JP2020069923A

JP2020069923A - ドア用衝撃吸収体

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Publication number: JP2020069923A
Application number: JP2018205464A
Authority: JP
Inventors: 穣竹本; Minoru Takemoto; 修一小野; Shuichi Ono; 雅樹上園; Masaki Uezono
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-05-07

Abstract

【課題】ドア用衝撃吸収体において衝突エネルギーの吸収量を安定させる。【解決手段】側突の際に車両側面からの衝撃荷重が入力される天板３３と、天板３３からドアトリム１０に向かって延びる複数の板部材３５と、板部材３５の一方の面に立設する第１補強リブ３６と、他方の面に立設する第２補強リブ３８と、を含み、第１補強リブ３６の高さが第２補強リブ３８の高さよりも低く、第１補強リブ３６の天板３３からドアトリム１０に向かって延びる長さが第２補強リブ３８の天板３３からドアトリム１０に向かって延びる長さよりも短い。【選択図】図４

Description

本発明は、車両のドアトリムとドアパネルとの間に配置されて側突の際に車両側面からの衝突エネルギーを吸収するドア用衝撃吸収体の構造に関する。

側突の際に車両側面からの衝突エネルギーを吸収するために、車両のドアトリムとドアパネルとの間にドア用衝撃吸収体が配置される。ドア用衝撃吸収体としては、補強リブが取り付けられた板部材を十字状に組み合わせた十字板と、十字板の外周側に接続された外壁部と、十字板の長手方向端に接続された天板と、を備え、外壁部に設けられた取り付け座をドアトリムに固定する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このドア用衝撃吸収体は、側突の際に十字板が座屈して衝突エネルギーを吸収する。

特開２０１０−２６４９７１号公報

ところで、特許文献１に記載された従来技術のドア用衝撃吸収体では、衝突エネルギーを吸収する十字板は、同様の補強リブが取り付けられた４つの同一形状の板部材で構成されている。このため、各板部材の座屈変形の方向が安定せず、所望の座屈変形を実現できず、所望の衝突エネルギー量を吸収できない場合がある。

そこで、本発明は、ドア用衝撃吸収体において衝突エネルギーの吸収量を安定させることを目的とする。

本発明のドア用衝撃吸収体は、車両のドアトリムとドアパネルとの間に配置され、前記ドアトリムに取り付けられるドア用衝撃吸収体であって、前記ドアトリムに取り付けられる複数の脚部と、複数の前記脚部が接続されて側突の際に車両側面からの衝撃荷重が入力される天板と、前記天板から前記ドアトリムに向かって延びる複数の板部材と、各前記板部材の一方の面に立設し、前記天板から前記ドアトリムに向かって延びる第１補強リブと、他方の面の前記第１補強リブに対応する位置に立設し、前記天板から前記ドアトリムに向かって延びる第２補強リブと、を含み、前記第１補強リブの高さが前記第２補強リブの高さよりも低く、前記第１補強リブの前記天板から前記ドアトリムに向かって延びる長さが前記第２補強リブの前記天板から前記ドアトリムに向かって延びる長さよりも短いこと、を特徴とする。

このように、第１補強リブの天板からドアトリムに向かって延びる長さを第２補強リブの天板からドアトリムに向かって延びる長さよりも短くすることにより、第１補強リブのドアトリム側端で、板部材と第１、第２補強リブとで構成される構造体の曲げ剛性が急変し、この部分に曲げ応力が集中する。このため、天板から衝突荷重が入力された際、板部材は、曲げ応力が集中する第１補強リブのドアトリム側端を起点に補強リブの高さの低い第１補強リブの側が凸となるＶ字状に折れ曲がるように座屈変形する。このため、板部材の座屈変形が安定し、衝突エネルギーの吸収量を安定させることができる。

本発明は、ドア用衝撃吸収体において衝突エネルギーの吸収量を安定させることができる。

実施形態のドア用衝撃吸収体が取り付けられるドアを車室内側から見た立面図である。実施形態のドア用衝撃吸収体が取り付けられるドアトリムとドアパネルとの立断面図であり、図１に示すＡ−Ａ断面である。実施形態のドア用衝撃吸収体をドアトリムの側から見た斜視図である。実施形態のドア用衝撃吸収体とドアトリムとの拡大断面で、図１に示すＡ−Ａ断面の拡大図である。実施形態のドア用衝撃吸収体の板部材と第１、第２補強リブとで構成される構造体の天板からドアトリムに向かう長さに対する曲げ剛性の変化を示すグラフである。側突により図４に示す実施形態のドア用衝撃吸収体が変形した状態を示す断面図である。他の実施形態のドア用衝撃吸収体をドアトリムの側から見た斜視図である。他の実施形態のドア用衝撃吸収体をドアトリムの側から見た斜視図である。他の実施形態のドア用衝撃吸収体をドアトリムの側から見た斜視図である。

＜ドア用衝撃吸収体の構成＞
以下、図面を参照しながら実施形態のドア用衝撃吸収体３０について説明する。図１，２に示すように、ドア用衝撃吸収体３０は、ドアトリム１０のドアパネル２０と対向する面に取り付けられている。なお、各図に示す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨは、車両の前方向（進行方向）、上方向、右方向をそれぞれ示している。また、各矢印ＦＲ、ＵＰ、ＲＨの反対方向は、車両後方向、下方向、左方向を示す。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車両幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。

図２に示すように、ドアパネル２０は、車室内側のインナパネル２１と車室外側のアウタパネル２２とで構成される。アウタパネル２２の車室外側の面は、ドア１００の外面側の意匠面を構成する。

ドアトリム１０は、インナパネル２１の車室内側に取り付けられる樹脂製部材であり、ドア１００の車室内側の意匠面を構成する。図１，２に示すようにドアトリム１０は、ドアポケット１１、アームレスト１２、インサイドハンドル１３等を備えている。ドア用衝撃吸収体３０は、ドアトリム１０に設けられたアームレスト１２の下側で車両後方側の平板部１４の車室外側の面に取り付けられている。インナパネル２１には、ドア用衝撃吸収体３０が貫通する開口２３が設けられており、ドア用衝撃吸収体３０の天板３３は、アウタパネル２２の車室内側の面と対向している。このように、ドア用衝撃吸収体３０は、ドアトリム１０とドアパネル２０のアウタパネル２２との間に配置され、ドアトリム１０に取り付けられている。

図３に示すように、ドア用衝撃吸収体３０は、樹脂製部材であり、複数の脚部３１と、天板３３と、複数の板部材３５，３５ａ，３５ｂと、各板部材３５，３５ａ，３５ｂに設けられる第１補強リブ３６と、第２補強リブ３８とで構成される。本実施形態のドア用衝撃吸収体３０では、脚部３１と板部材３５，３５ａ，３５ｂとはそれぞれ４つあり、第１、第２補強リブ３６，３８は、各板部材３５，３５ａ，３５ｂにそれぞれ２本ずつ設けられているが、各部材の個数はこれに限定されない。

脚部３１は、角が丸いＬ字状断面の長手部材であり、車室内側にはドアトリム１０の車室外側の面に固定されるプレート３２が取り付けられている。

天板３３は、四隅に脚部３１が接続される略四角形状の板状部材である。図２、図４に示すように、天板３３の車室外側の面には、複数の補強リブ３４が設けられている。

天板３３の車室内側の面には、天板３３からドアトリム１０に向かって延びる４枚の板部材３５，３５ａ，３５ｂが十字状に設けられている。４枚の板部材３５，３５ａ，３５ｂの内、２枚の板部材３５は板の面が水平方向に配置され、板部材３５ａ，３５ｂは板の面が垂直方向に配置されている。

図４に示すように、２枚の板部材３５の一方の面である下側の面には第１補強リブ３６が立設されている。また、板部材３５の他方の面である上側の面の第１補強リブ３６に対応する位置には第２補強リブ３８が立設されている。

第１補強リブ３６は、天板３３からドアトリム１０に向って延び、ドアトリム１０に向かうにつれて高さが低くなる板状のリブである。第１補強リブ３６は、天板３３から板部材３５の中央付近まで延びており、第１補強リブ３６のドアトリム側端３７が板部材３５の略中央に位置している。

第２補強リブ３８は、天板３３からドアトリム１０に向かって板部材３５のドアトリム１０の側の端部まで延び、ドアトリム１０に向かうにつれて高さが低くなる板状のリブである。従って、第２補強リブ３８の天板３３からドアトリム１０に向かって延びる長さは第１補強リブ３６の天板３３からドアトリム１０に向かって延びる長さよりも長くなっている。逆に言うと、第１補強リブ３６の天板３３からドアトリム１０に向かって延びる長さは第２補強リブ３８の天板３３からドアトリム１０に向かって延びる長さよりも短くなっている。また、天板３３からドアトリム１０に向かう長さが同一の位置においては、第２補強リブ３８の高さは、第１補強リブ３６よりも高くなっている。逆に言うと、天板３３からドアトリム１０に向かう長さが同一の位置においては、第１補強リブ３６の高さは、第２補強リブ３８よりも低くなっている。更に、第２補強リブ３８は、第１補強リブ３６のドアトリム側端３７と天板３３との間に天板３３からドアトリム１０に向かう傾斜角度が変化する隅部３９を有している。板部材３５と第１補強リブ３６と第２補強リブ３８とは構造体４０を構成する。

板部材３５のドアトリム１０の側の端部は、ドアトリム１０の平板部１４の車室外側の面に取り付けられたガイド１５で車両上下方向に移動しないようにガイドされている。

以上説明したように、板部材３５は、一方の面に高さの低い第１補強リブ３６が立設されており、他方の面に高さの高い第２補強リブ３８が立設されており、板部材３５と第１補強リブ３６と第２補強リブ３８とで構成される構造体４０の曲げ剛性は、図５に示すように天板３３からドアトリム１０に向かうにつれて変化する。すなわち、第１補強リブ３６の高さと第２補強リブ３８の高さが共に最高となる天板３３との接続位置では、構造体４０の曲げ剛性は最も大きくなる。そして、天板３３からドアトリム１０に向かうにつれて、第１補強リブ３６、第２補強リブ３８の高さが次第に低くなってくるので、これに伴って構造体４０の曲げ剛性は連続的に小さくなってくる。

第２補強リブ３８の隅部３９において、第２補強リブ３８の高さの変化が急変するので、隅部３９のある位置で構造体４０の曲げ剛性も急変する。隅部３９と第１補強リブ３６のドアトリム側端３７との間は、天板３３からドアトリム１０に向かうにつれて、第１補強リブ３６、第２補強リブ３８の高さが次第に低くなってくるので、これに伴って構造体４０の曲げ剛性は連続的に小さくなってくる。

そして、第１補強リブ３６は、ドアトリム側端３７で終わるので、第１補強リブ３６のドアトリム側端３７のある位置で構造体４０の曲げ剛性も急変する。そして、ドアトリム側端３７から板部材３５のドアトリム１０の側の端部までの間は、第２補強リブ３８の高さの低下に伴って構造体４０の曲げ剛性は連続的に小さくなってくる。

以上説明したように、板部材３５と第１補強リブ３６と第２補強リブ３８とで構成される構造体４０の曲げ剛性は、第２補強リブ３８の隅部３９の位置と第１補強リブ３６のドアトリム側端３７の位置で急変する。このため、板部材３５に圧縮荷重が入力されると、構造体４０のドアトリム側端３７の位置と、隅部３９の位置に応力が集中し、ドアトリム側端３７の位置と隅部３９の位置とを起点として板部材３５が屈曲変形する。以下、構造体４０のドアトリム側端３７の位置を第１折れ部４１、隅部３９の位置を第２折れ部４２という。

図３に示すように、板の面が垂直方向に配置された２枚の板部材３５ａ，３５ｂの内、上側の板部材３５ａは、車両後方側に第１補強リブ３６が設けられており、車両前方側に第２補強リブ３８が設けられている。また、下側の板部材３５ｂは、車両後方側に第２補強リブ３８が設けられており、車両前方側に第１補強リブ３６が設けられている。また、板部材３５ａ，３５ｂのドアトリム１０の側の端部は、ドアトリム１０の平板部１４の車室外側の面に取り付けられたガイド１５で車両前後方向に移動しないようにガイドされている。板部材３５と同様、板部材３５ａ，３５ｂと第１補強リブ３６と第２補強リブ３８とは構造体４０を構成する。

＜ドア用衝撃吸収体の作用／効果＞
以下、図６を参照しながらドア用衝撃吸収体３０の作用／効果について説明する。以下の説明では、板の面が水平方向に配置された板部材３５の変形について説明する。図６に示すように、側突により車両側面から衝撃荷重Ｆが入力されると、衝撃荷重Ｆは、ドアパネル２０のアウタパネル２２からドア用衝撃吸収体３０の天板３３に入力される。先に説明したように、ドア用衝撃吸収体３０は、ドアトリム１０とアウタパネル２２との間に配置されているので、衝撃荷重Ｆにより、ドアトリム１０とアウタパネル２２との間に挟みこまれて圧縮される。この圧縮荷重により、第１補強リブ３６のドアトリム側端３７の位置の第１折れ部４１に応力が集中する。そして、板部材３５は、第１折れ部４１を起点に補強リブの高さの低い第１補強リブ３６の側（車両下側）が凸となるＶ字状に折れ曲がるように座屈変形する。更に、圧縮荷重により第２補強リブ３８の隅部３９の位置の第２折れ部４２にも応力が集中し、板部材３５は第２折れ部４２を起点に下方向に座屈する。これにより、第１折れ部４１のＶ状の座屈変形がより安定する。

このように、ドア用衝撃吸収体３０は、天板３３から衝突荷重が入力された際、板部材３５と第１補強リブ３６と第２補強リブ３８とで構成される構造体４０の曲げ剛性が急変して応力が集中する第１折れ部４１、第２折れ部４２を起点に、補強リブの高さの低い第１補強リブ３６の側（車両下側）が凸となるＶ字状に折れ曲がるように座屈変形する。このため、板部材３５の座屈変形が安定し、衝突エネルギーの吸収量を安定させることができる。

図３に示すように、板の面が水平方向に配置された２枚の板部材３５は、いずれも高さの高い第２補強リブ３８が上側の面に立設されており、高さの低い第１補強リブ３６が下側の面に立設されている。このため、衝撃荷重Ｆが入力されると、図３中に矢印９１で示すように、２枚とも第１補強リブ３６が立設されている車両下側が凸となるようなＶ字状に変形する。

一方、板の面が垂直方向に配置された板部材３５ａ，３５ｂの上側の板部材３５ａは、第１補強リブ３６が車両後方側に立設されているので、衝撃荷重が入力されると図３中の矢印９２に示すように、車両後方が凸となるＶ字状に折れ曲がる。また、下側の板部材３５ｂは、第１補強リブ３６が車両前方に立設されているので、図３中の矢印９３に示すように、車両前方が凸となるＶ字状に折れ曲がる。

また、４本の脚部３１も衝撃荷重Ｆによって、各板部材３５，３５ａ，３５ｂが座屈変形すると、各板部材３５，３５ａ，３５ｂと共に座屈変形する。なお、４本の脚部３１は大きな強度を有していないので、各板部材３５，３５ａ，３５ｂの座屈変形を妨げない。

以上説明したように、本実施形態のドア用衝撃吸収体３０は、衝撃荷重が入力された際の４枚の各板部材３５，３５ａ，３５ｂそれぞれが安定して座屈変形するので、衝突エネルギーの吸収量を安定させることができる。

＜他の実施形態＞
次に図７から９を参照して他の実施形態のドア用衝撃吸収体１３０，２３０，３３０について説明する。先に図１から図６を参照して説明したドア用衝撃吸収体３０と同様の部位には同様の符号を付して説明は省略する。

図７に示すドア用衝撃吸収体１３０は、先に図１から６を参照して説明したドア用衝撃吸収体３０の板部材３５ｂを天板３３からドアトリム１０に向う長さがＨ１だけ短い板部材１３５ｂとしたものである。板部材１３５ｂの車両後方側の面には、天板３３から板部材１３５ｂのドアトリム１０の側の端部まで延びる第２補強リブ１３８ｂが立設されており、板部材１３５ｂの車両前方側の面には第２補強リブ１３８ｂよりも長さが短く、高さが低い第１補強リブ（図示せず）が立設されている。また、第２補強リブ１３８ｂは、隅部１３９ｂを有している。

ドア用衝撃吸収体１３０の板部材１３５ｂは、衝突荷重が入力されると図３中の矢印９３に示すように、車両前方が凸となるＶ字状に折れ曲がるが、板部材１３５ｂの長さが短いので、板部材３５が矢印９１に示すように車両下側が凸となるＶ字状に折れ曲がった際に折れ曲がった板部材３５と干渉することがない。このため、板部材３５の座屈変形をより安定させて衝突エネルギーの吸収量を安定させることができる。

図８に示すドア用衝撃吸収体２３０は、先に図１から６を参照して説明したドア用衝撃吸収体３０の板部材３５ｂを板厚を薄くした板部材２３５ｂとし、第２補強リブ３８を高さの低い第２補強リブ２３８ｂとしたものである。ドア用衝撃吸収体２３０は、板部材２３５ｂの強度が低いため、板部材３５が矢印９１に示すように車両下側が凸となるＶ字状に折れ曲がる際に板部材３５の折れ曲がり変形を阻害することがない。このため、板部材３５の座屈変形をより安定させて衝突エネルギーの吸収量を安定させることができる。

図９に示すドア用衝撃吸収体３３０は、板部材３５の折れ曲がり変形を阻害することがないように、先に図１から６を参照して説明したドア用衝撃吸収体３０の板部材３５ｂをなくしたものである。ドア用衝撃吸収体３３０も、板部材３５の座屈変形をより安定させて衝突エネルギーの吸収量を安定させることができる。

以上の各実施形態では、第２補強リブ３８は隅部３９を有し、構造体４０が第２折れ部４２を有するものとして説明したが、第２補強リブ３８が隅部３９を有さず、構造体４０が第２折れ部４２を有さなくてもよい。この場合、説明した各実施形態のドア用衝撃吸収体３０，１３０，２３０の各板部材３５，３５ａ，３５ｂ，１３５ｂ，２３５ｂよりは座屈変形の安定性が劣るが、実用上十分な座屈安定性を備え、衝突エネルギーの吸収量を安定させることができる。

１０ドアトリム、１１ドアポケット、１２アームレスト、１３インサイドハンドル、１４平板部、１５ガイド、２０ドアパネル、２１インナパネル、２２アウタパネル、２３開口、３０，１３０，２３０，３３０ドア用衝撃吸収体、３１脚部、３２プレート、３３天板、３４補強リブ、３５，３５ａ，３５ｂ，１３５ｂ，２３５ｂ板部材、３６第１補強リブ、３７ドアトリム側端、３８，１３８ｂ，２３８ｂ第２補強リブ、３９，１３９ｂ隅部、４０構造体、４１第１折れ部、４２第２折れ部、１００ドア。

Claims

車両のドアトリムとドアパネルとの間に配置され、前記ドアトリムに取り付けられるドア用衝撃吸収体であって、
前記ドアトリムに取り付けられる複数の脚部と、
複数の前記脚部が接続されて側突の際に車両側面からの衝撃荷重が入力される天板と、
前記天板から前記ドアトリムに向かって延びる複数の板部材と、
各前記板部材の一方の面に立設し、前記天板から前記ドアトリムに向かって延びる第１補強リブと、他方の面の前記第１補強リブに対応する位置に立設し、前記天板から前記ドアトリムに向かって延びる第２補強リブと、を含み、
前記第１補強リブの高さが前記第２補強リブの高さよりも低く、
前記第１補強リブの前記天板から前記ドアトリムに向かって延びる長さが前記第２補強リブの前記天板から前記ドアトリムに向かって延びる長さよりも短いこと、
を特徴とするドア用衝撃吸収体。