JPH05238338A - ニーパネルの支持ブラケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形状決定が容易にでき、理想的な衝突エネル
ギー吸収特性及び変形特性を有したニーパネルの支持ブ
ラケットを得る。 【構成】 支持ブラケット１２の外形を構成するフレー
ム１８は、ピラーツーピラー部材１０からニーパネル１
４の取付面１８Ａかけて除々に薄肉とされている。この
フレーム１８に内側は、リブ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、
２２Ｄとフレーム１８とで、内枠２０Ａ、２０Ｂ、２０
Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅが構築されている。このリブ２２
Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄの形状等を変化させること
で、容易に衝突エネルギー吸収特性及び変形特性を有し
た支持ブラケット１２を構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衝突時に乗員の膝を保
護するニーパネルが取付けられるニーパネルの支持ブラ
ケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両には、衝突時に乗員の膝を保護する
ニーパネルが、前座席の前方に配置されている。図８に
示されるように、ニーパネル１４は、通常車両の両側に
設けられたピラーに、両端が連結されたポール状のピラ
ーツーピラー部材１０に固定される支持ブラケット４０
に支持されている。この支持ブラケット４０は、乗員の
膝がニーパネル１４に衝突した際、塑性変形して衝撃力
を吸収するようになっている。

【０００３】ところで、支持ブラケット４０の変形の態
様としては、図６に示されるように、乗員の膝Ｎが衝突
時に、水平線に対して角度θで上方（矢印Ａ方向）に移
動することから、ニーパネル１４が、膝Ｎとの対面角度
を維持しながら、矢印Ａ方向に移動し、また順次変形抵
抗を大きくして衝撃力を吸収していくのが理想とされて
いる。

【０００４】この理想的な衝突エネルギー吸収特性及び
変形特性を得るのに、従来は、図８及び図９に示される
ように、一枚の板材をプレス成形した支持ブラケット４
０にクラッショ穴４２を穿設したり、またビード４４を
形成して対処していた（実開平１−７０６５７号参
照）。

【０００５】しかしながら、このようにクラッショ穴４
２またはビード４４を形成しても、実際にどのような変
形特性を示すのか明確でなく、試行錯誤的な実験を繰り
返して、支持ブラケット４０の形状や、クラッショ穴４
２またはビード４４の大きさ及び位置を決定していた。
このため、多大な時間とコストを費やす結果となってい
た。また、一枚の板材の曲げ加工であるため、支持ブラ
ケット４０の軽量化を図ることができなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は係る事実を考
慮し、形状決定が容易にでき、理想的な衝突エネルギー
吸収特性及び変形特性を有したニーパネルの支持ブラケ
ットを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るニーパネル
の支持ブラケットは、車両の前方側が車体へ固定され、
車両の後方側へは乗員の膝を保護するニーパネルが取付
けられるニーパネルの支持ブラケットであって、内側に
空洞を有し前記車体固定部から前記ニーパネルの取付部
にかけて徐々に薄肉とされた閉断面状のフレームと、前
記フレームの内側を仕切りフレームとで複数の閉断面状
内枠を構築し、前記ニーパネルに荷重が作用した時にそ
の荷重の作用方向へフレームと共にニーパネルの取付部
側から順次車両前方へ塑性変形していく複数の隔壁と、
を有することを特徴としている。

【０００８】

【作用】上記構成のニーパネルの支持ブラケットは、一
端が車両の車体前方側、例えばピラーツーピラー部材へ
固定され、車体後方側の他端が乗員の膝を保護するニー
パネルを支持している。

【０００９】車両衝突時に、乗員の膝がニーパネルに衝
突すると、支持ブラケットは、膝からニーパネルへ入力
される荷重によって、除々に塑性変形し衝撃荷重を吸収
していく。この塑性変形の態様は以下のようになってい
る。

【００１０】支持ブラケットの外形を構成するフレーム
は、ピラーツーピラー部材からニーパネルの取付部にか
けて徐々に薄肉とすることで、比較的小さな荷重が作用
した場合は、ニーパネルの支持ブラケットがニーパネル
側で大きく変形し、ピラーツーピラー部材方向に行くに
従って、変形量が徐々に小さくなっていく。一方比較的
大きな荷重が作用した場合は、ニーパネルの支持ブラケ
ットがまずニーパネル側で積極的に変形し、徐々にその
変形がピラーツーピラー部材側に移動し、従来のものに
比べて、比較的長い時間を要して変形していく。また、
このフレームの内側に形成される空洞は、隔壁で仕切ら
れフレームとで複数の内枠が構成されている。この内枠
を構成することで、支持ブラケットの支持強度が向上す
ると共に、その内枠の設定形態により支持ブラケットの
変形特性を容易に変更でき、理想的な変形特性を容易に
実現でき、乗員の膝に作用する衝突エネルギー吸収特性
を理想的なものとすることができる。すなわち、この内
枠をニーパネル側でその肉厚を薄いものとし、ピラーツ
ーピラー部材側になるにつれて、肉厚を厚くしたり、ま
たニールパネル側では内枠を疎に形成し、ピラーツーピ
ラー部材側になるに従って、徐々に密に形成したり、内
枠の形状あるいは数によって、その荷重変形特性を微妙
に変化させることができる。

【００１１】

【実施例】図１に示されるように、両端部が車両のピラ
ー（図示せず）に取付けられたポール状のピラーツーピ
ラー部材１０には、本実施例に係る支持ブラケット１２
の一端部が固定され、この支持ブラケット１２の他端部
には、ニーパネル１４が取付けられている。

【００１２】この支持ブラケット１２は、図２に示され
るように、一例として、アルミニウム等の軽量材料を押
出し成形した後、所定の幅に切断（２点鎖線で切断）す
ることによって製造される。このように、軽量部材を押
出し成形して、支持ブラケット１２を製造することによ
って、プレス加工に比較して型費等のコストの低減及び
部材の軽量化が図れる。さらに、支持ブラケット１２の
リブ２２の形状または取付位置の変更が容易となる。

【００１３】図３に示されるように、支持ブラケット１
２は、内側に空洞を有する閉断面とされ上方へ多少湾曲
する長状のフレーム１８と、内側に配置され複数のトラ
ス状の内枠２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅを
それぞれフレーム１８とで構築するリブ２２Ａ、２２
Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄで構成されている。

【００１４】この支持ブラケット１２の外形を構成する
フレーム１８は、ピラーツーピラー部材１０からニーパ
ネル１４の取付面１８Ａにかけて徐々に薄肉（Ｔ１＞Ｔ
２）とされている。これによって、ニーパネル１４に衝
撃荷重が作用した時、ニーパネル１４側から、支持ブラ
ケット１２が徐々に変形するようになっている。

【００１５】フレーム１８のピラーツーピラー部材１０
側には、内径がピラーツーピラー部材１０の外径と径が
等しくされた半円状のブラケット１８Ｂが成形されてい
る。このブラケット１８Ｂの両端部は、ピラーツーピラ
ー部材１０の外周面に溶接され、強固に支持ブラケット
１２をピラーツーピラー部材１０に固定している。

【００１６】一方、図３に示されるように、フレーム１
８のニーパネル１４側に形成された取付面１８Ａは、ニ
ーパネル１４の姿勢（ピラーツーピラー部材１０に対す
る取付角度）を維持するために肉厚（＞Ｔ２）とされ、
さらにリブ２２Ｄで補強され、容易に変形しない内枠２
０Ｅが構成されている。この取付面１８Ａには、ニーパ
ネル１４を構成する発泡スチロール等の緩衝体２４が一
体成形された支持板２６が、ボルト２８及びナット３０
によって固定されている。

【００１７】また、フレーム１８の内側に配置されるリ
ブ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄは、それぞれフレー
ム１８とでトラス状の内枠２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２
０Ｄ、２０Ｅを構成している。このリブ２２Ａ（ピラー
ツーピラー部材１０側）の肉厚は大きく、リブ２２Ｂ、
２２Ｃ、２２Ｄ（ニーパネル１４側）は順次薄くされて
いる。このように、リブ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２
Ｄを配置することによって、フレーム１８を補強すると
共に、支持ブラケット１２の変形方向及び変形特性を容
易に設定できる。

【００１８】次に、図３〜図５を参照して、支持ブラケ
ット１２の変形態様を説明する。図６に示されるよう
に、車両衝突時には慣性力で乗員は前方に移動して、膝
Ｎがニーパネル１４に当たる（実線）。さらに乗員が前
方に移動すると、膝Ｎは上方（角度θ）へニーパネル１
４を押し上げる方向に移動する（２点鎖線）。従って、
ニーパネル１４が最初の姿勢を維持しながら、矢印Ａ方
向に移動することが衝撃力を吸収する上で理想とされ
る。

【００１９】ここで、膝Ｎがニーパネル１４に当たった
直後（図６参照）、支持ブラケット１２は、図３に示す
ように、変形前の状態でニーパネル１４を支持してい
る。

【００２０】次に、図４に示すように、荷重がニーパネ
ル１４に作用すると、支持ブラケット１２の剛性の低い
側、つまりニーパネル１４側の内枠２０Ｃ、２０Ｄを大
きく変形させ、また、ピラーツーピラー部材１０側の内
枠２０Ａ、２０Ｂは剛性が高いので、断面形を保持し
て、矢印Ａ方向に移動する。この塑性変形によって当初
の衝撃力は、支持ブラケット１２のニーパネル側で吸収
される。なお、取付面１８Ａを構成する内枠２０Ｅは、
リブ２２Ｄを変形させるだけで、一定の断面形を維持し
ている。これによってニーパネル１４の姿勢が維持され
る。

【００２１】次に、図５に示すように、比較的大きな荷
重が乗員の膝に作用した場合は、さらに荷重が継続して
ニーパネル１４に作用し、支持ブラケット１２は、ニー
パネル１４側の内枠２０Ｃ、２０Ｄを潰し、また、ピラ
ーツーピラー部材１０側の内枠２０Ａ、２０Ｂを上方に
湾曲させながら、矢印Ａ方向に移動する。このように、
ニーパネル１４側の塑性変形が徐々におこり、乗員の膝
に対して大きな反力が作用することなく塑性変形が、従
来のものに比べて比較的長い時間継続し、支持ブラケッ
ト１２が潰れきった時点、あるいは乗員の膝に荷重が作
用しなくなった時点で変形が停止する。これによって、
乗員の膝に大きな衝撃を与えることなく、乗員の移動を
停止させることができる。なお、取付面１８Ａを構成す
る内枠２０Ｅは、リブ２２Ｄを屈曲させるが、まだ断面
形を維持している。これによってニーパネル１４の姿勢
が維持される。

【００２２】なお、このリブ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、
２２Ｄの形状、取付位置等は、本実施例の構造に限定さ
れるものではないが、支持ブラケット１２の形状を決定
する場合、先ずフレーム１８の形状を決めれば、破壊試
験等によって、適時変更を加えることが押出し成形で容
易にできる。これにより、時間の短縮及びコストの低減
を十分に図ることができる。

【００２３】また、図７に示されるように、支持ブラケ
ット１２をピラーツーピラー部材１０に固定する方法と
しては、支持ブラケット１２のブラケット３４を略円筒
状に形成し、ピラーツーピラー部材１０の外形を取り囲
むように、ピン３６でかしめてもよい。

【００２４】なお、本実施例では、支持ブラケット１２
のフレーム１８の肉厚と、内枠２０Ａ、２０Ｂ、２０
Ｃ、２０Ｄの肉厚により、荷重変形特性をコントロール
していたが、更に、フレーム１８の内側に配置される内
枠を、ニーパネル側では疎に形成し、ピラーツーピラー
部材１０側になるに従って徐々に密に形成するといった
ことでコントロールしてもよい。

【００２５】次に、図１０に示されるような、アルミ材
のプレス成形による従来のニーパネルの支持ブラケット
５０と、図１１に示されるような本実施例の押出し成形
による支持ブラケット１２との破壊試験を行い、負荷荷
重（ｋｇ・ｆ）に対する負荷面Ｆの変位量（ｍｍ）がど
のように相違するかを説明する。

【００２６】図１２に示されるように、この破壊試験
は、固定台５２に設けられたパイプ状の固定治具５４
に、それぞれの支持ブラケット１２、５０のブラケット
１８Ｂ、５６（図１０及び図１１参照）を固定し、負荷
面Ｆ（ニーパネルの取付部に相当する）に負荷荷重Ｐを
かけながら、負荷面Ｆの変位量δを測定するものであ
る。

【００２７】図１３のグラフ及び図１４の表に示すよう
に、プレス成形による従来の支持ブラケット５０は、押
出し成形による支持ブラケット１２に比較してピーク荷
重（４２５ｋｇ・ｆ）は大きいが、その後の負荷の減少
が大きい（換言すれば負荷の減少勾配が大きい）ことが
わかる（で表示）。これは、図１５に示す理想的なエ
ネルギー吸収特性のグラフからも判断できるように、ピ
ーク荷重Ｕから略水平勾配で負荷が減少する理想的な変
位特性と掛け離れており、これは比較的大きなピーク荷
重に達していない場合は支持ブラケット５０の変形が少
なく、反力が大きく発生し、エネルギー吸収特性が良く
ないとこを示している。

【００２８】これに対して、本実施例の支持ブラケット
１２は、ピーク荷重（３８１ｋｇ・ｆ）は小さいが、そ
の後の負荷の減少が小さい（換言すれば負荷の減少勾配
が小さい）ことがわかる（で表示）。これは、図１５
グラフからも判断できるように、比較的ピーク荷重が小
さいので、支持ブラケット１２の変形は容易に起こり、
またその変形も徐々に変形していくので、常に塑性変形
により荷重吸収を行い、反力が小さいということになる
ので、エネルギー吸収特性が良いことを示し、乗員の膝
に大きな衝撃を与えることなく乗員の膝に作用するエネ
ルギーを吸収できることがこの試験結果から判断でき
る。

【００２９】なお、本実施例の支持ブラケット１２で
は、図１３のグラフ及び図１４の表に示すように、幅Ｂ
の変更によって、容易に支持ブラケット１２のエネルギ
ー吸収特性を調整することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明のニーパネルの支持ブラケット
は、支持ブラケットの肉厚を変形させたり、内枠の形状
を工夫することにより、荷重変形特性を変えられ、大き
な衝突、小さな衝突とその衝突形態に関係なく、常にニ
ーパネルの支持ブラケットを塑性変形させ、乗員の膝に
はニーパネルから大きな反力が生じないようにし、理想
的に衝突エネルギーを吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るニーパネルの支持ブラケットが組
付けられた状態を示す斜視図である。

【図２】本発明に係るニーパネルの支持ブラケットの製
造過程を示す斜視図である。

【図３】本発明に係るニーパネルの支持ブラケットが変
形する前の状態を示す側面図である。

【図４】本発明に係るニーパネルの支持ブラケットが変
形した後の状態を示す側面図である。

【図５】本発明に係るニーパネルの支持ブラケットが変
形した後の状態を示す側面図である。

【図６】ニーパネルと膝との相対移動関係を示した側面
図である。

【図７】本発明に係るニーパネルの支持ブラケットをピ
ラーツーピラー部材に取付けた状態を示す側面図であ
る。

【図８】従来のニーパネルの支持ブラケットが組付けら
れた状態を示す斜視図である。

【図９】従来のニーパネルの支持ブラケットを示した斜
視図である。

【図１０】破壊試験を行なう従来のニーパネルの支持ブ
ラケットを示した斜視図である。

【図１１】破壊試験を行なう本発明に係るニーパネルの
支持ブラケットを示した斜視図である。

【図１２】破壊試験装置に本発明に係るニーパネルの支
持ブラケットがセットされた状態を示した側面図であ
る。

【図１３】破壊試験の実験結果の負荷荷重と負荷面変位
量の関係を示したグラフである。

【図１４】破壊試験の実験結果を示した一覧表である。

【図１５】理想的なエネルギーの吸収特性を示したグラ
フである。

【符号の説明】

１２ 支持ブラケット １８ フレーム ２０ 内枠 ２２ リブ（隔壁）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の前方側が車体へ固定され、車両の後
   方側へは乗員の膝を保護するニーパネルが取付けられる
   ニーパネルの支持ブラケットであって、内側に空洞を有
   し前記車体固定部から前記ニーパネルの取付部にかけて
   徐々に薄肉とされた閉断面状のフレームと、前記フレー
   ムの内側を仕切りフレームとで複数の閉断面状内枠を構
   築し、前記ニーパネルに荷重が作用した時にその荷重の
   作用方向へフレームと共にニーパネルの取付部側から順
   次車両前方へ塑性変形していく複数の隔壁と、を有する
   ことを特徴とするニーパネルの支持ブラケット。