JP4478098B2 - 車両の衝突物保護構造 - Google Patents

Description

本発明は、フロントウインドガラスの前方からインストルメントパネルに衝突した衝突物に加えられる衝撃力を吸収して、衝突物を保護する車両の衝突物保護構造に関するものである。

車両への衝突を検知または予知したときに、車両の上面にエアバッグを膨張展開させて、衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和する衝突物保護装置としては、車両のフロントウインドガラスの下縁部に沿って膨張展開する本体部と、この本体部の両端部から屈曲して車両のフロントピラーの下部付近に沿って膨張展開する一対のピラー部とが形成された筒状の袋体からなるエアバッグを備えている衝突物保護装置がある（例えば、特許文献１参照）。

また、前記した従来の衝突物保護装置のエアバッグには、フロントウインドガラスの前面を覆うように展開する透明な裂傷防止膜が設けられており、この裂傷防止膜によってフロントウインドガラスの前面を覆うことにより、フロントウインドガラスに衝突した衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和することができるとともに、衝突物がフロントウインドガラスを貫通してしまうことを防ぐことができる。
特開２０００−２６４１４６号公報（段落００１５、００１９、００２０、図４）

ところで、前記した従来の衝突物保護装置では、裂傷防止膜はエアバッグの一部であり、エアバッグが膨張展開後に収縮したときには、フロントウインドガラスの前面で収縮した裂傷防止膜を通して運転者は前方を見ることになり、前方視界を確保することが困難になってしまう。

そこで、衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和するとともに、衝突物の衝突後に前方視界を確保することができるフロントウインドガラスとしては、二枚の透明基板の間に、透明で靭性を有する中間膜が挟まれた合わせガラスを用いることができる。
この構成では、衝突物に加えられる衝撃力を中間膜の撓みによって吸収緩和させることができるとともに、中間膜が透明基板の間に挟まれており、衝突物の衝突後に中間膜が収縮しないため、衝突物の衝突後に前方視界を確保することができる。

しかしながら、前記中間膜を有するフロントウインドガラスでは、中間膜の撓み量を増加させて衝撃吸収性能を向上させた場合には、フロントウインドガラスの前方から衝突した衝突物が、中間膜の撓みによって車内側に大きく入り込むことになり、衝突物が車内のインストルメントパネルに衝突してしまうという問題がある。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、フロントウインドガラスの前方からインストルメントパネルに衝突した衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和することができる車両の衝突物保護構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、車両の衝突物保護構造であって、フロントウインドガラスの前方からインストルメントパネルに衝突した衝突物に加えられる衝撃力を吸収するための衝撃吸収部が、インストルメントパネルに設けられ、フロントウインドガラスは、二枚の透明基板の間に透明な中間膜が挟まれている合わせガラスであり、中間膜は、衝突物がフロントウインドガラスに衝突したときに、衝突物を貫通させることなく衝撃を吸収するように靭性を備え、衝撃吸収部は、車体フレームに突設された支持軸が嵌り合う筒状の嵌合部をインストルメントパネルに設け、嵌合部に脆弱部が形成されることにより構成され、嵌合部は、インストルメントパネルの内側面から垂直に立ち下げられた両側の側壁部と、両側の側壁部の間に形成された上壁部および下壁部とによって、車体フレームの支持軸が嵌り合う穴部を形成しており、上壁部および下壁部は、両側の側壁部の高さ方向の下部に形成され、インストルメントパネルの内側面と上壁部の上面との間には、支持軸が遊嵌可能な中空部が形成され、上壁部にはスリットによって脆弱部が形成されていることを特徴としている。

このように、フロントウインドガラスの前方からインストルメントパネルに衝突した衝突物に加えられる衝撃力を吸収するための衝撃吸収部が、インストルメントパネルに設けられることにより、衝突物がフロントウインドガラスの撓み等によって車内側に大きく入り込んで、車内のインストルメントパネルに衝突した場合であっても、インストルメントパネルから衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和することができる。

ここで、靭性を備えた中間膜をフロントウインドガラスに設けることにより、衝突物がフロントウインドガラスに衝突したときには、中間膜の撓みによって、衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和させることができる。
そして、本発明では、中間膜が撓むことにより、車内側に大きく入り込んだ衝突物がインストルメントパネルに衝突した場合であっても、その衝撃力を衝撃吸収部によって吸収緩和することができるため、衝突物とインストルメントパネルの衝突を考慮して、中間膜の撓み量を制限することなく、中間膜の撓み量を増加させて、中間膜の衝撃吸収性能を向上させることができる。

また、車体フレームの支持軸が嵌り合う筒状の嵌合部に脆弱部を形成することによって、嵌合部は押圧力によって変形しやすくなる。これにより、衝突物がインストルメントパネルに衝突したときには、衝突物からの押圧力によって、嵌合部が変形し、インストルメントパネルと車体フレームの固定が解除されて、インストルメントパネルに撓みが生じるため、衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和することができる。

本発明の車両の衝突物保護構造によれば、フロントウインドガラスの前方からインストルメントパネルに衝突した衝突物に加えられる衝撃力を吸収するための衝撃吸収部が、インストルメントパネルに設けられており、衝突物が車内のインストルメントパネルに衝突したときに、インストルメントパネルから衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和することができるため、衝突物を確実に保護することができる。
また、二枚の透明基板の間に、靭性を有する中間膜が挟まれたフロントウインドガラスを備えており、中間膜が撓むことにより、車内側に大きく入り込んだ衝突物がインストルメントパネルに衝突した場合であっても、その衝撃力が衝撃吸収部によって吸収緩和されるため、衝突物とインストルメントパネルの衝突を考慮して、中間膜の撓み量を制限することなく、中間膜の撓み量を増加させて、中間膜の衝撃吸収性能を向上させることができる。

次に、本発明の実施形態および参考例について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、実施形態および参考例の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。

［第１参考例］
まず、第１参考例の車両の衝突物保護構造について説明する。
図１は、第１参考例の車両を示した平面図である。図２は、第１参考例のインストルメントパネルを下方からみた図である。図３は、第１参考例の衝突物保護構造を示した図で、（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）はフロントウインドガラスの拡大断面図、（ｃ）はリブの拡大断面図である。

図１に示すように、第１参考例の車両１は自動車であり、この車両１が走行中に衝突物と衝突し、その衝突物がフロントウインドガラス２に二次衝突したときに、衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和するための衝突物保護構造３が設けられている。
第１参考例の衝突物保護構造３は、車両１の前方からフロントウインドガラス２に衝突した衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和するとともに、フロントウインドガラス２の撓みによってインストルメントパネル１０に衝突した衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和するように構成されている。

フロントウインドガラス２は、図３（ｂ）に示すように、上下方向に配置されたガラス製の二枚の透明基板２ａ，２ｂの間に、透明な中間膜２ｃが挟まれている合わせガラスである。
中間膜２ｃは、フロントウインドガラス２の前方から衝突した衝突物を貫通させることなく、衝突物に加えられる衝撃力を吸収するように靭性を備えている薄い膜である。この中間膜２ｃの材料は限定されるものではないが、例えば、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等を用いることができる。

インストルメントパネル１０は、フロントウインドガラス２の下端縁に沿って車内前部に配設された樹脂製の内装パネルであり、図３（ａ）に示すように、側面視では、車両前方に向かって開口するように略コの字形状となっている。
このインストルメントパネル１０には、図２に示すように、車体フレームに突設された支持軸（図示せず）に嵌り合う筒状の嵌合部１１が、車幅方向に所定間隔を離して三箇所に設けられている。
中央の嵌合部１１は、車幅方向の中央に位置しており、この中央の嵌合部１１から車内空調の吹き出し口であるデフロスタ１２，１２を介在させた位置に、外側の嵌合部１１，１１が配設されている。
そして、車体フレームに突設された三本の支持軸（図示せず）に、各嵌合部１１，１１，１１がそれぞれ嵌め合わされると共に、インストルメントパネル１０の車幅方向の両側部が車体フレームにボルト締結されることにより、インストルメントパネル１０が車体フレームに取り付けられている。
なお、図３（ａ）に示す符号１３は、インストルメントパネル１０の外側面に取り付けられたパッドである。

また、図２に示すように、インストルメントパネル１０には、内側面１０ａから垂直に立ち上げられた板状のリブ１４が、車両１の前後方向に延設されている。このリブ１４は、インストルメントパネル１０が熱や弱い力で歪んでしまうことを防ぐための部材であり、車幅方向に所定間隔を離して複数設けられている。

さらに、インストルメントパネル１０には、フロントウインドガラス２の前方からインストルメントパネル１０の上面１０ｃに衝突した衝突物に加えられる衝撃力を吸収する衝撃吸収部が設けられている。

第１参考例の衝撃吸収部は、図３（ａ）に示すように、リブ１４に複数のノッチ１４ａ・・・を切り欠いて形成し、リブ１４の複数箇所に脆弱部を形成することにより構成されている。
各ノッチ１４ａ・・・は、インストルメントパネル１０の内側面１０ａに対して略垂直に形成されており、リブ１４の延長方向に所定間隔を離して形成されている。

また、第１参考例の衝撃吸収部は、リブ１４の屈曲部を緩やかな曲率に形成することによっても構成されている。
図３（ｃ）に示すように、リブ１４には、インストルメントパネル１０の内側面１０ａに形成された段差部１０ｂに沿って屈曲した屈曲部１４ｂ，１４ｂが形成されており、この屈曲部１４ｂ，１４ｂが緩やかな曲率に形成されている。

以上のように構成された第１参考例の衝突物保護構造３では、次のような作用効果を奏する。
第１参考例の衝撃吸収部では、図３（ｃ）に示すように、インストルメントパネル１０の内側面１０ａに設けられたリブ１４にノッチ１４ａを複数形成するとともに、リブ１４の屈曲部１４ｂを緩やかな曲率に形成することにより、リブ１４は押圧力によって変形や破断しやすくなっている。

そして、車両１の前方からフロントウインドガラス２に衝突物が衝突したときには、フロントウインドガラス２の中間膜２ｃが撓むことにより、衝突物に加えられる衝撃力が吸収緩和されることになる。
このとき、中間膜２ｃが撓むことにより、衝突物が車内側に大きく入り込んでインストルメントパネル１０の上面１０ｃに衝突したときには、衝突物からの押圧力によって、リブ１４が変形や破断して、インストルメントパネル１０の上面１０ｃに撓みが生じるため、インストルメントパネルから衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和することができ、衝突物を確実に保護することができる。

また、中間膜２ｃが大きく撓むことにより、衝突物がインストルメントパネル１０に衝突した場合であっても、その衝撃力が衝撃吸収部によって吸収緩和されるため、衝突物とインストルメントパネル１０の衝突を考慮して、中間膜２ｃの撓み量を制限することなく、中間膜２ｃの撓み量を増加させて、中間膜２ｃの衝撃吸収性能を向上させることができる。

なお、中間膜２ｃは、透明基板の間に挟まれており、衝突物の衝突後に中間膜２ｃが収縮しないため、衝突後に前方視界を確保することができ、衝突後の回避操作を的確に行うことができる。

また、リブ１４の強度が必要以上に低下しないように、ノッチ１４ａの幅や深さを設定する必要がある。
さらに、車幅方向に隣り合うリブ１４，１４の各ノッチ１４ａ・・・が車幅方向に並ばないようにずらして形成して、脆弱部を分散させることにより、インストルメントパネル１０の強度に偏りを生じさせないことが望ましい。

［実施形態］
次に、本発明の実施形態の車両の衝突物保護構造について説明する。
図４は、本発明の実施形態の衝突物保護構造を示した側断面図である。図５は、本発明の実施形態の衝撃吸収部を示した図で、（ａ）は嵌合部の側断面図、（ｂ）は嵌合部の正面断面図、（ｃ）は嵌合部の上壁部が支持軸を越える態様を示した正面断面図である。

本発明の実施形態の衝突物保護構造における衝撃吸収部は、図４に示すように、車体フレーム４に突設された支持軸４ａが嵌り合う嵌合部１１をインストルメントパネル１０の内側面１０ａに設け、この嵌合部１１にスリット１１ａを開口させることにより構成されている。

嵌合部１１は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、内側面１０ａから垂直に立ち下げられた両側の側壁部１１ｃ，１１ｃと、この両側の側壁部１１ｃ，１１ｃの間に形成された上壁部１３ｂおよび下壁部１１ｄによって、車両１の前後方向に延長された穴部１１ｅを形成する筒状の部位である。
穴部１１ｅは、正面視で逆台形状に形成されており、車体フレーム４の支持軸４ａが嵌り合う大きさに形成されている。
また、上壁部１１ｂおよび下壁部１１ｄは、両側の側壁部１１ｃ，１１ｃの高さ方向の下部に形成されており、内側面１０ａと上壁部１１ｂの上面との間には、中空部１１ｆが形成されている。

上壁部１１ｂには、車両１の前後方向に延長されたスリット１１ａによって脆弱部が形成されており、上壁部１１ｂは押圧力によって湾曲しやすくなっている。そのため、図５（ｃ）に示すように、インストルメントパネル１０の上面１０ｃに押圧力が作用したときには、上壁部１１ｂが湾曲することにより、上壁部１１ｂが支持軸４ａを越えて下方に移動することになり、支持軸４ａは穴部１１ｅから外れて中空部１１ｆ内に遊嵌されることになる。これにより、インストルメントパネル１０と車体フレーム４との固定が一部解除され、衝突物からの押圧力によって、インストルメントパネル１０の上面１０ｃに撓みが生じることになる。

このように、本発明の実施形態の衝突物保護構造では、インストルメントパネル１０の上面１０ｃに押圧力が作用したときに、嵌合部１１が変形することにより、インストルメントパネル１０と車体フレーム４の固定が解除され、インストルメントパネル１０の上面１０ｃに撓みが生じるため、インストルメントパネル１０に衝突した衝突物に加えられる衝撃力を、インストルメントパネル１０の上面１０ｃの撓みによって吸収緩和することができる。したがって、衝突物とインストルメントパネル１０の衝突を考慮して、中間膜２ｃ（図３（ｂ）参照）の撓み量を制限することなく、フロントウインドガラス２の中間膜２ｃの撓み量を増加させて、中間膜２ｃの衝撃吸収性能を向上させることができる。

なお、支持軸４ａが中空部１１ｆ内に遊嵌されたときの支持軸４ａと中空部１１ｆの上下方向の遊び量は、嵌合部１１が支持軸４ａに対して上下に移動することができる距離であり、インストルメントパネル１０の上面１０ｃの撓み量となるため、中空部１１ｆの高さを調整することによって、インストルメントパネル１０の上面１０ｃの撓み量を設定することができる。
また、本発明の実施形態では、上壁部１１ｂが衝突物からの押圧力によって曲がるように構成されているが、上壁部１１ｂが衝突物からの押圧力によって折れるように構成することもできる。

［第２参考例］
次に、第２参考例の車両の衝突物保護構造について説明する。
図６は、第２参考例の衝撃吸収部を示した図で、嵌合部の側断面図である。

第２参考例の衝突物保護構造における衝撃吸収部は、図６に示すように、車体フレーム４に形成された嵌合孔４ｂに嵌り合う支持軸１５をインストルメントパネル１０の内側面１０ａに設け、この支持軸１５の下部にノッチ１５ａを切り欠いて形成することにより構成されている。

支持軸１５の下部には、ノッチ１５ａによって脆弱部が形成されており、支持軸１５は押圧力によって折れやすくなっている。
このノッチ１５ａは、支持軸１５が嵌合孔４ｂに嵌り合ったときに、嵌合孔４ｂ内に入り込まない位置に形成されており、インストルメントパネル１０の上面１０ｃに押圧力が作用したときには、支持軸１５が折れることにより、インストルメントパネル１０と車体フレーム４の固定が一部解除され、インストルメントパネル１０の上面１０ｃに撓みが生じることになる。

このように、第２参考例の衝突物保護構造では、インストルメントパネル１０の上面１０ｃに押圧力が作用したときに、支持軸１５が折れることにより、インストルメントパネル１０と車体フレーム４の固定が解除され、インストルメントパネル１０の上面１０ｃに撓みが生じるため、インストルメントパネル１０に衝突した衝突物に加えられる衝撃力を、インストルメントパネル１０の上面１０ｃの撓みによって吸収緩和することができる。したがって、衝突物とインストルメントパネル１０の衝突を考慮して、中間膜２ｃ（図３（ｂ）参照）の撓み量を制限することなく、フロントウインドガラス２の中間膜２ｃの撓み量を増加させて、中間膜２ｃの衝撃吸収性能を向上させることができる。

［第３参考例］
次に、第３参考例の車両の衝突物保護構造について説明する。
図７は、第３参考例の衝突物保護構造を示した側断面図である。

第３参考例の衝撃吸収部は、図７に示すように、インストルメントパネル１０の上面１０ｃに窪み部１０ｄを形成し、この窪み部１０ｄ内にウレタン材１６を取り付けることにより構成されている。

このように、インストルメントパネル１０の上面１０ｃに、弾性部材であるウレタン材１６を取り付けることにより、インストルメントパネル１０の上面１０ｃに衝突した衝突物に加えられる衝撃力を、ウレタン材１６の弾性によって吸収緩和することができる。したがって、衝突物とインストルメントパネル１０の衝突を考慮して、中間膜２ｃの撓み量を制限することなく、フロントウインドガラス２の中間膜２ｃの撓み量を増加させて、中間膜２ｃの衝撃吸収性能を向上させることができる。
さらに、ウレタン材１６がインストルメントパネル１０の上面１０ｃに露出した状態となるため、内装の質感を向上させることもできる。

なお、第３参考例では、弾性部材としてウレタン材１６を用いているが、インストルメントパネル１０に衝突した衝突物に加えられる衝撃力を吸収緩和することができる部材であれば、その材料や形状は限定されるものではない。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態および参考例について説明したが、本発明は前記実施形態および参考例には限定されない。例えば、実施形態および参考例の衝突物保護構造に、図８の平面図に示すエアバッグ２０を組み合わせることができる。
このエアバッグ２０は、衝突物が衝突する直前に、車両１の上面に膨張展開する筒状の袋体であり、フロントウインドガラス２の下縁部に沿って膨張展開する本体部２１と、この本体部２１の両端部から屈曲して車両１のフロントピラーに沿って膨張展開する一対のピラー部２２，２２とが形成されており、ピラー部２２，２２によって、車両１のフロントピラーを覆うことができ、衝突物がフロントピラーに直接衝突することを防ぐことができる。

このような構成において、衝突物がエアバッグ２０に衝突した後に、フロントウインドガラス２の上面に移動し、フロントウインドガラス２の中間膜２ｃ（図３（ｂ）参照）の撓みによって、インストルメントパネル１０（図２参照）に衝突した場合であっても、実施形態および参考例の衝突物保護構造では、インストルメントパネル１０から衝突物に加えられる衝撃力を、インストルメントパネル１０の衝撃吸収部によって吸収緩和することができるため、衝突物を確実に保護することができる。

第１参考例の車両を示した平面図である。 第１参考例のインストルメントパネルを下方からみた図である。 第１参考例の衝突物保護構造を示した図で、（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）はフロントウインドガラスの拡大断面図、（ｃ）はリブの拡大断面図である。 本発明の実施形態の衝突物保護構造を示した側断面図である。 本発明の実施形態の衝撃吸収部を示した図で、（ａ）は嵌合部の側断面図、（ｂ）は嵌合部の正面断面図、（ｃ）は嵌合部の上壁部が支持軸を越える態様を示した正面断面図である。 第２参考例の衝撃吸収部を示した図で、嵌合部の側断面図である。 第３参考例の衝突物保護構造を示した側断面図である。 他の実施形態および参考例の車両を示した図で、エアバッグを膨張展開させた後の平面図である。

符号の説明

１ 車両
２ フロントウインドガラス
２ｃ 中間膜
３ 衝突物保護構造
４ 車体フレーム
１０ インストルメントパネル
１４ リブ （第１参考例）
１４ａ ノッチ （第１参考例）
１４ｂ 屈曲部 （第１参考例）
４ａ 支持軸 （実施形態）
１１ 嵌合部 （実施形態）
１１ａ スリット （実施形態）
１１ｂ 上壁部 （実施形態）
３ｂ 嵌合孔 （第２参考例）
１５ 支持軸 （第２参考例）
１５ａ ノッチ （第２参考例）
１６ ウレタン材（第３参考例）

Claims (1)

1. フロントウインドガラスの前方からインストルメントパネルに衝突した衝突物に加えられる衝撃力を吸収するための衝撃吸収部が、前記インストルメントパネルに設けられ、
   前記フロントウインドガラスは、二枚の透明基板の間に透明な中間膜が挟まれている合わせガラスであり、
   前記中間膜は、前記衝突物が前記フロントウインドガラスに衝突したときに、前記衝突物を貫通させることなく衝撃を吸収するように靭性を備え、
   前記衝撃吸収部は、車体フレームに突設された支持軸が嵌り合う筒状の嵌合部を前記インストルメントパネルに設け、前記嵌合部に脆弱部が形成されることにより構成され、
   前記嵌合部は、前記インストルメントパネルの内側面から垂直に立ち下げられた両側の側壁部と、前記両側の側壁部の間に形成された上壁部および下壁部とによって、前記車体フレームの前記支持軸が嵌り合う穴部を形成しており、
   前記上壁部および前記下壁部は、前記両側の側壁部の高さ方向の下部に形成され、前記インストルメントパネルの内側面と前記上壁部の上面との間には、前記支持軸が遊嵌可能な中空部が形成され、前記上壁部にはスリットによって前記脆弱部が形成されていることを特徴とする車両の衝突物保護構造。

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