JP4375670B2 - 自動車の衝撃力吸収装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行中の自動車がその前方の何らかの物体に衝突（前突）したとき、この前突に基づき乗員の膝に与えられようとする衝撃力が緩和されるようにした自動車の衝撃力吸収装置に関するものである。

上記自動車の衝撃力吸収装置には、従来、下記特許文献１，２に示されるものがある。

上記特許文献１によれば、自動車の衝撃力吸収装置は、車室の前面側を形成する車体前部側から後上方に向かって延出しこの車体前部に支持されるステアリングコラムと、乗員の膝の前方に配置されて上記ステアリングコラムをその後下方から覆うニープロテクタと、このニープロテクタを上記ステアリングコラムに支持させるステーとを備えている。

自動車の前突時に、乗員の膝がその慣性力で前方移動し、この膝が上記ニープロテクタに衝突したとき、上記ステーが塑性変形して上記ニープロテクタが上記ステアリングコラムに対し前上方に向かって移動することとされている。そして、上記ステーの塑性変形と、これに伴うニープロテクタの移動とにより、前突に基づき上記膝に与えられようとする衝撃力が緩和される。

一方、上記特許文献２によれば、自動車の衝撃力吸収装置は、乗員の膝の前方に配置されて上記ステアリングコラムをその後下方から覆い、上記車体前部に固定されるコラムブラケットと、このコラムブラケットの各外側方近傍にそれぞれ配置されて上記車体前部に支持されるニーアブソーバとを備えている。

自動車の前突時に、乗員の膝がその慣性力で前方移動するとき、この膝は、まず、上記コラムブラケットに衝突し、次に、このコラムブラケットにより、上記ニーアブソーバに向けて案内される。これにより、上記膝がニーアブソーバに衝突し、このニーアブソーバが変形する。そして、このニーアブソーバの変形により、前突に基づき上記膝に与えられようとする衝撃力が緩和される。

実開平１−７３４６４号公報 特開２００１−１７１４５３号公報

ところで、上記特許文献１において、一般に、車室の余剰空間は狭い。このため、上記ステアリングコラムとニープロテクタとの間に十分な空間を得ることは困難である。このため、前突時に前方移動する膝が上記ニープロテクタに衝突して、このニープロテクタが前方移動するとき、その移動寸法を十分に長くすることは困難である。この結果、このニープロテクタとステーとにより、膝に与えられようとする衝撃力を、より十分に緩和するには限度がある。

一方、上記特許文献２におけるコラムブラケットは、前記したように車体前部に固定されている。このため、前突時に、まず、上記膝がコラムブラケットに衝突したとき、上記膝はコラムブラケットから大きな衝撃力を与えられる可能性がある。

そこで、上記特許文献２のコラムブラケットに代えて、この特許文献２に前記特許文献１のニープロテクタを適用する、という組み合わせ構成が考えられる。

しかし、上記組み合わせ構成において、膝の衝突により前方移動する上記ニープロテクタは、この前方移動と共に側方にも移動し、つまり、上記ニープロテクタは斜め前方に移動する（特許文献１中、第４図）。このため、その後、上記ニープロテクタによって上記膝がある方向に案内されるとしても、この案内方向と、上記組み合わせ構成におけるニーアブソーバとは何ら関連付けられるものではない。この結果、このニーアブソーバによる衝撃力の緩和は、望めないことから、上記組み合わせ構成によっても、前突時に、乗員の膝に与えられようとする衝撃力を、より十分に緩和させるということは困難である。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、自動車の前突時に、乗員の膝に与えられようとする衝撃力が、より十分に緩和されるようにすることである。

請求項１の発明は、車体前部４側から後上方に向かって延出しこの車体前部４に支持されるステアリングコラム１５と、乗員２３の膝２３ａの前方に配置されて上記ステアリングコラム１５をその後下方から覆うニープロテクタ２６と、このニープロテクタ２６を上記ステアリングコラム１５に支持させるステー３０とを備え、前方移動する上記膝２３ａが上記ニープロテクタ２６に衝突したとき、上記ステー３０が塑性変形して上記ニープロテクタ２６が上記ステアリングコラム１５に向かって移動するようにした自動車の衝撃力吸収装置において、
上記ニープロテクタ２６の各外側方の近傍にそれぞれ配置されて上記車体前部４に支持されるニーアブソーバ３８を設け、上記ニープロテクタ２６を、上記ステアリングコラム１５のステアリング軸心２０に沿った視線でみて（図１）、自動車１の前方に向かって開くＵ字形状とし、上記ステアリングコラム１５に向かって上記ニープロテクタ２６が所定寸法以上に移動しようとしたとき、上記Ｕ字形状のニープロテクタ２６の各端部をそれぞれ当接させて上記ニープロテクタ２６のそれ以上の移動を阻止するストッパー４０を設け、このストッパー４０により移動が阻止された上記ニープロテクタ２６が、上記前方移動する膝２３ａを上記ニーアブソーバ３８に向けて案内するようにしたものである。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、車体前部側から後上方に向かって延出しこの車体前部に支持されるステアリングコラムと、乗員の膝の前方に配置されて上記ステアリングコラムをその後下方から覆うニープロテクタと、このニープロテクタを上記ステアリングコラムに支持させるステーとを備え、前方移動する上記膝が上記ニープロテクタに衝突したとき、上記ステーが塑性変形して上記ニープロテクタが上記ステアリングコラムに向かって移動するようにした自動車の衝撃力吸収装置において、
上記ニープロテクタの各外側方の近傍にそれぞれ配置されて上記車体前部に支持されるニーアブソーバを設け、上記ニープロテクタを、上記ステアリングコラムのステアリング軸心に沿った視線でみて、自動車の前方に向かって開くＵ字形状とし、上記ステアリングコラムに向かって上記ニープロテクタが所定寸法以上に移動しようとしたとき、上記Ｕ字形状のニープロテクタの各端部をそれぞれ当接させて上記ニープロテクタのそれ以上の移動を阻止するストッパーを設け、このストッパーにより移動が阻止された上記ニープロテクタが、上記前方移動する膝を上記ニーアブソーバに向けて案内するようにしている。

このため、自動車の前突時に、乗員の膝がその慣性力で前方移動するとき、この膝はまず、上記ニープロテクタに衝突する。すると、上記ステーが塑性変形して、上記ニープロテクタが上記ステアリングコラムに向かって移動する。

そして、上記ステーの塑性変形と、これに伴う上記ニープロテクタの移動とにより、前突に基づき乗員の膝に与えられようとする衝撃力が緩和される。

また、上記ストッパーにより所定寸法以上の移動が阻止された上記ニープロテクタにより、上記前方移動する膝がニーアブソーバに向かってそれぞれ案内される。これにより、上記膝は、上記ニーアブソーバに衝突し、このニーアブソーバが変形する。そして、このニーアブソーバの変形により、前突に基づき上記膝に与えられようとする衝撃力が緩和される。

即ち、自動車の前突時には、上記ニープロテクタ、ステー、ニーアブソーバ、およびストッパーが互いに連関して、乗員の膝に与えられようとする衝撃力が、より十分に緩和される。

本発明の自動車の衝撃力吸収装置に関し、自動車の前突時に、乗員の膝に与えられようとする衝撃力が、より十分に緩和されるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。

即ち、上記衝撃力吸収装置は、車室の前面側を形成する車体前部側から後上方に向かって延出しこの車体前部に支持されるステアリングコラムと、乗員の膝の前方に配置されて上記ステアリングコラムをその後下方から覆うニープロテクタと、このニープロテクタを上記ステアリングコラムに支持させるステーとを備えている。

自動車の前突時に、乗員の膝がその慣性力で前方移動し、この膝が上記ニープロテクタに衝突したとき、上記ステーが塑性変形して上記ニープロテクタが上記ステアリングコラムに対し前上方に向かって移動することとされている。

上記ニープロテクタの各外側方の近傍にそれぞれ配置されて上記車体前部に支持されるニーアブソーバが設けられる。上記ニープロテクタは、上記ステアリングコラムのステアリング軸心に沿った視線でみて、自動車の前方に向かって開くＵ字形状とされる。上記ステアリングコラムに対し前上方に向かって上記ニープロテクタが所定寸法以上に移動しようとしたとき、上記Ｕ字形状のニープロテクタの各端部をそれぞれ当接させて上記ニープロテクタのそれ以上の移動を阻止するストッパーが設けられる。このストッパーにより移動が阻止された上記ニープロテクタが、上記前方移動する膝を上記ニーアブソーバに向けて案内する。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。

図において、符号１は自動車で、矢印Ｆｒは、この自動車１の進行方向の前方を示している。

上記自動車１の車体２の内部には車室３が形成されている。この車室３の前部側を形成する上記車体２の車体前部４は板金製とされている。この車体前部４は、その左右各側部を構成するフロントピラー５と、自動車１の幅方向に延びて上記両フロントピラー５の長手方向の中途部同士に架設されるフロントカウル６と、このフロントカウル６から下方に向かって延出するダッシュパネル７と、このダッシュパネル７の下端縁から後方に向かって延出するフロアパネル８とを備えている。

また、上記車体前部４は、自動車１の幅方向に延びて上記両フロントピラー５の上記中途部同士に架設される円形パイプ製のピラーツーピラーメンバ１１と、このピラーツーピラーメンバ１１の長手方向の中途部を上記フロントカウル６に支持するブレース１２とを備えている。

上記車体前部４のダッシュパネル７側から後上方に向かって延出するステアリングコラム１５が設けられる。このステアリングコラム１５の前、後部には、前、後ブラケット１６，１７が支持されている。これら各ブラケット１６，１７は上記車体前部４のブレース１２に締結具１８，１９により支持されている。上記ステアリングコラム１５には、そのステアリング軸心２０上にステアリング軸２１が支持されている。このステアリング軸２１の後上端部は、上記ステアリングコラム１５から後上方に向かって突出し、この突出端にハンドル２２が取り付けられている。

上記ステアリングコラム１５とハンドル２２の後下方にドライバーである乗員２３用のシート２４が設けられ、このシート２４は上記フロアパネル８に支持されている。前方に向かって上記シート２４に着座した乗員２３は、上記ハンドル２２を把持して、操向操作が可能とされている。

上記乗員２３の膝２３ａの前方に配置されて上記ステアリングコラム１５をその後下方から覆う板金製のニープロテクタ２６が設けられている。このニープロテクタ２６は、上記ステアリング軸心２０に沿った視線でみて（図１）、Ｕ字形状をなしている。より具体的には、上記ニープロテクタ２６は、上記ステアリングコラム１５の下方に離れたところに配置され、自動車１の幅方向に延びる底板２７と、この底板２７の各側端部からそれぞれ上方に向かって一体的に延出する左右側板２８，２８とを備えている。上記底板２７の各側部の後下面は、それぞれ上記ステアリングコラム１５の外側方に向かうに従い前方に向かって傾斜した案内面２７ａとされている。上記ニープロテクタ２６は、上記ステアリング軸心２０を通る垂線２９を中心としてほぼ左右対称形とされている。

上記ニープロテクタ２６を上記ステアリングコラム１５に支持させる板金製のステー３０が設けられている。このステー３０は上記ステアリングコラム１５から後下方に向かって突出する前、後ステー部材３１，３２と、これらステー部材３１，３２の各突出端部を一体的に結合させる底ステー部材３３と、上記前ステー部材３１を補強する補強材３４とを備えている。上記ニープロテクタ２６の底板２７の幅方向の中途部が、上記底ステー部材３３に締結具３５により固着されている。これにより、上記ニープロテクタ２６がステアリングコラム１５に支持される。

上記前、後ステー部材３１，３２はそれぞれ帯板形状とされ、その各断面は、自動車１の幅方向に長い矩形状とされている。これにより、各ステー部材３１，３２は、自動車１の幅方向の外力に対する強度と剛性が、自動車１の長手方向のそれよりも大きくされている。上記補強材３４は、上記前ステー部材３１の幅方向の各縁部に一体的に形成されている。これにより、上記前ステー部材３１は、自動車１の長手方向の外力に対する強度と剛性が上記後ステー部材３２のそれよりも大きくされている。

上記ニープロテクタ２６の各外側方の近傍にそれぞれ配置されて上記車体前部４のピラーツーピラーメンバ１１に支持される左右一対のニーアブソーバ３８が設けられている。これら各ニーアブソーバ３８は板金製である。また、これら各ニーアブソーバ３８は、上記垂線２９を中心としてほぼ左右対称位置に配置されている。

上記ニープロテクタ２６は、上記ステー３０の塑性変形を伴って、上記ステアリングコラム１５に対しほぼ真直前方、かつ、斜め上方（前上方）に向かって相対移動可能とされている。また、上記ステアリングコラム１５に対しニープロテクタ２６が所定寸法以上に相対移動しようとするとき、その移動を阻止する左右一対のストッパー４０が設けられている。

上記各ストッパー４０は、上記後ブラケット１７の各側端部に一体的に形成されている。上記各ストッパー４０は、上記垂線２９を中心としてほぼ左右対称位置に配置されている。上記したようにニープロテクタ２６が所定寸法以上に相対移動しようとしたとき、上記ニープロテクタ２６の各側板２８の延出端部が上記各ストッパー４０に当接して、上記ニープロテクタ２６のそれ以上の相対移動が阻止される（図１中、一点鎖線）。また、上記ニープロテクタ２６の移動が上記ストッパー４０により阻止されたとき、上記ニープロテクタ２６は、上記垂線２９を中心としてほぼ左右対称形とされる。

自動車１の前突時に、乗員２３の膝２３ａがその慣性力で前方移動するとき、この膝２３ａは、まず、上記ニープロテクタ２６の底板２７の各案内面２７ａに衝突する（図１中、矢印Ａ）。すると、上記ステー３０における前、後ステー部材３１，３２のうち、特に後ステー部材３２がより円滑に塑性変形して、上記ニープロテクタ２６が上記ステアリングコラム１５に対し前上方に向かって相対移動する（図１，４中、矢印Ｂ）。

そして、上記ステー３０の塑性変形と、これに伴う上記ニープロテクタ２６の移動とにより、前突に基づき乗員２３の膝２３ａに与えられようとする衝撃力が緩和される。

また、上記ニープロテクタ２６が所定寸法以上に相対移動することは、上記各ストッパー４０によって阻止される（図１中、一点鎖線）。すると、移動が阻止された上記ニープロテクタ２６の底板２７の各案内面２７ａにより、上記前方移動する各膝２３ａが各ニーアブソーバ３８に向かってそれぞれ案内される（図１，４中、矢印Ｃ）。これにより、上記各膝２３ａは、上記各ニーアブソーバ３８に衝突し、各ニーアブソーバ３８が変形する。そして、これら各ニーアブソーバ３８の変形により、前突に基づき上記各膝２３ａに与えられようとする衝撃力が緩和される。

即ち、自動車１の前突時には、上記ニープロテクタ２６、ステー３０、ニーアブソーバ３８、およびストッパー４０が互いに連関して、乗員２３の膝２３ａに与えられようとする衝撃力が、より十分に緩和される。

また、特に、上記ストッパー４０は左右一対設けられている。そして、これら各ストッパー４０により上記ステアリングコラム１５に対する相対移動が停止させられたニープロテクタ２６と、上記左右ニーアブソーバ３８とは上記ステアリングコラム１５のステアリング軸心２０を通る垂線２９を中心としてほぼ左右対称とされる。

このため、前突時に上記ニープロテクタ２６に案内される各膝２３ａは、より確実にそれぞれ上記各ニーアブソーバ３８に向かわされる。よって、前突時に、上記各膝２３ａに与えられようとする衝撃力は、それぞれより確実に緩和される。

また、以上は図示の例によるが、上記ニープロテクタ２６は樹脂製でもよい。また、上記ニーアブソーバ３８は樹脂製でもよい。

図２の１−１線矢視図である。 自動車の前部側面図である。 図２の３−３線矢視図である。 図２の部分拡大作用説明図である。

１ 自動車
２ 車体
３ 車室
４ 車体前部
１５ ステアリングコラム
２０ ステアリング軸心
２１ ステアリング軸
２２ ハンドル
２３ 乗員
２３ａ 膝
２４ シート
２６ ニープロテクタ
２７ａ 案内面
２９ 垂線
３０ ステー
３８ ニーアブソーバ
４０ ストッパー

Claims (1)

1. 車体前部側から後上方に向かって延出しこの車体前部に支持されるステアリングコラムと、乗員の膝の前方に配置されて上記ステアリングコラムをその後下方から覆うニープロテクタと、このニープロテクタを上記ステアリングコラムに支持させるステーとを備え、前方移動する上記膝が上記ニープロテクタに衝突したとき、上記ステーが塑性変形して上記ニープロテクタが上記ステアリングコラムに向かって移動するようにした自動車の衝撃力吸収装置において、
   上記ニープロテクタの各外側方の近傍にそれぞれ配置されて上記車体前部に支持されるニーアブソーバを設け、上記ニープロテクタを、上記ステアリングコラムのステアリング軸心に沿った視線でみて、自動車の前方に向かって開くＵ字形状とし、上記ステアリングコラムに向かって上記ニープロテクタが所定寸法以上に移動しようとしたとき、上記Ｕ字形状のニープロテクタの各端部をそれぞれ当接させて上記ニープロテクタのそれ以上の移動を阻止するストッパーを設け、このストッパーにより移動が阻止された上記ニープロテクタが、上記前方移動する膝を上記ニーアブソーバに向けて案内するようにしたことを特徴とする自動車の衝撃力吸収装置。

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