JP4411169B2 - ニーガード構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両衝突時に乗員の膝を受け止めるためのニーガード構造に関する。

自動車車両においては、インストルメントパネルの裏側に、車両衝突時に前方へ移動する乗員の膝を受け止めるエネルギ吸収部材が配置される。この種のニーガード構造として、乗員の両膝に対応する左右一対の板金のニープロテクタを、ステアリングサポートビームに設置するものが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。

ニープロテクタ単体でエネルギ吸収量が不足する場合や、ニープロテクタ単体で衝突時のエネルギ吸収状態のチューニングができない場合には、ニープロテクタに加えて樹脂製のエネルギ吸収パッドを設ける場合がある。
エネルギ吸収パッドを設けた構造としては、板金のニープロテクタを可撓性の枠部材とし、この内部に発泡樹脂からなるエネルギ吸収パッドを配したものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。また、ステアリングサポートビームに後方下側へ延びる金属ブラケットを設置し、この金属ブラケットにインストルメントパネルへ向かって突出するエネルギ吸収パッドを配したものも知られている（例えば、特許文献３参照。）。

いずれのニーガード構造であっても、車両が前面フルラップ衝突した際に、乗員が通常の着座姿勢であれば、乗員の膝の前方への移動がエネルギ吸収部材により抑制され、ステアリングサポートビームと膝の間でエネルギ吸収部材が圧縮されるようになっている。
特開平７−２６７０２５号公報 特開２０００−１０３３０７号公報 特開２００３−３２７０６６号公報

しかしながら、前述したいずれのニーガード構造であっても、車両の衝突態様及び乗員の姿勢が所期のものと異なる場合は、乗員の膝が想定された挙動と異なるものとなり、エネルギ吸収部材により正面から膝を受け止めることができない。すなわち、膝からエネルギ吸収部材への荷重の入力方向が上下または左右にずれることとなる。このとき、エネルギ吸収部材はステアリングサポートビームにのみ支持されていることから、エネルギ吸収部材が圧縮せずにこじられる結果となり、所期のエネルギ吸収特性を発揮させることができず、十分なエネルギ吸収量を確保することができないという問題点があった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、乗員の膝が想定された挙動と異なる場合であっても、十分なエネルギ吸収量を確保することのできるニーガード構造を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ステアリングサポートビームとインストルメントパネルの間に、車両衝突時における乗員の膝の衝撃を吸収するエネルギ吸収部材が配されるニーガード構造において、前記エネルギ吸収部材を前記ステアリングサポートビームに支持させるとともに、前記エネルギ吸収部材の下方にグローブボックスを配置し、前記エネルギ吸収部材の上面の後端側と前記インストルメントパネルを接続するブラケットを備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、車両衝突時にエネルギ吸収部材により乗員の膝を受け止め、エネルギ吸収部材がステアリングサポートビームと膝に挟まれて圧潰することにより衝突エネルギが吸収されることとなる。ここで、例えば、オフセット衝突等のように乗員の膝に斜め前方の力が作用する衝突態様であったり、衝突時に乗員が所期の着座姿勢でなく膝が斜め前方へ移動する場合は、乗員の膝が想定された挙動と異なるものとなる。
このとき、エネルギ吸収部材には膝から斜め前方の荷重が入力されるものの、エネルギ吸収部材はインストルメントパネルとブラケットにより接続されていることから、エネルギ吸収部材は前後両端で支持され斜め方向の移動が抑制されることとなる。従って、膝が所期の挙動を示さない場合であっても、エネルギ吸収部材をステアリングサポートビームと膝の間で圧潰させて、所期のエネルギ吸収性能を発揮させることができる。

また、エネルギ吸収部材の移動がブラケットにより規制されるので、膝の入力荷重のばらつきに対応することができ、例えば、従来よりもエネルギ吸収部材を上下左右に小さく形成することが可能となる。これにより、車両の軽量化を図ることができるのは勿論、インストルメントパネル裏側にスペースが生じるので、例えば、グローブボックスの容量を大きくしたりすることができる。

また、エネルギ吸収部材とインストルメントパネルがブラケットにより接続されたので、乗員の膝がエネルギ吸収部材と当接した初期段階での抗力が向上する。さらに、ブラケットの形状によりブラケット自体の圧潰状態を調整したり、ブラケットがエネルギ吸収部材またはインストルメントパネルから離脱するストロークを調整することにより、エネルギ吸収部材が変形してからの抗力の調整もすることができ、実用に際して極めて有利である。

また、ブラケットをエネルギ吸収部材の上面に配したことにより、エネルギ吸収部材の下側を収容部とするグローブボックスの容積を大きくすることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のニーガード構造において、前記エネルギ吸収部材は、中空の外殻部材を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１の作用に加え、エネルギ吸収部材に中空の外殻部材を用いることにより、エネルギ吸収部材の軽量化を図ることができる。また、外殻部材の断面を変更することにより、エネルギ吸収部材の変形モード、膝における荷重とストロークの関係等の衝撃吸収状態の調整を容易に行うことができるという利点もある。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のニーガード構造において、前記外殻部材に、車両衝突時の衝撃吸収状態を調整する衝撃吸収形状を形成したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２の作用に加え、外殻部材に形成された衝撃吸収形状により、車両衝突時の衝撃吸収状態の調整をさらに容易に行うことができる。

請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載のニーガード構造において、前記エネルギ吸収部材は、前記外殻部材の内部に配されたクッション材を有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、請求項２または３の作用に加え、外殻部材の内部にクッション材を配したことにより、外殻部材のみでエネルギ吸収量が不足場合はこれを補うことができるし、エネルギ吸収部材の変形モード、膝における荷重とストロークの関係等の衝撃吸収状態を簡単容易に調整することができる。

請求項５に記載の発明では、請求項２または３に記載のニーガード構造において、前記外殻部材の内部に空洞が形成され、該外殻部材の圧縮時に空洞の空気を外部へ放出するエア抜き孔を形成したことを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、請求項２または３の作用に加え、車両衝突時にステアリングサポートビームと膝でエネルギ吸収部材が圧縮されると、空洞が収縮してエネルギ吸収部材がダンパとして機能する。これにより、膝に関する衝撃吸収状態の調整をさらに容易に行うことができる。

このように、本発明のニーガード構造によれば、乗員の膝が想定された挙動と異なる場合であっても、十分なエネルギ吸収量を確保することができる。

図１から図４は本発明の一実施形態を示すもので、図１はインストルメントパネルの外観斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３はニーガード構造の一部分解斜視図、図４はニーガード構造の正面模式説明図である。

図１に示すように、インストルメントパネル１（以下、インパネ１という。）は、車両室内の前部に配され、空調用の吐出口２が形成される。この吐出口２は、インパネ１の左右両端側と左右中央側に形成される。インパネ１の助手席側の上部には、助手席用のエアバッグ装置３が設けられる。また、インパネ１の助手席側の後面には、開閉自在のグローブボックス４が配設される。

図２に示すように、インパネ１の裏側には、車体の左右のフロントピラーを接続し、ステアリングコラムを支持するステアリングサポートビーム５が設置される。本実施形態においては、ステアリングサポートビーム５は金属製であり略円筒形状を呈している。ステアリングサポートビーム５とインパネ１の間には、車両衝突時における乗員の膝の衝撃を吸収するエネルギ吸収部材６が配されて、ニーガード構造が構成されている。エネルギ吸収部材６は、乗員の両膝に対応して左右一対に設けられる。また、インパネ１の裏側には、空調装置のクーリングユニットやヒータユニットで熱交換された空気を各吐出口２へ案内する空調ダクト７が配設される。

また、図３に示すように、エネルギ吸収部材６は、インパネ１側へ突出する略直方体形状を呈し、第１ブラケット８によりステアリングサポートビーム５に支持される。図２に示すように、エネルギ吸収部材６は、インパネ１付近まで張り出している。エネルギ吸収部材６は、前面９ａ、後面９ｂ、上面９ｃ及び下面９ｄからなる中空の外殻部材９と、この外殻部材９の内部に配されたクッション材１０と、を有する。

図２に示すように、外殻部材９の上面９ｃ及び下面９ｄは、前後に連続して折れ曲がるいわゆる蛇腹形状となっている。この衝撃吸収形状としての蛇腹形状により、車両衝突時の衝撃吸収状態が調整される。本実施形態においては、外殻部材９は、例えばポリカーボネイト、全芳香族ポリイミド等の樹脂製であり、従来公知のブロー成形で製造される。
また、図３に示すように、クッション材１０は、例えば発泡ポリプロピレンからなり、外殻部材９の前面９ａ、上面９ｃ及び下面９ｄに沿うよう略コ字状に形成され、クッション材１０のさらに内側は空間となっている。

図３に示すように、エネルギ吸収部材６の外殻部材９は、ステアリングサポートビーム５の後部に対応して、前面９ａの上下中央側が切り欠かれている。板状の第１ブラケット８には、ステアリングサポートビーム５の後面に沿った凹部８ａが形成される。また、第１ブラケット８は、凹部８ａと連続して外殻部材９の前面９ａ及び上面９ｃの前側に沿うよう形成される。これにより、エネルギ吸収部材６がステアリングサポートビーム５に支持される。

また、図２に示すように、エネルギ吸収部材６の外殻部材９における上面９ｃの後端側とインパネ１とが、第２ブラケット１１により接続される。第２ブラケット１１は、外殻部材９の上面９ｃの蛇腹部分の後端に接続する。蛇腹部分の後端は前下がりとなっており、第２ブラケット１１の前端もこれに対応するよう形成される。また、第２ブラケット１１の後端側は、インパネ１に沿うように略上下に延びる。すなわち、本実施形態においては、図３に示すように、第２ブラケット１１は、外殻部材９の蛇腹部分と接続される外殻接続部１１ａと、外殻接続部１１ａの後端からインパネ１に向かって延びる延在部１１ｂと、延在部１１ｂの後端からインパネ１に沿って上方へ延びるパネル接続部１１ｃと、を有する。パネル接続部１１ｃには挿通孔１１ｃ１が形成され、この挿通孔１１ｃ１を挿通してインパネ１と係合するスクリュー１２により、第２ブラケット１１とインパネ１が固定される（図２参照）。

以上のように構成されたニーガード構造では、車両衝突時にエネルギ吸収部材６により乗員の膝を受け止め、エネルギ吸収部材６がステアリングサポートビーム５と膝に挟まれて圧潰することにより衝突エネルギが吸収されることとなる。ここで、例えば、オフセット衝突等のように乗員の膝に斜め前方の力が作用する衝突態様であったり、衝突時に乗員が所期の着座姿勢でなく膝が斜め前方へ移動する場合は、乗員の膝が想定された挙動と異なるものとなる。

このとき、エネルギ吸収部材６には膝から斜め前方の荷重が入力されるものの、エネルギ吸収部材６は前部がステアリングサポートビーム５に支持されるとともに後部がインパネ１と第２ブラケット１１により接続されていることから、エネルギ吸収部材６は前後両端で支持され斜め方向の移動が抑制されることとなる。従って、膝が所期の挙動を示さない場合であっても、エネルギ吸収部材６をステアリングサポートビーム５と膝の間で圧潰させて、所期のエネルギ吸収性能を発揮させることができる。

また、エネルギ吸収部材６の移動が第２ブラケット１１により規制されるので、膝の入力荷重のばらつきに対応することができ、例えば、従来よりもエネルギ吸収部材６を上下左右に小さく形成しても支障をきたすことはない。
これにより、車両の軽量化を図ることができるのは勿論、インパネ１の裏側にスペースが生じるので、グローブボックス４の容量を大きくすることができる。特に本実施形態においては、第２ブラケット１１がエネルギ吸収部材６の上面に配されているので、エネルギ吸収部材６の下側を収容部とするグローブボックス４の容積を大きくすることができる。

さらに、エネルギ吸収部材６とインパネ１が第２ブラケット１１により接続されたので、乗員の膝がエネルギ吸収部材６と当接した初期段階での抗力が向上する。さらに、第２ブラケット１１の形状によりブラケット自体の圧潰状態を調整したり、第２ブラケット１１がエネルギ吸収部材６またはインパネ１から離脱するストロークを調整することにより、エネルギ吸収部材６が変形してからの抗力の調整もすることができ、実用に際して極めて有利である。
また、第２ブラケット１１により初期抗力が確保されるので、エネルギ吸収部材６のステアリングサポートビーム５からの突出量を従来のニープロテクタより小さくすることができる。従来においては図４の仮想線で示すようにステアリングサポートビーム５から突出する左右一対のニープロテクタとの干渉を回避するよう各ニープロテクタの間にグローブボックスを設置していたところ、本実施形態においてはエネルギ吸収部材６とグローブボックス４とが干渉する領域がステアリングサポートビーム５寄りとなり、従来よりもグローブボックス４の位置をステアリングサポートビーム５に寄せるとともに、左右方向に大きく形成することができる。

また、本実施形態のニーガード構造によれば、エネルギ吸収部材６に中空の外殻部材９を用いることにより、エネルギ吸収部材６の軽量化を図ることができる。これに加え、本実施形態においては外殻部材９が樹脂製であるため、従来の金属製のニープロテクタに対して格段に軽量となる。
さらに、外殻部材９の断面を変更することにより、エネルギ吸収部材６の変形モード、膝における荷重とストロークの関係等の衝撃吸収状態の調整を容易に行うことができるという利点もある。また、外殻部材９に形成された衝撃吸収形状としての蛇腹形状によっても、車両衝突時の衝撃吸収状態の調整が容易である。

また、本実施形態のニーガード構造によれば、外殻部材９の内部にクッション材１０を配したことにより、外殻部材９のみでエネルギ吸収量が不足場合はこれを補うことができるし、エネルギ吸収部材６の変形モード、膝における荷重とストロークの関係等の衝撃吸収状態を簡単容易に調整することができる。

また、本実施形態のニーガード構造によれば、車両衝突時に体格の小さい乗員の膝がグローブボックス４と干渉した際に、グローブボックス４の縦壁４ａが圧潰する程度に縦壁４ａが薄く形成されており、グローブボックス４によりエネルギ吸収が阻害されないようになっている。

尚、前記実施形態においては、助手席側について本発明を適用したものを示したが、車両室内のレイアウト上の問題がなければ、運転席側についても適用可能であることは勿論である。

また、前記実施形態においては、外殻部材９の衝撃吸収形状を蛇腹状に形成したものを示したが、例えば所定方向へ延びるビードを並べて形成してもよく、衝撃吸収形状は衝撃吸収状態を調整するものであれば他の形状であってもよい。

また、前記実施形態においては、外殻部材９の左右が開放されたものを示したが、例えば、図５に示すように、外殻部材１０９の左右を閉塞して、外殻部材１０９の内部が密閉されるようにしてもよい。
図５のエネルギ吸収部材１０６の外殻部材１０９は、前面１０９ａ、後面（図示せず）、上面１０９ｃ、下面（図示せず）、右面１０９ｅ及び左面（図示せず）を有し、上面１０９ｃ、下面、右面１０９ｅ及び左面に蛇腹形状が形成されている。この外殻部材１０９の前面１０９ａは切り欠かれておらず、ステアリングサポートビーム５に対応する凹部１０９ａ２が形成されている。
外殻部材１０９の内部に空洞が形成され、外殻部材１０９の圧縮時に空洞の空気を外部へ放出するエア抜き孔１０９ａ１が前面１０９ａに形成されている。エア抜き孔１０９ａ１は、凹部１０９ａ２の外側に上下一対となるよう形成される。このニーガード構造では、車両衝突時にステアリングサポートビーム５と膝でエネルギ吸収部材１０６が圧縮されると、空洞が収縮してエネルギ吸収部材１０６がダンパとして機能する。これにより、膝に関する衝撃吸収状態の調整を容易に行うことができる。
尚、このエネルギ吸収部材１０６の内部に、前記実施形態と同様のクッション材を配して、クッション材によるクッション機能と空洞によるダンパ機能とを併有させてもよい。

さらに、例えば、図６に示すように、エネルギ吸収部材２０６の内部に仕切り２０６ａを形成するなどして、衝撃吸収状態を調整してもよい。この場合、樹脂製のエネルギ吸収部材２０６のブロー成形により製造時に、仕切り２０６ａを一体的に成形すればよい。尚、図６のエネルギ吸収部材２０６には、外殻部材２０９に蛇腹形状は形成されていない。

また、前記実施形態における第１ブラケット８や第２ブラケット１１の形状も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明の一実施形態を示すインストルメントパネルの外観斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 ニーガード構造の一部分解斜視図である。 ニーガード構造の平面図である。 変形例を示すエネルギ吸収部材の外観斜視図である。 変形例を示すエネルギ吸収部材の断面図である。

符号の説明

１ インストルメントパネル
４ グローブボックス
５ ステアリングサポートビーム
６ エネルギ吸収部材
８ 第１ブラケット
９ 外殻部材
９ａ 上面
１０ クッション材
１１ 第２ブラケット
１０６ エネルギ吸収部材
１０９ 外殻部材
１０９ａ１ エア抜き孔
２０６ エネルギ吸収部材
２０９ 外殻部材

Claims (5)

1. ステアリングサポートビームとインストルメントパネルの間に、車両衝突時における乗員の膝の衝撃を吸収するエネルギ吸収部材が配されるニーガード構造において、
   前記エネルギ吸収部材を前記ステアリングサポートビームに支持させるとともに、
   前記エネルギ吸収部材の下方にグローブボックスを配置し、前記エネルギ吸収部材の上面の後端側と前記インストルメントパネルを接続するブラケットを備えたことを特徴とするニーガード構造。
2. 前記エネルギ吸収部材は、中空の外殻部材を有することを特徴とする請求項１に記載のニーガード構造。
3. 前記外殻部材に、車両衝突時の衝撃吸収状態を調整する衝撃吸収形状を形成したことを特徴とする請求項２に記載のニーガード構造。
4. 前記エネルギ吸収部材は、前記外殻部材の内部に配されたクッション材を有することを特徴とする請求項２または３に記載のニーガード構造。
5. 前記外殻部材の内部に空洞が形成され、該外殻部材の圧縮時に空洞の空気を外部へ放出するエア抜き孔を形成したことを特徴とする請求項２または３に記載のニーガード構造。

Images