JPH07246952A - 自動車の構造部材から及ぼされる衝撃の吸収構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内装材の変位の当初から衝撃吸収に寄与し、
ストローク量に対する荷重の特性を改善すること。 【構成】 インナパネル（１０）およびアウタパネル
（１２）それぞれのフランジを接合して形成した構造部
材（１４）と、インナパネル（１０）の内方に配置され
る内装材（１６）とを備える自動車の構造部材（１４）
から及ぼされる衝撃を吸収する構造である。インナパネ
ル（１０）のフランジ（１１Ａ、１１Ｂ）を除く部分
は、実質的に一様に設けられ、内装材（１６）へ向けて
突出された変形可能な複数の凸部（２４）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の構造部材から
及ぼされる衝撃の吸収構造に関する。前記構造部材は、
車体のフロントピラー、センタピラーまたはリヤーピラ
ーの他、これらピラーの上方部分を結合するように前後
方向へ伸びるルーフサイドレール、左右方向へ伸びるヘ
ッダパネルであり、このような構造部材から特に乗員の
頭部に及ぼされる衝撃を吸収する。

【０００２】

【従来の技術】インナパネルとアウタパネルとによって
水平の仮想面で切断した断面が閉じ構造を呈するように
形成したピラーの前記インナパネルの内方をトリムで覆
った自動車において、前記インナパネルの所要箇所に貫
通穴を開け、緩衝体のブロックを前記貫通穴に通して穴
縁に保持させると共に、ブロックの一部を前記閉じ構造
の内部に位置させ、トリムから所定以上の荷重が加わる
とき、前記ブロックを前記閉じ構造の内部に押し込んで
変形させ、これによってピラーから乗員に及ぼされる衝
撃を吸収する構造が提案されている（実開平5-19010 号
公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ピラーのような構造部
材は、大きな剛性を備えなければならない。その大きな
剛性を得る１つの手立てとして、インナパネルをトリム
へ向けて凸形状に形成すると共に、アウタパネルをイン
ナパネルとは反対の方向へ向けて凸形状にし、仮想面で
切断した断面の有効面積を大きくすることがある。一
方、インナパネルを内方で覆うトリムないしガーニッシ
ュのような内装材は全体に滑らかな形状である。そのた
め、内装材を取り付けた状態では、内装材と構造部材の
インナパネルとの間にかなり大きな間隔が存在すること
になる。

【０００４】内装材の変位を利用して構造部材から及ぼ
される衝撃を吸収しようとする場合、前記変位を最大限
に活用することが好ましいが、前記間隔が存在するとそ
の大きさに相当する範囲では、実質的な衝撃吸収作用が
ないか、あってもわずかである。その結果、変位量すな
わちストローク量Ｓに対する荷重Ｆの特性は、図７のＡ
のようになる。これでは、荷重の立ち上りが低くなって
おり、その分ピーク荷重F₁が高く、最大ストローク量S₁
が大きい。

【０００５】本発明の目的は、内装材の変位の当初から
衝撃吸収に寄与し、ストローク量に対する荷重の特性を
改善できる、自動車の構造部材から及ぼされる衝撃の吸
収構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、インナパネル
およびアウタパネルそれぞれのフランジを接合して形成
した構造部材と、前記インナパネルの内方に配置される
内装材とを備える自動車の前記構造部材から及ぼされる
衝撃を吸収する構造であって、前記インナパネルの前記
フランジを除く部分は、実質的に一様に設けられ、前記
内装材へ向けて突出された変形可能な複数の凸部を有す
る。

【０００７】この場合、複数の弱体部が前記各凸部の根
本に設けられうる。

【０００８】本発明はまた、インナパネルおよびアウタ
パネルによって形成した構造部材と、前記インナパネル
の内方に配置される内装材とを備える自動車の前記構造
部材から及ぼされる衝撃を吸収する構造であって、前記
内装材は、前記インナパネルから間隔をおいた意匠面と
なる表皮層と、前記間隔内に配置される発泡層と、前記
表皮層に隣接して配置される板状部分および該板状部分
から前記インナパネルに向けて突出された破断可能な複
数のボス部分を有し、前記発泡層に埋設された樹脂製の
ボス板とを備える。

【０００９】前記インナパネルは、仮想面で切断した断
面が前記内装材に向けて凸形状となるように折り曲げら
れ、前記仮想面に交差する方向へ伸びる複数の稜線によ
って区画された複数の平面部分を有し、前記ボス板の前
記板状部分は、前記複数の平面部分の少なくとも２つの
平面部分に対向して位置するように複数設けられ、前記
ボス板の前記複数のボス部分は、前記各板状部分が対向
する前記平面部分に向けて伸び、かつ、前記稜線に沿っ
て分布するように配列されうる。

【００１０】

【作用および効果】インナパネルが複数の凸部を有する
場合、乗員の身体、特に頭部から所定以上の荷重が内装
材に加わると、内装材が構造部材のインナパネルに向け
て変位し、インナパネルに設けた凸部を変形させる。こ
れによって、構造部材から及ぼされる衝撃を吸収する。

【００１１】インナパネルから内装材に向けて凸部を突
出した結果、インナパネルの凸部と内装材との間の間隔
をゼロもしくは可及的に小さくすることができること
と、内装材の変位によって凸部を変形させることから、
内装材のストローク量に対する荷重の立ち上りを急にす
ることができる。これによって、ピーク荷重が低く、最
大ストローク量が小さい吸収特性をうることができる。

【００１２】凸部がその根本に複数の弱体部を有する場
合、凸部の変形を確実に行わせることができる。また、
弱体部の数量や形状、寸法などを変えることにより、衝
撃の吸収特性を調整できる。

【００１３】内装材が表皮層と、発泡層と、ボス板とを
備える場合、所定以上の荷重が乗員の頭部から内装材に
加わると、板状部分がその荷重を受け、複数のボス部分
をインナパネルに押し付ける。その結果、ボス部分が破
断し、同時に発泡層が圧縮変形される。これによって、
構造部材から及ぼされる衝撃を吸収する。

【００１４】内装材のボス板の板状部分からインナパネ
ルに向けて複数のボス部分を突出した結果、ボス部分と
インナパネルとの間の間隔をゼロもしくは可及的に小さ
くすることができることと、内装材の変位によってボス
部分を破断し、発泡層を圧縮変形することから、内装材
のストローク量に対する荷重の立ち上りを急にすること
ができる。これによって、ピーク荷重が低く、最大スト
ローク量が小さい吸収特性をうることができる。

【００１５】ボス板の板状部分が複数設けられる場合、
構造部材によっては、乗員から加わると予測される荷重
が特定の方向に限られることがあるが、このような構造
部材において有効に実施できる。

【００１６】

【実施例】衝撃の吸収構造は、図１に示すように、イン
ナパネル１０のフランジ１１Ａ、１１Ｂとアウタパネル
１２のフランジ１３Ａ、１３Ｂとのそれぞれ対面するも
のを接合して形成した構造部材１４と、インナパネル１
０の内方に配置される内装材１６とを備える自動車の前
記構造部材１４から及ぼされる衝撃を吸収するものであ
る。

【００１７】図示の実施例では、構造部材１４は車体の
フロントピラーであり、インナパネル１０とアウタパネ
ル１２との間に配置した補強パネル１８によって剛性を
高めてある。補強パネル１８のフランジ１９Ａをフラン
ジ１１Ａ、１３Ａの間に、また補強パネル１８のフラン
ジ１９Ｂをフランジ１１Ｂ、１３Ｂの間に介在させ、ス
ポット溶接して接合し、構造部材１４は、斜めの仮想面
で切断した断面が閉じ構造を呈するように形成されてい
る。そして、断面の有効面積を増すため、インナパネル
１０は内方へ向けて、またアウタパネル１２は外方へ向
けて凸形状となっている。その結果、インナパネル１０
は、前記仮想面に交差する方向へ伸びる複数の稜線で区
画された中央の平面部分２０と、前方の平面部分２１
と、後方の平面部分２２とを有する。

【００１８】インナパネル１０のフランジ１１Ａ、１１
Ｂを除く部分は、実質的に一様に設けられ、内装材１６
へ向けて突出された変形可能な複数の凸部２４を有す
る。

【００１９】図１の実施例では、凸部２４はインナパネ
ル１０のフランジを除く全面、すなわち中央の平面部分
２０、前方の平面部分２１および後方の平面部分２２に
一様に設けてある。乗員の頭部から加わる荷重Ｆの大半
が、フロントピラー１４と乗員との位置関係から、図１
の矢印方向に加わるような場合、図２に示すように、イ
ンナパネル１０の中央の平面部分２０のみに複数の凸部
２４を一様に設けることができる。インナパネルのフラ
ンジを除く部分は、実質的に一様に設けられた複数の凸
部を有するとは、前記両方の態様を含む意味である。ま
た、実質的に一様とは、凸部の形状や寸法がそろってい
るということではなく、内装材のどの部分が変位して
も、変位の初期から内装材と接触できる程度に凸部が分
布していることを意味する。

【００２０】凸部２４は、前記稜線の伸びる方向におい
ても一様に設けるが、特に、乗員の頭部から加わる所定
以上の荷重を対象にする場合、乗員の肩より上方のイン
ナパネル１０に設けるだけでもよい。

【００２１】凸部２４は、突出長さＬと根本の直径Ｄと
を勘案して変形し易い形状にするが、その突出長さＬ
は、内装材１６に可及的に接近するか、または内装材１
６に接することが好ましい。たとえば、フロントピラー
１４のインナパネル１０が1mmの厚みであるとき、中央
の平面部分２０では凸部２４の突出長さＬを10mm程度と
し、根本の直径Ｄを5 〜10mmにすることができる。ま
た、前方の平面部分２１や後方の平面部分２２では、凸
部２４の突出長さＬを20mm程度とし、根本の直径Ｄを15
〜20mmにすることができる。凸部２４の形状は、実質的
な円錐形状または円錐台形状とすることができる。

【００２２】図３に示すように、複数の弱体部を各凸部
２４の根本、すなわち平面部分からの立ち上り部分に設
けることにより、凸部２４を確実に変形させることがで
きる。同図ａの弱体部２６は、凸部２４の根本に凸部２
４とほぼ同軸に開けた円弧状のスリットである。一方、
同図ｂの弱体部２８は、凸部２４の根本にら旋状の連結
部２９が残るように開けた穴である。弱体部は、凸部２
４の根本を凸部とは逆向きとなるように凹ませた円弧状
の凹部とすることもできる。

【００２３】内装材１６は、図示の実施例では、ピラー
ガーニッシュである。ピラーガーニッシュ１６は、ポリ
エチレンのような硬質樹脂を成形したもので、乗員から
荷重が加わらない部分に取り付けたそれ自体公知のクリ
ップをインナパネル１０に差し込んで、または凸部２４
の任意のものを大きくしておき、ここにクリップを差し
込んで、インナパネル１０に取り付けられる。

【００２４】フロントピラー１４の前方にウインドシー
ルドガラス３０を取り付け、フロントピラー１４の後方
にドアー３２を開閉可能に取り付ける。乗員の頭部から
荷重Ｆが加わると、内装材１６が変位し、凸部２４が変
形する。このとき、内装材１６と凸部２４とが実質的に
接しているため、荷重Ｆは、図７のＢに示すように、わ
ずかなストローク量Ｓで急に立ち上がる。その結果、ピ
ーク荷重はF₂となり、最大ストローク量はS₂となる。こ
れは、曲線Ａの下方の面積によって与えられる仕事量な
いしエネルギと、曲線Ｂの下方の面積によって与えられ
る仕事量ないしエネルギとが等しい関係から導かれる。

【００２５】図４に示す衝撃の吸収構造は、インナパネ
ル４０およびアウタパネル４２によって形成した構造部
材４４と、インナパネル４０の内方に配置される内装材
４６とを備える自動車の前記構造部材４４から及ぼされ
る衝撃を吸収するものである。

【００２６】構造部材４４は、図示の実施例では、車体
のセンタピラーであり、インナパネル４０のフランジ４
１Ａ、４１Ｂとアウタパネル４２の互いに対面するフラ
ンジ４３Ａ、４３Ｂとをスポット溶接して接合し、水平
の仮想面で切断した断面が閉じ構造を呈するように形成
されている。

【００２７】内装材４６はピラーガーニッシュであり、
インナパネルから間隔Ｗをおいた意匠面となる表皮層４
８と、間隔Ｗ内に配置される発泡層４９と、樹脂製のボ
ス板５０とを備える。ボス板５０は、表皮層４８に隣接
して配置される板状部分５１と、板状部分５１からイン
ナパネル４０に向けて突出された破断可能な複数のボス
部分５２とを有し、発泡層４９に埋設されている。

【００２８】間隔Ｗは15〜30mmの大きさとする。板状部
分５１と複数のボス部分５２とが前記間隔Ｗに入る大き
さととなるように射出成形してボス板５０を得、このボ
ス板５０をウレタンのような発泡剤にインサート成形し
て硬質ウレタンの発泡層４９を得る。その後、ポリ塩化
ビニルのような樹脂、布または合成皮革の表皮層４８に
よって発泡層４９とボス板５０とを覆い、内装材４６が
形成される。ボス部分５２は、直径が10〜20mmの円筒状
または円錐台形状とし、ほぼ一定の間隔で多数設けるよ
うにする。

【００２９】図４の実施例では、インナパネル４０は、
仮想面で切断した断面が内装材４６に向けて凸形状とな
るように折り曲げられ、前記仮想面に交差する方向へ伸
びる複数の稜線によって区画された複数の（図示の実施
例では３つの）平面部分５４、５５、５６を有する。一
方、２つのボス板５０の板状部分５１が２つの平面部分
５４、５６に対向して位置する。ボス板５０の複数のボ
ス部分５２は、各板状部分５１が対向する平面部分５
４、５６に向けて伸び、かつ、前記稜線に沿って分布す
るように配列されている。図示の実施例では、２つのボ
ス板５０は別体であるが、これは一体に成形することも
できる。また、インナパネル４０の１つの平面部分に１
つの板状部分５１が対向するようにボス板５０を配置す
ることもできる。

【００３０】乗員の頭部から荷重が加わると、内装材４
６が変位し、ボス部分５２が破断し、同時に発泡層４９
が圧縮変形される。このとき、内装材４６の発泡層４９
およびボス部分５２がインナパネル４０に実質的に接し
ているため、荷重Ｆは、図７のＢとほぼ同様に、わずか
なストローク量Ｓで急に立ち上がる。その結果、ピーク
荷重が低く、最大ストローク量が小さい吸収特性が得ら
れる。

【００３１】車体には、図６に示すように、フロントピ
ラー１４、センタピラー４４およびリヤピラー６０の他
に、これらピラーの上方部分を結合するように前後方向
へ伸びるルーフサイドレール６２、車体の幅方向ないし
左右方向へ伸びるヘッダパネル６４のような構造部材が
あるが、本発明はこのような構造部材から及ぼされる衝
撃を吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車の構造部材から及ぼされる
衝撃の吸収構造の実施例を示す断面図で、図６の１−１
線に沿って切断したものである。

【図２】図１の衝撃の吸収構造に使用したインナパネル
の内方から見た斜視図である。

【図３】凸部と弱体部とを示す正面図で、ａ、ｂは異な
る実施例を示している。

【図４】本発明に係る自動車の構造部材から及ぼされる
衝撃の吸収構造の別の実施例を示す斜視図である。

【図５】図４の衝撃の吸収構造に使用したボス板の斜視
図である。

【図６】本発明に係る自動車の構造部材から及ぼされる
衝撃の吸収構造を実施できる自動車の車体の側面図であ
る。

【図７】ストローク量と荷重との関係を定性的に示す特
性図である。

【符号の説明】

１０、４０ インナパネル １２、４２ アウタパネル １４ 構造部材（フロントピラー） １６、４６ 内装材（ピラーガーニッシュ） ２４ 凸部 ２６、２８ 弱体部 ４４ 構造部材（センタピラー） ４８ 表皮層 ４９ 発泡層 ５０ ボス板 ５１ 板状部分 ５２ ボス部分 ５４、５５、５６ 平面部分

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インナパネルおよびアウタパネルそれぞ
   れのフランジを接合して形成した構造部材と、前記イン
   ナパネルの内方に配置される内装材とを備える自動車の
   前記構造部材から及ぼされる衝撃を吸収する構造であっ
   て、前記インナパネルの前記フランジを除く部分は、実
   質的に一様に設けられ、前記内装材へ向けて突出された
   変形可能な複数の凸部を有する、自動車の構造部材から
   及ぼされる衝撃の吸収構造。
2. 【請求項２】 複数の弱体部が前記各凸部の根本に設け
   られている、請求項１に記載の自動車の構造部材から及
   ぼされる衝撃の吸収構造。
3. 【請求項３】 インナパネルおよびアウタパネルによっ
   て形成した構造部材と、前記インナパネルの内方に配置
   される内装材とを備える自動車の前記構造部材から及ぼ
   される衝撃を吸収する構造であって、前記内装材は、前
   記インナパネルから間隔をおいた意匠面となる表皮層
   と、前記間隔内に配置される発泡層と、前記表皮層に隣
   接して配置される板状部分および該板状部分から前記イ
   ンナパネルに向けて突出された破断可能な複数のボス部
   分を有し、前記発泡層に埋設された樹脂製のボス板とを
   備える、自動車の構造部材から及ぼされる衝撃の吸収構
   造。
4. 【請求項４】 前記インナパネルは、仮想面で切断した
   断面が前記内装材に向けて凸形状となるように折り曲げ
   られ、前記仮想面に交差する方向へ伸びる複数の稜線に
   よって区画された複数の平面部分を有し、前記ボス板の
   前記板状部分は、前記複数の平面部分の少なくとも２つ
   の平面部分に対向して位置するように複数設けられ、前
   記ボス板の前記複数のボス部分は、前記各板状部分が対
   向する前記平面部分に向けて伸び、かつ、前記稜線に沿
   って分布するように配列された、請求項３に記載の自動
   車の構造部材から及ぼされる衝撃の吸収構造。