CN102442268A

CN102442268A - 冲击吸收体

Info

Publication number: CN102442268A
Application number: CN2011103029436A
Authority: CN
Inventors: 铃木利洋; 棚冈保臣; 玉田辉雄
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Kyoraku Co Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: CN102442268B; JP5603194B2; JP2012076569A; US20120080872A1; US8439400B2

Abstract

本发明提供一种冲击吸收体。该冲击吸收体在受到冲击时能够使对搭乘者的耻骨施加的载荷减小并且能够使冲击吸收体发挥充分的冲击吸收性能。该冲击吸收体是搭载在车的内饰(201)内、用于保护搭乘者(P)的腰部(L)的冲击吸收体，其特征在于，在与搭乘者(P)的耻骨(112)相对应的第一部位(41)，在冲击吸收体(100)受到冲击时所产生的应力为规定的值(例如，2.5kN每100cm²)以下，在与搭乘者(P)的髂骨(113)相对应的第二部位(42)，在冲击吸收体(100)受到冲击时所产生的应力为规定的值(例如，7.0kN每100cm²)以上。

Description

冲击吸收体

技术领域

本发明涉及用于对碰撞时的冲击进行吸收的冲击吸收体。

背景技术

近年来，为了提高汽车的碰撞安全性能，谋求车体的高强度化、气囊的装备等。另外，从节省资源、环境问题等方面考虑，燃料消耗量的减小成为重要事项，为了解决该问题，强烈需求汽车的轻量化，在各个部件中，急速推进从金属向树脂的转换，甚至削减树脂材料的使用量。

另外，近年来，除了要求提高正面碰撞时的安全性能之外，也要求提高侧面碰撞时的安全性能。为了使侧面碰撞时的安全性能提高，车门成为尤其重要的构成部件。因此，为了缓和由汽车的侧面碰撞引起的冲击，在车门板(door panel)与车门内饰(door trim)之间设置有冲击吸收体。

作为上述的冲击吸收体，有将热塑性树脂吹塑成形而成的中空壁构造的冲击吸收体等。例如，在专利文献1(日本专利第3313999号公报)中公开了一种冲击吸收体，该冲击吸收体构成为具有：主体，其呈大致中空立方体形状；一侧的凹状加强筋及另一侧的凹状加强筋，其是通过使该主体的彼此相对的抵接面及支承面分别朝对方凹陷而形成的；接合部，其由两凹状加强筋的顶端抵接而成。

另外，在侧面碰撞时，搭乘者会与车门内饰碰撞，利用设置在该车门内饰内的冲击吸收体来缓和对于搭乘者的冲击，从而保护搭乘者。

但是，在碰撞速度较快等情况下，搭乘者的腰部与车门内饰相撞时，较大载荷经由该车门内饰施加于搭乘者的腰部。此时，有时施加的较大载荷对搭乘者产生影响。鉴于此种情况，需要使碰撞时的对搭乘者施加的载荷减小。

另外，作为先于本发明申请的技术文献，有公开了一种车辆用车门内饰的构造的文献(例如，参照专利文献2：日本特开2004-299632号公报)，该车辆用车门内饰的构造如下述：在与搭乘者的腹部对应的部分实现了与柔软的腹部相对应的缓慢的冲击吸收性，在比较硬的腰部将冲击吸收体的压缩强度设定得较大而实现了较高的冲击吸收性。

在上述专利文献2的车辆用车门内饰的构造中，形成有用于吸收冲击的凹状加强筋8，该凹状加强筋8构成为如下述：在与搭乘者的腹部相对应的部分a，将外壁5与凹状加强筋8的顶端部之间的间隔设为20mm～40mm，并且，在与搭乘者的腰部b相对应的部分，将外壁面5与凹状加强筋8的顶端部近接、抵接或者熔接为小于20mm的间隔。

专利文献1：日本专利第3313999号公报

专利文献2：日本特开2004-299632号公报

在上述专利文献2中，公开了与人体的部位相对应地使冲击吸收性能不同的构造。但是，上述专利文献2是关于车门内饰自身的构造的发明，不是关于用于搭载在车门内饰的内部的冲击吸收体的构造的发明。另外，在上述专利文献2中，设为在腰部实现较强的冲击吸收性，没有考虑到使对构成腰部的耻骨施加的载荷减小这一点。

发明内容

本发明是鉴于上述的情况而做成的，其目的在于提供一种在受到冲击时能够使对搭乘者的耻骨施加的载荷减小并且能够使冲击吸收体发挥充分的冲击吸收性能的冲击吸收体。

为了达成该目的，本发明具有以下的特征。

<冲击吸收体>

本发明的冲击吸收体是设置在车的内饰内、用于保护搭乘者的腰部的冲击吸收体，其特征在于，在与上述搭乘者的耻骨相对应的第一部位，在上述冲击吸收体受到冲击时所产生的应力为规定的值以下；在与上述搭乘者的髂骨相对应的第二部位，上述应力为规定的值以上。

采用本发明，在受到冲击时，能够使对搭乘者的耻骨施加的载荷减小，并且能够使冲击吸收体发挥充分的冲击吸收性能。

附图说明

图1是表示本实施方式的冲击吸收体100的整体构成例的图。

图2是表示本实施方式的冲击吸收体100的表面构成例的图。

图3是表示本实施方式的冲击吸收体100的背面构成例的图。

图4是表示本实施方式的冲击吸收体100的局部的剖面构成例的图。

图5是表示本实施方式的冲击吸收体100的配置例的图。

图6是表示本实施方式的冲击吸收体100的第一壁4侧的构成例的图。

图7是表示构成本实施方式的冲击吸收体100的第一部位41和第二部位42的与压缩载荷相应的变形(变位)的图。

具体实施方式

<冲击吸收体100的概要>

首先，参照图5、图6的(a)说明本实施方式的冲击吸收体100的概要。

本实施方式的冲击吸收体100是搭载在车的车门内饰201内、用于保护搭乘者P的腰部L的冲击吸收体100。本实施方式的冲击吸收体100的特征在于，在与搭乘者P的耻骨112相对应的第一部位41，冲击吸收体100在受到来自搭乘者的冲击时所产生的应力为规定的值(例如，2.5kN每100cm²)以下，在与搭乘者的髂骨113相对应的第二部位，冲击吸收体100在受到来自搭乘者的冲击时所产生的应力为规定的值(例如，7.0kN每100cm²)以上。由此，本实施方式的冲击吸收体100在冲击吸收体100受到冲击时能够使对搭乘者P的耻骨施加的载荷减小，并且能够使冲击吸收体100发挥充分的冲击吸收性能。以下，参照附图详细说明本实施方式的冲击吸收体100。

<冲击吸收体100的构成例>

首先，参照图1～图4说明本实施方式的冲击吸收体100的构成例。本实施方式的冲击吸收体100是通过假设侧面冲击时搭乘者的腰部与车门内饰抵接的位置而设置在车门板与车门内饰之间的、用于有效地保护搭乘者的腰部的冲击吸收体。图1是本实施方式的冲击吸收体100的立体图，图2表示冲击吸收体100的第一壁4侧的表面构成例，图3表示冲击吸收体100的第二壁5侧的表面构成例，图4是冲击吸收体100的剖面构成例、表示沿着图2所示的3A-3A线的剖面构成例。本实施方式的冲击吸收体100将位于搭乘者侧(车门内饰侧)的面设为第一壁4，将位于与搭乘者相反的一侧(车门面板侧)的面设为第二壁5。

本实施方式的冲击吸收体100是将热塑性树脂进行吹塑成形而形成为中空状的冲击吸收体，其具有多个成对的第一凹状加强筋6、7，该第一凹状加强筋6、7是通过使具有中空部2的主体3的彼此相对的第一壁4和第二壁5这两者各自朝对方凹陷而形成的，这些第一凹状加强筋6、7的顶端部彼此抵接而构成了接合部8。

第一凹状加强筋6、7的形状以各种各样的形状构成。另外，如图4所示，第一凹状加强筋6、7自第一壁4的开口端12或者第二壁5的开口端13起向中空部2方向缩径，该缩径角γ为3°～30°，开口端12、13的直径A(参照图2)为10mm～40mm。将第一凹状加强筋6、7以该数值的范围形成时，在搭乘者P的由于碰撞而受到的载荷的作用下，冲击吸收体100随着凹状加强筋6、7的压缩变形而变形，搭乘者P的碰撞时的能量因冲击吸收体100的变形而被消耗，因此，在实验上确认了冲击吸收体100相对于搭乘者P产生的应力被调整为适度、能够使主体3的缓冲效果达到最优。

另外，冲击吸收体100具有多个成对的第二凹状加强筋9、10，该第二凹状加强筋9、10是通过使第一壁4及第二壁5这两者各自朝对方凹陷而形成的，这些第二凹状加强筋9、10的顶端部彼此抵接而构成了接合部11。

第二凹状加强筋9、10的形状以大于第一凹状加强筋6、7的形状构成。另外，如图4所示，第二凹状加强筋9、10也自第一壁4或者第二壁5的开口端14、15起向中空部2的方向缩径，该缩径角γ为3°～30°，开口端14、15的直径B(参照图2)为10mm～80mm，其以大于第一凹状加强筋6、7的开口端12、13的开口区域的开口区域构成。

另外，如图2所示，冲击吸收体100具有连结加强筋21，该连结加强筋21用于将第一壁4侧的第一凹状加强筋6彼此连结起来、或用于将第一凹状加强筋6与第二凹状加强筋9连结起来。连结加强筋21的深度h以3.0mm～15.0mm构成，连结加强筋21的宽度W以2.0mm～5.0mm构成。通过将第一凹状加强筋6彼此连结起来、将第一凹状加强筋与第二凹状加强筋9连结起来，能够使第一凹状加强筋6、第二凹状加强筋9的姿势保持为恒定，能够实现适当的凹状加强筋的压缩变形。

如图4所示，本实施方式的冲击吸收体100具有主体3的总厚度a较厚的第一部位41、51和主体3的总厚度b较薄的第二部位42、52，在第一部位41、51不形成第一凹状加强筋6、7，在第二部位42、52形成第一凹状加强筋6、7，在用于构成第一部位41、51与第二部位42、52之间部分的第三部位43、53形成第二凹状加强筋9、10。总厚度a以50mm～150mm构成，总厚度b以20mm～100mm构成(但是，满足总厚度a＞总厚度b的条件)

本实施方式的冲击吸收体100在第一部位41、51未形成有第一凹状加强筋6、7，在第二部位42、52形成有第一凹状加强筋6、7，在第三部位43、53形成有第二凹部9、10，因此，构成为存在凹状加强筋6、7、9、10的密度(以下，记载为加强筋密度)不同的部位41、51、42、52、43、53。在本实施方式的冲击吸收体100中，第一部位41、51的加强筋密度较低，第二部位42、52的加强筋密度较高，第三部位43、53成为在第一部位41、51的加强筋密度与第二部位42、52的加强筋密度之间的范围内的加强筋密度。

存在加强筋密度各不相同的部位41、51、42、52、43、53时，各个部位41、51、42、52、43、53的作为结构体的压缩强度、刚性及变形量不同。因此，本实施方式的冲击吸收体100能够在第一部位41、51、第二部位41、52、第三部位43、53发挥各自不同的冲击吸收性能。

另外，作为对加强筋密度进行变更的方法，存在对凹状加强筋6、7、9、10的平均间距间隔进行变更的方法。另外，存在对凹状加强筋6、7、9、10的大小(在剖面中的直径)进行变更的方法。

例如，或者缩短第一凹状加强筋6、7的平均间距间隔、或者减小第一凹状加强筋6、7的大小，并在第二部位42、52较多地设置第一凹状加强筋6、7(提高第一凹状加强筋6、7的配置密度)，此时，能够提高第二部位42、52的刚性。相反地，或者加长第一凹状加强筋6、7的平均间距间隔、或者加大第一凹状加强筋6、7的大小，并在第二部位42、52较少地设置第一凹状加强筋6、7(降低第一凹状加强筋6、7的配置密度)，此时，能够降低第二部位42、52的刚性。另外，在本实施方式中，第二部位42、52的加强筋密度能够以将开口端12、13的合计表面积除以用于构成第二部位42、52的第一壁4、第二壁5的表面积而得到的值进行表示。另外，在第一部位41、51、第三部位43、53，也能够以与第二部位42、52同样的计算式求出加强筋密度的值。

另外，在本实施方式的冲击吸收体100中，主体3的总厚度a较厚的第一部位41、51、第三部位43、53的壁厚较薄，主体3的总厚度b较薄的第二部位42、52的壁厚较厚。存在壁厚各不相同的部位41、51、41、52、43、53时，各个部位41、51、41、52、43、53的刚性及变形量不同。因此，本实施方式的冲击吸收体100不仅改变在各个部位41、51、41、52、43、53的加强筋密度，还通过控制各个部位41、51、41、52、43、53的壁厚，能够使各个部位41、51、41、52、43、53的冲击吸收性能的差异显著地不同。

另外，在上述实施方式中，作为冲击吸收体100的调整在碰撞时所产生的应力的调整方法，说明了加强筋密度及壁厚。但是，除了如上述那样同时对加强筋密度和壁厚进行调整之外，还能够一边使加强筋密度在各部位相同一边仅利用壁厚进行产生应力的调整，另外，还能够一边使壁厚在各部位相同一边仅利用加强筋密度进行产生应力的调整。

作为构成主体3的热塑性树脂，能够应用公知的树脂。例如，能够用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃(polyolefin)类树脂、聚苯乙烯、ABS树脂等苯乙烯类树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)等聚酯类树脂、聚酰胺类树脂及这些树脂的混合物等刚性等机械强度较大的树脂构成。

另外，在不损害机械强度(耐冲击性)的范围内，例如，也能够含有氧化硅等填充剂、颜料、染料、热稳定剂、光稳定剂、增塑剂、抗静电剂、阻燃剂、防火剂、抗老化剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防雾剂、润滑剂等在该领域使用的添加剂中的一种或者两种以上。

另外，为了确认侧面碰撞时的安全性能，进行侧面碰撞试验。具体而言，将仿真人偶搭乘在被评价车辆中，根据侧面碰撞时仿真人偶所检测到的伤害值(在腰部的压缩载荷的最大值)，确认了侧面碰撞时的安全性能。用于对腰部的伤害值进行计测的传感器搭载在耻骨部分。

图5示意地表示仿真人偶的搭乘者P就坐于车辆的座椅110的椅垫部110a的状态下的搭乘者P的腰部L。图5的(a)表示侧视图、图5的(b)表示沿着图5的(a)所示的1b-1b线的剖视图。

如图5的(b)所示，在座部110a的侧方配置有用于划分车厢的侧部的车门内饰201。车门内饰201与座椅110及搭乘者P同样以在车辆的前后方向上延伸的方式配置。

在侧面碰撞时，搭乘者P朝向车宽方向、即车门内饰201侧受到惯性力。另外，在其他的车辆等自车门板(车门外板203)侧碰撞那样的情况下，有时车门内饰201以朝向搭乘者P靠近的方式鼓出。在这样的情况下，搭乘者P的腰部L与车门内饰201抵接。

在搭乘者P的腰部L自正侧面与车门内饰201抵接的情况下，自车门内饰201施加在搭乘者P的腰部L的载荷会显示出在该腰部L的骨骼处具有独特的偏重的分布。特别是能够发现被施加在腰部L的初期载荷直接集中到骨盘111的前方(耻骨112)侧的倾向。载荷集中到脆弱的耻骨112时，会对该耻骨112产生影响。

例如，在将某种规定的载荷施加在骨盘111时，尽管在骨盘111的前部(耻骨112侧)及后部(髂骨113侧)施加的载荷大致相同，但在骨盘111的前部(耻骨112侧)的应力也大于在后部(髂骨113侧)的应力。

为了使施加在骨盘111的耻骨112侧的载荷小于施加在骨盘111的髂骨113侧的载荷，需要使在冲击吸收体100的与骨盆111的髂骨112相对应的部位产生的应力小于在与髂骨113相对应的部位产生的应力。另外，为了谋求在侧面碰撞时的腰部L的保护，需要避免在侧面碰撞时的初期阶段较大的冲击瞬间传递到腰部。并且，需要通过侧面碰撞时的初期阶段、中期阶段、后期阶段充分地吸收冲击。

因此，如图5所示，在本实施方式的图1～图4所示的冲击吸收体100中，在假设侧面碰撞时搭乘者P的腰部L与车门内饰201接触的位置并将冲击吸收体100搭载在车门面板(车门内面板202、车门外面板203)与车门内饰201之间的状态下，如图6的(a)所示，在与搭乘者P的耻骨112相对应的第一部位41处，构成为在冲击吸收体100受到冲击时所产生的应力为规定的值(例如，2.5kN每100cm²)以下，在与搭乘者P的髂骨113相对应的第二部位42处，构成为在冲击吸收体100受到冲击时所产生的应力为规定的值(例如，7.0kN每100cm²)以上。

具体而言，第一部位41通过降低加强筋密度而构成为在冲击吸收体100受到冲击时所产生的应力为规定的值(例如，2.5kN每100cm²)以下。另外，第二部位42通过提高加强筋密度而构成为在冲击吸收体100受到冲击时所产生的应力为规定的值(例如，7.0kN每100cm²)以上。由此，冲击吸收体100受到冲击时，能够使施加在骨盘111的前部(耻骨112侧)的载荷小于施加在后部(髂骨113侧)的载荷。结果，能够降低向耻骨112施加的载荷。另外，图6所示的附图标记300表示搭载在耻骨112部分的传感器。另外，附图标记301表示搭乘者P的就坐位置。

另外，在本实施方式的冲击吸收体100中，与耻骨112相对应的第一部位41降低加强筋密度、并且减薄壁厚，与髂骨113相对应的第二部位42提高加强筋密度、并且加厚壁厚，因此，如图7所示，第二部位42在施加冲击时的变形(变位)为20％～40％附近处显示出了初期最大应力(载荷为7.5kN每100cm²)，而第一部位41在直到施加冲击时的变形(变位)为30％～50％附近处的期间内应力平缓地增加，之后显示处了初期最大应力(载荷为2.0kN每100cm²)。因此，本实施方式的冲击吸收体100能够在侧面碰撞的初期阶段利用第二部位42以充分的载荷来吸收冲击，并且，能够将腰部L的与第二部位42相对应的髂骨113部分推向车内侧。另外，在侧面碰撞时的初期阶段减小了在第一部位41产生的应力，因此，能够降低对耻骨112的载荷。另外，在侧面碰撞时的中期阶段、后期阶段能够利用第一部位41和第二部位42以充分的载荷来吸收冲击。另外，图7是表示将冲击吸收体100放入碰撞试验机中而得到的图表，是使具有70mm×70mm的载荷面积的冲击器(impactor)碰撞第一部位41，使具有200mm×140mm的载荷面积的冲击器碰撞第二部位42，将冲击器所受到的载荷换算成100cm²当量进行表示的图表。

另外，本实施方式的冲击吸收体100在主体3的总厚度a较厚的第一部分41、51不形成第一凹状加强筋6、7，只在主体3的总厚度b较薄的第二部分42、52形成第一凹状加强筋6、7。另外，能够利用壁厚较厚、并且不易凹陷的第二部位52以充分的载荷来吸收冲击，并且，能够将腰部L的与第二部位42相对应的髂骨113部分向车内侧推。另外，由于减小了在壁厚较薄、易于凹陷的第一部位41产生的应力，因此能够降低对耻骨112施加的载荷。另外，在由冲击引起的应力到达第二部分52的中期阶段、后期阶段，提高冲击吸收体100的刚性，使冲击吸收体100发挥较大的冲击吸收效果，能够利用第一部位51和第二部位52以充分的载荷来吸收冲击。

另外，本实施方式的冲击吸收体100在用于构成第一部位41、51与第二部位42、52之间部分的第三部位43、53形成有第二凹状加强筋9、10。因此，能够防止冲击吸收体100的局部的变形，在第三部位43、53有效地对在第一部位41、51和第二部位42、52的冲击时的载荷曲线的变动进行抑制，能够有效地发挥冲击吸收效果。

另外，图1～图4所示的冲击吸收体100构成了图6的(a)所示那样的部位41、42、43，但本实施方式的冲击吸收体100只要构成为，在与搭乘者P的耻骨112相对应的第一部位41，在冲击吸收体100受到冲击时所产生的应力为规定的值(例如，2.5kN每100cm²)以下，在与搭乘者P的髂骨113相对应的第二部位42，在冲击吸收体100受到冲击时所产生的应力为规定的值(例如，7.0kN每100cm²)以上，并具有用于划分出该第一部位41与第二部位42之间部分的第三部位43，就不限定于图6的(a)所示的结构，例如，也能够构成为图6的(b)所示那样的结构。即、用于构成第一部位41与第二部位42之间部分的第三部位43的形状不被特别地限定，只要能够用于划分第一部位41与第二部位42之间就能够以任意的形状来构成。但是，第三部位43构成为其应力的值为在第一部位41的应力的值与在第二部位42的应力的值之间的范围内的值(2.5kN～7.0kN每100cm²)

<本实施方式的冲击吸收体100的作用·效果>

这样，在本实施方式的冲击吸收体100中，在与搭乘者P的耻骨相对应的第一部位41，冲击吸收体100受到冲击时所产生的应力为规定的值(例如，2.5kN每100cm²)以下，在与搭乘者P的髂骨相对应的第二部位42，所产生的应力为规定的值(例如，7.0kN每100cm²)以上。由此，在冲击吸收体100受到冲击时，能够使施加在骨盘111的前部(耻骨112侧)的载荷小于施加在后部(髂骨113侧)的载荷。结果，能够降低对耻骨112施加的载荷，并且，能够使冲击吸收体100发挥充分的冲击吸收性能。

另外，上述的实施方式是本发明的最佳的实施方式，本发明的范围并非仅限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内在实施有各种各样的变更的方式下实施。

例如，在上述的实施方式的冲击吸收体100中，将第一凹状加强筋6、7和第二凹状加强筋9、10在中央处熔接，形成接合部8、11。但是，不是必须将第一凹状加强筋6、7、第二凹状加强筋9、10在中央处熔接，例如，还能够在第一壁4、第二壁5的壁面处进行熔接。

另外，在上述的实施方式中，以设在车门内饰201内的冲击吸收体100为例进行了说明，但是，本发明的技术思想还能够应用于设在车身侧部内饰、地板内饰等车的内饰内的冲击吸收体。

Claims

1.一种冲击吸收体，该冲击吸收体设置在车的内饰内、用于保护搭乘者的腰部，其特征在于，

在与上述搭乘者的耻骨相对应的第一部位，在上述冲击吸收体受到冲击时所产生的应力为规定的值以下；

在与上述搭乘者的髂骨相对应的第二部位，上述应力为规定的值以上。

2.根据权利要求1所述的冲击吸收体，其特征在于，

构成上述第一部位和上述第二部位之间部分的第三部位的上述应力的值为在上述第一部位的上述应力的值和上述第二部位的上述应力的值之间的范围内的值。

3.根据权利要求1或2所述的冲击吸收体，其特征在于，

上述冲击吸收体包括：

主体，其具有中空部；

凹状加强筋，其是通过使上述主体的彼此相对的第一壁和第二壁分别朝对方凹陷而形成的；

接合部，其由上述凹状加强筋的顶端抵接而形成；

上述第一壁位于上述搭乘者侧，其至少具有上述第一部位和上述第二部位；

上述第二部位的每单位面积的上述凹状加强筋的配置密度高于上述第一部位的每单位面积的上述凹状加强筋的配置密度。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的冲击吸收体，其特征在于，

上述第二部位的壁厚厚于上述第一部位的壁厚。

5.根据权利要求3或4所述的冲击吸收体，其特征在于，

上述第一部位未配置有上述凹状加强筋。

6.根据权利要求3～5中的任意一项所述的冲击吸收体，其特征在于，

上述凹状加强筋具有第一凹状加强筋和第二凹状加强筋，该第一凹状加强筋以规定的开口区域构成，该第二凹状加强筋的开口区域大于上述第一凹状加强筋的开口区域；

上述第二部位配置有上述第一凹状加强筋，上述第三部位配置有上述第二凹状加强筋。

7.根据权利要求6所述的冲击吸收体，其特征在于，

该冲击吸收体具有连结加强筋，该连结加强筋用于将上述第一凹状加强筋彼此连结起来、或者、用于将上述第一凹状加强筋和上述第二凹状加强筋连结起来。