JP5310689B2

JP5310689B2 - 車両用乗員膝保護装置

Info

Publication number: JP5310689B2
Application number: JP2010221754A
Authority: JP
Inventors: 祐介藤原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: CN103140385B; EP2621761A1; US20130249201A1; JP2012076531A; CN103140385A; EP2621761B1; US8840142B2; WO2012042346A1

Description

本発明は、車両の衝突時に乗員の膝部を保護する車両用乗員膝保護装置に関する。

下記特許文献１に示された車両のニーボルスター構造では、左右一対の上側パネル部材（アッパブラケット）の後方下端と、左右一対の下側パネル部材（ロアブラケット）の後方下端とが重ね合わされて溶接されている。上側パネル部材及び下側パネル部材の前方上端は、それぞれパイプ状のインパネリインフォースメントに溶接されており、上側パネル部材の下部パネル部に板金パネル（ニーパネル）が溶接されている。さらに、上側パネル部材の上部パネル部には、屈曲部や切欠が複数設けられている。これにより、乗員の膝部がニーボルスターに衝突した際には、上側パネル部材の上部パネル部が屈曲部及び切欠の箇所で大きく変形することにより、衝撃荷重を吸収するようにしている。

特開２００６−０６２５３１号公報

上述の如きニーボルスター構造（車両用乗員膝保護装置）において、乗員の膝部保護性能を向上させるには、上側パネル部材の後端側が、乗員の膝部に対して設定通りに精度良く配置されなければならない。そのためには、上側パネル部材をパイプ状のインパネリインフォースメントに対して精度良く取り付ける（溶接する）必要がある。

しかしながら、上述したニーボルスター構造では、互いに溶接された上側パネル部材（アッパブラケット）と下側パネル部材（ロアブラケット）との両方を、パイプ状のインパネリインフォースメントに溶接しなければならない。このため、インパネリインフォースメントへのロアブラケットの取付誤差やロアブラケットの寸法誤差などがアッパブラケットの後端側の配置に影響を及ぼしてしまうので、インパネリインフォースメントに対するアッパブラケットの取付精度を確保することが難しい。

本発明は上記事実を考慮し、インパネリインフォースメントに対するアッパブラケットの取付精度を確保することが容易な車両用乗員膝保護装置を得ることを目的としている。

請求項１に記載の発明に係る車両用乗員膝保護装置は、車両の衝突時に乗員の膝部から荷重が入力されるニーパネルと、後端部が前記ニーパネルの上端側に固定されると共に、前記荷重の入力によって屈曲する複数の屈曲予定部が前後に並んで設けられたアッパブラケットと、上端部が前記アッパブラケットの前端側に固定されると共に当該アッパブラケットから車両下方側へ延出されており、更に下端部が前記ニーパネルの下端側に固定されたロアブラケットと、を有し、前記アッパブラケットの前端部がインパネリインフォースメントに固定される。

請求項１に記載の車両用乗員膝保護装置では、アッパブラケットの前端部がインパネリインフォースメントに固定されると共に、当該アッパブラケットから車両下方側へ延出されたロアブラケットの上端部がアッパブラケットの前端側に固定され、ロアブラケットの下端部及びアッパブラケットの後端部にニーパネルが固定される。また、アッパブラケットには、複数の屈曲予定部が前後に並んで設けられている。このため、車両の衝突時に乗員の膝部がニーパネルに衝突すると、アッパブラケットの複数の屈曲予定部が屈曲してアッパブラケットが折れ曲ることにより膝部への衝撃が吸収され、膝部が保護される。

ここで、この車両用乗員膝保護装置では、上述の如くロアブラケットの上端部がアッパブラケットの前端側に固定され、アッパブラケットの前端部がインパネリインフォースメントに固定される構成になっている。このため、この車両用乗員膝保護装置をインパネリインフォースメントに固定する際には、予めロアブラケット及びニーパネルをアッパブラケットに固定してサブアッセンブリ化しておき、その後で、アッパブラケットの前端部をインパネリインフォースメントに固定（溶接等）すればよい。これにより、乗員の膝部保護性能を向上させる上で重要なアッパブラケットを、インパネリインフォースメントに対して容易に精度良く取り付けることができる。
請求項２に記載の発明に係る車両用乗員膝保護装置は、車両の衝突時に乗員の膝部から荷重が入力されるニーパネルと、下端部が前記ニーパネルの下端側に固定されたロアブラケットと、後端部が前記ニーパネルの上端側に固定されると共に、前記荷重の入力によって屈曲する複数の屈曲予定部が前後に並んで設けられたアッパブラケットと、を有し、前記ロアブラケットは前記アッパブラケットよりも高剛性に形成されていると共に、前記ロアブラケットの上端部が前記アッパブラケットの前端側に固定され、前記アッパブラケットの前端部がインパネリインフォースメントに固定され、さらに、前記ニーパネルにおける前記ロアブラケット側に配置されて前記ニーパネル又は前記ロアブラケットに固定されたニーエアバッグモジュールを有する。

請求項３に記載の発明に係る車両用乗員膝保護装置は、請求項１に記載の車両用乗員膝保護装置において、前記ニーパネルにおける前記ロアブラケット側に配置されて前記ニーパネル又は前記ロアブラケットに固定されたニーエアバッグモジュールを有する。

請求項３に記載の車両用乗員膝保護装置では、ニーエアバッグモジュールが、ニーパネルにおけるロアブラケット側に配置されてニーパネル又はロアブラケットに固定される。ここで、このロアブラケットは、アッパブラケットのように屈曲予定部を設けて脆弱に（衝撃吸収可能に）形成する必要がないため、ニーエアバッグが展開する際の反力をロアブラケットによって良好に支持することができる。

請求項４に記載の発明に係る車両用乗員膝保護装置は、請求項２又は請求項３に記載の車両用乗員膝保護装置において、前記ニーエアバッグモジュールの前記ニーパネルへの固定部は、前記ロアブラケットの下端部に対して上下両側に設けられている。

請求項４に記載の車両用乗員膝保護装置では、ニーエアバッグモジュールのニーパネルへの固定部が、ロアブラケットの下端部に対して上下両側に設けられている。このため、上側の固定部に入力されるニーエアバッグの展開反力によってロアブラケットに生じる曲げモーメントと、下側の固定部に入力されるニーエアバッグの展開反力によってロアブラケットに生じる曲げモーメントとが互いに相殺し合う。これにより、ロアブラケットに生じるトータルの曲げモーメントを低減することができるので、ロアブラケットの剛性を低下させることができる。したがって、ロアブラケットの軽量化を図ることが可能になる。

請求項５に記載の発明に係る車両用乗員膝保護装置は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両用乗員膝保護装置において、前記複数の屈曲予定部は、前記ニーパネルにおける前記アッパブラケットとの固定部の上下方向中央から引いた法線に対し、前後に隣り合う同士で上下に分かれて配置されている。

請求項５に記載の車両用乗員膝保護装置では、乗員の膝部がニーパネルに衝突すると、ニーパネルにおけるアッパブラケットとの固定部を介してアッパブラケットに荷重が入力される。ここで、アッパブラケットには、前後に並んで複数の屈曲予定部が設けられており、これらの屈曲予定部は、ニーパネルにおけるアッパブラケットとの固定部の上下方向中央から引いた法線、つまり上記荷重の入力方向に対し、前後に隣り合う同士で上下に分かれて配置されている。このため、前後に隣り合う屈曲予定部が上下に離れるように屈曲することにより、アッパブラケットが略Ｚ字状又はジグザグ状に折れ曲る。これにより、アッパブラケットの変形ストロークを長く確保することができる。

請求項６に記載の発明に係る車両用乗員膝保護装置は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の車両用乗員膝保護装置において、前記複数の屈曲予定部は、第１屈曲予定部と、前記第１屈曲予定部よりも前記インパネリインフォースメント側に配置された第２屈曲予定部であり、前記アッパブラケットは、前記ニーパネルから前記第１屈曲予定部へ向かうに従い断面係数が漸減すると共に、前記インパネリインフォースメントから前記第２屈曲予定部へ向かうに従い断面係数が漸減している。

請求項６に記載の車両用乗員膝保護装置では、アッパブラケットに対して乗員の膝部からの荷重が入力されると、第１屈曲予定部と第２屈曲予定部とが上下に離れるように屈曲する。これにより、アッパブラケットが略Ｚ字状に折れ曲る。ここで、このアッパブラケットは、ニーパネルから第１屈曲予定部へ向かうに従い断面係数が漸減すると共に、インパネリインフォースメントから第２屈曲予定部へ向かうに従い断面係数が漸減している。これにより、上記荷重入力時に、第１屈曲予定部及び第２屈曲予定部に対して良好に応力を集中させることができると共に、アッパブラケットにおいて応力の伝達に不必要な部分（無駄肉）を省略することができる。これにより、アッパブラケットの質量増加を抑制しつつ、効果的に多段折れ特性を得ることができる。

以上説明したように、本発明に係る車両用乗員膝保護装置では、インパネリインフォースメントに対するアッパブラケットの取付精度を確保することが容易である。

本発明の第１実施形態に係る車両用乗員膝保護装置を含む周辺部材の構成を示す斜視図である。図１の２−２線に沿った切断面を示す拡大断面図である。図１の３−３線に沿った切断面を示す拡大断面図である。図２の４−４線に沿った切断面を示す拡大断面図である。アッパブラケットに衝撃荷重が入力された状態を説明するための図である。アッパブラケットが折れ曲がった状態を説明するための図である。衝撃荷重の入力ベクトルと第１屈曲予定部及び第２屈曲予定部との間の距離について説明するための図である。アッパブラケットが底付きした状態を示す図である。本発明の第１実施形態に係るアッパブラケットの変形例を示す図である。本発明の第２実施形態に係る車両用乗員膝保護装置の部分的な構成を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図９を参照して、本発明の第１実施形態に係る車両用乗員膝保護装置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ＯＵＴは車幅内側方向を示している。

本第１実施形態に係る車両用乗員膝保護装置１０は、右ハンドルの車両の運転席に着座した乗員の膝部を保護するための保護装置であり、図１〜図３に示されるように、インパネリインフォースメント１２に取り付けられている。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インストルメントパネル１４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）。

このインパネリインフォースメント１２は、金属製の長尺なパイプ材で構成されており、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。インパネリインフォースメント１２の長手方向中央部には、フロアブレース１６の上端部が固定されており、このフロアブレース１６の下端部は、フロアパネルに固定されている。また、インパネリインフォースメント１２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コラムブラケット１８が取り付けられている。このコラムブラケット１８の左右両側には、車両用乗員膝保護装置１０を構成する左右一対のアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌ、左右一対のロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌ、及び左右一対のニーパネル２４Ｒ、２４Ｌが配置されている。

左右一対のアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌは、金属板によって長尺状に形成されたものであり、長手方向一端部（前端部）が溶接によってインパネリインフォースメント１２に固定され、インパネリインフォースメント１２から車両後方側へ延びている。これらのアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌは、図４に示されるように、下方側へ開口した断面コ字状（断面略Ｕ字状）に形成されており、上壁部２６と、この上壁部２６の左右両側から下方側へ延出された縦壁部２８、３０とを備えている。

左右一対のロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌは、金属板によって長尺状に形成されたものであり、インパネリインフォースメント１２の下方側に配置されている。右側のロアブラケット２２Ｒは、右側のアッパブラケット２０Ｒを構成する金属板よりも板厚が厚い金属板によって、車両前方側が開口した断面略Ｕ字状に形成されており、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌよりも高剛性に形成されている。このロアブラケット２２Ｒは、上端部が溶接によってアッパブラケット２０Ｒの前端側に固定されており、アッパブラケット２０Ｒから下方へ延びている。

一方、左側に配置されたロアブラケット２２Ｌは、上端部が溶接によって左側のアッパブラケット２０Ｌの前端側に固定されており、当該アッパブラケット２０Ｌから下方へ延びている。このロアブラケット２２Ｌは、図１に示されるように、連結ブラケット３２を介してフロアブレース１６と連結固定されており、フロアブレース１６によって支持（補強）されている。このため、このロアブラケット２２Ｌは、ロアブラケット２２Ｒよりも全体的に細く形成されると共に複数の貫通孔３４が形成されることで軽量化されているが、車両前後方向の衝撃荷重に対してアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌよりも変形し難くされている。

左右一対のニーパネル２４Ｒ、２４Ｌは、金属板によって長尺状に形成されており、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌ及びロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌに対してインパネリインフォースメント１２とは反対側に配置されている。右側のニーパネル２４Ｒは、上端部に設けられた上側固定部３６が溶接によってアッパブラケット２０Ｒの後端部に固定されると共に、下端側に設けられた下側固定部３８が溶接によってロアブラケット２２Ｒの下端部に固定されている。一方、左側のニーパネル２４Ｌは、上端部に設けられた上側固定部４０が溶接によってアッパブラケット２０Ｌの後端部に固定されると共に、下端側に設けられた下側固定部４２が溶接によってロアブラケット２２Ｌの下端部に固定されている。

これらのニーパネル２４Ｒ、２４Ｌは、運転席に着座した乗員の膝部に対して車両前方から対向する位置に配置されている。具体的には、運転席に着座した乗員が標準体格又は標準体格よりも大柄の場合（例えば、米国成人男性の体格の小さい方から５０％をカバーする体形（ＡＭ５０）である場合）には、ニーパネル２４Ｒ、２４Ｌの上端部（上側固定部３６、４０）が、同乗員の膝部に対して車両前方から対向する。一方、運転席に着座した乗員が標準体格よりも小柄な場合（例えば、米国成人女性の体格の小さい方から５％をカバーする体形（ＡＦ０５）である場合）には、ニーパネル２４Ｒ、２４Ｌの上下方向中間部が、同乗員の膝部に対して車両前方から対向する。

ここで、上述の車両用乗員膝保護装置１０では、図２及び図３に示されるように、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの長手方向中間部には、第１屈曲予定部４６及び第２屈曲予定部４８（何れも脆弱部）が設けられている。第１屈曲予定部４６及び第２屈曲予定部４８は前後に並んで配置されており、第２屈曲予定部４８は、第１屈曲予定部４６よりもインパネリインフォースメント１２側に配置されている。

これらのアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌは、ニーパネル２４Ｒ、２４Ｌから第１屈曲予定部４６へ向かうに従い上下幅（縦壁部２８、３０の高さ寸法Ｈ。断面係数）が漸減している。また、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌは、第１屈曲予定部４６と第２屈曲予定部４８との間で上下幅（縦壁部２８、３０の高さ寸法Ｈ。断面係数）が一定に設定されており、細幅に形成されている。さらに、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌは、インパネリインフォースメント１２から第２屈曲予定部４８へ向かうに従い上下幅（縦壁部２８、３０の高さ寸法Ｈ。断面係数）が漸減している。

このため、図５に示されるように、車両の衝突時に乗員の膝部Ｋがニーパネル２４Ｒ、２４Ｌに衝突することにより、ニーパネル２４Ｒ、２４Ｌを介してアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの後端部に車両前方側へ向いた衝撃荷重Ｆが作用した際には、第１屈曲予定部４６及び第２屈曲予定部４８に応力が集中するようになっている。

また、本第１実施形態では、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌは、第１屈曲予定部４６において僅かに折れ曲っており、ニーパネル２４Ｒ、２４Ｌの上側固定部３６、４０の上下方向中央から引いた法線Ｎ（衝撃荷重Ｆの入力方向）に対し、第１屈曲予定部４６が上方側に配置され、第２屈曲予定部４８が下方側に配置されている（複数の屈曲予定部が前後に隣り合う同士で法線Ｎの上下に分かれて配置されている）。

さらに、本第１実施形態では、図２及び図３に示されるように、上述したニーパネル２４Ｒ、２４Ｌにおけるロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌ側（ここではロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌの下方側）には、ニーエアバッグモジュール５０（図１では図示省略）が配置されている。このニーエアバッグモジュール５０は、インストルメントパネル１４における破断可能な下方部位１４Ａを破断して乗員の膝部の前方へ膨張展開可能なニーエアバッグ５２と、このニーエアバッグ５２に車両衝突時にガスを供給するインフレータ５４と、これらを収容する金属製のモジュールケース５６とを備えている。

モジュールケース５６の車両前後方向中間部には、車両後方斜め上方側へ延びる左右一対の締結片５８、６０が設けられている。右側の締結片５８は、右側のニーパネル２４Ｒの上下方向中間部（固定部３６と固定部３８との中間）に設けられた締結部６２にボルト及びナットにより締結固定されている。左側の締結片６０は、左側のニーパネル２４Ｌの上下方向中間部（固定部４０と固定部４２との中間部）に設けられた締結部６４にボルト及びナットにより締結固定されている。

また、モジュールケース５６の前端部には、車両前方側へ延びる左右一対の締結片６６、６８が設けられている。右側の締結片６６は、右側のニーパネル２４Ｒの下端部（前端部）に設けられた締結部７０にボルト及びナットにより締結固定されている。左側の締結片６８は、左側のニーパネル２４Ｌの下端部（前端部）に設けられた締結部７２にボルト及びナットにより締結固定されている。

これにより、ニーエアバッグモジュール５０は、ロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌの下端部に対して上下両側に設けられた締結部６２、６４、７０、７２において４箇所でニーパネル２４Ｒ、２４Ｌに締結固定されている。そして、ロアブラケット２２Ｒの下端部は、締結部６２と締結部７０との中間に配置され、ロアブラケット２２Ｌの下端部は、締結部６４と締結部７２との中間に配置されている。

上記構成の車両用乗員膝保護装置１０は、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの前端部がインパネリインフォースメント１２に固定されることにより、インパネリインフォースメント１２に取り付けられており、ロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌ、ニーパネル２４Ｒ、２４Ｌ、及びニーエアバッグモジュール５０は、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌを介してインパネリインフォースメント１２に支持されている。

次に、本第１実施形態の作用及び効果について説明する。

上記構成の車両用乗員膝保護装置１０では、ニーエアバッグ５２が車両の衝突時に乗員の膝部Ｋへ向けて膨張展開することで乗員の膝部Ｋの衝撃荷重を受け止めることができる。また、ニーエアバッグ５２にて受け止めきれなかった衝撃荷重については、標準体格及び標準体格よりも大柄な乗員の場合には、同乗員の膝部の前方に配置されているアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌが第１屈曲予定部４６及び第２屈曲予定部４８にて折れ曲ることにより吸収することができる（図６参照）。また、標準体格よりも小柄な乗員の場合には、同乗員の膝部の前方に配置されているニーパネル２４Ｒ、２４Ｌが変形することにより吸収することができる。これにより、乗員の膝部を車両衝突時の衝撃から保護することができる。

しかも、この車両用乗員膝保護装置１０では、ロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌの上端部がアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの前端側に固定され、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの前端部がインパネリインフォースメント１２に固定された構成になっている。このため、本車両用乗員膝保護装置１０をインパネリインフォースメント１２に固定する際には、予めロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌ及びニーパネル２４Ｒ、２４Ｌをアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌに固定してサブアッセンブリ化しておき、その後で、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの前端部をインパネリインフォースメント１２に固定（溶接）すればよい。これにより、乗員の膝部保護性能を向上させる上で重要なアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌを、インパネリインフォースメント１２に対して容易に精度良く取り付けることができる。

さらに、この車両用乗員膝保護装置１０では、ニーエアバッグモジュール５０が、ニーパネル２４Ｒ、２４Ｌにおけるロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌ側に配置されてニーパネル２４Ｒ、２４Ｌに固定されている。ここで、右側のロアブラケット２２Ｒは、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌよりも高剛性に形成されている。また、左側のロアブラケット２２Ｌは、連結ブラケット３２を介してフロアブレース１６に支持されており、車両前後方向の衝撃荷重に対してアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌよりも変形し難くされている。このため、ニーエアバッグ５２が展開する際の反力を、これらのロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌによって良好に支持することができる。これにより、ニーエアバッグ５２の展開反力によってモジュールケース５６が変位することを抑制できるので、ニーエアバッグ５２の展開方向を安定させることができる。これにより、ニーエアバッグによる乗員膝部の保護性能を向上させることができる。

また、この車両用乗員膝保護装置１０では、ニーエアバッグモジュール５０のニーパネル２４Ｒ、２４Ｌへの固定部が、ロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌの下端部に対して上下両側に設けられている。このため、上側の固定部（締結部６２、６４）に入力されるニーエアバッグ５２の展開反力によってロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌに生じる曲げモーメントと、下側の固定部（締結部７０、７２）に入力されるニーエアバッグ５２の展開反力によってロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌに生じる曲げモーメントとが互いに相殺し合う。これにより、ロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌに生じるトータルの曲げモーメントを低減することができるので、ロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌの剛性を低下させることができる。したがって、ロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌの軽量化を図ることが可能になる。

さらに、この車両用乗員膝保護装置１０では、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌに設けられた第１屈曲予定部４６が、ニーパネル２４Ｒ、２４Ｌにおけるアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌとの固定部（上側固定部３６、４０）の上下方向中央から引いた法線Ｎに対し、上方側に配置され、第２屈曲予定部４８が下方側に配置されている。このため、乗員の膝部からの衝撃荷重Ｆがニーパネル２４Ｒ、２４Ｌを介してアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの後端部に入力された際には、第１屈曲予定部４６が法線Ｎから上方側へ離れるように屈曲すると共に、第２屈曲予定部４８が法線Ｎから下方側に離れるように屈曲し、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌが略Ｚ字状に折れ曲る。これにより、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの変形ストローク（固定部３６、４０の車体に対する変位量）を長く確保することができる。

また、この車両用乗員膝保護装置１０では、図７に示されるように、第１屈曲予定部４６の断面における中立線から法線Ｎ（衝撃荷重Ｆの入力ベクトル）までの距離Ｌ１と、第２屈曲予定部４８の断面における中立線から法線Ｎ（衝撃荷重Ｆの入力ベクトル）までの距離Ｌ２とを調整することにより、乗員の大腿部が受ける衝撃荷重（反力）を自由に調整することができる。また、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌにおいて、第１屈曲予定部４６と第２屈曲予定部４８との間の長さ寸法Ｌ３を変更することにより、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌがそれ以上変形できなくなるまで（いわゆる底付きするまで）のアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの変形ストロークを自由に調整できる。これにより、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの底付きを回避するための設定が容易になる（図８参照）。

さらに、この車両用乗員膝保護装置１０では、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌは、ニーパネル２４Ｒ、２４Ｌから第１屈曲予定部４６へ向かうに従い上下幅（縦壁部２８、３０の高さ寸法Ｈ）が漸減すると共に、インパネリインフォースメント１２から第２屈曲予定部４８へ向かうに従い上下幅が漸減している。これにより、上記衝撃荷重入力時に、第１屈曲予定部４６及び第２屈曲予定部４８に対して良好に応力を集中させることができる。また、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌにおいて応力の伝達に不必要な部分（無駄肉）を省略することができる。これにより、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの質量増加を抑制しつつ、効果的に多段折れ特性を得ることができる。

また、この車両用乗員膝保護装置１０では、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの長手方向において、断面係数への影響が大きい縦壁部２８、３０の高さ寸法Ｈを変化させる構成になっている。このため、アッパブラケットの横幅寸法を変化させる構成等と比較して、アッパブラケットの質量増加の抑制と、屈曲予定部への良好な応力集中との両立が容易である。また、第１屈曲予定部４６及び第２屈曲予定部４８に切欠（ノッチ）等が設けられた構成ではないため、切欠等に応力が集中することによってアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌのエネルギー吸収量が小さくなることを防止できる。

また、この車両用乗員膝保護装置１０では、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌは、第１屈曲予定部４６からニーパネル２４Ｒ、２４Ｌへ向かうに従い上下幅が漸増している。このため、ニーパネル２４Ｒ、２４Ｌへのアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの溶接部（アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの後端部）において、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの上下幅を大きく確保することができる。これにより、乗員の膝部Ｋがアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの後端部に対して上下に多少ずれた場合でも、衝撃荷重Ｆをアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの後端部に良好に入力することができるので、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌを設定通りに変形させることができる。

なお、上記第１実施形態では、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌが第１屈曲予定部４６及び第２屈曲予定部４８の二点で折れ曲る構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図９に示されるように、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌに更に屈曲予定部７６、７８を追加すると共に、屈曲予定部４６、４８、７６、７８が法線Ｎに対し、前後に隣り合う同士で上下に分かれるように配置することで、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌが４点で折れ曲るようにしてもよく、屈曲予定部の数は適宜変更することができる。

また、上記第１実施形態では、ニーエアバッグモジュール５０のニーパネル２４Ｒ、２４Ｌへの固定部が、ロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌの下端部に対して上下両側に設けられた構成にしたが、請求項１又は請求項２に係る発明はこれに限らず、ニーエアバッグモジュール５０のニーパネル２４Ｒ、２４Ｌへの固定部の配置は適宜変更することができる。また、ニーエアバッグモジュール５０がロアブラケット２２Ｒ、２２Ｌに直接固定された構成にしてもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２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。

図１０には、本発明の第２の実施形態に係る車両用乗員膝保護装置の部分的な構成が図２に対応した縦断面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、前記第１実施形態に係るニーエアバッグモジュール５０が省略されている。また、この実施形態では、中間ブラケット８０が追加されている。

この中間ブラケット８０は、アッパブラケット２０Ｒと基本的に同様の構成とされており、第１屈曲予定部４６及び第２屈曲予定部４８と同様の第１屈曲予定部８２及び第２屈曲予定部８４を備えている。このアッパブラケット２０Ｒは、前端部がロアブラケット２２Ｒの上下方向中間部に固定されており、後端部がニーパネル２４Ｒの上下方向中間部（固定部３６と固定部３８の間）に固定されている。この中間ブラケット８０の後端部は、運転席に着座した乗員が標準体格よりも小柄な場合（例えば、ＡＦ０５相当の体形である場合）に、同乗員の膝部に対して車両前方から対向する位置に配置されている。なお、図示は省略するが、ロアブラケット２２Ｌとニーパネル２４Ｌとの間にも中間ブラケット８０と同様の中間ブラケットが設けられている。

この実施形態では、標準体格よりも小柄な乗員（ＡＦ０５相当）の膝部がニーパネル２４Ｒに衝突した際には、中間ブラケット８０が、剛性の高いロアブラケット２２Ｒによって前端部を支持されつつ、第１屈曲予定部８２及び第２屈曲予定部８４において折れ曲がる（アッパブラケット２０Ｒと同様に折れ曲る）。これにより、同乗員の膝部を保護することができる。つまり、この実施形態では、ニーエアバッグモジュール５０を省略することで安価に構成しつつ、中間ブラケット８０によって小柄な乗員の膝保護性能を確保している。このように、本第２実施形態及び前記第１実施形態においては、ニーエアバッグ無しのものとニーエアバッグ付きのものとで多くの部品を共用することができる。

なお、上記各実施形態では、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの縦壁部２８、３０の高さ寸法Ｈ（断面係数）が、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌの長手方向において漸減（漸増）することにより、アッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌに第１屈曲予定部４６及び第２屈曲予定部４８が設けられた構成にしたが、請求項１、請求項３〜請求項６に係る発明（但し、請求項２を引用する部分を除く。）はこれに限らず、アッパブラケットに切欠等を設けることで屈曲予定部を設定する構成にしてもよい。

また、上記各実施形態では、第１屈曲予定部４６及び第２屈曲予定部４８（複数の屈曲予定部）が法線Ｎに対し、前後に隣り合う同士で上下に分かれて配置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、法線Ｎに対する複数の屈曲予定部の配置は適宜変更することができる。

また、上記各実施形態では、ロアブラケット２２Ｒの板厚がアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌのそれよりも大きく設定されることで、ロアブラケット２２Ｒがアッパブラケット２０Ｒ、２０Ｌよりも高剛性に形成された構成にしたが、本発明に係る発明はこれに限るものではない。例えば、ロアブラケットの材料とアッパブラケットの材料を異ならせることで、ロアブラケットをアッパブラケットよりも高剛性に形成する構成にしてもよい。

また、上記各実施形態では、ロアブラケット２２Ｌが連結ブラケット３２を介してフロアブレース１６に連結固定された構成にしたが、本発明はこれに限らず、連結ブラケット３２を省略すると共に、ロアブラケット２２Ｌの代わりにロアブラケット２２Ｒと同様のロアブラケットを用いる構成にしてもよい。

また、上記各実施形態では、右ハンドルの車両に対して本発明が適用された場合について説明したが、本発明はこれに限らず、本発明は左ハンドルの車両に対しても適用することができる。

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。

１０車両用乗員膝保護装置
１２インパネリインフォースメント
２０Ｒ、２０Ｌアッパブラケット
２２Ｒ、２２Ｌロアブラケット
２４Ｒ、２４Ｌニーパネル
４６第１屈曲予定部
４８第２屈曲予定部
５０ニーエアバッグモジュール
Ｎ法線

Claims

車両の衝突時に乗員の膝部から荷重が入力されるニーパネルと、
後端部が前記ニーパネルの上端側に固定されると共に、前記荷重の入力によって屈曲する複数の屈曲予定部が前後に並んで設けられたアッパブラケットと、
上端部が前記アッパブラケットの前端側に固定されると共に当該アッパブラケットから車両下方側へ延出されており、更に下端部が前記ニーパネルの下端側に固定されたロアブラケットと、
を有し、
前記アッパブラケットの前端部がインパネリインフォースメントに固定される車両用乗員膝保護装置。
車両の衝突時に乗員の膝部から荷重が入力されるニーパネルと、
下端部が前記ニーパネルの下端側に固定されたロアブラケットと、
後端部が前記ニーパネルの上端側に固定されると共に、前記荷重の入力によって屈曲する複数の屈曲予定部が前後に並んで設けられたアッパブラケットと、
を有し、
前記ロアブラケットは前記アッパブラケットよりも高剛性に形成されていると共に、
前記ロアブラケットの上端部が前記アッパブラケットの前端側に固定され、前記アッパブラケットの前端部がインパネリインフォースメントに固定され、
さらに、前記ニーパネルにおける前記ロアブラケット側に配置されて前記ニーパネル又は前記ロアブラケットに固定されたニーエアバッグモジュールを有する車両用乗員膝保護装置。
前記ニーパネルにおける前記ロアブラケット側に配置されて前記ニーパネル又は前記ロアブラケットに固定されたニーエアバッグモジュールを有する請求項１に記載の車両用乗員膝保護装置。
前記ニーエアバッグモジュールの前記ニーパネルへの固定部は、前記ロアブラケットの下端部に対して上下両側に設けられている請求項２又は請求項３に記載の車両用乗員膝保護装置。
前記複数の屈曲予定部は、前記ニーパネルにおける前記アッパブラケットとの固定部の上下方向中央から引いた法線に対し、前後に隣り合う同士で上下に分かれて配置されている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両用乗員膝保護装置。
前記複数の屈曲予定部は、第１屈曲予定部と、前記第１屈曲予定部よりも前記インパネリインフォースメント側に配置された第２屈曲予定部であり、前記アッパブラケットは、前記ニーパネルから前記第１屈曲予定部へ向かうに従い断面係数が漸減すると共に、前記インパネリインフォースメントから前記第２屈曲予定部へ向かうに従い断面係数が漸減している請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の車両用乗員膝保護装置。