JP4411170B2 - 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ニーガード構造が備えられる。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とインストルメントパネルの間に配するものが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。また、ニーパネルにハニカム構造としてエネルギ吸収機能を持たせるとともに、ニーパネルを空調ダクトとして利用するものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、空調装置の一部をなすヒータユニットを乗員の前方に配し、ヒータユニットの後面にプロテクタ部材を設けたものも知られている（例えば、特許文献３参照。）。
特開平７−２６７０２５号公報 実開昭６３−１２２１５６号公報 実開平５−１６２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、ニープロテクタからステアリングサポートビームに荷重が集中するので、ビームにおける応力集中を回避しなければならず、ビームの強度を上げるために重量及び製造コストが嵩むという問題点がある。また、ニープロテクタを幅広として荷重を比較的広い範囲で受けるようにすることが考えられるが、これでは重量が嵩むことは勿論、インストルメントパネルのグローブボックスの容積を確保することが困難となる。さらに、ニープロテクタは車両衝突時における乗員の膝を受け止める機能のみであり、ニープロテクタのためにスペースを割くのはインストルメントパネル裏側のスペース効率が悪いし、部品点数も多くなるという問題点もある。さらにまた、乗員の体格による膝の上下位置のばらつきに対応するには、ニープロテクタを上下に余裕を持って形成しなければならず、これによっても重量が増大したりスペース効率が悪化して、効果的にばらつきに対応することができないという問題点もある。

また、特許文献２に記載のものは、ニーパネルを荷重入力方向に支持する部材が存在しないため、乗員の膝の前方への移動を抑制することができない。

さらに、特許文献３に記載のものは、ヒータユニットを乗員の前方に配置しなければならず、空調装置のレイアウトが制限されるという問題点がある。また、ヒータユニットの後面に設けられるプロテクタ部材の前後寸法は比較的短くなることから、プロテクタ部材にビード等を形成して衝撃吸収状態を調整（チューニング）することができないという問題が生じる。

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、車両衝突時のステアリングサポートビームの応力集中を回避するとともに、部品点数の削減を図ってインストルメントパネル裏側のスペースを効率よく利用することができ、かつ、衝撃吸収状態の調整が容易な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を、ブロー成形で製造された空調ダクトであって前記インストルメントパネルの裏面側に配され略左右に延びる空調ダクトに、他の区間より断面が大きく形成されたエネルギ吸収区間とし、前記空調ダクトの前記エネルギ吸収区間に、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、前記エネルギ吸収区間の前面を前記ステアリングサポートビームに当接していることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、空調ダクトのエネルギ吸収区間が左右に延び、このエネルギ吸収区間で車両衝突時に乗員の両膝を受け止める。エネルギ吸収区間は前面でステアリングサポートビームと当接していることから、車両衝突時にエネルギ吸収区間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。このとき、エネルギ吸収区間は他の区間に比して断面が大きく形成されていることから、十分なエネルギ吸収量を確保することができる。また、これに伴って、空調ダクトとしての通風性能も向上する。
また、エネルギ吸収区間は左右に延びることから、全体として乗員の両膝を受けることができ、ステアリングサポートビームに対して等分布荷重となることから、ステアリングサポートビームにおける応力集中を回避することができる。
従って、乗員の膝を受け止めるニープロテクタ等のような別部品をステアリングサポートビームに設置する必要はなく、部品点数の削減を図ることができる。また、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。
さらに、エネルギ吸収区間の断面形状を変更することにより、衝撃吸収状態の調整を容易に行うことができる。例えば、乗員の膝がエネルギ吸収区間と当接した初期段階での抗力、エネルギ吸収区間が変形してからの抗力等を調整することができる。
また、空調ダクトは所定の通風性能を確保する上下寸法で形成されており、さらにエネルギ吸収区間の断面が他の区間よりも大きく形成されていることから、乗員の体格により膝の上下位置がばらついても、乗員の膝を的確に受け止めることができる。
さらにまた、エネルギ吸収区間は左右に延びることから、例えばオフセット衝突した場合や、乗員の姿勢が所期の姿勢でない場合に、膝の位置が左右にずれたとしてもエネルギ吸収区間により膝を受け止めることができる。

また、エネルギ吸収区間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容易に行うことができる。

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、前記空調ダクトの前記エネルギ吸収区間における上面の後端側と、前記インストルメントパネルとを接続するブラケットを具備したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１の作用に加え、エネルギ吸収区間の上面の後端側とインストルメントパネルと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区間と当接した初期段階での抗力が向上する。
これにより、空調ダクトのエネルギ吸収区間の後部を初期抗力を確保する形状とせずとも、ブラケットにより初期段階での抗力を確保することができる。従って、例えばグローブボックスの容積拡大を優先させた設計とすることができる。
また、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、ブラケットが空調ダクト又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、エネルギ吸収区間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。

このように、本発明のニーガード構造によれば、車両衝突時のステアリングサポートビームの応力集中を回避するとともに、部品点数の削減を図ってインストルメントパネル裏側のスペースを効率よく利用することができ、かつ、衝撃吸収状態の調整が容易となる。

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平面図である。

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とインストルメントパネル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が配され、ニーガード構造が構成されている。

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６が配設される。本実施形態においては、この空調ダクト６を利用してニーガード構造が構成される。略左右に延びる空調ダクト６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。図３に示すように、空調ダクト６は、基本的に、断面略円形または断面略四角形に形成される。本実施形態においては、空調ダクト６は、運転席側と左右中央側の吐出口２に空気を案内する第１ダクト７と、助手席側の吐出口２に空気を案内する第２ダクト８とに分割構成される。

図３に示すように、第２ダクト８は、他の区間よりも断面が大きく形成されたエネルギ吸収区間９を有する。本実施形態においては、エネルギ吸収区間９は他の区間よりも主に後方へ大きく形成され概略直方体形状を呈する。エネルギ吸収区間９の上面９ａ、左右側面９ｂ及び下面９ｃ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。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。すなわち、図２に示すように、エネルギ吸収区間９は、インパネ１付近まで張り出している。尚、空調ダクト６のエネルギ吸収区間９の下方に隣接してグローブボックス４が配置される。尚、本実施形態においては、図４に示すように、従来のニーガード構造のニープロテクタが存在しないことから、従来のダクトの設置位置よりも空調ダクト６が後方へ張り出すことはない。従って、インストルメントパネル１の設置位置は従来と同様となっている。

図２に示すように、エネルギ吸収区間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９ｄに略半円形状の凹部９ｄ１が形成される。ステアリングサポートビーム５は、空調ダクト６のエネルギ吸収区間９を支持する第１ブラケット５ａを有する。第１ブラケット５ａは、エネルギ吸収区間９の前面９ｄ並びに上面９ａ及び下面９ｃの前部に沿うよう形成される。

また、図２に示すように、エネルギ吸収区間９における上面９ａの後端側とインパネ１とが、第２ブラケット１０により接続される。第２ブラケット１０は、エネルギ吸収区間９の上面９ａ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１０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１０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、第２ブラケット１０は、蛇腹部分と接続されるダクト接続部１０ａと、ダクト接続部１０ａの後端からインパネ１に向かって延びる延在部１０ｂと、延在部１０ｂ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１０ｃと、を有する。パネル接続部１０ｃには挿通孔１０ｃ１が形成され、この挿通孔１０ｃ１を挿通してパネル１と係合するスクリュー１１により、第２ブラケット１０とインパネ１とが固定される。

以上のように構成されたニーガード構造では、空調ダクト６のエネルギ吸収区間９が左右に延び、このエネルギ吸収区間９で車両衝突時に乗員の両膝を受け止める。エネルギ吸収区間９は前面９ｄでステアリングサポートビーム５と当接していることから、車両衝突時にエネルギ吸収区間９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。このとき、エネルギ吸収区間９は他の区間に比して断面が大きく形成されていることから、十分なエネルギ吸収量を確保することができる。また、これに伴って、空調ダクト６としての通風性能も向上する。
また、エネルギ吸収区間９は左右に延びることから、全体として乗員の両膝を受けることができ、ステアリングサポートビーム５に対して等分布荷重となることから、ステアリングサポートビーム５における応力集中を回避することができる。

従って、乗員の膝を受け止めるニープロテクタ等のような別部品をステアリングサポートビーム５に設置する必要はなく、部品点数の削減を図ることができる。また、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。本実施形態においては、空調ダクト６のエネルギ吸収区間９の下側に加えて、上側にもスペースが生じるので、このスペースを新たな収納スペースとして利用してもよい。

さらに、エネルギ吸収区間９の断面形状を変更することにより、衝撃吸収状態の調整を容易に行うことができる。例えば、乗員の膝がエネルギ吸収区間９と当接した初期段階での抗力、エネルギ吸収区間９が変形してからの抗力等を調整することができる。特に、本実施形態においては、エネルギ吸収区間９に形成された蛇腹形状により、車両衝突時の衝撃吸収状態の調整を容易に行うことができる。

また、本実施形態のニーガード構造によれば、エネルギ吸収区間９の上面９ａの後端側とインパネ１とが第２ブラケット１０により接続されたので、乗員の膝がエネルギ吸収区間９と当接した初期段階での抗力が向上する。
これにより、空調ダクト６のエネルギ吸収区間９の後部を初期抗力を確保する形状とせずとも、第２ブラケット１０により初期段階での抗力を確保することができる。従って、グローブボックス４の容積拡大を優先させた設計とすることができる。
また、第２ブラケット１０の形状により第２ブラケット１０自体の圧潰状態を調整したり、第２ブラケット１０が空調ダクト６又はインパネ１から離脱するストロークを調整することにより、エネルギ吸収区間９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、本実施形態のニーガード構造によれば、空調ダクト６は所定の通風性能を確保する上下寸法で形成されており、さらにエネルギ吸収区間９の断面が他の区間よりも大きく形成されていることから、乗員の体格により膝の上下位置がばらついても、乗員の膝を的確に受け止めることができる。
また、エネルギ吸収区間９は左右に延びることから、例えばオフセット衝突した場合や、乗員の姿勢が所期の姿勢でない場合に、膝の位置が左右にずれたとしてもエネルギ吸収区間９により膝を受け止めることができる。

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、空調ダクト６のエネルギ吸収区間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、エネルギ吸収区間９の断面形状のみで調整するようにしてもよい。
また、エネルギ吸収区間９の内部に仕切り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、樹脂製の空調ダクト６の成形時に、仕切りを一体的に成形すればよい。

また、前記実施形態における第１ブラケット５ａや第２ブラケット１０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。

符号の説明

１ インストルメントパネル
５ ステアリングサポートビーム
６ 空調ダクト
９ エネルギ吸収区間
９ａ 上面
１０ 第２ブラケット

Claims (2)

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を、ブロー成形で製造された空調ダクトであって前記インストルメントパネルの裏面側に配され略左右に延びる空調ダクトに、他の区間より断面が大きく形成されたエネルギ吸収区間とし、
   前記空調ダクトの前記エネルギ吸収区間に、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、前記エネルギ吸収区間の前面を前記ステアリングサポートビームに当接していることを特徴とするニーガード構造。
2. 前記空調ダクトの前記エネルギ吸収区間における上面の後端側と、前記インストルメントパネルとを接続するブラケットを具備したことを特徴とする請求項１に記載のニーガード構造。

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