JP3480252B2 - 自動車用内装エネルギ吸収構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用内装部品
に係わるもので、特にピラーパネルやルーフレール等と
いった車両のパネルを覆うように配置する非金属製の内
装部材によって衝撃エネルギを吸収する自動車用部品に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車室内側のパネルに取
り付けられているピラーガーニッシュと前記パネルとで
囲まれた空間に、衝撃吸収体を設けた構造が知られてお
り、その一例としては、特開平８−１１９０４７号公報
に示されているようなものがある。この特開平８−１１
９０４７号公報で提案されている衝撃エネルギ吸収構造
は、ブロー成形で作られた中空の構造体であったり、リ
ブを格子状にした構造体等である。かかる衝撃エネルギ
吸収構造を図１７、図２０に示す。

【０００３】図17に示す車体構造は、ピラーＰがアウタ
パネルＰo、インナパネルＰi及びレインフォースＰrで
構成されており、これらのフランジを重ね合わせてスポ
ット溶接で接合してなり、一方のフランジ部にはゴム性
のシール材30が設置されている。該ピラーＰの車室内側
にはピラーガーニッシュ10が配置されており、ピラーガ
ーニッシュ10とインナパネルＰiとの間には熱可塑性樹
脂のブロー成形によって製造された中空のエネルギ吸収
体20が設置されている。このピラーガーニッシュ10は、
図示しないクリップ等の締結手段によりエネルギ吸収体
20を介してピラーＰに取り付けられている。図中番号Ｇ
はウィンシールドガラスである。また、図20に示す車体
構造では、エネルギ吸収体21が熱可塑性樹脂により射出
成形等で製造された縦リブ22と横リブ23の交差よりなる
格子状のリブ構造体によって構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図17の
ような従来技術によれば、車室内40側からガーニッシュ
10に所定値以上の押圧衝撃荷重F1が加わったときの衝撃
吸収状況は、ブロー成形でつくられた中空の構造体の閉
断面が徐々に潰れることによってエネルギを吸収するた
め、このエネルギ吸収体20が示す反力は徐々に上昇して
いくことになる。このような場合の衝撃波形（時間−反
力（荷重）曲線）を図18に示し、また、この衝撃荷重を
受けたときのストローク量と荷重との関係を図19に示
す。図18に示すような後三角形状の衝撃波形では、初期
のエネルギ吸収量が低く、後ろのピークを下げるために
は衝撃エネルギ吸収過程において十分なストロークが必
要となる。その結果として、実際の内装構造において
は、ピラーガーニッシュ10とインナパネルＰi との間隔
を十分必要とすることになる。すなわち、前記ピラーＰ
部のインナパネルＰiの面に対して、前記ピラーガーニ
ッシュ10が車室内40側に張り出すことになるので、車室
内40側の居住する乗員に圧迫感を与えるおそれがある。

【０００５】また、車室内40側に張り出している前記ピ
ラーガーニッシュ10が乗員の乗降時の妨げとなるおそれ
がある。更に、車室内40側に張り出している前記ピラー
ガーニュシュ10が車室内40側から図示しない車外を乗員
が見る際、視界を狭めるおそれがある。

【０００６】一方、図20のような格子状のリブ構造の場
合の衝撃波形は、図21、図22に示すような、ほぼ矩形状
の波形を示すようになり、上述のような後三角形状の波
形を示すものよりはストロークを必要としないが、衝撃
エネルギを格子状のリブ構造からなるエネルギ吸収体の
変形でのみ吸収する構成としているため、やはりピラー
ガーニッシュ10の張出量が多く、更なるストロークの軽
減が望まれていた。また、図20のような格子状のリブ特
有の問題として、リブが十字に交差しているため、衝撃
荷重を受けてリブが潰れたときに交差した部位でリブが
つぶれ残ってしまい、衝撃エネルギ吸収のためのストロ
ークを有効に使用していないという問題があった。

【０００７】そこで、本発明は、以上のような点に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、ガーニッ
シュ本体の厚み寸法が少なくても、衝撃減速度のエネル
ギ吸収効率が良い自動車用内装エネルギ吸収構造を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両のパネル
と、このパネルの車室内側に離隔固定される車両用内装
材との間に配置されるエネルギ吸収体からなるエネルギ
吸収構造であって、前記エネルギ吸収体は、内装材の裏
面に沿う板状の支持部材と、この支持部材に背面を突き
合わせて一体に成形した固定端部及びこの固定端部から
車両のパネルに向けて延びる自由端部を有し前記支持部
材の長手方向に沿い間隔を開けて平行に複数枚配列した
１列又は２列以上のエネルギ吸収リブからなり、前記エ
ネルギ吸収リブは、前記支持部材の長手方向に沿う間隔
が前記車両のパネルと前記内装材との間隔よりも大きい
間隔を有し、押圧衝撃荷重を受けた際に、該エネルギ吸
収リブの自由端部が前記車両のパネルの面にぶつかり初
期反力を発生させ、前記固定端部を軸とする倒れ込みと
これに引き続く車両のパネルへの底付きにより二山の衝
撃波形を形成して衝撃エネルギを吸収するものである、
ことを特徴とする自動車用内装エネルギ吸収構造であ
る。本発明においては、前記パネルが、それぞれの端部
に形成したフランジにて接合したアウタパネルとインナ
パネルからなり、前記エネルギ吸収体の前記フランジに
接する一部位に、前記フランジに対する係合部材を形成
したことを特徴とする自動車用内装エネルギ吸収構造で
ある。また、本発明においては、前記内装材と前記エネ
ルギ吸収リブとの突き合わせ部位における片側当たりの
曲率半径Ｒが１．０ｍｍ以下になることを特徴とする自
動車用内装エネルギ吸収構造である。

【０００９】

【発明の効果】本発明の自動車用内装エネルギ吸収構造
は、エネルギ吸収体を、内装材の裏面に沿う板状の支持
部材と、この支持部材に背面を突き合わせて一体に形成
した固定端部及びこの固定端部から車両のパネルに向か
って延びる自由端部を有し前記支持部材の長手方向に沿
い間隔を開けて平行に複数枚配列した１列又は２列以上
のエネルギ吸収リブとにて構成するようにしたから、衝
撃荷重を受けたときの初期段階からエネルギ吸収量が高
く、かつ車体の曲げ剛性をもエネルギ吸収に活用するこ
とができることから、短いストロークで良好な衝撃吸収
が可能となる。また、従来技術のようにリブが格子状で
はないため、衝撃荷重を受けたときにこの格子点で潰れ
残りが生じることもない。よって、実際の内装構造にお
いても内装材とパネルとの間隔を効果的に小さくするこ
とができる。

【００１０】また、本発明では相互隣接するリブの間隔
が前記パネルと内装材との間隔よりも大きいことから、
エネルギ吸収リブが衝撃を受けてリブと支持部材との突
き合わせ部を軸として倒れるときに、隣接相互のリブが
干渉することがなく、衝撃エネルギ吸収のためのストロ
ークを有効に活用することができる。

【００１１】さらに、エネルギ吸収リブと支持部材との
突き合わせ部の曲率半径Ｒが1.0 mm以下、好ましくは0.
5 mm以下であることから、エネルギ吸収リブが衝撃を受
けてリブと支持部材との突き合わせ部を軸として倒れる
ことが顕著におこり、衝撃吸収ストロークの軽減に有効
に寄与する。また、本発明は、パネルがアウタパネルと
インナパネルとをそれぞれの端部に形成したフランジに
て接合してなる場合において、このパネルのフランジ部
に対する係合部材を形成していることから、パネルに対
して簡便に取り付けることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明による前述した構成とする
ことより次のような作用を奏する。本発明は、エネルギ
吸収体によるエネルギ吸収と、その後に続く車体の構造
部材の曲げ変形によるエネルギ吸収を時間的に分離し、
両者を有効に使用することで、内装材の厚み寸法が少な
くても、衝撃減速度のエネルギ吸収効率が良い自動車用
内装エネルギ吸収構造を得る。

【００１３】横方向に配置されたエネルギ吸収リブと、
このリブと直交してこのリブの片側面に接続する一枚の
支持部材とにより形成されているエキルギ吸収体は、初
期の衝撃荷重に対しある程度の反力を保持するが、衝撃
荷重が所定の反力値以上になるとリブが支持部材との突
き合わせ部を回動軸として倒れることにより反力が除か
れる。このとき、本発明では隣接相互のリブ間隔が、車
体の構造部材の車室内側パネルと内装材によって囲まれ
る空間の距離よりも広くなっており、また、前記リブと
前記支持部材との突き合わせ部がＲ1.0 mm以下となって
いることにより、リブの倒れがより顕著におこり、反力
の落ち込みが大きくなる。その後、変位の進行に伴い、
倒れたリブが車体に底付くことにより衝撃荷重が再び上
昇する。この現象の模式的な衝撃波形を図11に示す。か
かる波形を二山波形と称する。

【００１４】図１に、従来技術の衝撃波形である後三角
波形及び矩形波形、本発明の衝撃波形である二山波形の
三種類の波形について、エネルギ吸収量が同等、かつ平
均減速度が同等である衝撃波形を模式的に示している。
また、図２には、これらの３種類の波形のストローク量
の違いを示す。図２に示されるストローク量をみて明ら
かなように、衝撃波形を二山波形にすることにより、エ
ネルギ吸収量が同等で、平均減速度が同等であっても、
ストローク量を低減できることを発明者らは見いだし、
その二山波形を実現するために研究開発を進めた結果、
本発明に従う、一山目をリブの反力で形成し、谷をリブ
の倒れにより形成し、二山目を車体の曲げ剛性により形
成して、有効にエネルギ吸収を行うという二山波形制御
のエネルギ吸収体構造とした。以上のことにより、ガー
ニッシュの厚みを薄くでき、ガーニッシュの厚みを薄く
することにより、車両における視界性、居住性、乗降性
が向上する。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を用いてより
具体的に説明する。図３に示すような車両のセンターピ
ラーに、本発明の自動車用内装エネルギ吸収構造を適用
した一例を、図３のＡ−Ａ断面にて図４に示す。図４に
おいては、車体のピラーＰがアウタパネルＰo とインナ
パネルＰi とをそれぞれの端部に形成したフランジにて
接合してなり、フランジ部にはそれぞれゴム性のシール
材60が取り付けられている。

【００１６】 ピラーＰとピラーガーニッシュ５０との
間には、エネルギ吸収体７０が設置されており、このエ
ネルギ吸収体７０は熱可塑性の樹脂（例えばオレフィン
系の樹脂材等）から、例えば射出成形で作製される。こ
のエネルギ吸収体７０は、その要部を図５に斜視図で示
すように、エネルギ吸収リブ７１と図４に示すピラーガ
ーニッシュ５０の裏面に沿う板状の支持部材７２からな
っている。エネルギ吸収リブ７１は支持部材７２に背面
を突き合わせて一体に形成した固定端部及びこの固定端
部からインナパネルＰｉに向けて延びる自由端部を有し
前記支持部材７２の長手方向に沿い間隔Ｄを開けて平行
に複数枚配列されている。また、エネルギ吸収体７０の
フランジに接する一部位には、横断面が概略コの字形状
の部材を突設して、パネルのフラジ部に対する係合部材
７３としている。この係合部材７３とともにシール部材
６０を車体のピラーＰに取り付けている。

【００１７】 以上の構成の実施例において衝撃を吸収
する要領を説明すると、まず、図６に示すように、前記
ピラーガーニッシュ５０に、車室内８０側より所定値以
上の押圧衝撃荷重Ｆ_１を受けた際には、前記リブ７１の
自由端部７１ａが前記パネル部ＰのインナパネルＰｉの
面にぶつかり、図７にストローク量−反力曲線を示すよ
うに初期反力９０が発生する。

【００１８】次に、図８に示すように、前記リブ71は、
固定端部を軸として倒れることにより、図９に示すスト
ローク量−反力曲線のように初期反力90は減少する。そ
して、図10に示すように、前記リブ71の自由端部71a が
前記パネル部ＰのインナパネルＰi によって座屈し、前
記パネル部ＰのインナパネルＰi に底付くことで、図11
に示すストローク量−反力曲線のように、再び反力91が
高まり、続いて減衰する。このように本発明の構成とし
ピーク90及び91を有する二山波形の衝撃波形に制御する
ことができ、そして二山波形にすることにより、エネル
ギ吸収ストロークを短くすることができる。

【００１９】また、車室内側にリブ71を拘束する支持部
材72が形成されているため、支持部材がない場合と比較
して約２倍の初期反力90を得ることができる。ここに、
図12(a) に示す初期反力が異なる三種の二山波形につい
て、必要ストローク量を調べた結果を同図(b) に示すよ
うに、初期反力を高めることでエネルギ吸収体の吸収ス
トロークを減少することができ、エネルギ吸収効率を上
げることができるために有利である。結果としてインナ
パネルＰi とピラーガーニッシュ50との間隔Ｄ ₂ を、よ
り小さく抑えることができるからである。

【００２０】また、リブ間隔Ｄ₁ をインナパネルＰi と
ピラーガーニッシュ50との間隔Ｄ₂（図４に図示）より
大きくすることが必須である。というのは、このリブ間
隔Ｄ ₁ がインナパネルＰi とピラーガーニッシュ50との
間隔Ｄ₂ より狭いと、リブが倒れたときに隣同士のリブ
が干渉していまい、衝撃変形ストローク中にリブのつぶ
れ残りが発生してしまう。これがエネルギ吸収体70の吸
収効率が減少させ、結果としてエネルギ吸収効率を上げ
るためにインナパネルＰi とピラーガーニッシュ50との
間隔Ｄ₂ を長くする必要がでてきてしまうためである。

【００２１】更に、図13に示すように、リブ71と支持部
材72との突き合わせ部位の曲率半径Ｒを片側当たり1.0
mm以下、好ましくは0.5 mmにすることにより、二山波形
における谷の高さを低く抑えることができる。図14に、
谷の高さの異なる３種の二山波形について、衝撃時の減
速度の時間的変化（同図(a) ）及びストローク量と減速
度との関係（同図(b) ）を調べた結果を示すとおり、二
山波形における谷の高さを低く抑えることでエネルギ吸
収体の吸収ストロークを減少し、エネルギ吸収効率を上
げることが可能となる。結果としてインナパネルＰi と
ピラーガーニッシュ50との間隔Ｄ₂ を小さく抑えること
ができる。

【００２２】また、図５に示すように、車体のパネル
（ピラーＰ）とエネルギ吸収体70とが横断面コの字形状
の係合部材73によって強固に結合されることから、ピラ
ーガーニッシュ50にエネルギ吸収体を取り付けるための
特別な係止構造が不要となり、簡便な取り付けが可能と
なる。図示した例では、この係合部材73が支持部材72と
接続するため、衝撃吸収リブ71の倒れ込みの障害とはな
らない。

【００２３】次に、本発明の自動車用内装エネルギ吸収
構造を、図３に示した車両のルーフサイドに適用した実
施例を図３のＢ−Ｂ断面で図15に示す。図15において、
アウターパネルＳo とインナーパネルＳi とを相互に閉
断面構造を形成するように両者の縁部同士を接合してサ
イドルーフレールＳが構成されており、その車室内側、
つまりインナーパネルＳi 側には内装材であるヘッドラ
イニング100 がインナーパネルＳi と距離をおいて配設
されている。また、アウターパネルＳo とインナパネル
Ｓi とが相互に接合するフランジ部には、ヘッドライニ
ング100 と車体の隙間を隠すためのゴム製のシール材61
が取り付けられている。

【００２４】 サイドルーフレールＳとヘッドライニン
グ１００との間には、エネルギ吸収体７４が設置されて
おり、このエネルギ吸収体７４のエネルギ吸収リブ７５
は、図１６に斜視図で示すように、サイドルーフレール
Ｓの長手方向に対し直交する方向に延びており、かつ、
該サイドレルーフレールＳの長手方向に沿い間隔Ｄ１で
平行に複数枚配列されている。また、このエネルギ吸収
リブ７５とヘッドライニング１００とが接する面（車室
内側）には、ヘッドライニング１００の裏面に沿って支
持部材７６が形成されており、エネルギ吸収リブ７５は
支持部材７６にその背面を突き合わせて一体に形成され
ている。また、エネルギ吸収体７４の長手方向の一部位
のフランジに接する部位には、前記フランジを包み込む
形状で係合部材７７が形成されており、シール部材６１
によって車体のサイドルーフレールｓに取り付けられて
いる。かかる図１５に示すサイドルーフレールに適用し
たエネルギ吸収構造の作用効果は、図４に示したセンタ
ーピラーに適用した場合と同じである。

【００２５】以上の実施例で説明したように、この発明
に従い、ピラーガーニッシュなどの内装材と車体構造
（パネル）との間にエネルギ吸収体を設置し、その構成
をピラーの長手方向に対し直角方向にリブを所定の間隔
で設置して、そのリブの車室内側にピラーガーニッシュ
に沿って支持部材を設置し、リブと一体に形成する構成
とすることで、エネルギ吸収を効率的に行うことがで
き、ストローク量が少なくできる。結果として、ガーニ
ッシュの厚み寸法を抑えることができる構造を実現でき
る。かくして、ガーニッシュの寸法を薄くすることによ
り、車両における、視界性、居住性、乗降性を向上させ
ることができる。また同時に、傷つき性、見栄えを考慮
したガーニッシュを提供することができる。なお、リブ
の初期反力をさらに増加させるために、潰れに対して影
響の少ない横リブの端部にエネルギ吸収体の長手方向に
リブを追加させても同様な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】後三角波形、矩形波形及び二山波形の三種類の
衝撃波形について、減速度の時間変化を示す模式図であ
る。

【図２】後三角波形、矩形波形及び二山波形の三種類の
衝撃波形について、減速度のストローク変化を示す模式
図である。

【図３】自動車の車体上部構造を示す概略図である。

【図４】本発明の一実施例の断面図である。

【図５】本発明の一実施例の組みつけを示す図である。

【図６】実施例において押圧衝撃荷重が加わった状況の
説明図である。

【図７】押圧衝撃荷重が加わった場合の衝撃からの経過
時間と頭部減速度との相関を示す図である。

【図８】実施例において図６からさらに押圧衝撃荷重が
加わった状況の説明図である。

【図９】押圧衝撃荷重が加わった場合の衝撃からの経過
時間と頭部減速度との相関を示す図である。

【図１０】実施例において図８からさらに押圧衝撃荷重
が加わった状況の説明図である。

【図１１】押圧衝撃荷重が加わった場合の衝撃からの経
過時間と頭部減速度との相関を示す図である。

【図１２】三種の二山波形のエネルギ吸収効率を説明す
る模式図である。

【図１３】本発明のエネルギ吸収体の拡大図である。

【図１４】三種の二山波形のエネルギ吸収効率を説明す
る模式図である。

【図１５】本発明の他の実施例の断面図である。

【図１６】本発明の他の実施例の組み付けを示す図であ
る。

【図１７】従来例の断面図である。

【図１８】従来例の時間−荷重特性を示す図である。

【図１９】従来例のストローク−荷重特性を示す図であ
る。

【図２０】他の従来例を示す断面図である。

【図２１】他の従来例の時間−荷重特性を示す図であ
る。

【図２２】他の従来例のストローク−荷重特性を示す図
である。

【符号の説明】

70 エネルギ吸収体 71 エネルギ吸収リブ 72 支持部材 73 係合部材 74 エネルギ吸収体 75 エネルギ吸収リブ 76 支持部材 77 係合部材

フロントページの続き (72)発明者 吉川 聡 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−119047（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−217868（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−72643（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−68149（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/00 - 21/04 B62D 25/04 - 25/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のパネルと、このパネルの車室内側
   に離隔固定される車両用内装材との間に配置されるエネ
   ルギ吸収体からなるエネルギ吸収構造であって、前記エネルギ吸収体は、内装材の裏面に沿う板状の支持
   部材と、この支持部材に背面を突き合わせて一体に成形
   した固定端部及びこの固定端部から車両のパネルに向け
   て延びる自由端部を有し前記支持部材の長手方向に沿い
   間隔を開けて平行に複数枚配列した１列又は２列以上の
   エネルギ吸収リブからなり、 前記エネルギ吸収リブは、前記支持部材の長手方向に沿
   う間隔が前記車両のパネルと前記内装材との間隔よりも
   大きい間隔を有し、押圧衝撃荷重を受けた際に、該エネ
   ルギ吸収リブの前記自由端部が前記車両のパネルの面に
   ぶつかり初期反力を発生させ、前記固定端部を軸とする
   倒れ込みとこれに引き続く車両のパネルへの底付きによ
   り二山の衝撃波形を形成して衝撃エネルギを吸収するも
   のである、 ことを特徴とする自動車用内装エネルギ吸収
   構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動車用内装エネルギ吸
   収構造において、前記パネルが、それぞれの端部に形成したフランジにて
   接合したアウタパネルとインナパネルからなり、 前記エネルギ吸収体の前記フランジに接する一部位に、
   前記フランジに対する係合部材を形成したことを特徴と
   する自動車用内装エネルギ吸収構造。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の自動車用内装エ
   ネルギ吸収構造において、 前記内装材と前記エネルギ吸収リブとの突き合わせ部位
   における片側当たりの曲率半径Ｒが１．０ｍｍ以下にな
   ることを特徴とする自動車用内装エネルギ吸収構造。