JP2979971B2 - 車室内の衝撃エネルギ吸収構造 - Google Patents

車室内の衝撃エネルギ吸収構造

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JP2979971B2 JP6213973A JP21397394A JP2979971B2 JP 2979971 B2 JP2979971 B2 JP 2979971B2 JP 6213973 A JP6213973 A JP 6213973A JP 21397394 A JP21397394 A JP 21397394A JP 2979971 B2 JP2979971 B2 JP 2979971B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の衝突時等に、
車室内の乗員の頭部のピラー部分の特にエッジ部分への
衝撃エネルギを吸収して、該乗員の頭部を保護できるよ
うにするために用いて好適の、車室内の衝撃エネルギ吸
収構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車社会の熟成に伴うように、
乗員に対する安全対策に関する要請が高まっている。特
に、自動車の衝突時に対する乗員の保護対策として、種
々の技術が開発されている。
【0003】例えば、衝突時に車室(キャビン)を保護
するための対策として、衝突時の前後方向からの衝撃に
対して、車体自体が潰れながら衝撃エネルギを吸収でき
るようにした、衝撃吸収構造は広く普及してきている。
また、衝突時に乗員の身体を直接的に保護するための対
策として、ヘッドレストやシートベルトの他、エアバッ
グ等の開発も進められている。
【0004】つまり、衝突の形態として自動車が後方か
ら追突される場合があるが、このように後方からの衝突
の際には、乗員が慣性力等から後向きに強い力を受け
る。これに対しては、ヘッドレストがシートバックとと
もに乗員の背部及び頭部を支持しているので、乗員はシ
ートバックやヘッドレストに支えられながら、後方への
衝突を免れる。
【0005】また、例えば前方からの衝突に対しては、
乗員が慣性力等から前向きに強い力を受ける。これに対
しては、シートベルトが乗員の前方への移動を阻止する
ので乗員は前方への衝突を免れることができる。また、
乗員が前向きに極めて強い力を受けた場合には、エアバ
ッグにより、乗員の前方への衝撃エネルギを弾性的に吸
収するので乗員は前方のハンドルやダッシュパネルやウ
インドゥ等への衝突を免れることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車の衝
突の形態としては、その代表的なものが前後からの衝突
であるが、衝突形態の研究に伴って自動車が側方から衝
突を受ける形態も少なくないことがわかってきたため、
このような側方からの衝突への対策として、例えばドア
パネルに補強材を追加するなどして、ドアの強度を高め
ることにより、車室を保護する対策も開発されている。
【0007】また、自動車の衝突時には、車室内の乗員
に働いている慣性力などによって、乗員が車室内の側面
に衝突するような力を受ける場合も考えられる。すなわ
ち、上述のように、衝突時に乗員に車体の前後方向への
力が加わった際には、シートバックやヘッドレスト及び
シートベルトやエアバッグ等により、乗員の車室内前部
後部への衝突を回避することができるが、乗員が車室内
の側面に向かうような力を受けると、乗員が車室内の側
面に衝突するおそれがある。
【0008】特に、乗員の頭部が車室内の側面の強度の
高い部位に衝突することを回避できるようにしたい。こ
の車室内側面の強度の高い部位の代表的なものは、ピラ
ーである。このようなピラー部分の内側には、例えばエ
アバックのように通常時は収納されていて衝撃を受ける
と拡張して衝撃を吸収する構造のものは、収納スペース
の上から設置が困難であり、また、乗員の頭部に近いピ
ラーの場合、エアバックの拡張が間に合わないおそれも
ある。さらに、コスト増も大きい。そこで、ピラー部分
の車内側に簡素であるが衝撃吸収能力の高い衝撃吸収構
造を設けるようにすることが考えられる。
【0009】このような自動車のピラー部分への頭部衝
突に対して、乗員の頭部を保護しうるような車両構造に
関する要請は、例えば米国において顕著であり、法規の
面からも車両の安全性を構造的に厳しく規制しようとす
る動きがある。例えば、図10は乗員の頭部を保護する
ためにピラー部分に要求される衝撃吸収構造が基準を満
たしているか検査する衝撃吸収試験の試験範囲及び衝撃
方向範囲の一例を示す図である。ここではセンタピラー
に関して示しているが、ピラー(センタピラー)1の車
室内側に設けられたピラーインナ2の所要の高さ範囲に
おいて、ハッチングを付して示すような範囲及び方向か
ら衝撃吸収試験を行なう。つまり、ピラーインナ2がピ
ラーアウタ3と結合する前側フランジ部4から後側フラ
ンジ部5に亘ったピラー1の全範囲においてそれぞれ対
応する方向から、頭部を模した物体で所定の衝撃荷重を
加えて、衝撃吸収が十分に行なわれるかを試験するので
ある。
【0010】ピラー部分の車内側に衝撃吸収構造を設け
た場合、このような領域で所要の方向から所定の衝撃荷
重を与えても、頭部を模した物体がピラーインナ2に直
接達する前に衝撃が吸収されてしまえば、衝撃吸収構造
が基準を満たしていると判断できる。なお、図10中の
符号6,7は一般にフランジ部4,5に装着されるフラ
ンジトリムである。
【0011】このような衝撃荷重を加える態様の代表的
なものは、ピラーインナ2の正面の中心部分へ対して車
室側面に直交する正面方向(90°方向)であるa方向
からの衝撃試験と、ピラーインナ2の側部に対して車室
側面と斜め45°方向であるb,b′方向からの衝撃試
験と、ピラーインナ2の縁部のフランジ部4,5に対し
て車室側面と斜め15°方向であるc,c′方向からの
衝撃試験である。
【0012】このように各方向から衝撃吸収試験を行な
うのは、ピラー1に対して乗員の頭部が衝突する可能性
の考えられるあらゆる方向を考慮したもので、逆に言え
ば、乗員の頭部がピラー1にどの様な方向から衝突しよ
うとしても、これらの各方向からの衝撃エネルギを確実
に吸収して乗員の頭部を保護できるような衝撃吸収構造
を実現したいのである。
【0013】上記の各方向からの衝撃のうち、例えば
c,c′方向からの衝撃のように、ピラーインナ2の縁
部のフランジ部4,5に対する衝撃については、フラン
ジ部4,5の剛性が大きいため、衝撃エネルギの吸収性
能をより十分に確保できるようにしたい。もちろん、従
来構造でも、図10に示すように、フランジ部4,5は
フランジトリム6,7で被覆されているが、このような
フランジトリム6,7は衝撃を受けるとすぐに底づきし
てしまいフランジ部4,5への衝撃を緩衝できるもので
はない。
【0014】このようなフランジ部はピラーのみならず
車体の各部の板金接合部にそなえられ、こうしたフラン
ジ部を被覆する構造が種々提案されている。例えば実開
昭62−197456号公報には、フランジ部をU字状
の樹脂製ウェルトで被覆する構造が開示され、また、実
開昭61−159241号公報には、フランジ部をモー
ルにより被覆する構造が開示されており、いずれの構造
にも、ウェルトやモールの内部に中空部が形成されてフ
ランジ部とウェルトやモールの表面との間に距離が設け
られているが、これらの中空部は形状を保持するための
もので、上述のような所定の条件下での衝撃に対する緩
衝については何ら考慮されていない。
【0015】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、乗員の頭部が車室内の構造部材の縁部に衝突する
ような事態になっても、この衝突時の衝撃エネルギを吸
収しながら乗員の頭部を保護できるようにした、車室内
の衝撃エネルギ吸収構造を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の本発明の車室内の衝撃エネルギ吸収構造は、自動車の
車室を形成する構造部材の縁部に設けられたフランジ部
と、該フランジ部を挟持するように被覆するフランジト
リム部材とをそなえ、該車室内側から該フランジ部へ向
けて加わる衝撃を緩衝しうるエネルギ吸収部材が、該フ
ランジ部のエッジ部分に沿うように該フランジトリム部
材の内部に配設され、該エネルギ吸収部材が、中空の管
状部材で構成されていることを特徴としている。
【0017】求項記載の本発明の車室内の衝撃エネ
ルギ吸収構造は、請求項記載の構成において、該エネ
ルギ吸収部材を構成する管状部材の中空内部に、エネル
ギ吸収材料が充填されていることを特徴としている。
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【作用】上述の請求項1記載の本発明の車室内の衝撃エ
ネルギ吸収構造では、車室内側から車室の構造部材のフ
ランジ部へ向けて衝撃が加わると、該フランジトリム部
材の内部にフランジ部のエッジ部分に沿うように設けら
れたエネルギ吸収部材がこの衝撃エネルギを吸収しなが
ら衝撃を緩衝する。特に、該エネルギ吸収部材が、中空
の管状部材で構成されているので、車室内側から車室の
構造部材のフランジ部へ向けて加わる衝撃に対して、該
エネルギ吸収部材がその中空部を利用して変形しながら
衝撃エネルギを吸収する。
【0023】述の請求項記載の本発明の車室内の衝
撃エネルギ吸収構造では、車室内側から車室の構造部材
のフランジ部へ向けて加わる衝撃に対して、該管状部材
の中空内部に充填されたエネルギ吸収材料が、該管状部
材によるエネルギ吸収部材の変形とともに、衝撃エネル
ギを吸収する。
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明する。まず、本発明の第1実施例について説明する
と、図1〜図3は第1実施例の車室内の衝撃エネルギ吸
収構造を示すもので、本実施例では、衝撃エネルギ吸収
構造が自動車の車室を形成する構造部材であるセンタピ
ラーに装備される場合を説明する。
【0030】図1に示すように、ピラー(センタピラ
ー)1のピラーインナ2の車室内側面を被覆するよう
に、トリム(トリム部材)10が装備されている。ま
た、ピラーインナ2とピラーアウタ3とが結合するフラ
ンジ部4,5には、フランジトリム部材としてのピラー
トリム(又はエッジトリム)6,7が装着されている。
そして、ピラートリム6,7内に、エネルギ吸収部材1
1が内蔵されている。
【0031】つまり、ピラートリム6,7は、フランジ
部4,5を被覆するように略U字状の断面形状のピラー
トリム本体6A,7Aと、このピラートリム本体6A,
7Aの開口部分の対向面に互いに向かい合うように突設
された爪部6B,7Bとをそなえており、これらの爪部
6B,7Bによりフランジ部4,5を挟持するようにし
てピラートリム6,7が取り付けられる。エネルギ吸収
部材11は、これらの爪部6B,7Bよりも奥の部分に
形成された空間6C,7C内に内蔵されているのであ
る。
【0032】このエネルギ吸収部材11は、図2に示す
ように、樹脂材を管状に形成したもので、フランジ部
4,5のエッジ部分(単に、エッジともいう)4A,5
Aに係合するように凹状溝12が延設されている。この
実施例では、凹状溝12は互いに略直角をなす2つの平
面12A,12Bで形成され、一方の平面12Aをフラ
ンジ部4,5のエッジ部分4A,5Aへ当接させ、他方
の平面12Bをフランジ部4,5の室内側の面4B,5
Bへ当接させるようにして設置される。
【0033】これにより、エッジ部分4A,5Aにおい
て、図1中に示すc,c′方向に対向するような向きに
エネルギ吸収部材11が配置されることになり、ピラー
トリム6,7は、車室内側ではエネルギ吸収部材11を
収納しうるように大きく膨らんでいるが、車室外側では
車室内側に比べてその脹らみが小さなものになってい
る。
【0034】なお、エネルギ吸収部材11としては、樹
脂材の他に、金属材料等の材料を用いてもよい。一方、
トリム10の両端縁は、ピラートリム6,7の端部近傍
まで達しており、特に、トリム10からピラートリム
6,7の車室内側表面に向けてエネルギ吸収構造として
のリブ10Aが突設されている。つまり、図3に示すよ
うに、トリム10の内側には、複数のリブ10Aが突設
されており、リブ10Aの両端部分はピラートリム6,
7の車室内側表面に接近するように大きく突設されてい
る。ここでは、トリム10が樹脂製であり、リブ10A
はこのトリム10と一体成形された樹脂製のものになっ
ている。
【0035】なお、エネルギ吸収部材11の材質や厚み
や中空部の大きさ、また、リブ10Aの材質や厚みや高
さや配設間隔などは、トリム10の表面の各部に各方向
から所要の大きさの衝撃荷重が加わった際に、エネルギ
吸収部材11及びリブ10Aが変形又は破壊しながら、
トリム10がピラーインナ2やフランジ部4,5側に当
接する前に、衝撃エネルギを全て吸収しうるように設定
されている。
【0036】本発明の第1実施例としての車室内の衝撃
エネルギ吸収構造は、上述のように構成されているの
で、乗員の頭部がピラー1に衝突しようとした際に、以
下のようにして、緩衝して乗員の頭部を保護する。つま
り、例えば図1中に示すように、トリム10の端縁部分
にc方向又はc′方向から衝撃が加わると、ピラートリ
ム6,7やエネルギ吸収部材11及びトリム10やリブ
10Aが変形又は破壊しながら、ピラートリム6,7や
トリム10がピラーインナ2のフランジ部4,5側に当
接する前に、衝撃エネルギを吸収する。特に、フランジ
部4,5は一般に剛性が高いため、このフランジ部4,
5への衝撃の場合、衝撃体に大きな抗力が加わり易い
が、エネルギ吸収部材11が中空になっているので、エ
ネルギ吸収部材11の変形しろ又は破壊しろが十分に確
保され、フランジ部4,5へ当接することなく、即ち、
衝撃体に大きな抗力を加えることなく、衝撃体のエネル
ギを緩やかに吸収することができる。
【0037】このようにして、乗員の頭部がピラーのフ
ランジ部へ衝突しようとしても、この衝撃が十分に緩衝
されて、乗員の頭部を保護することができるのである。
また、例えば図1中に示すように、トリム10の角部に
b方向又はb′方向から衝撃が加わる場合や、トリム1
0の中央部にa方向から衝撃が加わる場合には、トリム
10やリブ10Aが変形又は破壊し、さらにピラートリ
ム6,7やエネルギ吸収部材11が変形又は破壊しなが
ら、トリム10がピラーインナ2側に当接する前に、衝
撃エネルギを吸収する。これにより、乗員の頭部がピラ
ーへ衝突しようとしても、この衝撃が十分に緩衝され
て、乗員の頭部を保護することができるのである。
【0038】また、本実施例の構造では、エネルギ吸収
部材11の凹状溝12をフランジ部4,5のエッジ部分
4A,5Aに係合させることにより、装着時にエネルギ
吸収部材11の位置決めを容易に行なえる利点が得られ
る他、装着後のエネルギ吸収部材11の移動防止を行な
うことができ、衝撃が加わった際に、エネルギ吸収部材
11による衝撃エネルギの吸収を確実に行なうことがで
きる利点もある。
【0039】また、本実施例では、エネルギ吸収構造と
してのリブ10Aがトリム10と一体成形されているの
で、低コストで構成しうる利点もある。なお、エネルギ
吸収部材11の中空部内に、図2に鎖線で示すようなリ
ブ13を設けてエネルギ吸収部材11の剛性を高めるよ
うにして、フランジ部4,5への大きな衝撃に対して
も、衝撃体の所要の移動距離内で確実に衝撃エネルギを
吸収できるようにしてもよい。
【0040】また、図1に鎖線で示すように、トリム1
0内側の中央部にピラー2へ向かうリブ14を突設し
て、この部分の剛性を高めるようにして、ピラー2の中
央部への大きな衝撃に対しても、衝撃体の所要の移動距
離内で確実に衝撃エネルギを吸収できるようにしてもよ
い。さらに、図4に示すように、トリム10の端縁でピ
ラートリム6,7を包囲してピラートリム6,7を挟持
するような形状にしてもよく、また、図5に示すよう
に、エネルギ吸収部材11の中空部内に、エネルギ吸収
材料15を充填するようにしてもよい。また、このエネ
ルギ吸収材料15には、例えばシリコン樹脂等の粘弾性
材料や発泡ポリウレタン等の発泡樹脂などが考えられ
る。
【0041】ところで、エネルギ吸収部材11の形状に
は、種々のものが考えられ、以下に、ピラー1の後半部
について、エネルギ吸収部材11のたの実施例について
説明する。なお、これらの実施例では、図示しないピラ
ー1の前半部についてもそれぞれ後半部と同様に構成す
ることができる。まず、本発明の第2実施例について説
明すると、この実施例の車室内の衝撃エネルギ吸収構造
は、エネルギ吸収部材11及びピラートリム7の断面形
状が、図6に示すようになっており、凹状溝(以下、第
1の凹状溝という)12はフランジ部5のエッジ5A両
側を略均等に挟持するように形成されている。そして、
この第1の凹状溝12とは反対側に、第2の凹状溝16
が形成されている。一方、ピラートリム7の空間7C内
には突起部17が形成されており、第2の凹状溝16は
この突起部17と係合するようになっている。
【0042】このような構成により、第1実施例と同様
の作用効果が得られるうえに、第1の凹状溝12のフラ
ンジ部4,5のエッジ4A,5Aへの係合に、第2の凹
状溝16の突起部17への係合が加わって、エネルギ吸
収部材11がピラートリム6,7及びフランジ部4,5
に対して所定の位置に保持されるようになり、衝撃が加
わった際に、エネルギ吸収部材11による衝撃エネルギ
の吸収を一層確実に行なうことができる利点もある。
【0043】なお、図7に示すように、エネルギ吸収部
材11の中空部を車室内側を拡張させ車室外側は縮小さ
せるように形成して、エネルギ吸収部材11全体を拡大
することなく車室内側からの衝撃を効率良く吸収できる
ようにしてもよい。また、図8に示すように、第2の凹
状溝16を設けることなく、凹状溝12のみを設け、こ
の凹状溝12をフランジ部5のエッジ5A両側を略均等
に挟持するように形成してもよい。
【0044】次に、本発明の第3実施例について説明す
ると、この実施例の車室内の衝撃エネルギ吸収構造は、
エネルギ吸収部材11及びピラートリム7の断面形状
が、図9に示すようになっており、ピラートリム7に中
空穴7Dを形成してこの中空穴7D内にやはり中空のエ
ネルギ吸収部材11を内挿する構造になっている。この
ような構成により、第1実施例と同様の作用効果が得ら
れるうえに、エネルギ吸収部材11がピラートリム7に
確実に保持されるようになり、衝撃が加わった際に、エ
ネルギ吸収部材11による衝撃エネルギの吸収を一層確
実に行なうことができる利点もある。
【0045】なお、上述の各実施例の部分部分を組み合
わせることも考えられる。例えば、第1実施例のような
形状のエネルギ吸収部材11及びピラートリム7に第2
実施例の第2の凹状溝16や突起部17を形成したり、
第2実施例や第3実施例のような形状のエネルギ吸収部
材11の中空部材内に、エネルギ吸収材料を充填したり
することが考えられる。
【0046】勿論、エネルギ吸収部材11及びピラート
リム7の形状は各実施例のものに限定されるものではな
い。凹状溝12についても少なくともフランジ部4,5
のエッジ4A,5Aに係合しうるものであれば種々の形
状が考えられる。また、第3実施例のように、凹状溝1
2がなくてもエネルギ吸収部材11の移動を阻止できる
場合などは、凹状溝12を省略してもよい。
【0047】さらに、各実施例は、センタピラーに関し
ているが、本構造はフロントピラーやリヤピラーなど他
のピラーにも適用できる他、ピラー以外の車室内面のた
めの衝撃エネルギ吸収にも適用できる。
【0048】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明の車室内の衝撃エネルギ吸収構造によれば、自動車
の車室を形成する構造部材の縁部に設けられたフランジ
部と、該フランジ部を挟持するように被覆するフランジ
トリム部材とをそなえ、該車室内側から該フランジ部へ
向けて加わる衝撃を緩衝しうるエネルギ吸収部材が、該
フランジ部のエッジ部分に沿うように該フランジトリム
部材の内部に配設されるという構成により、エネルギ吸
収部材の変形や破壊等によって該構造部材側のフランジ
部へ向かう衝撃エネルギが吸収されるようになり、例え
ば車室内の乗員の頭部が該構造部材側へ衝突しようとす
るときに、これを緩衝して、乗員を保護できるようにな
る。特に、該エネルギ吸収部材が、中空の管状部材で構
成されているので、簡素な構成で、該構造部材側のフラ
ンジ部へ向かう衝撃エネルギを十分に吸収することが可
能になる。
【0049】求項記載の本発明の車室内の衝撃エネ
ルギ吸収構造によれば、請求項記載の構成において、
該エネルギ吸収部材を構成する管状部材の中空内部に、
エネルギ吸収材料が充填されているという構成により、
該エネルギ吸収部材の剛性を所望の状態に調整でき、該
構造部材側のフランジ部へ向かう衝撃エネルギの吸収を
確実に行なうために有利になる。
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
【0054】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例としての車室内の衝撃エネ
ルギ吸収構造を示す断面図である。
【図2】本発明の第1実施例としての車室内の衝撃エネ
ルギ吸収構造にそなえられる管状のエネルギ吸収部材を
示す斜視図である。
【図3】本発明の第1実施例としての車室内の衝撃エネ
ルギ吸収構造にそなえられるトリム部材を示す斜視図で
ある。
【図4】本発明の第1実施例としての車室内の衝撃エネ
ルギ吸収構造のトリム部材の変形例を示す断面図であ
る。
【図5】本発明の第1実施例としての車室内の衝撃エネ
ルギ吸収構造のエネルギ吸収部材の変形例を示す断面図
である。
【図6】本発明の第2実施例としての車室内の衝撃エネ
ルギ吸収構造を示す断面図である。
【図7】本発明の第2実施例としての車室内の衝撃エネ
ルギ吸収構造のエネルギ吸収部材の変形例を示す断面図
である。
【図8】本発明の第2実施例としての車室内の衝撃エネ
ルギ吸収構造のエネルギ吸収部材の変形例を示す断面図
である。
【図9】本発明の第3実施例としての車室内の衝撃エネ
ルギ吸収構造を示す断面図である。
【図10】本発明の車室内の衝撃エネルギ吸収構造の対
象として考えられる衝撃荷重に関して説明するピラー部
分の断面図である。
【符号の説明】
1 ピラー(センタピラー) 2 ピラーインナ 3 ピラーアウタ 4,5 フランジ部 4A,5A フランジ部4,5のエッジ部分(エッジ) 4B,5B フランジ部4,5の室内側面 6,7 フランジトリム部材としてのピラートリム(エ
ッジトリム) 6A,7A ピラートリム本体 6B,7B 爪部 6C,7C 空間 7D 中空穴 10 トリム(トリム部材) 10A エネルギ吸収構造としてのリブ 11 エネルギ吸収部材 12 凹状溝 12A,12B 平面 13,14 リブ 15 エネルギ吸収材料 16 第2の凹状溝 17 突起部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−77676(JP,A) 特開 平7−228201(JP,A) 特開 平7−304334(JP,A) 特開 平8−119047(JP,A) 実開 昭55−117363(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60R 21/02 - 21/045 B60R 13/02 B60R 13/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車の車室を形成する構造部材の縁部
    に設けられたフランジ部と、該フランジ部を挟持するよ
    うに被覆するフランジトリム部材とをそなえ、 該車室内側から該フランジ部へ向けて加わる衝撃を緩衝
    しうるエネルギ吸収部材が、該フランジ部のエッジ部分
    に沿うように該フランジトリム部材の内部に配設され 該エネルギ吸収部材が、中空の管状部材で構成され てい
    ることを特徴とする、車室内の衝撃エネルギ吸収構造。
  2. 【請求項2】 該エネルギ吸収部材を構成する管状部材
    の中空内部に、エネルギ吸収材料が充填されていること
    を特徴とする、請求項1記載の車室内の衝撃エネルギ吸
    収構造。
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