特開 2024-156421 ニーブラケット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024156421

(43)【公開日】2024-11-06

(54)【発明の名称】ニーブラケット

(51)【国際特許分類】

   B60R 21/045 20060101AFI20241029BHJP

【ＦＩ】

B60R21/045 332

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070866

(22)【出願日】2023-04-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】川村 龍亮

(57)【要約】

【課題】屈曲に伴う下方への突出量を小さくできるニーブラケットを提供すること。
【解決手段】ニーブラケット２０は、前後方向Ｘに延びる長板状の底壁２１と、上方に向けて底壁２１に立設されるとともに前後方向Ｘに延びる一対の側壁２３と、一対の側壁２３に沿って前後方向Ｘに延びるように底壁２１に形成された長孔２６と、を備える。車室の前後方向Ｘにおける長孔２６の孔径Ｔは、車室の左右方向Ｙにおける長孔２６の孔径Ｗよりも長い。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車室内前方のインストルメントパネルの内側に配設される衝撃吸収用のニーブラケットであって、前端がインパネリインフォースに固定されるとともに後端がインストルメントパネルに対向するように前後方向に延びるニーブラケットであって、
前記前後方向に延びる長板状の底壁と、
上方に向けて前記底壁に立設されるとともに前記前後方向に延びる一対の側壁と、
前記一対の側壁に沿って前記前後方向に延びるように前記底壁に形成された長孔と、を備え、
前記車室の前後方向における前記長孔の孔径は、前記車室の左右方向における前記長孔の孔径よりも長いニーブラケット。

【請求項2】

前記長孔は、前記底壁の板厚方向の両面が平坦面となる部位に形成されている請求項１に記載のニーブラケット。

【請求項3】

前記底壁において、前記長孔の後端縁よりも後方には、前記底壁を下方から上方に向けて湾曲させる湾曲部が形成されている請求項１又は請求項２に記載のニーブラケット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ニーブラケットに関する。

【背景技術】

【0002】

車両における車室内の前方にはインストルメントパネルが設置されている。インストルメントパネルの内側には、例えば、特許文献１に開示されるように、前面からの衝撃から乗員を保護するためのニーブラケットが設置されている。

【0003】

特許文献１に開示のニーブラケットの前端は、インパネリインフォースに固定されている。ニーブラケットは、インパネリインフォースから後方に延びるとともに、ニーブラケットの後端は、インパネロアに対し離間している。ニーブラケットは、上側に開口した断面Ｕ状である。また、ニーブラケットは、後方部分に上方に向けて湾曲する湾曲部を備えるとともに、ニーブラケットの上下方向の高さは、前端から湾曲部に向けて小さくなっている。

【0004】

衝突時などに乗員の膝がインパネロアに衝突した場合、インパネロアがニーブラケットに衝突する。すると、湾曲部に応力が集中して、ニーブラケットの後方部分が折り畳まれるように屈曲する。このニーブラケットの屈曲により、衝撃がニーブラケットに吸収される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－１６７０４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ニーブラケットが屈曲すると、屈曲部は下方へ突出しやすい。屈曲部の下方への突出を許容するためには、その突出を許容させるための空間をニーブラケットの下方に確保しなければならない。しかし、屈曲部の下方への突出量が大きくなると、確保すべき空間が広くなってしまい好ましくない。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記問題点を解決するためのニーブラケットは、車室内前方のインストルメントパネルの内側に配設される衝撃吸収用のニーブラケットであって、前端がインパネリインフォースに固定されるとともに後端がインストルメントパネルに対向するように前後方向に延びるニーブラケットであって、前記前後方向に延びる長板状の底壁と、上方に向けて前記底壁に立設されるとともに前記前後方向に延びる一対の側壁と、前記一対の側壁に沿って前記前後方向に延びるように前記底壁に形成された長孔と、を備え、前記車室の前後方向における前記長孔の孔径は、前記車室の左右方向における前記長孔の孔径よりも長いことを要旨とする。

【0008】

これによれば、前面からの衝突時などに乗員の膝がインストルメントパネルに衝突した場合、ニーブラケットには、インストルメントパネルを介して、ニーブラケットの後端側から荷重が入力される。一対の側壁が前後方向への荷重に対抗することでニーブラケットは下方に向けて屈曲しようとするが、長孔の形成により、一対の側壁を左右方向へ容易に変形させることができる。このため、ニーブラケットは、下方へ突出するように屈曲しつつも、左右方向へ大きく変形する。例えば、長孔の形成されていない底壁を備えるニーブラケットと比べると、屈曲に伴う下方への突出量を小さくできる。

【0009】

ニーブラケットについて、前記長孔は、前記底壁の板厚方向の両面が平坦面となる部位に形成されていてもよい。
これによれば、例えば、長孔が、底壁の板厚方向の両面が湾曲面となる部位に形成されている場合と比べると、底壁を座屈しにくくできる。これにより、側壁は、左右方向へより変形しやすくなるため、ニーブラケットを左右方向へより一層容易に変形させることができる。

【0010】

ニーブラケットについて、前記底壁において、前記長孔の後端縁よりも後方には、前記底壁を下方から上方に向けて湾曲させる湾曲部が形成されていてもよい。
これによれば、湾曲部を起点としてニーブラケットの後部側を変形させることができる。この変形により、長孔を利用したニーブラケットの変形の前に、ニーブラケットを変形させて衝撃を吸収できる。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、屈曲に伴う下方への突出量を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、ニーブラケット及びその周辺部材の概略構成を示す図である。

【図2】図２は、ニーブラケットを示す斜視図である。

【図3】図３は、ニーブラケットを示す平面図である。

【図4】図４は、ニーブラケットの変形開始直後の状態を示す図である。

【図5】図５は、ニーブラケットの変形が進んだ状態を示す図である。

【図6】図６は、ニーブラケットの変形が進んだ状態を示す斜視図である。

【図7】図７は、側壁が変形した状態を示す平面図である。

【図8】図８は、側壁が変形した状態を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、ニーブラケットを具体化した一実施形態を図１～図８にしたがって説明する。
＜全体構成＞
図１に示すように、インストルメントパネル１１は、車両における車室Ｒ内前方に配置されている。インパネリインフォース１２は、インストルメントパネル１１の前方に配置されている。また、図２に示すように、インパネリインフォース１２は、左右方向Ｙに延びている。なお、左右方向Ｙは、車幅方向と一致する。インパネリインフォース１２はパイプ状で強度の大きな部材である。ニーブラケット２０は、インストルメントパネル１１の内側に配設される衝撃吸収用の部材である。ニーブラケット２０は、インパネリインフォース１２に固定されている。ニーブラケット２０は、前端がインパネリインフォース１２に固定されるとともに後端がインストルメントパネル１１に対向するように前後方向Ｘに延びている。

【0014】

図１に示すように、グラブボックス１３は、インストルメントパネル１１の下方に配置されている。グラブボックス１３は、上方に開口する収容空間Ｓを画定する箱状である。グラブボックス１３は、収容空間Ｓをインストルメントパネル１１よりも後方にて車室Ｒ内に開閉させるために回動可能である。ニーブラケット２０は、インストルメントパネル１１の下方、かつグラブボックス１３の上方に配置されている。

【0015】

＜ニーブラケット＞
図２及び図３に示すように、ニーブラケット２０は、上方に開口する断面Ｕ状である。ニーブラケット２０は、インパネリインフォース１２から後下方に向かって延びている。ニーブラケット２０は、底壁２１と、一対の側壁２３と、長孔２６と、を備える。また、ニーブラケット２０は、後端壁２４と、固定片２７とを備えていてもよい。

【0016】

＜底壁＞
底壁２１は、前後方向Ｘに延びる長板状である。底壁２１は、インパネリインフォース１２から後下方に向かって延びるとともに、後部２５では後上方に向かって延びる長板状である。底壁２１の前端縁２１ａは、インパネリインフォース１２側の端縁であるとともに、底壁２１の後端縁２１ｂは、前端縁２１ａと反対側の端縁である。底壁２１は、板厚方向に互いに反対面となる第１面２１ｃと第２面２１ｄとを備える。

【0017】

ニーブラケット２０は、前後方向Ｘの途中に第１変化点Ｐ１と第２変化点Ｐ２とを備える。第１変化点Ｐ１及び第２変化点Ｐ２は、左右方向Ｙへのニーブラケット２０の寸法の変化点である。前後方向Ｘにおいて、第１変化点Ｐ１は第２変化点Ｐ２よりも前方に位置している。左右方向Ｙへの底壁２１の寸法は、前端縁２１ａから第１変化点Ｐ１に至るまで一定である。ニーブラケット２０は、前端縁２１ａから第１変化点Ｐ１に至るまでの部位に第１部位Ｒ１を備える。第１部位Ｒ１は、左右方向Ｙへの底壁２１の寸法が一定の部位である。

【0018】

左右方向Ｙへの底壁２１の寸法は、第１変化点Ｐ１から第２変化点Ｐ２に至るまで徐々に小さくなる。ニーブラケット２０は、第１変化点Ｐ１から第２変化点Ｐ２に至るまでの部位に第２部位Ｒ２を備える。第２部位Ｒ２は、左右方向Ｙへの底壁２１の寸法が、後方に向かって徐々に小さくなる部位である。第２部位Ｒ２では、底壁２１は、左右方向Ｙの両側から寸法が徐々に小さくなる。

【0019】

左右方向Ｙへの底壁２１の寸法は、第２変化点Ｐ２から後端縁２１ｂに至るまで一定である。ニーブラケット２０は、第２変化点Ｐ２から後端縁２１ｂに至るまでの部位に第３部位Ｒ３を備える。

【0020】

底壁２１は、第３部位Ｒ３に湾曲部２２を備える。湾曲部２２は、第３部位Ｒ３での底壁２１において、後端縁２１ｂよりも前端縁２１ａ寄りの位置に設けられている。後下方に向けて延びていた底壁２１は、湾曲部２２にて後上方に延びる形状となる。

【0021】

底壁２１の第１面２１ｃ及び第２面２１ｄの各々は、前端縁２１ａから湾曲部２２に至るまで平坦面状である。底壁２１の第１面２１ｃ及び第２面２１ｄの各々は、湾曲部２２では円弧状に湾曲している。底壁２１の第１面２１ｃ及び第２面２１ｄの各々は、湾曲部２２から後端縁２１ｂに至るまで平坦面である。

【0022】

＜側壁＞
一対の側壁２３の各々は、上方に向けて底壁２１に立設されるとともに前後方向Ｘに延びる。後端壁２４は、底壁２１の後端縁２１ｂに沿って左右方向Ｙに延びるとともに、一対の側壁２３を後端にて連結している。後端壁２４は、ニーブラケット２０の後端である。ニーブラケット２０の後端としての後端壁２４は、インストルメントパネル１１の下部に対向している。

【0023】

側壁２３の上下方向への高さは、一対の側壁２３同士で同じである。上下方向への側壁２３の高さは、当該側壁２３の前端で最も高く、湾曲部２２に向けて徐々に低くなっている。そして、側壁２３の高さは、湾曲部２２で最も低くなっている。また、側壁２３の高さは、湾曲部２２から後端縁２１ｂに向けて徐々に高くなった後、後端壁２４に至るまで一定の高さとなっている。

【0024】

ニーブラケット２０は、湾曲部２２から後端壁２４までの部分に後部２５を備える。ニーブラケット２０の後部２５は、後端壁２４においてインストルメントパネル１１に対向している。したがって、インストルメントパネル１１が前方に向けて移動した場合、インストルメントパネル１１とニーブラケット２０の後部２５が接触する。

【0025】

一対の側壁２３は、左右方向Ｙに対向するように立設されている。一対の側壁２３の間隔は、第１部位Ｒ１では一定である。一対の側壁２３の間隔は、第１変化点Ｐ１から第２変化点Ｐ２に向かって徐々に狭くなる。一対の側壁２３の間隔は、第３部位Ｒ３では一定である。

【0026】

前後方向Ｘへの第３部位Ｒ３の寸法は、第１部位Ｒ１及び第２部位Ｒ２よりも長い。前後方向Ｘへの第２部位Ｒ２の寸法は、第１部位Ｒ１及び第３部位Ｒ３よりも短い。
ニーブラケット２０の上下方向への強度は側壁２３の高さ、及び左右方向Ｙへの底壁２１の寸法によって決まる。上下方向への側壁２３の高さは上記した通りである。このため、ニーブラケット２０の上下方向への強度は、前端縁２１ａから第１変化点Ｐ１に向けて徐々に弱くなっている。また、ニーブラケット２０の上下方向への強度は、第１変化点Ｐ１から第２変化点Ｐ２に向けてさらに弱くなっている。側壁２３の高さ、及び左右方向Ｙへの底壁２１の寸法を鑑みると、ニーブラケット２０の上下方向への強度は、第１部位Ｒ１よりも第２部位Ｒ２の方が弱い。また、ニーブラケット２０の上下方向への強度は、第３部位Ｒ３における湾曲部２２において最も弱くなっている。ニーブラケット２０の上下方向への強度は、後部２５では前後方向Ｘにほぼ一定であるとともに、湾曲部２２よりも大きくなっている。

【0027】

＜長孔＞
長孔２６は、一対の側壁２３に沿って前後方向Ｘに延びるように底壁２１に形成されている。長孔２６は、底壁２１の板厚方向の両面、つまり第１面２１ｃ及び第２面２１ｄが平坦面となる部位に形成されている。換言すると、長孔２６は、底壁２１において、板厚が一定の部位に形成されている。

【0028】

長孔２６の長手方向は、前後方向Ｘに一致する。長孔２６の前端縁２６ａ及び後端縁２６ｂの各々は、上方から見て円弧状である。長孔２６の前端縁２６ａは、前後方向Ｘにおいて、底壁２１の前端縁２１ａと湾曲部２２との間での中央よりも前端縁２１ａ寄りに位置している。長孔２６の後端縁２６ｂは、前後方向Ｘにおいて、湾曲部２２の直近に位置している。したがって、湾曲部２２は、底壁２１において、長孔２６の後端縁２６ｂよりも後方に形成されている。

【0029】

長孔２６は、底壁２１における前端縁２１ａと湾曲部２２との間に形成されている。また、長孔２６は、一対の側壁２３によって左右方向Ｙの両側から挟まれている。さらに、長孔２６は、第１部位Ｒ１、第２部位Ｒ２、及び第３部位Ｒ３に亘って形成されている。長孔２６は、側壁２３の高さの最も低い部位に対し左右方向Ｙに並んで形成されている。

【0030】

左右方向Ｙへの長孔２６の寸法である孔径Ｗは、前後方向Ｘへの長孔２６の寸法である孔径Ｔよりも短い。言い換えると、車室Ｒの前後方向Ｘにおける長孔２６の孔径Ｔは、車室Ｒの左右方向Ｙにおける長孔２６の孔径Ｗよりも長い。よって、長孔２６は、前後方向Ｘに長手が延びる長孔形状である。

【0031】

左右方向Ｙへの底壁２１の寸法であって、長孔２６と側壁２３とで挟まれた部分の寸法は、第２部位Ｒ２において、第１変化点Ｐ１から第２変化点Ｐ２に向けて徐々に小さくなっている。また、左右方向Ｙへの底壁２１の寸法であって、長孔２６と側壁２３とで挟まれた部分の寸法は、第１部位Ｒ１及び第２部位Ｒ２では一定である。

【0032】

長孔２６において、左右方向Ｙに沿った、長孔２６の中心を通過し、かつ前後方向Ｘに延びる仮想線を第１仮想線Ｌ１とする。長孔２６は、第１仮想線Ｌ１を中心に線対称である。

【0033】

底壁２１において、左右方向Ｙに沿った、底壁２１の中心を通過し、かつ前後方向Ｘに延びる仮想線を第２仮想線Ｌ２とする。長孔２６の第１仮想線Ｌ１は、底壁２１の第２仮想線Ｌ２と一致している。ニーブラケット２０は、第１仮想線Ｌ１及び第２仮想線Ｌ２を中心に線対称である。ニーブラケット２０では、長孔２６に沿って側壁２３が延びている。よって、側壁２３は、長孔２６の形成された箇所を補強している。

【0034】

固定片２７は、各側壁２３に一体である。固定片２７は、側壁２３に対し直交するように折り曲げられているとともに、インパネリインフォース１２の周面に沿う円弧状に湾曲している。固定片２７は、底壁２１の前端縁２１ａよりも前方に位置している。したがって、固定片２７は、ニーブラケット２０の前端である。固定片２７は、インパネリインフォース１２の外周面に溶接されている。これにより、ニーブラケット２０は、インパネリインフォース１２に固定されている。したがって、ニーブラケット２０は、固定片２７によってインパネリインフォース１２に固定されるとともに、後端たる後端壁２４がインストルメントパネル１１に対向するように前後方向Ｘに延びている。

【0035】

＜ニーブラケットの変形＞
前面衝突時、図４に示すように、乗員の膝Ｈがインストルメントパネル１１に衝突すると、インストルメントパネル１１は前方へ押される。インストルメントパネル１１を介して、ニーブラケット２０の後端壁２４側から荷重が入力される。

【0036】

すると、ニーブラケット２０の湾曲部２２の内側に応力が集中する。図５に示すように、ニーブラケット２０は、湾曲部２２を起点にして、後部２５側を折り返して丸まるように変形する。

【0037】

インストルメントパネル１１がさらに前方に移動すると、一対の側壁２３は、前後方向Ｘへの荷重に対抗する。長孔２６の形成によって、一対の側壁２３の対抗力が低下しているため、図６、図７、及び図８に示すように、荷重の入力によって、一対の側壁２３の各々は、左右方向Ｙへ変形する。また、荷重の入力により、底壁２１も下方へ突出するように屈曲する。その結果、荷重は、一対の側壁２３及び底壁２１によって支承される。すると、ニーブラケット２０は、後端縁２１ｂがニーブラケット２０に巻き込まれるように屈曲する。このように、底壁２１及び一対の側壁２３を変形させることで、衝突によって発生するエネルギが吸収されるため、ニーブラケット２０によって衝撃が吸収される。

【0038】

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）長孔２６の形成されていないニーブラケットと比べると、長孔２６により、一対の側壁２３を左右方向Ｙへ容易に変形させることができる。このため、ニーブラケット２０は、下方へ屈曲しつつも、左右方向Ｙへ大きく変形できる。よって、長孔２６の形成されていないニーブラケット２０と比べると、屈曲に伴う下方へのニーブラケット２０の突出量を小さくできる。その結果、ニーブラケット２０の下方への屈曲を許容するための空間を小さくできる。したがって、長孔２６の形成されていないニーブラケットを用いた場合に比べると、グラブボックス１３を上方へ拡大できるため、グラブボックス１３の収容空間Ｓの容量を増やすことができる。

【0039】

（２）長孔２６は、底壁２１の板厚方向の両面が平坦面となる部位に形成されている。例えば、長孔２６が、底壁２１の湾曲部２２に形成されている場合と比べると、底壁２１は座屈しにくい。これにより、側壁２３は、底壁２１よりも左右方向Ｙへより変形させやすくなるため、ニーブラケット２０を左右方向Ｙへより一層容易に変形させることができる。

【0040】

（３）ニーブラケット２０は、長孔２６よりも後端縁２１ｂ側に湾曲部２２を備える。このため、インストルメントパネル１１を介して、ニーブラケット２０の後部２５側から荷重が入力されたとき、湾曲部２２を起点としてニーブラケット２０の後部２５側を変形させることができる。この変形により、長孔２６を利用した変形の前に、ニーブラケット２０を変形させてエネルギを吸収できる。

【0041】

（４）第２部位Ｒ２では、左右方向Ｙへの底壁２１の寸法が徐々に狭くなっている。このため、第２部位Ｒ２において、底壁２１は容易に変形しやすい。このような第２部位Ｒ２に沿って長孔２６が形成されているため、第２部位Ｒ２においてニーブラケット２０を左右方向Ｙへ容易に変形させることができる。

【0042】

（５）長孔２６の後端縁２６ｂは、湾曲部２２の直近に位置している。このため、湾曲部２２からニーブラケット２０が変形した後に続いて、長孔２６を利用して、側壁２３を左右方向Ｙへ容易に変形させることができる。

【0043】

（６）ニーブラケット２０は、長孔２６を中心にして線対称な形状である。このため、左右方向Ｙへの長孔２６から側壁２３までの距離は、長孔２６を挟んだ左右方向Ｙの両側で同じである。よって、ニーブラケット２０は、左右方向Ｙの片側への偏りを抑制して変形させることができる。

【0044】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○湾曲部２２は、底壁２１において長孔２６の形成されている箇所に設けられていてもよい。

【0045】

○底壁２１において、長孔２６の形成された箇所は、第１面２１ｃ及び第２面２１ｄ共に平坦面でなくてもよい。
○側壁２３は、底壁２１の両長側縁よりも左右方向Ｙの中央寄りの位置から上方に向けて突出していてもよい。

【0046】

○長孔２６の前端縁２６ａ及び後端縁２６ｂの各々は円弧状以外の形状でもよい。
○長孔２６の左右方向Ｙへの孔径Ｗは、前後方向Ｘに一定でなくてもよい。
○長孔２６は、底壁２１における第２部位Ｒ２となる部位だけに形成されていたり、底壁２１における第１部位Ｒ１となる部位だけに形成されていたりしてもよい。

【0047】

○ニーブラケット２０の固定片２７は無くてもよい。この場合、側壁２３の前端を直接インパネリインフォース１２に接合する。
○左右方向Ｙへの底壁２１の寸法や、側壁２３の上下方向への高さ等に応じて、長孔２６の孔径Ｗは適宜変更可能である。

【0048】

○前後方向Ｘへの第１部位Ｒ１の寸法、及び前後方向Ｘへの第３部位Ｒ３の寸法は、適宜変更してもよい。例えば、前後方向Ｘへの第１部位Ｒ１の寸法が、前後方向Ｘへの第３部位Ｒ３の寸法より長くてもよい。又は、前後方向Ｘへの第１部位Ｒ１の寸法と、前後方向Ｘへの第３部位Ｒ３の寸法とは同じでもよい。

【符号の説明】

【0049】

Ｒ…車室、Ｘ…前後方向、Ｙ…左右方向、１１…インストルメントパネル、１２…インパネリインフォース、２０…ニーブラケット、２１…底壁、２２…湾曲部、２３…側壁、２６…長孔、２６ｂ…後端縁。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】