(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の前席乗員の足元パネルの乗員側の面にバッグを設け、該バッグを足元パネルの変形時に、前記足元パネルの変形量に応じ、前記足元パネルの変形量が大きい場合には変形量が小さい場合と比較して膨張量が大きくなるよう膨張させて、足元パネルの変形による乗員の足への衝撃を緩和することを特徴とする自動車の衝撃緩和構造。
【請求項２】
請求項１記載の自動車の衝撃緩和構造であって、
膨張したバッグが足首の回転を抑制することを特徴とする自動車の衝撃緩和構造。
【請求項３】
請求項２記載の自動車の衝撃緩和構造であって、
バッグのかかと側が足のつま先側よりも足側に大きく膨張することを特徴とする自動車の衝撃緩和構造。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の自動車の衝撃緩和構造であって、
バッグが気体により膨張する構造であることを特徴とする自動車の衝撃緩和構造。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の自動車の衝撃緩和構造であって、
バッグが液体により膨張する構造であることを特徴とする自動車の衝撃緩和構造。
【請求項６】
請求項５記載の自動車の衝撃緩和構造であって、
バッグと配管で連結され且つ液体が充填されたリザーバタンクがバッグとは別体で設置され、足元パネルの変形時に、液体がバッグ内に注入されることにより、バッグが膨張することを特徴とする自動車の衝撃緩和構造。
【請求項７】
請求項６記載の自動車の衝撃緩和構造であって、
リザーバタンクに衝突時後退する部材側に向けられたピストンが設けられ、衝突時に後退する部材がピストンを押すことにより、リザーバタンク内の液体がバッグ内に注入されることを特徴とする自動車の衝撃緩和構造。
【請求項８】
請求項５記載の自動車の衝撃緩和構造であって、
バッグと弁を介して一体的に連結され且つ液体が充填された変形可能なリザーバタンクが、足元パネルとペダルとの間に設置されており、足元パネルの変形時に、リザーバタンクが足元パネルとペダルに挟まれて圧縮され、リザーバタンク内の液体が弁を通ってバッグ内に注入されることにより、バッグが膨張することを特徴とする自動車の衝撃緩和構造。
【請求項９】
請求項８記載の自動車の衝撃緩和構造であって、
ペダル又はリザーバタンクに、リザーバタンクを広い範囲で押すブラケットが取付けられていることを特徴とする自動車の衝撃緩和構造。
【請求項１０】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車の衝撃緩和構造であって、
足元パネルの変形量を検知するセンサを設け、該センサからの信号により、エアバッグを膨張させることを特徴とする自動車の衝撃緩和構造。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の自動車の衝撃緩和構造であって、
バッグが伸縮性材料で形成されており、収縮状態で足元パネルに設けられていることを特徴とする自動車の衝撃緩和構造。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の自動車の衝撃緩和構造であって、
バッグが非伸縮性材料で形成されており、折りたたみ状態で足元パネルに設けられていることを特徴とする自動車の衝撃緩和構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動車の衝撃緩和構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の前面衝突時には車体前部の変形に伴って前席乗員の足元パネルが後退する方向に変形するため、このような足元パネルの変形にともなう衝撃を緩和するために、例えば特開平８−１６４７８２号公報に記載されているような構造が知られている。この種の衝撃緩和構造は、乗員の足を置くフットレストを、衝撃を受けて前後方向に圧縮して大きく変形する材料で形成し、衝突時には、このフットレストを変形させることにより、乗員足裏への衝撃力を吸収緩和するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の衝撃緩和構造では、フットレストを形成する構造体の厚みの範囲内で衝撃を吸収緩和する構成となっていたため、衝撃吸収性能に限りがあり、足元パネルが大きく変形したような場合には、フットレストの変形が底付いて衝撃を十分に吸収緩和できない場合がある。
【０００４】
この発明はこのような従来の技術に着目してなされたものであり、足元パネルの変形による乗員の足への衝撃を十分に緩和することができる自動車の衝撃緩和構造を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、自動車の前席乗員の足元パネル乗員側の面にバッグを設け、該バッグを足元パネルの変形時に、前記足元パネルの変形量に応じ、前記足元パネルの変形量が大きい場合には変形量が小さい場合と比較して膨張量が大きくなるよう膨張させて足元パネルの変形による乗員の足への衝撃を緩和する。
【０００６】
請求項２記載の発明は、膨張したバッグが足首の回転を抑制する。
【０００７】
請求項３記載の発明は、バッグのかかと側が足のつま先側よりも足側に大きく膨張する。
【０００８】
請求項４記載の発明は、バッグが気体により膨張する構造である。
【０００９】
請求項５記載の発明は、バッグが液体により膨張する構造である。
【００１０】
請求項６記載の発明は、バッグと配管で連結され且つ液体が充填されたリザーバタンクがバッグとは別体で設置され、足元パネルの変形時に、液体がバッグ内に注入されることにより、バッグが膨張する。
【００１１】
請求項７記載の発明は、リザーバタンクに衝突時後退する部材側に向けられたピストンが設けられ、衝突時に後退する部材がピストンを押すことにより、リザーバタンク内の液体がバッグ内に注入される。
【００１２】
請求項８記載の発明は、バッグと弁を介して一体的に連結され且つ液体が充填された変形可能なリザーバタンクが、足元パネルとペダルとの間に設置されており、足元パネルの変形時に、リザーバタンクが足元パネルとペダルに挟まれて圧縮され、リザーバタンク内の液体が弁を通ってバッグ内に注入されることにより、バッグが膨張する。
【００１３】
請求項９記載の発明は、ペダル又はリザーバタンクに、リザーバタンクを広い範囲で押すブラケットが取付けられている。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、足元パネルの変形量を検知するセンサを設け、該センサからの信号により、エアバッグを膨張させる。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、バッグが伸縮性材料で形成されており、収縮状態で足元パネルに設けられている。
【００１７】
請求項１２記載の発明は、バッグが非伸縮性材料で形成されており、折りたたみ状態で足元パネルに設けられている。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、自動車の前席乗員の足元パネルにバッグを設け、該バッグを足元パネルの変形時に膨張させるため、この膨張したバッグにより、足元パネルの変形による乗員の足への衝撃を十分に緩和することができる。
しかも、バッグの膨張量が足元パネルの変形量に応じて大きくなるため、足元パネルの変形量の大小に関わらず乗員の足への衝撃力を吸収緩和することができる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、膨張したバッグが足首の回転を抑制するため、足首の保護を図ることもできる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、バッグのかかと側が足のつま先側よりも足側に大きく膨張するため、足先が反り返る方向に足首が回転するのを防止することができる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、バッグが気体により膨張する構造であるため、既知のエアバッグ構造を利用できる。また、乗員の足元空間を広くカバーするように設計することにより、衝突時の足の置き場所にかかわらず、また左右両足を同時に衝撃から保護することが可能となる。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、バッグが液体により膨張する構造であるため、気体で膨張させる方式よりも構造簡単である。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、バッグとリザーバタンクとが別体のため、リザーバタンクを車体の空きスペースに設置することができ、スペースの有効利用を図ることができる。
【００２５】
請求項７記載の発明によれば、衝突時の衝撃を利用して液体をバッグ内に注入するため、液体注入のためのポンプを必要としない。
【００２６】
請求項８記載の発明によれば、バッグとリザーバタンクとが一体のため、足元パネルに設置してもスペースを圧迫しない。また、リザーバタンクが変形可能で、衝突時に挟まれる力を利用して液体をバッグ内に注入するため、液体注入のためのポンプを必要としない。更に、足元パネルとペダルに間に、膨張したバッグが位置するため、ドライバが衝突の際にペダルを踏んでいた場合において、ペダルを踏んでいる足を確実に保護することができる。
【００２７】
請求項９記載の発明によれば、リザーバタンクを広い範囲で押すブラケットが取付けられているため、バッグへの液体注入量が多くなる。
【００２９】
請求項１０記載の発明によれば、足元パネルの変形量を検知するセンサにより、バッグの膨張量を正確に制御することができる。
【００３０】
請求項１１記載の発明によれば、バッグが伸縮性材料で形成されており、収縮状態で足元パネルに設けられているため、バッグを折りたたむ必要がない。
【００３１】
請求項１２記載の発明によれば、バッグが非伸縮性材料で形成されており、折りたたみ状態で足元パネルに設けられているため、バッグの膨張方向が一定化する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
図１〜図４は、この発明の第１実施形態を示す図である。前席乗員の足元パネル（ダッシュパネル）１０５付近には車体変形センサ１０１が設置されている。また、衝突時の車体変形が及ばないような位置、又は強固なフレームに保護された位置にはコントローラ１０２が設けられている。更に、足元パネル１０５には、インフレータ１０３と、このインフレータ１０３のガスにより膨張可能なバッグ１０４が設けられている。バッグ１０４が気体により膨張する構造であるため、既知のエアバッグ構造を利用できる。バッグ１０４は伸縮性材料で形成されており、収縮状態で足元パネル１０５に設けられている。従って、バッグ１０４は折りたたむ必要がない。尚、１０６はブレーキ用のペダルである（その他のクラッチペダルやアクセルペダル等でも同様）。
【００３５】
次に作用について説明する。車両が前面衝突した際には、車体変形センサ１０１が前席乗員の足元パネル１０５の変形量を検出する。変形センサ１０１としては、例えば従来から衝突検知用に用いられている加速時計の出力を時間に対して２回積分して変形量を求めるものや、足元パネル１０５に接続したワイヤの長さを検出するポテンショメータのようなものが考えられる。車体変形センサ１０１により得られた変形量の情報はコントローラ１０２に送られて、バッグ１０４内に噴出される気体（ガス）の量が演算される。足元パネル１０５の変形量が小さい場合は噴出量は少なく、変形量が大きい場合は噴出量を多くする。コントローラ１０２で決定された噴出量の情報はインフレータ１０３に送られて、規定量の気体がバッグ１０４に噴出される。気体を噴出されたバッグ１０４は前席乗員の足元で膨張する。衝突後の車体変形が進むにつれて足元パネル１０５は乗員足裏へ向かって後退するが、膨張したバッグ１０４により乗員足裏への衝撃が緩和される。
【００３６】
図２は、前席乗員がペダル１０６を踏んでいる様子を表している。足元パネル１０５は初期形状にあり、バッグ１０４の内部は空である。図３は衝突後の状態で足元パネル１０５の変形量が小さい場合を示している。足元パネル１０５の変形量が小さい場合には、コントローラ１０２によりインフレータ１０３からバッグ１０４への気体噴出量が少なくなるように制御されるが、衝撃力が小さいのでバッグ１０４の膨張率が小さくても十分に足裏への衝撃を緩和できる。図４は衝突後の足元パネル１０５の変形量が大きい場合を示している。足元パネル１０５の変形量が大きいと乗員足裏への衝撃力も増大することが予想されるが、本発明では足元パネル１０５の変形の大きさを検知してバッグ１０４の膨張率を大きくすることにより足裏への衝撃を十分に緩和することができる。
【００３７】
このように、バッグ１０４の膨張量が足元パネル１０５の変形量に応じて大きくなるため、足元パネル１０５の変形量の大小に関わらず乗員の足への衝撃力を吸収緩和することができる。また、足元パネル１０５の変形量を車体変形センサ１０１により検知するため、バッグ１０４の膨張量を正確に制御することができる。更に、足元パネル１０５とペダル１０６に間に、膨張したバッグ１０４が位置するため、ドライバが衝突の際にペダル１０６を踏んでいた場合において、ペダル１０６を踏んでいる足を確実に保護することができる。加えて、バッグ１０４が気体により膨張する構造であるため、乗員の足元空間を広くカバーするように設計することにより、衝突時の足の置き場所にかかわらず、また左右両足を同時に衝撃から保護することが可能となる。
【００３８】
図５〜図７は、この発明の第２実施形態を示す図である。バッグ１０４ａは非伸縮性材料で形成されており、折りたたみ状態で足元パネル１０５に設けられている。本実施形態では第１実施形態と同様に衝突時の足元パネル１０５の変形を検知してバッグ１０４ａを膨張させるわけであるが、バッグ１０４ａは、前述のように、その材質が伸長して膨張するのではなく、折りたたまれていたものが展開することにより容積が増大する。従って、バッグ１０４ａの膨張方向は一定化する。
【００３９】
図５は、前席乗員がペダル１０６を踏んでいる様子を表している。図６は、衝突後の状態で足元パネル１０５の変形量が小さい場合を示しており、図７は衝突後の足元パネル１０５の変形量が大きい場合を示している。足元パネル１０５の変形量が小さい場合は気体の噴出量を少なくしてバッグ１０４ａの展開容積を小さくし、変形量が大きい場合には噴出量を多くしてバッグ１０４ａの展開容積が大きくなるように制御される。これにより、足元パネル１０５の変形量の大小にかかわらず乗員の足裏へ加わる衝撃を緩和することができる。
【００４０】
図８〜図１０は、この発明の第３実施形態を示す図である。車両前部のエンジンルーム内にはリザーバタンク１０７が設置されている。リザーバタンク１０７の内部には液体が充填されており、ピストン１０７ａにより圧力が加えられる構造となっている。リザーバタンク１０７は足元パネル１０５の近くで且つピストン１０７の作動方向は車両の前後方向に概ね一致する方向に設置されている。リザーバタンク１０７は、足元パネル１０５の裏側の空きスペースに設置されており、車体スペースの有効利用が図られている。リザーバタンク１０７のピストン１０７ａの前端は、衝突時に足元パネル１０５に向かって後退する重量物、例えばエンジンブロックやトランスミッションまたはサスペンションフレームの方向に向けられている。また、リザーバタンク１０７の液体が充填されている部分は、配管１０７ｂを介して、リザーバタンク１０７とは別体のバッグ１０４ｂに連結されている。バッグ１０４ｂが液体により膨張する構造であるため、気体で膨張させる方式よりも構造簡単である。
【００４１】
図８は、前席乗員がペダル１０６を踏んでいる様子を表している。図９は、衝突後の状態で足元パネル１０５の変形量が小さい場合を示している。衝突時に車両前部が変形するとエンジンルーム内の重量物が相対的に車体後方へ移動する。後退してきた重量物はピストン１０７ａの前端を押してリザーバタンク１０７内に充填された液体を加圧する。圧縮された液体は配管１０７ｂを通ってバッグ１０４ｂに注入されてこれを膨張させる。図１０は変形量が大きい場合の作用を示しており、足元パネル１０５付近の変形量に応じてバッグ１０４ｂの膨張率が制御されている。すなわち、足元パネル１０５の変形量が大きい場合は、エンジンルームに配された重量物の後退量も大きいため、この重量物に押されるピストン１０７ａのストローク量も増し、液体の注入量が増す。従って、バッグ１０４ｂの膨張量が大きくなる。このように、この実施形態のリザーバタンク１０７は、先の実施形態の「車体変形センサ」「コントローラ」「インフレータ」の機能を同時に兼ね備えている。また、衝突時の衝撃を利用して液体をバッグ１０４ｂ内に注入できるため、液体注入のためのポンプを必要としない。従って、製造コストを低く抑えることができる。
【００４２】
図１１〜図１３は、この発明の第４実施形態を示す図である。その基本的な構成は第２実施形態と同様であり、作用についても足元パネル１０５の変形量に応じてバッグ１０４ｃを展開させるところまでは同様である。本実施形態の特徴は、バッグ１０４ｃが足のつま先側よりもかかと側で大きく足側へ展開（膨張）するようになっている点である。
【００４３】
図１１は、前席乗員がペダル１０６を踏んでいる様子を表している。図１２は足元パネル１０５の変形量が小さい場合、図１３は変形量が大きい場合を示している。一般に前面衝突時の足元パネル１０５の変形は、足のかかと側よりもつま先側で大きくなる傾向がある。従って、前席乗員の足が足元パネル１０５に押されると、足先が反り返る方向に足首は回転させられる。この回転角θは前席乗員の足がペダル１０６上にあると更に大きくなる。本発明によれば、どの実施形態においても乗員のかかとを覆うようにバッグ１０４ｃが展開するので足首の回転を抑えることができるけれども、この実施形態によれば、かかと側の膨張率を大きくとっているため、バッグ１０４ｃがない場合と比べて、または他の実施形態のようにバッグ１０４ｃが均一に展開する場合と比べて、足首の回転を小さく抑えることができる。バッグ１０４ｃへの気体噴出量は足元パネル１０５の変形量に応じて増加されるため、仮に足元パネル１０５の変形量が大きい場合でも足首の回転角を小さく抑えることができる。
【００４４】
図１４〜図１７は、この発明の第５実施形態を示す図である。その基本的な構成は第３実施形態と同様であるが、バッグ１０４ｄとリザーバタンク１０７ｃは連続した容器で形成されている。バッグ１０４ｄは第３実施形態と同様に前席乗員の足裏に設置され、リザーバタンク１０７ｃはペダル１０６のレバーと足元パネル１０５の間に挟まれるように設置されている。従って、ペダル１０６が上方から吊り下げられて設置されているような場合には、リザーバタンク１０７ｃはバッグ１０４ｄより高い位置となる。両者は弁１０８により仕切られていて、通常の圧力では充填された液体がリザーバタンク１０７ｃからバッグ１０４ｄへ流入しないようになっている。但し、バッグ１０４ｄは初期状態で空である必要はなく、若干量の液体が封入されていてもよい。このリザーバタンク１０７ｃとバッグ１０４ｄとは一体のため、足元パネル１０５付近に設置してもスペースを圧迫しない。
【００４５】
図１４は、前席乗員がペダル１０６を踏んでいる様子を表している。図１５は足元パネル１０５の変形量が小さい場合の作用を示してる。衝突時に足元パネル１０５が変形すると、リザーバタンク１０７ｃが足元パネル１０５とペダル１０６のレバーに挟まれて圧縮され、リザーバタンク１０７ｃ内の液体が弁１０８を通って押し出されることによりバッグ１０４ｄが膨張する。図１６は変形量が大きい場合の作用を示している。足元パネル１０５の変形がリザーバタンク１０７ｃを直接圧縮するため、バッグ１０４ｄの膨張率は自動的に大きくなる。すなわち、本実施形態においても、先の実施形態の「車体変形センサ」「コントローラ」「インフレータ」の機能を同時に兼ね備えている。
【００４６】
第１７は本実施形態におけるペダル１０６の斜視図である。足元パネル１０５の変形がリザーバタンク１０７ｃを押す面積を拡大させるために、ペダル１０６のレバー部分に圧縮面積を大きくするためのブラケット１０９が取り付けられている。ブラケット１０９により、リザーバタンク１０７ｃの押される範囲が広くなるため、バッグ１０４ｄへの液体注入量が多くなる。
【００４７】
図１８は、この発明の第６実施形態を示す図である。この実施形態では、リザーバタンク１０７ｃの圧縮面積を大きくするためのブラケット１０９ａを、リザーバタンク１０７ｃ側に設けた。ブラケット１０９ａは、リザーバタンク１０７ｃの表面形状に合わせて上下に二分割されて、中央のヒンジでつながれている。ペダル１０６のレバーがブラケット１０９ａを押すと、ヒンジが回転して平らになり、リザーバタンク１０７ｃを広い面積で圧縮する。
【００４８】
図１９〜図２１は、参考例を示す図である。この参考例では、衝撃緩和材として気体や液体により膨張するバッグの代わりに、スプリング１１２により乗員の足側に突出する可動板１１０が用いられる。この可動板１１０の上端はヒンジ１１１を介して足元パネル１０５に回動自在に取付けられており、可動板１１０と足元パネル１０５との間にスプリング１１２が設けられている。従って、この可動板１１０はスプリング１１２により、ヒンジ１１１を中心にして下側が乗員足側へ突出可能である。可動板１１０の最大突出量は、吊り紐状のストッパ１１３により規定されている。可動板１１０は下側が突出するため、乗員のかかと付近がつま先よりも押される。従って、前記第４実施形態と同様に、足首の回転が抑制される。
【００４９】
この可動板１１０は初期状態では足元パネル１０５と面した状態になっており、下端が固定フック１１４により足元パネル１０５に固定されている。この固定フック１１４にはワイヤ１１５の一端が連結されており、このワイヤ１１５の他端は足元パネル１０５の上部の止め金１１６に固定されている。衝突時には、足元パネル１０５が変形して、ワイヤ１１５の張力がゆるむため、固定フック１１４が可動板１１０の下端から外れ、スプリング１１２が開放されて、可動板１１０が乗員の足側に突出する。従って、この可動板１１０により足元パネル１０５の変形による乗員足裏への衝撃を十分に緩和することができる。この実施形態で使用されたスプリング１１２の強さは略５０ｋＮ／ｍ以下のもので、足元パネル１０５の変形量が略１００ｍｍ発生してもスプリング１１２が底付かず、且つ乗員足への負荷入力が大きくならないように設定されている。この第７実施形態は、流体を使用せずに機械的に作動するために製造コストを安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る自動車前部の断面図。
【図２】第１実施形態の足元パネルの変形前の状態を示す断面図。
【図３】第１実施形態の足元パネルの小さい変形状態を示す断面図。
【図４】第１実施形態の足元パネルの大きい変形状態を示す断面図。
【図５】第２実施形態の足元パネルの変形前の状態を示す断面図。
【図６】第２実施形態の足元パネルの小さい変形状態を示す断面図。
【図７】第２実施形態の足元パネルの大きい変形状態を示す断面図。
【図８】第３実施形態の足元パネルの変形前の状態を示す断面図。
【図９】第３実施形態の足元パネルの小さい変形状態を示す断面図。
【図１０】第３実施形態の足元パネルの大きい変形状態を示す断面図。
【図１１】第４実施形態の足元パネルの変形前の状態を示す断面図。
【図１２】第４実施形態の足元パネルの小さい変形状態を示す断面図。
【図１３】第４実施形態の足元パネルの大きい変形状態を示す断面図。
【図１４】第５実施形態の足元パネルの変形前の状態を示す断面図。
【図１５】第５実施形態の足元パネルの小さい変形状態を示す断面図。
【図１６】第５実施形態の足元パネルの大きい変形状態を示す断面図。
【図１７】第５実施形態の足元パネル周辺を示す斜視図。
【図１８】第６実施形態の足元パネル周辺を示す斜視図。
【図１９】参考例の足元パネルの変形前の状態を示す断面図。
【図２０】参考例の足元パネルの変形後の状態を示す断面図。
【図２１】参考例の可動板を示す斜視図。
【符号の説明】
１０１   車体変形センサ
１０２   コントローラ
１０３   インフレータ
１０４   バッグ
１０５   足元パネル
１０６   ペダル
１０７   リザーバタンク
１０８   弁
１０９   ブラケット
１１０   可動板
１１１   ヒンジ
１１２   スプリング
１１３   ストッパ
１１４   固定フック
１１５   ワイヤ
１１６   止め金
【図１】
0004120079.tif 000002
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0004120079.tif 000017
【図１７】
0004120079.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
0004120079.tif 000020
【図２０】
0004120079.tif 000021
【図２１】
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