JP2003202044A - 特に自動車に用いられる変形要素 - Google Patents

特に自動車に用いられる変形要素

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】変形パス対変形力のグラフがそれぞれの必要条
件に適応することができる変形要素を提供する。 【解決手段】変形要素、特に自動車に用いられる変形要
素が、第１のベース部１０と第２のベース部１２とを有
する。前記第１ベース部１０は、該第１ベース部１０か
ら先細になり始める少なくとも一つの突出部１４を含
む。前記第２ベース部１２は、該第２ベース部の前方側
面から後方側面へ先細になり且つ前記突出部と関連する
少なくとも一つの凹部１６を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、変形要素、特に
自動車に用いられる変形要素に関する。
【０００２】
【従来の技術】変形要素は、運動エネルギーを変形要素
の材料の塑性変形に変えるために、例えば、バンパ、内
部ライニングなど、車体のさまざまな部分において、利
用される。このような方法で、例えば、車両と障害物の
間の衝突、または、自動車乗員の体の部位と車両の内部
ライニングの間の衝突によるマイナスの効果が低減され
る。
【０００３】より詳細には、衝突の場合にできる限り大
きな表面積にわたって効果を及ぼすシート状の変形要素
が知られている。この場合に不利な点は、変形パスの機
能としての変形力の流れ（コース）が不十分な範囲にし
か影響を与えることができないことである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本願発明
の目的は、変形パス対変形力のグラフがそれぞれの必要
条件に適応することができる変形要素を提供することで
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的のために、第１
のベース部および第２のベース部を有し、前記第１ベー
ス部は、該第１ベース部から先細になり始める少なくと
も一つの突出部を含み、第２ベース部は、該第２ベース
部の前方側面から後方側面へ先細になり且つ前記突出部
に関連する（結合される）少なくとも一つの凹部を含む
変形要素が、本願発明により提供される。この変形要素
は、前記２つの部分を互いに対して移動させ、一方の部
分が他方の部分に入り込むとともに塑性変形生じること
によって、エネルギー変換をするという基本的な思想に
基づいている。変形パス対変形力のグラフは、第１ベー
ス部の突出部及び第２ベース部の凹部の幾何学的形状を
選択することによって、非常に簡単な方法で調節される
ことができる。このグラフは、突出部および第２ベース
部が作られる材料の選択によっても影響され得る。
【０００６】本願発明の好ましい実施形態によれば、突
出部は先端を切り取った円錐の形状を有し、凹部は同様
に先端を切り取った円錐の形状を有する変形要素が提供
される。円錐形状は、２つのベース部の間で自動の心出
しが行われる利点を提供する。さらに、テーパの角度の
適切な選択によって、変形パス対変形力のグラフは望ま
しいように調節され得る。
【０００７】突出部および凹部に先端を切り取った円錐
の形状を与える代わりに、角錐台またはさらに不規則な
形状が利用され得る。
【０００８】好ましくは、突出部の側面および突出部の
中央の軸が凹部の側面および凹部の中央の軸より大きい
角度を含む変形要素が提供される。このようにして、突
出部が凹部へ侵入する間、変形パスの増大と共に突出部
および凹部の断面の差が大きくなるので、比較的極度に
増大する変形力がもたらされる。
【０００９】同様に、突出部および凹部のテーパの角度
が変化する（異なる）ことが可能である。これは、変形
パスの機能として、変形力の流れを変更するという更な
る可能性に結びつく。
【００１０】２つのベース部は、プレートの様に形成さ
れることができ、それぞれ、複数の突出部および複数の
凹部を含むことができる。シート状の変形要素はこのよ
うにして達成されることができる。そして、シート状の
変形要素は高い変形力に利用することが可能である。変
形力はまたベース部に沿って変わることができ、例え
ば、変形力は一方の半分で他の半分より大きくなること
ができる。これは、乗員の頭部のための衝撃保護として
の用途に利用でき、背が高く相応して重量がある自動車
乗員の頭部との接触がありえる範囲には、より背が低く
相応してより低い体重を有する自動車乗員の頭部との接
触がありえる範囲より高い変形力が与えられる効果をも
たらす。
【００１１】本願発明の好ましい実施形態によれば、第
２のベース部が突出部の材料より軟質な材料からできて
いるように、提供される。これにより、容易に制御する
ことができる変形挙動が可能になる。
【００１２】本発明の有益なデザインは、従属の請求項
から明らかとなるであろう。
【００１３】添付の図面において例示される好適な実施
形態によって、本願発明を以下に説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１には、第１のベース部１０と
第２のベース部１２とを備える変形要素５が示される。
第１および第２のベース部は概ねプレートの形状に形成
され、例えば、車両のボディ部とライナの間に、あるい
は、車体とバンパの間に、配置されることができる。
【００１５】第１のベース部１０は、先端を切り取った
円錐の形状をした複数の突出部１４を備えている。した
がって、突出部は、最下部面の領域Ｇ（図３を参照のこ
と）と前端面Ｖ１とテーパの角度αとを有する。示され
た実施形態には、６つの隣接した突出部が提供されてい
るが、より大きい又はより小さい数の突出部がそれぞれ
の要件に従って利用され得る。
【００１６】第２のベース部１２は、複数の凹部１６を
有し、これらの凹部の各々が第１のベース部の対向する
突出部１４と関連している。凹部１６はそれぞれテーパ
の角度βと共に前方面の領域Ｖ２及び底部（最下部）の
領域Ｂを有する。
【００１７】突出部１４のテーパの角度αは、凹部１６
のテーパの角度βより大きいように選択される。さら
に、突出部１４の前端面Ｖ１は、凹部１６の前方面領域
Ｖ２の直径より小さい直径を有する。さらに、凹部１６
の底部領域Ｂの直径は、突出部１４の前端面Ｖ１の直径
より小さいように形成される。最後に、突出部１４の最
下部面領域Ｇの直径は、凹部１６の前方面領域Ｖ２の直
径より大きい。
【００１８】初期状態において、第１ベース部１０と第
２ベース部１２は、各々から間隔を空けて配置される。
この距離は、図１に示される距離より明らかに小さくな
ることができる。第１ベース部１０は、第２ベース部１
２に対して、突出部１４の前端面Ｖ１が凹部１６の前方
面領域Ｖ２の真向かい（正反対）に位置するか、また
は、突出部１４の前端面Ｖ１が凹部１６にすでに僅かに
突き出すように、配置されることができる。コンパクト
なデザインを考慮して、突出部は、初期状態において、
凹部の前方面領域Ｖ２が突出部の同じ直径の領域に接触
するような範囲まで、すでに凹部に突き出していてもよ
い。
【００１９】図１及び図２に示される状態から始まっ
て、２つのベース部は図１及び図２の矢印の方向に互い
に押される場合、これは、突出部１４の外部表面領域が
凹部１６の内面領域で静止するまで、何の苦もなく可能
である。異なるテーパの角度だけでなく突出部１４と凹
部１６の特定の幾何学的形状のために、最初の接触は、
凹部１６の前方面領域Ｖ２の辺りで起こる。これは直線
的な接触であるので、変形力がこの直線的な接触から比
較的急ではなく穏やかに増大する。第１及び第２ベース
部の間のさらなる相対的な移動により、侵入深さの増大
に伴って突出部１４と凹部１６の断面の差が大きくなる
に従い、変形力は比較的極度に増大する。断面のこの差
は、ハッチングされた領域１８として図４に示される。
【００２０】発泡プラスチック材料は、変形要素のため
に特に適切な材料であり、第２ベース部１２のための材
料が突出部１４の材料より柔らかいように設計される。
第１及び第２ベース部は、それぞれ、車両の発泡部材の
一体型の部分として、例えば、車両屋根または車両ドア
の内部のライニングの一部として形成され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、初期状態における本発明による変形要
素を概略断面図で示す。
【図２】図２は、エネルギー変換の間の図１の変形要素
を示す。
【図３】図３は、初期状態の変形要素の突出部および凹
部を概略断面図で示す。
【図４】図４は、図３の突出部が重ね合わされた図３の
凹部を概略図で示す。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特に自動車に用いられる変形要素（５）
    であって、第１ベース部（１０）と第２ベース部（１
    ２）とを有し、前記第１ベース部（１０）は、該第１ベ
    ース部から先細になり始める少なくとも一つの突出部
    （１４）を含み、前記第２ベース部（１２）は、該第２
    ベース部の前方側面から後方側面へ先細になり且つ前記
    突出部と関連する少なくとも１つの凹部（１６）を含む
    変形要素。
  2. 【請求項２】 前記突出部（１４）が先端を切り取った
    円錐の形状を有することを特徴とする請求項１に記載の
    変形要素。
  3. 【請求項３】 前記突出部（１４）が角錐台の形状を有
    するということを特徴とする請求項１に記載の変形要
    素。
  4. 【請求項４】 前記凹部（１６）が先端を切り取った円
    錐の形状を有することを特徴とする請求項１乃至３のい
    ずれか１項に記載の変形要素。
  5. 【請求項５】 前記凹部（１６）が角錐台の形状を有す
    ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記
    載の変形要素。
  6. 【請求項６】 前記突出部の側面及び前記突出部（１
    ４）の中央軸が、前記凹部（１６）の側面及び前記凹部
    の中央軸と同じ角度（α）を含むことを特徴とする請求
    項１乃至５のいずれか１項に記載の変形要素。
  7. 【請求項７】 前記突出部の側面及び前記突出部（１
    ４）の中央軸が、前記凹部（１６）の側面及び前記凹部
    の中央軸より大きい角度（α）を含むことを特徴とする
    請求項１乃至５のいずれか１項に記載の変形要素。
  8. 【請求項８】 前記突出部の側面と前記突出部（１４）
    の中央軸との間の角度（α）が変化することを特徴とす
    る請求項１乃至７のいずれか１項に記載の変形要素。
  9. 【請求項９】 前記凹部の側面と前記凹部（１６）の中
    央軸との間の角度（β）が変化することを特徴とする請
    求項１乃至８のいずれか１項に記載の変形要素。
  10. 【請求項１０】 前記突出部（１４）の前端面の断面
    （Ｖ１）が前記凹部（１６）の前方面の領域の断面（Ｖ
    ２）より小さいことを特徴とする請求項１乃至９のいず
    れか１項に記載の変形要素。
  11. 【請求項１１】 前記突出部（１４）の最下部の領域の
    断面（Ｇ）が前記凹部（１６）の前方面の領域の断面
    （Ｖ２）より大きいことを特徴とする請求項１乃至１０
    のいずれか１項に記載の変形要素。
  12. 【請求項１２】 前記２つのベース部（１０、１２）が
    プレートのように形成され、それぞれ、複数の突出部
    （１４）及び複数の凹部（１６）を含むことを特徴とす
    る請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の変形要素。
  13. 【請求項１３】 前記第２ベース部（１２）が前記突出
    部（１４）の材料より軟質の材料から作られていること
    を特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の
    変形要素。
  14. 【請求項１４】 前記ベース部（１０、１２）が発泡プ
    ラスチック材料から作られていることを特徴とする請求
    項１３に記載の変形要素。
  15. 【請求項１５】 前記ベース部（１０、１２）が車体の
    外側部分に取り付けられることを特徴とする請求項１乃
    至１４のいずれか１項に記載の変形要素。
  16. 【請求項１６】 前記ベース部（１０、１２）が車両の
    内部空間のためのライナに取り付けられることを特徴と
    する請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の変形要
    素。
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