专利名称：乘员保护装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种乘员保护装置，用于在乘员的膝部载荷作用到仪表板上时用于保护乘员。
背景技术：
车辆配备有用于在碰撞时保护乘员的胸部和头部的座椅安全带和气囊，或者配备有用于在碰撞时保护乘员的膝部的膝部保护装置。JP-UM-A-6-37010公开了一种有关膝部保护装置技术的技术。
在该相关技术中，臂状物与支架设置于设置在车辆本体侧的仪表板的横梁上。此外，一朝向手套箱的上部加强元件连接于臂状物的远端。另外，一下部加强元件连接于支架的下端。该上部加强元件、支架(侧部加强元件)和下部加强元件组成一环状地朝向仪表板中的开口的圆周边缘的结构，并且这些加强元件被构造成当乘员的膝部抵靠在手套箱的盖子上时发生弯曲变形。
然而，在相关技术中，作用于手套箱的盖子上的载荷需要被许多元件吸收，如上部加强元件、支架(侧部加强元件)和下部加强元件。因此，需要进行将所有元件布置在仪表板的内部位于手套箱后面的工作。另外，需要制造每一个元件的工时，并且控制每一个元件的质量也是需要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种乘员保护装置，其用于通过一个简单的结构有效地吸收施加在朝着仪表板的乘员的膝部的冲击载荷。
根据本发明，提供一种乘员保护装置，其具有一面板，其组成仪表板的乘客车厢侧面的一部分，并且当至少乘员的膝盖的载荷施加时该面板从仪表板上可分离，以进行移动；和多个支撑元件，其分别朝向面板的横向端部，并且其硬度比面板的硬度高。
图1为表示根据本发明第一实施例的乘员保护装置的装配立体图；图2为表示图1所示的乘员保护装置安装在车辆上的状态的横截面图；图3为表示图2所示的乘员保护装置在车辆碰撞时所产生结果的情况说明图；图4为根据本发明第二实施例的乘员保护装置的说明图；以及图5为根据本发明第三实施例的乘员保护装置的说明图。
具体实施例方式
将参照所附的附图对本发明的第一实施例进行如下描述。
图1为本发明第一实施例的乘员保护装置的装配立体图，图2为如图1所示的乘员保护装置安装在车辆上的状态的横截面图，并且图3为图2所示的乘员保护装置在车辆碰撞时所产生结果的情况说明图。如图1所示，乘员保护装置1包括一手套箱(glove box)2和一对支撑元件3，3。手套箱2包括作为箱子部分的手套箱主体5、外面板6和插入面板7。该手套箱主体5形成为使得内面板5b的圆周边缘部分以类似凸缘的方式垂直和水平地伸出，其中该内面板5b形成具有向上的开口的箱子部分5a的前壁。
在每一个侧壁5C的外表面上设置多个凹槽5d，使这些凹槽从所述外表面的上端延伸到下端且前后对齐。如图2所示，这两凹槽5d按照该侧壁5c的形状排列，如基本上为V形，其中所述凹槽在上端相互远离，而在下端相互之间离得较近。这些凹槽5d被设计成当初始的膝部载荷(冲击载荷)从内面板5b侧被施加时发生破裂，从而使侧壁5c破裂或该侧壁5c容易变形(弯曲)。另外，该凹槽被设置成具有用于根据初始膝部载荷所产生的破裂的最佳深度和宽度，而不考虑用作侧壁5c的树脂元件的厚度和质量上的差异，成型的变化，以及在车辆被驱动的例如高温区域和低温区域的这些区域的环境温度(热)的差异。根据这些特征，施加于内面板5b的膝部载荷被抑止到最低大小。注意，凹槽5b可形成为如图3所示的正方形的横截面形状，或者形成为类似V字形的横截面形状。即，只要当膝部载荷施加于内面板5b时侧壁5c容易破裂或变形，任何横截面形状都可被采用。导向杆5e被设置成在每一个侧部5b的上部后端的角部中突出。该手套箱主体5由树脂一体模制而成。
外面板6被安装在手套箱主体5的内面板5b的前表面上，并且被形成为与内面板5b基本上相同的形状。另外，用于开/关机构的安装部分6b设置于外面板6的前表面6a的上部的中央位置；并且铰接部分6c设置于外面板6的后表面上的下端的中央位置。该外面板6也是由树脂模制成型。
插入面板7形成为比手套箱主体5的内面板5b稍小的形状，和横向设置相互平行的肋板7a，每个所述的肋板具有U形的横截面，且将所述的肋板设置成在插入面板7上从顶部位置到底部位置的多个台阶。肋板7a设置成这样，使得肋板7a的高度从顶部侧肋板朝向底部侧肋板逐渐降低并且肋板7a之间的节距或间距从顶部侧肋板朝向底部侧肋板逐渐变窄，由此插入面板7的横截面的副力矩从插入面板7的顶部朝向底部逐渐减小。即，插入面板7形成为这样一形状，其中冲击吸收能力从其顶部到底部逐渐减小。插入面板7是一金属板，其通过金属薄片加工而成。注意，该肋板7a的横截面形状并不局限于U形的横截面，还可形成为波形的横截面。插入面板7被插设到手套箱主体5的内面板5b和外面板6之间，并且这些元件联结紧固并固定在一起(图2)。这样，前壁2a构成为手套箱2的面板。
手套箱2设置于仪表板8的较低位置上(图2)以便朝向前排乘客座位。手套箱2通过外面板6上的铰接部分6c支撑于车体侧上。设于手套箱主体5的侧壁5c的上端角部中的导向轴5e分别与导向元件中的导向槽接合(未示出)，所述的导向元件设于车体侧用于在该处支撑，从而手套箱2能够朝向前排乘客座位侧平滑地打开和从前排乘客座位侧平滑地关闭。另外，空调10纵向安装于在手套箱2的前面，并且箱子部分5a的后壁5f面对空调10，且它们之间设有微小的间隙。
支撑元件3为金属的片状元件，并且近端3a固定于层面横跨部件(deck crossmember)9，该层面横跨部件9为车体的加强元件，而前端或远端3b向上弯曲以便构成与在手套箱主体5的内面板5b的后表面5b′上的侧部相邻接的邻接表面。换句话说，支撑元件3被制成朝向成为面板的前壁2a延伸。该支撑元件3由厚金属片制成并且被坚固地和刚性地制成，从而不容易变形。特别地，该支撑元件3最好制成为等于或大于插入面板7的3倍厚。
如图2所示，在该对支撑元件3中，该近部3a分别固定于层面横跨部件9，中央部分被制成由手套箱主体5的侧壁5c向前延伸，且在它们之间带有微小的间隙。每一个远端部3b与在内面板5b的后表面5b′上的侧部的基本中央位置相远离并相面对，其中内面板5b在手套箱2处于关闭状态下从侧壁5c突出，且在它们之间设置有一个间隙g(约为10mm的大小)。这样构成乘员保护装置1。
在此之前描述的乘员保护装置的功能将在下面进行描述。
如图2和图3所示，一个大体形的人，例如，一个成年男性坐在前排的乘客座椅上，并且乘员的膝部Na与手套箱2的侧壁2a相远离和相面对，并且膝部Na相互远离。一旦车辆遇到正面的撞击，乘员的膝部Na向前移动，由此膝部载荷施加于手套箱2的前壁2a，并且手套箱2向前移动间隙g。然后，内面板5b的后表面5b′上的侧部的中央部分与支撑元件3的远端部3b邻接，由此手套箱2的向前移动在那里受到限制。
如果膝部载荷进一步施加于前壁2a，该前壁2a没有破裂而是与插入面板7一起以这样的方式发生弯曲变形，使得前壁的中央部分以左和右支撑元件3的远端部3b为支点朝着车辆的前方突出，如图3的双点划线所示；而当膝部Na如箭头所示向内移动或者相向移动时，由于前壁2a的中央部朝向车辆的前方突出，膝部Na挤压前壁2a并且使前壁2a变形，如双点划线所示。这是因为由于支撑元件3的硬度比手套箱2的前壁2a的高，支撑元件3没有弯曲变形而前壁2a发生弯曲。当侧壁部5c随着前壁2a朝着车辆的前方弯曲变形被向前推动时，手套箱2的向前移动受到限制，由此后壁5f与空调10邻接。结果，侧壁5c在槽5d处破裂然后倒塌。也就是说，侧壁5c受到初始的膝部载荷在槽5d处破裂并且然后倒塌，而不管膝部载荷性质的变化。由于支撑元件3限制前壁2a的侧部朝向车辆前方的移动，阻止了前壁2a与空调10的碰撞，从而前壁2a不会破裂而是与插入面板7一起根据所施加的膝部载荷发生弯曲，以便吸收膝部载荷从而保护膝部Na。
前壁2a可仅由树脂元件制成。然而，如果这样，当膝部载荷被施加，由于前壁2a在载荷施加的初始阶段就产生巨大的变形，可能会发生这样的情况大的膝部载荷不能被适当地吸收。与前壁2a仅仅由树脂元件制成的情况相比，插入面板7提高了前壁2a的刚性，并且允许前壁2a充分完全地吸收冲击，即使是在大的膝部载荷被施加的情况下。
另外，如图2中的双点划线所示，如果一个小体形的人，例如一个小孩或者女性坐在前排乘客座上并且膝部Nc与手套箱2的前壁2a的下部附近的位置产生碰撞，或者如果成年男性乘员的膝部Na的动作发生变化并且因此膝部Na与在手套箱2的前壁2a的下部附近的位置产生碰撞，由于插入面板7的冲击吸收能力设置成从前壁2a的上部到下部递减，即使膝部Nc或者Na与前壁2a的下部碰撞，前壁2a也会根据膝部载荷的大小进行变形以便有效吸收膝部载荷，从而使手套箱2能够保护膝部而不管乘员的体形如何。
虽然在本实施例中，支撑元件3的远端部3b被制成为面对手套箱2的内面板5b的后表面5b′上的侧部，且在手套箱2关闭的状态下在它们之间设置有一个微小的间隙，而远端部可与侧部邻接。如本实施例所描述的，由于内面板5b的后表面5b′上的侧部和支撑元件3的远端部3b之间设置有微小的间隙，因此如果膝部与前壁2a由于除车辆碰撞以外的其他原因而发生碰撞，能够有效地防止前壁2a的变形。
另外，由于当车辆碰撞时，支撑元件3支撑着前壁2a而不与手套箱主体5发生干涉，前壁2a的变形能够充分地被支撑。
下面，将在图4的基础上对第二实施例进行描述。由于本实施例除了插入面板7和支撑元件3的结构外均与以前已经描述的第一实施例的结构相同，因此这些有关实施例1所描述的同样的组成结构给出同样的参考标记，并且它们的描述将被省略。
在本实施例中，卷边(bead)11或肋板在支撑元件3的纵向方向上设置于片状金属的支撑元件3的表面上。卷边可以通过金属片加工形成以在纵向延伸，并且具有三角形的横截面。如果这样，卷边11的后侧是凹进去的。由于卷边11能够显著提高支撑元件3的刚性，支撑元件的厚度可以减小到与插入面板同样厚。
另外，作为用于提高支撑元件3的刚性的结构，也可以采用一U形的横截面或者封闭的横截面。采用这样的横截面的在即使利用薄金属片用作支撑元件3时也能提供所要求的刚性，并且可因此有效地减少设备的重量和尺寸。
注意，本实施例的其他功能和优点与在前已经描述的第一实施例的相同。
进一步，将基于图5对第三实施例进行描述。本实施例与第一实施例之间的结构的区别在于，本实施例的支撑元件不是诸如第一实施例中所用的近端部3a固定于层面横跨部件9上的类似板形元件，而是仪表板8的端部8a，其在手套箱2的每一个横向端支撑手套箱2的后表面。
具体地说，一台阶被设置于仪表板中的开口的每一个端部8a处，其中该台阶从仪表盘的乘客车厢侧的表面退后一个与手套箱的前壁2a的厚度相等的距离。另外，端部8a叠盖于前壁2a上的距离制成为当膝部载荷施加于前壁2a时足够用于端部8a支撑前壁2a的距离。
当仪表板8用树脂制成时，通过充分增加端部8a的厚度或者用更硬的树脂形成仪表板8能提高仪表板的刚性使其高于前壁2a的刚性。
根据本结构，即使在乘员的膝部载荷施加于前壁2a的情况下，端部8a能够起到支撑元件的作用，并且在前壁2a被允许向车辆的前方发生弯曲变形时手套箱2能够吸收冲击。
注意，本实施例其他的功能和优点与在前已经描述的第一实施例的相同。
本发明不受这里所描述的实施例的限制，并且不用说，本发明可以进行不脱离其精神和范围的不同的改进。
权利要求
1.一种乘员保护装置，包括一面板，其构成仪表板的乘客车厢侧面的一部分，并且当至少乘员的膝部载荷被施加时该面板与仪表板分离以进行移动；和多个支撑元件，其分别朝向面板的横向端部，并且其刚性比所述的面板的刚性高。
2.如权利要求1所述的乘员保护装置，其特征在于，当膝部载荷被施加时，面板弯曲变形成使其中央位置朝着车辆的前方突出。
3.如权利要求2所述的乘员保护装置，其特征在于，该多个支撑元件包括两个片状元件，其一端固定于车体的加强元件并在车辆的纵向方向上延伸并且其另一端面向面板的横向端部。
4.如权利要求3所述的乘员保护装置，其特征在于，该面板构成手套箱的乘客车厢侧面板，并且所述两支撑元件被设置成面对所述的面板，并且手套箱的箱子部分被保持在它们之间。
5.如权利要求4所述的乘员保护装置，其特征在于，所述的手套箱由树脂元件制成，以便当初始的膝部载荷施加于外面板上时，手套箱的侧壁塌陷。
6.如权利要求3所述的乘员保护装置，其特征在于，该面板包括一外面板，其由树脂制成并且设于乘客车厢侧；一内面板，其由树脂制成并且设于仪表板的内侧；以及一金属面板，其插设于内面板和外面板之间。
7.如权利要求6所述的乘员保护装置，其特征在于，该内面板形成为其冲击的吸收能力从其上部朝着其下部减少的结构。
8.如权利要求6所述的乘员保护装置，其特征在于，该支撑元件由金属制成，并且比所述的金属面板厚。
9.如权利要求3所述的乘员保护装置，其特征在于，该面板由树脂制成，并且该支撑元件由金属片制成。
10.如权利要求3所述的乘员保护装置，其特征在于，每一个支撑元件都具有纵向形成的卷边。
11.如权利要求3所述的乘员保护装置，其特征在于，该支撑元件为支撑端部，其在仪表板的开口处与仪表板整体地形成。
全文摘要
一种乘员保护装置，其具有面板，该面板构成仪表板的乘客厢侧面的一部分并且其当至少乘员的膝盖的载荷被施加时与仪表板分离进行移动；和多个支撑元件，其分别朝向面板的横向端部，并且其硬度比面板的硬度高。施加于面对仪表板的乘员的膝部的冲击载荷能够被有效地吸收。
文档编号B60R21/00GK1513706SQ20031011306
公开日2004年7月21日 申请日期2003年12月25日 优先权日2002年12月25日
发明者山崎泰伸 申请人:三菱自动车工业株式会社