(57)【要約】【課題】車両衝突時、膝のみならず、その膝の下方の脛も、的確に保護可能な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３４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、備えて構成される。膝保護パネル２１は、乗員の膝と膝の下方の脛とに干渉可能な上下方向の寸法を備えるとともに、膝と脛との干渉時に塑性変形して膝と脛との運動エネルギーを吸収可能な衝撃吸収部２５を配設させて、構成される。衝撃吸収部２５は、前後方向の厚さを縮める塑性変形時の荷重を、脛と干渉する下部２５ｂ側より、膝と干渉する上部２５ａ側を大きくするように、構成されている。【選択図】図２
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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、乗員の膝と該膝の下方の脛とに干渉可能な上下方向の寸法を備えるとともに、膝と脛との干渉時に塑性変形して膝と脛と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、前後方向の厚さを縮める塑性変形時の荷重を、脛と干渉する下部側より、膝と干渉する上部側を大きくするように、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、ニープロテクタによって、膝を拘束したり（例えば、特許文献１参照）、あるいは、ニープロテクタによって、膝の運動エネルギーを吸収して、膝を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３−１８２８５１号公報
【特許文献２】実開平３−８１１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１・２に記載の装置では、膝の保護を図れるものの、膝の下方の脛の保護に関しては、改善の余地がった。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、膝のみならず、その膝の下方の脛も、的確に保護可能な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】
【０００５】
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、乗員の膝と膝の下方の脛とに干渉可能な上下方向の寸法を備えるとともに、膝と脛との干渉時に塑性変形して膝と脛と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、前後方向の厚さを縮める塑性変形時の荷重を、脛と干渉する下部側より、膝と干渉する上部側を大きくするように、構成されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る膝保護装置では、車両衝突時、駆動機構が作動して、膝保護パネルが膝の前方側に繰り出される。そして、衝突時の慣性力によって前方移動する膝と脛とは、膝保護パネルに当接して、衝撃吸収部を塑性変形させ、運動エネルギーを吸収されることとなる。
【０００７】
その際、着座した乗員の脛は、足先をフロアパネル等に載せているだけであり、シートの背もたれ部と座部とに支持されている乗員の腰部まで略水平方向に延びた大腿部により後方を支持される膝に比べて、衝撃吸収部を塑性変形させる荷重が小さい。そのため、衝撃吸収部が、膝と脛とに干渉する部位の塑性変形時の荷重を等しくしていれば、衝撃吸収部が前後方向の厚さを縮めるように塑性変形する際、衝撃吸収部と干渉した膝に比べて、脛が、前方側への移動量を小さくさせて、膝に対して、相対的に後方移動するように、ずれてしまう。
【０００８】
しかし、本発明に係る膝保護装置では、衝撃吸収部が、塑性変形時の荷重として、膝と干渉する上部が、脛と干渉する下部より、大きく設定されて、脛と干渉する衝撃吸収部の部位は、塑性変形する荷重を小さくしていることから、脛との干渉時に、厚さを縮めるような変形量を大きく確保できて、脛は、膝に対して、相対的に後方移動する状態を抑えて、すなわち、脛は、膝とのずれを抑えて、膝と一体的に、前方移動しつつ運動エネルギーを吸収され、その結果、膝と脛とが、的確に、膝保護パネルによって、保護されることとなる。
【０００９】
したがって、本発明に係る膝保護装置では、膝のみならず、その膝の下方の脛も的確に保護することができる。
【００１０】
さらに、本発明に係る膝保護装置では、小柄な乗員、例えば、女性が、着座した状態で、車両が前面衝突し、その乗員の膝と脛とが前方移動しても、その小柄な乗員は、フロアパネルからの高さ位置が低い膝を、変形荷重の低い衝撃吸収部の下部側に干渉させることができて、小柄な乗員における慣性力の小さな膝を、大きな反力を与えることなく、的確に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】
【００１１】
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と脛Ｌと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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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３４と、を備えて構成されている。
【００１５】
駆動機構３４は、後方へ突出させた駆動ロッド３６を後方側へ移動可能な駆動源としてのアクチュエータ３５を備えて、構成されている。アクチュエータ３５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３５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。
【００１６】
なお、実施形態の膝保護装置Ｓでは、駆動機構３４のアクチュエータ３５は、二つ使用されて、コラムカバー９の左右両側に、それぞれ、配置されている。
【００１７】
そして、各アクチュエータ３５の駆動ロッド３６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３７を、連結させている。各支持プレート３７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の左右両側の領域２１ａ・２１ｂに、それぞれ配設されるとともに、それらの領域２１ａ・２１ｂの略中央の車両前方側に配置されている。ちなみに、各支持プレート３７の正面形状は、具体的に述べると、相互に接近しているコラムカバー９側の上隅を曲線状に凹ませた略正方形としており、そして、それぞれの中央に、駆動ロッド３６の後端を、連結させている。
【００１８】
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３７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。
【００１９】
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。
【００２０】
衝撃吸収部２５は、膝保護パネル２１におけるコラムカバー９の左右両側の領域２１ａ・２１ｂだけでなく、コラムカバー９の直下の部位にも配設されて、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、左右方向に沿う帯状として、上下方向に多段に配設された複数の横リブ２６と、上下方向に沿う帯状として、左右方向に複数並設された縦リブ２７と、を格子状に配設して、構成されている。これらのリブ２６・２７からなる衝撃吸収部２５は、各リブ２６・２７を座屈させて、吸収部２５の前後方向の厚さ、すなわち、意匠パネル部２２と前面パネル部２３との距離、を縮めるように、塑性変形させ、その塑性変形時に、運動エネルギーを吸収するように、構成されている。
【００２１】
さらに、実施形態の衝撃吸収部２５は、縦リブ２７を、上部２５ａ側だけに配設させて、下部２５ｂ側に配設させない構成として、前後方向の厚さを縮める塑性変形時の荷重を、乗員Ｍの脛Ｌと干渉する下部２５ｂ側より、膝Ｋと干渉する上部２５ａ側を大きくするように、設定されている。
【００２２】
なお、実施形態の場合、縦リブ２７を設けた上部２５ａの領域は、車両搭載状態で、通常の成人が運転席に着座した際の膝Ｋの前方側を覆える範囲に、設定されている。
【００２３】
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、衝撃吸収部２５の各リブ２６・２７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。
【００２４】
なお、膝保護パネル２１は、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。
【００２５】
また、実施形態の場合、前面パネル部２３の前面２３ａと支持プレート３７の後面３７ａとには、相互に係合する係合部材３１・３２が配設されている。これらの係合部材３１・３２は、実施形態の場合、相互に係合する面ファスナーであり、膝保護装置Ｓの作動前の状態では、相互に離れて配設され、そして、装置Ｓの作動時、駆動ロッド３６の後方移動に伴う支持プレート３７の後方移動によって、相互に係合し、支持プレート３７に対して、上下や左右にずらさないように、膝保護パネル２１を保持させることとなる。なお、膝保護パネル２１は、駆動ロッド３６の更なる後方移動に伴って、各係止脚２９を係止孔１５から離脱させ、支持プレート３７に保持された状態で、乗員Ｍの膝Ｋの前方側に配置されることとなる。
【００２６】
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３４の各アクチュエータ３５を作動させることとなる。
【００２７】
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３４の各アクチュエータ３５が作動され、それぞれの駆動ロッド３６の後方移動に伴って、各駆動ロッド３６の後端に接続された支持プレート３７が、車両後方側に移動する。そして、図５のＡ・Ｂに示すように、係合部材３１・３２が相互に係合されて、支持プレート３７が前面パネル部２３の前面２３ａ側を支持した状態で、膝保護パネル２１を乗員Ｍの膝Ｋの前方側に配置させる。
【００２８】
その結果、図６に示すように、車両衝突時に前方移動する膝Ｋは、膝保護パネル２１と干渉して、支持プレート３７に支持された膝保護パネル２１の衝撃吸収部２５を塑性変形させ、運動エネルギーを低減させた状態で膝保護パネル２１に拘束されることから、効果的に保護される。
【００２９】
そして、その際、着座した乗員Ｍの脛Ｌは、足先をフロアパネル等に載せているだけであり、シートの背もたれ部と座部とに支持されている乗員Ｍの腰部まで略水平方向に延びた大腿部Ｆにより後方を支持される膝Ｋに比べて、衝撃吸収部２５を塑性変形させる荷重が小さい。そのため、衝撃吸収部２５が、膝Ｋと脛Ｌとに干渉する部位の塑性変形時の荷重を等しくしていれば、衝撃吸収部２５が前後方向の厚さを縮めるように塑性変形する際、衝撃吸収部２５と干渉した膝Ｋに比べて、脛Ｌが、前方側への移動量を小さくさせて、膝Ｋに対して、相対的に後方移動するように、ずれてしまう。
【００３０】
しかし、実施形態の膝保護装置Ｓでは、衝撃吸収部２５が、塑性変形時の荷重として、膝Ｋと干渉する上部２５ａが、脛Ｌと干渉する下部２５ｂより、大きく設定されて、脛Ｌと干渉する衝撃吸収部２５の部位２５ｂは、塑性変形する荷重を小さくしていることから、脛Ｌとの干渉時に、厚さを縮めるような変形量を大きく確保できて、脛Ｌは、膝Ｋに対して、相対的に後方移動する状態を抑えて、すなわち、脛Ｌは、膝Ｋとのずれを抑えて、膝Ｋと一体的に、前方移動しつつ運動エネルギーを吸収され、その結果、膝Ｋと脛Ｌとが、的確に、膝保護パネル２１によって、保護されることとなる。
【００３１】
したがって、実施形態の膝保護装置Ｓでは、膝Ｋのみならず、その膝Ｋの下方の脛Ｌも的確に保護することができる。
【００３２】
さらに、実施形態の膝保護装置Ｓでは、小柄な乗員、例えば、女性が、着座した状態で、車両が前面衝突し、その乗員の膝と脛とが前方移動しても、図７に示すように、その小柄な乗員Ｗは、フロアパネルからの高さ位置が低い膝Ｋを、変形荷重の低い衝撃吸収部２５の下部２５ｂ側に干渉させることができて、小柄な乗員Ｗにおける慣性力の小さな膝Ｋを、大きな反力を与えることなく、的確に保護することができる。
【００３３】
なお、実施形態では、衝撃吸収部２５を、リブ２６・２７によって構成した場合を示したが、脆性破壊するような発泡層を設けた板状として、その前後方向の厚さを縮めるように、塑性変形する合成樹脂等から形成してもよい。
【００３４】
また、実施形態では、駆動機構３４の作動前の状態では、支持プレート３７が、膝保護パネル２１の前面２３ａから離れて配設されているが、係合部材３１・３２を無くして、支持プレート３７が、膝保護パネル２１の前面２３ａに対して、直接、連結される構成としてもよい。この場合、支持プレート３７を大きな面積の形状とすれば、前面パネル部２３を無くして、直接、支持プレート３７によって衝撃吸収部２５の前端を連結支持させるように、構成してもよい。
【００３５】
さらに、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】
【００３６】
【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縦断面図であり、図５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の作動時における膝保護パネルの膝との干渉時を示す概略縦断面図である。
【図７】実施形態の膝保護装置における他の作動時における概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
２１…膝保護パネル、
２５…衝撃吸収部、
２５ａ…上部、
２５ｂ…下部、
３４…駆動機構、
Ｍ…乗員、
Ｋ…膝、
Ｌ…脛、
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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【図７】
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