(57)【要約】【課題】乗員の体格に応じて最適な受反力を発生可能で、しかも、設計を単純化し得るようにする。【解決手段】ほぼ車幅方向２２へ延びる車体強度部材２３に、車体側取付ブラケット２４，２５を取付け、車体側取付ブラケット２４，２５に乗員の膝を受ける膝受プレート２６を取付けた車両用ニープロテクタ構造であって、車体側取付ブラケット２４，２５と膝受プレート２６との間の取付部分に、乗員の膝入力を吸収可能なニープロテクト部３５を設け、ニープロテクト部３５が、少なくとも車体側取付ブラケット２４，２５に形成された軸穴部３６と、軸穴部３６を利用して車体側取付ブラケット２４，２５と膝受プレート２６とを連結可能な連結軸部３７とを有し、軸穴部３６が、車体側取付ブラケット２４，２５に沿ってほぼ車両前方へ延びると共に、連結軸部３７の径よりも幅の狭い抉り用溝部３８であるようにしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ車幅方向へ延びる車体強度部材に、車体側取付ブラケットを取付け、該車体側取付ブラケットに乗員の膝を受ける膝受プレートを取付けた車両用ニープロテクタ構造において、
前記車体側取付ブラケットと膝受プレートとの間の取付部分に、乗員の膝入力を吸収可能なニープロテクト部を設け、
該ニープロテクト部が、少なくとも車体側取付ブラケットに形成された軸穴部と、該軸穴部を利用して車体側取付ブラケットと膝受プレートとを連結可能な連結軸部とを有し、
前記軸穴部から、車体側取付ブラケットに沿ってほぼ車両前方へ延びると共に、前記連結軸部の径よりも幅の狭い抉り用溝部を設けたことを特徴とする車両用ニープロテクタ構造。
【請求項２】
前記抉り用溝部が、手前側に、比較的幅の広い小反力発生用溝部を有すると共に、奥側に、比較的幅の狭い大反力発生用溝部を有することを特徴とする請求項１記載の車両用ニープロテクタ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用ニープロテクタ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルが設けられている。
【０００３】
このようなインストルメントパネルの部分に対して、緊急時に乗員の膝を保護し得るようにするために、ニープロテクタを設けることが検討されている（特許文献１参照）。
【０００４】
このようなニープロテクタは、例えば、図４に示すように、ほぼ車幅方向へ延びる車体強度部材１に、左右一対のニープロテクト用ブラケット２を取付け、左右一対のニープロテクト用ブラケット２間に、乗員の膝を受けて膝入力をニープロテクト用ブラケット２へ伝える膝受プレート３を架設したものである。
【０００５】
ここで、ニープロテクト用ブラケット２は、メインブラケット４と、このメインブラケット４を補強する補強ブラケット５とを有して、乗員の膝入力（エネルギー）を吸収可能なものとされている。これらメインブラケット４や補強ブラケット５には、所要の受反力を発生し得るようにするために補強ビードなどが適宜設けられる。また、膝受プレート３は、通常、プレス成形された鉄板によって構成されている。膝受プレート３には、所要の強度や剛性を持たせるために補強ビードなどが適宜設けられる。更に、運転席側に設けられる場合、膝受プレート３の中間部には、ステアリングコラムを迂回するアーチ状湾曲部が設けられる。このアーチ状湾曲部も、強度や剛性のアップに大きく寄与するものである。
【０００６】
このような構成によれば、緊急時に乗員の膝がインストルメントパネルへ向けて移動した場合に、インストルメントパネルの内部に設けられた膝受プレート３が乗員の膝を受け、膝受プレート３がニープロテクト用ブラケット２へ膝入力（エネルギー）を伝え、ニープロテクト用ブラケット２が潰れることにより、乗員の膝入力を吸収して、乗員の膝を保護する。
【０００７】
しかし、このニープロテクタは、乗員の膝入力をその体格に応じて最適に吸収し得る機能・構造を備えていないという問題があり、このような体格対応機能を可能にするため、以下のようなものが開発されている。
【０００８】
即ち、図５に示すように、各ニープロテクト用ブラケット２を、主に平均的な体格の乗員の膝入力を吸収可能なアッパブラケット７と、主に小柄な乗員の膝入力を吸収可能なロワブラケット８とに機能・構造分化させて、それぞれを別個に備えるようにする。
【０００９】
そして、アッパブラケット７とロワブラケット８とを、上下に配設させるようにし、このアッパブラケット７の後端部７ａとロワブラケット８の後端部８ａとの間に、所要の間隔９を有して、膝受プレート３の各側部に対し上下に離してそれぞれ別個に連結させるようにする。
【００１０】
このような構成によれば、平均的体格の乗員の場合には、その膝１０ａは膝受プレート３の高い位置へ進入するため、図６に示すように、主にアッパブラケット７が潰され、付随的に、ロワブラケット８も潰されることとなるので、大きな受反力が発生されて、平均的体格の乗員による比較的大きな膝入力を最適に吸収する。
【００１１】
反対に、小柄な乗員の場合には、その膝１０ｂは膝受プレート３のより低い位置へ進入するため、図７に示すように、主にロワブラケット８が潰されることとなるので、小さな受反力が発生されて、小柄な乗員による比較的小さな膝入力を最適に吸収する。
【００１２】
このように、ニープロテクト用ブラケット２をアッパブラケット７とロワブラケット８とに分けて、状況によって両者が使い分けられるようにすることにより、発生される受反力を体格に応じて最適化することができる。即ち、体格対応機能を実現することが可能となる。
【特許文献１】特開平１０−１６９６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記車両用ニープロテクタ構造では、以下のような問題があった。
【００１４】
即ち、体格対応機能を実現するために、ニープロテクト用ブラケット２をアッパブラケット７とロワブラケット８とに上下に分けて、膝進入高さの違いで作動の切替えを行わせるようにしているが、この場合の、膝入力の吸収特性は、概略、図８のグラフに示すような重複された二重のものとなる。なお、図８は、縦軸が受反力（Ｆ）、横軸が潰れストローク（Ｓ）であり、ＡＭ５０が平均的体格の乗員の場合を、ＡＦ０５が小柄な乗員の場合をそれぞれ示している。
【００１５】
このグラフによれば、小柄な乗員は、平均的体格の乗員と比べて受反力の上限値がかなり小さく、また、膝の進入量（潰れストローク）もかなり短く、よって、必要なエネルギー吸収量が少ないことが分かる。これは、小柄な乗員は、文字通り体が小さく、また、着座位置がインストルメントパネルに近くなることから、空走距離が短くなるので、このようになるものと考えられる。
【００１６】
そして、膝進入高さの違いで作動を切替えさせるようにした場合、小柄な乗員の膝位置と、平均的体格の乗員の脛位置とがほぼ同じとなるが、ロワブラケット８は、小柄な乗員の膝入力を優先して受反力を設定するようにしているため、平均的体格の乗員の脛入力に対しては、受反力が不足する傾向にあるという問題があった。
【００１７】
また、アッパブラケット７とロワブラケット８とが明確に使い分けられるのではなく、平均的体格の乗員の場合にもロワブラケット８が付随的に潰れ、小柄な乗員の場合にもアッパブラケット７が一部潰れたりすることから、現象が複雑で設計が非常に困難なものになっているという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明では、ほぼ車幅方向へ延びる車体強度部材に、車体側取付ブラケットを取付け、該車体側取付ブラケットに乗員の膝を受ける膝受プレートを取付けた車両用ニープロテクタ構造において、前記車体側取付ブラケットと膝受プレートとの間の取付部分に、乗員の膝入力を吸収可能なニープロテクト部を設け、該ニープロテクト部が、少なくとも車体側取付ブラケットに形成された軸穴部と、該軸穴部を利用して車体側取付ブラケットと膝受プレートとを連結可能な連結軸部とを有し、前記軸穴部から、車体側取付ブラケットに沿ってほぼ車両前方へ延びると共に、前記連結軸部の径よりも幅の狭い抉（こじ）り用溝部を設けた車両用ニープロテクタ構造を特徴としている。
【００１９】
請求項２に記載された発明では、前記抉り用溝部が、手前側に、比較的幅の広い小反力発生用溝部を有すると共に、奥側に、比較的幅の狭い大反力発生用溝部を有する請求項１記載の車両用ニープロテクタ構造を特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、ほぼ車幅方向へ延びる車体強度部材に、車体側取付ブラケットを取付け、該車体側取付ブラケットに乗員の膝を受ける膝受プレートを取付けた車両用ニープロテクタ構造において、前記車体側取付ブラケットと膝受プレートとの間の取付部分に、乗員の膝入力を吸収可能なニープロテクト部を設け、該ニープロテクト部が、少なくとも車体側取付ブラケットに形成された軸穴部と、該軸穴部を利用して車体側取付ブラケットと膝受プレートとを連結可能な連結軸部とを有し、前記軸穴部から、車体側取付ブラケットに沿ってほぼ車両前方へ延びると共に、前記連結軸部の径よりも幅の狭い抉り用溝部を設けたことにより、緊急時に乗員の膝がインストルメントパネルへ向けて移動した場合に、インストルメントパネルの内部に設けられた膝受プレートが乗員の膝を受け、車体側取付ブラケットと膝受プレートとの間の取付部分に設けられたニープロテクト部にて、連結軸部が抉り用溝部を抉りながらスライドすることにより、乗員の膝入力を吸収して、乗員の膝を保護する。このように、連結軸部と抉り用溝部との抉りを利用して膝入力を吸収させるようにしたことにより、発生する受反力を常時一定化することができ、且つ、抉り方向を一定化することができるため、構造および作動が単純化され、以て、設計を容易化することが可能となる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、前記抉り用溝部が、手前側に、比較的幅の広い小反力発生用溝部を有すると共に、奥側に、比較的幅の狭い大反力発生用溝部を有することにより、途中で発生する受反力を変えることが可能となる。そして、小反力発生用溝部を小柄な乗員の膝の進入領域と対応させ、大反力発生用溝部を上記進入領域以降の平均的体格の乗員の膝の進入領域と対応させることで、膝進入量の違いを利用して作動の切替えを行わせるようにすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。
【実施例】
【００２３】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。
【００２４】
まず、構成について説明する。自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルが設けられている。このようなインストルメントパネルの部分に対して、緊急時に乗員の膝を保護し得るようにするために、ニープロテクタ２１を設ける。このニープロテクタ２１は、運転席側や助手席側に設けることができる。
【００２５】
このようなニープロテクタ２１は、ほぼ車幅方向２２へ延びる車体強度部材２３に、車体側取付ブラケット２４，２５を取付け、車体側取付ブラケット２４，２５に乗員の膝を受ける膝受プレート２６を取付けることによって構成される。
【００２６】
ここで、車体強度部材２３は、左右の車体パネル間を連結する連結部材であり、クロスカービームや、ステアリングサポートメンバなどと呼ばれている。この車体強度部材２３は、通常、金属製の丸パイプからなる車体強度部材本体２８を有している。そして、この車体強度部材本体２８は、その両端部に、左右の車体パネルに取付けるためのサイドブラケット２９をそれぞれ有している。また、車体強度部材本体２８は、その中央部に、フロアパネルに支持するための図示しないステーを有している。車体強度部材本体２８には、直線的なものや屈曲されたものなどが存在する。
【００２７】
また、車体側取付ブラケット２４，２５は、車体強度部材本体２８やサイドブラケット２９などに取付けられる。この場合、上側に配置される車体側取付ブラケット２４は、車体強度部材本体２８からほぼ車両前後方向３１の後方へ延びて、膝受プレート２６の上部の２箇所の位置を支持するものとされている。また、下側に配置される車体側取付ブラケット２５は、サイドブラケット２９などからほぼ車両前後方向３１の後方へ延びて膝受プレート２６の側部下部を支持するものとされている。車体側取付ブラケット２５の取付位置を最適化するために、サイドブラケット２９は、下方に延長するようにしても良い（延長部２９ａ）。なお、特に図示しないが、膝受プレート２６の反対側の側部下部を支持する車体側取付ブラケット２５も設けられる。この車体側取付ブラケット２５は、例えば、上記したステーなどに取付けるようにする。車体側取付ブラケット２４，２５には、乗員の膝入力によって変形しない程度の強度・剛性を持たせるようにする。そのために、車体側取付ブラケット２４，２５には、厚肉の金属板材を使用したり、フランジやビードなどの補強形状部を適宜設けたりする。
【００２８】
更に、膝受プレート２６は、平均的体格の乗員と小柄な乗員との両方の膝を受け得る大きさのものとする。膝受プレート２６は、例えば、プレス成形された鉄板など構成される。膝受プレート２６には、乗員の膝入力によって変形しない程度の強度・剛性を持たせるようにする。そのために、膝受プレート２６には、フランジやビードなどの補強形状部を適宜設けたりする。この膝受プレート２６は、インストルメントパネルの対応する部分の形状（後側下部形状）に対応させて、前下がりに傾斜させて配置される。
【００２９】
そして、以上のような基本構成に対し、この実施例のものでは、車体側取付ブラケット２４，２５と膝受プレート２６との間の取付部分に、乗員の膝入力を吸収可能なニープロテクト部３５を設ける。
【００３０】
このニープロテクト部３５は、少なくとも車体側取付ブラケット２４，２５に形成された軸穴部３６と、この軸穴部３６を利用して車体側取付ブラケット２４，２５と膝受プレート２６とを連結可能な連結軸部３７とを有している。
【００３１】
ここで、軸穴部３６は、連結軸部３７の軸部分とほぼ同径のものとする。そして、連結軸部３７は、膝受プレート２６に対して直接取付けられるか、或いは、膝受プレート２６の車体側取付ブラケット２４，２５と対応する位置に取付けられたブラケット２７に対して取付けられるようにする。連結軸部３７は、車体側取付ブラケット２４，２５と膝受プレート２６とを締結するボルトなどの締結具としても、膝受プレート２６やブラケット２７から一体的に突設されて軸穴部３６に通された軸部などとしても良い。なお、連結軸部３７は、その頭部に、軸穴部３６からの抜けを防止可能な抜止部を有するものとする。
【００３２】
そして、軸穴部３６から、車体側取付ブラケット２４，２５に沿ってほぼ車両前後方向３１の前方へ延びると共に、連結軸部３７の径よりも幅の狭い抉（こじ）り用溝部３８を設ける。
【００３３】
更に、図２に示すように、抉り用溝部３８を、手前側（この場合には、車両前後方向３１の後方部分）に、比較的幅の広い小反力発生用溝部３９を有すると共に、奥側（この場合には、車両前後方向３１の前方部分）に、比較的幅の狭い大反力発生用溝部４０を有するものとする。
【００３４】
そして、小反力発生用溝部３９を小柄な乗員の膝の進入領域４１と対応させ、大反力発生用溝部４０を上記進入領域４１以降の平均的体格の乗員の膝の進入領域４２と対応させるようにする。
【００３５】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００３６】
この実施例によれば、ほぼ車幅方向２２へ延びる車体強度部材２３に、車体側取付ブラケット２４，２５を取付け、車体側取付ブラケット２４，２５に乗員の膝を受ける膝受プレート２６を取付けた車両用ニープロテクタ構造において、車体側取付ブラケット２４，２５と膝受プレート２６との間の取付部分に、乗員の膝入力を吸収可能なニープロテクト部３５を設け、ニープロテクト部３５が、少なくとも車体側取付ブラケット２４，２５に形成された軸穴部３６と、軸穴部３６を利用して車体側取付ブラケット２４，２５と膝受プレート２６とを連結可能な連結軸部３７とを有し、軸穴部３６から、車体側取付ブラケット２４，２５に沿ってほぼ車両前方へ延びると共に、連結軸部３７の径よりも幅の狭い抉り用溝部３８を設けたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。
【００３７】
即ち、緊急時に乗員の膝がインストルメントパネルへ向けて移動した場合に、インストルメントパネルの内部に設けられた膝受プレート２６が乗員の膝を受け、車体側取付ブラケット２４，２５と膝受プレート２６との間の取付部分に設けられたニープロテクト部３５にて、連結軸部３７が抉り用溝部３８を抉りながらスライドすることにより、乗員の膝入力を吸収して、乗員の膝を保護する。
【００３８】
そして、連結軸部３７と抉り用溝部３８との抉りを利用して膝入力を吸収させるようにしたことにより、発生する受反力を常時一定化することができ、且つ、抉り方向を一定化することができるため、構造および作動が単純化され、以て、設計を単純化・容易化することが可能となる。
【００３９】
更に、抉り用溝部３８が、手前側に、比較的幅の広い小反力発生用溝部３９を有すると共に、奥側に、比較的幅の狭い大反力発生用溝部４０を有することにより、途中で発生する受反力を変えることが可能となる。
【００４０】
そして、小反力発生用溝部３９を小柄な乗員の膝の進入領域４１と対応させ、大反力発生用溝部４０を上記進入領域４１以降の平均的体格の乗員の膝の進入領域４２と対応させることで、抉りの前半で小柄な乗員の膝入力を吸収し、後半で平均的体格の乗員の膝入力を吸収すると言うように、膝進入量の違いを利用して作動の切替えを行わせるようにすることが可能となる。このように、乗員の膝進入量の違いと、抉り用溝部３８の溝幅とを、体格に応じて関連付けることにより、体格対応機能をより完成度が高く、且つ、構造がシンプルなものとすることができる。
【００４１】
即ち、上記したように、体格対応機能を実現するために、膝進入量の違いでニープロテクト部３５の作動の切替えを行わせるようにしているが、この場合の、膝入力の吸収特性は、概略、図３のグラフに示すような連続した段階的なものとなる。なお、図３は、縦軸が受反力（Ｆ）、横軸が抉りストローク（Ｓ）であり、ＡＭ５０が平均的体格の乗員を、ＡＦ０５が小柄な乗員をそれぞれ示している。
【００４２】
このグラフによれば、小柄な乗員の膝入力に対しても、平均的体格の乗員の膝入力に対しても、最適な受反力を発生させることが可能となる。
【００４３】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例にかかる車両用ニープロテクタ構造の斜視図である。
【図２】図１のニープロテクト部（車体側取付ブラケット）の部分拡大図である。
【図３】図１の車両用ニープロテクタ構造における膝入力の吸収特性を示すグラフである。
【図４】従来例にかかる車両用ニープロテクタ構造の斜視図である。
【図５】体格対応機能を備えた従来の車両用ニープロテクタ構造の側面図である。
【図６】平均的体格の乗員の膝を受けた場合の図５の作動図である。
【図７】小柄な乗員の膝を受けた場合の図５の作動図である。
【図８】図５の車両用ニープロテクタ構造における膝入力の吸収特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
２２  車幅方向
２３  車体強度部材
２４  車体側取付ブラケット
２５  車体側取付ブラケット
２６  膝受プレート
３５  ニープロテクト部
３６  軸穴部
３７  連結軸部
３８  抉り用溝部
３９  小反力発生用溝部
４０  大反力発生用溝部
【図１】
2008143414.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008143414.tif 000009
【図８】
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