专利名称：车辆的膝垫支架结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆的膝垫结构。本发明尤其涉及一种在车祸发生时能有效保护司机膝盖的车辆膝垫结构。
2.背景技术当车祸发生时，坐在驾驶座以及前排乘客座位上的人会向前移动，与安装在车辆内侧前方的下部面板发生碰撞。此时，如果下部面板很容易变形的话，在使下部面板发生变形的同时，司机和乘客的膝盖进一步前移，使得司机和乘客的头部和胸部被拉向后方。在这种情况下，安全气囊不能有效地保护司机和乘客。为了避免上述问题，膝垫安装在司机座位前方的下部面板内部，以免在车祸发生时司机的膝盖过量移动超出下部面板。当乘客的膝盖与开关装置发生碰撞时，这样的膝垫可吸收冲击。
图1a和1b是立体图，分别显示了常规的车辆膝垫结构。
如图1a和1b所示的，常规的膝垫结构包括一个连接到前罩板横梁1一侧的膝垫支架10。熔丝盒3安装在膝垫支架10的侧部，下部面板2连接到膝垫支架10前部。
常规的膝垫支架10包括两个大致为U形的支架构件10a和10b。虽然它们没有在图1a和1b中示出，但车辆的方向盘柱(见图2b中数字71)和与方向盘柱一体形成的开关装置(见图2b中数字73)安装在两个支架构件10a和10b之间。
根据常规的车辆膝垫结构，当由于车祸方向盘柱71受到挤压时，开关装置73将会与安置在开关装置73一侧的支架构件10b发生干涉，因而方向盘柱71不易受压，由此给乘客的胸部造成伤害。
另外，出于熔丝盒3的A/S的考虑，司机座位左侧低端部可能不能罩上常规的膝垫结构。在这种情况下，当斜向碰撞发生时，司机的膝盖(左膝盖)将从膝垫支架10处偏离。
常规的膝垫支架10垂直连接到前罩板横梁1上，因此该常规膝垫支架10就不能同时支撑用于车辆碰撞试验的50％的男性人体模型(膝盖间距270mm)和5％的女性人体模型(膝盖间距150mm)的膝盖。
另外，当车祸发生时，乘客的膝盖可能沿着与膝垫支架10的冲击能量吸收的方向(如图1a中箭头所示)相同的方向移动，因此乘客的膝盖将受到严重损伤。
发明内容
从而，本发明的提出就是要解决现有技术中产生的上述提到的问题，本发明的一个目的是提供一种车辆的膝垫结构，其中膝垫支架构件倾斜地连接到前罩板横梁和中心支架上，以便当发生车祸时，在吸收冲击能量和持续支撑司机或乘客膝盖的同时膝垫支架构件倾斜弯曲，由此防止司机或乘客的膝盖受到严重损伤。
本发明的另一目的是提供一种车辆的膝垫结构，其中膝垫支架构件以这样一种方式分别连接到前罩板横梁和中心支架上，即位于熔丝盒(安装在下部面板内部)和膝垫构件之间的方向盘柱不干涉开关装置，由此在车祸发生时防止司机的膝盖受到严重损伤。
为了实现上述目的，本发明提供一种车辆的膝垫结构，该膝垫结构包括一个第一膝垫支架构件，为了吸收施加其上的来自司机膝盖的冲击，其安装于设置在司机前方底部的下部面板的内部，并位于熔丝盒一侧；和一个第二膝垫支架构件，其邻近于与车辆方向盘柱一体形成的开关装置而设置，其中第一膝垫支架构件具有一个大致为三角板的形状，其包括一个连接到车辆前罩板横梁的顶点部分和两个以一预定长度向着司机膝盖延伸的横向部分，上部和下部膝盖接触部分形成在两个横向部分的前端部，并且以一预定距离在纵向隔开；第二膝垫支架构件包括一个偶合到连接在前罩板横梁上的中心支架上的下端部和两个以一预定长度向着司机膝盖延伸的横向部分，上部和下部膝盖接触部分形成在两个横向部分的前端部，并且以一预定距离在纵向隔开。
因此，就可避免膝垫支架构件与开关装置发生干涉。另外，当持续支撑司机膝盖并吸收施加在那里的冲击能量时，膝垫支架构件发生弯曲，由此防止司机的膝盖受到严重损伤。
根据本发明的一个实施方案，第一和第二膝垫支架构件相对于前罩板横梁的垂直平面以一预定角度在一预定方向上倾斜。
为了加强其中的强度，第一膝垫支架构件的上膝盖接触部和下膝盖接触部的预定的前端连接到前罩板横梁上，或者第二膝垫支架构件的预定的前端彼此相对发生弯曲。
通过下文中参照附图所做的详细说明，上述及其它目的、特征和本发明的优点将会更加明显，其中图1a和1b是立体图，显示了常规的车辆膝垫结构；图2a到2d是立体图，显示了根据本发明一个实施方案的安装在车辆上的膝垫支架结构。
图3a是立体图，显示了与本发明一个实施方案的膝垫支架结构发生碰撞的司机的膝盖。
图3b是立体图，显示了一个在车祸发生时，通过与司机发生碰撞受到挤压的方向盘；图3c是立体图，显示了常规膝垫支架构件和根据本发明的一个实施方案的膝垫支架构件的安装位置；图4a和4b是CAE分析视图，显示了进行车辆碰撞试验时与膝垫支架构件发生碰撞的司机的膝盖；图5a是CAE分析视图，显示了根据本发明的一个实施方案的膝垫支架构件，其中膝垫支架变形但没有干涉到受压的开关装置；以及图5b是CAE分析视图，显示了进行车辆碰撞试验时，由膝垫支架构件支撑的司机的膝盖。
具体实施例方式
下文将参照附图对本发明一个优选实施方案的车辆膝垫结构做出说明。
图2a到2d是立体图，显示了根据本发明一个实施方案的安装在车辆上的膝垫支架结构。
图2a是连接到车辆前罩板横梁上的膝垫支架的立体图。
另外，图2b到2d是立体图，显示了根据本发明的一个实施方案的膝垫支架结构60在不同角度位置的安装状态。
参照图2a，根据本发明的膝垫支架结构包括用于吸收施加到司机膝盖上的冲击的第一和第二膝垫支架构件61和63。第一和第二膝垫支架构件61和63中的一个焊接到车辆底盘的前罩板横梁1上，另外一个焊接到连接前罩板横梁1的中心支撑支架4上。
第一膝垫支架构件61具有一个大致为三角板的形状，其中顶点部分61c连接到前罩板横梁1上。另外，从顶点部分61c延伸的两个横向部分的端部61a和61b在纵向上以这样一种方式相互隔开一预定距离，即司机的膝盖(左膝盖)与两个横向部分的端部61a和61b接触。为了方便解释，位于端部61a上方的端部61b被称为“上膝盖接触部分”，位于端部61b下方的端部61a被称为“下膝盖接触部分”。
当将第一膝垫支架构件61的下端焊接到前罩板横梁1上时，第一膝垫支架构件61以一预定方向(例如左向)倾斜。另外，为了加强其中的强度，上膝盖接触部分61b和下膝盖接触部分61a的预定部分(相应于两个横向部分的前端)彼此相对的弯曲。也就是说，如图2a所示，上膝盖接触部分61b沿图中箭头(a)所示的方向向左弯曲，下膝盖接触部分61a沿图中箭头(b)所示的方向向右弯曲。然而，上膝盖接触部分61b和下膝盖接触部分61a的弯曲方向可以互换。
第二膝垫支架构件63的底端焊接到垂直连接到前罩板横梁1的中心支架4上。第二膝垫支架构件63具有一个三角形形状，其中顶点部分63c连接到中心支架4上，两个横向部分以一预定长度从顶点部分63c处延伸。
与第一膝垫支架构件61相似，当第二膝垫支架构件63焊接到中心支架4上时，第二膝垫支架构件63沿一预定方向偏斜(例如，左向)。
为了加强其中的强度，从顶点部分63c处延伸的端部63a和63b以一预定距离在长度方向上相互隔开，并且这两个横向部分的预定部分彼此相对。另外，司机的膝盖(右膝)与两个横向部分的端部63a和63b相接触。
下部面板(见图2b中数字51)连接到第一和第二膝垫支架构件61和63的上下膝盖接触部分61a、61b、63a、63b。
图2b显示了本发明一个实施方案的膝垫支架结构60周围的元件。如图2b所示，位于司机膝盖前方的下部面板51连接到膝垫支架构件60的前部。另外，将方向盘柱71定位在第一膝垫支架构件61和第二膝垫支架构件63之间形成的空间部分，开关装置73与方向盘柱71一体形成。
参照附图2c和2d，本发明的第一和第二膝垫支架构件61和63分别倾斜连接到前罩板横梁1和中心支架4上。另外，第一和第二膝垫支架构件61和63上下膝盖接触部分61a、61b、63a、63b的预定部分以一预定角度弯曲。
也就是说，如图2c所示，其底端连接到前罩板横梁1上的第一膝垫支架构件61相对于前罩板横梁1的垂直平面向左倾斜。另外，第二膝垫支架构件63相对于前罩板横梁1的垂直平面也向左倾斜。
图2d是一立体图，显示了连接到车辆底盘的前罩板横梁1上的第一膝垫支架构件61和连接到中心支架4的第二膝垫支架构件63，其中的中心支架4连接到前罩板横梁1上。
下文中将对本发明的膝垫支架结构关于车辆碰撞做出说明。
图3a是立体图，显示了与本发明一个实施方案的膝垫支架结构发生碰撞的司机的膝盖。
图3b是立体图，显示了一个在车祸发生时，通过与司机发生碰撞受到挤压的方向盘；参照图3a，本发明的第一膝垫支架构件61以这样一种方式位于膝垫支架结构60的左侧并具有一个三角板的形状，即第一膝垫支架构件61可对应于司机膝盖81和83的位置变化而使用。也就是，如图3a所示，在车辆碰撞试验中，5％的具有相对小的膝盖间距的女性人体模型，其膝盖81与第一膝垫支架构件61的下部膝盖接触部分61a接触。另外，在车辆碰撞试验中，50％的具有相对大的膝盖间距的男性人体模型，其膝盖83与第一膝垫支架构件61的上部膝盖接触部分61b接触，因此沿着图3a所示的箭头方向施加膝盖压力。相应的，本发明的第一膝垫支架构件61具有一种能够对应司机膝盖81和83的位置变化而使用的结构。
参照图3b，第二膝垫支架构件63的底端焊接到中心支架4上，使得在开关装置73受压时第二膝垫支架构件63不干涉开关装置73。
也就是，如果由于车辆碰撞，开关装置73和方向盘柱71一起沿着图3b箭头所示的方向受挤压的话，由于开关装置73受挤后部空间(A)空出，连接到中心支架4上的第二膝垫支架构件63移动到后部空间(A)。因此，当车祸发生时，第二膝垫支架构件63不干涉开关装置73。
图3c是立体图，显示了常规膝垫支架构件和本发明一个实施方案的膝垫支架构件的安装位置；如图3c所示，具有U形的常规膝垫支架构件10的底端连接到前罩板横梁1上。图3c中所示的点划线部分(B)代表着常规膝垫支架构件10的安装位置。这种情况下，当由于车辆碰撞开关装置73受挤压时，开关装置73的挤压方向可能会干涉到常规膝垫支架构件10。然而，根据本发明，由于第二膝垫支架构件63的底端连接到中心支架上，第二膝垫支架构件63将不干涉开关装置73。
图4a和4b是CAE(计算机辅助工程)分析视图，显示了进行车辆碰撞试验时与膝垫支架构件发生碰撞的司机的膝盖，其中图4a显示了与第一和第二膝垫支架构件61和63的上部膝盖接触部分61b和63b发生碰撞的50％的男性人体模型的膝盖，图4b显示了与第一和第二膝垫支架构件61和63的下部膝盖接触部分61a和63a发生碰撞的5％的女性人体模型的膝盖。
图4a和4b显示了在车辆碰撞开始时刚要变形前的车辆的状态。数字51代表位于司机膝盖前方的下部面板。
如上所述，本发明的第一和第二膝垫支架构件61和63形成了支架结构，其可以相对于司机膝盖的位置变化而使用，因此即使男性膝盖和女性膝盖之间存在高度差异，本发明的膝垫支架结构仍然可以稳定支撑司机的膝盖。
图5a是CAE分析视图，显示了根据本发明的一个实施方案的膝垫支架构件61和63，其中膝垫支架61和63变形但没有干涉到受压的开关装置，图5b是CAE分析视图，显示了进行车辆碰撞试验时，由膝垫支架构件61和63支撑的司机的膝盖。
图5a和图5b显示了由于车辆碰撞发生变形的膝垫支架构件61和63。
从图5a可以看出，当车祸发生时，司机膝盖可能与第一和第二膝垫支架构件61和63的下部和上部膝盖接触部分61a、63a、61b、63b发生碰撞。另外，由于司机胸部与开关装置73和方向盘柱71碰撞，开关装置73和方向盘柱71向下受到挤压。此时，本发明的第二膝垫支架构件63不干涉开关装置73和受挤压的方向盘柱71，因此开关装置73和方向盘柱71可以顺畅地被压缩。另外，与第二膝垫支架构件63碰撞的司机的膝盖可由第二膝垫支架构件63持续地支撑，因此就可防止司机的膝盖受到严重伤害。
根据常规的膝垫结构，在车祸发生时，由于其中的结构问题，膝垫支架构件10会干涉开关装置73，因此开关装置73不能正常受压，对司机膝盖造成严重伤害。
参照图5b，当发生车祸时，司机膝盖81和83会与第一和第二膝垫支架构件61和63的下部和上部膝盖接触部分61a、63a、61b、63b发生碰撞。此时，第一和第二膝垫支架构件61和63将倾斜移向左方，因此即使膝盖过渡前移，司机的膝盖也可以与第一和第二膝垫支架构件61和63一起移动。因此，当与司机的膝盖一起移动时，第一和第二膝垫支架构件61和63变形，使得第一和第二膝垫支架构件61和63持续支撑司机的膝盖81和83。
如上所述，本发明的车辆膝垫结构具有两个具有三角形形状的支架构件，其中第一膝垫支架构件的底端连接到前罩板横梁上，第二膝垫支架构件的底端连接到中心支架上，该中心支架连接到前罩板横梁上。相应的，本发明的膝垫结构可对应司机膝盖的位置变化而使用。另外，当由于车祸开关装置受压时，膝垫支架构件不干涉受压的开关装置。根据本发明，膝垫支架构件分别倾斜地连接到前罩板横梁和中心支架上，因此当持续支撑司机膝盖和吸收冲击能量时，膝垫支架构件可倾斜弯曲，由此防止司机的膝盖受到严重伤害。
虽然为了解释的目的，已经对本发明的一个优选实施方案做了说明，但是对于本领域技术人员而言，可以在不偏离由所附的权利要求所公开的本发明的范围和精神前提下做出各种不同变形、增加和替换。
权利要求
1.一种车辆的膝垫结构，该膝垫结构包括一个第一膝垫支架构件，为了吸收施加其上的来自司机膝盖的冲击，其安装于设置在司机前方下部的下部面板的内部，并位于熔丝盒一侧；以及一个第二膝垫支架构件，其邻近于与车辆方向盘柱一体形成的开关装置而设置，其中第一膝垫支架构件具有一个大致为三角板的形状，其包括一个连接到车辆前罩板横梁的顶点部分，和两个以一预定长度向着司机膝盖延伸的横向部分，上部和下部膝盖接触部分形成在两个横向部分的前端部，并且以一预定距离在纵向隔开，以及第二膝垫支架构件包括一个偶合到连接在前罩板横梁上的中心支架上的下端部，和两个以一预定长度向着司机膝盖延伸的横向部分，上部和下部膝盖接触部分形成在两个横向部分的前端部，并且以一预定距离在纵向隔开。
2.根据权利要求1所述的膝垫结构，其中第一和第二膝垫支架构件相对于前罩板横梁的垂直平面以一预定角度在一预定方向上倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的膝垫结构，其中第一膝垫支架构件或第二膝垫支架构件的上膝盖接触部和下膝盖接触部的预定的前端部彼此相对地弯曲。
4.根据权利要求1所述的膝垫结构，其中连接到中心支架上的第二膝垫支架构件以一预定方向倾斜。
5.根据权利要求1所述的膝垫结构，其中在开关装置受压后，第二膝垫支架构件移动到形成在开关装置后部的空间部分，从而避免开关装置与第二膝垫支架构件发生干涉。
全文摘要
本发明公开了一种车辆的膝垫结构，能够在车祸发生时有效保护司机的膝盖。该膝垫结构具有两个具有三角形形状的支架构件，其中第一膝垫支架构件的底端连接到前罩板横梁上，第二膝垫支架构件的底端连接到中心支架，该中心支架连接到前罩板横梁上，因此就可避免第二膝垫支架构件与开关装置发生干涉。膝垫支架构件分别倾斜地连接到前罩板横梁和中心支架上，因此当持续支撑司机膝盖时，膝垫支架构件可倾斜弯曲，由此防止司机的膝盖受到严重伤害。膝垫结构具有形成在第一和第二膝垫支架构件前部的上部和下部膝盖接触部分，因此该膝垫结构可对应司机膝盖的位置变化而使用。
文档编号B60R21/04GK1724295SQ200510085260
公开日2006年1月25日 申请日期2005年7月19日 优先权日2004年7月20日
发明者孔炳硕 申请人:现代自动车株式会社