[发明专利]车辆用膝垫

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆用膝垫，其在例如发生车辆碰撞时约束乘员的膝部。

背景技术

日本专利申请公告第2003-312419号(JP-A-2003-312419)描述了一种由刚性聚氨酯垫片(吸能构件)形成的汽车用膝垫。刚性聚氨酯垫片通过金属托架被仪表板加强件支撑，并被布置为面向乘员的膝部。如果发生汽车碰撞，则刚性聚氨酯垫片在来自乘员膝部的荷载的作用下压溃，从而吸收膝部的冲击能。

然而，用于生产刚性聚氨酯垫片的现有技术制约了泡沫产品的长度。此外，当被压溃时刚性聚氨酯垫片容易折断(在压缩荷载的作用下容易折断)。由此，不可能形成很长的刚性聚氨酯垫片。因此，不可能减少固定刚性聚氨酯垫片的金属托架(固定部)的长度。据此，存在着进一步减轻质量的空间。此外，因为在上述的压缩荷载的作用下刚性聚氨酯垫片容易折断，所以刚性聚氨酯垫片的荷载-位移特性可能剧烈变化。

发明内容

本发明提供一种车辆用膝垫，通过所述车辆用膝垫稳定了吸能构件的荷载-位移特性并实现减轻质量。

本发明的一个方案涉及一种车辆用膝垫，其包括树脂吸能构件，所述树脂吸能构件布置于就坐在车辆的座椅上的乘员的膝部的前方，并且于其前端固定到设置在车身侧的刚性构件上的固定部。吸能构件形成为自固定部侧观察时截面为卵圆形，并且形成为一端朝向固定部开口且另一端封闭的筒状。吸能构件在开口边缘的沿卵圆形的截面的长径方向的两端侧处固定到固定部。

应当指出“卵圆形(oval shape)”的示例包括椭圆形、具有圆角的矩形、以及卵形(egg shape)。

吸能构件于其前端固定到设置在车身侧的刚性构件(例如，仪表板加强件)上的固定部。例如在发生车辆碰撞时，在来自由于惯性力移向车辆前方的乘员的膝部的荷载的作用下，吸能构件压溃(crush)。因此，吸收膝部的冲击能。

吸能构件形成为自固定部侧观察时截面为卵圆形，并且形成为一端朝向固定部开口且另一端封闭的筒状。吸能构件在开口边缘的沿卵圆形的截面的长径方向的两端侧处固定到固定部。

通过这种结构，当吸能构件压溃时，应力集中在其卵圆形截面的长径方向的两端上，即，在吸能构件的周壁中曲率最大的两端上。由于这种应力集中，所以吸能构件以手风琴的方式压曲，使得具有大曲率的两端形成压曲波(buckling wave)。此时，吸能构件按照以下方式变形。吸能构件的相应于压曲波的峰值的部分变形，使得卵圆形截面的长径增加。另一方面，吸能构件的相应于压曲波的波谷的部分变形，使得卵圆形截面的短径增加。这种吸能构件的截面形状中的动态变化分散了应力。这使得能够防止或有效地抑制由吸能构件的压曲所造成的吸能构件的折断的发生。因此，能够稳定吸能构件的荷载-位移特性。

此外，防止了吸能构件的折断，使得能够将吸能构件的长度设定为较大值。因此，能够简化固定部的结构，从而减轻下肢约束设备的质量。例如，当附接于仪表板加强件的主体(例如，管)上的金属托架被用作固定部时，能够减少金属托架的长度。如果仪表板加强件的主体的一部分被用作固定部并且吸能构件直接固定到固定部，则能够省略金属托架。因此，能够减轻下肢约束设备的质量。

在根据上述方案的车辆用膝垫中，吸能构件可以这样形成：沿卵圆形截面的长径方向的两端中的每端处的壁厚均大于沿卵圆形截面的短径方向的两端中的每端处的壁厚。

当吸能构件压溃时，应力集中在卵圆形截面的长径方向的两端上。然而，沿卵圆形截面的长径方向的两端中的每端处的壁厚均大于沿卵圆形截面的短径方向的两端中的每端处的壁厚，因此能够防止由过度的应力集中所造成的沿卵圆形截面的长径方向的两端上的折断的发生。

在根据上述方案的车辆用膝垫中，吸能构件可以形成为自固定部侧观察时截面为椭圆形，并且椭圆形截面的长径的长度与椭圆形截面的短径的长度的比例设定为2比1。

在吸能构件中，椭圆形截面的长径(长轴)的长度与椭圆形截面的短径(短轴)的长度的比例设定为2比1。这使得能够在保证所要求的吸能构件的能量吸收量的同时最小化吸能构件的质量。

在根据上述方案的车辆用膝垫中，吸能构件在卵圆形截面的长径沿着车辆高度方向延伸的状态下固定到固定部。

吸能构件在卵圆形截面的长径沿着车辆高度方向延伸的状态下布置，并且吸能构件在车辆高度方向上的尺寸被设定为大值。因此，无论由于例如乘员形体大小的变化带来了怎样的膝部高度的变化，吸能构件都良好地面向膝部。