(57)【要約】【課題】膝に連なる乗員の大腿部や腰部に与える衝撃を抑えて、膝を保護できる膝保護装置を提供すること。【解決手段】膝保護装置Ｓは、車両衝突時に、駆動機構３１により、乗員の膝の前方側に繰り出されて、前方移動する膝を拘束して膝の運動エネルギーを吸収可能な膝保護パネル２１を、備える。膝保護パネルは、前方側に凹むように塑性変形し、膝Ｋ１の運動エネルギーを吸収可能な衝撃吸収部２５を備える。衝撃吸収部２５は、膝保護パネル２１の繰り出し完了時に、乗員の正規着座状態の各膝Ｋ０の中心Ｃの前方に位置する吸収中心部２６を備える。膝保護パネルの膝との干渉時、非正規着座状態の位置の膝Ｋ１を吸収中心部２６の後方側に案内可能に、衝撃吸収部２５における前方側へ凹む塑性変形時の荷重が、吸収中心部２６から離れる部位側に比べて、吸収中心部２６に近い部位側を、小さくしている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両衝突時に、駆動機構により、乗員の膝の前方側に繰り出されて、前方移動する膝を拘束して膝の運動エネルギーを吸収可能な膝保護パネルを、備えて構成される膝保護装置であって、
前記膝保護パネルが、膝との干渉時に、前面側を駆動機構の駆動ロッドの後端部位に支持される状態として、前方側に凹むように塑性変形し、膝の運動エネルギーを吸収可能な衝撃吸収部を配設させて、構成され、
該衝撃吸収部が、前記膝保護パネルの繰り出し完了時に、乗員の正規着座状態の各膝の中心の前方に位置する吸収中心部を備え、
前記膝保護パネルの膝との干渉時、非正規着座状態の位置の膝を前記吸収中心部の後方側に案内可能に、前記衝撃吸収部における前方側へ凹む塑性変形時の荷重が、前記吸収中心部から離れる部位側に比べて、前記吸収中心部に近い部位側を、小さくするように、設定されていることを特徴とする膝保護装置。
【請求項２】
着座した乗員の側方に、乗員の大腿部を乗員の左右方向の中心側に押圧して乗員の膝を前記吸収中心部側の後方に配置可能な補助手段が、配設されて、構成されていることを特徴とする膝保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両衝突時に、駆動機構により、乗員の膝の前方側に繰り出されて、前方移動する膝を拘束して膝の運動エネルギーを吸収可能な膝保護パネルを、備えて構成される膝保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両衝突時に、サーボ駆動機構を作動させて、膝保護パネルを後方移動させて、前方移動する膝を保護する膝保護装置があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、膨張するエアバッグによって膝保護パネルを後方移動させて、前方移動する膝を、エアバッグに支持される膝保護パネルによって、クッション性良く、保護するものがあった（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平４−２７８８５８号公報
【特許文献２】特開平１０−５９１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の装置では、膝の運動エネルギーを吸収して、膝を保護できるものでなく、膝を保護する点に改善の余地があった。また、特許文献２に記載の装置では、エアバッグを利用していることから、クッション作用を奏して、膝を保護できるものの、エアバッグの膨張用のガスを発生させるためのインフレーター等の装置が必要となって、コストが上昇してしまう。
【０００５】
これらの対処として、膝を拘束できるパネルに、塑性変形して膝の運動エネルギーを吸収できる衝撃吸収材を設けて、車両衝突時、そのパネルを膝の前方側に配設させるように繰り出すことが、考えられる。
【０００６】
そしてさらに、この場合、乗員が適正な姿勢で着座している状態（大腿部が車両の前後方向に沿うような正規着座状態）で、膝が膝保護パネルと干渉して、衝撃吸収材を塑性変形させることができれば、膝に連なる乗員の大腿部や腰部に与える衝撃を抑えて、膝を保護できる。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、膝に連なる乗員の大腿部や腰部に与える衝撃を抑えて、膝を保護できる膝保護装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る膝保護装置は、車両衝突時に、駆動機構により、乗員の膝の前方側に繰り出されて、前方移動する膝を拘束して膝の運動エネルギーを吸収可能な膝保護パネルを、備えて構成される膝保護装置であって、
膝保護パネルが、膝との干渉時に、前面側を駆動機構の駆動ロッドの後端部位に支持される状態として、前方側に凹むように塑性変形し、膝の運動エネルギーを吸収可能な衝撃吸収部を配設させて、構成され、
衝撃吸収部が、膝保護パネルの繰り出し完了時に、乗員の正規着座状態の各膝の中心の前方に位置する吸収中心部を備え、
膝保護パネルの膝との干渉時、非正規着座状態の位置の膝を吸収中心部の後方側に案内可能に、衝撃吸収部における前方側へ凹む塑性変形時の荷重が、吸収中心部から離れる部位側に比べて、吸収中心部に近い部位側を、小さくするように、設定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る膝保護装置では、作動時、後方側に繰り出された膝保護パネルが、前方移動する乗員の膝と干渉すると、その膝が、正規着座状態の位置からずれていても、正規着座状態の位置からずれている膝は、その膝付近の衝撃吸収部の部位より変形荷重の小さい吸収中心部に近い部位側を前方側へ凹ませつつ、案内されるように吸収中心部側へずれ移動する。そして、正規着座状態の位置からずれていた膝は、正規着座状態の位置に配置されて、衝撃吸収部の吸収中心部付近を前方に大きく凹ませて、運動エネルギーが吸収される。
【００１０】
したがって、本発明に係る膝保護装置では、膝が、正規着座状態の位置からずれていても、膝保護パネルとの干渉時には、正規着座状態の位置に案内されることから、膝に連なる乗員の大腿部や腰部に与える衝撃を抑えて、膝を保護することができる。
【００１１】
そして、本発明に係る膝保護装置では、着座した乗員の側方に、乗員の大腿部を乗員の左右方向の中心側に押圧して乗員の膝を吸収中心部側の後方に配置可能な補助手段を、配設させて、構成することが望ましい。
【００１２】
このような構成では、補助手段によって、吸収中心部から大きくずれている膝であっても、吸収中心部側の後方に配置させることが可能となって、的確に、吸収中心部付近を塑性変形させて、膝を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態の膝保護装置Ｓは、図１〜３に示すように、乗員としての運転者Ｍの膝Ｋを拘束できるように、運転者Ｍの車両前方側であるステアリングコラム６の下方に配設されている。
【００１４】
なお、本明細書での上下・前後・左右の関係は、膝保護装置Ｓが車両に搭載された状態を基準とするもので、搭載時の車両の上下・前後・左右の関係と一致するものである。
【００１５】
ステアリングコラム６は、図１に示すように、ステアリングホイール５に連結されるメインシャフト７と、メインシャフト７の周囲を覆うコラムチューブ８と、それらの周囲を覆うコラムカバー９と、を備えて構成されている。コラムカバー９は、内装材としてのインストルメントパネル（以下、インパネとする）１２から斜め上後方に突出するように、配設されている。
【００１６】
膝保護装置Ｓは、膝保護パネル２１と、膝保護パネル２１を移動させる駆動機構３１と、を備えて構成されている。
【００１７】
駆動機構３１は、後方へ突出させた駆動ロッド３３を後方側へ移動可能な駆動源としてのアクチュエータ３２を備えて、構成されている。アクチュエータ３２は、油圧シリンダ・電磁ソレノイド・電動モータ等により構成され、そして、制御装置１７によって作動を制御されている。このアクチュエータ３２は、車両の剛性を有したインパネリインフォースメント２等のボディ側部材１側に対して、ブラケット３・４等を介在させて、保持されている。
【００１８】
なお、実施形態の膝保護装置Ｓでは、駆動機構３１のアクチュエータ３２は、二つ使用されて、コラムカバー９の下方の左右両側に、それぞれ、配置されている。
【００１９】
そして、各アクチュエータ３２の駆動ロッド３３は、後端に、略上下方向に配設される剛性を有した略四角形の鋼板製の支持プレート３４を、連結させている。各支持プレート３４は、車両後方側から見て、膝保護パネル２１におけるコラムカバー９の下方の左右両側付近に、それぞれ配設されている。
【００２０】
なお、各支持プレート３４は、膝保護パネル２１を繰り出し完了位置まで後方移動させた際、その中心位置を、駆動ロッド３３の軸心とともに、正規着座状態の乗員Ｍの両膝Ｋ０（各膝Ｋ０の左右方向の中心Ｃ）（図５参照）の前方側に、配置させるように、構成されている。
【００２１】
膝保護パネル２１は、図１〜４に示すように、乗員Ｍ側に露出する意匠パネル部２２と、支持プレート３４側に位置する前面パネル部２３と、意匠パネル部２２と前面パネル部２３との間に配設される衝撃吸収部２５と、を備えて構成されている。意匠パネル部２２は、略長方形の板状のポリプロピレン・ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂製として、内装材としてのインパネ１２の開口１３に配設されている。なお、開口１３は、略長方形形状として、車両の前後方向に貫通するように、コラムカバー９の下方側における左右に広がった領域に、配設されている。
【００２２】
意匠パネル部２２の外周縁の四隅における前面側には、それぞれ、インパネ１２の開口１３の周縁部１４に形成された係止孔１５に挿入されて、周縁部１４に係止可能な係止脚２９が、前方側に突設されている。そして、こられの係止脚２９が周縁部１４に係止されることにより、膝保護パネル２１は、膝保護装置Ｓの作動前の状態において、車両後方側の面を、インパネ１２の車両後方側の面と面一となるように連ならせて、乗員Ｍの前方側の意匠性を良好にしている。
【００２３】
衝撃吸収部２５は、後方側からみて、意匠パネル部２２の外形より小さい長方形の領域に配設されて、オレフィン系等の熱可塑性エラストマーやポリプロピレン等の合成樹脂製、あるいは、板金等の金属製としている。そして、衝撃吸収部２５は、実施形態の場合、上下方向に沿う帯状として、左右方向に並設された多数のリブ（縦リブ）２５ａから、構成されている。これらのリブ２５ａからなる衝撃吸収部２５は、意匠パネル部２２を前方側に凹ませるように、各リブ２５ａを座屈させる塑性変形により、前方移動する膝Ｋの運動エネルギーを吸収するように、構成されている。
【００２４】
さらに、実施形態の衝撃吸収部２５は、膝保護パネル２１の繰り出し完了時の状態で、正規着座状態の両膝Ｋ０（図５参照）におけるそれぞれの左右方向の中心Ｃの前方側に配置される吸収中心部２６を中心として、膝Ｋ０の運動エネルギーを吸収するように、構成されている。そして、衝撃吸収部２５の前方側へ凹む塑性変形時の荷重は、吸収中心部２６に近い部位側より、その周囲の吸収中心部２６から左右に離れる部位側が、徐々に、大きくなるように、構成され、さらに、その塑性変形時の荷重の値とその荷重の変化する状態とが、膝保護パネル２１の膝Ｋ（Ｋ０・Ｋ１）との干渉時に、非正規着座状態の位置、すなわち、吸収中心部２６から離れた部位の後方側に、膝Ｋ１があれば、その膝Ｋ１を、正規着座状態の位置、すなわち、その膝Ｋ１の近傍の吸収中心部２６の位置に、膝Ｋ１を案内可能に、設定されている。
【００２５】
具体的には、実施形態の場合、左右方向に並設された各縦リブ２５ａの厚さを略等しくし、二箇所の各吸収中心部２６を基準として、左右に離れるに従い、リブ２５ａ間のピッチＰを徐々に狭くするように、設定されている。そして、実施形態の場合、吸収中心部２６・２６間の中央と膝保護パネル２１の左右両縁付近とに、リブ２５ａ相互のピッチＰを最も狭くして塑性変形荷重値を最大とした周縁吸収部２７を、配設させている。
【００２６】
なお、膝保護パネル２１の左右方向の幅寸法は、乗員Ｍの着座した状態が、正規の着座状態でなく、左右の膝の少なくとも一方を、両膝間の距離を広げるように、外側に開いていても、左右の周縁吸収部２７の間のエリア（保護エリア）Ａ（図４参照）に配置されるように、構成されている。
【００２７】
前面パネル部２３は、ポリプロピレン・ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂製として、塑性変形時の各リブ２５ａの前端側を支持可能に、衝撃吸収部２５の各リブ２５ａの前端と連結されるとともに、意匠パネル部２２より外周縁の全周を縮めた板状に、形成されている。パネル部２３の前面２３ａには、支持プレート３４の後面３４ａが連結固定されている。
【００２８】
なお、膝保護パネル２１は、合成樹脂から形成する場合、意匠パネル部２２、衝撃吸収部２５、及び、前面パネル部２３を、それぞれ、別体で形成して、相互に、接着、あるいは、振動や熱等を利用した溶着等によって、結合させて形成したり、あるいは、衝撃吸収部２５を意匠パネル部２２と一体成形して、その成形品に前面パネル部２３を結合させたり、あるいは、衝撃吸収部２５を前面パネル部２３と一体成形して、その成形品に、意匠パネル部２２を結合させて、形成してもよい。
【００２９】
制御装置１７は、バンパ等に配置される複数のセンサ１８と電気的に接続されている。センサ１８は、車両に前方から接近してくる物体を検出可能としているもので、赤外線や超音波を利用するタイプ、あるいは、ＣＣＤカメラを利用するタイプを例示できる。制御装置１７は、車速等を考慮しつつ、各センサ１８からの信号を入力して、接近してくる物体との衝突を予測できる衝突検知時に、駆動機構３１の各アクチュエータ３２を作動させることとなる。
【００３０】
すなわち、この膝保護装置Ｓでは、制御装置１７がセンサ１８からの信号により衝突検知を検出したならば、制御装置１７によって駆動機構３１の各アクチュエータ３２が作動され、それぞれの駆動ロッド３３の後方移動に伴って、各駆動ロッド３３の後端に接続された支持プレート３４が、車両後方側に移動する。そして、図４・図５のＡに示すように、支持プレート３４が前面パネル部２３を支持した状態で、膝保護パネル２１を乗員Ｍの膝Ｋ１の前方側に配置させる。
【００３１】
その際、車両衝突時に前方移動する膝Ｋ１が、図５に示すように、正規着座状態の位置からずれていれば、その膝Ｋ１付近の衝撃吸収部２５の部位より変形荷重の小さい吸収中心部２６の部位側を前方側へ凹ませつつ、案内されるように吸収中心部２６側へずれ移動する。そして、正規着座状態の位置からずれていた膝Ｋ１は、図５のＢに示すように、正規着座状態の位置に配置されて、衝撃吸収部２５の吸収中心部２６付近を前方に大きく凹ませて、運動エネルギーが吸収される。
【００３２】
したがって、実施形態の膝保護装置Ｓでは、膝Ｋ１が、正規着座状態（大腿部が車両の前後方向に沿うような状態）の位置からずれていても、膝保護パネル２１との干渉時には、正規着座状態の位置に案内されることから、膝Ｋ０に連なる乗員の大腿部Ｆや腰部に与える衝撃を抑えて、膝Ｋ０を保護することができる。
【００３３】
そして、膝保護装置Ｓとしては、図６に示すように、着座した乗員Ｍの側方に、乗員Ｍの大腿部Ｆを、乗員Ｍの左右方向の中心側に押圧して、乗員Ｍの膝Ｋを吸収中心部２６側の後方に配置可能な補助手段４０を、配設させてもよい。この補助手段４０は、着座した乗員Ｍの大腿部Ｆ付近におけるコンソールボックスＢやドアＤの部位に配置されて、車両衝突時に制御装置１７に作動を制御されるプッシャ４０から構成され、このプッシャ４０は、油圧シリンダ・電磁ソレノイド・電動モータ等から構成されて、駆動ロッド４１の先端に配設させた押圧板４２を、コンソールボックスＢやドアＤの収納部位から、乗員Ｍの大腿部Ｆ側に押し出すものである。
【００３４】
このようなプッシャ４０を備えた膝保護装置Ｓでは、車両衝突時、吸収中心部２６から大きくずれている膝であっても、すなわち、周縁吸収部２７・２７間の外側の、例えば、膝保護パネル２１の左右両縁付近、あるいは、膝保護パネル２１から左右に離れたエリアに、膝Ｋ２が配置されていても、大腿部Ｆが押圧板４２に押されて、吸収中心部２６側の後方に、膝Ｋ２を配置させることが可能となる。そして、膝Ｋ２は、プッシャ４０で押された状態で前進すれば、衝撃吸収部２５の塑性変形により、吸収中心部２６側に案内されて、吸収中心部２６付近を塑性変形させて、的確に保護されることとなる。
【００３５】
なお、実施形態では、衝撃吸収部２５を、リブ２５ａによって構成した場合を示したが、リブ形状ばかりでなく、脆性破壊するような発泡層を設けた板状とし、塑性変形荷重を適宜変化させて、前方側に凹むように塑性変形する合成樹脂等から、衝撃吸収部を形成してもよい。
【００３６】
また、実施形態の膝保護装置Ｓでは、運転席の前方側に配設されている場合を示したが、本発明の膝保護装置は、助手席前方に搭載してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態の膝保護装置の概略縦断面図である。
【図２】実施形態の膝保護装置の車両後方側から見た概略正面図である。
【図３】実施形態の膝保護装置の部分拡大縦断面図であり、図２のIII−III部位に対応する。
【図４】実施形態の衝撃吸収部の概略横断面図であり、図２のIV−IV部位に対応する。
【図５】実施形態の膝保護装置の作動時を順に示す図である。
【図６】実施形態の膝保護装置に、補助手段を設けた状態を示す概略横断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
２１…膝保護パネル、
２３ａ…前面、
２５…衝撃吸収部、
２５ａ…リブ、
２６…吸収中心部、
３１…駆動機構、
３２…駆動ロッド、
４０…（補助手段）プッシャ、
４２…押圧板、
Ｍ…乗員、
Ｋ…膝、
Ｋ０…（正規着座状態の）膝、
Ｋ１・Ｋ２…（非正規着座状態の）膝、
Ｆ…大腿部、
Ｓ…膝保護装置。
【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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