JP7073968B2 - 車両用ニーボルスター - Google Patents

Description

本発明は、乗員の膝部からの荷重の入力によって変形し、膝部への衝撃を吸収する車両用ニーボルスターに関する。

従来、乗員の膝部からの荷重の入力によって変形し、膝部への衝撃を吸収する車両用ニーボルスターとして特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１に記載の車両用ニーボルスターは、一端が車体部分に支持されるとともに、他端が膝部に向けて車両後方側かつ下方側に延出される基部と、基部の他端に屈曲部を介して連続して車両後方側に延出する底壁延長部と、底壁延長部の後端から車両後方側かつ上方側に向けて延出する対向面部と、を備え、基部は、基部の底壁と、底壁の車幅外側端部から上方側に立ちあがる一対の側壁と、によりコ字状断面に形成されるコ字状断面部を備え、一対の側壁は、底壁に対向する対向側端部が底壁に沿って延ばされる前辺部と、前辺部の車両後方側に連続して対向側端部が屈曲部に向けて延ばされる後辺部と、を備えている。前記対向面部は、対向面部に他端が結合されるアッパブラケットを備えている。

特開２０１３－１１１９９０号公報

特許文献１の車両用ニーボルスターでは、アッパブラケット、底壁、対向面部及び底壁延長部で台形状が形成され、剛性が高くなっている。その為、車両前後方向に延びるアッパブラケットや底壁延長部が乗員の膝部の侵入に対して突っ張ってしまい、乗員の膝部からの荷重を吸収できず膝部に高い荷重が掛かる虞があった。

本発明は、上記課題を解決し、ニーボルスターに荷重が加わると相対的に剛性の低い上部部材の第２の屈曲部を中心に、後端面部が前方へ侵入するとともに、下部部材が第３の屈曲部を中心に前方へ侵入することによって、ニーボルスターの形状が突っ張ることなく膝部の侵入荷重を吸収できる車両用ニーボルスターを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、ステアリングサポートメンバから車両後方に延びる上部部材と、下部部材とから構成され、前記上部部材および下部部材のいずれか一方の前端部が前記ステアリングサポートメンバに接合され、
前記上部部材は、車両後方側に向けて車両下方側に延びる上側基部と、この上側基部の後端に位置する第１の屈曲部と、この第１の屈曲部を介して車両後方側に向けて車両上方側に延びる上側後部とを有し、この上側後部の後端部において下方に屈曲する第２の屈曲部と、第２の屈曲部から下方に延びる後端面部を有し、
前記下部部材は、車両後方側に向けて車両下方側に延びる下側基部と、この下側基部の後端に位置する第３の屈曲部と、この第３の屈曲部を介して車両後方側に向けて車両上方側に延びる下側後部を有し、
前記上部部材の後端面部と、前記下部部材の後部の後端部が接合されていることにある。

乗員の膝部（インパクタ）がニーボルスターに接触開始すると、相対的に剛性の低い上部部材の第２の屈曲部を中心に、後端面部が前方へ侵入する。従って、後端面部及び下側後部の前方へ侵入する座屈変形によって、ニーボルスターの形状が突っ張ることなく膝部の侵入荷重を吸収できる。

本発明による車両用ニーボルスターの実施の形態を示す斜視図である。 図１の車両用ニーボルスターを車体後方側から見た斜視図である。 図１の車両用ニーボルスターを車体前方側から見た斜視図である。 図２の車両用ニーボルスターのＡ－Ａ線断面図である。 図１の車両用ニーボルスターの側面図である。 図５の車両用ニーボルスターに荷重が加わる瞬間を示す側面図である。 荷重が加わった際の図６の車両用ニーボルスターの初期の変形を示す側面図である。 荷重が加わった際の図６の車両用ニーボルスターの変形の中期を示す側面図である。 荷重が加わった際の図６の車両用ニーボルスターの変形の後期を示す側面図である。

図１ないし図４は本発明の実施の形態による車両用ニーボルスターを示し、１はニーボルスター本体である。２はニーボルスター本体１が取り付けられるステアリグサポートメンバである。このニーボルスター本体１は、ステアリングサポートメンバ２から車両後方に延びる上部部材３と、この上部部材３と組み合わされた下部部材４とから構成されている。ステアリングサポートメンバ２は、パイプ状の支持部材で、エンジンルームの後方側で、インストルメントパネル５の前方側に車体の幅方向に配設されており、両端部が車体の両側面部のピラー部等に支持されている。

前記上部部材３は、帯状のプレート部材３０の長手方向の途中を略Ｌ字状に折り曲げたもので、プレート部材３０の両側部には下方向に折り曲げられた縁部３１が設けられている。前記縁部３１はプレート部材３０の前端部付近で縁部の幅を大きくして幅広部３１ａに形成されている。この幅広部３１ａの先端３１ｂは、ステアリングサポートメンバ２に当接して形成されている。
前記上部部材３は、前記帯状のプレート部材３０の前端に延設された前端片部３ａを介してステアリングサポートメンバ２に溶接により接合されており、前記帯状のプレート部材３０は上側基部３０ａが車体後方に向けて斜め下方向に延出されている。このプレート部材３０の長手方向の途中には、上側基部３０ａの後端部に略Ｌ字状に折り曲げられた第１の屈曲部３０Ａが設けられており、この屈曲部３０Ａを介して上側後部３０ｂが斜め上方に向けて延出されている。前記帯状のプレート部材３０の後端には、前記上部部材３の幅方向の幅を狭く形成して下方に折り曲げられた第２の屈曲部３０Ｂが設けられており、この屈曲部３０Ｂから下方に延びる後端面部３０ｃが設けられている。この後端面部３０ｃは、インストルメントパネル５の内面に沿うように形成されている。また、後端面部３０ｃの下端部には車体前方に向けて折り曲げられた折り曲げ部３０ｄが設けられている。前記上部部材３の後端面部３０ｃが上記上側基部３０ａの延長線Ｘ上よりも上側にあり、前記上部部材３の後端面部３０ｃよりも上側後部３０ｂの方が長く形成されている。

前記ニーボルスター本体１の下部部材４は、前記上部部材３の下面側に略一定の間隔で対向して配置された帯状のプレート部材４０で、前記上部部材３に沿って長手方向の途中を略Ｌ字状に折り曲げて形成されている。前記下部部材４のプレート部材４０の両側部には、上方向に折り曲げられた縁部４１が設けられている。前記下部部材４はプレート部材４０の縁部４１を前記上部部材３のプレート部材３０の縁部３１の幅広部３１ａに組み合わせて、溶接等で接合して取り付けられている。プレート部材４０の長手方向の途中には、下側基部４０ａの後端部に略Ｌ字状に折り曲げられた第３の屈曲部４０Ａが設けられており、この第３の屈曲部４０Ａは、第１の屈曲部３０Ａに対応する位置で、第１の屈曲部３０Ａよりも僅かに車体前方側に形成されている。前記下部部材４はプレート部材４０の第３の屈曲部４０Ａを境に、下側基部４０ａと、下側後部４０ｂとに区画されている。前記下部部材４は、下側基部４０ａが車体後方に向けて斜め下方向に延出されており、この下側後部４０ｂが斜め上方に向けて延出されている。プレート部材４０の下側後部４０ｂの後端には、下方に折り曲げられた後端面部４０ｃが設けられている。この後端面部４０ｃの上部側に前記上部部材３の前記プレート部材３０の後端、折り曲げ部３０ｄの先端部が溶接により接合されている。後端面部４０ｃの下部側には、ねじ孔４０ｄが形成され、このねじ孔４０ｄにはナット５０ａが溶接されており、ねじ５０によって、前記インストルメントパネル５がねじ留めされている。前記下部部材４の下側基部４０ａは、前記上部部材３の上側基部３０ａに対して車両前方側に開く変形が許容されるように、前記上部部材３の上側基部３０ａよりも相対的に剛性が低く形成されている。

前記上部部材３のプレート部材３０には、上側基部３０ａの下部側、第１の屈曲部３０Ａ、上側後部３０ｂ、第２の屈曲部３０Ｂ、および後端面部３０ｃにわたって、長手方向に沿って荷重調整用のビード３２が形成されている。また、前記下部部材４のプレート部材４０には、下側基部４０ａの下部側、第３の屈曲部４０Ａおよび下側後部４０ｂにわたって、長手方向に沿って荷重調整用のビード４２が形成されている。

次に図５ないし図９を参照しながら本発明による車両用ニーボルスターの作用を説明する。図面ではインストルメントパネル５を省略して荷重Ｐが加わった場合の変形状態を示している。図５は、荷重Ｐが加わる前の車両用ニーボルスターを示し、図１で示した状態を保っている。

図６で示すように、最初に、荷重Ｐは、図示しないインストルメントパネル５を介して車両用ニーボルスターの後端部、すなわち上部部材３の後端面部３０ｃに対して衝撃荷重として加わってくる。乗員の膝部がニーボルスター本体１に接触開始すると、図７に示すように、相対的に剛性の低い上部部材３の第２の屈曲部３０Ｂを中心に、後端面部３０ｃが前方へ侵入する。なお、後端面部３０ｃはインストルメントパネル５に沿う形状とすることによって、膝部の侵入に伴う荷重を面で効率よく受けることができる。このとき、図８に示すように、下部部材４は、下側後部４０ｂが第３の屈曲部４０Ａを中心に前方へ侵入する。したがって、図９に示すように、後端面部３０ｃおよび下側後部４０ｂが前方へ侵入する座屈変形によって、ニーボルスター本体１の形状が突っ張ることなく膝部の侵入荷重を吸収できる。

次に下側後部４０ｂの長さを長くとることにより、初期の荷重吸収量を増やすことができる。
後端面部３０ｃおよび下側後部４０ｂが前方へ侵入する座屈変形においては、下側後部４０ｂが前方へ押される変形が同時に起きている。ここで下側基部４０ａが突っ張ってしまうと、後端面部３０ｃおよび第３の屈曲部４０Ａの下側後部４０ｂの侵入の妨げになるので、下側基部４０ａの剛性を相対的に弱くして下側基部４０ａが前方に開く変形を許容するようにしている。

上記のように、後端面部３０ｃの侵入後の過大荷重に対して、第１の屈曲部３０Ａを中心に上部部材３が、矢印のように座屈変形を起こし荷重吸収する。後端面部３０ｃを帯状のプレート部材３０の上側基部３０ａの延長線上Ｘよりも上方に位置するように配置し、突っ張ることを回避している。上部部材３の第２の屈曲部３０Ｂが変形を開始することで、図７のように下部部材４の第３の屈曲部４０Ａも変形を開始し、第３の屈曲部４０Ａの変形に伴って上部部材３の第１の屈曲部３０Ａも変形を開始する。
プレート部材３０の上側基部３０ａの延長線上Ｘよりも下方側に第１の屈曲部３０Ａが変形し、下部部材４のプレート部材４０の下側基部４０ａの延長線Ｙよりも下方側に第３の屈曲部４０Ａが変形する。

上記実施の形態によれば以下の効果を奏することができる。
前記上部部材３の第２の屈曲部３０Ｂは、前記上側基部３０ａ及び上側後部３０ｂよりも前記上部部材３の幅方向の幅を狭く形成して変形しやすく形成されているので、第２の屈曲部３０Ｂを中心に、後端面部３０ｃが容易に前方に侵入することができる。
前記第３の屈曲部４０Ａは、前記第１の屈曲部３０Ａよりも車両前方側に位置するので、下側後部４０ｂの長さを長くとることができ初期の荷重吸収量を増やすことができる。
前記下部部材４の下側基部４０ａは、前記上部部材３の上側基部３０ａに対して車両前方側に開く変形が許容されるように、相対的に剛性が低く形成されているので、下側基部４０ａが前方に開く変形をすることにより後端面部３０ｃの前方への侵入の妨げにならない。
前記上部部材３の後端面部３０ｃが上記上側基部３０ａの延長線Ｘ上よりも上側にあり、前記上部部材３の後端面部３０ｃよりも上側後部３０ｂの方が長いので、第１の屈曲部３０Ａを中心とする変形のストローク量を確保することができる。
前記上部部材３の上側基部３０ａが前記ステアリングサポートメンバ２に接合されているとともに前記上部部材３の上側基部３０ａが前記下部部材４の下側基部４０ａよりも剛性が高いので、上側基部３０ａで荷重のコントロールをするとともに、上側基部３０ａのステアリングサポートメンバ２への接合部分を中心に、ニーボルスター本体１が前方へ変形する動きを、剛性が高い上側基部３０ａで支持することができる。

本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、ステアリングサポートメンバ２への取付は、上部部材３で行う場合に限らず、下部部材４で行うこともできる。その他、本発明の技術的範囲を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。

１ ニーボルスター本体
２ ステアリグサポートメンバ
３ 上部部材
４ 下部部材
５ インストルメントパネル
３０、４０ プレート部材
３０Ａ 第１の屈曲部
３０Ｂ 第２の屈曲部
３０ａ 上側基部
３０ｂ 上側後部
３０ｃ 後端面部
３０ｄ 折り曲げ部
３１，４１ 縁部
３１ａ 幅広部
３１ｂ 先端
３２ ビード
４０Ａ 第３の屈曲部
４０ａ 下側基部
４０ｂ 下側後部
４０ｃ 後端面部
４０ｄ ねじ孔
５０ ねじ
５０ａ ナット

Claims (6)

1. ステアリングサポートメンバから車両後方に延びる上部部材と、下部部材とから構成され、前記上部部材および下部部材のいずれか一方の前端部が前記ステアリングサポートメンバに接合され、
   前記上部部材は、車両後方側に向けて車両下方側に延びる上側基部と、この上側基部の後端に位置する第１の屈曲部と、この第１の屈曲部を介して車両後方側に向けて車両上方側に延びる上側後部とを有し、この上側後部の後端部において下方に屈曲する第２の屈曲部と、第２の屈曲部から下方に延びる後端面部を有し、
   前記下部部材は、車両後方側に向けて車両下方側に延びる下側基部と、この下側基部の後端に位置する第３の屈曲部と、この第３の屈曲部を介して車両後方側に向けて車両上方側に延びる下側後部を有し、
   前記上部部材の後端面部と、前記下部部材の後部の後端部が接合されていることを特徴とする車両用ニーボルスター。
2. 前記上部部材の第２の屈曲部は、前記上側基部及び上側後部よりも前記上部部材の幅方向を狭く形成していることを特徴とする請求項１に記載の車両用ニーボルスター。
3. 前記第３の屈曲部は、前記第１の屈曲部よりも車両前方側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ニーボルスター。
4. 前記下部部材の下側基部は、前記上部部材の上側基部に対して車両前方側に開く変形が許容されるように、相対的に剛性が低く形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用ニーボルスター。
5. 前記上部部材の後端面部が上記上側基部の延長線上よりも上側にあり、前記上部部材の後端面部よりも上側後部の方が長いことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用ニーボルスター。
6. 前記上部部材の上側基部が前記ステアリングサポートメンバに接合されているとともに前記上部部材の上側基部が前記下部部材の下側基部よりも剛性が高いことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用ニーボルスター。

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