專利名稱：車輛的膝墊支架結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛的膝墊結構。本發明尤其涉及一種在車禍發生時能有效保護司機膝蓋的車輛膝墊結構。
2.背景技術當車禍發生時，坐在駕駛座以及前排乘客座位上的人會向前移動，與安裝在車輛內側前方的下部面板發生碰撞。此時，如果下部面板很容易變形的話，在使下部面板發生變形的同時，司機和乘客的膝蓋進一步前移，使得司機和乘客的頭部和胸部被拉向后方。在這種情況下，安全氣囊不能有效地保護司機和乘客。為了避免上述問題，膝墊安裝在司機座位前方的下部面板內部，以免在車禍發生時司機的膝蓋過量移動超出下部面板。當乘客的膝蓋與開關裝置發生碰撞時，這樣的膝墊可吸收沖擊。
圖1a和1b是立體圖，分別顯示了常規的車輛膝墊結構。
如圖1a和1b所示的，常規的膝墊結構包括一個連接到前罩板橫梁1一側的膝墊支架10。熔絲盒3安裝在膝墊支架10的側部，下部面板2連接到膝墊支架10前部。
常規的膝墊支架10包括兩個大致為U形的支架構件10a和10b。雖然它們沒有在圖1a和1b中示出，但車輛的方向盤柱(見圖2b中數字71)和與方向盤柱一體形成的開關裝置(見圖2b中數字73)安裝在兩個支架構件10a和10b之間。
根據常規的車輛膝墊結構，當由于車禍方向盤柱71受到擠壓時，開關裝置73將會與安置在開關裝置73一側的支架構件10b發生干涉，因而方向盤柱71不易受壓，由此給乘客的胸部造成傷害。
另外，出于熔絲盒3的A/S的考慮，司機座位左側低端部可能不能罩上常規的膝墊結構。在這種情況下，當斜向碰撞發生時，司機的膝蓋(左膝蓋)將從膝墊支架10處偏離。
常規的膝墊支架10垂直連接到前罩板橫梁1上，因此該常規膝墊支架10就不能同時支撐用于車輛碰撞試驗的50％的男性人體模型(膝蓋間距270mm)和5％的女性人體模型(膝蓋間距150mm)的膝蓋。
另外，當車禍發生時，乘客的膝蓋可能沿著與膝墊支架10的沖擊能量吸收的方向(如圖1a中箭頭所示)相同的方向移動，因此乘客的膝蓋將受到嚴重損傷。
發明內容
從而，本發明的提出就是要解決現有技術中產生的上述提到的問題，本發明的一個目的是提供一種車輛的膝墊結構，其中膝墊支架構件傾斜地連接到前罩板橫梁和中心支架上，以便當發生車禍時，在吸收沖擊能量和持續支撐司機或乘客膝蓋的同時膝墊支架構件傾斜彎曲，由此防止司機或乘客的膝蓋受到嚴重損傷。
本發明的另一目的是提供一種車輛的膝墊結構，其中膝墊支架構件以這樣一種方式分別連接到前罩板橫梁和中心支架上，即位于熔絲盒(安裝在下部面板內部)和膝墊構件之間的方向盤柱不干涉開關裝置，由此在車禍發生時防止司機的膝蓋受到嚴重損傷。
為了實現上述目的，本發明提供一種車輛的膝墊結構，該膝墊結構包括一個第一膝墊支架構件，為了吸收施加其上的來自司機膝蓋的沖擊，其安裝于設置在司機前方底部的下部面板的內部，并位于熔絲盒一側；和一個第二膝墊支架構件，其鄰近于與車輛方向盤柱一體形成的開關裝置而設置，其中第一膝墊支架構件具有一個大致為三角板的形狀，其包括一個連接到車輛前罩板橫梁的頂點部分和兩個以一預定長度向著司機膝蓋延伸的橫向部分，上部和下部膝蓋接觸部分形成在兩個橫向部分的前端部，并且以一預定距離在縱向隔開；第二膝墊支架構件包括一個偶合到連接在前罩板橫梁上的中心支架上的下端部和兩個以一預定長度向著司機膝蓋延伸的橫向部分，上部和下部膝蓋接觸部分形成在兩個橫向部分的前端部，并且以一預定距離在縱向隔開。
因此，就可避免膝墊支架構件與開關裝置發生干涉。另外，當持續支撐司機膝蓋并吸收施加在那里的沖擊能量時，膝墊支架構件發生彎曲，由此防止司機的膝蓋受到嚴重損傷。
根據本發明的一個實施方案，第一和第二膝墊支架構件相對于前罩板橫梁的垂直平面以一預定角度在一預定方向上傾斜。
為了加強其中的強度，第一膝墊支架構件的上膝蓋接觸部和下膝蓋接觸部的預定的前端連接到前罩板橫梁上，或者第二膝墊支架構件的預定的前端彼此相對發生彎曲。
通過下文中參照附圖所做的詳細說明，上述及其它目的、特征和本發明的優點將會更加明顯，其中圖1a和1b是立體圖，顯示了常規的車輛膝墊結構；圖2a到2d是立體圖，顯示了根據本發明一個實施方案的安裝在車輛上的膝墊支架結構。
圖3a是立體圖，顯示了與本發明一個實施方案的膝墊支架結構發生碰撞的司機的膝蓋。
圖3b是立體圖，顯示了一個在車禍發生時，通過與司機發生碰撞受到擠壓的方向盤；圖3c是立體圖，顯示了常規膝墊支架構件和根據本發明的一個實施方案的膝墊支架構件的安裝位置；圖4a和4b是CAE分析視圖，顯示了進行車輛碰撞試驗時與膝墊支架構件發生碰撞的司機的膝蓋；圖5a是CAE分析視圖，顯示了根據本發明的一個實施方案的膝墊支架構件，其中膝墊支架變形但沒有干涉到受壓的開關裝置；以及圖5b是CAE分析視圖，顯示了進行車輛碰撞試驗時，由膝墊支架構件支撐的司機的膝蓋。
具體實施例方式
下文將參照附圖對本發明一個優選實施方案的車輛膝墊結構做出說明。
圖2a到2d是立體圖，顯示了根據本發明一個實施方案的安裝在車輛上的膝墊支架結構。
圖2a是連接到車輛前罩板橫梁上的膝墊支架的立體圖。
另外，圖2b到2d是立體圖，顯示了根據本發明的一個實施方案的膝墊支架結構60在不同角度位置的安裝狀態。
參照圖2a，根據本發明的膝墊支架結構包括用于吸收施加到司機膝蓋上的沖擊的第一和第二膝墊支架構件61和63。第一和第二膝墊支架構件61和63中的一個焊接到車輛底盤的前罩板橫梁1上，另外一個焊接到連接前罩板橫梁1的中心支撐支架4上。
第一膝墊支架構件61具有一個大致為三角板的形狀，其中頂點部分61c連接到前罩板橫梁1上。另外，從頂點部分61c延伸的兩個橫向部分的端部61a和61b在縱向上以這樣一種方式相互隔開一預定距離，即司機的膝蓋(左膝蓋)與兩個橫向部分的端部61a和61b接觸。為了方便解釋，位于端部61a上方的端部61b被稱為“上膝蓋接觸部分”，位于端部61b下方的端部61a被稱為“下膝蓋接觸部分”。
當將第一膝墊支架構件61的下端焊接到前罩板橫梁1上時，第一膝墊支架構件61以一預定方向(例如左向)傾斜。另外，為了加強其中的強度，上膝蓋接觸部分61b和下膝蓋接觸部分61a的預定部分(相應于兩個橫向部分的前端)彼此相對的彎曲。也就是說，如圖2a所示，上膝蓋接觸部分61b沿圖中箭頭(a)所示的方向向左彎曲，下膝蓋接觸部分61a沿圖中箭頭(b)所示的方向向右彎曲。然而，上膝蓋接觸部分61b和下膝蓋接觸部分61a的彎曲方向可以互換。
第二膝墊支架構件63的底端焊接到垂直連接到前罩板橫梁1的中心支架4上。第二膝墊支架構件63具有一個三角形形狀，其中頂點部分63c連接到中心支架4上，兩個橫向部分以一預定長度從頂點部分63c處延伸。
與第一膝墊支架構件61相似，當第二膝墊支架構件63焊接到中心支架4上時，第二膝墊支架構件63沿一預定方向偏斜(例如，左向)。
為了加強其中的強度，從頂點部分63c處延伸的端部63a和63b以一預定距離在長度方向上相互隔開，并且這兩個橫向部分的預定部分彼此相對。另外，司機的膝蓋(右膝)與兩個橫向部分的端部63a和63b相接觸。
下部面板(見圖2b中數字51)連接到第一和第二膝墊支架構件61和63的上下膝蓋接觸部分61a、61b、63a、63b。
圖2b顯示了本發明一個實施方案的膝墊支架結構60周圍的元件。如圖2b所示，位于司機膝蓋前方的下部面板51連接到膝墊支架構件60的前部。另外，將方向盤柱71定位在第一膝墊支架構件61和第二膝墊支架構件63之間形成的空間部分，開關裝置73與方向盤柱71一體形成。
參照附圖2c和2d，本發明的第一和第二膝墊支架構件61和63分別傾斜連接到前罩板橫梁1和中心支架4上。另外，第一和第二膝墊支架構件61和63上下膝蓋接觸部分61a、61b、63a、63b的預定部分以一預定角度彎曲。
也就是說，如圖2c所示，其底端連接到前罩板橫梁1上的第一膝墊支架構件61相對于前罩板橫梁1的垂直平面向左傾斜。另外，第二膝墊支架構件63相對于前罩板橫梁1的垂直平面也向左傾斜。
圖2d是一立體圖，顯示了連接到車輛底盤的前罩板橫梁1上的第一膝墊支架構件61和連接到中心支架4的第二膝墊支架構件63，其中的中心支架4連接到前罩板橫梁1上。
下文中將對本發明的膝墊支架結構關于車輛碰撞做出說明。
圖3a是立體圖，顯示了與本發明一個實施方案的膝墊支架結構發生碰撞的司機的膝蓋。
圖3b是立體圖，顯示了一個在車禍發生時，通過與司機發生碰撞受到擠壓的方向盤；參照圖3a，本發明的第一膝墊支架構件61以這樣一種方式位于膝墊支架結構60的左側并具有一個三角板的形狀，即第一膝墊支架構件61可對應于司機膝蓋81和83的位置變化而使用。也就是，如圖3a所示，在車輛碰撞試驗中，5％的具有相對小的膝蓋間距的女性人體模型，其膝蓋81與第一膝墊支架構件61的下部膝蓋接觸部分61a接觸。另外，在車輛碰撞試驗中，50％的具有相對大的膝蓋間距的男性人體模型，其膝蓋83與第一膝墊支架構件61的上部膝蓋接觸部分61b接觸，因此沿著圖3a所示的箭頭方向施加膝蓋壓力。相應的，本發明的第一膝墊支架構件61具有一種能夠對應司機膝蓋81和83的位置變化而使用的結構。
參照圖3b，第二膝墊支架構件63的底端焊接到中心支架4上，使得在開關裝置73受壓時第二膝墊支架構件63不干涉開關裝置73。
也就是，如果由于車輛碰撞，開關裝置73和方向盤柱71一起沿著圖3b箭頭所示的方向受擠壓的話，由于開關裝置73受擠后部空間(A)空出，連接到中心支架4上的第二膝墊支架構件63移動到后部空間(A)。因此，當車禍發生時，第二膝墊支架構件63不干涉開關裝置73。
圖3c是立體圖，顯示了常規膝墊支架構件和本發明一個實施方案的膝墊支架構件的安裝位置；如圖3c所示，具有U形的常規膝墊支架構件10的底端連接到前罩板橫梁1上。圖3c中所示的點劃線部分(B)代表著常規膝墊支架構件10的安裝位置。這種情況下，當由于車輛碰撞開關裝置73受擠壓時，開關裝置73的擠壓方向可能會干涉到常規膝墊支架構件10。然而，根據本發明，由于第二膝墊支架構件63的底端連接到中心支架上，第二膝墊支架構件63將不干涉開關裝置73。
圖4a和4b是CAE(計算機輔助工程)分析視圖，顯示了進行車輛碰撞試驗時與膝墊支架構件發生碰撞的司機的膝蓋，其中圖4a顯示了與第一和第二膝墊支架構件61和63的上部膝蓋接觸部分61b和63b發生碰撞的50％的男性人體模型的膝蓋，圖4b顯示了與第一和第二膝墊支架構件61和63的下部膝蓋接觸部分61a和63a發生碰撞的5％的女性人體模型的膝蓋。
圖4a和4b顯示了在車輛碰撞開始時剛要變形前的車輛的狀態。數字51代表位于司機膝蓋前方的下部面板。
如上所述，本發明的第一和第二膝墊支架構件61和63形成了支架結構，其可以相對于司機膝蓋的位置變化而使用，因此即使男性膝蓋和女性膝蓋之間存在高度差異，本發明的膝墊支架結構仍然可以穩定支撐司機的膝蓋。
圖5a是CAE分析視圖，顯示了根據本發明的一個實施方案的膝墊支架構件61和63，其中膝墊支架61和63變形但沒有干涉到受壓的開關裝置，圖5b是CAE分析視圖，顯示了進行車輛碰撞試驗時，由膝墊支架構件61和63支撐的司機的膝蓋。
圖5a和圖5b顯示了由于車輛碰撞發生變形的膝墊支架構件61和63。
從圖5a可以看出，當車禍發生時，司機膝蓋可能與第一和第二膝墊支架構件61和63的下部和上部膝蓋接觸部分61a、63a、61b、63b發生碰撞。另外，由于司機胸部與開關裝置73和方向盤柱71碰撞，開關裝置73和方向盤柱71向下受到擠壓。此時，本發明的第二膝墊支架構件63不干涉開關裝置73和受擠壓的方向盤柱71，因此開關裝置73和方向盤柱71可以順暢地被壓縮。另外，與第二膝墊支架構件63碰撞的司機的膝蓋可由第二膝墊支架構件63持續地支撐，因此就可防止司機的膝蓋受到嚴重傷害。
根據常規的膝墊結構，在車禍發生時，由于其中的結構問題，膝墊支架構件10會干涉開關裝置73，因此開關裝置73不能正常受壓，對司機膝蓋造成嚴重傷害。
參照圖5b，當發生車禍時，司機膝蓋81和83會與第一和第二膝墊支架構件61和63的下部和上部膝蓋接觸部分61a、63a、61b、63b發生碰撞。此時，第一和第二膝墊支架構件61和63將傾斜移向左方，因此即使膝蓋過渡前移，司機的膝蓋也可以與第一和第二膝墊支架構件61和63一起移動。因此，當與司機的膝蓋一起移動時，第一和第二膝墊支架構件61和63變形，使得第一和第二膝墊支架構件61和63持續支撐司機的膝蓋81和83。
如上所述，本發明的車輛膝墊結構具有兩個具有三角形形狀的支架構件，其中第一膝墊支架構件的底端連接到前罩板橫梁上，第二膝墊支架構件的底端連接到中心支架上，該中心支架連接到前罩板橫梁上。相應的，本發明的膝墊結構可對應司機膝蓋的位置變化而使用。另外，當由于車禍開關裝置受壓時，膝墊支架構件不干涉受壓的開關裝置。根據本發明，膝墊支架構件分別傾斜地連接到前罩板橫梁和中心支架上，因此當持續支撐司機膝蓋和吸收沖擊能量時，膝墊支架構件可傾斜彎曲，由此防止司機的膝蓋受到嚴重傷害。
雖然為了解釋的目的，已經對本發明的一個優選實施方案做了說明，但是對于本領域技術人員而言，可以在不偏離由所附的權利要求所公開的本發明的范圍和精神前提下做出各種不同變形、增加和替換。
權利要求
1.一種車輛的膝墊結構，該膝墊結構包括一個第一膝墊支架構件，為了吸收施加其上的來自司機膝蓋的沖擊，其安裝于設置在司機前方下部的下部面板的內部，并位于熔絲盒一側；以及一個第二膝墊支架構件，其鄰近于與車輛方向盤柱一體形成的開關裝置而設置，其中第一膝墊支架構件具有一個大致為三角板的形狀，其包括一個連接到車輛前罩板橫梁的頂點部分，和兩個以一預定長度向著司機膝蓋延伸的橫向部分，上部和下部膝蓋接觸部分形成在兩個橫向部分的前端部，并且以一預定距離在縱向隔開，以及第二膝墊支架構件包括一個偶合到連接在前罩板橫梁上的中心支架上的下端部，和兩個以一預定長度向著司機膝蓋延伸的橫向部分，上部和下部膝蓋接觸部分形成在兩個橫向部分的前端部，并且以一預定距離在縱向隔開。
2.根據權利要求1所述的膝墊結構，其中第一和第二膝墊支架構件相對于前罩板橫梁的垂直平面以一預定角度在一預定方向上傾斜。
3.根據權利要求1或2所述的膝墊結構，其中第一膝墊支架構件或第二膝墊支架構件的上膝蓋接觸部和下膝蓋接觸部的預定的前端部彼此相對地彎曲。
4.根據權利要求1所述的膝墊結構，其中連接到中心支架上的第二膝墊支架構件以一預定方向傾斜。
5.根據權利要求1所述的膝墊結構，其中在開關裝置受壓后，第二膝墊支架構件移動到形成在開關裝置后部的空間部分，從而避免開關裝置與第二膝墊支架構件發生干涉。
全文摘要
本發明公開了一種車輛的膝墊結構，能夠在車禍發生時有效保護司機的膝蓋。該膝墊結構具有兩個具有三角形形狀的支架構件，其中第一膝墊支架構件的底端連接到前罩板橫梁上，第二膝墊支架構件的底端連接到中心支架，該中心支架連接到前罩板橫梁上，因此就可避免第二膝墊支架構件與開關裝置發生干涉。膝墊支架構件分別傾斜地連接到前罩板橫梁和中心支架上，因此當持續支撐司機膝蓋時，膝墊支架構件可傾斜彎曲，由此防止司機的膝蓋受到嚴重傷害。膝墊結構具有形成在第一和第二膝墊支架構件前部的上部和下部膝蓋接觸部分，因此該膝墊結構可對應司機膝蓋的位置變化而使用。
文檔編號B60R21/04GK1724295SQ200510085260
公開日2006年1月25日 申請日期2005年7月19日 優先權日2004年7月20日
發明者孔炳碩 申請人:現代自動車株式會社