JP5803666B2

JP5803666B2 - 車室内構造

Info

Publication number: JP5803666B2
Application number: JP2011286056A
Authority: JP
Inventors: 和明栗田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2031-12-27
Also published as: JP2013133054A

Description

本発明は、車室内構造に関し、特にエアバッグ装置を搭載した自動車の車室内構造に関する。

下記特許文献１には、自動車の車室内の前席正面に配設されるインストルメントパネルが開示されている。このインストルメントパネルには薄肉化された凹部が形成されるとともに、凹部の車室内側の開放端には意匠面を構成する表面部材（表皮）が張られている。表面部材は凹部の開放端に張られているので宙に浮いた状態であり、この表面部材には軽量化と触感向上を目指したシート状の伸縮素材が使用されている。

このインストルメントパネルでは、凹部が薄肉化されているので、軽量化が図られている。また、このインストルメントパネルでは、薄肉化によって凹部に凹凸（波打ち）が生じたとしても凹部が表面部材によって覆われているので、凹凸が乗員には視認され難く或は視認されず、意匠性が損なわれない。

特開２００９−２７４６２０号公報

ところで、自動車には、運転席用エアバッグ装置だけでなく、助手席用エアバッグ装置が標準装備として搭載される傾向にある。助手席用エアバッグ装置が作動すると、エアバッグ内にガスが充填され、エアバッグが車室内に展開される。エアバッグが展開されるときの反力（展開反力）はインストルメントパネルの表面によって受け止められる。

しかしながら、上記特許文献１に開示されたインストルメントパネルでは、凹部の開放端に伸縮素材からなる表面部材が宙に浮いた状態で張られているので、エアバッグの展開反力を受け止めることができない。

本発明は上記事実を考慮し、エアバッグの展開反力を受け止めて展開状態のエアバッグを的確に支持することができる車室内構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明に係る車室内構造は、車室に配設され、作動時に車室内に展開されるエアバッグを有するエアバッグ装置と、車室内のエアバッグの展開反力を受ける部分の意匠面との間に隙間を介して配設され、ダイラタント特性を有する車室内表皮部材と、を備えている。

請求項１に記載の発明に係る車室内構造では、作動時に車室内にエアバッグを展開するエアバッグ装置が配設されており、車室内のエアバッグの展開反力を受ける部分にダイラタント特性を有する車室内表皮部材が配設されている。ここで、車室内表皮部材は負荷が加わっていないときには軟らかい性質を有するため、良好な触感を得ることができる。一方、エアバッグの展開反力が加わったときには瞬時に硬化状態になる。このため、エアバッグ装置が作動すると、エアバッグの展開反力が車室内表皮部材に加わって車室内表皮部材が瞬時に硬化状態になるので、エアバッグの展開反力が車室内表皮部材によって受け止められる。
加えて、請求項１に記載の発明に係る車室内構造では、車室のエアバッグの展開反力を受ける部分の意匠面と車室内表皮部材との間に隙間が設けられている。ここで、エアバッグの展開反力は車室内表皮部材に加わると車室内表皮部材が瞬時に硬化状態になるので、硬化状態の車室内表皮部材から車室内側にエアバッグの展開が行われる。一方、エアバッグの展開反力が減少すると、車室内表皮部材が軟らかくなるので、車室内表皮部材が隙間を超えて意匠面まで変形可能になる。このため、エアバッグの展開のときに、エアバッグの展開反力が車室内表皮部材によって受け止められるとともに、エアバッグの展開後には、隙間に相当する分、車室の意匠面とエアバッグの最大展開位置との間の頭部拘束距離を増加することができる。

請求項２に記載の発明に係る車室内構造は、請求項１において、エアバッグの展開反力を受ける部分の意匠面に配設され、車室内側に開放された凹部を有し、車室内表皮部材が凹部の開放側に張設されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明に係る車室内構造では、車室のエアバッグの展開反力を受ける部分の意匠面には車室内側に開放された凹部が配設されており、この凹部の開放側に車室内表皮部材が張設されている。ここで、凹部の開放側とその底部との間には凹部に奥行きがある。エアバッグの展開反力は車室内表皮部材に加わると車室内表皮部材が瞬時に硬化状態になるので、硬化状態の車室内表皮部材から車室内側にエアバッグの展開が行われる。一方、エアバッグの展開反力が減少すると、車室内表皮部材が軟らかくなるので、車室内表皮部材は凹部の底部まで変形可能になる。このため、エアバッグの展開のときに、エアバッグの展開反力が車室内表皮部材によって受け止められるとともに、エアバッグの展開後には、凹部の奥行き（深さ）に相当する分、車室の意匠面とエアバッグの最大展開位置との間の頭部拘束距離を増加することができる。

請求項１に記載の発明に係る車室内構造によれば、エアバッグの展開のときに、エアバッグの展開反力を受け止めて展開状態のエアバッグを的確に支持することができるという優れた効果を得ることができる。加えて、請求項１に記載の発明に係る車室内構造によれば、エアバッグの展開後には、頭部拘束距離を増加してエネルギ吸収特性を向上することができるという優れた効果を得ることができる。

請求項２に記載の発明に係る車室内構造によれば、請求項１により得られる効果と同様に、エアバッグの展開のときに、エアバッグの展開反力を受け止めて展開状態のエアバッグを的確に支持することができるとともに、エアバッグの展開後には、頭部拘束距離を増加してエネルギ吸収特性を向上することができるという優れた効果を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る車室内構造を車両幅方向外側から内側に見た要部断面図である。図１に示す車室内構造のエアバッグの展開状態を示す要部断面図である。図１に示す車室内構造の外観を車両幅方向左外側から車両前方側に見た分解斜視図である。図１に示す車室内構造のエアバッグの展開状態を示す要部断面図である。図１に示す車室内構造のエアバッグの収縮状態を示す要部断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る車室内構造を説明する。なお、図面では、矢印ＦＲは車両前方を示し、矢印ＩＮは車幅方向内側を示し、矢印ＵＰは車両上方を示している。

（車室内構造）
図１及び図３に示すように、本実施の形態に係る車室内構造１０は、自動車の車室内の車両前方側（車室内の前席正面）に意匠面としてのインストルメントパネル１２が配設されている。インストルメントパネル１２は、車両幅方向に延設されており、任意の形状に成形された樹脂製板材のインストルメントパネル基材によって主要部を構成している。図３中、インストルメントパネル１２の右側部位は運転席側であり、この右側部位には図示しないステアリングコラム、各種のメータ類等が配設されている。インストルメントパネル１２の左側部位は助手席であり、左側部位には図１に示すようにグローブボックス１４が配設されている。

インストルメントパネル１２の上面部１２Ａは車両上方側に配設されたフロントウインドシールドガラス３２と対向している。インストルメントパネル１２の上面部１２Ａの助手席側（左側部位）には助手席用のエアバッグ装置２０が配設されている。

ここで、エアバッグ装置２０は、図１及び図２に示すように、インストルメントパネル１２の上面部１２Ａに設けられたエアバッグドア２０Ａと、このエアバッグドア２０Ａの車両下方側に配設されたエアバッグモジュール２０Ｍとを備えている。エアバッグモジュール２０Ｍは、インストルメントパネル１２の内側に配設されたインストルメントパネルリインホースメント１６にステー１８を介して取付けられている。エアバッグモジュール２０Ｍは、図示を省略するガス発生手段としてのインフレータと、エアバッグ（袋体）２０Ｂとを備えている。インフレータは図示を省略するエアバッグＥＣＵに接続されており、エアバッグＥＣＵは図示を省略するエアバッグセンサ（例えば加速度センサ）に接続されている。エアバッグＥＣＵはエアバッグセンサからの検知信号に基づいてエアバッグ装置２０を作動させるか否かを判定する。エアバッグＥＣＵは作動させると判定したときインフレータに起動電流を出力する。インフレータは、起動電流に基づいてガス発生剤を燃焼させ、ガスをエアバッグ２０Ｂ内に噴出し、エアバッグ２０Ｂの展開を瞬時に行う。

エアバッグドア２０Ａは、本実施の形態において、インストルメントパネル１２と一体に形成されており、詳細な構成の図示を省略するが、ノッチ等の脆弱部を形成している。エアバッグ装置２０が作動したとき、図２に示すエアバッグ（袋体）２０Ｂの展開によって、エアバッグドア２０Ａが展開される。そして、インストルメントパネル１２の表面側から車両後方側に向かってエアバッグ２０Ｂの展開が行われる。

図１及び図３に示すように、インストルメントパネル１２の上面部１２Ａよりも車両後方側であって更にエアバッグドア２０Ａよりも車両後方側には凹部１２Ｂが配設されている。凹部１２Ｂは、インストルメントパネル１２の表面よりも深さｄの奥行きを有し、車両下方側に凹んだ底部（底面）を有し、車室内側に開放端（開口）を有する。凹部１２Ｂは上面部１２Ａと一体に構成されている。

図１〜図３に示すように、凹部１２Ｂの開放側ここでは開放端には、インストルメントパネル１２の表面の高さと略同等の高さに表面を一致させた車室内表皮部材２２が張設されている。この凹部１２Ｂの領域は、図２に示すように、エアバッグ装置２０が作動されたときにエアバッグ２０Ｂの展開反力を受ける展開領域２２Ｒを少なくとも含んでいる。

車室内表皮部材２２の少なくとも展開領域２２Ｒに対応する領域、ここでは凹部１２Ｂを覆う全ての領域がダイラタント（dilatant）特性を有する素材により構成されている。本実施の形態に係るインストルメントパネル１２には凹部１２Ｂが運転席側及び助手席側に配設されているので、車室内表皮部材２２はそれらの双方に配設されている。なお、本実施の形態においては、助手席側の凹部１２Ｂのみにダイラタント特性を有する車室内表皮部材２２が配設されていてもよい。また、凹部１２Ｂはインストルメントパネル１２の助手席側にのみ配設されていてもよい。ダイラタント特性を有する素材は車室内表皮部材２２の少なくとも車室内側の表面の一部に使用されている。表面の一部にダイラタント特性を有する素材を使用する場合には、布、ナイロン、ビニール、皮等の柔軟性のある柔らかな下地基材がダイラタント特性を有する素材の下地に使用される。車室内表皮部材２２の厚さ方向の全てにダイラタント特性を有する素材を使用する場合には、下地基材は必要とされない。

車室内表皮部材２２の周囲には複数個の係合突起２２Ａが凹部１２Ｂ側に突設されており、一方、凹部１２Ｂの係合突起２２Ａに対応する部位には係合孔１２Ｄが複数個配設されている。係合孔１２Ｄに係合突起２２Ａを差し込むことによって、凹部１２Ｂに車室内表皮部材２２が張設される。ここでは、係合突起２２Ａは車室内表皮部材２２と一体に形成されているが、凹部１２Ｂの開放側の輪郭を有する枠部材に係合突起２２Ａが一体に形成され、この枠部材に車室内表皮部材２２が張設されていてもよい。また、係合突起２２Ａ、係合孔１２Ｄのそれぞれは逆の構成（形状）にしてもよい。

ここで、ダイラタント特性とは、負荷が加わっていないときには軟らかい性質を有するため良好な触感を得ることができ、一方、エアバッグ２０Ｂの展開反力が加わったときには瞬時に硬化状態になる特性である。ダイラタント特性を利用した素材としては、例えば英国のｄ３ｏＴＭｌａｂ社が製造する商品名「ｄ３ｏＴＭ」を使用することができる。

インストルメントパネル１２の凹部１２Ｂの車両下方側であって助手席側には前述のグローブボックス１４が配設されている。グローブボックス１４は小物入れである。なお、グローブボックス１４のグローブボックスドアは開閉自在に構成されている。

（実施の形態の作用効果）
本実施の形態に係る車室内構造１０の作用効果は以下の通りである。図１〜図３に示すように、車室内構造１０では、作動時に車室内にエアバッグ２０Ｂを展開するエアバッグ装置２０が配設されており、車室内のエアバッグ２０Ｂの展開反力を受ける部分にダイラタント特性を有する車室内表皮部材２２が配設されている。本実施の形態においては、助手席用のエアバッグ装置２０が配設されており、インストルメントパネル１２のエアバッグ２０Ｂの展開領域２２Ｒに車室内表皮部材２２が配設されている。

図４に示すように、エアバッグ装置２０が作動すると、インフレータからエアバッグ２０Ｂの内部にガスが噴出され、瞬時にエアバッグ２０Ｂの展開が開始される。このエアバッグ２０Ｂの展開によってエアバッグ装置２０のエアバッグドア２０Ａが展開され、インストルメントパネル１２の表面側から車室内の車両後方側にエアバッグ２０Ｂが展開される。

ここで、車室内表皮部材２２は、負荷が加わっていないときには軟らかい性質を有しており、一方、エアバッグ２０Ｂの展開反力が加わったときには瞬時に硬化状態になる。このため、硬化状態にある車室内表皮部材２２によってエアバッグ２０Ｂの展開反力を受け止めて、この車室内表皮部材２２によってエアバッグ２０Ｂを的確に支持することができる。

また、車室内表皮部材２２が硬化状態にあるときには、車室内表皮部材２２の車両上方側の表面位置はインストルメントパネル１２の車両上方側の表面位置と略一致した状態にある。この車室内表皮部材２２の表面からエアバッグ２２の車両後方側の最大展開位置まで、エアバッグ２０Ｂが瞬時に展開される。図４中、符号４０はダミー頭部である。エアバッグ２０Ｂの車両後方側の最大展開位置は乗員の頭部拘束開始位置に相当する。車室内表皮部材２２の表面から頭部拘束開始位置までは頭部拘束開始距離Ｌ１である。

本実施の形態に係る車室内表皮部材２２ではなく、布等の柔軟性のある素材が凹部１２Ｂに張られた場合のエアバッグの展開状態は、二点鎖線を用い、符号を２０Ｃに変えて同図４に示す。エアバッグ２０Ｃの展開反力は凹部１２Ｂに張られた素材では受け止められないので、この展開反力によって素材は凹部１２Ｂの内部側に突出変形する。エアバッグ２０Ｃが素材を介在して凹部１２Ｂの底部に到達するまで、エアバッグ２０Ｃの展開反力を受け止められない。エアバッグ２０Ｃが素材を介在して凹部１２Ｂの底部に到達すると、この底部はエアバッグ２０Ｃの展開反力を受け止め、この底部によってエアバッグ２０Ｃの展開が支持される。凹部１２Ｂの底部から最大展開位置までの乗員の頭部拘束開始距離Ｌ２はエアバッグ２０Ｂの頭部拘束開始距離Ｌ１と同等である。エアバッグ２０Ｃの頭部拘束開始位置は、凹部１２Ｂの深さｄに相当する分、車両前方側にシフトする。

エアバッグ２０Ｃの頭部拘束開始位置に対して、本実施の形態に係る車室内構造１０のエアバッグ２０Ｂの頭部拘束開始位置は車両後方側になる。つまり、車室内構造１０では、頭部拘束開始位置までエアバッグ２０Ｂを早期に展開することができる。

一方、本実施の形態に係る車室内構造１０では、インストルメントパネル１２の展開領域２２Ｒに車室内側に開放された凹部１２Ｂが配設されており、この凹部１２Ｂの開放側に車室内表皮部材２２が張設されている。図５に示すように、エアバッグ２０Ｂの展開後の収縮が始まり、ダミー頭部４０が車両前方側に移動すると、このダミー頭部４０に押されてエアバッグ２０Ｂの車両後方側が頭部拘束開始位置（最大展開位置）からインストルメントパネル１２側に移動する。ここで、凹部１２Ｂの開放側とその底部との間には凹部１２Ｂの深さｄに相当する奥行きがある。また、エアバッグ２０Ｂの展開反力（負荷）が減少すると、車室内表皮部材２２が軟らかくなるので、車室内表皮部材２２は凹部１２Ｂの底部まで変形可能になる。このため、エアバッグ２０Ｂの車両後方側は凹部１２Ｂの底部まで移動可能となり、頭部拘束開始位置（最大展開位置）から凹部１２Ｂの底部までが乗員の頭部拘束距離Ｌ３となる。この頭部拘束距離Ｌ３は、頭部拘束開始距離Ｌ１に凹部１２Ｂの深さｄを加算した距離（Ｌ１＋ｄ）である。従って、頭部拘束距離Ｌ３を増加することができるので、ダミー頭部４０のエネルギ吸収特性を向上することができる。エネルギ吸収特性を向上することができる結果、乗員の安全性能を向上することができる。

また、凹部１２Ｂの底部に変形により到達した車室内表皮部材２２は軟らかい性質を有しているので、ダミー頭部４０が万が一接触したとしても、接触エネルギを吸収することができる。従って、ダミー頭部４０に与えるダメージを効果的に抑制又は防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る車室内構造１０によれば、エアバッグ２０Ｂの展開反力を受け止めて展開状態のエアバッグ２０Ｂを的確に支持することができる。更に、車室内構造１０によれば、エアバッグ２０Ｂを早期に展開することができる。この結果、ダミー頭部４０を用いて説明したように、乗員の頭部拘束性能を向上することができる。

また、本実施の形態に係る車室内構造１０によれば、凹部１２Ｂの深さｄに相当する分、車室のインストルメントパネル１２（凹部１２Ｂの底部）とエアバッグ２０Ｂの最大展開位置との間の頭部拘束距離Ｌ３を増加することができるので、エネルギ吸収特性を向上することができる。この結果、より一層の乗員の頭部拘束性能を向上しつつ、インストルメントパネル１２に接触したときの乗員の安全性能を向上することができる。
（変形例１）
図示は省略するが、本実施の形態の変形例１に係る車室内構造１０では、インストルメントパネル１２等の意匠面とその車室内側に配設される車室内表皮部材２２との間に隙間（凹部１２Ｂの存在等によって形成される隙間）が設けられている。エアバッグ２０Ｂの展開反力を受ける部分の車室内表皮部材２２には前述のようにダイラタント特性を有する素材が使用される。

このような変形例１に係る車室内構造１０では、意匠面と車室内表皮部材２２との間に隙間が設けられている。エアバッグ２０Ｂの展開反力が車室内表皮部材２２に加わると車室内表皮部材２２が瞬時に硬化状態になるので、この硬化状態にある車室内表皮部材２２はエアバッグ２０Ｂの展開反力を受け止めて展開状態にあるエアバッグ２０Ｂを確実に支持する。一方、エアバッグ２０Ｂの展開後には、車室内表皮部材２２に加わる負荷が弱くなるので、車室内表皮部材２２は隙間において変形して意匠面まで変形可能になる。このため、展開状態のエアバッグ２０Ｂを的確に支持することができるので、乗員の頭部拘束性能を向上することができるとともに、隙間に相当する分、乗員の頭部拘束距離Ｌ３を増加することができ、エネルギ吸収性能を向上して乗員の安全性能を向上することができる。

なお、乗員拘束距離Ｌ３を増加することができないが、展開状態のエアバッグ２０Ｂを支持して乗員頭部拘束性能を向上させる観点から、溝、メッシュ等のダミー頭部４０が入らない形状を有する隙間を意匠面と車室内表皮部材２２との間に設けることができる。

（変形例２）
前述の実施の形態に係る車室内構造１０は助手席用のエアバッグ装置２０のエアバッグ２０Ｂの展開反力を受けるインストルメントパネル１２に車室内表皮部材２２を配設した例であるが、本発明はインストルメントパネル１２以外の意匠面に適用することができる。例えば、本発明は、サイドエアバッグ装置、カーテンエアバッグ装置、ニーエアバッグ装置、シートクッションエアバッグ装置、リアウインドカーテンエアバッグ装置、後席センターエアバッグ装置等のエアバッグの展開反力を受ける意匠面にダイラタント特性を有する車室内表皮部材を配設してもよい。

１０車室内構造
１２インストルメントパネル（意匠面）
１２Ｂ凹部
２０エアバッグ装置
２０Ｂエアバッグ
２２車室内表皮部材
２２Ｒ展開領域

Claims

車室に配設され、作動時に前記車室内に展開されるエアバッグを有するエアバッグ装置と、
前記車室内の前記エアバッグの展開反力を受ける部分の意匠面との間に隙間を介して配設され、ダイラタント特性を有する車室内表皮部材と、
を備えた車室内構造。
前記エアバッグの展開反力を受ける部分の意匠面に配設され、前記車室内側に開放された凹部を有し、
前記車室内表皮部材が前記凹部の開放側に張設されている請求項１に記載の車室内構造。