JP4432464B2 - 乗員保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗員保護装置に関する。

従来、薄い鋼板材で形成したニープロテクタをダッシュボード内部、特に乗員膝頭の略前方に相当する位置に挿入した乗員保護装置が知られている。この装置によれば、前面衝突時の慣性力により乗員が前方へ移動して膝頭がダッシュボードに当たったとしても、ニープロテクタにより膝頭を柔らかく受け止めることができる（特許文献１参照）。

また、ダッシュボードと乗員の膝との間に楔形に展開するエアバッグを設置した乗員保護装置が知られている。この装置によれば、膝頭がダッシュボードに直接当たることを防ぎつつ、楔形のエアバッグ形状により両脚を開きぎみにすることで大腿骨への荷重を分散させることができる（特許文献２参照）。
特開平１０−２１７８８１号公報 特開２００１−１０６０１３号公報

しかし、従来装置では、衝突後に前方移動してきた乗員の膝頭をニープロテクタやエアバッグで保持する構成となっていたため、衝突に伴い両脚の姿勢変化があった場合などには、必ずしも期待通りの効果が得られない可能性があった。すなわち、衝突を避けるために行う運転者の回避動作に伴い両脚の姿勢変化があった場合には、想定していた場所に膝頭が移動してこない可能性がある。そして、想定した場所に膝頭が移動してこない場合、従来のニープロテクタやエアバッグでは膝頭を理想的に保持できない可能性があった。

本発明によれば、乗員保護装置は、衝撃吸収体を備えている。衝撃吸収体は車両室内のダッシュボード下部に設けられると共に、着座乗員の膝頭の略前方に配置される。さらに、この衝撃吸収体は、略中央部が左右部より突起した形状を有し、突起した略中央部の横方向剛性が左右部の横方向剛性より高くなっているが、略中央部の前後方向剛性が左右部の前後方向剛性より低くなっている。

本発明によれば、衝撃吸収体は略中央部の剛性が左右部の剛性より高くなっているので、乗員の両膝の姿勢変化があったとしても、両膝の左右方向の変化を好適に規制することができる。すなわち、衝突に際して乗員の左右の膝頭が右に姿勢変化した場合、衝撃吸収体は左右の膝頭を受け止めると共に、左の膝頭については剛性が高い中央部にて右膝に寄ってしまうことを防止している。また、左右の膝頭が左に姿勢変化した場合も同様に左右の膝頭を受け止めると共に、右の膝頭については剛性が高い中央部にて左膝に寄ってしまうことを防止している。

このように、乗員の姿勢が変化してしまって、膝頭が想定した位置に移動してこなくとも、閉脚姿勢だけは防止できるので、乗員に加わる衝撃が増大してしまうことを防止することができる。従って、安定した効果を期待できる乗員保護装置を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。まず、本実施形態に係る乗員保護装置は、車両が衝突等して乗員の膝頭位置が変化しようとしても、膝頭の位置を乗員にとって望ましくない状態（例えば閉脚姿勢）とならないようにすることで、装置本来の機能を損なうことなく好適な乗員保護を行うものである。

図１は、本実施形態に係る乗員保護装置の構成図であり、（ａ）は乗員保護装置の設置状態を示し、（ｂ）は乗員保護装置の詳細構成を示している。まず、図１（ａ）に示すように、車室空間は車体骨格１００により形成されており、車室の床面１０１上に乗員が着座するシート１０２が設けられている。また、シート１０２の側方には乗降用ドア１０３が設けられている。

シート１０２のうち運転席の前方には車両の挙動を制御するためのステアリング１０４及びペダル類１０５が設けられている。また、運転席と助手席との双方のシート１０２前方には、運転装置やエアコンなど様々な部品を覆い隠すダッシュボード１０６が横断的に配置されている。

運転席と助手席との間には、ナビゲーションや空調装置等の操作を行うための操作パネル１０７が配されている。さらに、本実施形態では、運転席及び助手席の前方のダッシュボード１０６部分に、乗員膝頭を柔らかく受け止めるための乗員保護装置１が設けられている。

この乗員保護装置１は、運転席及び助手席の前方のダッシュボード１０６下側部分、特に乗員の膝頭前方に配置された衝撃吸収体１０により構成されている。図１（ｂ）に示すように、衝撃吸収体１０は、薄肉鋼板材をプレス成形して構成されている。この衝撃吸収体１０は、フランジ部１０ａ，１０ｂと略コの字状の板部材１０ｃ〜１０ｅとを備えている。

フランジ部１０ａ，１０ｂは、衝撃吸収体１０の上下の縁部にて、ダッシュボード１０６内部の車体フレームに締結又は溶接により接合できるようになっている。略コの字状の板部材１０ｃ〜１０ｅは、ダッシュボード１０６からシート１０２側に向けて延びる立設板部材１０ｃ，１０ｄと、立設板部材１０ｃ，１０ｄのシート１０２側端部を接続する接続板部材１０ｅとからなっている。このうち、接続板部材１０ｅは、乗員の膝頭を正面から受け止めることができるように、一面が乗員側に向いて設けられている。

また、立設板部材１０ｃ，１０ｄ及び接続板部材１０ｅには、スリット状の複数の切り欠き１１ａ〜１１ｊが設けられている。これら複数の切り欠き１１ａ〜１１ｊは、それぞれが上側の立設板部材１０ｃから接続板部材１０ｅを通り下側の立設板部材１０ｄまで連続的に形成されている。また、複数の切り欠き１１ａ〜１１ｊは、互いに交差することなく、平行に形成されている。

より詳しくは、複数の切り欠き１１ａ〜１１ｊのうち中央部から離れた切り欠き１１ａ〜１１ｄ，１１ｇ〜１１ｊは、上側の立設板部材１０ｃのフランジ部１０ａ近傍から接続板部材１０ｅを通り、下側の立設板部材１０ｄのフランジ部１０ｂ近傍まで連続的に形成されている。一方、中央部寄りの切り欠き１１ｅ，１１ｆは、他の切り欠き１１ａ〜１１ｄ，１１ｇ〜１１ｊよりも浅く形成されている。すなわち、中央部寄りの切り欠き１１ｅ，１１ｆは、上側のフランジ部１０ａに対しやや離れた位置から、下側のフランジ部１０ｂに対しやや離れた位置まで連続的に形成されている。

さらに、これら複数の切り欠き１１ａ〜１１ｊの間隔は、平均的な体格をもつ成人の膝頭の大きさと略同等（１０ｃｍ前後）とされている。ただし、中央部寄りの切り欠き１１ｅ，１１ｆについては、両者間の間隔が他との間隔より広くされている。このため、衝撃吸収体１０は、以下の特徴を有する。

すなわち、衝撃吸収体１０の左右部Ａ，Ｃは、切り欠き１１ａ〜１１ｄ，１１ｇ〜１１ｊが深く形成され且つ間隔が比較的狭くされていることから、衝撃が加わると容易に変形するようになっている。一方、中央部Ｂについては、切り欠き１１ｅ，１１ｆが浅く、また間隔が広く形成されていることから、衝撃を受けても変形しにくく、左右部Ａ，Ｃよりも剛性が高くなっている。

次に、乗員保護装置１の作用等を説明する。図２は、車両の前面衝突時における乗員の挙動を示す説明図であり、（ａ）は衝突発生前の乗員の様子を上方から示し、（ｂ）は衝突発生前の乗員の様子を側方から示している。また、（ｃ）は衝突発生後の乗員の様子を上方から示し、（ｄ）は衝突発生後の乗員の様子を側方から示している。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、衝突前において着座した乗員Ｄの膝頭Ｋｒ，Ｋｌと乗員保護装置１との間には幾らか空間がある。ここで、前面衝突が発生すると、乗員Ｄの身体は前方へと移動する。そして、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、衝突時の速度等が大きいときには、エアバッグ１０８が展開して乗員Ｄの上半身を拘束することとなる。

このとき、乗員Ｄの膝頭Ｋｒ，Ｋｌはダッシュボード１０６の下部に当たり、乗員の膝頭Ｋｒ，Ｋｌには衝撃が加わることとなる。ところが、ダッシュボード１０６下部には乗員保護装置１が設けられているため、膝頭Ｋｒ，Ｋｌへの衝撃は緩和されることとなる。

図３は、車両がオフセット衝突したときの様子及び乗員の挙動を示す説明図であり、（ａ）はオフセット衝突前の車両の様子を示し、（ｂ）はオフセット衝突後の車両の様子を示している。また、（ｃ）はオフセット衝突前の乗員の様子を示し、（ｄ）はオフセット衝突後の乗員の様子を示している。

まず、図３（ａ）に示すように、車両が走行している。このとき、乗員Ｄは、図３（ｂ）に示すように、正規の着座姿勢（すなわち適度な開脚状態）をとっている。ここで、車両の前方左側に電柱などの物体Ｏが衝突したとする。すなわち、オフセット衝突したとする。このとき、車両を上方から見た場合、図３（ｃ）に示すように、車両は反時計回りに位置Ｉから位置Ｉ’まで回転することがある。また、この場合、図３（ｄ）に示すように、乗員の左右膝頭Ｋｒ，Ｋｌは車両の回転に伴って右側に移動しつつダッシュボード１０６に当たる。

ここで、例えば、右側の膝頭Ｋｒがダッシュボード１０６だけでなく乗降用ドア１０３に接してしまった場合、当然ながら右側の膝頭Ｋｒは乗降用ドア１０３に接した位置から右側に移動することができない。ところが、左側の膝頭Ｋｌについては、乗降用ドア１０３などの規制するものがなく、右側の膝頭Ｋｒに近づくこととなる。故に、オフセット衝突の場合には、乗員は閉脚姿勢となり易くなる。

このように、乗員の姿勢が閉脚姿勢となった場合、衝突時に感じる感覚が異なってくる。図４は、ダッシュボード１０６への干渉により乗員Ｄへ入力する荷重を示す説明図であり、（ａ）は正規の着座姿勢時の様子を示し、（ｂ）は開脚時の様子を示し、（ｃ）は閉脚時の様子を示している。なお、ここでは右膝に荷重が入力する場合を例に説明する。

これらの図に示すように、右膝Ｋｒへ入力した荷重は、大腿骨Ｔ及び股関節Ｈを介して骨盤Ｂへ伝達する。また、これらの図に示すように、正規の着座姿勢時において、乗員Ｄの骨盤Ｂに対する大腿骨Ｔの角度は、θ１となっている。これに対し、開脚時では、乗員Ｄの骨盤Ｂに対する大腿骨Ｔの角度は、θ２となり、正規姿勢時よりも大きくなっている。また、閉脚時では、乗員Ｄの骨盤Ｂに対する大腿骨Ｔの角度は、θ３となり、正規姿勢時よりも小さくなっている。

ここで、車両乗員Ｄは、自己の背骨方向に加わる荷重に関して衝撃を感じにくいのに対し、背骨から外れる方向に関して衝撃を感じやすくなる傾向にある。このため、乗員が感じる衝撃を考慮すると、乗員Ｄの骨盤に対する大腿骨の角度が小さい閉脚姿勢は、車両乗員Ｄにとって望ましいものとは言えない。

このように、オフセット衝突によって乗員が閉脚姿勢となってしまう場合は、乗員にとって好ましい状態といえず、たとえニープロテクタなどにより膝頭を保持したとしても、乗員が多くの荷重を感じることとなる。従って、乗員保護という面で、必ずしも期待通りの効果を得ることができない。

図５は、本実施形態に係る乗員保護装置１の作用の説明図であり、（ａ）はオフセット衝突前を示し、（ｂ）はオフセット衝突後を示し、（ｃ）はオフセット衝突時における衝撃吸収体１０の様子を示している。なお、図５では、オフセット衝突として車両左前面に物体Ｏが衝突した場合を例に説明する。

まず、車両が走行している場合、図５（ａ）に示すように、乗員Ｄは正規の着座姿勢をとっている。ここで、オフセット衝突したとすると、乗員の左膝頭Ｋｌ’が右側に寄ってしまい、乗員姿勢は閉脚姿勢となってしまう。ところが、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、左膝頭Ｋｌの位置が右膝頭Ｋｒに寄ることなく、適度な開脚姿勢を保つこととなる。

図５（ｃ）を参照して詳細に説明する。オフセット衝突が発生した場合、乗員Ｄの膝頭Ｋｒ，Ｋｌは、衝撃吸収体１０に干渉する。ここで、右膝頭Ｋｒは、衝撃吸収体１０の右側、すなわち深く且つ比較的狭い間隔で形成された切り欠き１１ｈ〜１１ｊの形成部分に干渉する。このため、衝撃吸収体１０は、容易に変形して右膝頭Ｋｒへの衝撃入力を緩和する。また、左膝頭Ｋｌについても同様に深く且つ比較的狭い間隔で形成された切り欠き１１ｃ，１１ｄの形成部分に干渉する。故に、左膝頭ＫＩへの衝撃入力は、衝撃吸収体１０が容易に変形することにより、緩和されることとなる。

また、オフセット衝突の慣性力により、左膝頭Ｋｌは右側に移動しようとするが、その移動は規制される。上記したように、中央寄りの切り欠き１１ｅは、例えば切り欠き１１ｄよりも浅く形成されている。すなわち、衝撃吸収体１０において中央寄りの切り欠き１１ｅの形成部分は、他の切り欠き１１ａ〜１１ｄの形成部分よりも多少変形しにくくなっている。さらに、中心部に至っては、切り欠きすらなく、他の箇所よりも明らかに剛性が高くなっている。このため、左膝頭Ｋｌは、図５（ｂ）に破線で示すように、中央部Ｂに移動することなく、乗員姿勢は適度な開脚状態に保たれる。

このように、オフセット衝突などにより乗員膝頭Ｋｒ，Ｋｌが前方へ移動しつつ横方向へ変位する場合であっても、乗員保護装置１は、膝頭Ｋｒ，Ｋｌへの衝撃入力を緩和しつつ閉脚方向への姿勢変化を防止している。故に、乗員保護装置１は、膝頭Ｋｒ，Ｋｌに加わる衝撃の緩和させるのに加えて、乗員が感じる衝撃の増大を防止するようになっている。

このようにして、本実施形態に係る乗員保護装置１によれば、衝撃吸収体１０は略中央部Ｂの剛性が左右部Ａ，Ｃの剛性より高くなっているので、乗員の両膝の姿勢変化があったとしても、両膝の左右方向の変化を好適に規制することができる。すなわち、乗員の左右の膝頭Ｋｒ，Ｋｌが右に姿勢変化した場合、衝撃吸収体１０は左右の膝頭Ｋｒ，Ｋｌを受け止めると共に、剛性の高い中央部Ｂにて左の膝頭Ｋｌが右膝頭Ｋｒに寄らないようにしている。また、左右の膝頭Ｋｒ，Ｋｌが左に姿勢変化した場合も同様に左右の膝頭Ｋｒ，Ｋｌを受け止めると共に、剛性の高い中央部Ｂにて右の膝頭Ｋｒが左膝頭Ｋｌに寄らないようにしている。

このように、乗員の姿勢が変化してしまって、膝頭Ｋｒ，Ｋｌが想定した位置に移動してこなくとも、閉脚姿勢だけは防止できるので、乗員が感じる衝撃の増大を防止することができる。従って、安定した効果を期待できる乗員保護装置を提供することができる。

また、薄肉鋼板材を成形して衝撃吸収体１０を構成しているため、従来のニーボルスタと同様な製造設備を用いて、衝撃吸収体１０を製造することができる。

また、薄肉鋼板材に切り欠き１１ａ〜１１ｊを形成することで剛性を調整しているので、軽量且つ安価に剛性を調整することができる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る乗員保護装置２は、第１実施形態のものと同様であるが、衝撃吸収体１０の構成が第１実施形態のものと異なっている。

図６は、第２実施形態に係る乗員保護装置２の構成図であり、（ａ）は乗員保護装置２の設置状態を示し、（ｂ）は乗員保護装置２の詳細構成を示し、（ｃ）は乗員保護装置２が車室内に装備される際の様子を示している。

図６（ａ）に示すように、乗員保護装置２は、第１実施形態のものと同様に、ダッシュボード１０６の下部且つ乗員の膝頭前方位置に設けられた衝撃吸収体１０により構成されている。しかし、第２実施形態の衝撃吸収体１０は、図６（ｂ）に示すように、略中央部Ｂが左右部Ａ，Ｃより突起した形状を有している。

具体的に説明する。衝撃吸収体１０は、中央に配される変形コの字断面を有した中央部品１２ａと、中央部品１２ａの左右に配された左右部品１２ｂ、１２ｃとからなっている。中央部品１２ａは、上方から見ると略楔形状になっている。この中央部品１２ａは上下に配置される２枚の略楔形の板材と、２枚の板材の先端を接続する放物形状の板材とにより構成されている。２枚の略楔型の板材には、それぞれ車両横方向に延びるエンボス１２ｘ、１２ｙが形成されている。また、左右部品１２ｂ、１２ｃは、それぞれ第１実施例と同様に、略コの字状を呈しており、複数の切り欠きが形成されている。

このような衝撃吸収体１０においては、エンボス１２ｘ、１２ｙが車両横方向に延びて形成されているため、中央部Ｂは、前後方向の力が加わると容易に変形するが、横方向の力に対しては変形し難いようになっている。また、本実施形態では、エンボス１２ｘ，１２ｙの大きさ等を調整することにより、中央部Ｂの前後方向の剛性が左右部Ａ，Ｃより低く、中央部Ｂの横方向の剛性が左右部Ａ，Ｃよりも高く調整されている。また、左右部品１２ｂ，１２ｃは、切り欠きにより第１実施形態と同様に衝撃緩和効果を発揮するようになっている。

また、図６（ｃ）に示すように、衝撃吸収体１０は、車両に装備される際、ダッシュボード１０６裏側に配されるようになっている。このため、ダッシュボード１０６の表皮樹脂１２ｄは、突起した中央部Ｂに合わせて盛り上がった形状を成すこととなる。

図７は、第２実施形態に係る乗員保護装置２の作用の説明図であり、（ａ）はオフセット衝突前を示し、（ｂ）はオフセット衝突後を示し、（ｃ）はオフセット衝突時における衝撃吸収体１０の様子を示している。なお、図７では、オフセット衝突として車両左前面に物体Ｏが衝突した場合を例に説明する。

まず、車両が走行している場合、図７（ａ）に示すように、乗員Ｄは正規の着座姿勢をとっている。ここで、オフセット衝突が発生したとすると、図７（ｂ）に示すように、乗員の左膝頭Ｋｌ’が右膝頭Ｋｒに寄ってしまい、乗員姿勢は閉脚姿勢となってしまう。ところが、第２実施形態では第１実施形態と同様に、左膝頭Ｋｌの位置が右膝頭Ｋｒに寄ることなく、乗員Ｄは適度な開脚姿勢を保つこととなる。

図７（ｃ）を参照して詳細に説明する。オフセット衝突が発生した場合、乗員Ｄの膝頭Ｋｒ，Ｋｌは衝撃吸収体１０の左右部品１２ｂ，１２ｃに干渉する。ここで、左右部品１２ｂ、１２ｃには複数の切り欠きが形成されている。このため、左右部品１２ｂ，１２ｃは容易に変形して膝頭Ｋｒ，Ｋｌへの衝撃入力を緩和する。

また、オフセット衝突の慣性力により、左右の膝頭Ｋｒ，Ｋｌは右側に移動しようとする。ここで、中央部Ｂには車両横方向にエンボス１２ｘ、１２ｙが形成されている。このため、中央部Ｂは前後方向に剛性が低いものの横方向には剛性が高くなっている。故に、左膝頭Ｋｌは、衝撃吸収体１０の中央部品１２ａによりしっかりと支えられて右方向への移動が規制される。

図８は、乗員がシート１０２をやや後方に位置させた場合の作用の説明図であり、（ａ）はオフセット衝突前を示し、（ｂ）はオフセット衝突後を示し、（ｃ）はオフセット衝突時における衝撃吸収体１０の様子を示している。

まず、車両が走行している場合、図８（ａ）に示すように、乗員Ｄは正規の着座姿勢をとっている。ここで、車両左前面に物体Ｏが衝突したとすると、オフセット衝突の慣性力により、左右の膝頭Ｋｒ，Ｋｌは右側に移動しようとする。さらに、乗員がシート１０２の位置をやや後方としているため、両膝頭Ｋｒ，Ｋｌの右側への移動量は、図７に示した場合より大きくなる。

すなわち、図８（ｂ）に示すように、乗員の左膝頭Ｋｌが中央部品１２ａに干渉してしまう。また、この場合、乗員姿勢は図７に示した場合によりもやや閉脚姿勢となってしまう。このため、図８に示す状態は乗員Ｄにとって望ましい状態といえず、乗員Ｄが感じる衝撃は図７に示した場合よりも大きくなってしまう。しかし、本実施形態では、乗員が感じる衝撃を充分に軽減するようになっている。

図８（ｃ）を参照して詳細に説明する。まず、乗員Ｄの右膝頭Ｋｒは、衝撃吸収体１０の右部品１２ｃに干渉する。右の部品１２ｃには複数の切り欠きが形成されている。このため、右部品１２ｃは容易に変形して右膝頭Ｋｒへの衝撃入力を緩和する。

また、オフセット衝突の慣性力により、左膝頭Ｋｌは中央部品１２ａに干渉する。ここで、中央部品１２ａには、車両横方向に延びるエンボス１２ｘ、１２ｙが形成されている。このため、中央部品１２ａは、前後方向について左右部品１２ｂ、１２ｃよりも一層容易に変形しやすくなっている。従って、中央部品１２ａは、左右部品１２ｂ、１２ｃよりも膝頭Ｋｒ，Ｋｌを柔らかく受け止めることとなり、乗員姿勢がやや閉脚気味であったとしても乗員が感じる衝撃を充分に軽減することとなる。

ここで、中央部品１２ａの前後方向剛性を低くすると、充分に衝撃緩和が行えないまま膝頭Ｋｒ，Ｋｌがダッシュボード１０６に接触してしまうことが考えられる。しかし、中央部品１２ａは、乗員側に突起して長く設けられているため、衝撃を吸収する前後方向の距離が長いこととなり、上記のような弊害は生じない。

以上により、左膝頭Ｋｌが中央部品１２ａに干渉するような場合、図７に示した例よりもやや閉脚姿勢となるが、乗員が感じる衝撃は充分に軽減される。このため、乗員の膝頭Ｋｒ，Ｋｌが想定した場所に移動してこない場合であっても、充分に乗員保護を為すことができる。

このようにして、本実施形態に係る乗員保護装置２によれば、第１実施形態と同様に、閉脚姿勢を防止して、安定した効果を期待できる乗員保護装置を提供することができ、従来のニーボルスタと同様な製造設備を用いて、衝撃吸収体１０を製造することができる。

さらに、本実施形態によれば、衝撃吸収体１０の中央部Ｂが左右部Ａ，Ｃよりも突起しているので、中央部Ｂは乗員Ｄの両膝間に入り込みやすく、確実に膝頭Ｋｒ，Ｋｌの横移動を規制することができる。従って、乗員姿勢を開脚姿勢に保持し易くすることができる。

また、衝撃吸収体１０は、突起した中央部Ｂの横方向剛性が左右部Ａ，Ｃの横方向剛性より高くされているが、略中央部Ｂの前後方向剛性が左右部Ａ，Ｃの前後方向剛性より低くされている。すなわち、中央部Ｂの前後方向の剛性が左右部Ａ，Ｃよりも低いことから、正面からの干渉に対する衝撃吸収力は左右部Ａ，Ｃより高くなっている。一方、中央部Ｂの横方向の剛性が左右部Ａ，Ｃよりも高いことから、適度な開脚姿勢の保持を好適に行うことができる。このため、乗員姿勢を開脚姿勢に保持する効果を高めつつも、万が一乗員の膝頭Ｋｒ，Ｋｌが中央部Ｂに干渉した場合であっても、膝頭Ｋｒ，Ｋｌを柔らかく受け止めることができる。従って、開脚姿勢を保持する効果を高めつつ、乗員を好適に保護することができる。

また、薄肉鋼板材にエンボス１２ｘ、１２ｙを形成することで剛性を調整しているので、軽量且つ安価に剛性を調整することができる。

次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態に係る乗員保護装置３は、第２実施形態のものと同様であるが、衝撃吸収体１０の構成が第２実施形態のものと異なっている。

図９は、第３実施形態に係る乗員保護装置３の構成図であり、（ａ）は乗員保護装置３の設置状態を示し、（ｂ）は乗員保護装置３の詳細構成を示し、（ｃ）は乗員保護装置３により乗員を保護する際の衝撃吸収体１０の様子を示している。

図９（ａ）に示すように、乗員保護装置３は、第２実施形態のものと同様に、ダッシュボード１０６の下部且つ乗員の膝頭前方位置に設けられた衝撃吸収体１０により構成されているが、衝撃吸収体１０の構成が第１実施形態のものと異なっている。すなわち、図９（ｂ）に示すように、第３実施形態に係る衝撃吸収体１０は、膨張又は展開可能な袋体により構成されている。

具体的に説明する。衝撃吸収体１０は、横方向に長いエアバッグにより構成されている。通常時においてエアバッグは、折り畳まれており、ダッシュボード１０６の表皮樹脂に覆われた状態で装備されている。また、エアバッグの背面には、インフレータ１３が備えられている。インフレータ１３は、エアバッグを膨張又は展開させるべく、エアバッグの内部にガスを流入させるものである。

なお、上記の前カバー１２の表面には、溝部１２ａが形成されている。このため、エアバッグ１０は、展開する際に、溝部１２ａを切り裂いて乗員Ｄ側に飛び出していくこととなる。具体的にエアバッグ１０は、溝部１２ａを境界にして前カバー１２が上下に開いて飛び出していくこととなる。そして、エアバッグは、膨張又は展開すると、略中央部Ｂが左右部Ａ，Ｃより突起した形状となる。

図９（ｃ）に示すように、膨張又は展開後のエアバッグは、略直方体の左右部Ａ，Ｃと、左右部Ａ，Ｃよりも乗員側に突起した中央部Ｂとからなる。また、これら左右部Ａ，Ｃと中央部Ｂとは、仕切膜１４ａ，１４ｂにより隔てられているが、仕切膜１４ａ，１４ｂにそれぞれ通気口１５ａ，１５ｂが設けられていることから、単気室を成している。

中央部Ｂの内部は、水平方向に２枚の仕切膜１６ａ，１６ｂが設けられて、上段、中段及び下段の３段の気室を構成している。また、中央部Ｂの各室は、仕切膜１６ａ，１６ｂが略メッシュ状の素材により構成されているため、気体の流入及び流出が可能となっている。故に、仕切膜１６ａ，１６ｂは、左右部Ａ，Ｃ及び中央部Ｂ間の気体の流入及び流出を阻害することがないようになっている。

また、仕切膜１６ａ，１６ｂは、補強用の部材として作用する。すなわち、仕切膜１６ａ，１６ｂは、水平方向に設けられているため、水平方向に力が加わった場合には、この力に抗することとなり、補強膜として作用することとなる。従って、仕切膜１６ａ，１６ｂは、中央部Ｂの剛性を高めるものとして機能している。

また、中央部Ｂの上段及び下段には、エアバッグの膨張又は展開時に流入したガスを排気する排気口１７ａ，１７ｂが設けられている。この排気口１７ａ，１７ｂは、中央部Ｂの背面側に設けられている。このため、中央部Ｂを前後方向に押し込むと容易にガスが排気されることとなるが、横方向に押し込んだ場合にはガスが排気され難いようになっている。すなわち、中央部Ｂは、横方向に剛性が高く、前後方向に剛性が低くなっている。

また、このような衝撃吸収体１０においては、車両衝突時にインフレータ１３からガスが噴出され、中央部Ｂに流れ込む。そして、ガスは通気口１５ａ，１５ｂを通り左右部Ａ，Ｃに流入する。故に、エアバッグは、まず、中央部Ｂが展開し、その後左右部Ａ，Ｃが展開することとなる。

そして、衝突により乗員の膝頭Ｋｒ，Ｋｌが衝撃吸収体１０に干渉すると、膝頭Ｋｒ，Ｋｌは衝撃吸収体１０により柔らかく受け止められる。この際、エアバッグが押し込まれることとなり、内部のガスは排気口１７ａ，１７ｂを通じて排出されることとなる。

ここで、膝頭Ｋｒ，Ｋｌが左右部Ａ，Ｃのみに干渉した場合、ガスは通気口１５ａ，１５ｂを通って中央部Ｂに流れ込み、その後、排気口１７ａ，１７ｂを通って排出される。すなわち、左右部Ａ，Ｃ内のガスは、通気口１５ａ，１５ｂ及び排気口１７ａ，１７ｂの双方を通過する必要があり、排出が容易でないようになっている。

一方、膝頭Ｋｒ，Ｋｌが中央部Ｂに干渉した場合、ガスは直接排気口１７ａ，１７ｂを通って排出される。すなわち、ガスは、排気口１７ａ，１７ｂのみを通過すればよく、排出が左右部Ａ，Ｃに比べて容易になっている。特に、膝頭Ｋｒ，Ｋｌが干渉する場合には、中央部Ｂが前後方向に押し込まれることとなるため、ガスの排出は一層容易となる。故に、中央部Ｂは、左右部Ａ，Ｃよりも前後方向の剛性が低くなっている。

また、この一方で、左右部Ａ，Ｃは、中央部Ｂとの仕切膜１４ａ，１４ｂに通気口１５ａ，１５ｂが設けられていることから、横方向（中央部Ｂの側）に押し込むと、ガスは容易に中央部Ｂに流れ込む。そして、左右部Ａ，Ｃは容易に変形するようになっている。従って、中央部Ｂは、左右部Ａ，Ｃよりも横方向の剛性が高くなっている。

図１０は、第３実施形態に係る乗員保護装置３の作用の説明図であり、（ａ）はオフセット衝突の直後における乗員保護装置３の様子を示し、（ｂ）はオフセット衝突後から一定時間経過した場合の乗員保護装置３を示し、（ｃ）は一定時間経過後、さらに時間が経過した場合の乗員保護装置３の様子を示している。なお、図１０では、オフセット衝突として車両左前面に物体Ｏが衝突した場合を例に説明する。

まず、車両が走行している場合、通常、乗員Ｄは正規の着座姿勢をとっている。ここで、オフセット衝突が発生したとする。このとき、衝突直後において中央部Ｂは、図１０（ａ）に示すように膨張又は展開して乗員の両膝頭Ｋｒ，Ｋｌの間に入り込む。

その後、オフセット衝突の慣性力により、乗員姿勢は図１０（ｂ）に示すようになる。すなわち、乗員の左膝頭Ｋｌ’が右の膝頭Ｋｒに寄ってしまい、乗員姿勢は閉脚姿勢となってしまう。ところが、第３実施形態では、閉脚姿勢にならないようになっている。すなわち、第３実施形態では、早期に中央部Ｂが膨張又は展開するため、左膝頭Ｋｌは中央部Ｂの側面に干渉することとなる。ここで、中央部Ｂの横方向の剛性は仕切膜１６ａ，１６ｂにより高くされている。このため、乗員の左膝頭Ｋｌは、中央部Ｂにより支えられて、右膝頭Ｋｒに寄らないようになっている。

その後、さらに時間が経過すると、図１０（ｃ）に示すように、両膝頭Ｋｒ，Ｋｌは衝撃吸収体１０の左右部Ａ，Ｃに干渉する。このとき、左右部Ａ，Ｃは、内圧により膝頭Ｋｒ，Ｋｌを支えつつ変形する。また、内部ガスは、通気口１５ａ，１５ｂと、排気口１７ａ，１７ｂとを経由して排出される。すなわち、左右部Ａ，Ｃは、それぞれ両膝頭Ｋｒ，Ｋｌを支えつつ内部ガスを排出しながら収縮することとなる。また、この収縮により、左右部Ａ，Ｃは、衝突エネルギーを吸収しつつ両膝頭Ｋｒ，Ｋｌを受け止めることとなる。

図１１は、乗員がシート１０２をやや後方にしている場合の作用の説明図であり、（ａ）はオフセット衝突の直後における乗員保護装置３の様子を示し、（ｂ）はオフセット衝突後から一定時間経過した場合の乗員保護装置３を示し、（ｃ）は一定時間経過後、さらに時間が経過した場合の乗員保護装置３の様子を示している。なお、図１１では、オフセット衝突として車両左前面に物体Ｏが衝突した場合を例に説明する。

まず、車両が走行している場合、通常、乗員Ｄは正規の着座姿勢をとっている。ここで、オフセット衝突が発生したとする。このとき、オフセット衝突の慣性力により、左右の膝頭Ｋｒ，Ｋｌは右側に移動しようとする。さらに、乗員がシート１０２の位置をやや後方としているため、左右の膝頭Ｋｒ，Ｋｌの右側への移動量は、図１０に示した場合より大きくなる。従って、図１１（ａ）に示すように、中央部Ｂは、膨張又は展開したとしても、乗員の両膝頭Ｋｒ，Ｋｌの間に入り込むことができない。

その後、図１０（ｂ）に示すように、乗員の左膝頭Ｋｌが中央部Ｂに干渉してしまう。このとき、乗員の左膝頭Ｋｌが右膝頭Ｋｒに寄ってしまい、乗員姿勢は閉脚姿勢となってしまう。このため、図１１に示す状態は乗員Ｄにとって望ましい状態といえず、乗員Ｄが感じる衝撃は図１０に示した場合よりも大きくなってしまう。しかし、本実施形態では、乗員が感じる衝撃を充分に軽減するようになっている。

図１１（ｃ）を参照して詳細に説明する。まず、乗員Ｄの右膝頭Ｋｒについては、衝撃吸収体１０の右部分Ｃに干渉する。このとき、右部分Ｃは内部ガスを排出して、収縮しながら右膝頭Ｋｒへの衝撃入力を緩和する。

また、左膝頭Ｋｌは衝撃吸収体１０の中央部Ｂに干渉する。ここで、中央部Ｂは、仕切膜１６ａ，１６ｂにより剛性が調整されている。すなわち、中央部Ｂは、仕切膜１６ａ，１６ｂにより剛性が高められている。ところが、中央部Ｂには背面に排気口１７ａ，１７ｂが設けられて、前後方向の剛性は左右部Ａ，Ｃよりも低くされている。

従って、乗員の左膝頭Ｋｌは、左右部Ａ，Ｃに干渉する場合よりも、一層柔らかく受け止められることとなる。これにより、乗員姿勢がやや閉脚気味であったとしても充分に乗員に加わる荷重を軽減することとなる。

ここで、中央部Ｂの前後方向剛性を低くすると、充分に衝撃緩和が行えないまま膝頭Ｋｒ，Ｋｌがダッシュボード１０６に接触してしまうことが考えられる。しかし、中央部Ｂは、乗員側に突起して膨張又は展開するため、衝撃を吸収する前後方向の距離が長いこととなり、上記のような弊害は生じない。

以上から、左膝頭Ｋｌが中央部Ｂに干渉するような場合、図１０に示した例よりもやや閉脚姿勢となるが、乗員が感じる衝撃は充分に軽減される。このため、乗員の膝頭Ｋｒ，Ｋｌ想定した場所に移動してこない場合であっても、充分に乗員保護を為すことができる。

このようにして、本実施形態に係る乗員保護装置３によれば、第２実施形態と同様に、閉脚姿勢を防止して、安定した効果を期待できる乗員保護装置を提供することができる。

さらに、本実施形態によれば、衝撃吸収体１０は、膨張又は展開後において、中央部Ｂが左右部Ａ，Ｃよりも突起している。このため、突起により膝頭Ｋｒ，Ｋｌの横移動を規制することができ、乗員姿勢を開脚姿勢に保持し易くすることができる。

また、衝撃吸収体１０は、膨張又は展開後において、突起した中央部Ｂの横方向剛性が左右部Ａ，Ｃの横方向剛性より高くされている。一方、略中央部Ｂの前後方向剛性は左右部Ａ，Ｃの前後方向剛性より低くされている。すなわち、中央部Ｂの前後方向の剛性が左右部Ａ，Ｃよりも低いことから、正面からの干渉に対する衝撃吸収力は左右部Ａ，Ｃより高くなっている。一方、中央部Ｂの横方向の剛性が左右部Ａ，Ｃよりも高いことから、開脚姿勢の保持を好適に行うことができる。このため、乗員姿勢を開脚姿勢に保持する効果を高めつつも、万が一乗員の膝頭Ｋｒ，Ｋｌが中央部Ｂに干渉した場合であっても、膝頭Ｋｒ，Ｋｌを柔らかく受け止めることができる。従って、開脚姿勢を保持する効果を高めつつ、乗員を好適に保護することができる。

また、衝撃吸収体１０は膨張又は展開可能な袋体により構成されているので、従来のニーエアバッグの製造技術を利用して、袋体を製造することができる。従って、安価且つ簡便に製造することができる。

また、衝撃吸収体１０は、袋体の内部に補強用の仕切膜１６ａ，１６ｂを設けることで剛性を調整しているので、軽量且つ安価に剛性を調整することができる。

また、衝撃吸収体１０は、略中央部Ｂが左右部Ａ，Ｃより突起した形状となるように膨張又は展開し、略中央部Ｂは左右部Ａ，Ｃよりも先に展開する。このため、膝頭Ｋｒ，Ｋｌは、早期に膨張又は展開した中央部Ｂの側面に干渉しやすくなっている。従って、確実に乗員保護を行うことができる。

次に、本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態に係る乗員保護装置４は、第３実施形態のものと同様であるが、衝撃吸収体１０の構成が第３実施形態のものと異なっている。

図１２は、第４実施形態に係る乗員保護装置４の構成図であり、（ａ）は乗員保護装置４の構成を示し、（ｂ）は乗員保護装置４により乗員を保護する際の衝撃吸収体１０の様子を示している。

第４実施形態に係る衝撃吸収体１０は、第３実施形態のものが単気室により構成されていたのに対し、エアバッグの内部が複数の気室に分割されて構成されている点で異なっている。すなわち、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、衝撃吸収体１０の左右部Ａ，Ｃ及び中央部Ｂのそれぞれは、独立した室を形成している。

各室の背面には、それぞれインフレータ１８ａ〜１８ｃが設置されており、これらが各室の内部にガスを噴出して、左右部Ａ，Ｃ及び中央部Ｂのそれぞれを膨張又は展開させるようになっている。各部Ａ〜Ｃは、ガスが導入されると、第３実施形態と同様に、ダッシュボード１０６の溝部１０６ａを切り裂いて膨張又は展開するようになっている。また、膨張又は展開後において、左右部Ａ，Ｃは略直方体形状を成し、中央部Ｂは左右部Ａ，Ｃよりも突起した形状を成す。

また、各室には、それぞれ排気口１９ａ〜１９ｃが設けられている。排気口１９ａ〜１９ｃは、各部Ａ〜Ｃの下面に設けられ、乗員の膝頭Ｋｒ，Ｋｌが干渉した際には、徐々に減圧することで衝撃エネルギーを吸収するようになっている。

このような衝撃吸収体１０においては、中央部Ｂのインフレータ１８ｂの噴出圧が他のインフレータ１８ａ，１８ｃの噴出圧よりも高く設定されている。このため、第３実施形態と同様に、中央部Ｂは、左右部Ａ，Ｃに先だって膨張又は展開すると共に、左右部Ａ，Ｃよりも剛性が高くされていることとなる。このように、エアバッグの複数の気室それぞれは、膨張又は展開時の圧力が調節されて、剛性が調整されている。

さらに、中央部Ｂの排気口１９ｂは、他の排気口１９ａ，１９ｃよりも広く開けられている。このため、膝頭Ｋｒ，Ｋｌが中央部Ｂに干渉した場合には、ガスは排気口１９ｂを通り速やかに排出されることとなる。

なお、排気口１９ｂが他の排気口１９ａ，１９ｃよりも広く開けられていることから、中央部Ｂの剛性は前後方法及び横方向の双方において低いように思える。まず、前後方向について説明すると、中央部Ｂに膝頭Ｋｒ，Ｋｌが干渉した場合には、ガスが速やかに排出されるため、中央部Ｂは前後方向の剛性が左右部Ａ，Ｃより低いといえる。

一方、横方向に説明すると、乗員の右膝頭Ｋｒが右部分Ｃに干渉し、左膝頭Ｋｌが左部分Ａに干渉した場合、左右部Ａ，Ｃのガスは、膝頭Ｋｒ，Ｋｌの干渉により若干排出される。このため、車両に横方向の加速度が加わって左膝頭Ｋｌが中央部Ｂの側面に干渉したとしても、右部分Ｃのガスが若干排出されていることから、中央部Ｂはやや右側に折れ曲がり易いようになっている。このため、中央部Ｂの側面に力が加わったとしても、中央部Ｂは、まず折れ曲がることにより、展開又は膨張時の形状を保持しやすくなっており、横方向の剛性は左右部Ａ，Ｃより高くなっている。

以上のように、衝撃吸収体１０の中央部Ｂは、前後方向の剛性が低く、衝突により乗員の膝頭Ｋｒ，Ｋｌが干渉すると、速やかに減圧しながら膝頭Ｋｒ，Ｋｌを柔らかく受け止める。一方、衝撃吸収体１０の中央部Ｂは、横方向の剛性が高く、乗員が閉脚姿勢となってしまうことを防止するようになっている。

このようにして、本実施形態に係る乗員保護装置４によれば、第３実施形態と同様に、閉脚姿勢を防止して、安定した効果を期待できる乗員保護装置を提供することができ、乗員姿勢を開脚姿勢に保持し易くすることができる。

また、開脚姿勢を保持する効果を高めつつ、乗員を好適に保護することができ、安価且つ簡便に製造することができ、さらに、確実に乗員保護を行うことができる。

さらに、本実施形態では、エアバッグ内部は複数の気室により分割され、各気室は膨張又は展開時の圧力が調節されて剛性が調整されるので、衝突時における車両速度や乗員の膝頭位置に合わせて衝撃吸収の最適化を行うことができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各実施形態を組み合わせてもよい。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

また、上記実施形態では、オフセット衝突を例に説明したが、衝突に際にして乗員の膝頭Ｋｒ，Ｋｌが横方向にする場合であればオフセット衝突に限らず、例えば前面斜め衝突であっても、上記と同様の効果が得られる。

また、上記実施形態では、薄肉鋼板材からなる衝撃吸収体１０に切り欠きを設けて、剛性を調整していた。しかし、これに限らず、衝撃吸収体１０にリブ（補強部材）を設けて、剛性を調整するようにしてもよい。この場合、薄肉鋼板材をより薄いものにするなどして、衝撃吸収体１０自体の剛性を弱くしたうえで、中央部Ｂにリブを設けることとなる。これにより、切り欠きを設けたときと同様の効果が得られる。

また、上記実施形態では、エアバッグ内部を複数の気室により分割して、各気室の圧力を調節する例を説明したが、これに限らず、エアバッグ自体を複数設けて、各エアバッグの圧力を調節するようにしてもよい。この場合、上記と同様に、衝突時における車両速度や乗員の膝頭位置に合わせて衝撃吸収の最適化を行うことができる。

本実施形態に係る乗員保護装置の構成図であり、（ａ）は乗員保護装置の設置状態を示し、（ｂ）は乗員保護装置の詳細構成を示している。 車両の前面衝突時における乗員の挙動を示す説明図であり、（ａ）は衝突発生前の乗員の様子を上方から示し、（ｂ）は衝突発生前の乗員の様子を側方から示し、（ｃ）は衝突発生後の乗員の様子を上方から示し、（ｄ）は衝突発生後の乗員の様子を側方から示している。 車両がオフセット衝突したときの様子及び乗員の挙動を示す説明図であり、（ａ）はオフセット衝突前の車両の様子を示し、（ｂ）はオフセット衝突後の車両の様子を示し、（ｃ）はオフセット衝突前の乗員の様子を示し、（ｄ）はオフセット衝突後の乗員の様子を示している。 ダッシュボードへの干渉により膝頭へ入力する荷重を示す説明図であり、（ａ）は正規の着座姿勢時の様子を示し、（ｂ）は開脚時の様子を示し、（ｃ）は閉脚時の様子を示している。 本実施形態に係る乗員保護装置の作用の説明図であり、（ａ）はオフセット衝突前を示し、（ｂ）はオフセット衝突後を示し、（ｃ）はオフセット衝突時における衝撃吸収体の様子を示している。 第２実施形態に係る乗員保護装置の構成図であり、（ａ）は乗員保護装置の設置状態を示し、（ｂ）は乗員保護装置の詳細構成を示し、（ｃ）は乗員保護装置が車室内に装備される際の様子を示している。 第２実施形態に係る乗員保護装置の作用の説明図であり、（ａ）はオフセット衝突前を示し、（ｂ）はオフセット衝突後を示し、（ｃ）はオフセット衝突時における衝撃吸収体の様子を示している。 乗員がシートをやや後方に位置させた場合の作用の説明図であり、（ａ）はオフセット衝突前を示し、（ｂ）はオフセット衝突後を示し、（ｃ）はオフセット衝突時における衝撃吸収体の様子を示している。 第３実施形態に係る乗員保護装置の構成図であり、（ａ）は乗員保護装置の設置状態を示し、（ｂ）は乗員保護装置の詳細構成を示し、（ｃ）は乗員保護装置により乗員を保護する際の衝撃吸収体の様子を示している。 第３実施形態に係る乗員保護装置の作用の説明図であり、（ａ）はオフセット衝突の直後における乗員保護装置の様子を示し、（ｂ）はオフセット衝突後から一定時間経過した場合の乗員保護装置を示し、（ｃ）は一定時間経過後、さらに時間が経過した場合の乗員保護装置の様子を示している。 乗員がシートをやや後方にしている場合の作用の説明図であり、（ａ）はオフセット衝突の直後における乗員保護装置の様子を示し、（ｂ）はオフセット衝突後から一定時間経過した場合の乗員保護装置を示し、（ｃ）は一定時間経過後、さらに時間が経過した場合の乗員保護装置の様子を示している。 第４実施形態に係る乗員保護装置の構成図であり、（ａ）は乗員保護装置の構成を示し、（ｂ）は乗員保護装置により乗員を保護する際の衝撃吸収体１０の様子を示している。

符号の説明

１〜４…乗員保護装置
１０…衝撃吸収体
１１ａ〜１１ｊ…切り欠き
１２ｘ，１２ｙ…エンボス
１６ａ，１６ｂ…仕切膜（補強用の仕切膜）
１０２…シート
１０６…ダッシュボード
Ａ，Ｃ…左右部
Ｂ…中央部
Ｋｒ，Ｋｌ…膝頭

Claims (7)

1. 車両室内のダッシュボード下部に設けられると共に、着座乗員の膝頭の略前方に配置される衝撃吸収体を備え、
   前記衝撃吸収体は、略中央部が左右部より突起した形状を有し、突起した略中央部の横方向剛性が左右部の横方向剛性より高くなっているが、略中央部の前後方向剛性が左右部の前後方向剛性より低くなっていることを特徴とする乗員保護装置。
2. 前記衝撃吸収体は、薄肉鋼板材を成形することによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
3. 前記衝撃吸収体は、前記薄肉鋼板材に、切り欠き及びエンボスの少なくとも一方が形成されて剛性が調整されていることを特徴とする請求項２に記載の乗員保護装置。
4. 車両室内のダッシュボード下部に設けられると共に、着座乗員の膝頭の略前方に配置される衝撃吸収体を備え、
   前記衝撃吸収体は、膨張又は展開可能な袋体により構成され、略中央部の横方向剛性が左右部の横方向剛性より高くなっており、略中央部が左右部より突起した形状となるように膨張又は展開し、略中央部は左右部よりも先に膨張又は展開することを特徴とする乗員保護装置。
5. 前記衝撃吸収体は、前記袋体の内部に補強用の仕切膜が設けられて剛性が調整されていることを特徴とする請求項４に記載の乗員保護装置。
6. 前記衝撃吸収体は、前記袋体の内部が複数の気室に分割され、複数の気室それぞれの膨張又は展開時の圧力を調節することで、各気室の剛性が調整されることを特徴とする請求項４に記載の乗員保護装置。
7. 前記衝撃吸収体は、複数の前記袋体により構成され、前記複数の袋体それぞれの膨張又は展開時の圧力を調節することで、各袋体の剛性が調整されることを特徴とする請求項４に記載の乗員保護装置。

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