(57)【要約】【課題】乗員の膝の横ズレなどを防止し得るようにする。【解決手段】ほぼ車幅方向２２へ延びる車体強度部材２３の下方に、ほぼ車幅方向２２へ延びる下部取付部材２４を配設し、車体強度部材２３と下部取付部材２４との間に、荷重入力時に乗員の膝を受けると共に膝入力を吸収可能な膝受吸収部材２５を架設し、膝受吸収部材２５が、乗員の膝の横滑りを防止可能な横滑防止構造部３１を有するようにしている。【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の下方に、ほぼ車幅方向へ延びる下部取付部材を配設し、
前記車体強度部材と下部取付部材との間に、荷重入力時に乗員の膝を受けると共に膝入力を吸収可能な膝受吸収部材を架設し、
該膝受吸収部材が、乗員の膝の横滑りを防止可能な横滑防止構造部を有することを特徴とする車両用ニープロテクタ構造。
【請求項２】
前記横滑防止構造部が、膝受吸収部材に対して車幅方向に複数本形成されたほぼ上下方向へ延びる破断予定線部と、破断予定線部の間に形成された複数の短冊状吸収体と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。
【請求項３】
前記破断予定線部の上部を、比較的破断され難い難破断部とすると共に、破断予定線部の下部を、比較的破断され易い易破断部としたことを特徴とする請求項２記載の車両用ニープロテクタ構造。
【請求項４】
前記膝受吸収部材を、ほぼ車両前方に開いた側面視ほぼコ字形状にすると共に、該膝受吸収部材のコ字形状の中間連結部分を、平均的体格の乗員の膝の直線近似された進入軌跡に対して垂直に配置したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に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１１に示すように、ほぼ車幅方向へ延びる車体強度部材１に、乗員の膝入力（エネルギー）を吸収可能な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、乗員の膝入力エネルギー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１２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１３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１４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】
上記車両用ニープロテクタ構造では、乗員の膝が、膝受プレート３におけるニープロテクト用ブラケット２の位置へ当接して、ニープロテクト用ブラケット２を直接的に潰すようにするのが理想的であるが、例えば、乗員がシートベルトを着用していない場合（図１５参照）や、乗員の膝が斜め方向から当接した場合（図１６参照）などに、膝受プレート３に当接した乗員の膝が横へズレることが考えられる（矢印１１参照）。このように乗員の膝が横へズレると、膝受プレート３から膝が外れてニープロテクト用ブラケット２を潰すことができなくなってしまったり、膝と対応するニープロテクト用ブラケット２との距離が遠くなって、ニープロテクト用ブラケット２に捩れモーメントが発生されることにより、膝入力を充分に吸収できなくなったりするおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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の下方に、ほぼ車幅方向へ延びる下部取付部材を配設し、前記車体強度部材と下部取付部材との間に、荷重入力時に乗員の膝を受けると共に膝入力を吸収可能な膝受吸収部材を架設し、該膝受吸収部材が、乗員の膝の横滑りを防止可能な横滑防止構造部を有する車両用ニープロテクタ構造を特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載された発明では、前記横滑防止構造部が、膝受吸収部材に対して車幅方向に複数本形成されたほぼ上下方向へ延びる破断予定線部と、破断予定線部の間に形成された複数の短冊状吸収体とを有する請求項１記載の車両用ニープロテクタ構造を特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載された発明では、前記破断予定線部の上部を、比較的破断され難い難破断部とすると共に、破断予定線部の下部を、比較的破断され易い易破断部とした請求項２記載の車両用ニープロテクタ構造を特徴としている。
【００１７】
請求項４に記載された発明では、前記膝受吸収部材を、ほぼ車両前方に開いた側面視ほぼコ字形状にすると共に、該膝受吸収部材のコ字形状の中間連結部分を、平均的体格の乗員の膝の直線近似された進入軌跡に対して垂直に配置した請求項１ないし３のいずれか１項に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】
【００１８】
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の下方に、ほぼ車幅方向へ延びる下部取付部材を配設し、前記車体強度部材と下部取付部材との間に、荷重入力時に乗員の膝を受けると共に膝入力を吸収可能な膝受吸収部材を架設し、該膝受吸収部材が、乗員の膝の横滑りを防止可能な横滑防止構造部を有することにより、以下の作用効果を得ることができる。
【００１９】
即ち、車体強度部材と下部取付部材との間に、膝受吸収部材を上下に架設することにより、膝受吸収部材を大型化して乗員の膝を広範囲に安定して受けることが可能となる。また、膝受吸収部材を、乗員の膝を受けると共に膝入力を吸収可能なものとすることにより、従来のように、乗員の膝を受ける部材と、膝入力を吸収可能な部材とに分けたり、これらの間をボルト締結したりする必要などがなくなるため、部品点数の削減や製造工数の削減を図ることが可能となり、その分、コストを下げることが可能となる。且つ、膝受吸収部材を、乗員の膝を受けると共に膝入力を吸収可能なものとすることにより、構造を簡略化すると共に機能を集約して性能の向上を図ることが可能となる。更に、横滑防止構造部によって乗員の膝の横滑りを防止することができるため、例えば、乗員がシートベルトを着用していない場合や、乗員の膝が斜め方向から当接した場合などであっても、性能にバラ付きを生じることなく、常に膝入力を最適に吸収することが可能となる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、前記横滑防止構造部が、膝受吸収部材に対して車幅方向に複数本形成されたほぼ上下方向へ延びる破断予定線部と、破断予定線部の間に形成された複数の短冊状吸収体とを有することにより、破断予定線部の破断と、短冊状吸収体の潰れとによって、二重に乗員の膝入力を吸収することが可能となる。しかも、乗員の膝が当接した位置に拘わらず、機能を最大限に発揮することができる。この破断予定線部の破断と短冊状吸収体の潰れとは、時間差を有して順次両側へと拡がって行くので、長時間に亘って高い受反力を維持することが可能となり、膝入力に対する高い吸収性能を得ることができる。また、短冊状吸収体に潰れている部分と潰れていない部分とができて、潰れていない部分が乗員の膝の横移動を規制するため、乗員の膝の横滑りを確実に防止することができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、前記破断予定線部の上部を、比較的破断され難い難破断部とすると共に、破断予定線部の下部を、比較的破断され易い易破断部としたことにより、難破断部によって破断予定線部の上部が比較的破断され難くなり、易破断部によって破断予定線部の下部が比較的破断され易くなるため、膝受吸収部材の上部と下部とで、その膝入力に対する吸収性能を容易に切分けることが可能となる。即ち、平均的体格の乗員の膝が当接する膝受吸収部材の上部においては発生される受反力が大きくなり、小柄な乗員の膝が当接する膝受吸収部材の下部においては発生される受反力が小さくなるため、乗員の体格に応じて膝入力を最適に吸収することが可能となる。なお、破断予定線部は、浅い溝などとすれば難破断部となり、深い溝などとすれば易破断部となるので、簡単に難破断部および易破断部を設定することができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、前記膝受吸収部材を、ほぼ車両前方に開いた側面視ほぼコ字形状にすると共に、該膝受吸収部材のコ字形状の中間連結部分を、平均的体格の乗員の膝の直線近似された進入軌跡に対して垂直に配置したことにより、膝受吸収部材は、平均的体格の乗員の膝をほぼ垂直に受けることで、発生する受反力を大きなものとすることができ、また、小柄な乗員の膝を垂直以外の斜め方向に受けることで、発生する受反力を小さなものとすることができる。これにより、膝入力に対する吸収性能を容易に切分けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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】
【００２４】
図１〜図１０は、この発明の実施例を示すものである。
【００２５】
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、図１に示すようなニープロテクタ２１を設ける。
【００２６】
このようなニープロテクタ２１として、ほぼ車幅方向２２へ延びる車体強度部材２３の下方に、ほぼ車幅方向２２へ延びる下部取付部材２４を配設する。そして、車体強度部材２３と下部取付部材２４との間に、荷重入力時に乗員の膝を受けると共に膝入力を吸収可能な膝受吸収部材２５を架設する。
【００２７】
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る。この車体強度部材２３は、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成る車体強度部材本体２６を有している。車体強度部材本体２６には、直線的なものや屈曲されたものなどが存在している。
【００２８】
この車体強度部材本体２６の両端部には、図２に示すように、対応する車体パネルに取付けるためのサイドブラケット２７がそれぞれ取付けられている。また、車体強度部材本体２６の中央部には、ほぼ下方へ延びてフロアパネルに支持させるためのステー２８が取付けられている。この場合、ステー２８は、車幅方向２２に所要の間隔を有して左右一対設けられている。
【００２９】
この下部取付部材２４は、例えば、上記したサイドブラケット２７とステー２８との間に架設する。下部取付部材２４は、車体強度部材本体２６との間に所要の間隔を有して配設する。そのために、サイドブラケット２７は、必要な場合には、必要な量だけ下方などへ延長しても良い（延長部２９）。下部取付部材２４には、車体強度部材２３よりも小径の金属製のパイプ部材などを用いる。
【００３０】
膝受吸収部材２５は、平均的な体格の乗員の膝と、小柄な乗員の膝との両方を受け得るような大きさのものとする。膝受吸収部材２５は、運転席側と助手席側のどちらに対しても設けることができる。運転席側に設ける場合には、ステアリングコラムが取付けられた状態で後付けできるようにするために、ステアリングコラムと干渉する位置に、図１に示すような切欠部３０などを適宜設けるようにする。
【００３１】
そして、上記した膝受吸収部材２５は、乗員の膝の横滑りを防止可能な横滑防止構造部３１を有するものとする。
【００３２】
より具体的は、横滑防止構造部３１が、膝受吸収部材２５に対して車幅方向２２に複数本形成されたほぼ上下方向へ延びる破断予定線部３２と、この破断予定線部３２の間に形成された複数の短冊状吸収体３３とを有するものなどとする。
【００３３】
ここで、破断予定線部３２は、車幅方向２２にほぼ等間隔で形成するのが好ましい。即ち、各短冊状吸収体３３が、ほぼ等しい幅となるように、破断予定線部３２の間隔を設定するのが、設計を単純化して効率的に作動させる上で好ましい。各短冊状吸収体３３は、作動前においては、破断予定線部３２によって繋がった状態とされている。
【００３４】
そして、破断予定線部３２の上部を、比較的破断され難い難破断部３６とすると共に、破断予定線部３２の下部を、比較的破断され易い易破断部３７とする。
【００３５】
ここで、難破断部３６を、平均的な体格の乗員の膝入力に対して最適な受反力を発生可能なものとなるように設定する。また、易破断部３７を、小柄な乗員の膝入力に対して最適な受反力を発生可能なものとなるように設定する。そのために、例えば、難破断部３６は、図３に示すような比較的浅い溝などとする。また、易破断部３７は、図４に示すような比較的深い溝などとする。各破断予定線部３２に対し、難破断部３６と易破断部３７とは、平均的な体格の乗員の膝の進入位置と、小柄な乗員の膝の進入位置との中間部を境界にして上下に形成されるようにする。
【００３６】
更に、図５に示すように、膝受吸収部材２５を、ほぼ車両前方に開いた側面視ほぼコ字形状にする。そして、膝受吸収部材２５のコ字形状の中間連結部分４１を、平均的体格の乗員の膝の直線近似された進入軌跡４２に対してほぼ垂直となるように配置する。
【００３７】
ここで、コ字形状をした膝受吸収部材２５の上下の脚部４３，４４は、中間連結部分４１に対してほぼ直角となるようにするのが好ましい。
【００３８】
なお、平均的体格の乗員の膝の直線近似された進入軌跡４２は、小柄な乗員の膝の直線近似された進入軌跡４５と比べて、進入位置が高く、且つ、進入角度がより急な前上がりのものとなる。これにより、膝受吸収部材２５のコ字形状の中間連結部分４１は、小柄な乗員の膝の直線近似された進入軌跡４５を、垂直以外の斜め方向に受けるものとなる。
【００３９】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００４０】
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吸収部材２５が乗員の膝を受けると共に膝入力を吸収することにより、乗員の膝を保護する。
【００４１】
この際、横滑防止構造部３１を備えることによって、膝受吸収部材２５に当接した乗員の膝の横滑りを防止することができる。
【００４２】
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の下方に、ほぼ車幅方向２２へ延びる下部取付部材２４を配設し、車体強度部材２３と下部取付部材２４との間に、荷重入力時に乗員の膝を受けると共に膝入力を吸収可能な膝受吸収部材２５を架設し、膝受吸収部材２５が、乗員の膝の横滑りを防止可能な横滑防止構造部３１を有することにより、以下の作用効果を得ることができる。
【００４３】
即ち、車体強度部材２３と下部取付部材２４との間に、膝受吸収部材２５を上下に架設することにより、膝受吸収部材２５を大型化して様々な体格の乗員の膝を広範囲に安定して受けることが可能となる。
【００４４】
また、膝受吸収部材２５を、乗員の膝を受けると共に膝入力を吸収可能なものとすることにより、従来のように、乗員の膝を受ける部材と、膝入力を吸収可能な部材とに分けたり、これらの間をボルト締結したりする必要などがなくなるため、部品点数の削減や製造工数の削減を図ることが可能となり、その分、コストを下げることが可能となる。
【００４５】
且つ、膝受吸収部材２５を、乗員の膝を受けると共に膝入力を吸収可能なものとすることにより、構造を簡略化すると共に機能を集約して性能の向上を図ることが可能となる。
【００４６】
更に、横滑防止構造部３１によって乗員の膝の横滑りを防止することができるため、例えば、乗員がシートベルトを着用していない場合や、乗員の膝が斜め方向から当接した場合などであっても、性能にバラ付きを生じることなく、常に膝入力を最適に吸収することが可能となる。
【００４７】
また、横滑防止構造部３１が、膝受吸収部材２５に対して車幅方向２２に複数本形成されたほぼ上下方向へ延びる破断予定線部３２と、破断予定線部３２の間に形成された複数の短冊状吸収体３３とを有することにより、破断予定線部３２の破断と、短冊状吸収体３３の潰れとによって、二重に乗員の膝入力を吸収することが可能となる。
【００４８】
しかも、乗員の膝が当接した位置に拘わらず、機能を最大限に発揮することができる。
【００４９】
この破断予定線部３２の破断と短冊状吸収体３３の潰れとは、図６〜図８に順に示すように、乗員の膝（符号Ｎ）の進入に対し、時間差を有して順次両側へと拡がって行くので、長時間に亘って高い受反力を維持することが可能となり、膝入力に対する高い吸収性能を得ることができる。
【００５０】
また、短冊状吸収体３３に潰れている部分と潰れていない部分とができて（或いは、破断予定線部３２の破断によって分離している部分と分離していない部分とができて）、潰れていない部分（或いは、分離していない部分）が乗員の膝の横移動を規制するため、乗員の膝の横滑りを確実に防止することができる。
【００５１】
更に、破断予定線部３２の上部を、比較的破断され難い難破断部３６とすると共に、破断予定線部３２の下部を、比較的破断され易い易破断部３７としたことにより、難破断部３６によって破断予定線部３２の上部が比較的破断され難くなり、易破断部３７によって破断予定線部３２の下部が比較的破断され易くなるため、膝受吸収部材２５の上部と下部とで、その膝入力に対する吸収性能を容易に切分けることが可能となる。
【００５２】
即ち、平均的体格の乗員の膝が当接する膝受吸収部材２５の上部においては発生される受反力が大きくなり、小柄な乗員の膝が当接する膝受吸収部材２５の下部においては発生される受反力が小さくなるため、乗員の体格に応じて膝入力を最適に吸収することが可能となる。
【００５３】
なお、破断予定線部３２は、図３に示すような浅い溝などとすれば難破断部３６となり、図４に示すような深い溝などとすれば易破断部３７となるので、簡単に難破断部３６および易破断部３７を設定することができる。
【００５４】
そして、膝受吸収部材２５を、ほぼ車両前方に開いた側面視ほぼコ字形状にすると共に、膝受吸収部材２５のコ字形状の中間連結部分４１を、図５に示すように、平均的体格の乗員の膝の直線近似された進入軌跡４２に対してほぼ垂直に配置したことにより、膝受吸収部材２５の中間連結部分４１は、平均的体格の乗員の膝をほぼ垂直に受けることで発生する受反力を大きなものとすることができ、また、小柄な乗員の膝を垂直以外の斜め方向に受けることで発生する受反力を小さなものとすることができる。これにより、膝入力に対する吸収性能を容易に切分けることが可能となり、乗員の体格に応じて膝入力を最適に吸収することが可能となる。
【００５５】
更に、膝受吸収部材２５のコ字形状の上下の脚部４３，４４を、中間連結部分４１に対して直角とすることにより、膝受吸収部材２５の中間連結部分４１で平均的体格の乗員の膝をほぼ垂直に受けることによって、図９に示すように、脚部４３，４４が倒れることなく踏ん張るので、発生する受反力をより大きなものとすることができ、また、小柄な乗員の膝を垂直以外の斜め方向に受けることによって、図１０に示すように、脚部４３，４４が容易に倒れるので、発生する受反力をより小さなものとすることができる。これにより、膝入力に対する吸収性能を容易に切分けることが可能となり、乗員の体格に応じて膝入力を最適に吸収することが可能となる。
【００５６】
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】
【００５７】
【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の取付状態を示す車体強度部材を車両後方から見た図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図５】図１に対する乗員の膝の直線近似された進入軌跡示す側面図である。
【図６】横滑防止構造部の作動図である。
【図７】図６に続く作動図である。
【図８】図７に続く作動図である。
【図９】平均的体格の乗員に対する作動図である。
【図１０】小柄な乗員に対する作動図である。
【図１１】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１２】体格対応機能を有する車両用ニープロテクタ構造の側面図である。
【図１３】平均的体格の乗員に対する図１２の作動図である。
【図１４】小柄な乗員に対する図１２の作動図である。
【図１５】膝の横滑りを示す図１２を車両後方から見た図である。
【図１６】斜方向から当接した膝の横滑りを示す図１２を車両後方から見た図である。
【符号の説明】
【００５８】
２２  車幅方向
２３  車体強度部材
２４  下部取付部材
２５  膝受吸収部材
３１  横滑防止構造部
３２  破断予定線部
３３  短冊状吸収体
３６  難破断部
３７  易破断部
４１  中間連結部分
４２  進入軌跡
【図１】
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【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】
2008149852.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008149852.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2008149852.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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