JP6390279B2 - ニーボルスター - Google Patents

Description

この発明は、乗員の膝からの荷重の入力によって変形し、前記膝への衝撃を吸収するニーボルスターに関する。

ニーボルスターは、車両の前部座席に座る乗員の膝の前方に配置され、車両が正面衝突した際にニーボルスターが塑性変形することによって乗員の膝を保護する機能を有する。特許文献１には、ブロー成形体からなるニーボルスターが開示されている。

ＷＯ２０１２／１３７８９２

ニーボルスターの変形量と荷重の関係を示す波形は、図１（ａ）に示すように、ニーボルスターの変形量が点Ｓに達するまでにニーボルスターが受ける荷重が徐々に上昇し、点Ｓから点Ｅまでに範囲内ではニーボルスターが受ける荷重がほぼ一定となり、点Ｅを超えるとニーボルスターが受ける荷重が再度上昇を始めるものが理想的である。このような波形であれば、膝に加わる衝撃を最小限にしつつ吸収可能なエネルギーの総量を最大化することができるからである。

本発明者らが特許文献１のニーボルスターに対して強い打撃を加える実験を繰り返し行なったところ、図１（ｂ）に示すように初期荷重が過度に大きくなることによって初期打撃時に膝に加わる衝撃が過度に大きくなったり、荷重が一定になる点Ｓの位置がずれてしまって吸収可能なエネルギーの総量が変動したりするという問題があることが分かった。また、特許文献１のニーボルスターは、打撃が入力されたときに横倒れして、衝撃を適切に吸収できない場合があるという問題もあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、膝に加わる衝撃を安定して吸収することができ且つ横倒れが抑制される、ニーボルスターを提供するものである。

本発明によれば、乗員の膝からの荷重の入力によって変形し、前記膝への衝撃を吸収するブロー成形体からなるニーボルスターであって、前記ブロー成形体は、前記荷重が入力される荷重入力面と、前記荷重入力面に対向する背面と、前記荷重入力面と前記背面の間に設けられる右側面及び左側面を備え、且つ前記右側面及び前記左側面に１又は複数の横溝リブを有し、前記横溝リブの少なくとも１つは、その側壁が前記荷重の入力方向に略平行になるように形成されており、且つ前記横溝リブの端部又は途中に段差が設けられるように構成される、ニーボルスターが提供される。

本発明者らは特許文献１のニーボルスターでの上記課題の原因について詳細に検討したところ、特許文献１のニーボルスターではブロー成形体の両側面に横溝リブが形成されており、且つその横溝リブが荷重の入力方向の全体に渡って延びているために、安定したエネルギー吸収を示すための座屈現象である外形外折れ現象が起こりにくいことが原因であることが分かった。

外形外折れ現象とは、図２（ａ）に示すように、前面９ｆ、右側面９ｍ、左側面９ｌを有するブロー成形体９からなるニーボルスター１において、前面９ｆに荷重Ｆが加わった時に、図２（ｂ）に示すように右側面９ｍ及び左側面９ｌが折れ位置Ｂにおいて折れ曲がりながら外側に広がる現象である。折れ位置Ｂの位置が安定するとエネルギー吸収が安定すると共に横倒れが起こりにくくなる。

このような状況において、本発明者らは、荷重の入力方向に沿った途中に段差が設けられるように横溝リブを設けると、この段差において右側面及び左側面が折れ曲がりやすくなるために、ブロー成形体に荷重が加わったときに外形外折れ現象が安定して起こるようになる。このために、本発明のニーボルスターによれば、膝に加わる衝撃を安定して吸収することができ且つ横倒れが抑制されることが分かり、本発明の完成に到った。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記横溝リブは、前記背面から前記前面に向かって途中まで延びており、前記横溝リブの前記前面側の端部に前記段差が設けられる。
好ましくは、前記横溝リブは、前記背面から前記前面に向かう途中でその深さが浅くなるように構成されている。
好ましくは、前記ブロー成形体は、前記右側面及び前記左側面に複数の横溝リブを有し、前記複数の横溝リブのうち、前記荷重が最初に加わる初期打撃部に最も近接した横溝リブが前記段差を有する。
好ましくは、前記段差は、前記ブロー成形体の前記荷重入力面と前記背面の間の長さに対して、前記背面から３０〜７０％の位置に設けられる。
好ましくは、前記ブロー成形体の前記背面は、抜きテーパーを設けていない平坦領域の面積が前記背面の全体の３５％以上である。
好ましくは、前記ブロー成形体の前記右側面及び前記左側面は、前記ブロー成形体の前記背面に対する角度が７５〜８８度である。

ニーボルスターの変形量と荷重との関係の一例を示すグラフである。 外形外折れ現象について説明するための平面図である。 本発明のニーボルスター１の取り付け例を示す。 本発明の第１実施形態のニーボルスター１の斜視図である。 図４のニーボルスター１の別の角度から見た斜視図である。 図４のニーボルスター１の左側面図である。 図４のニーボルスター１の正面図である。 図４のニーボルスター１の右側面図である。 図４のニーボルスター１の平面図である。 図４のニーボルスター１の別の角度から見た斜視図である。 本発明の第２実施形態のニーボルスター１の右側面図である。 本発明の第３実施形態のニーボルスター１の右側面図である。 本発明の第４実施形態のニーボルスター１の右側面図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。

＜ニーボルスター１の取り付け例＞
まず、図３を参照しながら、本実施形態のニーボルスター１の取り付け例について説明する。図３は、後述するニーボルスター１を衝撃吸収体として自動車１００に取り付けた状態を示す。

図３に示す自動車１００は、ドライバー１０１を含む乗員のための前部座席１０２を備える乗員車室１０３を有して構成しており、メータ１０４がハンドル１０５の側面に位置している。ハンドル１０５は、ステアリングコラム（図示せず）と接続しており、そのステアリングコラムを支持するステアリングサポートメンバが車体内壁面に支持されて車幅方向に設けられる。本実施形態のニーボルスター１は、ステアリングコラムの両側にステアリングコラムを挟んで運転席側に取り付けられる。但し、ステアリングコラムの両脇のスペースは、他の車両構成部材（メータ１０４、ナビ装置、空調機器等）の設置スペースとの関係で、縦長となるため、その縦長のスペースにおいてドライバー１０１の各々の膝３に隣接するようにニーボルスター１が取り付けられる。これにより、自動車１００が衝撃を受けた場合に、ドライバー１０１の膝３が各々のニーボルスター１に接触し、ニーボルスター１により衝撃を吸収し、膝３に加わる衝撃を低減することにしている。なお、図３には、運転席側のニーボルスター１を示したが、助手席側にも運転席側と同様に、助手席に乗員した乗員者の膝に隣接するように肘受け部材が取り付けられることになる。

＜ニーボルスター１の構成＞
１．第１実施形態
図４〜図１０を用いて、本発明の第１実施形態のニーボルスター１について説明する。
ニーボルスター１は、乗員の膝３からの荷重Ｆの入力によって変形し、膝３への衝撃を吸収するブロー成形体９からなる。ブロー成形体９は、ブロー成形によって形成される中空の構造体である。

ブロー成形体９は、膝３に隣接し且つ荷重入力面となる前面９ｆと、それに対向する背面９ｒと、前面９ｆと背面９ｒを連結する上面９ｕ、底面９ｂ、右側面９ｍ、及び左側面９ｌとで構成される。なお、本明細書においては、上下・左右・前後は、乗員からの視点で表記する。

前面９ｆには、膝３からの荷重Ｆが最初に加わる初期打撃部５が設けられている。初期打撃部５は、平坦面になっており、これによって、ブロー成形体９が横倒れすることが抑制されている。また、初期打撃部５の周囲の領域は、初期打撃部５に対して傾斜していて、Ｃ面化又はＲ面化されている。初期打撃部５の周囲の領域を初期打撃部５に対して傾斜させることによって、初期荷重の増大を抑制することができる。

ブロー成形体９は、図７、図９〜図１０に示す左右方向に開閉する分割金型を用いたブロー成形で形成されるため、前面９ｆ、上面９ｕ、背面９ｒ、及び底面９ｂに渡ってパーティングラインＰＬが形成される。図７、図９〜図１０では、パーティングラインＰＬを強調して太線で表示している。

ブロー成形体９は、右側面９ｍ及び左側面９ｌに横溝リブ９ｃを有する。横溝リブ９ｃは、右側面９ｍと左側面９ｌのそれぞれからパーティングラインＰＬに向かって（つまり中空部側へ）凹んでいる。また、膝３からの荷重Ｆに対する耐力を高めるために、横溝リブ９ｃは、その側壁が荷重Ｆの入力方向に略平行になるように形成されている。横溝リブ９ｃは、右側面９ｍと左側面９ｌにそれぞれ３本ずつ形成されており、上下２本の横溝リブ９ｃは、背面９ｒから前面９ｆまでの全体に渡って延びるように形成されているのに対し、中央の横溝リブ９ｃは、背面９ｒには到達しているが、前面９ｆには到達していない。つまり、中央の横溝リブ９ｃは、背面９ｒから前面９ｆに向かって途中まで延びており、横溝リブ９ｃの前面９ｆ側の端部に段差９ｄが設けられている。本実施形態では、複数の横溝リブ９ｃのうち、初期打撃部５に最も近接した横溝リブ９ｃのみに段差９ｄが設けられている。

ブロー成形体９は、段差９ｄよりも背面９ｒ側が横溝リブ９ｃで補強されているのに対し、段差９ｄよりも前面９ｆ側が横溝リブ９ｃで補強されていない。このため、初期打撃部５に荷重Ｆが加わってブロー成形体９が変形すると、段差９ｄに隣接した位置が折れ位置Ｂとなって右側面９ｍ及び左側面９ｌに外形外折れ現象が生じる。このように、本実施形態では、横溝リブ９ｃに段差９ｄが設けられているために、折れ位置Ｂの位置が安定し、その結果、ニーボルスター１によるエネルギー吸収が安定すると共に横倒れが起こりにくくなる。段差９ｄを設ける位置は、使用状況において適宜設定可能であるが、例えば、図８に示すように、ブロー成形体９の前面９ｆと背面９ｒの間の長さ（奥行きＤ）に対して、背面９ｒから３０〜７０％の位置に設けられる。

図７〜図８に示すように、本実施形態のブロー成形体９は、幅Ｗが奥行きＤよりも小さいので荷重Ｆに入力によって横倒れが起こりやすい。このようなブロー成形体９においては、横倒れを防ぐための手段を適用する必要性が特に大きい。高さＨが奥行きＤよりも小さい場合も同様である。

ブロー成形体９の背面９ｒには、ブロー成形体９を、取付対象物に取り付けるための取付凸部９ｇが設けられる。取付対象物は、ステアリングサポートメンバに溶接したり、それ以外の部分にネジ止めや溶接などの方法で固定したりすることができる。ブロー成形体９を取付対象物に取り付けるための別の構成として、例えば特許文献１に開示されているものが挙げられる。

ところで、図９〜図１０に示すように左右方向に開閉する分割金型を用いてブロー成形体９を製造する場合、ブロー成形体９を金型から取り出しやすくするために、ブロー成形体９の前面９ｆ、上面９ｕ、背面９ｒ、及び底面９ｂには、所謂「抜きテーパー」という１〜５度程度の傾斜が設けられるのが一般的である。しかし、背面９ｒに抜きテーパーを設けると、背面９ｒと取付対象物との接触面積が小さくなってブロー成形体９が横倒れしやすくなるという問題がある。そこで、本実施形態では、図１０に示すように、抜きテーパーを設けていない平坦領域ＦＬ１、ＦＬ２の面積を背面９ｒ全体の３５％以上（好ましくは５０％以上又は６５％以上）としている。平坦領域ＦＬ１は、分割金型の一方によって形成される面に設けられ、平坦領域ＦＬ２は、分割金型の他方によって形成される面に設けられ、両者は、互いに傾斜しておらず、同一平面上にある。このような構成によれば、ブロー成形体９は、平坦領域ＦＬ１、ＦＬ２において取付対象物に接触されるので、ブロー成形体９の横倒れが抑制される。

図９に示すように、ブロー成形体９の右側面９ｍ及び左側面９ｌは、ブロー成形体９の背面９ｒに対する角度α及びβが７５〜８８度となっている。角度α及びβがこれよりも大きいと、ブロー成形体９の横倒れが起こりやすいが、本実施形態のように、角度α及びβが７５〜８８度となっていると横倒れが抑制され、かつ右側面９ｍ及び左側面９ｌが折れ位置Ｂで折れ曲がりやすくなって、外形外折れ現象が安定的に生じるようになる。

２．第２実施形態
図１１を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に類似しており、複数の横溝リブ９ｃに段差９ｄが設けられている点が主な相違点である。本実施形態では、図１１に示すように、各段差９ｄに近接する折れ位置Ｂで右側面９ｍ及び左側面９ｌが折れ位置Ｂで折れ曲がって、外形外折れ現象が安定的に生じる。

３．第３実施形態
図１２を用いて、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に類似しており、中央の横溝リブ９ｃは、背面９ｒから前面９ｆにまで荷重Ｆの入力方向の全体に渡って延びている。但し、荷重Ｆの入力方向に沿った途中に段差９ｄが設けられていて、段差９ｄよりも背面９ｒ側の横溝リブ９ｃｒは、段差９ｄよりも前面９ｆ側の横溝リブ９ｃｆよりも深くなっている。つまり、横溝リブ９ｃは、背面９ｒから前面９ｆに向かう途中でその深さが浅くなるように構成されている。横溝リブ９ｃｒの強度は、横溝リブ９ｃｆの強度よりも大きいので、本実施形態においても、第１及び第２実施形態と同様に、初期打撃部５に荷重Ｆが加わってブロー成形体９が変形すると、段差９ｄに隣接した位置が折れ位置Ｂとなって右側面９ｍ及び左側面９ｌに外形外折れ現象が安定的に生じる。

４．第４実施形態
図１３を用いて、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に類似しており、中央の横溝リブ９ｃは、背面９ｒから前面９ｆに向かって荷重Ｆの入力方向にその途中まで延びる横溝リブ９ｃｒと、前面９ｆから背面９ｒに向かって荷重Ｆの入力方向にその途中まで延びる横溝リブ９ｃｆを備え、横溝リブ９ｃｒ，９ｃｆの間に中間部９ｉが設けられている。中間部９ｉには横溝リブが設けられておらず、中間部９ｉと横溝リブ９ｃｒに間に段差９ｄが設けられている。本実施形態においても、第１及び第２実施形態と同様に、初期打撃部５に荷重Ｆが加わってブロー成形体９が変形すると、段差９ｄに隣接した位置が折れ位置Ｂとなって右側面９ｍ及び左側面９ｌに外形外折れ現象が安定的に生じる。

本実施形態では、横溝リブ９ｃｆの深さは、横溝リブ９ｃｒと同じであっても、これよりも深くても浅くてもよい。また、中間部９ｉには、横溝リブ９ｃｒよりも浅い横溝リブを形成してもよい。

１：ニーボルスター
３：膝
５：初期打撃部
９：ブロー成形体
９ｃ：横溝リブ
９ｄ：段差

Claims (7)

1. 乗員の膝からの荷重の入力によって変形し、前記膝への衝撃を吸収するブロー成形体からなるニーボルスターであって、
   前記ブロー成形体は、前記荷重が入力される荷重入力面と、前記荷重入力面に対向する背面と、前記荷重入力面と前記背面の間に設けられる右側面及び左側面を備え、且つ前記右側面及び前記左側面に１又は複数の横溝リブを有し、
   前記横溝リブの少なくとも１つは、その側壁が前記荷重の入力方向に略平行になるように形成されており、且つ前記横溝リブの端部又は途中に段差が設けられるように構成され、
   前記段差は、段状の高低の差である、ニーボルスター。
2. 前記横溝リブは、前記背面から前記荷重入力面に向かって途中まで延びており、前記横溝リブの前記荷重入力面側の端部に前記段差が設けられる、請求項１に記載のニーボルスター。
3. 前記横溝リブは、前記背面から前記荷重入力面に向かう途中でその深さが浅くなるように構成されている、請求項１又は請求項２に記載のニーボルスター。
4. 前記ブロー成形体は、前記右側面及び前記左側面に複数の横溝リブを有し、
   前記複数の横溝リブのうち、前記荷重が最初に加わる初期打撃部に最も近接した横溝リブが前記段差を有する、請求項１〜請求項３の何れか１つに記載のニーボルスター。
5. 前記段差は、前記ブロー成形体の前記荷重入力面と前記背面の間の長さに対して、前記背面から３０〜７０％の位置に設けられる、請求項１〜請求項４の何れか１つに記載のニーボルスター。
6. 前記ブロー成形体の前記背面は、抜きテーパーを設けていない平坦領域の面積が前記背面の全体の３５％以上である、請求項１〜請求項５の何れか１つに記載のニーボルスター。
7. 前記ブロー成形体の前記右側面及び前記左側面は、前記ブロー成形体の前記背面に対する角度が７５〜８８度である、請求項１〜請求項６の何れか１つに記載のニーボルスター。