特開 2024-71731 ニーボルスタ

(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】P2024071731

(43)【公開日】2024-05-24

(54)【発明の名称】ニーボルスタ

(51)【国際特許分類】

   B60R 21/045 20060101AFI20240517BHJP

   F16F 7/12 20060101ALI20240517BHJP

【ＦＩ】

B60R21/045 332

F16F7/12

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024058523

(22)【出願日】2024-04-01

(62)【分割の表示】P 2020185540の分割

【原出願日】2020-11-06

(71)【出願人】

【識別番号】000119232

【氏名又は名称】株式会社イノアックコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100202223

【弁理士】

【氏名又は名称】軸見 可奈子

(72)【発明者】

【氏名】笹澤 和也

(72)【発明者】

【氏名】神谷 健太郎

(57)【要約】

【課題】従来より対応可能な衝撃の大きさの範囲が広いニーボルスタを提供する。
【解決手段】本開示のニーボルスタ１０は、膝Ｈから押圧力を受けて圧縮破壊される硬質ポリウレタンフォーム４０と、押圧力を受けて、硬質ポリウレタンフォーム４０の圧縮破壊の進行後に座屈するエネルギー吸収リブ１２と、を押圧力を受ける方向に並べて備えている。また、硬質ポリウレタンフォーム４０は、第１及び第２の容器分割体２０，３０に分割された容器１１に収容され、エネルギー吸収リブ１２は、第２の容器分割体３０に一体形成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の衝突時に乗員の膝を受け止めるニーボルスタであって、
前記膝から押圧力を受けて圧縮破壊される硬質ポリウレタンフォームと、前記押圧力を受けて、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊の進行後に座屈するエネルギー吸収リブと、を前記押圧力を受ける方向である第１方向に並べて備えるニーボルスタ。

【請求項2】

前記第１方向で前記硬質ポリウレタンフォームを間に挟んで対向する１対の対向部材と、
前記１対の対向部材に設けられ、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊に伴って互いに接近して当接し、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊の進行を一定量に維持するストッパ部と、を有し、
前記ストッパ部が互いに当接してから前記エネルギー吸収リブの座屈が始まる請求項１に記載のニーボルスタ。

【請求項3】

前記硬質ポリウレタンフォームを収容する容器を前記第１方向で分割してなり、前記第１方向と交差する方向への移動を規制するように互いに係合しかつ、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊に伴って互いの嵌合が深まる１対の容器分割体を備え、
前記容器分割体の外面に前記エネルギー吸収リブが配置されている請求項１又は２に記載のニーボルスタ。

【請求項4】

前記１対の容器分割体は、互いに対向する側が開口した箱形構造をなしている請求項３に記載のニーボルスタ。

【請求項5】

前記一方の容器分割体と前記エネルギー吸収リブとが樹脂で一体成形されている請求項３又は４に記載のニーボルスタ。

【請求項6】

前記エネルギー吸収リブは、複数の升目を有する格子状をなし、
前記一方の容器分割体のうち前記エネルギー吸収リブを備えた面の裏面には、前記エネルギー吸収リブの前記升目の対角線に沿って延びる補強リブが備えられている請求項３から５の何れか１の請求項に記載のニーボルスタ。

【請求項7】

前記一方の容器分割体のうち前記エネルギー吸収リブを備えるリブ支持壁は長尺形状をなし、
前記エネルギー吸収リブは、正方形の複数の升目を有する格子状をなすと共に、前記リブ支持壁の短手方向の大きさが、前記升目の対角線の略整数倍をなし、
各前記升目の１対の対角線が、前記リブ支持壁の長手方向と短手方向とに平行に配置されると共に、前記リブ支持壁の短手方向の中心線に、前記升目の前記対角線が重ねて配置されている請求項３から６の何れか１の請求項に記載のニーボルスタ。

【請求項8】

前記硬質ポリウレタンフォームは、前記第１方向から見ると長尺形状をなし、
前記エネルギー吸収リブは、正方形の複数の升目を有する格子状をなして、各前記升目の１対の対角線が、前記長尺形状の長手方向と短手方向とに平行に配置されている請求項１から６の何れか１の請求項に記載のニーボルスタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両の衝突時に乗員の膝を受け止めて、膝への衝撃を緩和するニーボルスタに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のニーボルスタとして、硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊によって衝撃吸収を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－３２７０６６号公報（段落［００１７］、［００１８］、図１等）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ニーボルスタが乗員の膝から受ける衝撃の大きさは、例えばシートベルトの装着の有無や乗員の着座位置の相違等によって大きく異なる。このため、従来より対応可能な衝撃の大きさの範囲が広いニーボルスタの開発が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するためになされた発明の第１態様は、車両の衝突時に乗員の膝を受け止めるニーボルスタであって、前記膝から押圧力を受けて圧縮破壊される硬質ポリウレタンフォームと、前記押圧力を受けて、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊の進行後に座屈するエネルギー吸収リブと、を前記押圧力を受ける方向である第１方向に並べて備えるニーボルスタである。

【0006】

本発明の第２態様は、前記第１方向で前記硬質ポリウレタンフォームを間に挟んで対向する１対の対向部材と、前記１対の対向部材に設けられ、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊に伴って互いに接近して当接し、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊の進行を一定量に維持するストッパ部と、を有し、前記ストッパ部が互いに当接してから前記エネルギー吸収リブの座屈が始まる第１態様に記載のニーボルスタである。

【0007】

本発明の第３態様は、前記硬質ポリウレタンフォームを収容する容器を前記第１方向で分割してなり、前記第１方向と交差する方向への移動を規制するように互いに係合しかつ、前記硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊に伴って互いの嵌合が深まる１対の容器分割体を備え、前記容器分割体の外面に前記エネルギー吸収リブが配置されている第１態様又は第２態様に記載のニーボルスタである。

【0008】

本発明の第４態様は、前記１対の容器分割体は、互いに対向する側が開口した箱形構造をなしている第３態様に記載のニーボルスタ。

【0009】

本発明の第５態様は、前記一方の容器分割体と前記エネルギー吸収リブとが樹脂で一体成形されている第３態様又は第４態様に記載のニーボルスタである。

【0010】

本発明の第６態様は、前記エネルギー吸収リブは、複数の升目を有する格子状をなし、前記一方の容器分割体のうち前記エネルギー吸収リブを備えた面の裏面には、前記エネルギー吸収リブの前記升目の対角線に沿って延びる補強リブが備えられている第３態様から第５態様の何れか１の請求項に記載のニーボルスタである。

【0011】

本発明の第７態様は、前記一方の容器分割体のうち前記エネルギー吸収リブを備えるリブ支持壁は長尺形状をなし、前記エネルギー吸収リブは、正方形の複数の升目を有する格子状をなすと共に、前記リブ支持壁の短手方向の大きさが、前記升目の対角線の略整数倍をなし、各前記升目の１対の対角線が、前記リブ支持壁の長手方向と短手方向とに平行に配置されると共に、前記リブ支持壁の短手方向の中心線に、前記升目の前記対角線が重ねて配置されている第３態様から第６態様の何れか１の請求項に記載のニーボルスタである。

【0012】

本発明の第８態様は、前記硬質ポリウレタンフォームは、前記第１方向から見ると長尺形状をなし、前記エネルギー吸収リブは、正方形の複数の升目を有する格子状をなして、各前記升目の１対の対角線が、前記長尺形状の長手方向と短手方向とに平行に配置されている第１態様から第６態様の何れか１の請求項に記載のニーボルスタである。

【発明の効果】

【0013】

本発明の第１態様のニーボルスタは、硬質ポリウレタンフォームとエネルギー吸収リブとを備え、乗員の膝から押圧力を受けて硬質ポリウレタンフォームが圧縮破壊されてからエネルギー吸収リブが圧縮破壊（座屈）されるので、硬質ポリウレタンフォームのみで膝からの衝撃を吸収していた従来のニーボルスタで対応可能な衝撃の大きさの範囲に加えて、それより大きな衝撃にも対応可能になり、対応可能な衝撃の大きさの範囲が従来より広くなる。

【0014】

ここで、エネルギー吸収リブの硬質ポリウレタンフォームへの食い込みを防ぐために、例えば、硬質ポリウレタンフォームの一部に非発泡の硬質ウレタンを含浸させてもよいし、エネルギー吸収リブと硬質ポリウレタンフォームとの間に板部材を備えてもよい。

【0015】

また、本発明の第２態様のように、第１方向で硬質ポリウレタンフォームを間に挟んで対向する１対の対向部材を設けて、それら対向部材に硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊に伴って互いに接近して当接し、硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊の進行を一定量に維持するストッパ部を備えれば、エネルギー吸収リブの座屈の開始タイミングとその際の硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊量とが安定する。

【0016】

本発明の第３態様のニーボルスタによれば、硬質ポリウレタンフォームが受けた押圧力によって押圧方向に対して斜めに剪断されても、硬質ポリウレタンフォームを収容する１対の容器分割体の互いの係合により剪断の進行が抑えられて圧縮破壊が進行する。これにより、押圧力に対する硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊量が安定し、衝撃の吸収量が安定する。

【0017】

ここで、１対の容器分割体は、一方の容器分割体のみが一端開口の箱体で、他方の容器分割体は、一方の容器分割体である箱体の開口を閉塞し、その箱体の内側に嵌合する蓋体であってもよいし、本発明の第４態様のように、互いに対向する側が開口した箱形構造をなしていてもよい。両方が箱形構造の場合に、硬質ポリウレタンフォームの圧縮破壊に伴って互いに接近し、各容器分割体の開口縁同士が当接する構成であってもよいし、一方の容器分割体の開口縁が、他方の容器分割体の内側に入り込み、他方の容器分割体の内面に当接する構成であってもよい。また、１対の容器分割体同士の嵌合によって、１対の容器分割体同士の「第１方向と交差する方向への移動を規制する係合」とする構成としてもよいし、例えば、１対の容器分割体の一方から第１方向に突出する複数の突部が、他方の備えた複数の係合孔を挿入されることで上述の通り係合する構成としてもよい。

【0018】

また、一方の容器分割体とエネルギー吸収リブとが樹脂で一体成形されていてもよいし（本発明の第５態様）、別体であってもよい。

【0019】

エネルギー吸収リブは、第１方向に突出し、押圧力で座屈する構造であればよく、例えば、断面十字形、円筒状、楕円筒状、ハニカム状をなしていてもよいし、本発明の第６～７の態様のように複数の升目を有する格子状をなしていてもよい。

【0020】

また、容器分割体のうちエネルギー吸収リブを備えた面の裏面に補強リブを備えて補強してもよい。補強リブは、例えば、本発明の第６態様のように、エネルギー吸収リブの升目の対角線に沿って延びる位置に配置すれば、バランスがよい補強が可能になる。

【0021】

さらに、容器分割体の長尺形状のリブ支持壁に対して、正方形の複数の升目を有する格子状のエネルギー吸収リブを設ける場合、本発明の第７態様のように、リブ支持壁の短手方向の大きさを、升目の対角線の略整数倍にして、各升目の１対の対角線を、リブ支持壁の長手方向と短手方向とに平行に配置してリブ支持壁の短手方向の中心線に、升目の対角線を重ねて配置すれば、各升目の縦横の辺をリブ支持壁の長手方向と短手方向とに平行に配置する構成に比べ、必要な升目の大きさを確保しながら、リブ支持壁に対して、升目の対角線上に連なるエネルギー吸収リブで囲まれた升目同士の交点の数を多くすることができる。これにより、エネルギー吸収リブが座屈せずに押し倒されることが防がれ、エネルギー吸収リブの座屈開始のタイミングが安定する。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第１実施形態に係るニーボルスタが取り付けられた車両の一部の断面図

【図2】車両に取り付けられたニーボルスタの平面図

【図3】ニーボルスタの平断面図

【図4】ニーボルスタの正面側から見た斜視図

【図5】ニーボルスタの分解斜視図

【図6】ニーボルスタの背面側から見た斜視図

【図7】膝からの荷重とニーボルスタの変形量との関係を概念的に示すグラフ

【図8】（Ａ）ニーボルスタの平断面図、（Ｂ）硬質ポリウレタンフォームが圧縮したときのニーボルスタの平断面図、（Ｃ）エネルギー吸収リブが座屈したときのニーボルスタの平断面図

【図9】第２実施形態に係る（Ａ）ニーボルスタの平断面図、（Ｂ）硬質ポリウレタンフォームが圧縮したときのニーボルスタの平断面図

【図10】第３実施形態に係る分解斜視図

【図11】ニーボルスタの背面側から見た斜視図

【図12】硬質ポリウレタンフォームが圧縮破壊されたニーボルスタの斜視図

【図13】他の実施形態に係るニーボルスタの背面側から見た斜視図

【図14】他の実施形態に係るニーボルスタの平断面図

【発明を実施するための形態】

【0023】

［第１実施形態］
図１～図８を参照して、本開示のニーボルスタ１０に係る第１実施形態について説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態のニーボルスタ１０は、車両９０のインストルメントパネル９１の裏側で車幅方向に延びるリインフォースメント９２に備えた１対の台座部９５にそれぞれ取り付けられている。各台座部９５は、例えば、リインフォースメント９２から斜め後ろ下方に張り出す１対のリブ９３の先端に支持板９４を固定してなる。また、支持板９４は、例えば縦長の長方形状をなし、斜め後ろ下方を向いた取付面９４Ａを有する。

【0024】

ニーボルスタ１０は、１対の台座部９５の取付面９４Ａに重ねて取り付けられ、運転者である乗員Ｊの両膝Ｈに対して斜め前上方位置に配置されている。そして、車両９０の衝突により、乗員Ｊの両足の膝下部分が踵を支点にして前方に回動し、膝Ｈが斜め前上方に移動してインストルメントパネル９１に食い込んだときに、各ニーボルスタ１０が、インストルメントパネル９１を介して各膝Ｈに押圧されて圧縮破壊され、膝Ｈへの衝撃を緩和する。

【0025】

なお、各台座部９５の取付面９４Ａが向く方向（即ち、取付面９４Ａの法線方向）は、想定される平均的な体格の乗員Ｊの膝Ｈの移動方向と一致するように設定されている。以下、ニーボルスタ１０の説明において、上記した想定される膝Ｈの移動方向を「第１方向Ａ１」といい、ニーボルスタ１０のうち台座部９５に取り付けられる側を「背面側」、その反対側を「正面側」という。また、第１方向Ａ１と直交する斜め上下方向を「縦方向」といい、縦方向と第１方向Ａ１とに直交する方向を「横方向」ということとする。

【0026】

図３に示されるように、ニーボルスタ１０は、硬質ポリウレタンフォーム４０を容器１１に収容した状態にして備えている。図４に示すように、容器１１は、全体が縦長の略直方体形状をなし、第１方向Ａ１の略中央位置で第１と第２の容器分割体２０，３０に分割されている。それら第１及び第２の容器分割体２０，３０は、ポリプロピレン等の樹脂の射出成形品であり、図３に示すように、互いに対向する側が開口した箱形構造をなし、底壁２１，３１と、底壁２１，３１の外縁部から起立する側壁２２，３２とを有する。

【0027】

また、背面側の第２の容器分割体３０の側壁３２は底壁３１に対して略垂直に直立しているのに対し、正面側の第１の容器分割体２０の側壁２２は、底壁２１から離れるに従って外側に拡がるように底壁２１に対して傾斜している。そして、第１の容器分割体２０の側壁２２の内側に、第２の容器分割体３０の側壁３２が嵌合し、第１と第２の容器分割体２０，３０の底壁２１，３１の間に硬質ポリウレタンフォーム４０が挟まれることで、側壁２２，３２の先端部のみが嵌合した位置に第１と第２の容器分割体２０，３０が位置決めされている。

【0028】

そして、硬質ポリウレタンフォーム４０が底壁２１，３１に押されて圧縮破壊され、第２の容器分割体３０の側壁３２の先端が第１の容器分割体２０の底壁２１に当接したところで圧縮破壊の進行が停止する。即ち、本実施形態では、上記した底壁２１，３１が特許請求の範囲の「１対の対向部材」に相当し、側壁３２と底壁２１とが、特許請求の範囲の「ストッパ部」に相当する。

【0029】

第１及び第２の容器分割体２０，３０の側壁２２，３２の先端部には、係止突部２３，３３が設けられている。係止突部２３，３３は、共に断面が直角三角形をなして側壁２２，３２の先端縁に沿って延び、第１方向Ａ１と直交する係止面を有する。また、第１の容器分割体２０の係止突部２３は、側壁２２から内側に張り出す一方、第２の容器分割体３０の係止突部３３は、側壁３２から外側に張り出している。そして、係止突部２３，３３の係止面同士が対向して、第１及び第２の容器分割体２０，３０が分離しないように規制されている。

【0030】

図５に示すように、第２の容器分割体３０の底壁３１の内面には、補強リブ３４が形成されている。補強リブ３４は、例えば格子状をなし、底壁３１の横方向の中央で縦方向に真っ直ぐ延びる縦リブ３４Ｔと、底壁３１の縦方向における複数位置で横方向に延びる複数の横リブ３４Ｙとを含んでなる。また、縦リブ３４Ｔのうち複数の横リブ３４Ｙとの複数の交差部には、１つおきに円筒リブ３４Ｅが形成され、円筒リブ３４Ｅの中心部には貫通孔３４Ｆが形成されている。

【0031】

なお、本実施形態では、係止突部２３，３３にて第１及び第２の容器分割体２０，３０の分離が防がれているが、例えば第１及び第２の容器分割体２０，３０の側壁２２，３２の一方から他方に向けて突出した部材を、他方に形成した孔に係合させて第１及び第２の容器分割体２０，３０の分離を防いでもよいし、第１及び第２の容器分割体２０，３０の底壁２１，３１を硬質ポリウレタンフォーム４０に接着材等にて固定して第１及び第２の容器分割体２０，３０の分離を防いでもよい。

【0032】

図５に示すように、硬質ポリウレタンフォーム４０は、略直方体形状の発泡成形品である。そして、図３に示すように、硬質ポリウレタンフォーム４０の背面側の略半分が第２の容器分割体３０内に丁度収まると共に、正面側の略半分が第１の容器分割体２０内に納まり、その第１の容器分割体２０の側壁２２と硬質ポリウレタンフォーム４０との間には、第２の容器分割体３０の側壁３２が移動するための隙間が確保されている。また、図５に示すように、硬質ポリウレタンフォーム４０の背面には、補強リブ３４を受容する溝部４０Ｍが成形されている。なお、硬質ポリウレタンフォーム４０の側面は、第１方向Ａ１の両端部から中央に向かうに従って外側に向かうように僅かに傾斜している。

【0033】

第２の容器分割体３０の底壁３１は、特許請求の範囲の「リブ支持壁」に相当し、その底壁３１の外面には、エネルギー吸収リブ１２が一体形成されている。エネルギー吸収リブ１２は、底壁３１に外面に対して直交し、底壁３１からの突出量は、図３に示すように、第１方向Ａ１における硬質ポリウレタンフォーム４０の厚さの例えば１～２倍になっている。

【0034】

また、図６に示すように、エネルギー吸収リブ１２は、底壁３１の縦横の両方向に対して４５度の角度で傾斜しかつ互いに直交する複数の第１リブ１３Ａと複数の第２リブ１３Ｂとを含んでなり、それら第１リブ１３Ａと第２リブ１３Ｂとに四方を囲まれた正方形の複数の升目１４を底壁３１の縦方向に並べて備える。詳細には、エネルギー吸収リブ１２は、升目１４の対角線の長さの奇数倍（本実施形態では、例えば、１倍）と、底壁３１の短手方向（即ち、横方向）の長さとが略同一になるように形成されている。そして、底壁３１の短手方向の中心線に複数の升目１４の対角線が重なるように配置されている。この構成により、各升目１４の縦横の辺を底壁３１の長手方向と短手方向とに平行に配置する構成に比べ、升目１４の大きさを確保しながら、底壁３１に対して、升目１４の対角線上に連なるエネルギー吸収リブ１２で囲まれた升目１４同士の交点の数を多くすることができる。なお、本実施形態では、底壁３１の長手方向（即ち、縦方向）の長さは、升目１４の対角線の長さの例えば２倍以上、３倍未満になっていて、底壁３１の長手方向の両端部におけるエネルギー吸収リブ１２の形状が対称形状になっている。

【0035】

また、上記した補強リブ３４の複数の横リブ３４Ｙ（図５参照）は、エネルギー吸収リブ１２の升目１４の対角線の１／２のピッチで底壁３１の長手方向に並べられ、升目１４の横向きの対角線と重なるように配置されている。さらに、補強リブ３４の縦リブ３４Ｔは、前述の如く底壁３１の横方向の中央に位置して升目１４の縦向きの対角線と重なるように配置されている。このように、本実施形態では、エネルギー吸収リブ１２の升目１４の対角線に沿って補強リブ３４が配置されているので底壁３１がバランスよく補強される。また、エネルギー吸収リブ１２のうち底壁３１の横方向の中央で第１リブ１３Ａと第２リブ１３Ｂとが十字に交差するリブ交差部１３Ｃに前述の複数の貫通孔３４Ｆが配置され、それら貫通孔３４Ｆを延長するようにリブ交差部１３Ｃにおける底壁３１側の端部が切除されて切欠部１５が形成されている。これにより、底壁３１に成形時のひけによる変形が抑えられる。

【0036】

また、図４に示すように、エネルギー吸収リブ１２全体の前端部の四隅からは取付片１７が側方に張り出している。そして、それら取付片１７を貫通する貫通孔１７Ｋに通されたボルトを台座部９５の取付面９４Ａの四隅に設けられた図示しない螺子孔に締め付けてニーボルスタ１０が台座部９５に固定されている。なお、図４以外の他の図においては取付片１７は省略されている。

【0037】

エネルギー吸収リブ１２は、ニーボルスタ１０が第１方向Ａ１に押圧されたときに、硬質ポリウレタンフォーム４０が圧縮破壊された後に、圧縮破壊（詳細には、座屈）される強度になっている。具体的には、硬質ポリウレタンフォーム４０の圧縮強度は、例えば、３～４［ｋｇｆ／ｃｍ^２］をなし、エネルギー吸収リブ１２の座屈強度は、例えば、６～７［ｋｇｆ／ｃｍ^２］になっている。ここで、第２の容器分割体３０の底壁３１の内面の面積を押圧面積とすると、硬質ポリウレタンフォーム４０の圧縮破壊の開始から終了までの間は、ニーボルスタ１０の圧縮に、概ね押圧面積に３～４［ｋｇｆ／ｃｍ^２］を乗じた第１の押圧力を要し、その間、第１の押圧力と同じ大きさの第１の反力Ｆ１を押圧側に返す。そして、硬質ポリウレタンフォーム４０の圧縮破壊が終了した後は、ニーボルスタ１０の圧縮に、概ね押圧面積に６～７［ｋｇｆ／ｃｍ^２］を乗じた第２の押圧力を要し、その間、第２の押圧力と同じ大きさの第２の反力Ｆ２を押圧側に返す。

【0038】

なお、図７には、ニーボルスタ１０を押圧したときのニーボルスタ１０の圧縮量Ｌと、ニーボルスタ１０からの反力Ｆとの関係がグラフにして示されている。同グラフにおいて、圧縮量Ｌが０からａまで変化する間が硬質ポリウレタンフォーム４０の弾性変形に相当し、ａからｂまで変化する間が硬質ポリウレタンフォーム４０の圧縮破壊に相当し、ｂからｃまで変化する間がエネルギー吸収リブ１２の弾性変形に相当し、ｃからｄまで変化する間がエネルギー吸収リブ１２の圧縮破壊に相当する。

【0039】

本実施形態のニーボルスタ１０の構造に関する説明は以上である。次に、ニーボルスタ１０の作用効果について説明する。車両９０が衝突すると、例えば運転者である乗員Ｊは、慣性力により運転席から前方に移動し、乗員Ｊのうち脚部より上側部分はエアバックにより受け止められる。一方、乗員Ｊの脚部は、膝下部分が踵を支点に回動して膝Ｈが斜め前上方に移動し、インストルメントパネル９１を押圧し、図８に示すように、インストルメントパネル９１の裏側のニーボルスタ１０が膝Ｈからの押圧力を受け止める。そして、ニーボルスタ１０が圧縮破壊されることで乗員Ｊの慣性力による運動エネルギーを吸収して、膝Ｈに対する衝撃を緩和する。

【0040】

このとき、乗員Ｊが、シートベルトをしているか否かにより、ニーボルスタ１０が乗員Ｊから受ける慣性力による運動エネルギーは大きく相違する。乗員Ｊが、想定される最大の体重以下であれば、シートベルトをしている場合は、ニーボルスタ１０のうち硬質ポリウレタンフォーム４０のみの圧縮破壊によって乗員Ｊの慣性力による運動エネルギーが吸収され、シートベルトをしていない場合は、ニーボルスタ１０のうち硬質ポリウレタンフォーム４０のみの圧縮破壊と、その後のエネルギー吸収リブ１２の圧縮破壊とによって乗員Ｊの慣性力による運動エネルギーが吸収される。

【0041】

具体的には、インストルメントパネル９１が膝Ｈに押されて変形するとニーボルスタ１０の第１の容器分割体２０における底壁２１に当接して、第１の容器分割体２０が第２の容器分割体３０に対する嵌合を深めるように移動し、第１及び第２の容器分割体２０，３０の底壁２１，３１の間で硬質ポリウレタンフォーム４０全体が第１方向Ａ１に押圧される。これにより、硬質ポリウレタンフォーム４０全体が第１方向Ａ１に押圧力を受けて圧縮破壊されていく。その際に、押圧力が第１方向Ａ１に対して傾斜した剪断力として作用して硬質ポリウレタンフォーム４０が剪断しても、第１及び第２の容器分割体２０，３０が硬質ポリウレタンフォーム４０を側方から包囲しかつ第１及び第２の容器分割体２０，３０が互いに側方に移動しないように係合（嵌合）しているので、剪断の進行が抑えられて圧縮破壊が進行していく。これにより、押圧力に対する硬質ポリウレタンフォーム４０の圧縮破壊量が安定し、衝撃の吸収量が安定すると共にニーボルスタ１０から膝Ｈに付与される反力Ｆも安定する。そして、硬質ポリウレタンフォーム４０全体の全てが完全に圧縮破壊される前に図８（Ｂ）に示すように、第２の容器分割体３０の側壁３２が第１の容器分割体２０の底壁２１に当接し、硬質ポリウレタンフォーム４０の圧縮破壊が終了する。その硬質ポリウレタンフォーム４０の圧縮破壊は、第１及び第２の容器分割体２０，３０の側壁３２と底壁２１との当接によって終了する。これにより、硬質ポリウレタンフォーム４０の圧縮破壊量が安定し、次述するエネルギー吸収リブ１２の座屈の開始タイミングも安定する。

【0042】

乗員Ｊがシートベルトをしている場合には、硬質ポリウレタンフォーム４０の圧縮破壊が終了するまでに膝Ｈの移動が止まる。乗員Ｊがシートベルトをしていない場合には、硬質ポリウレタンフォーム４０の圧縮破壊の終了後も膝Ｈは移動し続け、ニーボルスタ１０がさらに押圧されて押圧力も上昇し、やがてエネルギー吸収リブ１２の圧縮破壊（具体的には、座屈）が始まる（図８（Ｃ）参照）。ここで、エネルギー吸収リブ１２は、それを支持する第２の容器分割体３０の底壁３１の縦横に対して傾斜した配置とされる等により升目１４の対角線上に連なるエネルギー吸収リブ１２で囲まれた升目１４同士の交点の数が多くなるように配置されているので、エネルギー吸収リブ１２が座屈しないで押し倒されることが防がれ、エネルギー吸収リブ１２の座屈による衝撃の吸収量が安定する。そして、乗員Ｊがシートベルトをしていない場合でも、エネルギー吸収リブ１２の圧縮破壊が終了するまでには、エアバックの効果により膝Ｈの移動が止まる。

【0043】

このように本実施形態のニーボルスタ１０は、硬質ポリウレタンフォーム４０とエネルギー吸収リブ１２とを備え、乗員Ｊの膝Ｈから押圧力を受けて硬質ポリウレタンフォーム４０が圧縮破壊されてからエネルギー吸収リブ１２が圧縮破壊（座屈）されるので、硬質ポリウレタンフォーム４０のみで膝Ｈからの衝撃を吸収していた従来のニーボルスタで対応可能な衝撃の大きさの範囲に加えて、それより大きな衝撃にも対応可能になり、対応可能な衝撃の大きさの範囲が従来より広くなる。また、従来のニーボルスタ１０で対応可能な範囲内の衝撃を、本実施形態のニーボルスタ１０の硬質ポリウレタンフォーム４０のみの圧縮破壊で吸収する設定とすれば、対応可能の範囲の増加に伴うニーボルスタ１０から膝Ｈへの反力の増加を抑えることができる。

【0044】

［第２実施形態］
本実施形態のニーボルスタ１０Ｖは、図９に示されている。本実施形態のニーボルスタ１０Ｖでは、第１の容器分割体２０Ｖは、第２の容器分割体３０Ｖ側が開口した箱形をなす一方、第２の容器分割体３０Ｖは、第１の容器分割体２０Ｖの開口を閉塞する板状の蓋体になっている。また、硬質ポリウレタンフォーム４０Ｖに第１の容器分割体２０Ｖの底壁２１Ｖと第２の容器分割体３０Ｖとが例えば接着材で固定されている。

【0045】

硬質ポリウレタンフォーム４０Ｖの横方向の中央には、縦方向の複数位置を第１方向Ａ１に貫通する複数の貫通孔４１（図９には１つの貫通孔４１のみが示されている）が形成されている。そして、第１の容器分割体２０Ｖの底壁２１Ｖから突出する筒状の複数のストッパ部２４Ａと、第２の容器分割体３０Ｖから突出する筒状の複数のストッパ部２４Ｂとが、硬質ポリウレタンフォーム４０Ｖの複数の貫通孔４１の両端部に嵌合されている。上記した以外の本実施形態のニーボルスタ１０Ｖの構成は、第１実施形態のニーボルスタ１０と同じである。

【0046】

本実施形態の構成によっても第１実施形態と同様の作用効果を奏する。また、本実施形態では、硬質ポリウレタンフォーム４０Ｖが圧縮破壊されると、図９（Ｂ）に示すように、ストッパ部２４Ａ，２４Ｂの先端同士が当接して、硬質ポリウレタンフォーム４０Ｖの圧縮破壊が終了する。

【0047】

なお、第１の容器分割体２０Ｖの側壁２２Ｖの先端部に第１実施形態で説明した係止突部２３（図３参照）を設けて、第２の容器分割体３０Ｖの外縁部に係止させてもよい。

【0048】

［第３実施形態］
図１０～図１２には、第３実施形態のニーボルスタ１０Ｗが示されている。図１０に示すように本実施形態のニーボルスタ１０Ｗは、硬質ポリウレタンフォーム４０Ｗを第１方向Ａ１に挟む縦長の略長方形状の正面壁２５及び背面壁２６と、それら正面壁２５及び背面壁２６の長手方向の両端部同士の間を連絡する１対の連絡壁２７とを備えている。また、１対の連絡壁２７は、互いに離れる方向に湾曲した板状をなしている。

【0049】

また、背面壁２６には、正面壁２５に向かって突出する包囲壁２８が立設されている。包囲壁２８は、第１方向Ａ１で正面壁２５との間の中間位置まで突出し、第１方向Ａ１と交差する方向のうち１対の連絡壁２７が配置されない方向の一端側が開放した構造をなして、硬質ポリウレタンフォーム４０Ｗを三方から包囲した状態に収容する。

【0050】

正面壁２５の長手方向の中央には、片持ち梁状の保持片２９が備えられて、その先端部は背面壁２６側に湾曲している。そして、この保持片２９により硬質ポリウレタンフォーム４０Ｗが包囲壁２８から側方に離脱することを規制している。

【0051】

エネルギー吸収リブ１２Ｗは、図１１に示すように、背面壁２６の縦横の両方向に対して４５度の角度で傾斜しかつ互いに直交する複数の第１リブ１３Ａ１及び複数の第２リブ１３Ｂ１と、これら第１及び第２のリブ１３Ａ１，１３Ｂ１の交差部と交差し、背面壁２６の縦横の両方向に延びる第３リブ１６とを備えている。詳細には、複数の第１及び第２のリブ１３Ａ１，１３Ｂ１は、正方形の升目１４Ｗを構成し、升目１４Ｗの対角線の長さが背面壁２６の短手方向（即ち、横方向）の長さよりも少し小さくなっていて、例えば、背面壁２６の縦方向に２つ並べられ、各升目１４Ｗは一頂点で隣接している。そして、複数の第３リブ１６は、各升目１４Ｗの各頂点のうち３頂点と交差して対角線方向に延びている。エネルギー吸収リブ１２Ｗの形状は、背面壁２６の長手方向の中心線に対して対称形状になっている。上記した以外の本実施形態のニーボルスタ１０Ｗの構成は、第１実施形態のニーボルスタ１０と同じである。

【0052】

本実施形態の構成によっても第１実施形態と同様の作用効果を奏する。また、本実施形態のニーボルスタ１０Ｗでは、硬質ポリウレタンフォーム４０Ｗが圧縮されると１対の連絡壁２７が弾性変形して正面壁２５が背面壁２６に対して近づくように移動し、正面壁２５が包囲壁２８の先端部に当接して、硬質ポリウレタンフォーム４０Ｗの圧縮破壊が終了する。

【0053】

なお、本実施形態では、正面壁２５と包囲壁２８の先端部とが、特許請求の範囲の「ストッパ部」に相当する。

【0054】

［他の実施形態］
（１）上記実施形態では、エネルギー吸収リブ１２の升目１４は、その対角線が、第２の容器分割体３０の底壁３１の長手方向と短手方向とに平行に配置される構成であったが、図１３に示すニーボルスタ１０Ｘのように、升目１４Ｘの縦横の辺を、第１の容器分割体２０Ｘ及び第２の容器分割体３０Ｘの底壁２１Ｘ，３１Ｘの縦横の辺と平行に配置される構成であってもよい。

【0055】

（２）上記第１実施形態の硬質ポリウレタンフォーム４０は全体が容器１１に収容されていたが、単に硬質ポリウレタンフォームとエネルギー吸収リブとの間に、エネルギー吸収リブの硬質ポリウレタンフォームへの食い込みを防ぐための板部材を設けるか、硬質ポリウレタンフォームのうちエネルギー吸収リブ側に補強用の非発泡のウレタン等を含浸させた構成としてもよい。

【0056】

（３）上記第１実施形態では、硬質ポリウレタンフォーム４０全体の全てが完全に圧縮破壊される前に、第２の容器分割体３０の側壁３２が第１の容器分割体２０の底壁２１に当接したところで圧縮破壊の進行が停止する構成であったが、硬質ポリウレタンフォーム４０が完全に圧縮破壊されるまで圧縮破壊が進行する構成であってもよい。

【0057】

（４）上記第２実施形態の第１及び第２の容器分割体２０Ｖ，３０Ｖには、筒状の複数のストッパ部２４Ａ，２４Ｂが突出形成されて、硬質ポリウレタンフォーム４０Ｖが圧縮破壊されると、ストッパ部２４Ａ，２４Ｂの先端同士が当接して硬質ポリウレタンフォーム４０Ｖの圧縮破壊が終了する構成であったが、図１４に示すニーボルスタ１０Ｙのように、第１容器分割体２０Ｙのストッパ部２４Ａ１の先端縁に沿って、断面が直角三角形の係止爪２４Ｔが外側に張り出す一方、第２容器分割体３０Ｙのストッパ部２４Ｂ１の先端寄り位置に、周方向に係合孔２４Ｋが形成され、硬質ポリウレタンフォーム４０Ｙが圧縮破壊されると、係止爪２４Ｔが係合孔２４Ｋに係合して硬質ポリウレタンフォーム４０Ｙの圧縮破壊が終了する構成であってもよい。

【0058】

（５）上記第１実施形態では、第２の容器分割体３０とエネルギー吸収リブ１２とが一体成形されていたが、別体であってもよい。

【0059】

（６）上記実施形態では、エネルギー吸収リブ１２，１２Ｖ，１２Ｗは、格子状をなしていたが、第１方向Ａ１に突出して第１方向Ａ１に押圧されたときに座屈する構造であればよく、例えば、断面十字形、円筒状、楕円筒状、角筒状、ハニカム状をなしていてもよい。

【0060】

（７）上記実施形態では、第１方向Ａ１において、硬質ポリウレタンフォーム４０，４０Ｖ，４０Ｗが正面側、エネルギー吸収リブ１２，１２Ｖ，１２Ｗが背面側に配置されていたが、その逆の配置としてもよい。

【0061】

なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。

【符号の説明】

【0062】

１０，１０Ｖ，１０Ｗ，１０Ｘ ニーボルスタ
１１，１１Ｖ，１１Ｗ 容器
１２，１２Ｖ，１２Ｗ エネルギー吸収リブ
１４，１４Ｗ，１４Ｘ 升目
２０，２０Ｖ，２０Ｘ 第１容器分割体
２１，２１Ｖ 底壁（リブ支持壁）
２６ 下壁（リブ支持壁）
２２，２２Ｖ 側壁
３０，３０Ｖ，３０Ｘ 第２容器分割体
３１ 底壁
３２ 側壁
３４ 補強リブ
４０，４０Ｖ，４０Ｗ 硬質ポリウレタンフォーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-09

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の衝突時に乗員の膝を受け止めるニーボルスタであって、
前記膝から押圧力を受けて圧縮破壊される第１部材と、座屈する第２部材と、を前記押圧力を受ける方向である第１方向に並べて備え、
前記第２部材の強度が前記第１部材の強度より高いニーボルスタ。

【請求項2】

前記第１部材は、１対の対向部材の間に配置され、
前記１対の対向部材の一方が前記第２部材である請求項１に記載のニーボルスタ。

【請求項3】

前記第１部材は、硬質ポリウレタンフォームであり、
前記第２部材は、エネルギー吸収リブを含む、請求項１又は２に記載のニーボルスタ。

【請求項4】

前記第１部材を収容する容器を前記第１方向に分割してなり、前記第１方向と交差する方向への移動を規制するように互いに係合しかつ、前記第１部材の圧縮破壊に伴って互いの嵌合が深まる１対の容器分割体を備え、
前記１対の容器分割体の少なくとも一方に前記第２部材が配置されている請求項１から３何れか一項に記載のニーボルスタ。

【請求項5】

前記１対の容器分割体は、互いに対向する側が開口した容器構造をなしている請求項４に記載のニーボルスタ。

【請求項6】

間隔を空けて対向する１対の対向壁を備え、
前記１対の対向壁の一方にエネルギー吸収リブを備えるニーボルスタ用部材。