するので、膝の傷害程度を減らす効果が得られる。
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る自動車用ニーボルスター構造の適合した実施の形態に対して詳細に説明する。
図3ないし図6は、本発明に係る自動車用ニーボルスターブラケットの設置状態を示す斜視図であって、図3は、車両のカウルクロスバー上に結着した本発明のニーボルスターブラケットの形状を示す斜視図であり、前記図4ないし図6は、本発明のニーボルスターブラケット10が装着された状態を多くの角度から眺めた状態を示す斜視図である。まず、図3を参照すると、本発明に係る自動車用ニーボルスター構造は、車両衝突の際、運転手の膝に加えられる衝撃を吸収するための2つのブラケット部材61、63を含む構造となっており、2つのブラケット部材61、63中の1つは車体フレームであるカウルクロスバー1に、もう1つの部材はカウルクロスバー1に連結されているセンターサポートブラケット4に、各々、その一端部が熔接結着する構造からなっている。
図示された2つのブラケット部材61、63中、左側の第1のニーボルスターブラケット部材61は略三角板材形状をなしており、2辺が合う頂点に該当する部位である一端部はカウルクロスバー1に結着して、着部61cから延びた、残りの2辺の端部である他端部61a、61bは、上、下の所定の距離離れており、この部位に運転手の膝が衝突するように設計される。便宜のため、離隔している2辺の端部61a、61b中、上部に位置した端部61bを上側膝衝突部、下部に位置した端部61aを下側膝衝突部という。
第1のニーボルスターブラケット部材61は、カウルクロスバー1にその段が結着する際、一側方向、例えば、左側方向に所定の角度が傾斜するように結着して、着部61cから延びた、残りの2辺の先端部に該当する上側膝衝突部61bと下側膝衝突部61aとは自体の剛性の増大のために、所定の長さが折曲されており、その折曲された方向が互いに逆方向になている。
即ち、図示の例では、上側膝衝突部61bは左側方向(a方向)に折曲されて、下側膝衝突部61aは右側方向(b方向)に折曲されている。もう1つのブラケット部材である本発明の第2のニーボルスターブラケット部材63は、カウルクロスバー1に連結されているセンターサポーブラケット4上にその一端部段が結着して、一端部結着部63cを頂点にし、残りの2辺が所定の長さが延びる形態の三角部材形状をなしている。
第2のニーボルスターブラケット部材63がセンターサポーブラケット4に結着する際、第1のニーボルスターブラケット部材61と同様に、一側方向、例えば、左側方向に所定の角度が傾斜するように結着するようにする。延びた2辺の端部である他端部63a、63bは、第1のニーボルスターブラケット部材61と同様に、上、下に所定の距離離隔しており、自体剛性の増大のために、所定の長さが折曲されており、この部位に運転手の右側膝が衝突するように設計される。便宜のため、離隔している2辺の端部63a、63b中、上部に位置した端部63bを上側膝衝突部、下部に位置した端部63aを下側膝衝突部という。
第1及び第2のニーボルスターブラケット部材61、63の上、下側膝衝突部61a、61b、63a、63bの前面には車両のロワーパネル(図4の51)が結着する。図4は、本発明のニーボルスターブラケット部材60が位置している周辺構成部品を示す図面であって、図示のように、ニーボルスターブラケット部材60の前面には運転手の膝の前方に位置したロワーパネル51が結着して、第1のニーボルスターブラケット部材61と第2のニーボルスターブラケット部材63との間の空間部にはステアリングホイールコラム71と、これに一体に結着しているキーセット73が位置している。
図5及び図6では、本発明の第1及び第2のニーボルスターブラケット部材61、63が下部のカウルクロスバー1とセンターサポーブラケット4上に所定の角度傾斜するように付着して、各ブラケット部材の膝衝突部61a、61b、63a、63bは所定の長さ折曲された状態を表している。即ち、図5は、カウルクロスバー1を縦断する面である垂直面に対し、その一端部がカウルクロスバー1に結着した第1のニーボルスターブラケット部材61は、左側に所定の角度傾斜しており、第2のニーボルスターブラケット部材63も前記垂直面に対し、左側に傾斜するように形成されたことを図示している。
図6は、本発明の第1のニーボルスターブラケット部材61が車体フレームであるカウルクロスバー1に、第2のニーボルスターブラケット部材63はカウルクロスバー1に連結されたセンターサポーブラケット4上に、各々、結着した状態を上部から見た状態を示す図面である。以下では、車両衝突の際の本発明に係る車両のニーボルスター構造の作用について考察する。図7は、本発明の第1のニーボルスターブラケット部材に、車両衝突の際、膝がぶつかる状態を示す図面であり、図8は、車両衝突の際、運転手の倒れによりステアリングホイールが圧縮される状態を示す図面である。
図7を参照すると、本発明の第1のニーボルスターブラケット部材61は、ニーボルスターブラケット60の左側に位置した部材であって、三角部材形状からなっており、運転手の体型による膝81、83の位置変化に対応できるように構成されている。即ち、図7に示す通り、車両衝突試験の際に使われるダミーに関し、膝間隔の狭い5%女性ダミーの膝81の場合、ブラケットの下側膝衝突部61aに密着して、膝間隔の広い50%男性ダミーの膝83の場合、ブラケットの上側膝衝突部61bに密着して図示された矢印方向への衝突による膝荷重が印加される。従って、本発明の第1のニーボルスターブラケット部材61は運転手の体型によって変わる膝の位置変化に対応できる構造である。
図8を参照すると、本発明の第2のニーボルスターブラケット部材63は、センターサポートブラケット4上にその一端部が熔接結着しているので、その内側のキーセット73の収縮発生の際、キーセット73とは干渉が生じないようにしている。即ち、キーセット73が車両の衝突によりステアリングホイールコラム71と共に図示した矢印方向に収縮する場合、第2のニーボルスターブラケット部材63がセンターサポートブラケット4に結着されているから、キーセット73が収縮される後空間(A部)が留守にされているようになる。よって、この空間部(A部)本発明の第2のニーボルスターブラケット部材63が移動することができる空間になって、従って、本発明の第2のニーボルスターブラケット部材63とキーセット73とは自然に干渉避けることができるようになる。
これに関して図9をまたよく見る。図9は、従来のニーボルスターブラケット部材と本発明の第2のニーボルスターブラケット部材との設置位置を比較して示す図面である。図に示す通り、従来はU字形で垂らされたニーボルスターブラケット部材10がカウルクロスバー1上にその一端部が結着して、その設けられる部位は破線で示す領域(B)となる。この場合、キーセット73が車両の衝突により収縮する場合、キーセット73の収縮方向と従来のニーボルスターブラケット部材10との間には相互干渉が生じるが、本発明の第2のニーボルスターブラケット部材63の場合はセンターサポーブラケット4にその一端部が結着しているので、キーセット73とは干渉が生じない。
図10及び図11は、車両衝突試験の際、運転席の搭乗者の膝が本発明のニーボルスターブラケット部材に衝突する状態を示すCAE(Cad Aided Engineering)解析図面である。図10は、50%男性ダミーの膝83が第1及び第2のニーボルスターブラケット部材61、63の上側膝衝突部61b、63bに衝突する状態を示しており、図11は、5%女性ダミーの膝81が第1及び第2のニーボルスターブラケット部材61、63の下側膝衝突部61a、63aに衝突する状態を示している。
前記図面は、車両の衝突による変形が始まる直前の状態を示すものであって、図面において、符号51は運転手の膝の前方のロワーパネルである。従って、本発明のニーボルスターブラケット部材61、63は、上、下側膝衝突部をそれぞれ備えているブラケット構造により運転手による膝の位置に差があっても膝を全て支持することができることが分かる。図12は、車両衝突の際、本発明のニーボルスターブラケット部材61、63とキーセットとの間に干渉が生じない状態を示すCAE解析図面であり、図13は、車両衝突の際、運転手の膝が本発明のニーボルスターブラケット部材61、63により支持される状態を示すCAE解析図面である。前記図面は、車両の衝突によるニーボルスターブラケット部材の変形が一部進行中の状態を示すものである。
図12から分かるように、本発明のニーボルスターブラケット部材61、63は、車両衝突の際、運転手の膝が本発明のニーボルスターブラケット部材61、63の各膝衝突部61a、63a、61b、63bにぶつかる場合、キーセット73がステアリングホイールコラム71と共に運転手の胸と衝突して、下部に収縮する場合、本発明の第2のニーボルスターブラケット部材63と干渉が生じないので、収縮が円満に進行し、胸傷害程度を減らす。
従来のニーボルスター構造では、ニーボルスターブラケット部材10とキーセット73との間の構造上、干渉が生じることにより、キーセット73が収縮できないため、これによるの傷害程度が大きく発生する短所があった。図13に示す通り、本発明のニーボルスターブラケット部材61、63は、車両衝突の際、運転手の膝81、83がニーボルスターブラケット部材61、63の各膝衝突部61a、63a、61b、63bに接触し、接触後、膝が左側方向へ移動しても、ニーボルスターブラケット部材61、63が共に同一方向へ移動しながら変形するので、運転手の膝81、83を持続的に支持することができる。
従来の自動車用ニーボルスター構造の一例を示す斜視図である。 従来の自動車用ニーボルスター構造の一例を示す斜視図である。 本発明に係る自動車用ニーボルスターブラケットの構造及び設置状態を示す斜視図である。 本発明に係る自動車用ニーボルスターブラケットの構造及び設置状態を示す斜視図である。 本発明に係る自動車用ニーボルスターブラケットの構造及び設置状態を示す斜視図である。 本発明に係る自動車用ニーボルスターブラケットの構造及び設置状態を示す斜視図である。 本発明のニーボルスターブラケット部材に運転手の膝がぶつかる状態を示す斜視図である。 車両衝突の際、運転手の倒れによりステアリングホイールが圧縮される状態を示す斜視図である。 従来のニーボルスターブラケットと本発明のニーボルスターブラケット部材の設置位置を比較して示す斜視図である。 車両衝突試験の際、運転席の搭乗者の膝がニーボルスターブラケット部材に衝突する状態を示すCAE解析図面である。 車両衝突試験の際、運転席の搭乗者の膝がニーボルスターブラケット部材に衝突する状態を示すCAE解析図面である。 本発明のニーボルスターブラケットの変形の際、キーセットの収縮に干渉されない状態を示すCAE解析図面である。 車両衝突試験の際、運転席の搭乗者の膝がニーボルスターブラケット部材に支持される状態を示すCAE解析図面である。
符号の説明
1 カウルクロスバー
3 フューズボックス
4 センターサポーブラケット
10、60 ニーボルスターブラケット部材
61 第1のニーボルスターブラケット部材
63 第2のニーボルスターブラケット部材
71 ステアリングホイールコラム
73 キーセット
81、83 運転手の膝

Claims (6)

  1. 車幅方向を横断するカウルクロスバー(1)と、
    運転席に座する運転手の前方下側の車室内に設けられるロワーパネル(51)と、
    前記運転手の車両前方視における車幅方向左端側に設けられたフューズボックス(3)と
    前記カウルクロスバー(1)に車両前方側端部が連結され、この前方側端部から前記運転手の車両前方視における車幅方向右側に傾き車両後方に向けて延びる延設部分を有するセンターサポートブラケット(4)と、
    前記カウルクロスバー(1)とロワーパネル(51)との間の車両前後方向位置で、且つ、フューズボックス(3)とセンターサポートブラケット(4)との間の車幅方向位置で、ステアリングホイールコラム(71)とこのステアリングホイールコラムに対して車幅方向中央側位置に連結されたキーセット(73)とを左右から挟むようにロワーパネルの内側に配設されるニーボルスターブラケット(60)とを備える車両において、車両衝突時に前記運転手の膝から加えられる衝撃を前記ニーボルスターブラケットによって吸収する自動車用ニーボルスター構造であって、
    前記ニーボルスターブラケット(60)は、
    前記フューズボックス(3)の車幅方向中央側側面に隣接する車幅方向位置で前記カウルクロスバー(1)に第1の結着部(61c)が熔接結着された第1のニーボルスターブラケット部材(61)と、
    前記キーセット(73)に対し車幅方向中央側に且つ車両後方側に離隔するように配置されると共に、センターサポートブラケット(4)の前記延設部分に設けられた結着面に第2の結着部(63c)が熔接されることによってセンターサポートブラケット(4)にのみ結着された第2のニーボルスターブラケット部材(63)から成り
    前記第1のニーボルスターブラケット部材は、前記第1の結着部(61c)から、運転手の膝が位置する方向に向けて、二つの辺が延在し、この二つの辺の先端部は夫々、互いに上下方向に所定の長さ離隔して上側膝衝突部(61b)と下側膝衝突部(61a)とを形成し
    前記第2のニーボルスターブラケット部材は、前記第2の結着部(63c)から、運転手の膝が位置する方向に向けて、二つの辺が延在し、この二つの辺の先端部は夫々、互いに上下方向に所定の長さ離隔して上側膝衝突部(63b)と下側膝衝突部(63a)とを形成していることを特徴とする自動車用ニーボルスター構造。
  2. 前記第1のニーボルスターブラケット部材(61)は、前記二つの辺の延在方向が、第1の結着部(61c)の車幅方向中央側端部位置においてカウルクロスバーの長さ方向と直交する第1の垂直面に対して車幅方向フューズボックス(3)側に所定角度傾斜するように形成され、
    前記第2のニーボルスターブラケット部材は、前記二つの辺の延在方向が、前記センターサポートブラケット(4)の前記結着面における熔接された第2の結着部(63c)の車幅方向中央側端部位置において前記結着面に直交し且つ前記センターサポートブラケットの延設部分が延びる方向に対して車幅方向キーセット(73)側に傾いた第2の垂直面に対して、車幅方向キーセット側に夫々所定角度傾斜するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の自動車用ニーボルスター構造。
  3. 前記第1のニーボルスターブラケット部材(61)と第2のニーボルスターブラケット部材(63)と両方の部材の上側膝衝突部(61b,63b)と下側膝衝突部(61a,63a)とは、ニーボルスターブラケット部材の前記二つの辺の先端部が折曲され形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の自動車用ニーボルスター構造。
  4. 前記第1のニーボルスターブラケット部材(61)、第2のニーボルスターブラケット部材(63)少なくともいずれかの部材の上側膝衝突部(61b,63b)と下側膝衝突部(61a,63a)とは、その折曲方向が互いに逆方向となっていることを特徴とする請求項3に記載の自動車用ニーボルスター構造。
  5. 前記第1のニーボルスターブラケット部材(61)の下側膝衝突部(61a)が、ステアリングホイールコラム(71)のある方向に折曲されるとともに、上側膝衝突部(61b)がその反対の方向に折曲されるか、または、第2のニーボルスターブラケット部材(63)の下側膝衝突部(63a)が、ステアリングホイールコラムがある方向に折曲されるとともに、上側膝衝突部(63b)がその反対方向に折曲されていることを特徴とする請求項4に記載の自動車用ニーボルスター構造。
  6. 前記第1のニーボルスターブラケット部材(61)の下側膝衝突部(61a)が、ステアリングホイールコラム(71)のある方向に折曲されるとともに、上側膝衝突部(61b)がその反対の方向に折曲され、
    前記第2のニーボルスターブラケット部材(63)の側膝衝突部(63b)と下側膝衝突部(63a)との両方がステアリングホイールコラム(71)のある方向を向いて折曲されていることを特徴とする請求項4に記載の自動車用ニーボルスター構造。
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