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JP2012116437A - Knee bolster for vehicle - Google Patents

Knee bolster for vehicle Download PDF

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JP2012116437A
JP2012116437A JP2010270611A JP2010270611A JP2012116437A JP 2012116437 A JP2012116437 A JP 2012116437A JP 2010270611 A JP2010270611 A JP 2010270611A JP 2010270611 A JP2010270611 A JP 2010270611A JP 2012116437 A JP2012116437 A JP 2012116437A
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energy absorbing
vehicle
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major axis
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Yusuke Fujiwara
祐介 藤原
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a knee bolster for vehicles which can reduce mass, while being able to stabilize the load displacement characteristics of an energy absorbing member.SOLUTION: The energy absorbing member 14 which is made of resin and composes the knee bolster for vehicle has an ellipse shape in a cross-sectional shape seen from a metallic bracket 22 side of an instrument panel reinforcement 12 and formed in a cylindrical shape having a bottom and opening at metallic bracket 22 side, and is fixed to the major axis direction both ends side of the ellipse cross section in an opening edge part by the metallic bracket 22. The energy absorbing member 14 disperses stress by dynamically changing the cross-sectional shape, when crushed by the load from the knee P1 of the occupant P by collision etc., of the vehicle. Thereby the load displacement characteristics is stabilized, since the energy absorbing member 14 can be prevented from broken. Also the linear dimension of the metallic bracket 22 can be shortened by lengthening the linear dimension of the energy absorbing member 14.

Description

本発明は、車両の衝突時等に乗員の膝部を拘束する車両用ニーボルスターに関する。   The present invention relates to a vehicle knee bolster that restrains an occupant's knee when a vehicle collides.

下記特許文献1に示された自動車用ニーボルスターでは、金属製のブラケットを介してインパネリインフォースメントに支持された硬質ウレタン製のパッド(エネルギ吸収部材)が、乗員の膝部に対向して配置される。この硬質ウレタンパッドは、自動車の衝突時に、乗員の膝部からの荷重によって潰されることにより、膝部の衝撃エネルギを吸収する。   In the knee bolster for automobiles shown in Patent Document 1 below, a hard urethane pad (energy absorbing member) supported by an instrument panel reinforcement via a metal bracket is disposed to face an occupant's knee. The This hard urethane pad absorbs the impact energy of the knee by being crushed by a load from the knee of the occupant at the time of a car collision.

特開2003−312429号公報JP 2003-31429 A

しかしながら、硬質ウレタンパッドは、生産技術上、発泡させられる長さに制約があり、且つ、潰れるときに折れ易い(圧縮荷重に対して割れ易い)ため、あまり長く形成することができない。そのため、硬質ウレタンパッドが固定される金属製ブラケット(固定部)の長さ寸法を短くすることができず、質量低減の面で改善の余地がある。また、硬質ウレタンパッドは、上述の如く圧縮荷重に対して割れ易いため、荷重−変位特性のばらつきが非常に大きくなることがある。   However, the rigid urethane pad has a restriction on the length of foaming due to production technology, and is easy to break when crushed (easy to break against a compressive load), so it cannot be formed so long. Therefore, the length of the metal bracket (fixed part) to which the hard urethane pad is fixed cannot be shortened, and there is room for improvement in terms of mass reduction. In addition, since the hard urethane pad is easily cracked with respect to the compressive load as described above, the variation of the load-displacement characteristic may be very large.

本発明は上記事実を考慮し、エネルギ吸収部材の荷重−変位特性を安定させることができると共に、質量を低減することができる車両用ニーボルスターを得ることを目的としている。   The present invention has been made in consideration of the above facts, and an object of the present invention is to obtain a vehicle knee bolster that can stabilize the load-displacement characteristics of the energy absorbing member and reduce the mass.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明に係る車両用ニーボルスターは、車両のシートに着座した乗員の膝部の前方に配置されると共に、車体側の剛性部材に設けられた固定部に前端側が固定された樹脂製のエネルギ吸収部材を備え、前記エネルギ吸収部材は、前記固定部側から見た断面形状がオーバル形で且つ前記固定部側が開口した有底筒状に形成され、開口縁部におけるオーバル形断面の長径方向両端側において前記固定部に固定されていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the vehicle knee bolster according to the invention described in claim 1 is disposed in front of a knee portion of an occupant seated on a vehicle seat and is provided on a rigid member on the vehicle body side. A resin-made energy absorbing member whose front end side is fixed to a fixing portion is provided, and the energy absorbing member is formed in a bottomed cylindrical shape having an oval cross-sectional shape viewed from the fixing portion side and having an opening on the fixing portion side. The opening edge portion is fixed to the fixing portion at both ends in the major axis direction of the oval cross section.

なお、請求項1に記載の「オーバル形」には、楕円形、角丸長円形、卵形などが含まれる。   The “oval shape” described in claim 1 includes an oval shape, a rounded oval shape, an oval shape, and the like.

請求項1に記載の車両用ニーボルスターでは、車両のシートに着座した乗員の膝部の前方に樹脂製のエネルギ吸収部材が配置される。このエネルギ吸収部材は、車体側の剛性部材(インパネリインフォースメントなど)に設けられた固定部に前端側が固定されており、車両の衝突時等に車両前方側へ慣性移動しようとする乗員の膝部からの荷重によって潰される。これにより、膝部の衝撃エネルギが吸収される。   In the vehicle knee bolster according to the first aspect, the resin-made energy absorbing member is disposed in front of the knee portion of the occupant seated on the vehicle seat. This energy absorbing member has a front end fixed to a fixing portion provided on a rigid member (instrument reinforcement, etc.) on the vehicle body side, and a knee portion of an occupant trying to move inertially forward of the vehicle in the event of a vehicle collision or the like It is crushed by the load from. Thereby, the impact energy of the knee is absorbed.

ここで、上述のエネルギ吸収部材は、上記剛性部材の固定部側から見た断面形状がオーバル形で且つ固定部側が開口した有底筒状に形成されており、開口縁部におけるオーバル形断面の長径方向両端側において固定部に固定されている。   Here, the energy absorbing member described above is formed in a bottomed cylindrical shape having an oval cross section viewed from the fixed portion side of the rigid member, and an open cross section at the opening edge. It is being fixed to the fixing | fixed part in the major axis direction both ends.

このため、エネルギ吸収部材が潰れる際には、オーバル形断面の長径方向両端側、つまり、エネルギ吸収部材の周壁において曲率が大きい両端側に応力が集中する。これにより、エネルギ吸収部材は、前記曲率が大きい両端側がそれぞれ座屈波を形成するように蛇腹状に座屈する。この際、前記座屈波の山に対応する部分では、オーバル形断面の長径が長くなるようにエネルギ吸収部材が変形し、前記座屈波の谷に対応する部分では、オーバル形断面の短径が長くなるようにエネルギ吸収部材が変形する。このように、エネルギ吸収部材の断面形状が動的に変化することにより、応力が分散されるので、エネルギ吸収部材が座屈に伴って割れることを防止又は効果的に抑制できる。これにより、エネルギ吸収部材の荷重−変位特性を安定させることができる。   For this reason, when the energy absorbing member is crushed, stress concentrates on both ends of the oval cross section in the major axis direction, that is, on both ends having a large curvature in the peripheral wall of the energy absorbing member. As a result, the energy absorbing member is buckled in a bellows shape so that both end sides having a large curvature each form a buckling wave. At this time, in the portion corresponding to the peak of the buckling wave, the energy absorbing member is deformed so that the long diameter of the oval cross section becomes long, and in the portion corresponding to the valley of the buckling wave, the short diameter of the oval cross section. The energy absorbing member is deformed so as to be longer. As described above, since the stress is dispersed by dynamically changing the cross-sectional shape of the energy absorbing member, it is possible to prevent or effectively suppress the energy absorbing member from cracking due to buckling. Thereby, the load-displacement characteristic of an energy absorption member can be stabilized.

しかも、エネルギ吸収部材が割れることを防止等できるので、エネルギ吸収部材の長さ寸法を長く設定することが可能になる。これにより、上記固定部の構成を簡素化し、装置の質量を低減することができる。つまり、例えば、インパネリインフォースメントの本体部(パイプ材等)に取り付けられた金属製のブラケットが固定部とされる場合には、当該金属製ブラケットの長さ寸法を短縮することができる。また、例えば、インパネリインフォースメントの本体部の一部を固定部とし、当該固定部に直接エネルギ吸収部材を固定することにより、金属製ブラケットを省略することができる。これにより、装置の質量を低減することが可能になる。   In addition, since the energy absorbing member can be prevented from cracking, the length of the energy absorbing member can be set longer. Thereby, the structure of the said fixing | fixed part can be simplified and the mass of an apparatus can be reduced. That is, for example, when the metal bracket attached to the main body portion (pipe material or the like) of the instrument panel reinforcement is used as the fixed portion, the length of the metal bracket can be shortened. Further, for example, a metal bracket can be omitted by setting a part of the main body of the instrument panel reinforcement as a fixed part and fixing the energy absorbing member directly to the fixed part. This makes it possible to reduce the mass of the device.

請求項2に記載の発明に係る車両用ニーボルスターは、請求項1に記載の車両用ニーボルスターにおいて、前記エネルギ吸収部材は、前記オーバル形断面の長径方向両端側の肉厚が前記短径方向両端側の肉厚よりも厚く形成されていることを特徴としている。   A vehicle knee bolster according to a second aspect of the present invention is the vehicle knee bolster according to the first aspect, wherein the energy absorbing member has a wall thickness at both ends in the major axis direction of the oval cross section in the minor axis direction. It is characterized by being formed thicker than the wall thickness at both ends.

請求項2に記載の車両用ニーボルスターでは、エネルギ吸収部材が潰れる際には、オーバル形断面の長径方向両端側に応力が集中するが、当該長径方向両端側の肉厚が短径方向両端側の肉厚よりも厚く形成されているので、過度な応力集中により長径方向両端側に割れが発生することを防止できる。   In the vehicle knee bolster according to claim 2, when the energy absorbing member is crushed, stress is concentrated on both ends in the major axis direction of the oval cross section. Therefore, it is possible to prevent cracks from occurring at both ends in the major axis direction due to excessive stress concentration.

請求項3に記載の発明に係る車両用ニーボルスターは、請求項1又は請求項2に記載の車両用ニーボルスターにおいて、前記エネルギ吸収部材は、前記固定部側から見た断面形状が楕円形とされると共に、楕円形断面の長径と短径との長さの比が2対1に設定されていることを特徴としている。   A vehicle knee bolster according to a third aspect of the present invention is the vehicle knee bolster according to the first or second aspect, wherein the energy absorbing member has an elliptical cross-sectional shape as viewed from the fixed portion side. In addition, the length ratio of the major axis to the minor axis of the elliptical cross section is set to 2: 1.

請求項3に記載の車両用ニーボルスターでは、エネルギ吸収部材における楕円形断面の長径(長軸)と短径(短軸)との長さの比が2対1に設定されていることにより、エネルギ吸収部材に要求されるエネルギ吸収量を確保しつつ、エネルギ吸収部材の質量を最小に設定することができる。   In the vehicle knee bolster according to claim 3, the ratio of the length of the major axis (major axis) to the minor axis (minor axis) of the elliptical cross section of the energy absorbing member is set to 2: 1. The mass of the energy absorbing member can be set to a minimum while ensuring the amount of energy absorption required for the energy absorbing member.

請求項4に記載の発明に係る車両用ニーボルスターは、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の車両用ニーボルスターにおいて、前記エネルギ吸収部材は、前記オーバル形断面の長径が車両上下方向に沿う状態で前記固定部に固定されていることを特徴としている。   A vehicle knee bolster according to a fourth aspect of the present invention is the vehicle knee bolster according to any one of the first to third aspects, wherein the energy absorbing member has a major axis of the oval cross section. It is characterized by being fixed to the fixed part in a state along the vertical direction.

請求項4に記載の車両用ニーボルスターでは、エネルギ吸収部材がオーバル形断面の長径を車両上下方向に沿わせた状態で配置される。つまり、エネルギ吸収部材の車両上下方向寸法が大きく設定されているため、乗員の体格差などによる膝部の配置高さのばらつきに関わらず、エネルギ吸収部材を膝部に良好に対向させることができる。   In the vehicle knee bolster described in claim 4, the energy absorbing member is disposed in a state where the major axis of the oval cross section is along the vehicle vertical direction. In other words, since the vehicle vertical dimension of the energy absorbing member is set large, the energy absorbing member can be satisfactorily opposed to the knee regardless of variations in the arrangement height of the knee due to the physique difference of the occupant. .

以上説明したように、本発明に係る車両用ニーボルスターでは、エネルギ吸収部材の荷重−変位特性を安定させることができると共に、質量を低減することができる。   As described above, in the vehicle knee bolster according to the present invention, the load-displacement characteristic of the energy absorbing member can be stabilized and the mass can be reduced.

本発明の第1実施形態に係る車両用ニーボルスターの構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a configuration of a vehicle knee bolster according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る車両用ニーボルスターの部分的な構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the partial structure of the vehicle knee bolster which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の3−3線に沿った切断面を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the cut surface along line 3-3 in FIG. 図1の4−4線に沿った切断面を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the cut surface along line 4-4 of FIG. (A)は、本発明の第1実施形態に係るエネルギ吸収部材が座屈する際の変形モードを説明するための概略的な斜視図であり、(B)は、(A)のA−A線に沿った断面の変形モードを説明するための概略的な断面図であり、(C)は、(A)のB−B線に沿った断面の変形モードを説明するための概略的な断面図である。(A) is a schematic perspective view for demonstrating the deformation | transformation mode at the time of the energy absorption member which concerns on 1st Embodiment of this invention buckling, (B) is the AA line of (A). It is a schematic sectional drawing for demonstrating the deformation mode of the cross section along A, and (C) is a schematic sectional drawing for demonstrating the deformation mode of the cross section along the BB line of (A). It is. エネルギ吸収部材の荷重−変位特性を示す線図である。It is a diagram which shows the load-displacement characteristic of an energy absorption member. 本発明の第2実施形態に係るエネルギ吸収部材の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the energy absorption member which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る車両用ニーボルスターの部分的な構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the partial structure of the knee bolster for vehicles which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

<第1実施形態>
以下、図1〜図6を参照して、本発明の第1実施形態に係る車両用ニーボルスター10について説明する。なお、各図中矢印FRは車両前方向を示し、矢印UPは車両上方向を示し、矢印LHは車両左方向を示し、矢印RHは車両右方向を示している。
<First Embodiment>
Hereinafter, with reference to FIGS. 1-6, the vehicle knee bolster 10 which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated. In each figure, the arrow FR indicates the vehicle front direction, the arrow UP indicates the vehicle upward direction, the arrow LH indicates the vehicle left direction, and the arrow RH indicates the vehicle right direction.

本第1実施形態に係る車両用ニーボルスター10は、右ハンドルの車両の運転席(シート)に着座した乗員の両膝部を拘束するための装置(下肢拘束装置)であり、図1に示されるように、インパネリインフォースメント12と、左右一対のエネルギ吸収部材14とによって構成されている。インパネリインフォースメント12は、車室内の前部に設けられた図示しないインストルメントパネルの内側に配置されており、車両幅方向に延びて左右の車体パネル間を連結している(なお、図1では、インパネリインフォースメント12の一部のみが図示されている)。   The vehicle knee bolster 10 according to the first embodiment is a device (lower limb restraint device) for restraining both knees of an occupant seated in a driver seat (seat) of a right-hand drive vehicle, which is shown in FIG. As shown, the instrument panel reinforcement 12 and a pair of left and right energy absorbing members 14 are included. The instrument panel reinforcement 12 is disposed inside an instrument panel (not shown) provided at the front of the vehicle interior, and extends in the vehicle width direction to connect the left and right vehicle body panels (in FIG. 1). Only a part of the instrument panel reinforcement 12 is shown).

このインパネリインフォースメント12の本体部18は、金属製の長尺なパイプ材で形成されている。この本体部18は、強度を必要とする運転席側の部分が太く、強度をあまり必要としない助手席側の部分が細く形成されている。本体部18の運転席側の部分には、ステアリングコラムを取り付けるための金属製のコラム支持部20(コラムブラケット)が取り付けられている。このコラム支持部20の左右両側には、エネルギ吸収部材固定用の固定部である左右一対の金属製ブラケット22が配置されている。   The main body 18 of the instrument panel reinforcement 12 is formed of a long metal pipe material. The main body 18 has a thick portion on the driver's seat side that requires strength and a thin portion on the passenger seat side that does not require much strength. A metal column support portion 20 (column bracket) for attaching a steering column is attached to a portion of the main body portion 18 on the driver's seat side. A pair of left and right metal brackets 22 that are fixing portions for fixing the energy absorbing member are disposed on both the left and right sides of the column support portion 20.

これらの金属製ブラケット22は、金属板が曲げ加工されることにより開断面形状(断面コ字状)に形成されており、図2に示されるように上壁22A、下壁22B及び縦壁22Cを備えている。但し、これらの金属製ブラケット22は、左右対称に形成されており、何れもがコラム支持部20側へ開口している。これらの金属製ブラケット22は、前端側へ向かうに従い上下方向寸法が小さくなるように形成されており、前端部がインパネリインフォースメント12の本体部18に溶接されている。   These metal brackets 22 are formed in an open cross-sectional shape (cross-sectional U-shape) by bending a metal plate, and as shown in FIG. 2, an upper wall 22A, a lower wall 22B, and a vertical wall 22C. It has. However, these metal brackets 22 are formed symmetrically and both open to the column support portion 20 side. These metal brackets 22 are formed so that the size in the vertical direction becomes smaller toward the front end side, and the front end portion is welded to the main body portion 18 of the instrument panel reinforcement 12.

金属製ブラケット22の上壁22Aの後端からは、上方へ向けて上側締結片22Dが延出されており、金属製ブラケット22の下壁22Bの後端からは、下方へ向けて下側締結片22Eが延出されている。これらの上側締結片22D及び下側締結片22Eには、エネルギ吸収部材14が締結固定されている。   An upper fastening piece 22D extends upward from the rear end of the upper wall 22A of the metal bracket 22, and lower fastening from the rear end of the lower wall 22B of the metal bracket 22 downward. The piece 22E is extended. The energy absorbing member 14 is fastened and fixed to the upper fastening piece 22D and the lower fastening piece 22E.

エネルギ吸収部材14は、樹脂材料の射出成形によって有底筒状に形成されたものであり、開口14Aが金属製ブラケット22と対向し、底壁14Bが図示しないインスツルメントパネルと対向する状態で配置されている。なお、エネルギ吸収部材14の材料としては、伸びに対して強く且つ温度依存性が少ない合成樹脂材料が好ましく、例えば、ポリプロピレンに複数種類のゴムを添加した材料等が好ましい。   The energy absorbing member 14 is formed into a bottomed cylindrical shape by injection molding of a resin material, with the opening 14A facing the metal bracket 22 and the bottom wall 14B facing an instrument panel (not shown). Has been placed. The material of the energy absorbing member 14 is preferably a synthetic resin material that is strong against elongation and has little temperature dependency. For example, a material obtained by adding a plurality of types of rubber to polypropylene is preferable.

エネルギ吸収部材14は、金属製ブラケット22側から見た断面形状が楕円形に形成されており、底壁14B側(後端側)へ向かうに従い周壁14Cの周長が縮小するテーパー状(略円錐台状)に形成されている。このエネルギ吸収部材14は、図3に示されるように、楕円形断面の長径d1(長軸)と短径d2(短軸)との長さの比が2対1に設定されている。また、エネルギ吸収部材14は、楕円形断面の長径方向両端側の肉厚t1が短径方向両端側の肉厚t2よりも厚く形成されている。   The energy absorbing member 14 has an elliptical cross-sectional shape as viewed from the metal bracket 22 side, and has a tapered shape (substantially conical) in which the peripheral length of the peripheral wall 14C decreases toward the bottom wall 14B side (rear end side). It is formed in a trapezoidal shape. As shown in FIG. 3, the energy absorbing member 14 has a ratio of the length of the major axis d1 (major axis) and the minor axis d2 (minor axis) of the elliptical section to 2: 1. In addition, the energy absorbing member 14 is formed such that the thickness t1 on both ends in the major axis direction of the elliptical cross section is thicker than the thickness t2 on both ends in the minor axis direction.

このエネルギ吸収部材14は、楕円形断面の長径d1が車両上下方向に沿う状態で配置されている。エネルギ吸収部材14の開口縁部における上端部からは、上方側へ向けて上側締結部14Dが延出されており、エネルギ吸収部材14の開口縁部における下端部からは、下方側へ向けて下側締結部14Eが延出されている。   The energy absorbing member 14 is arranged in a state where the major axis d1 of the elliptical cross section is along the vehicle vertical direction. An upper fastening portion 14D extends upward from the upper end portion of the opening edge portion of the energy absorbing member 14, and lowers downward from the lower end portion of the opening edge portion of the energy absorbing member 14. The side fastening portion 14E is extended.

上側締結部14Dには、円形の貫通孔24が形成されている。この円形の貫通孔24に挿入されたスクリュー28が、金属製ブラケット22の上側締結片22Dに形成されたネジ孔32に螺合することにより、上側締結部14Dが上側締結片22Dに締結固定されている。同様に、下側締結部14Eには、円形の貫通孔26が形成されている。この円形の貫通孔26に挿通されたスクリュー30が、金属製ブラケット22の下側締結片22Eに形成されたネジ孔34に螺合することにより、下側締結部14Eが下側締結片22Eに締結固定されている。   A circular through hole 24 is formed in the upper fastening portion 14D. The screw 28 inserted into the circular through hole 24 is screwed into the screw hole 32 formed in the upper fastening piece 22D of the metal bracket 22, so that the upper fastening portion 14D is fastened and fixed to the upper fastening piece 22D. ing. Similarly, a circular through hole 26 is formed in the lower fastening portion 14E. The screw 30 inserted through the circular through hole 26 is screwed into the screw hole 34 formed in the lower fastening piece 22E of the metal bracket 22, so that the lower fastening portion 14E is engaged with the lower fastening piece 22E. Fastened and fixed.

つまり、このエネルギ吸収部材14は、開口縁部における楕円形断面の長径方向両端側において金属製ブラケット22に固定されており、開口縁部における楕円形断面の短径方向両端側は、金属製ブラケット22に固定されていない。換言すれば、エネルギ吸収部材14の開口縁部は、上下2点のみが金属製ブラケット22に固定されており、左右はフリー(変形可能)とされている。   That is, the energy absorbing member 14 is fixed to the metal bracket 22 at both ends of the elliptical cross section at the opening edge in the major axis direction, and both ends of the elliptical cross section at the opening edge are at the metal bracket. 22 is not fixed. In other words, only two upper and lower points of the opening edge of the energy absorbing member 14 are fixed to the metal bracket 22 and left and right are free (deformable).

なお、図2において符号PLが付された線は、エネルギ吸収部材14の射出成形時に形成されたパーティングラインであり、周壁14Cにおける上端及び下端に形成されている。これらのパーティングラインPLは、周壁14Cにおける楕円形断面の長径d1に沿った両端側に配置されている。   2 are parting lines formed during the injection molding of the energy absorbing member 14, and are formed at the upper and lower ends of the peripheral wall 14C. These parting lines PL are arranged on both end sides along the major axis d1 of the elliptical cross section of the peripheral wall 14C.

上記構成の車両用ニーボルスター10では、乗員Pが車両の運転席に着座した状態では、図1に示されるように、左側のエネルギ吸収部材14が、当該乗員Pの左側の膝部P1の前方に配置され、右側のエネルギ吸収部材14が、当該乗員Pの右側の膝部P1の前方に配置される構成になっている。   In the vehicle knee bolster 10 configured as described above, when the occupant P is seated in the driver's seat of the vehicle, the left energy absorbing member 14 is positioned in front of the left knee portion P1 of the occupant P as shown in FIG. The right energy absorbing member 14 is arranged in front of the right knee portion P1 of the occupant P.

次に、本第1実施形態の作用及び効果について説明する。   Next, the operation and effect of the first embodiment will be described.

本第1実施形態では、車両の前面衝突時等に乗員Pが慣性力によって車体に対し前方側へ変位すると、乗員Pの両膝部P1が図示しないインストルメントパネルを介してエネルギ吸収部材14に衝突する。これにより、エネルギ吸収部材14は、金属製ブラケット22から車両後方側への反力を受けつつ乗員Pの膝部P1からの荷重によって潰される。この際、エネルギ吸収部材14が荷重を発生させることにより、膝部P1の衝撃エネルギが吸収され、乗員Pの下肢が拘束される。   In the first embodiment, when the occupant P is displaced forward relative to the vehicle body due to inertial force during a frontal collision of the vehicle or the like, both knee portions P1 of the occupant P are attached to the energy absorbing member 14 via an instrument panel (not shown). collide. Thus, the energy absorbing member 14 is crushed by the load from the knee portion P1 of the occupant P while receiving the reaction force from the metal bracket 22 toward the vehicle rear side. At this time, when the energy absorbing member 14 generates a load, the impact energy of the knee portion P1 is absorbed, and the lower limb of the occupant P is restrained.

ここで、上述のエネルギ吸収部材14は、金属製ブラケット22側から見た断面形状が楕円形で且つ金属製ブラケット22側が開口した有底筒状に形成されており、開口縁部における楕円形断面の長径方向両端側において金属製ブラケット22に固定されている。   Here, the above-described energy absorbing member 14 is formed in a bottomed cylindrical shape having an elliptical cross-sectional shape viewed from the metal bracket 22 side and opened on the metal bracket 22 side, and an elliptical cross-section at the opening edge. Are fixed to the metal bracket 22 at both ends in the major axis direction.

このため、エネルギ吸収部材14が潰れる際には、楕円形断面の長径方向両端側、つまり、周壁14Cにおいて曲率が大きい両端側(本実施形態では上下のパーティングラインPL側)に応力が集中する。これにより、エネルギ吸収部材14は、図5(A)に実線で示されるように、上下のパーティングラインPL側がそれぞれ座屈波を形成するように蛇腹状に座屈する。   For this reason, when the energy absorbing member 14 is crushed, stress concentrates on both ends in the major axis direction of the elliptical cross section, that is, on both ends having a large curvature in the peripheral wall 14C (on the upper and lower parting lines PL in this embodiment). . As a result, the energy absorbing member 14 buckles in a bellows shape so that the upper and lower parting line PL sides each form a buckling wave, as indicated by a solid line in FIG.

この際、周壁14Cの周長には大きな変化が生じないことから、前記座屈波の山に対応する部分では、図5(B)に示されるように、楕円形断面の長径が長くなるようにエネルギ吸収部材が変形する。また、前記座屈波の谷に対応する部分では、図5(C)に示されるように、楕円形断面の短径が長くなるようにエネルギ吸収部材が変形する。このように、エネルギ吸収部材の断面形状が動的に変化することにより、応力が分散されるので、エネルギ吸収部材14が座屈に伴って割れることを防止できる。これにより、エネルギ吸収部材14の荷重−変位特性を安定させることができる。   At this time, since there is no significant change in the circumferential length of the peripheral wall 14C, the major axis of the elliptical cross section becomes longer at the portion corresponding to the peak of the buckling wave as shown in FIG. The energy absorbing member is deformed. Further, at the portion corresponding to the valley of the buckling wave, as shown in FIG. 5C, the energy absorbing member is deformed so that the minor axis of the elliptical cross section becomes longer. As described above, since the stress is dispersed by dynamically changing the cross-sectional shape of the energy absorbing member, the energy absorbing member 14 can be prevented from cracking due to buckling. Thereby, the load-displacement characteristic of the energy absorption member 14 can be stabilized.

なお、図6には、エネルギ吸収部材が割れない場合の荷重−変位特性が実線で示され、エネルギ吸収部材が割れた場合の荷重−変位特性が点線で示されている。図6から分かるように、エネルギ吸収部材が割れた場合には、荷重の落ち込みが発生する(図6において符号Eが付された領域参照)。これにより、エネルギ吸収部材のエネルギ吸収量が大幅に低下するが、本実施形態ではこのようなエネルギ吸収量の低下を回避することができる。   In FIG. 6, the load-displacement characteristic when the energy absorbing member is not broken is shown by a solid line, and the load-displacement characteristic when the energy absorbing member is broken is shown by a dotted line. As can be seen from FIG. 6, when the energy absorbing member is cracked, a drop in the load occurs (refer to the region marked with E in FIG. 6). Thereby, although the energy absorption amount of an energy absorption member falls significantly, in this embodiment, such a fall of energy absorption amount can be avoided.

しかも、本実施形態では、上述の如くエネルギ吸収部材14が割れることを防止できるので、エネルギ吸収部材14の長さ寸法L(図4参照)を長く設定することが可能になる。これにより、インパネリインフォースメント12の金属製ブラケット22の長さ寸法を大幅に短縮することができるので、装置の質量を低減することができる。   In addition, in the present embodiment, since the energy absorbing member 14 can be prevented from cracking as described above, the length L (see FIG. 4) of the energy absorbing member 14 can be set long. Thereby, since the length dimension of the metal bracket 22 of the instrument panel reinforcement 12 can be significantly shortened, the mass of the apparatus can be reduced.

また、本実施形態では、エネルギ吸収部材14の長さ寸法、材質、肉厚を適宜変更することによって、エネルギ吸収部材14が発生させる荷重の大きさや、エネルギ吸収部材14が潰れる際のストロークを自由に調整することができるので、設計自由度が高いというメリットもある。   Moreover, in this embodiment, the magnitude | size of the load which the energy absorption member 14 generate | occur | produces, and the stroke at the time of the energy absorption member 14 being crushed are freely changed by changing the length dimension, material, and thickness of the energy absorption member 14 suitably. Therefore, there is an advantage that the degree of freedom in design is high.

さらに、本実施形態では、エネルギ吸収部材14は、楕円形断面の長径方向両端側の肉厚t1が短径方向両端側の肉厚t2よりも厚く形成されている。このため、エネルギ吸収部材14が潰れる際に、楕円形断面の長径方向両端側に応力が集中しても、過度な応力集中により長径方向両端側に割れが発生することを防止できる。   Furthermore, in this embodiment, the energy absorbing member 14 is formed such that the thickness t1 on both ends in the major axis direction of the elliptical cross section is thicker than the thickness t2 on both ends in the minor axis direction. For this reason, when the energy absorbing member 14 is crushed, even if stress is concentrated on both ends in the major axis direction of the elliptical cross section, cracks can be prevented from occurring on both ends in the major axis direction due to excessive stress concentration.

また、本実施形態では、エネルギ吸収部材14は、楕円形断面の長径d1と短径d2との長さの比が2対1に設定されている。これにより、エネルギ吸収部材14に要求されるエネルギ吸収量を確保しつつ、エネルギ吸収部材14の質量を最小に設定することができる(エネルギ吸収量に対して質量効果が最も高い)。   In the present embodiment, the energy absorbing member 14 is set such that the ratio of the lengths of the major axis d1 and the minor axis d2 of the elliptical cross section is 2: 1. Thereby, the mass of the energy absorption member 14 can be set to the minimum while ensuring the energy absorption amount required for the energy absorption member 14 (the mass effect is the highest with respect to the energy absorption amount).

またさらに、本実施形態に係るエネルギ吸収部材14は、楕円形断面の長径d1が車両上下方向に沿う状態で金属製ブラケット22に固定されている。つまり、エネルギ吸収部材14の車両上下方向寸法が大きく設定されるため、乗員Pの体格差などによる膝部P1の配置高さのばらつきに関わらず、エネルギ吸収部材14を膝部P1に良好に対向させることができる。また、エネルギ吸収部材14がステアリングコラム等と干渉することを回避できるので、エネルギ吸収部材14の配置スペースを確保する上でも好適である。   Furthermore, the energy absorbing member 14 according to the present embodiment is fixed to the metal bracket 22 in a state where the major axis d1 of the elliptical cross section is along the vehicle vertical direction. That is, since the vehicle vertical dimension of the energy absorbing member 14 is set to be large, the energy absorbing member 14 is favorably opposed to the knee portion P1 regardless of variations in the arrangement height of the knee portion P1 due to the physique difference of the occupant P. Can be made. Moreover, since it can avoid that the energy absorption member 14 interferes with a steering column etc., it is suitable also when ensuring the arrangement space of the energy absorption member 14. FIG.

次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、前記第1実施形態と基本的に同様の構成・作用については、前記第1実施形態と同符号を付与し、その説明を省略する。   Next, another embodiment of the present invention will be described. In addition, about the structure and effect | action similar to the said 1st Embodiment, the same code | symbol as the said 1st Embodiment is provided, and the description is abbreviate | omitted.

<第2の実施形態>
図7には、本発明の第2の実施形態に係る車両用ニーボルスターの構成部材であるエネルギ吸収部材50の正面図が示されている。このエネルギ吸収部材50は、前記第1実施形態に係るエネルギ吸収部材14と基本的に同様の構成とされている。但し、このエネルギ吸収部材50では、上側締結部14Dが楕円形断面の短径方向一側へ向けて突出しており、下側締結部14Eが楕円形断面の短径方向他側へ向けて突出している。このように上側締結部14D及び下側締結部14Eが配置されることにより、楕円形断面の長径方向に沿ったエネルギ吸収部材50の寸法を小さく設定することができる。したがって、エネルギ吸収部材50の成形金型を小型で低コストなものにすることができる。なおこの場合、金属製ブラケット22の上側締結片22D及び下側締結片22Eの配置を、上側締結部14D及び下側締結部14Eの配置に対応して変更する必要がある。
<Second Embodiment>
FIG. 7 shows a front view of an energy absorbing member 50 that is a constituent member of a vehicle knee bolster according to the second embodiment of the present invention. The energy absorbing member 50 has basically the same configuration as the energy absorbing member 14 according to the first embodiment. However, in this energy absorbing member 50, the upper fastening portion 14D protrudes toward one side of the elliptical section in the minor axis direction, and the lower fastening portion 14E projects toward the other side of the elliptical section in the minor axis direction. Yes. Thus, by arrange | positioning upper side fastening part 14D and lower side fastening part 14E, the dimension of the energy absorption member 50 along the major axis direction of an elliptical cross section can be set small. Therefore, the molding die of the energy absorbing member 50 can be made small and low cost. In this case, it is necessary to change the arrangement of the upper fastening piece 22D and the lower fastening piece 22E of the metal bracket 22 in accordance with the arrangement of the upper fastening part 14D and the lower fastening part 14E.

<第3の実施形態>
図8には、本発明の第3の実施形態に係る車両用ニーボルスターの部分的な構成が斜視図にて示されている。この実施形態は、前記第1実施形態と基本的に同様の構成とされているが、この実施形態では、前記第1実施形態に係る金属製ブラケット22が省略されている。また、この実施形態では、エネルギ吸収部材60の構成が前記第1実施形態に係るエネルギ吸収部材14とは異なっている。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is a perspective view showing a partial configuration of a vehicle knee bolster according to the third embodiment of the present invention. Although this embodiment has basically the same configuration as the first embodiment, the metal bracket 22 according to the first embodiment is omitted in this embodiment. In this embodiment, the configuration of the energy absorbing member 60 is different from that of the energy absorbing member 14 according to the first embodiment.

このエネルギ吸収部材60は、底壁14B側(後端側)へ向かうに従い周壁14Cの周長が拡大するテーパー状(略円錐台状)に形成されている。エネルギ吸収部材60の前端部(開口14A側の端部)は、インパネリインフォースメント12の本体部18に設けられた固定部62に当接している。上側締結部14Dは、固定部62の上面に密着するように湾曲しており、上側締結部14Dを貫通したスクリュー28が、固定部62の上部に形成された図示しないネジ孔に螺合している。これにより、上側締結部14Dが固定部62(本体部18の一部)に締結固定されている。また、下側締結部14Eは、固定部62の下面に密着するように湾曲しており、下側締結部14Eを貫通したスクリュー30が、固定部62の下部に形成された図示しないネジ孔に螺合している。これにより、下側締結部14Eが固定部62(本体部18の一部)に締結固定されている。   The energy absorbing member 60 is formed in a tapered shape (substantially truncated cone shape) in which the circumferential length of the peripheral wall 14C increases as it goes toward the bottom wall 14B side (rear end side). A front end portion (end portion on the opening 14 </ b> A side) of the energy absorbing member 60 is in contact with a fixing portion 62 provided in the main body portion 18 of the instrument panel reinforcement 12. The upper fastening portion 14D is curved so as to be in close contact with the upper surface of the fixing portion 62, and the screw 28 penetrating the upper fastening portion 14D is screwed into a screw hole (not shown) formed in the upper portion of the fixing portion 62. Yes. Accordingly, the upper fastening portion 14D is fastened and fixed to the fixing portion 62 (a part of the main body portion 18). The lower fastening portion 14E is curved so as to be in close contact with the lower surface of the fixing portion 62, and the screw 30 penetrating the lower fastening portion 14E is inserted into a screw hole (not shown) formed in the lower portion of the fixing portion 62. It is screwed. Accordingly, the lower fastening portion 14E is fastened and fixed to the fixing portion 62 (a part of the main body portion 18).

このように、この実施形態では、インパネリインフォースメント12の本体部18の一部がエネルギ吸収部材固定用の固定部62とされており、本体部18が直接エネルギ吸収部材60の反力を受ける構成になっている。これにより、金属製ブラケット22を省略することができるので、装置の質量を大幅に低減することができる。   As described above, in this embodiment, a part of the main body portion 18 of the instrument panel reinforcement 12 is the fixing portion 62 for fixing the energy absorbing member, and the main body portion 18 directly receives the reaction force of the energy absorbing member 60. It has become. Thereby, since the metal brackets 22 can be omitted, the mass of the apparatus can be greatly reduced.

なお、上記各実施形態では、エネルギ吸収部材14が楕円形断面の長径d1を車両上下方向に沿わせた状態で配置された場合について説明したが、請求項1〜請求項3に係る発明はこれに限らず、エネルギ吸収部材が楕円形断面の長径d1を車両左右方向に沿わせた状態で配置された構成にしてもよいし、エネルギ吸収部材が楕円状断面の長径d1を傾斜させた状態で配置された構成にしてもよい。   In each of the above embodiments, the case where the energy absorbing member 14 is disposed in a state where the major axis d1 of the elliptical cross section is aligned in the vehicle vertical direction has been described. However, the inventions according to claims 1 to 3 include this. However, the energy absorbing member may be arranged in a state in which the major axis d1 of the elliptical cross section is aligned along the left-right direction of the vehicle, or the energy absorbing member is in a state where the major axis d1 of the elliptical cross section is inclined. An arrangement may be adopted.

また、上記各実施形態では、エネルギ吸収部材14における楕円形断面の長径d1と短径d2との長さの比が2対1に設定された構成にしたが、請求項1又は請求項2に係る発明はこれに限らず、エネルギ吸収部材における楕円形断面の設定は適宜変更することができるものであり、上記長さの比が正確に2対1であるものには限定されない。   Further, in each of the above embodiments, the ratio of the lengths of the major axis d1 and the minor axis d2 of the elliptical cross section of the energy absorbing member 14 is set to 2: 1. This invention is not limited to this, and the setting of the elliptical cross section of the energy absorbing member can be changed as appropriate, and is not limited to the one in which the length ratio is exactly 2: 1.

また、上記各実施形態では、エネルギ吸収部材14における楕円形断面の長径方向両端側の肉厚t1が短径方向両端側の肉厚t2よりも厚く形成された構成にしたが、請求項1に係る発明はこれに限らず、エネルギ吸収部材における肉厚の設定は適宜変更することができる。   Moreover, in each said embodiment, although the thickness t1 of the major axis direction both ends side of the elliptical cross section in the energy absorption member 14 was made thicker than the thickness t2 of the minor axis direction both ends side, it was set as the structure. The invention which concerns is not restricted to this, The setting of the thickness in an energy absorption member can be changed suitably.

さらに、上記各実施形態では、エネルギ吸収部材14が金属製ブラケット22(固定部)側から見て断面楕円形とされた構成にしたが、請求項1又は請求項2に係る発明はこれに限らず、エネルギ吸収部材が固定部側から見て断面角丸長円形や断面卵形に形成された構成にしてもよい。   Furthermore, in each said embodiment, it was set as the structure by which the energy absorption member 14 was made into the elliptical cross section seeing from the metal bracket 22 (fixed part) side, However, The invention which concerns on Claim 1 or Claim 2 is not restricted to this Instead, the energy absorbing member may be configured to have an oval cross section or an oval cross section when viewed from the fixed portion side.

また、上記各実施形態では、エネルギ吸収部材14が射出成形によって成形された構成にしたが、請求項1〜請求項4に係る発明はこれに限らず、エネルギ吸収部材14の成形方法は適宜変更することができる。   Moreover, in each said embodiment, although the energy absorption member 14 was set as the structure shape | molded by injection molding, the invention which concerns on Claims 1-4 is not restricted to this, The shaping | molding method of the energy absorption member 14 is changed suitably. can do.

また、上記各実施形態では、インパネリインフォースメント12に固定部(金属製ブラケット22又は固定部62)が設けられた構成にしたが、請求項1〜請求項4に係る発明はこれに限らず、例えば、インパネリインフォースメント12と車両フロアとを連結したフロアブレースに固定部が設けられた構成にしてもよい。   Moreover, in each said embodiment, it was set as the structure by which the fixed part (metal bracket 22 or the fixed part 62) was provided in the instrument panel reinforcement 12, However, The invention which concerns on Claims 1-4 is not restricted to this, For example, you may make it the structure by which the fixing | fixed part was provided in the floor brace which connected the instrument panel reinforcement 12 and the vehicle floor.

さらに、上記各実施形態では、車両用ニーボルスター10が右ハンドルの車両の運転席用として適用された場合について説明したが、これに限らず、請求項1〜請求項4に係る発明は、車両の左右のシートの何れに対しても適用することができる。   Furthermore, although each said embodiment demonstrated the case where the vehicle knee bolster 10 was applied as an object for the driver's seat of the vehicle of a right steering wheel, it is not restricted to this, The invention which concerns on Claims 1-4 is a vehicle. It can be applied to any of the left and right sheets.

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記各実施形態に限定されないことはいうでもない。   In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention. Further, it goes without saying that the scope of rights of the present invention is not limited to the above embodiments.

10 車両用ニーボルスター
12 インパネリインフォースメント(剛性部材)
14 エネルギ吸収部材
22 金属製ブラケット(固定部)
50 エネルギ吸収部材
60 エネルギ吸収部材
62 固定部
d1 長径
d2 短径
10 Vehicle knee bolster 12 Instrument panel reinforcement (rigid member)
14 Energy absorbing member 22 Metal bracket (fixed part)
50 Energy absorbing member 60 Energy absorbing member 62 Fixed part d1 Long diameter d2 Short diameter

Claims (4)

車両のシートに着座した乗員の膝部の前方に配置されると共に、車体側の剛性部材に設けられた固定部に前端側が固定された樹脂製のエネルギ吸収部材を備え、
前記エネルギ吸収部材は、前記固定部側から見た断面形状がオーバル形で且つ前記固定部側が開口した有底筒状に形成され、開口縁部におけるオーバル形断面の長径方向両端側において前記固定部に固定されていることを特徴とする車両用ニーボルスター。
A resin energy absorbing member is provided in front of the knee portion of an occupant seated on a vehicle seat, and a front end side is fixed to a fixing portion provided on a rigid member on a vehicle body side,
The energy absorbing member is formed in a bottomed cylindrical shape having a cross-sectional shape viewed from the fixing portion side and having an opening on the fixing portion side, and the fixing portion is disposed at both ends of the oval cross section in the major axis direction at the opening edge. A knee bolster for vehicles characterized by being fixed to.
前記エネルギ吸収部材は、前記オーバル形断面の長径方向両端側の肉厚が前記短径方向両端側の肉厚よりも厚く形成されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用ニーボルスター。   2. The vehicle knee bolster according to claim 1, wherein the energy absorbing member is formed such that the wall thickness at both ends in the major axis direction of the oval cross section is thicker than the thickness at both ends in the minor axis direction. . 前記エネルギ吸収部材は、前記固定部側から見た断面形状が楕円形とされると共に、楕円形断面の長径と短径との長さの比が2対1に設定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用ニーボルスター。   The energy absorbing member is characterized in that the cross-sectional shape viewed from the fixed portion side is an ellipse, and the ratio of the length of the major axis to the minor axis of the elliptical section is set to 2: 1. The vehicle knee bolster according to claim 1 or 2. 前記エネルギ吸収部材は、前記オーバル形断面の長径が車両上下方向に沿う状態で前記固定部に固定されていることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の車両用ニーボルスター。   4. The vehicle according to claim 1, wherein the energy absorbing member is fixed to the fixing portion in a state in which a major axis of the oval cross section is along a vehicle vertical direction. Knee bolster.
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