JP3298844B2 - Impact energy absorbing structure on the upper part of the vehicle - Google Patents
Impact energy absorbing structure on the upper part of the vehicleInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は自動車の車体上部の
衝撃エネルギ吸収構造に関し、特に、ピラー、ルーフサ
イドレール、ヘッダのような車体の構造部材と、この構
造部材の車室内方に間隔をおいて配置されるピラーガー
ニッシュ、ルーフライニングのような内装材と、前記間
隔内に配置される衝撃エネルギ吸収材とを備える車体上
部において衝撃エネルギを吸収する構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an impact energy absorbing structure for an upper part of a vehicle body of an automobile, and more particularly, to a structural member of a vehicle body such as a pillar, a roof side rail, and a header, and a space between the structural member and the interior of the vehicle. The present invention relates to a structure for absorbing impact energy in an upper part of a vehicle body, which includes an interior material such as a pillar garnish and a roof lining arranged in the vehicle and an impact energy absorbing material arranged in the space.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車、特に乗用車の車体の構造部材と
内装材との間の間隔内にエネルギ吸収材を配置し、内装
材から構造部材に向く衝撃荷重が加わったとき、前記エ
ネルギ吸収材を変形させて衝撃荷重が持つ衝撃エネルギ
を吸収させている。通常、前記エネルギ吸収材として格
子状のリブやウレタンパッド、薄い鋼板をハット状に折
り曲げたものなどを使用している。しかし、金属材料を
押し出し成形して作った金属パイプ（特開平１１−５５
０３号公報）を使用することもあり、金属箔の芯材と、
この芯材の表裏にそれぞれ重ね合わされた金属以外の材
料のシートとからなり、前記芯材と前記表裏のシートと
を軸線方向へ連続的に凹凸状に変形して形成された、い
わゆるハイブリッドパイプ（特開平１０−２９４８２号
公報）を使用することもある。本発明は、ハイブリッド
パイプを使用する衝撃エネルギ吸収構造に係る。2. Description of the Related Art An energy absorbing material is disposed in a space between a structural member of a vehicle body, particularly a passenger car body, and an interior material. When an impact load is applied from the interior material to the structural member, the energy absorbing material is removed. It is deformed to absorb the impact energy of the impact load. Usually, lattice-shaped ribs or urethane pads, thin steel plates bent in a hat shape, or the like are used as the energy absorbing material. However, a metal pipe formed by extruding a metal material (Japanese Patent Laid-Open No. 11-55)
No. 03 gazette), a metal foil core material,
A so-called hybrid pipe made of a sheet of a material other than metal, which is superposed on the front and back surfaces of the core material, and formed by continuously deforming the core material and the front and back sheets into an uneven shape in the axial direction. JP-A-10-29482) may be used. The present invention relates to an impact energy absorbing structure using a hybrid pipe.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ハイブリッドパイプの
場合、四角形に形成したものの角部に丸みを付けたり、
厚みや幅、凹凸のピッチを変えることによりエネルギ吸
収特性を調整できるとされている（前記公報参照）が、
これではハイブリッドパイプを製作する時点でエネルギ
吸収特性の調整をする必要があった。In the case of a hybrid pipe, it is formed in a square shape, but the corners are rounded,
It is said that the energy absorption characteristics can be adjusted by changing the thickness, width, and pitch of the unevenness (see the above publication).
In this case, it was necessary to adjust the energy absorption characteristics when manufacturing the hybrid pipe.
【０００４】本発明は、ハイブリッドパイプを製作した
後にエネルギ吸収特性の調整を可能とする、車体上部の
衝撃エネルギ吸収構造を提供する。[0004] The present invention provides an impact energy absorbing structure on the upper part of a vehicle body, which enables adjustment of energy absorbing characteristics after manufacturing a hybrid pipe.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段、作用及び効果】本発明
は、車体の構造部材と、この構造部材の内方に間隔をお
いて配置される内装材と、前記間隔内に配置されるエネ
ルギ吸収材とを備える車体上部において衝撃エネルギを
吸収する構造に関する。前記エネルギ吸収材は、金属箔
の芯材と、この芯材の表裏にそれぞれ重ね合わされた金
属以外の材料のシートとからなるハイブリッドパイプで
ある。このハイブリッドパイプは、前記芯材と前記表裏
のシートとを軸線方向へ連続的に凹凸状に変形して形成
され、さらに軸線の回りでねじられている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a structural member of a vehicle body, an interior member disposed inside the structural member at an interval, and an energy absorbing member disposed within the interval. And a structure for absorbing impact energy in an upper portion of a vehicle body having a material. The energy absorbing material is a hybrid pipe comprising a core material of a metal foil and sheets of a material other than metal, which are respectively superposed on the front and back of the core material. This hybrid pipe is formed by continuously deforming the core material and the front and back sheets into an uneven shape in the axial direction, and further twisted around the axis.
【０００６】１の発明では、前記ハイブリッドパイプ
は、断面形状が多角形を呈するように形成され、その軸
線の方向が衝撃荷重の方向と交差するように配置され、
内装材に接着されている。In one aspect of the present invention, the hybrid pipe is formed so as to have a polygonal cross-sectional shape, and is arranged so that the direction of its axis crosses the direction of the impact load.
Adhered to interior materials.
【０００７】ハイブリッドパイプを所定の長さに切断し
た後、ハイブリッドパイプの両端部を適当な工具で固定
し、一方の端部に回転力を加えることによって、又は両
方の端部に逆向きの回転力を加えることによってハイブ
リッドパイプは軸線の回りでねじられる。After cutting the hybrid pipe to a predetermined length, both ends of the hybrid pipe are fixed with a suitable tool, and a rotational force is applied to one end, or a reverse rotation is applied to both ends. By applying force, the hybrid pipe is twisted about an axis.
【０００８】ハイブリッドパイプを軸線回りでねじるこ
とにより、その外形たわみ抵抗が増大し、その軸線方向
の単位長さ当たりのねじり角度すなわちねじりピッチを
変えることにより、ハイブリッドパイプのエネルギ吸収
特性を調整することができる。その結果、初期荷重の立
ち上がりの急な矩形に近いエネルギ吸収特性を得ること
ができ、小さな有効変位で大きな衝撃エネルギを吸収で
きる。加えて、ハイブリッドパイプが金属箔の芯材と、
この芯材の表裏に重ね合わされたシートとからなるた
め、わずかな回転力でハイブリッドパイプをねじること
ができ、生産性を高めることができる。また、ハイブリ
ッドパイプは簡単に曲げることもできるため、構造部材
又は内装材に沿わせて配置することが容易である。[0008] By twisting the hybrid pipe around its axis , its external deflection resistance increases and its axial direction
Torsion angle per unit length of
By changing, the energy absorption of the hybrid pipe
Characteristics can be adjusted. As a result, it is possible to obtain an energy absorption characteristic close to a rectangle where the initial load rises sharply, and it is possible to absorb a large impact energy with a small effective displacement. In addition, the hybrid pipe is made of metal foil core material,
Since the core pipe is composed of the sheet superimposed on the front and back surfaces, the hybrid pipe can be twisted with a small rotational force, and the productivity can be increased. Further, since the hybrid pipe can be easily bent, it can be easily arranged along the structural member or the interior material.
【０００９】断面形状が多角形を呈するハイブリッドパ
イプは前記内装材への接着が容易である。衝撃荷重が加
わる内装材にハイブリッドパイプを接着した結果、ハイ
ブリッドパイプの見掛けの板厚が増加したこととなり、
立ち上がりの急な矩形に近いエネルギ吸収特性が得られ
る。A hybrid pipe having a polygonal cross section can be easily bonded to the interior material. As a result of bonding the hybrid pipe to the interior material to which an impact load is applied, the apparent thickness of the hybrid pipe has increased,
Energy absorption characteristics close to a rectangle with a sharp rise can be obtained.
【００１０】前記ハイブリッドパイプのねじり角度及び
ねじりピッチの長さの少なくとも一方を変えるだけでエ
ネルギ吸収特性を調整できるため、エネルギ吸収すべき
部位毎に又は車種毎に好ましいエネルギ吸収特性を持つ
ハイブリッドパイプを選定できる。[0010] Since the adjustable only by energy absorption characteristics changing at least one of the twist angle and twist pitch length of the hybrid pipe, the hybrid pipe with the preferred energy absorbing characteristics for each or vehicle type for each site to be energy absorption Can be selected.
【００１１】前記ハイブリッドパイプを内装材に接着す
るとき、前記ハイブリッドパイプの接着面積及び接着部
位の少なくとも一方を変えるだけでエネルギ吸収特性を
調整できるため、エネルギ吸収すべき部位毎に又は車種
毎に好ましいエネルギ吸収特性を持つハイブリッドパイ
プを選定して内装材に取り付けることができる。When the hybrid pipe is bonded to the interior material, the energy absorption characteristic can be adjusted only by changing at least one of the bonding area and the bonding portion of the hybrid pipe. Therefore, it is preferable for each portion where energy is to be absorbed or for each vehicle type. A hybrid pipe having energy absorption characteristics can be selected and attached to the interior material.
【００１２】別の発明では、前記構造部材はピラーとル
ーフサイドレールとからなり、軸線回りでねじった前記
ハイブリッドパイプは、その軸線の方向が衝撃荷重の方
向と交差するように、前記ピラーと前記ルーフサイドレ
ールとの交差部に配置される。In another aspect of the present invention, the structural member includes a pillar and a roof side rail, and the hybrid pipe twisted around an axis is connected to the pillar and the roof so that the direction of the axis intersects the direction of an impact load. It is located at the intersection with the roof side rail.
【００１３】ピラーすなわちフロントピラー、センタピ
ラー又はクォータピラーとルーフサイドレールとの交差
部は、フロントピラー又はルーフサイドレールと比べる
と、内装材となす間隔が小さく、従ってエネルギ吸収の
ための有効長さが小さいが、軸線回りでねじったハイブ
リッドパイプによれば、立ち上がりの急なエネルギ吸収
特性が得られるため、有効長さの小さな交差部でも効果
的に衝撃エネルギを吸収できる。The intersection between the pillar, ie, the front pillar, the center pillar, or the quarter pillar, and the roof side rail has a smaller space between the front pillar or the roof side rail and the interior material, and thus the effective length for energy absorption. However, according to the hybrid pipe twisted around the axis, an energy absorption characteristic with a steep rise can be obtained, so that impact energy can be effectively absorbed even at an intersection having a small effective length.
【００１４】ハイブリッドパイプを軸線周りでねじって
あるため、ハイブリッドパイプをねじることによる前記
発明と同様な作用及び効果が得られる。Since the hybrid pipe is twisted around the axis, the same operation and effect as those of the above-described invention by twisting the hybrid pipe can be obtained.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】衝撃エネルギ吸収構造は、断面状
態の図１５を参照すると、車体の構造部材２０と、構造
部材２０の内方に間隔をおいて配置される内装材（ピラ
ーガーニッシュ）２２と、前記間隔内に配置されるエネ
ルギ吸収材２４とを備える車体上部において衝撃エネル
ギを吸収するものである。図１５の実施例では、構造部
材２０はインナパネル２６と、アウタパネル２８と、補
強パネル３０とを備え、各パネルのフランジを重ね合わ
せて接合し、閉じ断面構造に形成したフロントピラーで
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 15, which is a sectional view of a shock energy absorbing structure, a structural member 20 of a vehicle body and an interior material (pillar garnish) 22 arranged inside the structural member 20 with a space therebetween. And an energy absorbing member 24 arranged in the above-mentioned space to absorb impact energy in the upper part of the vehicle body. In the embodiment shown in FIG. 15 , the structural member 20 is a front pillar having an inner panel 26, an outer panel 28, and a reinforcing panel 30, and a flange of each panel is overlapped and joined to form a closed sectional structure.
【００１６】衝撃エネルギ吸収構造は、断面状態の図１
６を参照すると、車体の構造部材３２と、構造部材３２
の内方に間隔をおいて配置される内装材（ルーフライニ
ング）３４と、前記間隔内に配置されるエネルギ吸収材
３６とを備える車体上部において衝撃エネルギを吸収す
るものである。図１６の実施例では、構造部材３２はイ
ンナパネル３８と、アウタパネル４０とを備え、各パネ
ルのフランジを重ね合わせて接合し、閉じ断面構造に形
成したルーフサイドレールである。FIG. 1 is a sectional view of the impact energy absorbing structure.
Referring to FIG. 6 , the structural member 32 of the vehicle body and the structural member 32
The impact energy is absorbed in the upper part of the vehicle body, which has an interior material (roof lining) 34 arranged inside at an interval and an energy absorbing material 36 arranged within the interval. In the embodiment of FIG. 16 , the structural member 32 is a roof side rail having an inner panel 38 and an outer panel 40, and a flange of each panel is overlapped and joined to form a closed sectional structure.
【００１７】衝撃エネルギ吸収構造は、前記の他、構造
部材がセンターピラー、クォータピラー、フロントヘッ
ダ又はリヤヘッダである場合にも、構造部材の内方に配
置される内装材との間の間隔内にエネルギ吸収材を配置
して実施できる。そして、エネルギ吸収材は、図１５の
エネルギ吸収材２４又は図１６のエネルギ吸収材３６の
ように、それが配置される部位によって適当な形状とす
ることができる。以下には、エネルギ吸収材２４又はエ
ネルギ吸収材３６の形状とは関係なく、典型的なエネル
ギ吸収材を説明する。In addition to the above, even when the structural member is a center pillar, a quarter pillar, a front header or a rear header, the impact energy absorbing structure may be provided in a space between the structural member and an interior material disposed inside the structural member. It can be implemented with an energy absorbing material. The energy absorbing material, such as the energy absorbing material 36 of the energy absorbing member 24 or 16 of Figure 15, may be any suitable shape depending on the site where it is placed. Hereinafter, a typical energy absorbing material will be described regardless of the shape of the energy absorbing material 24 or the energy absorbing material 36.
【００１８】斜視状態の図１に示したエネルギ吸収材５
０は、金属材料を押し出し成形して作られ、軸線の回り
でねじられた金属パイプである。図示の実施例では、ア
ルミニウムを押し出し成形して断面が四角形を呈するよ
うに形成したものを、所定の長さに切断し、ねじりを加
えてある。このいわゆるアルミパイプ５０は、矢印Ａの
向きの衝撃荷重がアルミパイプ５０に加わるように配置
して使用される。アルミパイプ５０は１-３mm程度の厚
みにすることができる。金属パイプはアルミニウム合金
や、アルミニウム以外の軽合金製とすることもできる。Energy absorbing member 5 shown in FIG. 1 in a perspective state
0 is a metal pipe extruded from a metal material and twisted around an axis. In the embodiment shown in the figure, aluminum formed by extrusion molding so as to have a rectangular cross section is cut into a predetermined length and twisted. The so-called aluminum pipe 50 is arranged and used so that an impact load in the direction of arrow A is applied to the aluminum pipe 50. The aluminum pipe 50 can have a thickness of about 1-3 mm. The metal pipe may be made of an aluminum alloy or a light alloy other than aluminum.
【００１９】図２に示した、エネルギ吸収材に加えられ
る荷重Ｆに対するエネルギ吸収材の断面変形による変位
Ｓのエネルギ吸収特性を参照すると、同じ厚み、同じ長
さのアルミパイプを、一方はねじりを加えないで、他方
はねじりを加えて試験したところ、ねじりを加えたもの
のエネルギ吸収特性５２（実線）は、ねじりを加えない
もののエネルギ吸収特性５４（破線）と比べて、荷重の
立ち上がりが高く、変位が小さくなっている。これは、
アルミパイプをねじることにより、図３に示すように、
前記断面変形前における外形たわみδが抑制されること
による。In addition to the energy absorbing material shown in FIG.
Due to cross-sectional deformation of energy absorbing material with respect to load F
Referring to the energy absorption characteristics of S , when aluminum pipes having the same thickness and the same length were tested without twisting the other and with the other being twisted, the energy absorption characteristic 52 of the twisted one was shown (solid line). Although the torsion is not applied, the rise of the load is higher and the displacement is smaller than the energy absorption characteristic 54 (broken line). this is,
By twisting the aluminum pipe, as shown in FIG.
This is because the external deflection δ before the cross-sectional deformation is suppressed.
【００２０】ルーフサイドレール、又は後述するフロン
トピラーとルーフサイドレールとの交差部などにねじり
のないアルミパイプを配置した場合、アルミパイプに対
して斜め下方から突き上げる向きに衝撃荷重が作用す
る。そして、アルミパイプの上方には空間が存在するた
め、アルミパイプが断面変形する前にたわみ、荷重の立
ち上がりが緩やかとなってしまい、エネルギ吸収効率が
低下する。これに対して、ねじりを加えたアルミパイプ
５０は外形たわみ抵抗が大きくなってたわみ量が減少す
る。この場合、ねじり量つまりアルミパイプの軸線方向
の単位長さ当たりのねじり角度であるねじりピッチを変
えることでエネルギ吸収特性を調整できる。具体的に
は、図４に示すように、同一ねじり角度でねじりピッチ
Ｐの長さを長くするほど、たわみ量（たわみ方向の変位
量）が増加する傾向を呈する。ただし、比例限界があ
り、また材質により傾きが変わる。When an untwisted aluminum pipe is disposed at the roof side rail or at the intersection of a front pillar and a roof side rail, which will be described later, an impact load is applied to the aluminum pipe in a direction of being pushed up obliquely from below. Further, since there is a space above the aluminum pipe, the aluminum pipe bends before the cross-sectional deformation, the rise of the load becomes gentle, and the energy absorption efficiency decreases. On the other hand, in the twisted aluminum pipe 50, the external deflection resistance increases and the deflection amount decreases. In this case, the energy absorption characteristics can be adjusted by changing the amount of torsion, that is, the torsion pitch , which is the torsion angle per unit length in the axial direction of the aluminum pipe. Specifically, as shown in FIG. 4, as the length of the torsion pitch P is increased at the same torsion angle, the amount of deflection (the amount of displacement in the bending direction) tends to increase. However, there is a proportional limit, and the slope changes depending on the material.
【００２１】本発明は、後述のハイブリッドパイプに係
るが、アルミパイプを記載しておくことが比較の上で便
宜であると考える。Although the present invention relates to a hybrid pipe described later, it is considered that the description of an aluminum pipe is convenient for comparison.
【００２２】斜視状態の図５に示したエネルギ吸収材６
０は、さらに、軸線回りにねじりを加えないハイブリッ
ドパイプの斜視状態の図７及び断面状態の図８を参照す
ると、金属箔の芯材６２と、この芯材６２の表裏にそれ
ぞれ重ね合わされた金属以外の材料のシート６４とから
なるハイブリッドパイプである。ハイブリッドパイプ６
０は、芯材６２と表裏のシート６４とを軸線方向へ連続
的に凹部６６と凸部６８とを持つように変形して形成さ
れている。さらに、図５のハイブリッドパイプ６０は軸
線回りでねじられている。Energy absorbing member 6 shown in FIG. 5 in a perspective state
0 is a hybrid that does not twist around the axis.
Referring to FIG. 7 in a perspective state and FIG. 8 in a cross-sectional state of the pipe, a hybrid pipe including a core material 62 made of a metal foil and a sheet 64 made of a material other than metal superposed on the front and back surfaces of the core material 62, respectively. . Hybrid pipe 6
No. 0 is formed by deforming the core member 62 and the front and back sheets 64 so as to have the concave portion 66 and the convex portion 68 continuously in the axial direction. Further, the hybrid pipe 60 of FIG. 5 is twisted around the axis.
【００２３】図示の実施態様では、芯材６２は硬質のア
ルミニウム箔であり、シート６４はクラフト紙である。
アルミニウム箔は、厚さが０．０５mm以上で幅が３０mm
以上とし、クラフト紙は、厚さが０．２mm以上で幅が３
０mm以上とする。芯材６２は、例えばステンレス箔、マ
グネシウム合金箔とすることもでき、シート６４は樹脂
製とすることもできる。図７では、凹凸状の変形はら旋
状となっている。これに代えて、１つの凹部６６が周方
向で連なり、この１つの凹部６６に隣り合わせてそれぞ
れ独立した２つの凸部６８が周方向で連なる、いわゆる
波状とすることもできる。In the illustrated embodiment, core 62 is a hard aluminum foil and sheet 64 is kraft paper.
Aluminum foil is more than 0.05mm thick and 30mm wide
The kraft paper should be at least 0.2mm thick and 3mm wide.
0 mm or more. The core member 62 may be, for example, a stainless steel foil or a magnesium alloy foil, and the sheet 64 may be made of a resin. In FIG. 7, the uneven deformation is spiral. Instead of this, one concave portion 66 may be continuous in the circumferential direction, and two independent convex portions 68 adjacent to the one concave portion 66 may be continuous in the circumferential direction.
【００２４】ハイブリッドパイプ６０を図５に示すよう
に軸線回りでねじることによってアルミパイプ５０と同
様な効果が得られる。ねじられたハイブリッドパイプ６
０は、矢印Ａの向きの衝撃荷重がハイブリッドパイプ６
０に加わるように配置して使用される。By twisting the hybrid pipe 60 around the axis as shown in FIG. 5, an effect similar to that of the aluminum pipe 50 can be obtained. Twisted hybrid pipe 6
0 indicates that the impact load in the direction of arrow A is a hybrid pipe 6
It is used so that it is added to 0.
【００２５】図５に示したハイブリッドパイプ６０はね
じりピッチＰを有する。このねじりピッチＰを変えるこ
とによりエネルギ吸収特性を調整することができる。図
６の荷重Ｆ対変位Ｓのエネルギ吸収特性を参照すると、
ねじりのないもののエネルギ吸収特性５４（破線）と比
べて、ねじりのあるもののエネルギ吸収特性７０（実
線），７２（一点鎖線），７４（二点鎖線）は立ち上が
りが急となっている。ここで、ねじりピッチＰの長さ
は、それぞれのエネルギ吸収特性を呈するハイブリッド
パイプ７０，７２，７４の順で小さくなる。さらに、ね
じりピッチＰの長さが短くなるほど、荷重の立ち上がり
が急となり、変位が小さくなっていることが分かる。The hybrid pipe 60 shown in FIG. 5 has a twist pitch P. By changing the twist pitch P, the energy absorption characteristics can be adjusted. Referring to the energy absorption characteristics of the load F versus the displacement S in FIG.
The energy absorption characteristics 70 (solid line), 72 (single-dot chain line), and 74 (two-dot chain line) of the twisted one have a steep rise as compared with the energy absorption characteristic 54 (dashed line) without twist. Here, the length of the torsional pitch P decreases in the order of the hybrid pipes 70, 72, 74 exhibiting the respective energy absorption characteristics. Further, it can be seen that the shorter the length of the torsional pitch P, the sharper the rise of the load and the smaller the displacement.
【００２６】ハイブリッドパイプ６０のねじり角度を変
えた場合、ねじり角度が大きくなるほど荷重の立ち上が
りが急となり、変位が小さくなることが確認されてい
る。そこで、ハイブリッドパイプ６０のねじり角度及び
ねじりピッチ長さの少なくとも一方を変えてエネルギ吸
収特性を変化させることができる。なお、これら現象は
連続性があるため、ねじり量（ねじり角度又はねじりピ
ッチ長さ）をわずかに変更することによりエネルギ吸収
特性の微調整が可能である。When the torsion angle of the hybrid pipe 60 is changed, it has been confirmed that as the torsion angle increases, the load rises sharply and the displacement decreases. Therefore, the energy absorption characteristics can be changed by changing at least one of the twist angle and the twist pitch length of the hybrid pipe 60. Since these phenomena have continuity, the energy absorption characteristics can be finely adjusted by slightly changing the amount of torsion (the torsion angle or the torsional pitch length).
【００２７】ハイブリッドパイプ６０が、図示の実施態
様のように、断面形状が四角形を呈するように形成され
る場合、ハイブリッドパイプ６０を前記内装材に容易に
接着することができる。特に、金属箔からなる芯材６２
の表裏に重ね合わせたシート材６４を紙で形成したハイ
ブリッドパイプ６０では、内装材への接着が容易であ
り、高い接着強度を得ることができる。そして、ハイブ
リッドパイプ６０を内装材に接着する場合には、自動車
の生産ライン以外の場所において予め内装材に接着する
ことによって、いわばサブアッセンブリ化することがで
きるため、車体への組み付けが容易となる。When the hybrid pipe 60 is formed to have a rectangular cross section as in the illustrated embodiment, the hybrid pipe 60 can be easily bonded to the interior material. In particular, a core material 62 made of a metal foil
In the hybrid pipe 60 in which the sheet material 64 superposed on the front and back is formed of paper, the adhesion to the interior material is easy, and a high adhesive strength can be obtained. When the hybrid pipe 60 is bonded to the interior material, the hybrid pipe 60 can be sub-assembled by bonding to the interior material in a location other than the automobile production line in advance, so that the assembly to the vehicle body is facilitated. .
【００２８】荷重Ｆ対変位Ｓのエネルギ吸収特性を示す
図９を参照すると、３つのエネルギ吸収特性７６，７
８，８０（いずれも実線）が示されている。エネルギ吸
収特性７６は、図１０の（ａ）に示すように、剛体壁
（構造部材）７５と板材（内装材）７７との間にハイブ
リッドパイプ６０を配置し、ハイブリッドパイプ６０を
全く自由状態にしたもの、エネルギ吸収特性７８は、図
１０の（ｂ）に示すように、ハイブリッドパイプ６０を
剛体壁７５に接着材７９で全面接着したもの、そしてエ
ネルギ吸収特性８０は、図１０の（ｃ）に示すように、
ハイブリッドパイプ６０を板材７７に接着剤７９で全面
接着したものである。エネルギ吸収特性８０のうち破線
で示したエネルギ吸収特性８２は、アルミパイプ５０を
板材７７に全面接着したものである。Referring to FIG. 9 showing the energy absorption characteristics of the load F versus the displacement S, three energy absorption characteristics 76 and 7 are shown.
8, 80 (both are solid lines) are shown. As shown in FIG. 10A, the energy absorption characteristic 76 is such that the hybrid pipe 60 is disposed between a rigid wall (structural member) 75 and a plate material (interior material) 77, and the hybrid pipe 60 is completely free. As shown in FIG. 10B, the energy absorption characteristic 78 is obtained by bonding the hybrid pipe 60 to the rigid wall 75 with an adhesive 79, and the energy absorption characteristic 80 is shown in FIG. As shown in
The hybrid pipe 60 is entirely bonded to a plate 77 with an adhesive 79. The energy absorption characteristic 82 shown by a broken line in the energy absorption characteristic 80 is obtained by bonding the aluminum pipe 50 to the plate 77 over the entire surface.
【００２９】図９から次の事実が分かる。すなわち、ハ
イブリッドパイプ６０を自由状態にしたもののエネルギ
吸収特性７６は、荷重の立ち上がりが低く、また変位が
最も大きい。これに対して、ハイブリッドパイプ６０を
剛体壁に接着したもののエネルギ吸収特性７８は、荷重
の立ち上がりは自由状態のもののエネルギ吸収特性７６
と同じであるが、最高荷重を維持しており、変位は自由
状態のもののエネルギ吸収特性７６より小さい。さら
に、ハイブリッドパイプ６０を板材に接着したもののエ
ネルギ吸収特性８０は、荷重の立ち上がりが急である
が、変位は剛体壁に接着したもののエネルギ吸収特性７
８と同じである。従って、ハイブリッドパイプ６０を内
装材に接着することにより、立ち上がりが急で、変位が
少ないエネルギ吸収特性を得ることができる。The following facts can be seen from FIG. That is, although the hybrid pipe 60 is in the free state, the energy absorption characteristic 76 has the lowest load rise and the largest displacement. On the other hand, the energy absorption characteristic 78 of the hybrid pipe 60 bonded to the rigid wall is the energy absorption characteristic 76 of the one in which the rising of the load is free.
, But the maximum load is maintained and the displacement is less than the energy absorption characteristic 76 of the free state. Further, the energy absorption characteristic 80 of the hybrid pipe 60 bonded to the plate material has a steep rise of the load, but the displacement is the energy absorption characteristic 7 of the hybrid pipe 60 bonded to the rigid wall.
Same as 8. Therefore, by adhering the hybrid pipe 60 to the interior material, it is possible to obtain energy absorption characteristics with a sharp rise and little displacement.
【００３０】ハイブリッドパイプ６０を内装材に接着す
る場合、ハイブリッドパイプ６０の接着面積及び接着部
位の少なくとも一方を変えてエネルギ吸収特性を変化さ
せることができる。When the hybrid pipe 60 is bonded to the interior material, the energy absorption characteristics can be changed by changing at least one of the bonding area and the bonding portion of the hybrid pipe 60.
【００３１】接着面積が大きいほど、内装材によるハイ
ブリッドパイプ６０の拘束力が大きくなるため、荷重の
立ち上がりが急となる。また、接着部位が軸線方向の端
部であるか中間部であるかによって、軸線方向の伸びが
変わるため、荷重の立ち上がりを変えることができる。
さらに、ハイブリッドパイプ６０の場合、図１１の
（ａ）に示すように、軸線に交差する断面において端部
の２箇所に接着剤６１を塗るか、図１１の（ｂ）に示す
ように、軸線に交差する断面において端部の２箇所と中
間部の１箇所との合計３箇所に接着剤６１を塗るかによ
っても接着面積が変わるため、荷重の立ち上がりを変え
ることができる。The larger the bonding area is, the larger the restraining force of the hybrid pipe 60 by the interior material is, so that the rise of the load becomes steeper. In addition, the elongation in the axial direction changes depending on whether the bonding site is an end portion or an intermediate portion in the axial direction, so that the rise of the load can be changed.
Further, in the case of the hybrid pipe 60, as shown in FIG. 11A, an adhesive 61 is applied to two ends at a cross section intersecting with the axis, or as shown in FIG. In the cross section that intersects, the adhesive area changes even if the adhesive 61 is applied to a total of three places, two places at the end and one place at the middle part, so that the rise of the load can be changed.
【００３２】前記構造部材が、側面状態の図１２の
（ａ）に示すように、フロントピラー２０とルーフサイ
ドレール３２とからなる場合、ハイブリッドパイプ６０
は、フロントピラー２０とルーフサイドレール３２との
交差部２１に配置することができる。同様に、側面状態
の図１２の（ｂ）に示すように、ハイブリッドパイプ６
０は、センターピラー３５とルーフサイドレール３２と
の交差部や、クォータピラー３７とルーフサイドレール
３２との交差部に配置することができる。When the structural member comprises the front pillar 20 and the roof side rail 32 as shown in FIG.
Can be arranged at the intersection 21 between the front pillar 20 and the roof side rail 32. Similarly, as shown in FIG.
0 can be arranged at the intersection between the center pillar 35 and the roof side rail 32 or at the intersection between the quarter pillar 37 and the roof side rail 32.
【００３３】荷重Ｆ対変位Ｓのエネルギ吸収特性を示す
図１３を参照すると、例えばフロントピラー２０ではエ
ネルギ吸収のための大きな有効長さを取ることができる
ため、荷重の立ち上がりが緩やかで変位の大きなエネル
ギ吸収特性８２（破線）とすることができる。これに対
して、交差部２１では有効長さが短いため、荷重の立ち
上がりが急で変位が小さいエネルギ吸収特性８４（実
線）とする必要がある。前述の説明から明らかであるよ
うに、軸線回りでねじったハイブリッドパイプ６０によ
れば、交差部２１に配置する要件を満たすことができ
る。なお、図１２の（ｂ）に示したように、センターピ
ラー３５とルーフサイドレール３２との交差部又はクォ
ータピラー３７とルーフサイドレール３２との交差部に
おいても同様に有効長さが短いため、軸線回りでねじっ
たハイブリッドパイプを配置することが有効である。Referring to FIG. 13 showing the energy absorption characteristics of the load F vs. displacement S, for example, the front pillar 20 et
Since a large effective length for energy absorption can be taken, the energy absorption characteristic 82 (broken line) with a gradual rise of load and large displacement can be obtained. On the other hand, since the effective length is short at the intersection 21, it is necessary to have the energy absorption characteristic 84 (solid line) in which the load rises sharply and the displacement is small. As is clear from the above description, according to the hybrid pipe 60 twisted around the axis, it is possible to satisfy the requirement of being disposed at the intersection 21. As shown in FIG. 12B, the effective length is similarly short at the intersection between the center pillar 35 and the roof side rail 32 or at the intersection between the quarter pillar 37 and the roof side rail 32. It is effective to arrange a hybrid pipe twisted around the axis.
【００３４】ハイブリッドパイプ６０を内装材に接着す
る場合、さらに荷重の立ち上がりの急なエネルギ吸収特
性が得られる。図１４の（ａ）に示すように、板厚ｔ０
のハイブリッドパイプ６０を構造部材１１０に接着した
場合、衝撃荷重が加わるとハイブリッドパイプ６０の断
面が変形する前に内装材１１２側の受圧面が湾曲変形す
る。その結果、荷重の立ち上がりが緩やかとなってしま
う。これに対して、ハイブリッドパイプ６０を内装材１
１２に接着した場合、受圧面の見掛け板厚ｔ３がハイブ
リッドパイプ６０の板厚と内装材の板厚との和となるた
め、断面変形に先立つ湾曲変形が少なく、荷重の立ち上
がりが急となる（図１４の（ｂ））。When the hybrid pipe 60 is bonded to the interior material, an energy absorption characteristic with a sharp rise in load can be obtained. As shown in FIG. 14A , the plate thickness t 0
When the hybrid pipe 60 is bonded to the structural member 110, when an impact load is applied, the pressure receiving surface on the interior material 112 side is curved and deformed before the cross section of the hybrid pipe 60 is deformed. As a result, the load rises slowly. On the other hand, the hybrid pipe 60 is used for the interior material 1.
When adhered to 12, because the apparent thickness t 3 of the pressure receiving surface is the sum of the thickness of the plate thickness and the interior material of the hybrid pipe 60, less curved deformation prior to cross deformation, the rise of the load is abruptly ((B) of FIG. 14) .
【００３５】なお、前記実施例において、ワイヤハーネ
ス等をハイブリッドパイプ６０内に通すことができる。In the above embodiment, a wire harness or the like can be passed through the hybrid pipe 60.
【図１】車体上部の衝撃エネルギ吸収構造に使用できる
エネルギ吸収材を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an energy absorbing material that can be used for an impact energy absorbing structure on an upper part of a vehicle body.
【図２】荷重対変位のエネルギ吸収特性図である。FIG. 2 is an energy absorption characteristic diagram of load versus displacement.
【図３】図１に示したエネルギ吸収材の作用を示す斜視
図である。FIG. 3 is a perspective view showing an operation of the energy absorbing material shown in FIG.
【図４】たわみ量対ねじりピッチ長さの特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram of a deflection amount versus a twist pitch length.
【図５】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギ吸収構造
に使用するエネルギ吸収材の実施例を示す斜視図であ
る。FIG. 5 is a perspective view showing an embodiment of the energy absorbing material used in the impact energy absorbing structure on the upper part of the vehicle body according to the present invention.
【図６】図５に示したエネルギ吸収材の荷重対変位のエ
ネルギ吸収特性図である。6 is an energy absorption characteristic diagram of load versus displacement of the energy absorbing material shown in FIG.
【図７】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギ吸収構造
に使用するエネルギ吸収材の別の実施例を示す斜視図で
ある。FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of the energy absorbing material used in the impact energy absorbing structure on the upper part of the vehicle body according to the present invention.
【図８】図５の８−８線で切断した拡大断面図である。FIG. 8 is an enlarged sectional view taken along line 8-8 in FIG. 5;
【図９】荷重対変位のエネルギ吸収特性図である。FIG. 9 is an energy absorption characteristic diagram of load versus displacement.
【図１０】接着部位を説明する断面図で、（ａ）ないし
（ｃ）は異なる状態を示している。FIGS. 10A to 10C are cross-sectional views illustrating an adhesion portion, in which (a) to (c) show different states.
【図１１】接着部位を説明する断面図で、（ａ）および
（ｂ）は異なる状態を示している。FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views illustrating an adhesion portion, in which FIGS. 11A and 11B show different states.
【図１２】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギ吸収構
造を適用できる自動車の部位を示す側面図で、（ａ）は
前方部分を、（ｂ）は車体上部の全体を示している。FIGS. 12A and 12B are side views showing parts of an automobile to which the impact energy absorbing structure of the upper part of the vehicle body according to the present invention can be applied, wherein FIG. 12A shows a front part and FIG.
【図１３】荷重対変位のエネルギ吸収特性図である。FIG. 13 is an energy absorption characteristic diagram of load versus displacement.
【図１４】図５又は図７に示したエネルギ吸収材の作用
を示すもので、（ａ）はエネルギ吸収材を構造部材に接
着したもの、（ｂ）はエネルギ吸収材を内装材に接着し
たものである。14A and 14B show the action of the energy absorbing material shown in FIG. 5 or FIG. 7, wherein FIG. 14A shows the energy absorbing material bonded to a structural member, and FIG. 14B shows the energy absorbing material bonded to an interior material; Things.
【図１５】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギ吸収構
造を適用できる部位（フロントピラー）を示す断面図で
ある。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a portion (front pillar) to which the impact energy absorbing structure of the upper part of the vehicle body according to the present invention can be applied.
【図１６】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギ吸収構
造を適用できる別の部位（ルーフサイドレール）を示す
断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing another part (roof side rail) to which the impact energy absorbing structure of the upper part of the vehicle body according to the present invention can be applied.
２０，３２ 構造部材 ２１ 交差部 ２２，３４ 内装材 ２４，３６ エネルギ吸収材 ６０ エネルギ吸収材（ハイブリッドパイプ） ６２ 芯材 ６４ シート ６６ 凹部 ６８ 凸部 20, 32 Structural member 21 Intersection 22, 34 Interior material 24, 36 Energy absorbing material 60 Energy absorbing material (hybrid pipe) 62 Core material 64 Sheet 66 Concave portion 68 Convex portion
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｆ 7/12 Ｆ１６Ｆ 7/12 (56)参考文献 特開 平９−109920（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−29482（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−277953（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−198995（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−78773（ＪＰ，Ａ) 実公 昭63−3558（ＪＰ，Ｙ２)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI F16F 7/12 F16F 7/12 (56) References JP-A-9-109920 (JP, A) JP-A-10-29482 (JP) , A) JP-A-9-277953 (JP, A) JP-A-8-198995 (JP, A) JP-A-4-78773 (JP, A) Jikken 63-3558 (JP, Y2)
Claims (2)
に間隔をおいて配置される内装材と、前記間隔内に配置
されるエネルギ吸収材とを備える車体上部において衝撃
エネルギを吸収する構造であって、 前記エネルギ吸収材は、金属箔の芯材と、この芯材の表
裏にそれぞれ重ね合わされた金属以外の材料のシートと
からなるハイブリッドパイプであり、 このハイブリッドパイプは、前記芯材と前記表裏のシー
トとを軸線方向へ連続的に凹凸状に変形して断面形状が
多角形を呈するように形成され、かつ、軸線の回りでね
じられており、 前記ハイブリッドパイプは、その軸線の方向が衝撃荷重
の方向と交差するように配置され、前記内装材に接着さ
れた、車体上部の衝撃エネルギ吸収構造。An impact energy is absorbed in an upper portion of a vehicle body including a structural member of a vehicle body, an interior material disposed inside the structural member at a distance, and an energy absorbing material disposed within the distance. Wherein the energy absorbing material is a hybrid pipe composed of a core material of a metal foil and a sheet of a material other than metal superimposed on the front and back surfaces of the core material, respectively. And the front and back sheets are continuously deformed in the axial direction into irregularities so that the cross-sectional shape is formed to have a polygonal shape, and twisted around the axis. An impact energy absorbing structure at an upper part of the vehicle body, which is arranged so that the direction intersects the direction of the impact load and is bonded to the interior material.
らなる構造部材と、この構造部材の内方に間隔をおいて
配置される内装材と、前記間隔内に配置されるエネルギ
吸収材とを備える車体上部において衝撃エネルギを吸収
する構造であって、 前記エネルギ吸収材は、金属箔の芯材と、この芯材の表
裏にそれぞれ重ね合わされた金属以外の材料のシートと
からなるハイブリッドパイプであり、 このハイブリッドパイプは、前記芯材と前記表裏のシー
トとを軸線方向へ連続的に凹凸状に変形して形成され、
かつ、軸線の回りでねじられており、 前記ハイブリッドパイプは、その軸線の方向が衝撃荷重
の方向と交差するように、前記ピラーと前記ルーフサイ
ドレールとの交差部に配置された、車体上部の衝撃エネ
ルギ吸収構造。2. A structural member comprising a pillar of a vehicle body and a roof side rail, an interior material disposed inside the structural member at a distance, and an energy absorbing material disposed within the distance. It is a structure that absorbs impact energy in the upper part of the vehicle body, wherein the energy absorbing material is a hybrid pipe including a core material of a metal foil and a sheet of a material other than metal superimposed on the front and back of the core material, This hybrid pipe is formed by continuously deforming the core material and the front and back sheets into an uneven shape in the axial direction,
And, the hybrid pipe is twisted around the axis, and the hybrid pipe is disposed at the intersection of the pillar and the roof side rail so that the direction of the axis intersects the direction of the impact load. Impact energy absorbing structure.
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|---|---|---|---|
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