(57)【要約】【課題】前席に着座する乗員の膝と対向する前面の崩れや割れを抑制することで耐荷重の低下を防ぐ。【解決手段】車室内に配置された前席の前方に設けられているインストルメントパネルの内側に設けられ、車両衝突時に前席に着座する乗員が前方へ移動することで当該乗員の膝が強く当たったときに、当該膝への衝撃を緩衝すると共に乗員の腰の前方への移動を規制する車両用ニーボルスタ１’において、塑性変形可能な材料でブロック状に形成され、膝への衝撃を塑性変形することによって緩衝するボルスタ本体１と、ボルスタ本体１の乗員側となる前方側部位１Ａに被覆され、ボルスタ本体１の材料より剛性強度が高い材料で形成されている本体カバー５とから構成され、この本体カバー５は、ボルスタ本体１の後方側部位１Ｂが所定の変形量で塑性変形するように被覆されている。【選択図】図１
2013124026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内に配置された前席の前方に設けられているインストルメントパネルの内側に設けられ、車両衝突時に前記前席に着座する乗員が前方へ移動することで当該乗員の膝が強く当たったときに、当該膝への衝撃を緩衝すると共に前記乗員の腰の前方への移動を規制する車両用ニーボルスタにおいて、
塑性変形可能な材料でブロック状に形成され、前記膝への衝撃を塑性変形することによって緩衝するボルスタ本体と、
前記ボルスタ本体の前記乗員側となる前方側部位に被覆され、前記ボルスタ本体の材料より剛性強度が高い材料で形成されている本体カバーとから構成され、
前記本体カバーは、前記ボルスタ本体の後方側部位が所定の変形量で塑性変形するように被覆されていることを特徴とする車両用ニーボルスタ。
【請求項２】
前記ボルスタ本体は、前記インストルメントパネルの内側に設けられたインパネリンフォースメントに固定されていることを特徴とする請求項１記載の車両用ニーボルスタ。
【請求項３】
前記本体カバーは、前記ボルスタ本体の前記前方側部位の形状に沿って形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用ニーボルスタ。
【請求項４】
前記本体カバーの大きさは、当該本体カバーに前記膝が強く当たると、前記ボルスタ本体が前記所定の変形量で塑性変形するような受圧面積になるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の車両用ニーボルスタ。
【請求項５】
前記ボルスタ本体の材料はウレタン材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の車両用ニーボルスタ。
【請求項６】
前記本体カバーの材料はポリプロピレンであることを特徴とする請求項５記載の車両用ニーボルスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用ニーボルスタに係り、特に、車両衝突時に前席に着座する乗員が前方へ移動することで当該乗員の膝が強く当たったときに、当該膝への衝撃を緩衝すると共に乗員の腰の前方への移動を規制する車両用ニーボルスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車は、衝突時に膝や腰を拘束して胸部の傷害値を低減させるために、エアバッグと共にシートベルト及びニーボルスタを装備している。シートベルトは衝突時に、前席に着座した乗員の体を拘束してエアバックと共に衝撃を緩和するものであるが、その効果を高めるために、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すような車両用ニーボルスタ１を設けている。
【０００３】
車両用ニーボルスタ１は、インストルメントパネル２の内側に設けられ、車室内に配置された前席である運転席（図示せず。）に着座する乗員Ｍの両膝Ｍ１それぞれに対応するように設けられている。この車両用ニーボルスタ１は、具体的には、左右のフロントピラー（図示せず。）間に架け渡されているインパネリンフォースメント３に対して乗員側に突出するように固定されたブラケット３１に固定されている。
【０００４】
このような車両用ニーボルスタ１はウレタン材から成る厚肉のブロック状の成形品で、図４（Ａ）に示すように、運転席に着座する乗員Ｍの脛Ｍ２が当たらないように下部側が引っ込むように形成されている（例えば、特許文献１参照。）。即ち、車両用ニーボルスタ１は、運転席に着座する乗員Ｍの膝Ｍ１との隙間が一番狭くなるように上部側１ａが乗員側に突出するように形成され、この上部側１ａから下部側１ｂに向かうに従ってインパネリンフォースメント側に徐々近づくように形成されている。
【０００５】
なお、車両用ニーボルスタ１を覆い隠すように車室内に設けられているインストルメントパネル２は、一般的には図４（Ｂ）、図５に示すように、上半部のインストルメントパネルアッパ２Ａと、下半部のインストルメントパネルロア２Ｂとから構成され、これらは樹脂製クリップ４により接合されている。この樹脂製クリップ４は、外圧によって撓むことができる弾性力を有する係止片部４ａをインストルメントパネル２のクリップ穴２ａに圧入することで当該係止片部４ａがクリップ穴２ａに係止されるように構成されている。また、インストルメントパネルアッパ２Ａとインストルメントパネルロア２Ｂとの接合は、クリップ止めの他にビス止めされている場合もある。
【０００６】
このようなインストルメントパネル２のクリップ止めやビス止めの位置が車両用ニーボルスタ１の設けられている位置になる場合には、インストルメントパネル２のクリップ止めやビス止めの部位が車両用ニーボルスタ１に向かって突出することになるので、車両用ニーボルスタ１にはその部位を回避する凹部１ｃが設けられている。
【０００７】
また、インストルメントパネル２には、運転席に着座している乗員Ｍが操作し易い箇所に各種の操作スイッチなどが取り付けられているが、このような操作スイッチなどが取り付けられているパネルの位置が車両用ニーボルスタ１の設けられている位置になる場合には、その操作スイッチなどが取り付けられている部位が車両用ニーボルスタ１に向かって突出することになるので、上述と同様に車両用ニーボルスタ１にはその部位を回避する凹部１ｄが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１７６２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した背景技術に記載された車両用ニーボルスタ１では、ウレタン材から成る厚肉のブロック状の成形品なので、車両衝突時に前席に着座する乗員Ｍが前方へ移動することで当該乗員Ｍの膝Ｍ１がインストルメントパネル２を介して細く形成されている上部側１ａに強く当たったときには、その部分が崩れ易くなる難点があった。
【００１０】
また、上述した背景技術に記載された車両用ニーボルスタ１は、インストルメントパネル２のクリップ止めやビス止めの位置が車両用ニーボルスタ１の設けられている位置になる場合や、インストルメントパネル２に取り付けられている操作スイッチなどの位置が車両用ニーボルスタ１の設けられている位置になる場合には、その部位を回避する凹部１ｃ、１ｄが設けられているので、車両衝突時に前席に着座する乗員Ｍが前方へ移動することで当該乗員Ｍの膝Ｍ１がインストルメントパネル２を介して強く当たったときには、インストルメントパネル２のクリップ止めやビス止めの部位や操作スイッチなどが取り付けられている部位が硬いことから、その凹部１ｃ、１ｄの部分が割れ易くなる難点があった。
【００１１】
このように車両用ニーボルスタ１が崩れたり割れたりすると、当該車両用ニーボルスタ１は耐荷重が低下して本来の衝撃の緩衝性能及び腰の前方への移動規制性能を効果的に発揮させることができなくなる。
【００１２】
本発明は、このような従来の難点を解消するためになされたもので、前席に着座する乗員の膝と対向する前面の崩れや割れを抑制することで耐荷重の低下を防ぐことができる車両用ニーボルスタ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】
【００１３】
上述の目的を達成する第１の態様である車両用ニーボルスタは、車室内に配置された前席の前方に設けられているインストルメントパネルの内側に設けられ、車両衝突時に前席に着座する乗員が前方へ移動することで当該乗員の膝が強く当たったときに、当該膝への衝撃を緩衝すると共に乗員の腰の前方への移動を規制する車両用ニーボルスタにおいて、塑性変形可能な材料でブロック状に形成され、膝への衝撃を塑性変形することによって緩衝するボルスタ本体と、ボルスタ本体の乗員側となる前方側部位に被覆され、ボルスタ本体の材料より剛性強度が高い材料で形成されている本体カバーとから構成され、この本体カバーは、ボルスタ本体の後方側部位が所定の変形量で塑性変形するように被覆されているものである。
【００１４】
このような第１の態様である車両用ニーボルスタによれば、車両衝突時に前席に着座する乗員が前方へ移動することにより当該乗員の膝が当たる際、まず、本体カバーに膝が強く当たるので、塑性変形可能な材料でブロック状に形成されているボルスタ本体は、当該ボルスタ本体の材料より剛性強度が高い材料で形成されている本体カバーが被覆されている前方側部位を塑性変形させずに、本体カバーが被覆されていない後方側部位を塑性変形させることができるようになる。また、前方に移動する膝の移動量は車種によって異なるが、本体カバーは、ボルスタ本体の後方側部位が所定の変形量で塑性変形するように被覆することができるので、異なる種々の車両に対応させることができる。
【００１５】
本発明の第２の態様は第１の態様である車両用ニーボルスタにおいて、ボルスタ本体は、インストルメントパネルの内側に設けられたインパネリンフォースメントに固定されているものである。
このような第２の態様である車両用ニーボルスタによれば、インパネリンフォースメントで膝の必要以上の移動を確実に阻止すると共に、ボルスタ本体及び本体カバーで前席に着座する乗員の膝と対向する前面の崩れや割れを抑制することができる。
【００１６】
本発明の第３の態様は第１の態様又は第２の態様である車両用ニーボルスタにおいて、本体カバーは、ボルスタ本体の前方側部位の形状に沿って形成されているものである。
このような第３の態様である車両用ニーボルスタによれば、本体カバーのカバー端面が位置するボルスタ本体の箇所を受圧面積とすることができるので、確実に前席に着座する乗員の膝と対向するボルスタ本体の前面の崩れや割れを抑制することができる。
【００１７】
本発明の第４の態様は第１の態様から第３の態様のうち何れか１つの態様である車両用ニーボルスタにおいて、本体カバーの大きさは、当該本体カバーに膝が強く当たると、ボルスタ本体が所定の変形量で塑性変形するような受圧面積になるように設定されているものである。
このような第４の態様である車両用ニーボルスタによれば、ボルスタ本体の受圧面積の大きい部分で塑性変形させることができることから、ボルスタ本体の変形量を低減させることができるので、当該ボルスタ本体の耐荷重を向上させることができる。
【００１８】
本発明の第５の態様は第１の態様から第４の態様のうち何れか１つの態様である車両用ニーボルスタにおいて、ボルスタ本体の材料はウレタン材である。
このような第５の態様である車両用ニーボルスタよれば、車両衝突時に前席に着座する乗員が前方へ移動することにより当該乗員の膝が当たると、圧縮され潰れ変形するので、乗員の膝への衝撃を効率よく緩衝すると共に乗員の腰の前方への移動を規制することができる。
【００１９】
本発明の第６の態様は第５の態様である車両用ニーボルスタにおいて、本体カバーの材料はポリプロピレンである。
このような第６の態様である車両用ニーボルスタによれば、ウレタン材より剛性強度が高いので、確実に本体カバーが被覆されている前方側部位を塑性変形させずに、本体カバーが被覆されていない後方側部位を塑性変形させることができるようになる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の車両用ニーボルスタによれば、ボルスタ本体の乗員側となる前方側部位の上部側が細く形成され、また、ボルスタ本体の乗員側となる前方側部位に凹部が設けられていても、前席に着座する乗員の膝と対向する前面の崩れや割れを確実に抑制することができるので、耐荷重の低下を防ぐことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の車両用ニーボルスタの好ましい実施の形態例を示す縦断面図である。
【図２】本発明の車両用ニーボルスタ及び従来のニーボルスタにおける膝荷重−変位特性を示す図である。
【図３】（Ａ）は車両用ニーボルスタが設けられるインストルメントパネルの構成例を示す斜視図、（Ｂ）はインパネリンフォースメントに固定されている車両用ニーボルスタと、前席に着座する乗員の膝との関係を示す斜視図である。
【図４】従来の車両用ニーボルスタを示す図で、（Ａ）は乗員側となる前方側部位から見た斜視図、（Ｂ）はインパネリンフォースメント側となる後方側部位から見た斜視図である。
【図５】従来の車両用ニーボルスタを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の車両用ニーボルスタを実施するための形態例について、図面を参照して説明する。なお、本発明の車両用ニーボルスタのボルスタ本体は従来の車両用ニーボルスタと同一形状であるので、同一要素には同一参照番号を付すことで説明を省略する。また、ボルスタ本体以外にも本明細書の全体を通じて同一要素には同一参照番号を付す。
本発明の車両用ニーボルスタは従来の車両用ニーボルスタと同様に、車室内に配置された前席である運転席の前方に設けられているインストルメントパネルの内側に設けられ、車両衝突時に前席に着座する乗員が前方へ移動することで当該乗員の膝が強く当たったときに、当該膝への衝撃を緩衝すると共に乗員の腰の前方への移動を規制するものである。
【００２３】
このような車両用ニーボルスタは図１に示すように、塑性変形可能な材料で厚肉のブロック状に形成され、膝への衝撃を塑性変形することによって緩衝するボルスタ本体１と、ボルスタ本体１の乗員側となる前方側部位１Ａに被覆され、ボルスタ本体１の材料より剛性強度が高い材料で形成されている本体カバー５とから構成されている。
ボルスタ本体１はインパネリンフォースメント３に固定されたブラケット３１に樹脂製クリップ６でクリップ止めされている。この樹脂製クリップ６は、外圧によって撓むことができる弾性力を有する係止片部６ａをブラケット３１に設けられたクリップ穴３１ａに圧入することで当該係止片部６ａがクリップ穴３１ａに係止されるように構成されている。
【００２４】
本体カバー５は、ボルスタ本体１の後方側部位１Ｂが所定の変形量で塑性変形するように被覆されている。即ち、本体カバー５はボルスタ本体１の前方側部位１Ａを覆うように凹状に形成され、そのカバー端面５ａが位置するボルスタ本体１の箇所から当該ボルスタ本体１の根元１ｅまでの間が塑性変形することになる。ここで、ボルスタ本体１の根元１ｅとは、ボルスタ本体１がインパネリンフォースメント３に固定されたブラケット３１に当接している箇所を言う。したがって、本体カバー５のカバー端面５ａが位置するボルスタ本体１の箇所を変えることでボルスタ本体１の受圧面積を変更できるので、ボルスタ本体１の後方側部位１Ｂを所定の変形量で塑性変形することができる。
【００２５】
また、本発明の車両用ニーボルスタ１’が内側に設けられるインストルメントパネル２は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等から所要形状に形成された合成樹脂製のパネル基材上にウレタン製の発泡材層を介してＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）製の表皮を備えている積層構造体である（図示せず。）。なお、見栄えをよくするための表皮とパネル基材との間に発泡材層を介在させるのは、セーフティーパッドの役目を果たさせるためである。
【００２６】
このように構成された本発明の車両用ニーボルスタ１’の動作について以下説明する。
車両衝突時に運転席に着座する乗員が前方へ移動すると、当該乗員の膝がインストルメントパネル２のインストルメントパネルロア２Ｂに強く当たるので、インストルメントパネルロア２Ｂは変形して車両用ニーボルスタ１’に強く当たることになる。この際、インストルメントパネルロア２Ｂを介して膝が本体カバー５に強く当たるので、塑性変形可能な材料でブロック状に形成されているボルスタ本体１は、当該ボルスタ本体１の材料より剛性強度が高い材料で形成されている本体カバー５が被覆されている前方側部位１Ａを塑性変形させずに、本体カバー５が被覆されていない後方側部位１Ｂを塑性変形させることができるようになる。
【００２７】
したがって、ボルスタ本体１の乗員側となる前方側部位１Ａの上部側１ａが細く形成されていても、膝が強く当たることで崩れてしまうことを防ぐことができ、また、ボルスタ本体１の乗員側となる前方側部位１Ａに凹部１ｃ、１ｄが設けられていても、その凹部１ｃ、１ｄの部位にインストルメントパネル２のクリップ止めやビス止めの部位や操作スイッチなどが取り付けられている部位が強く当たることで割れてしまうことを防ぐことができる。
【００２８】
また、前方に移動する膝の移動量は車種によって異なるが、本体カバー５は、ボルスタ本体１の後方側部位１Ｂが所定の変形量で塑性変形するように被覆することができるので、異なる種々の車両に対応させることができる。
【００２９】
このことから、ボルスタ本体１の乗員側となる前方側部位１Ａの上部側１ａが細く形成され、また、ボルスタ本体１の乗員側となる前方側部位１Ａに凹部１ｃ、１ｄが設けられていても、前席に着座する乗員の膝と対向する前面の崩れや割れを確実に抑制することができるので、耐荷重の低下を防ぐことができる。したがって、本発明の車両用ニーボルスタ１’は、膝への衝撃を緩衝する性能及び腰の前方への移動を規制する性能を効果的に発揮させることができる。
【００３０】
なお、このボルスタ本体１は従来の車両用ニーボルスタ１と同様に、インストルメントパネル２の内側に設けられたインパネリンフォースメント３に固定されているので、インパネリンフォースメント３で膝の必要以上の移動を確実に阻止すると共に、ボルスタ本体１及び本体カバー５で前席に着座する乗員の膝と対向する前面の崩れや割れを抑制することができる。
【００３１】
また、本体カバー５は、ボルスタ本体１の前方側部位１Ａの形状に沿って形成されているとよい。本体カバー５をボルスタ本体１の前方側部位１Ａの形状に沿って形成させることで、本体カバー５のカバー端面５ａが位置するボルスタ本体１の箇所を受圧面積とすることができるので、確実に前席に着座する乗員の膝と対向するボルスタ本体１の前面の崩れや割れを抑制することができる。
【００３２】
さらに、本体カバー５の大きさは、当該本体カバー５に膝が強く当たると、ボルスタ本体１が所定の変形量で塑性変形するような受圧面積になるように設定されているとよい。本体カバー５の大きさが、当該本体カバー５に膝が強く当たった場合に、ボルスタ本体１が所定の変形量で塑性変形するような受圧面積になるように設定されていることで、ボルスタ本体１の受圧面積の大きい部分で塑性変形させることができることから、ボルスタ本体１の変形量を低減させることができるので、当該ボルスタ本体１の耐荷重を向上させることができる。
【００３３】
このような本体カバー５の材料は、ボルスタ本体１の材料が例えばウレタン材の場合には、凹凸形状に沿い易くウレタン材より強度が高い合成樹脂が好ましく、より好ましくはポリプロピレン樹脂がよい。より好ましくはポリプロピレン樹脂がよいのは、軽量且つ強度に優れ、接着又はプラスチック成形においても本体カバー５をボルスター本体１と容易に接合できるからである。即ち、ボルスタ本体１の材料をウレタン材にすることで、車両衝突時に前席に着座する乗員が前方へ移動することにより当該乗員の膝が当たると、圧縮され潰れ変形するので、乗員の膝への衝撃を効率よく緩衝すると共に乗員の腰の前方への移動を規制することができ、この場合に本体カバー５の材料を合成樹脂にすることで、ウレタン材より剛性強度が高いので、確実に本体カバー５が被覆されている前方側部位１Ａを塑性変形させずに、本体カバー５が被覆されていない後方側部位１Ｂを塑性変形させることができるようになる。
【００３４】
なお、ボルスタ本体１の材料が例えばウレタン材の場合には、本体カバー５の材料は上述したような合成樹脂に限らず、確実に本体カバー５が被覆されている前方側部位１Ａを塑性変形させずに、本体カバー５が被覆されていない後方側部位１Ｂを塑性変形させることができれば、金属や木材でもよい。
【００３５】
次に、本発明の車両用ニーボルスタ１’と従来の車両用ニーボルスタ１との比較試験を行ったので以下に図２を参照しながら説明する。比較試験は、車両のシートに載せられた乗員を模擬するダミー人形を用いて、車両衝突時における乗員の膝からの入力を模擬したインパクタ試験で、衝突解析ソフトウエアを用いて解析を行っている。また、本発明の車両用ニーボルスタ１’のボルスタ本体１は従来の車両用ニーボルスタ１と同一形状で材料はウレタン材である。また、本体カバー５の材料はポリプロピレンである。なお、図２は、横軸に車両用ニーボルスタの変形量（潰れ量）、縦軸に乗員の膝が受ける膝荷重を採ったグラフで、Ｃ１が本発明の車両用ニーボルスタ１’を示す曲線、Ｃ２が従来の車両用ニーボルスタ１を示す曲線である。比較結果としては、本発明の車両用ニーボルスタ１’が従来の車両用ニーボルスタ１より耐荷重が向上していることが確認できた。
【００３６】
なお、本発明の車両用ニーボルスタ１’は、自動車の運転席側のインストルメントパネル２の内側に設けられていたが、これに限定されるものではなく、設置することができれば助手席側でもよく、さらには、設置することができれば乗員が前席に着座することができるどのような車両にも適用させることができる。
【００３７】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【符号の説明】
【００３８】
１’……本発明の車両用ニーボルスタ
１……ニーボルスタ本体
１Ａ……前方側部位
１Ｂ……後方側部位
２……インストルメントパネル
３……インパネリンフォースメント
５……本体カバー
【図１】
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【図２】
2013124026.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013124026.tif 000006
【図５】
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