JP2005138705A - 車体部材の衝撃吸収構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 衝撃荷重が入力された場合に、補強部材における屈曲変形の起点位置を一定に保持する車体部材の衝撃吸収構造を提供する。
【解決手段】 ビーム部材１９の裏面側に断面略コ字状の補強パネル７をインサート成形し、前記ビーム部材１９に衝撃荷重Ｆが入力された場合に、ビーム部材１９と共に補強パネル７を屈曲変形させることによって前記衝撃荷重を吸収する、車体部材の衝撃吸収構造において、前記補強パネル７を、衝撃荷重Ｆの入力方向に対して略面直状に配置される底壁面２１と、該底壁面２１の両端から前記入力方向に沿って延設される側壁面２３とから構成すると共に、衝撃荷重Ｆが入力された場合に屈曲変形する起点となる前記側壁面２３の端縁に切欠き２５を設け、該切欠き２５と略同一高さ位置にせん断孔２７ａ〜２７ｄを形成している。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車体部材の衝撃吸収構造に関し、更に詳しくは、四輪車や二輪車等の主に車両に配設された車体部材に衝撃荷重が入力された場合に、この衝撃荷重を効率的に吸収する衝撃吸収構造に関する。

近年、車両の軽量化等の要請に伴い、車体部材の樹脂化が進んできており、例えばセンターピラーパネル等においても採用が検討されている。

従来のセンターピラーパネル等の車体部材の構造においては、車両の衝突時に受ける衝撃荷重を効率的に吸収するために、車体部材の裏面側に補強部材を配設している（例えば、特許文献１参照）。

この場合は、車両が側面衝突を起こして、センターピラーパネルに側方から衝撃荷重が入力されると、この入力点を起点としてセンターピラーパネルが車幅方向内側に向けて屈曲変形することにより、衝撃荷重を効率的に吸収することとなる。ここで、センターピラーパネルのような車体部材が樹脂化された場合であっても、同様に補強部材を配設することとなる。
特開２００１−１９９３６１公報

しかしながら、樹脂製車体部品の場合においては、樹脂製センターピラーパネル及び補強部材が衝撃荷重を受けた際、補強部材の外周縁からせん断による破断が生じ、本来、補強部材が吸収すべきエネルギーが吸収されず、補強部材全体としての衝撃荷重の吸収量が大幅に低下するという問題がある。

そこで、本発明は、衝撃荷重が入力された場合に、補強部材における屈曲変形の起点位置を一定に保持する車体部材の衝撃吸収構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係る車体部材の衝撃吸収構造は、車体部材の表面側又は裏面側に補強部材を設け、前記車体部材に衝撃荷重が入力された場合に、車体部材と共に補強部材を屈曲変形させることによって前記衝撃荷重を吸収する車体部材の衝撃吸収構造であって、前記補強部材に破断進行部を設けたことを特徴としている。

本発明に係る車体部材の衝撃吸収構造によれば、車体部材に衝撃荷重が入力された場合に、補強部材の破断進行部を起点として確実に、車体部材及び補強部材を屈曲変形させることができる。よって、屈曲変形する部位がほぼ一定の位置でばらつくことがないため、衝撃吸収を安定的にかつ確実に行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１は本発明の実施形態による補強パネル（補強部材）をインサート成形したセンターピラーパネル（車体部材）を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線による断面図である。

この車体部材であるセンターピラーパネル１は、上部から下部に向かうにつれて徐々に車両前後方向の幅寸法が拡大する形状に形成されている。また、図２に示すように、センターピラーパネル１は、断面略ハット状に形成されたセンターピラーパネル本体３と、該センターピラーパネル本体３の裏面側にインサート成形された、補強部材である補強パネル５とからなる。なお、補強パネル５は鋼板から形成され、センターピラーパネル本体３は合成樹脂から形成されている。

前記センターピラーパネル本体３においては、車幅方向内側に、車両前後方向に沿ってフランジ部９が延設され、該フランジ部９の端部から車幅方向外側に向けて側面部１１が延設され、該側面部１１の端部から車両前後方向に沿って底面部１３が延設されており、これらのフランジ部９、側面部１１及び底面部１３が一体成形されて、センターピラーパネル１の断面は略ハット状に形成されている。なお、前記フランジ部９は、図示しないセンターピラーガーニッシュが取り付けられる。

また、図２に示すように、センターピラーパネル本体３の裏面側（車幅方向の内側）には、断面略コ字状の補強パネル５がインサート成形されている。この補強パネル５は、センターピラーパネル本体３の底面部１３にインサートされた底壁面１５と、該底壁面１５の両端から車幅方向内側に屈曲して延びる、センターピラーパネル本体３の側面部１１にインサートされた側壁面１７とから、断面略コ字状に形成されている。

なお、以下に、鋼板からなる補強パネル５を、合成樹脂からなるセンターピラーパネル本体３の裏面側にインサート成形する手順を簡単に説明する。

まず、図示しない上型と下型からなる金型のキャビティ内に補強パネル５をセットし、このキャビティ内に溶融樹脂を注入させると、補強パネル５を鋳くるむように溶融樹脂が充填される。こののち、溶融樹脂が冷却されて固化し、合成樹脂からなるセンターピラーパネル本体３の裏面側に、鋼板からなる補強パネル５がインサート成形される。

図３は本発明の実施形態による別の補強パネル７をインサート成形した、車体部材であるビーム部材１９を模式的に示した概略図、図４は図３の補強パネル７を示す斜視図である。

これらの図３，４に示すように、本発明の実施形態による補強パネル７は、底壁面２１と側壁面２３とから上下に延びる断面略コ字状に形成されており、側壁面２３の高さ方向中央部の端縁には、三角形状の切欠き２５が形成されている。また、この切欠き２５とほぼ同一高さ位置には、円状のせん断孔２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが横方向に沿って、一直線上に一定の間隔を隔てて配置されている。なお、これらの切欠き２５とせん断孔２７ａ〜２７ｄは、双方の側壁面２３に形成されており、切欠き２５に最も近いせん断孔を第１せん断孔２７ａ、二番目に近いせん断孔を第２せん断孔２７ｂ、ｎ番目に近いせん断孔を第ｎせん断孔とよぶこととする。また、これらの切欠き２５及びせん断孔２７ａ〜２７ｄは、衝撃荷重の入力方向に沿って所定の間隔を隔てて配置されている。なお、詳細な図示及び説明は省略したが、図１に示すように、前述した補強パネル５についても、補強パネル７と同様の切欠き２５とせん断孔２７が設けられている。

以下に、本実施形態によるビーム部材１９に衝撃荷重が入力された場合におけるビーム部材１９及び補強パネル７の変形状態を順を追って説明する。

まず、図５に示すように、床面に所定間隔をおいて細長い三角柱２９，２９を配置し、これらの三角柱２９，２９上に、本発明の実施形態による補強パネル７をインサート成形したビーム部材１９を橋渡して載置する。また、ビーム部材１９の上方から、円柱部材を軸方向に切断した形状の重り３１を落下させ、ビーム部材１９に対して補強パネル７の底壁面２１に面直方向から衝撃荷重Ｆを加える。

図６に示すように、衝撃荷重Ｆが入力される前においては、ビーム部材１９の裏面側にインサート成形された補強パネル７は、未だ変形していない。次いで、図７に示すように、補強パネル７の底壁面２１に対して面直方向である下方向に衝撃荷重Ｆが入力されると、補強パネル７に対して、側面視略レの字状に折れ曲がる向きの曲げ荷重が加わり、切欠き２５を起点として破断による亀裂が始まり、最も切欠き２５に近い第１せん断孔２７ａにかけて亀裂が広がる。そして、図８に示すように、更に衝撃荷重Ｆが加わると、第２せん断孔２７ｂまで亀裂が広がり、ついには、図９に示すように、全てのせん断孔２７ａ〜２７ｄが逐次、亀裂によって連通される。このように、切欠き２５からせん断孔２７ａ〜２７ｄに徐々に亀裂が広がっていく過程によって、矩形波に近い良好なエネルギー吸収モードが得られ、ビーム部材１９に入力された衝撃荷重Ｆを効率的に吸収することができる。

前記構成を有する車体部材の衝撃吸収構造によれば、以下の作用効果を奏する。

前記補強パネル５，７を、衝撃荷重Ｆの入力方向に対して略面直状に配置される底壁面１５，２１と、該底壁面１５，２１の両端から前記入力方向に沿って延設される側壁面１７，２３とから構成すると共に、衝撃荷重Ｆが入力された場合に屈曲変形する起点となる前記側壁面１７，２３の端縁に切欠き２５を設けているため、図７に示すように、切欠き２５に衝撃荷重Ｆが集中的に入力され、確実にこの切欠き２５を起点としてビーム部材１９やセンターピラーパネル１の屈曲変形が生じる。

また、前記補強パネル５，７の側壁面１７，２３に、切欠き２５から衝撃荷重Ｆの入力方向に沿って、複数のせん断孔２７ａ〜２７ｄを所定の間隔を隔てて穿設しているため、図８，９に示すように、切欠き２５から生じた亀裂は、それぞれのせん断孔２７ａ〜２７ｄを連鎖して伝わる過程において、衝撃荷重Ｆが効率的に吸収される。

さらに、前記補強パネル５，７をビーム部材１９やセンターピラーパネル１の裏面側にインサート成形しているため、補強パネル５，７が確実にビーム部材１９等に取り付けられ脱離等することがない。よって、衝撃荷重Ｆを受けてビーム部材１９等が屈曲変形しながら、この衝撃荷重Ｆを確実かつ効率的に吸収することができる。

そして、補強パネル５，７を鋼板から形成し、ビーム部材１９やセンターピラーパネル１を合成樹脂から形成しているため、融点が高い補強パネル７を確実にビーム部材１９等にインサート成形することができる。

なお、切欠き２５がない場合は、補強パネル５，７の板厚を厚くすると補強パネル５，７の周縁から屈曲変形が生じるおそれがあったが、本実施形態によれば、補強パネル５，７の板厚を多少厚くしても、切欠き２５を起点として確実に屈曲変形を生じる。

本発明の実施形態による補強パネルをインサート成形したセンターピラーパネルを示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線による拡大断面図である。 本発明の実施形態による補強パネルをインサート成形したビーム部材を模式的に示した斜視図である。 図３の補強パネルを示す斜視図である。 本発明の実施形態による補強パネルをインサート成形したビーム部材に衝撃試験を施している状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態による補強パネルに衝撃荷重が入力される前の定常状態を示す斜視図である。 切欠きが破断した状態を示す補強パネルの斜視図である。 せん断孔に亀裂が入った状態を示す補強パネルの斜視図である。 全てのせん断孔に亀裂が入った状態を示す補強パネルの斜視図である。

符号の説明

Ｆ…衝撃荷重
１…センターピラーパネル（車体部材）
５，７…補強パネル（補強部材）
１５，２１…底壁面
１７，２３…側壁面
１９…ビーム部材（車体部材）
２７…せん断孔
２７ａ〜２７ｄ…せん断孔（孔）

Claims (5)

1. 車体部材の表面側又は裏面側に補強部材を設け、前記車体部材に衝撃荷重が入力された場合に、車体部材と共に補強部材を屈曲変形させることによって前記衝撃荷重を吸収する車体部材の衝撃吸収構造であって、
   前記補強部材に破断進行部を設けたことを特徴とする車体部材の衝撃吸収構造。
2. 車体部材の表面側又は裏面側に断面略コ字状の補強部材を設け、前記車体部材に衝撃荷重が入力された場合に、車体部材と共に補強部材を屈曲変形させることによって前記衝撃荷重を吸収する、車体部材の衝撃吸収構造であって、
   前記補強部材は、衝撃荷重の入力方向に対して略面直状に配置される底壁面と、該底壁面の両端から前記入力方向に沿って延設される側壁面とから構成すると共に、衝撃荷重が入力された場合に屈曲変形する前記側壁面に破断進行部を設けたことを特徴とする車体部材の衝撃吸収構造。
3. 前記破断進行部は、前記補強部材の側壁面の端縁に設けた切欠きと、該切欠きから衝撃荷重の入力方向に沿って所定の間隔を隔てて穿設した複数の孔とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車体部材の衝撃吸収構造。
4. 前記補強部材を鋼板から形成し、車体部材を合成樹脂から形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車体部材の衝撃吸収構造。
5. 前記補強部材は、前記車体部材にインサート成形したことを特徴とする請求項４に記載の車体部材の衝撃吸収構造。
   

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