JP4845510B2

JP4845510B2 - 車両用ニープロテクタ

Info

Publication number: JP4845510B2
Application number: JP2005379849A
Authority: JP
Inventors: 雅人安部; 陽松谷
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: US7293800B2; JP2007176447A; US20070164548A1

Description

本発明は、乗員の膝部を保護するための車両用ニープロテクタに関するものである。

車両、例えば自動車の車室内におけるインストルメントパネルの内部には、運転席及び助手席に対応する位置に、それぞれ左右一対のニープロテクタが設置されている。ニープロテクタは、上端部がステアリングメンバに固定されたベース部の下端から、上向きに屈曲した変形部を有する概略Ｖ字又はＵ字形構造で、側端から直角に曲折したフランジ部分を有する断面コ字形又は断面ハット形をしている。車両衝突時に進入した乗員の膝部がインストルメントパネルを介してニープロテクタの変形部に当たり、変形部を折る方向に変形させることで、膝部の衝撃エネルギーを吸収して、膝部の保護を図っている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−１９２７０２号公報

しかしながら、このような従来の技術にあっては、ニープロテクタにおける断面コ字形又は断面ハット形の変形部を折る方向に変形させることにより、膝部の衝撃エネルギーを吸収しているため、該衝撃エネルギーの吸収効率が低い。また、直角に曲折されたフランジが折れる際に反力が変動するため、ニープロテクタの形状設計も困難である。更に、ニープロテクタの１つの変形部で、乗員の体格の違いにより高さの異なる膝部を受け止めるため、乗員の体格の違いに応じた最適な衝撃エネルギー吸収を行うことができない。

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、衝撃エネルギーの吸収効率が高く、形状設計が容易で、乗員の体格に応じた膝部の衝撃エネルギー吸収を行うことができる車両用ニープロテクタを提供するものである。

請求項１記載の発明は、上端部が車体のステアリングメンバに固定されたベース部の下端から上向きに屈曲した平板状のロア変形部を有するロアブラケットと、前端部がロアブラケットのベース部又はステアリングメンバに固定され且つロア変形部より高い位置で下向きに屈曲した平板状のアッパ変形部を有するアッパブラケットとから構成され、前記ロア変形部及び前記ベース部の間に保持される高密度発泡体と、前記アッパ変形部及び前記ベース部の間に保持される高密度発泡体とは許容応力が異なることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車両用ニープロテクタであって、前記アッパ変形部及び前記ベース部の間に保持される前記高密度発泡体は、前記ロア変形部及び前記ベース部の間に保持される前記高密度発泡体よりも許容応力が大きいことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、高密度発泡体を潰して衝撃エネルギー吸収をするため、衝撃エネルギーの吸収効率が高く、膝部の短い進入ストロークでも十分な衝撃エネルギー吸収を行うことができる。従って、ニープロテクタの前後寸法を小さくすることができ、その分、車室内空間の拡大を図ることができる。また、高密度発泡体は反力が略一定のため、ニープロテクタの変形部は平板形状で良く、ニープロテクタの形状設計が容易である。更に、高さの異なるロアブラケットとアッパブラケットに、それぞれ異なる種類の高密度発泡体を保持するため、上下の高密度発泡体の許容応力（材料物性）を調整することにより、乗員の体格の違いにより高さの異なる膝部に対応して、それぞれ最適の衝撃エネルギー吸収を行うことができる。

請求項２記載の発明によれば、前記アッパ変形部及び前記ベース部の間に保持される前記高密度発泡体は、前記ロア変形部及び前記ベース部の間に保持される前記高密度発泡体よりも許容応力が大きいため、潰れる際の衝撃エネルギー吸収量が大きく、膝部の進入を確実に抑えて保護することができる。

本発明は、衝撃エネルギーの吸収効率が高く、形状設計が容易で、乗員の体格に応じた膝部の衝撃エネルギー吸収を行うことができる車両用ニープロテクタを提供するという目的を、上端部が車体のステアリングメンバに固定されたベース部の下端から上向きに屈曲した平板状のロア変形部を有するロアブラケットと、前端部がロアブラケットのベース部又はステアリングメンバに固定され且つロア変形部より高い位置で下向きに屈曲した平板状のアッパ変形部を有するアッパブラケットとから構成され、前記ロア変形部及び前記ベース部の間に保持される高密度発泡体と、前記アッパ変形部及び前記ベース部の間に保持される高密度発泡体とは許容応力が異なることで、実現した。以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１〜図１０は、本発明の第１実施例を示す図である。車室内前方に設置されたインストルメントパネル１（図２参照）の内部には、ステアリングメンバ２が車幅方向に沿って配置されている。このステアリングメンバ２の運転席側と助手席側には、それぞれ左右一対づつ（合計４つ）のニープロテクタ３が取付けられている。

ニープロテクタ３は、ステアリングメンバ２に固定されたロアブラケット４と、ロアブラケット４に固定されたアッパブラケット５とから構成されている。

ロアブラケット４は、ベース部６とロア変形部７とから形成されている。ベース部６は、側端には直角に曲折されたフランジ８を有する断面コ字形で、上端部はステアリングメンバ２に固定される。ベース部６のフランジ８の幅は下方へ向けて漸次減少している。

ベース部６の下端からは、上向きに屈曲した平板状のロア変形部７が連続形成され、そのロア変形部７には２つの貫通孔９が形成されている。このロア変形部７とベース部６との間には、高密度発泡体（ウレタン）Ａがインサート成形により充填されている。高密度発泡体Ａの上面はフラットに形成されている。高密度発泡体Ａの一部は貫通孔９を介してロア変形部７の表面側にもカバー部１０として一体的に形成されている。

アッパブラケット５は前端部１１だけが断面コ字状で、その前端部１１には左右一対のスリット状の切欠１２が形成されている。前端部１１からは下向きに屈曲した平板状のアッパ変形部１３が連続形成され、そのアッパ変形部１３にも２つの貫通孔１４が形成されている。

そして、このアッパブラケット５にも、内面側に高密度発泡体Ｂがインサート成形により充填されている。高密度発泡体Ｂの下面はフラットに形成されている。また、アッパ変形部１３の表面側にも、貫通孔１４を介してカバー部１５が一体的に形成されている。アッパブラケット５の高密度発泡体Ｂは、アッパブラケット５の幅いっぱいに形成されず、左右に少し幅を残した状態で形成される。また、図４に示すように、前端部１１をフランジ８に溶接する前の状態では、前端部１１よりも少し前側に突出した状態で形成される。

ニープロテクタ３の組立方を説明する。まずアッパブラケット５の前端部１１の切欠１２を、ロアブラケット４のベース部６のフランジ８に差し込み、アッパブラケット５の高密度発泡体Ｂを、ロアブラケット４の高密度発泡体Ａの上に乗せて接着剤で接着する。アッパブラケット５の前端部１１と、ロアブラケット４におけるベース部６のフランジ８とは溶接により結合する。アッパブラケット５の高密度発泡体Ｂは、アッパ変形部１３とベース部６との間で保持された状態となる。

アッパブラケット５のアッパ変形部１３は、ロアブラケット４のロア変形部７よりも上方に位置し、アッパブラケット５の高密度発泡体Ｂの前端部分は、ベース部６のフランジ８の間に挿入された状態となる（図５参照）。従って、アッパブラケット５に斜めの荷重が加わった場合における横ずれがより確実に防止される。

そして、最後に、アッパブラケット５が組付けられたロアブラケット４の上端部を、ステアリングメンバ２に溶接して固定することによりニープロテクタ３が形成される。ニープロテクタ３は、運転席と助手席において、乗員の膝部ａ、ｂに対応する幅で、それぞれ左右一対づつステアリングメンバ２に取付けられる。

ニープロテクタ３では、アッパブラケット５のアッパ変形部１３の方が、ロアブラケット４のロア変形部７よりも高い位置にあるため、アッパブラケット５は体格の大きい乗員（例えば、ダミーＡＭ５０）の高い位置にある膝部ｂに対応し、低い位置にあるロアブラケット４は、体格の小さい乗員（例えば、ダミーＡＦ０５）の低い位置にある膝部ａに対応する。

そのため、ロアブラケット４とアッパブラケット５の高密度発泡体Ａ、Ｂでは、その許容応力が異なる。図７及び図８に示すように、ロアブラケット４とアッパブラケット５の高密度発泡体Ａ、Ｂの両方とも、その許容応力はＡＦ０５、ＡＭ５０の法規上の上限値より低く維持した状態で、アッパブラケット５の方をロアブラケット４よりも大きく設定している。

このように、上下の高密度発泡体Ａ、Ｂの許容応力（材料物性）を調整することにより、乗員の体格の違いにより高さの異なる膝部ａ、ｂに対応して、最適の衝撃エネルギー吸収を行うことができる。また、高密度発泡体Ａ、Ｂは反力が略一定のため、ロアブラケット４及びアッパブラケット５におけるロア変形部７とアッパ変形部１３の形状は、前述のように平板で良く、ロアブラケット４及びアッパブラケット５の形状設計が容易である。

次に、車両衝突時におけるニープロテクタ３の変形モードを説明する。例えば、図９に示すように、体格の小さい乗員の低い位置にある膝部ａが、ニープロテクタ３に進入した場合、膝部ａはインストルメントパネル１を介してロアブラケット４のロア変形部７に当たる。膝部ａが当たったロア変形部７は、高密度発泡体Ａを押し潰しながら前方へ折れるように変形し、衝撃エネルギーを吸収する。

最適の許容応力に調整された高密度発泡体Ａが潰れながら変形するため、衝撃エネルギーの吸収効率が高く、膝部ａの短い進入ストロークでも十分な衝撃エネルギー吸収を行うことができる。従って、ニープロテクタ３の前後寸法を小さくすることができ、その分、インストルメントパネル１の後面部の位置も前寄りに設定でき、車室内空間の拡大を図ることができる。

上下の高密度発泡体Ａ、Ｂが接着されているため、上側の高密度発泡体Ｂも変形し、衝撃エネルギー吸収に寄与する。ロア変形部７の表面側にカバー部１０が一体形成されているため、このカバー部１０も、ロア変形部７とインストルメントパネル１との間で潰れて衝撃エネルギー吸収をすることができる。

次に、図１０に示すように、乗員の体格が大きく高い位置にある膝部ｂは、アッパブラケット５のアッパ変形部１３に当たる。アッパ変形部１３に保持されている高密度発泡体Ｂは許容応力が大きいため、潰れる際の衝撃エネルギー吸収量が大きく、膝部ｂの進入を確実に抑えて保護することができる。下方の高密度発泡体Ａと接着されていることの効果及びカバー部１５の効果は、ロアブラケット４の場合と同様である。

図１１は、本発明の第２実施例を示す図である。この実施例に係るニープロテクタ１６では、アッパブラケット１７のアッパ変形部１８の屈曲角度を大きくして、その前端部１９をステアリングメンバ２に固定したものである。アッパブラケット１７に保持される高密度発泡体Ｂ′は先の実施例よりも容量が大きく、より確実な衝撃エネルギー吸収を行うことができる。

以上の実施例では、高密度発泡体Ａ、Ｂ、Ｂ′としてウレタンを例にしたが、これに限定されず、ウレタン相当品の高密度発泡体であれば使用することができる。

本発明の第１実施例に係るニープロテクタを示す斜視図。ニープロテクタを示す側面図。ロアブラケットとアッパブラケットを示す斜視図。ニープロテクタを示す分解側面図。図２中矢示ＳＡ−ＳＡ線に沿う断面図。図３中矢示ＳＢ−ＳＢ線に沿う断面図。ロアブラケットの高密度発泡体の許容応力を示すグラフ。アッパラケットの高密度発泡体の許容応力を示すグラフ。ロアブラケットに低い膝部が当たった状態を示す側面図。アッパブラケットに高い膝部が当たった状態を示す側面図。本発明の第２実施例に係るニープロテクタを示す側面図。

１インストルメントパネル
２ステアリングメンバ
３、１６ニープロテクタ
４ロアブラケット
５、１７アッパブラケット
６ベース部
７ロア変形部
１１、１９前端部
１３、１８アッパ変形部
Ａ、Ｂ、Ｂ′ 高密度発泡体
ａ、ｂ膝部

Claims

上端部が車体のステアリングメンバ（２）に固定されたベース部（６）の下端から上向きに屈曲した平板状のロア変形部（７）を有するロアブラケット（４）と、
前端部（１１）がロアブラケット（４）のベース部（６）又はステアリングメンバ（２）に固定され且つロア変形部（７）より高い位置で下向きに屈曲した平板状のアッパ変形部（１３）を有するアッパブラケット（５）とから構成され、
前記ロア変形部（７）及び前記ベース部（６）の間に保持される高密度発泡体（Ａ）と、前記アッパ変形部（１３）及び前記ベース部（６）の間に保持される高密度発泡体（Ｂ）とは許容応力が異なることを特徴とする車両用ニープロテクタ。
請求項１に記載の車両用ニープロテクタであって、
前記アッパ変形部（１３）及び前記ベース部（６）の間に保持される前記高密度発泡体（Ｂ）は、前記ロア変形部（７）及び前記ベース部（６）の間に保持される前記高密度発泡体（Ａ）よりも許容応力が大きいことを特徴とする車両用ニープロテクタ。