JPH07315076A - 自動車の乗客室の安全性を改善するショックアブソーバ - Google Patents

自動車の乗客室の安全性を改善するショックアブソーバ

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JPH07315076A
JPH07315076A JP7145196A JP14519695A JPH07315076A JP H07315076 A JPH07315076 A JP H07315076A JP 7145196 A JP7145196 A JP 7145196A JP 14519695 A JP14519695 A JP 14519695A JP H07315076 A JPH07315076 A JP H07315076A
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JP
Japan
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shock absorber
shear deformation
shock
container
shape
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JP7145196A
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Heinz-Josef Ruesche
ハインツ−ヨゼフ・リュシェ
Norbert Bonhoff
ノルベルト・ボンホフ
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Lignotock GmbH
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Publication date
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    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/04—Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Vehicle Interior And Exterior Ornaments, Soundproofing, And Insulation (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝突事故における自動車の乗客室の安全性を
改善するショックアブソーバを提供する。ドア等の車体
部品の外板とそれに関連する乗客室の内部ライニングと
の間で衝撃を低減する。 【構成】 前記ショックアブソーバは容器形状の衝撃用
部材の形状をし、エネルギーの吸収は、少なくとも相当
の範囲まで、時間を追って続く複数の剪断変形工程によ
って達成されるようになっている。前記容器形状の衝撃
用部材は、前記一連の剪断変形工程のために、曲線部で
画定される複数の剪断変形領域に小分割されている。前
記ショックアブソーバが、任意の平面上の突出部を具備
する階段の付いたピラミッドまたは段丘の形状を有する
のは有利である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、衝突事故に際して、自
動車の乗客室の安全性を改善し、好ましくは、車体部
分、例えばドアなどの外板と、乗客室の関連している内
部ライニングとの間で衝撃を低減するショックアブソー
バに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の運転者の安全性を改善するため
に、提案され実際に実現された計画が従来技術に欠けて
いた訳ではなかった。これに特に関連して、前部の衝撃
を低減する特別な破壊領域および事故の際の車両の転覆
においてより大きな生存の機会を確実にするロールバー
を丈夫にすることの開発は叙述する価値がある。
【０００３】側面衝撃保護の改善も自動車技術において
ますます重要になっている。補強のための輪郭または管
状構造が外板、特にドアの外枠の下に配置されている。
これに補足すれば、外板と内部ライニングとの間に硬質
発泡成形部品の形のショックアブソーバを挿入すること
が知られている。このようなショックアブソーバは、事
故の際に、２重の機能を達成するという利点を有する。
ショックアブソーバは、一方では、衝撃エネルギーを吸
収するのに貢献し、他方では、自動車の乗客、特に彼ら
の骨盤領域を襲う衝撃力を低減するように意図されてい
る。しかし、両方の要求を満足させるためには、衝撃力
吸収における衝撃力経路特性として、衝撃力経路の大き
な範囲に渡って維持されるべき所定のパワー吸収レベル
に速やかに到達することが必要である。一般的な工学技
術においては、危険な機械の過負荷は、この目的のため
に特別に用意された容器形状の衝撃用部材の変形により
回避されている。車体金属と内部ライニングとの間の比
較的短い衝撃力経路のゆえに、自動車における側面衝撃
保護として従来構造の容器形状の衝撃用部材を用いるこ
とは問題になるし、現在まで目的に近いものとも看做さ
れていない。制御されない方法で変形された容器形状の
衝撃用部材は、ある領域において自動車に用いられてい
る内部ライニング部材を突き通してしまうことがあるの
で、この方法はこの理由のみからでも避けられるべきで
あった。その後の衝撃において、以前の容器形状の衝撃
用部材は、前述の理由によりほとんど保護を与えること
ができなかったし、むしろさらなる危険、例えば、破断
や冷えた断片による危険に導くこととなった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の理由およびその
他の理由によって、側面衝撃保護の改善をしようとする
努力は、硬質の発泡部材の使用による、車体金属と内部
ライニングとの間の適当な力の結合ということに集中さ
れてきた。しかし、これらの部材を用いても衝撃力吸収
に関して、不十分な衝撃力経路特性しか得ることができ
なかった。得られる衝撃力経路の第１の部分において、
衝撃力の吸収は少なく、その後、衝撃力の伝達は過度に
急勾配で増加する。
【０００５】そこで本発明の目的は、発泡材料のアブソ
ーバに比較し、改善された衝撃力経路特性を有する安全
ショックアブソーバを提供することであり、作動後に自
動車の乗客の本物の安全の改善に役立つものの、他の危
険を及ぼさないショックアブソーバを提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的は本発明によ
って、すなわち、衝突の際に時間を追って連続して発生
する衝撃吸収材料の複数の剪断変形によってエネルギー
が吸収されるように複数の剪断変形領域に小分割され、
前記複数の剪断変形領域を形成する曲線部が縦方向に連
続している容器形状とされている衝撃用部材（Ｂ）を備
えたショックアブソーバによって達成される。
【０００７】ショックアブソーバのエネルギー吸収は、
容器形状の衝撃用部材における複数の連続的な剪断変形
工程によって抜群に達成されるとともに、ショックアブ
ソーバの容器形状の衝撃用部材が平面突出部を有する一
種の「階段付きピラミッド」の形状をとり、衝突工程に
おける容器形状の衝撃用部材の幾何学的形状の変化が予
めはっきりと定められるという実質的利点を向上させる
ように、個々の剪断変形段階の剪断変形領域は、垂直方
向に板を積層されたものの外側の線のような閉じた曲線
部に沿って配置されるのである。乗客を危険に導くよう
な制御されない幾何学形状の変化は除去される。剪断変
形段階の個々の損傷される領域は、衝撃力経路の進行に
ともなって、望遠鏡風あるいはホットプレートのリング
風に相手に対し半径が増加するように、あるいは減少す
るように配置されている。また、本発明のショックアブ
ソーバは、動作が進行するに従って、決まった方法で平
らになり、リングの中や領域の中で自動車の内部空間に
突き出すことがない。
【０００８】このようなショックアブソーバの衝撃力経
路特性は、個々の剪断変形力段階または領域が、概略同
一の剪断変形力を有することを要求され、その所望され
た要求が最適に満足させられるような規定可能な方法で
実現される。一方、このことは、剪断変形領域間の幾何
学的形状伝達について、曲げまたは折り畳み工程が、剪
断変形工程に先行あるいは後続するように設計されるこ
とにより、実現可能である。しかし、容器形状の衝撃用
部材の材料が個々の剪断変形段階において、異なる壁厚
を有するか、個々の剪断変形段階の間での移行半径や傾
き角度が異なるかによって、個々の剪断変形力について
の要求を有利に満足させることは、さらに可能である。
【０００９】もしも本発明のショックアブソーバが、知
られたあるいは任意のバインダによって強化された有機
的や無機的の繊維材料からなっているならば、特別な利
点がある。これに関連する有利な点は、繊維材料の選択
における更に可能な変更であり、前記材料自身の選択に
よって剪断変形力について最適な影響を与えることであ
る。厚みについての単純な変更の可能性は、さらなる影
響を剪断変形力に与えることを可能にし、また、このこ
とは、広い範囲で変更が可能であるバインダの選択によ
っても可能である。さらに、剪断変形力特性に影響を与
えることは、材料を柔軟にするバインダの媒質によって
可能である。
【００１０】本発明のショックアブソーバが、例えば、
ポリマフォームのような圧縮可能な材料によって、充填
されあるいは囲まれたならば、その動作は影響を受け、
改善される。一方の容器形状の衝撃用部材を小さいサイ
ズにして他方の中に配置するか、複数の容器形状の衝撃
用部材が並列に動作するように配置することも同様に有
利に実施可能である。
【００１１】もしもバインダで強化された繊維材料から
なるショックアブソーバが用いられるならば結果とし
て、このようなショックアブソーバが、側面ライニング
部に一体化され、必要な場合には、同じ繊維材料から作
られた多層形状を有する構成要素となるというさらなる
有利な点が生ずる。
【００１２】材料の同一性は、将来重要性を増すリサイ
クルの面から有利な点を提供するということは別にし
て、複数の機能を一つの部品において結合すること、例
えば、内部ライニングを補強するために、安全ショック
アブソーバを内部ライニングと一体化することを可能に
する。多層構造のライニング部品の場合、地図用ポケッ
トや肘掛けのためのへこみ等の機能領域は、安全ショッ
クアブソーバとして設計されてもよい。
【００１３】
【実施例】次に、単純化された例により与えられた実施
例を示す図面を参照し、本発明について、さらに詳しく
説明する。図１に示すように、ショックアブソーバは、
その断面形状から段丘形状あるいはステップ（階段、段
丘）の付いたピラミッドを思い出させる容器形状の衝撃
用部材Ｂの形をしている。ピラミッドの個々のステップ
は、どのような形の突出部であってもよいが、剪断変形
領域３を形作っており、最上部分の剪断変形領域の外径
は次に続く剪断変形領域の内径に概略対応しているとと
もに、順次この関係が続く。
【００１４】実施例において容器形状の衝撃用部材の最
小の直径を有するステップは、図１においては、最上部
分の剪断領域であり、自動車の外壁金属あるいは車体金
属１上に直接当接し、最大の直径を有する最下端部分あ
るいは内側となる剪断変形領域は、乗客室の観察可能な
側面の内部ライニング２に後ろから取り付けられる。容
器形状の衝撃用部材Ｂは、互いに近接する複数のステッ
プの付いた剪断変形領域３を具備する。最も大きな直径
を有する剪断変形領域が内部ライニング２に当接する
か、あるいは逆に外板１に当接するかは重要なことでは
ない。大きな直径または小さな直径をそれぞれ有する剪
断変形領域３は外板１と内部ライニング２とのどちらに
当接してもよく、この場合、第１のケースでは中央に向
かって対称的あるいは非対称的に直径が増加するよう
に、第２のケースでは減少するように成形される。
【００１５】図１の領域Ａは、図２において拡大した寸
法で示されている。この拡大は両方の壁の厚みｄ1、ｄ2
は、個々の剪断変形領域３間で変化可能であり、一つの
剪断変形領域から他の剪断変形領域への移行半径ｒも変
化可能である。隣接している個々のステップ付き剪断変
形領域は、互いに対し垂直に立っていてもよいし、傾き
角度βを有していてもよい。また、隣接した剪断変形領
域３の間のステップ付きの台地上の部分は、ステップ付
きプラトー角αだけ傾いていてもよい。
【００１６】可変壁厚ｄ1、ｄ2と、傾き角度βと、移行
半径ｒと、ステップ付きプラトー角αとは、剪断変形領
域から剪断変形領域への間に吸収される剪断力に対し影
響を与えるパラメータとして用いられるであろう。容器
形状の衝撃用部材の剪断変形の動作の全体の進展は、図
１で示される最初の位置から初めて、衝突が発生して、
対応する変形が内部ライニング２の方向に外板１に発生
した後に、個々の剪断変形領域が入れ子状にお互いの中
に押し込まれ、圧縮された最終の位置まで、これらのパ
ラメータの大きさによって予め決定されるであろう。
【００１７】より大きな直径を有する剪断変形領域３か
らより小さな直径を有する剪断領域にかけて壁厚ｄを増
大させ、個々の剪断変形領域の各平面突出を前記直径の
減少にともなって減少させて各ステップの剪断変形長を
減少させると、剪断変形領域間での剪断変形力は、ほぼ
同一に維持される。前述の半径ｒは、容器形状の衝撃用
部材Ｂの剪断変形領域の位置に影響を与え、それに対応
して、剪断変形領域間のステップ強度を決定する傾き角
度α、βの変化にも影響を与える。
【００１８】図３は、力Ｆが矢印の方向に向いて車体金
属１に作用した後における、容器形状の衝撃用部材Ｂの
断面図に実質的に対応している。すなわち、外側に位置
した剪断変形領域３’，３”，３’”は、衝突事故にお
ける運動量に対応する剪断変形によってお互いの中に押
し込められている。もしも剪断変形領域の個々のステッ
プが、実質的に同じ高さを有しているならば、容器形状
の衝撃用部材が完全に圧縮された状態において、最も大
きな剪断変形部分の正味の幅は、実質的に他の剪断変形
領域によって満たされて、容器形状の衝撃用部材の厚み
は、たった一つの剪断変形ステップの厚みと同じにな
る。例えば、発泡材料の部品のような他の衝撃用装置と
は違って、必然的に小さな変形経路は、衝撃力に対する
実質的に一定で平均的な吸収力を維持しつつ、完全に利
用される。容器形状の衝撃用部材の中に図１に従って予
め設けられた中空な空間が、さらに圧縮可能なバッファ
材料で満たされるならば、容器形状の衝撃用部材の衝撃
力吸収の効果はさらに向上されるであろう。
【００１９】もしも容器形状の衝撃用部材が有機的ある
いは無機的な繊維材料からなるプレス部品から形成され
るならば、容器形状の衝撃用部材の剪断技術による変形
は有利に改善される。そのような材料としては、例え
ば、適当なバインダとともに熱と圧力で圧縮され、固い
３次元の成形部品を形成するリングノセルロース（ling
nocellulose ）がある。容器形状の衝撃用部材の中空の
空間は、ポリマフォーム等の圧縮可能な材料で満たされ
てもよい。
【００２０】図４は、図３に従って最初の３つの剪断変
形領域に剪断変形を生じさせる衝撃が、安全ショックア
ブソーバ上に加えられる際に発生する圧力を衝撃力経路
の図によって示している。容器形状の衝撃用部材による
衝撃力吸収作用が突然衰えるのを回避するために、剪断
変形領域から剪断変形領域に渡る剪断変形力の増加は、
図から分かるように、与えられた最大値に関して比較的
小さく保たれている。
【００２１】最後に、図５は、与えられた実施例におい
て、自家用自動車のドアの側面のライニングのために、
バインダが供給された繊維材料を圧縮成形した部品を示
している。このドアライニングは、立体的に形成された
肘掛け５と、それに対応して形成された地図用ポケット
６および前記二者の間に同じ成形工程において作られた
容器形状の衝撃用部材Ｂによって実質的に特徴付けられ
ている。示された実施例において、剪断変形力の吸収と
いうことに関しては、容器形状の衝撃用部材Ｂのみが、
その領域に複数の段丘を有するショックアブソーバとし
て設計されている。しかし、肘掛け５および／または地
図用ポケット６を、衝撃吸収装置通りのショックアブソ
ーバとして設計することは、実行可能であり有利でもあ
る。そして、この目的のために、ドアの内部ライニング
の観察可能な側面において認識可能になった段丘は、適
宜なライニングによって、必要な場合にはライニング用
詰めものを追加して最適に滑らかにすることができる。
図５に見られる止め手段７は、内部ライニング部分を車
体あるいはドアの外板に再取り付けするのに役立つ。図
５で示される方法の場合に、複数の容器形状の衝撃用部
材が内部ライニング成形部品の中において、互いに並ぶ
ように、あるいは一方が他方の中に入っているように配
置されていてもよいし、そのようなショックアブソーバ
の少なくとも一つが、側面ライニング部と一体となった
構成要素であって、必要とあれば多層構造とされたもの
でもよい。地図用ポケットや肘掛け等としての一方の機
能と、容器形状の衝撃用部材としての機能との二重機能
は、多層構造の側面ライニング部の場合においては特に
有利に実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のピラミッド形状のステップ付きの安
全ショックアブソーバを示す横断面図である。
【図２】 図１の領域Ａの拡大図である。
【図３】 衝撃を吸収する図１のショックアブソーバの
の初期の状態を示す図である。
【図４】 ショックアブソーバによって吸収される剪断
変形力の剪断力経路特性を示すグラフである。
【図５】 自家用自動車のドアの内部ライニングの裏面
を、本形成方法に従って一体化された安全ショックアブ
ソーバとともに、示す平面図である。
【符号の説明】
１ 外板、 ２ 内部ライニング、 ３ 剪断変
形領域、 ５ 肘掛け、 ６ 地図用ポケット、
７ 止め手段。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 衝突事故における自動車の乗客室の安全
    性を改善し、特にドア等の車体部品の外板（１）と、そ
    れに関連した乗客室の内部ライニング（２）との間にお
    いて衝撃を低減するショックアブソーバにおいて、 衝突の際に時間を追って連続して発生する衝撃吸収材料
    の複数の剪断変形によってエネルギーが吸収されるよう
    に複数の剪断変形領域に小分割され、前記複数の剪断変
    形領域を形成する曲線部が縦方向に連続している容器形
    状とされている衝撃用部材（Ｂ）を備えていることを特
    徴とするショックアブソーバ。
  2. 【請求項２】 前記容器形状の衝撃用部材（Ｂ）が平面
    上の突出部を具備する階段の付いたピラミッドまたは段
    丘の形状に設計された請求項１記載のショックアブソー
    バ。
  3. 【請求項３】 前記個々の剪断変形領域（３）は、それ
    らのベース面とは無関係に、少なくともほぼ同一の衝撃
    吸収特性を有する請求項１または２記載のショックアブ
    ソーバ。
  4. 【請求項４】 前記個々の剪断変形領域（３）におい
    て、ほぼ一定に予め定められた同一の剪断変形力を得る
    ために、前記個々の剪断変形領域の材料、材料の厚み、
    形状特性が変化させられる請求項１ないし３のいずれか
    １項記載のショックアブソーバ。
  5. 【請求項５】 寸法的に安定な圧縮された繊維材料を有
    する請求項１記載のショックアブソーバ。
  6. 【請求項６】 互いに関連してそれぞれ階段状にされた
    前記個々の剪断変形領域（３）の移行半径（ｒ）および
    傾き角度（α）が剪断変形階段内で設計的に異なる請求
    項１ないし４のいずれか１項記載のショックアブソー
    バ。
  7. 【請求項７】 複数の容器形状の衝撃用部材（Ｂ）から
    構成され、その複数の容器形状の衝撃用部材の中心はず
    らされているか、一方が他方の中に入れ子になっている
    かしている請求項１記載のショックアブソーバ。
  8. 【請求項８】 アブソーバ形状が、保護すべき乗客室の
    部分の内部ライニングの領域であって、前記アブソーバ
    形状に関連する領域の形状に少なくとも概略対応してい
    る請求項１ないし７のいずれか１項記載のショックアブ
    ソーバ。
JP7145196A 1994-05-20 1995-05-22 自動車の乗客室の安全性を改善するショックアブソーバ Pending JPH07315076A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE4417835A DE4417835A1 (de) 1994-05-20 1994-05-20 Stoßabsorber zur Verbesserung der Sicherheit in Fahrgastzellen von Kraftfahrzeugen
DE4417835.2 1994-05-20

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US (1) US5549327A (ja)
EP (1) EP0683072B1 (ja)
JP (1) JPH07315076A (ja)
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DE (2) DE4417835A1 (ja)
ES (1) ES2118471T3 (ja)

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