JP4752629B2 - 自動車の側突荷重伝達構造 - Google Patents

Description

本発明は、側面衝突荷重をシートバックを介して車体側に分散するようにした自動車の側突荷重伝達構造に関する。

自動車では、側面衝突された際に、その時の側突荷重を効率良く車体側に分散させることにより、車体内側壁の潰れを抑制して乗員の生存空間を確保し易くなる。このため、従来ではシートに車幅方向の補強部材を設けるとともに、このシートに車室中央側で車幅方向に対向するコンソールボックスに補強部材を設けて、側突荷重をドア、ドアアームレスト、シートの補強部材およびコンソールボックスの補強部材を介して車体フロアのクロスメンバに分散させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−６７４２７号公報

しかしながら、かかる従来の側突荷重伝達構造では、側突荷重をドアからシートに伝達する過程で、車室内側壁となるドアのインナパネルとドアトリムとの間の空間、およびドアアームレストとシート（シートバック）との間の空間等が存在しており、これら空間やドアトリムおよびアームレスト自体の潰れが加わって、側突荷重をシートバックで受け止める間に荷重伝達ロスが発生し、ひいては、車室側壁、例えばドアが車室内に大きく進入する可能性がある。

そこで、本発明は、車室内側壁とシートバックとの間の空間をシートバックの位置に関わらず埋めるようにして、側突荷重をロス無くシートバックに伝達して車体側に分散することができる自動車の側突荷重伝達構造を提供するものである。

本発明の自動車の側突荷重伝達構造は、少なくとも車幅方向の荷重に対して補強されたシートバックの車室外方側面に設けたシート側荷重受け部と、車室内側壁の前記シートバックに対向する部位に配置され、その車幅方向先端位置を前記シート側荷重受け部の車幅方向先端位置に対応させて前後調整可能な可動支持部を有する車体側荷重受け部と、乗員が着座したシートバック位置を検出し、前記可動支持部を前記シート側荷重受け部に対向する位置に設定するコントローラと、を備え、側面衝突時にシート側荷重受け部と可動支持部とを当接した状態に保持すると共に、前記可動支持部は、通電により硬化する磁性流体を封入して車両前後方向に配列された複数の剛性可変袋体であり、前記複数の剛性可変袋体のうち、前記シート側荷重受け部に対向する剛性可変袋体が通電により硬化されて剛体状となる一方、前記シート側荷重受け部に対向しない剛性可変袋体が柔らかい衝撃吸収部になるように構成したことを最も主要な特徴とする。

本発明の自動車の側突荷重伝達構造によれば、車体側荷重受け部の可動支持部が、シートバックの移動位置に関わらずシート側荷重受け部に対向する位置に設定され、これらシート側荷重受け部と可動支持部とは、それぞれの車幅方向先端位置をそれぞれ対応させてあるので常に接触状態若しくは近接状態となり、車室内側壁とシートバックとの間の空間をこれらシート側荷重受け部と可動支持部とによって埋めることができる。

従って、側面衝突時に車室内側壁が車室内側に変形することに伴ってシート側荷重受け部と可動支持部とは確実に当接して、側突荷重はロス無く可動支持部とシート側荷重受け部を伝って、車幅方向の荷重に対して補強されたシートバックからシートを設置した車体フロアへと分散させることができる。このため、車室内側壁を大きく潰すことなく側突荷重を車体側に分散して、乗員の生存空間を効率良く確保することができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１〜図８は本発明にかかる自動車の側突荷重伝達構造の第１実施形態を示し、図１は側突荷重伝達構造を設置した車室内側部の斜視図、図２はシート側荷重受け部を設けたシートバックのフレーム構造を示す斜視図、図３は車体側荷重受け部の設置部分を示すドアの分解斜視図、図４は車体側荷重受け部の拡大斜視図であり、図５はコントローラを制御するためのフローチャートの説明図、図６は図５のフローチャートで用いる可動支持部の設定位置を決定するマップ、図７は側突荷重伝達構造の通常状態での断面平面図、図８は側突荷重伝達構造の側面衝突状態での断面平面図である。

本実施形態の自動車の側突荷重伝達構造１は、図１に示すようにシートクッション１１およびシートバック１２からなるシート１０と、車室内側壁としてのドア２０との間に設けられており、側突荷重伝達構造１は、少なくとも車幅方向の荷重に対して補強されたシートバック１２の車室外方側面に設けたシート側荷重受け部としての突出部２と、ドア２０の前記シートバック１２に対向する部位に配置され、その車幅方向先端３ｔの位置を前記突出部２の車幅方向先端２ｔの位置に対応させて前後調整可能な可動支持部としての剛性可変袋体１００（図３参照）を有する車体側荷重受け部３と、乗員が着座したシートバック１２の位置を検出し、前記剛性可変袋体１００を前記突出部２に対向する位置に設定するコントローラ４（図３参照）と、を備え、側面衝突時に突出部２と剛性可変袋体１００とを当接した状態に保持するようになっている。

前記シート１０は、一般のシートと同様にシートクッション１１が車体フロア３０の補強部分となるクロスメンバ３１に公知のシートスライダーを介して設置されるとともに、シートバック１２は公知のシートバックリクライナーを介してシートクッション１１に対して傾動可能に連結されている。

前記シート１０は、シートベルト装置１３を組み込んだベルトインシートとして構成され、シートベルト装置１３は、ショルダーベルト１３ａとラップベルト１３ｂとから３点式シートベルトとして構成され、ショルダーベルト１３ａの上端部はシートバック１２の車室外方側上部に挿通して内蔵したリトラクタで巻き取るようになっており、ショルダーベルト１３ａの下端部はタング１３ｃに挿通してラップベルト１３ｂへと連なる。ラップベルト１３ｂの先端部はシートクッション１１の車室外方側部に設けたアンカーに固定し、前記タング１３ｃはシートクッション１１の車室中央側部に設けたインナーバックル１３ｄに係脱可能に係止される。

シートバック１２は、図２に示すように骨格となるシートバックフレーム１２Ｆを備えており、このシートバックフレーム１２Ｆは、左右一対のサイドフレーム１２Ｆａ，１２Ｆｂと、これらサイドフレーム１２Ｆａ，１２Ｆｂの上端部間および下端部間を連結するアッパーフレーム１２Ｆｃ、ロアーフレーム１２Ｆｄと、によって矩形状に構成される。車室外方に配置されるサイドフレーム１２Ｆａは他方のサイドフレーム１２Ｆｂよりも上方に突出していて、その先端部に前記ショルダーベルト１３ａの上端部を挿通するスルーアンカ１３ｅが取り付けられる。そして、前記シートバックフレーム１２Ｆには、車幅方向の補強部材となる筋交い１２Ｆｅが、車室外方のサイドフレーム１２Ｆａの上部から対向するサイドフレーム１２Ｆｂの下部へと結合されている。

この筋交い１２Ｆｅの車室中央側の端部は、フロアパネル３０の中央のフロアトンネルに所要高さに設けられたフロア側補強部材とほぼ同じ高さ位置に設定される。

前記ドア２０は、図３に示すようにドアインナパネル２１を覆ってドアトリム２２が取り付けられ、ドアインナパネル２１にはドアインサイドハンドル２３が設けられるとともに、ドアトリム２２にはアームレスト２４が一体に形成されている。

前記突出部２は、図２に示すように短円柱状に形成され、該突出部２は、前記車室外方のサイドフレーム１２Ｆａの外面上部で、前記筋交い１２Ｆｅの上端部が結合される部位に対応して結合され、この突出部２はシートバックの車室外方側面から車幅方向に所定量だけ突出されている。

一方、前記車体側荷重受け部３は、図３，図４に示すように通電により硬化する磁性流体を封入した剛性可変袋体１００を、車両前後方向に複数配列して構成され、この車体側荷重受け部３を、ドアトリム２２を取り外したドアインナパネル２１の上部、詳細にはドアインナパネル２１の上端部でドアインサイドハンドル２３とドアインナパネル２１の後端との間に取り付けられる。

前記車体側荷重受け部３を詳細に述べると、図４に示すように前記複数（本実施形態では６個）の剛性可変袋体１００と、これら剛性可変袋体１００を取り付ける取付プレート１０１と、図３に示すようにドアトリム２２に設けられて前記剛性可変袋体１００を覆う可撓性のカバー部１０２と、を備えている。

取付プレート１０１は、車両前後方向に長くなる矩形状に形成して、その車室内側面に前記複数の剛性可変袋体１００を車両前後方向に複数配列して取り付けてあり、そして、取付プレート１０１の後端部にはドアインナパネル２１の前端壁面２１ａに結合する折曲部１０１ａを形成してある。

また、前記取付プレート１０１の前記剛性可変袋体１００を取り付けた前端部には、剛性可変袋体１００の剛性変化を制御するコントローラ４を取り付けて、このコントローラ４と前記各剛性可変袋体１００とをリード線５によってそれぞれ接続してある。

前記剛性可変袋体１００は、その組み付け状態でカバー部１０２の内面に略密接させて、車両前後方向から見て車体側荷重受け部３の車幅方向先端３ｔ位置、つまり、前記カバー部１０２の車室内側面の車幅方向位置を、前記突出部２の車幅方向先端２ｔ位置に対向させてある。

また、本実施形態では図１に示すように前記シート１０のシートスライダーにスライド位置センサ６が設けられるとともに、シートバックリクライナーにリクライナー角度センサ７が設けられ、これら各センサ６，７の検出信号が前記コントローラ４に出力され、それぞれの信号からシートバック１２の位置を検知するようになっている。

前記コントローラ４は、図５に示すフローチャートに従って突出部２に対向する剛性可変袋体１００を選択して、その剛性可変袋体１００に通電するように制御する。即ち、イグニッションキーのオンにより制御がスタートすると、まず、ステップＳ１でドア２０の開閉状態を図外のドアスイッチによって確認し、ドア２０が閉じられて所定時間が経過した場合、ステップＳ２でシートスライダーによるシート位置（ＳＬ−ｘ）を読み込み、次いでステップＳ３でシートバックリクライナーによるシートバック１２の傾動角（ＲＥ−ｙ）を読み込む。

そして、ステップＳ４で図６に示すマップから車体側荷重受け部３が突出部２に対応する剛性可変袋体１００の位置Ｂｎ（＝Ｂ１，Ｂ２…Ｂ６）を決定し、ステップＳ５では決定した位置Ｂｎ（本実施形態ではＢ４）の剛性可変袋体１００に通電する。

前記マップは、ＳＬ−ｘとＲＥ−ｙに対応する位置Ｂｎをマトリックスで示してあり、前記突出部２に対向する位置Ｂｎのうち１つまたは２つが選択、つまり、突出部２が２つの剛性可変袋体１００に跨がると判断された場合は２つの位置Ｂｎが選択される。

従って、前記コントローラ４による制御では、乗員がシート１０に着座してドア２０を閉じた後、所定時間、つまり、シートスライダーやシートバックリクライナーを調整する時間が経過すると、コントローラ４は、そのときのシートバック１２位置を検出して突出部２に対向する剛性可変袋体１００の位置Ｂｎを選択して、その選択された１つまたは２つの剛性可変袋体１００が通電により硬化されて剛体状となる。

このとき、選択されなかった剛性可変袋体１００は通電されないため、単に液体が封入された柔らかい袋体の状態が維持される。即ち、図４に示すように車体側荷重受け部３は、これが突出部２に対向した部分、つまり硬化された剛性可変袋体１００以外の部分、つまり硬化されない剛性可変袋体１００が衝撃吸収部１０３となっている。

以上の構成により本実施形態の自動車の側突荷重伝達構造によれば、乗員がシート１０に着座してドア２０を閉じた後、シートクッション１１の位置やシートバック１２の傾動角を調整すると、突出部２に対向する剛性可変袋体１００が硬化される。

このため、突出部２と硬化した剛性可変袋体１００とは、それぞれの車幅方向先端位置２ｔ，３ｔを対応させてあるので、図７に示すように常に接触状態若しくは近接状態となり、ドア２０とシートバック１２との間の空間Ｓをこれら突出部２と剛性可変袋体１００とによって埋めることができる。

従って、図８に示すように側面衝突時にドア２０が車室内側に変形すると、その変形に伴って突出部２と剛性可変袋体１００とはカバー部１０２を介在した状態で確実に当接して、側突荷重Ｆはロス無く前記剛性可変袋体１００と突出部２を伝って、筋交い１２Ｆｅにより車幅方向に補強されたシートバック１２から、該シートバック１２の車体中央側の側部で筋交い１２Ｆｅ端とほぼ同じ高さに配設されている車体フロア３０側の補強部材、およびシート１０を設置したクロスメンバ３１を経由して車体フロア３０へと分散させることができる。このため、ドア２０を大きく潰すことなく側突荷重Ｆを車体側に分散して、乗員Ｍの生存空間を効率良く確保することができる。

また、本実施形態では前記車体側荷重受け部３を、通電により硬化する磁性流体を封入した剛性可変袋体１００が車両前後方向に複数配列されているので、これら複数の剛性可変袋体１００の１つまたは２つを選択して通電することにより硬化して剛体となるので、車体側荷重受け部３に可動部分を設ける必要が無く、構成を簡素化できるとともに、故障を少なくして耐久性を向上することができる。

更に、本実施形態では前記車体側荷重受け部３は、突出部２に対向した硬化された剛性可変袋体１００以外の硬化されない剛性可変袋体１００を衝撃吸収部１０３としたので、図８に示すように側面衝突時に乗員Ｍが慣性力により車室外方に移動して車体側荷重受け部３に干渉した際に、そのときの衝撃を緩和することができる。

図９〜図１１は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図９は車体側荷重受け部の設置部分を示すドアの分解斜視図、図１０は車体側荷重受け部の分解斜視図、図１１は車体側荷重受け部の可動支持部の作動状態を（ａ），（ｂ）に順を追って示す斜視図である。

本実施形態の側突荷重伝達装置１Ａは、図９に示すように第１実施形態と同様に、少なくとも車幅方向の荷重に対して補強されたシートバック１２の車室外方側面に設けた突出部２（図１，図２参照）と、ドア２０の前記シートバック１２に対向する部位に配置され、その車幅方向先端３ｔ位置を前記突出部２の車幅方向先端２ｔ位置に対応させて前後調整可能な可動支持部としてのスライダー１１０を有する車体側荷重受け部３Ａと、を備えている。

また、前記車体側荷重受け部３Ａは、図９に示すように第１実施形態と同様にドアインナパネル２１の上端部でドアインサイドハンドル２３とドアインナパネル２１の後端との間の２点鎖線で囲った部分Ｐに取り付けられ、かつ、ドアトリム２２にはその車体側荷重受け部３Ａに対応する部分に可撓性のカバー部１０２が設けられる。

前記スライダー１１０は、図１０に示すように前後方向に延在するベースプレート１１１に駆動機構１１２を介して移動自在に装着されている。

前記ベースプレート１１１は、全体的に車両前後方向に長くなる矩形状に形成され、その車室内方側には上下両側部にコ字状係止部１１１ａを立ち上げたレール部１１１ｂが設けられるとともに、車室外方側にはドアインナパネル２１に取り付けるためのフランジ部１１１ｃが脚部１１１ｄを介して設けられ、その脚部１１１ｄ間に前記駆動機構１１２を取り付けるための取付スペースＳａが設けられる。

前記スライダー１１０は断面が略Ｅ字状に形成され、その両端折曲部１１０ａ，１１０ｂの先端部に形成した外方折曲部１１０ｃを前記ベースプレート１１１のコ字状係止部１１１ａに係止して離脱防止した状態で、スライダー１１０は前記レール部１１１ｂに沿って車両前後方向に摺動自在となっている。

スライダー１１０の中央突片１１０ｄは、前記レール部１１１ｂの略中央部にベースプレート１１１の長さ方向に沿って形成されたスリット１１１ｅに移動自在に挿入されている。

前記駆動機構１１２は、前記レール部１１１ｂの前端部に取り付けたステップモータ１１３と、前記取付スペースＳａの前端部内に配置されてステップモータ１１３の回転軸１１３ａに固定される駆動ギア１１４と、その取付スペースＳａの後端部内に配置されて支軸１１５に枢支される被動ギア１１６と、駆動ギア１１４と被動ギア１１６とに周回されるコグベルト１１７と、を備え、スリット１１１ｅから挿入した前記スライダー１１０の中央突片１１０ｄの先端部を、コグベルト１１７の下側に固定してある。

また、前記ステップモータ１１３の下側にコントローラ４が結合され、このコントローラ４によってステップモータ１１３の回転方向および回転数を制御するようになっており、ステップモータ１１３により回転する駆動ギア１１４によってコグベルト１１７が被動ギア１１６との間で回転し、これに伴って図１１（ａ），（ｂ）に示すようにスライダー１１０がレール部１１１ｂに沿って移動するようになっている。

また、本実施形態では図１１に示すように前記ベースプレート１１１の略全長に亘って、スライダー１１０の両端折曲部１１０ａ，１１０ｂと中央突片１１０ｄとの間に分離して挿入される衝撃吸収部としての上下一対の衝撃吸収材１１８，１１８ａを取付けてある。

従って、本実施形態によれば、コントローラ４は第１実施形態と同様に図５のフローチャートと略同様の処理を実行してスライダー１１０をシートバック１２の突出部２に対応した位置に移動するようになっている。

即ち、本実施形態では図５のフローチャート中、ステップＳ１〜ステップＳ４は同様の処理が実行され、ドア２０が閉じられた後、シートクッション１１のスライド位置とシートバック１２の傾動角から前記突出部２に対応する位置Ｂｎが選択される。

そして、本実施形態では前記図５のステップＳ５に代えて、決定した位置Ｂｎにスライダー１１０を移動するために、ステップモータ１１３の回転方向および回転数を制御することになる。

このため、本実施形態にあっても乗員Ｍの着座状態で、シートバック１２の突出部２に対向する位置に車体側荷重受け部３のスライダー１１０を移動することができるので、ドア２０とシートバック１２との間の空間Ｓを、突出部２とスライダー１１０とによって埋めることができる。

従って、側面衝突時にドア２０が車室内側に変形すると、その変形に伴って突出部２とスライダー１１０とはカバー部１０２を介在した状態で確実に当接して、側突荷重Ｆを車幅方向に補強されたシートバック１２から車体フロア３０へと分散させることができ、ドア２０を大きく潰すことなく側突荷重Ｆを車体側に分散して、乗員Ｍの生存空間を効率良く確保することができる。

また、本実施形態では前記スライダー１１０を、前後方向に延在するベースプレート１１１に駆動機構１１２を介して移動自在に装着したので、スライダー１１０によってより大きな側突荷重Ｆを確実に支持することができる。

更に、前記ベースプレート１１１の略全長に亘って上下一対の衝撃吸収材１１８，１１８ａを取付けたので、車体側荷重受け部３Ａは、スライダー１１０以外の部分が衝撃吸収部となって、側面衝突時に乗員Ｍが慣性力により車室外方に移動して車体側荷重受け部３Ａに干渉した際に、そのときの衝撃を緩和することができる。

ところで、本発明は前記第１・第２実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

本発明の第１実施形態における側突荷重伝達構造を設置した車室内側部の斜視図。 本発明の第１実施形態におけるシート側荷重受け部を設けたシートバックのフレーム構造を示す斜視図。 本発明の第１実施形態における車体側荷重受け部の設置部分を示すドアの分解斜視図。 本発明の第１実施形態における車体側荷重受け部の拡大斜視図。 本発明の第１実施形態におけるコントローラを制御するためのフローチャートの説明図。 本発明の第１実施形態における図５のフローチャートで用いる可動支持部の設定位置を決定するマップ。 本発明の第１実施形態における側突荷重伝達構造の通常状態での断面平面図。 本発明の第１実施形態における側突荷重伝達構造の側面衝突状態での断面平面図。 本発明の第２実施形態における車体側荷重受け部の設置部分を示すドアの分解斜視図。 本発明の第２実施形態における車体側荷重受け部の分解斜視図。 本発明の第２実施形態における車体側荷重受け部の可動支持部の作動状態を（ａ），（ｂ）に順を追って示す斜視図。

符号の説明

１，１Ａ 側突荷重伝達構造
２ 突出部（シート側荷重受け部）
２ｔ 突出部の車幅方向先端
３，３Ａ 車体側荷重受け部
３ｔ 可動支持部の車幅方向先端
４ コントローラ
６ スライド位置センサ
７ リクライナー角度センサ
１０ シート
１１ シートクッション
１２ シートバック
２０ ドア（車室内側壁）
１００ 剛性可変袋体（可動支持部）
１０３ 衝撃吸収部
１１０ スライダー（可動支持部）
１１１ ベースプレート
１１２ 駆動機構
１１８，１１８ａ 衝撃吸収材（衝撃吸収部）

Claims (2)

1. 少なくとも車幅方向の荷重に対して補強されたシートバックの車室外方側面に設けたシート側荷重受け部と、
   車室内側壁の前記シートバックに対向する部位に配置され、その車幅方向先端位置を前記シート側荷重受け部の車幅方向先端位置に対応させて前後調整可能な可動支持部を有する車体側荷重受け部と、
   乗員が着座したシートバック位置を検出し、前記可動支持部を前記シート側荷重受け部に対向する位置に設定するコントローラと、を備え、
   側面衝突時にシート側荷重受け部と可動支持部とを当接した状態に保持すると共に、
   前記可動支持部は、通電により硬化する磁性流体を封入して車両前後方向に配列された複数の剛性可変袋体であり、
   前記複数の剛性可変袋体のうち、前記シート側荷重受け部に対向する剛性可変袋体が通電により硬化されて剛体状となる一方、
   前記シート側荷重受け部に対向しない剛性可変袋体が柔らかい衝撃吸収部になるように構成したことを特徴とする自動車の側突荷重伝達構造。
2. 前記複数の剛性可変袋体は、車両後方に向かうにつれて徐々に上下方向の高さが大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の自動車の側突荷重伝達構造。

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