JP5007325B2 - 自動車の衝撃減衰用の変形要素 - Google Patents

Description

本発明は、車両の内側ライニング部分と車両のボディとの間の構成において、車内から作用する衝撃力によって変形されるように設計される変形要素に関する。

このような変形要素は下記の特許文献１から公知である。

内側ライニング部分は、例えば、成形された天井内張り、すなわち、自動車ルーフの内側面のライニングであり、これは、それ自体の寸法安定性を有し、この形状はルーフ形状に合わせられる。一般に、少なくともいくつかの領域において、ルーフの内側面と成形された天井内張りとの間にキャビティが形成されるように、成形された天井内張りが取り付けられる。したがって、天井内張りは、車内から車両ルーフに向かって伝達された力の作用を受けたときに撓むことができる。このような力は、例えば、横転事故の際に発生する可能性があるような頭部衝突中に働く。

このような場合、変形要素は弾性変形及び／又は塑性変形によって衝撃エネルギーを吸収する。結果的に、衝撃が減衰され、その結果、衝突中に発生する頭部加速度の値が低減されることが望ましい。

特許文献１から公知の変形要素は、好ましくは、プラスチック製であり、そして複数のＵ字形のプロフィル（ｐｒｏｆｉｌｅ，形状）、さらには結合リブ及び補強リブから形成される格子構造を有する。補強リブはプロフィルの脚部の間に横方向に向けられて配置される。プロフィルが結合リブを介して結合されて、少なくとも１つの面に配置される細長い構造ユニットを形成する。公知の変形要素は、比較的大きな設置空間を必要とする。種々の構成要素部分により、公知の変形要素を製造することが複雑でありかつコスト集約的である。

独国特許発明第１００６３３３９Ｃ１号明細書 独国特許発明第１０３０３７３２Ａ１号明細書 独国特許発明第１０２００４０５８２４９Ａ１号明細書 米国特許発明第６０７０９０５Ａ号明細書 独国特許発明第１０２００７０１９７００Ａ１号明細書 独国特許発明第６０１１６６９０Ｔ２号明細書

本発明の目的は、容易かつコスト効果的に製造することができ、比較的小さな設置空間でも使用することができ、同時に、優れた変形特性を有する変形要素を提供することである。

この目的は、冒頭に述べた種類の変形要素の場合、その変形要素が、少なくとも１つのタブを有し、かつ変形要素の変形中にタブがボディに沿って摺動することを可能にするように設計され、タブが、ボディに当接するように設計された領域において、変形要素の残りの材料とは異なる材料組成を有することによって達成される。

変形中にタブがボディを摺動するようにされていることにより、変形作用によってだけでなく、摩擦作用によっても、衝撃エネルギーが吸収される。さらに、タブの摺動により、衝撃力の作用中に変形構造が撓むことが可能になる。撓む可能性とは、タブの移動によって規定された優先方向に変形が行われることを意味する。その結果、変形挙動をより良好に予測することができ、費用を削減すると共に減衰値が改善される。

さらに、撓みは変形を遅延させ、その結果、変形要素の変形の開始から変形要素がつぶれるまでの時間が長くなる。したがって、頭部加速度の臨界ピーク値が低減される。

一方では、ボディに当接するように設計された領域と、他方では、変形要素の材料との異なる材料組成により、変形要素を設計する場合、追加の自由度が得られる。したがって、例えば高い摩擦を実現するために、所望の移動について当接領域の材料を最適化することができる。これに対して、他のパラメータについて、例えば、所望の剛性及び／又は塑性変形性及び／又は弾性変形性について、所望の摩擦挙動を考慮することなく、残りの変形要素の材料を最適化することができる。

この関連の好ましい実施形態は、それが金属ベース構造を有することによって、及びタブが、ボディに当接するように設計された領域に、金属の摩擦係数よりも大きな摩擦係数を有する表面を有することによって特徴付けられる。金属により、コンパクトな寸法と共に、所望の高い剛性、弾性及び破断強度を得ることが可能になる。ベース構造とボディとの間の金属／金属対の場合に生じる望ましくなく低い摩擦係数は、前記表面のより高い摩擦係数によって回避される。

この関連の特に好ましい実施形態は、金属ベース構造としての鋼プロフィルによって特徴付けられる。

さらに、タブがプラスチックカバー、プラスチックコーティング、又は差し込み式（ｐｌｕｇｇｅｄ−ｏｎ）のプラスチックシュー（プラスチック靴）を有することが好ましい。これらの実施形態の各々によって、所望の高い摩擦係数を容易に実現することができる。

さらなる利点は、従属請求項、詳細な説明及び添付図から明らかとなる。

上述の特徴及びなお以下に説明する特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、それぞれ指定された組み合せにおいてのみでなく、他の組み合せにおいても、あるいは単独で利用できることは言うまでもない。

本発明の典型的な実施形態が図面に示され、以下の説明においてより詳細に説明する。前記図面では、各々の場合に概略図で示されている。

本発明による変形要素の金属ベース構造の異なる形態の図である。 金属ベース構造の異なる形態の斜視図である。 ベース構造の表面にわたってより著しく変化する、したがって、比較的不均一である剛性分布を有するベース構造の形態の図である。 フック状の断面を有するベース構造の図である。

詳細には、図１は、車両の内側ライニング部分１２と車両のボディ１４との間の構成において、車内１６から作用する衝撃力によって変形されるように設計される変形要素１０を示している。変形要素１０は、その変形中にボディ１４に沿って摺動するように設計されるタブ１８、２０を有する。変形要素１０は特に金属ベース構造２２を有する。タブ１８、２０は、ボディ１４に当接するように設計された領域において、変形要素の残りの材料とは異なる材料組成を有する。図１に示されている形態では、タブ１８、２０はプラスチック表面２４、２６で覆われる。プラスチック表面２４、２６の摩擦係数は金属の摩擦係数よりも大きい。特定の形態に応じて、プラスチック表面２４、２６は、タブ１８、２０のプラスチックカバー又はプラスチックコーティングによって、あるいはタブ１８、２０に差し込まれたプラスチックシュー（プラスチック靴）によって形成される。

金属ベース構造２２は、好ましくは、一体の鋼プロフィルとして形成され、タブ１８、２０に加えて、内側部分１２に又はボディ１４に固定するように設計されたベース要素２８、及びベース要素２８とタブ１８、２０とを結合する変形領域３０、３２を有する。車体との接触、及び通常の状態でそれから生じる騒音を回避するために、変形要素１０の高さｈは、ボディ１４と内側部分１２との間の距離よりも数ｍｍだけ、例えば１〜３ｍｍだけ低いことが好ましい。ベース要素が車体に固定されている場合、タブは内側ライニング部分で摺動する。

人体の一部が内側ライニングに衝突して車内１６から衝撃が生じた場合、内側ライニングは車体１４の方向に押圧される。その結果、プラスチック表面２４、２６が車体に当接する。

衝撃力が十分に大きかった場合、変形要素１０が変形し、これにより、車体側に配置された変形領域３０、３２の端部が左右に撓む。この撓み運動は、ボディ１４に沿って左右に摺動するためにプラスチック表面２４、２６を使用するタブの摺動によって可能になり、かつそれによって案内される。その結果、容易に予測可能な変形挙動が得られる。比較的高い摩擦係数により、タブ１８、２０の摺動運動が追加の抵抗を形成し、この抵抗が、変形領域３０、３２の湾曲から生じる変形抵抗を増大させる。これにより、大きな衝撃力から生じる変形要素１０の可能なつぶれが遅延され、人体の衝突部分の加速度の時間プロフィルが滑らか（ｓｍｏｏｔｈｅｄ ｏｕｔ）になる。その結果、例えば、衝撃で生じる頭部加速度のピーク値が低減される。さらに、タブの摺動が、変形領域３０、３２に作用する力のピーク値を低減し、このようにして、変形領域の早期つぶれも妨げられる。

図２は、複数の変形領域及びタブを各々が有する金属ベース構造の異なる構成の斜視図を示している。図２ａは、ベース要素２８を有しかつタブ３６．１、３６．２、３６．３、３６．４及び変形領域３８．１、３８．２、３８．３、３８．４の第１の列３４を有する一体の金属ベース構造２２ａを示している。列３４はベース要素２８の第１の側に配置される。１つの変形領域それぞれが１つのタブをベース要素２８に結合する。

図２ｂは、ベース要素２８を有し、タブ及び変形領域の第１の列３４を有しそしてタブ及び変形領域の第２の列３６を有する一体の金属ベース構造２２ｂを示している。第１の列３４はベース要素２８の第１の側に配置され、一方、第２の列３６は、第１の側の反対側に配置されたベース要素２８の第２の側に配置される。この場合、第１の列３４の変形領域は、第２の列３６のそれぞれの変形領域の反対側に配置される。１つの変形領域それぞれが１つのタブをベース要素２８に結合する。したがって、図２ｂは、特に、第１の列３４がそのタブ及び変形要素の形状及び大きさについて第２の列３６に対応する形態を示している。

図２ｃは、タブ及び変形領域の第１の列３４と、その反対側に配置されたタブ及び変形領域の第２の列３６とを同様に有する一体の金属ベース構造２２ｃを示している。１つの変形領域それぞれが１つのタブをベース要素２８に結合する。図２ｂの物体とは対照的に、図２ｃの物体の２つの列３４、３６は互いにずれて配置され、その結果、一方の列の各変形領域が他方の列の２つの変形領域間の間隙の反対側に配置される。第１の列３４の変形領域の数は第２の列３６の変形領域の間の間隙の数に対応する。したがって、図２ｃは、特に、２つの列３４、３６のタブの数が異なる形態を示している。

図２に示されている形態の各々は、下に位置する内側部分の表面にわたって比較的均一な剛性分布を形成する。これらの形態も、好ましくは、それらのタブのプラスチックコーティングと組み合わされる。

図３は、表面にわたってより著しく変化する、したがって、比較的不均一である剛性分布を有するベース構造３８の形態を示している。この形態は、例えば、内側部分と車体との間の利用可能な小さな空間がある位置で、局所的により高い剛性値を形成することを可能にする。このようにして、衝撃が生じた場合に、変形要素の早期つぶれと、人体の衝突部分の加速度の結果として生じたピークとを回避することが可能である。均一な剛性分布ではなく不均一な剛性分布によって要求をより良く満たすことができる場合、プラスチックでタブを覆うことなく、上述の形態を使用することもできる。

図示されている形態では、第１の列３４によって、比較的均一な剛性分布が得られ、これに対して、第２の列３６が、比較的均一な剛性分布と比較してより不均一な剛性分布を提供する。したがって、図３は、特に、２つの列３４、３６のタブの大きさ、形状及び数が異なる変形要素を示している。

局所的に望まれるそれぞれの剛性は、タブ４２，４４の幅ｂ、Ｂ、及び／又は生じる半径の大きさ、及び／又はタブとベース要素４０との間の入射角αを寸法決めすることによって設定される。さらに、このことは、本出願に示されている他の形態にも適用される。

図３ｂに示されているように、ベース要素４０の湾曲した形状は、好ましくは、内側ライニング部分１２の湾曲した形状に合わせられる。個々に説明していない残りのタブ等のタブ４２及び４４は、好ましくはプラスチック層２４、２６で覆われる。図１の物体の発展形態としての図３の物体のプラスチック層は、衝撃力を作用させることなく、ルーフ１４に既に当接しており、その結果、図３ｂに示されている変形要素１０がスペーサとして機能する。

図４は、タブ４８、５０がベース要素５２の一方の側にのみ配置される、フック状の断面を有するベース構造４６を示している。この形態も、好ましくは、そのタブのプラスチックコーティングと組み合わされる。それとは無関係に、衝撃力の個々の（ｐｏｉｎｔｗｉｓｅ）減衰により適している。

１０：変形要素， １２：内部ライニング部分， １４：車両ボディ， １８，２０：タブ， ２２：金属ベース構造， ２４，２６：プラスチック表面， ３０，３２：変形領域

Claims (10)

1. 車両ルーフの内側ライニング部分（１２）と前記車両ルーフのボディ（１４）との間の構成において、車内（１６）から作用する衝撃力によって変形されるように設計される変形要素（１０）であって、
   前記変形要素（１０）が、複数のタブ（１８、２０）を有し、かつ前記変形要素の変形中に前記複数のタブ（１８、２０）が前記ボディ（１４）に沿って摺動することを可能にするように設計され、
   前記複数のタブ（１８、２０）のそれぞれが、前記ボディ（１４）に当接するように設計された領域に、前記変形要素（１０）の残りの材料とは異なる材料組成を有し、
   前記複数のタブは，前記変形要素の第１の側に並ぶ第１の列の複数のタブと，前記変形要素の第２の側に並ぶ第２の列の複数のタブとを有する変形要素（１０）。
2. 前記変形要素が金属ベース構造（２２）を有し、前記タブ（１８、２０）が、前記ボディ（１４）に当接するように設計された領域に、金属の摩擦係数よりも大きな摩擦係数を有する表面を有する請求項１に記載の変形要素（１０）。
3. 前記タブ（１８、２０）は、プラスチックカバー、プラスチックコーティング（２４、２６）、又は差し込み式のプラスチックシューを有する請求項２に記載の変形要素（１０）。
4. 前記金属ベース構造（２２）として鋼プロフィルを備える請求項２または３に記載の変形要素（１０）。
5. 前記金属ベース構造（２２）は一体に作製され、前記タブ（１８、２０）に加えて、前記内側ライニング部分（１２）に固定するように設計されたベース要素（２８）、及び前記ベース要素（２８）と前記タブ（１８、２０）とを結合する変形領域（３０、３２）を有する請求項２〜４のいずれか１項に記載の変形要素（１０）。
6. 前記ベース要素（２８）は、複数の変形領域（３８．１、３８．２、３８．３、３８．４）とタブ（３６．１、３６．２、３６．３、３６．４）とを有する請求項５に記載の変形要素（１０）。
7. 前記ベース要素の前記第１の側に、前記タブ及び前記タブを前記ベース要素に結合する変形領域の前記第１の列（３４）を有する請求項６に記載の変形要素（１０）。
8. 前記ベース要素（２８）の前記第１の側の反対側に配置された前記ベース要素（２８）の前記第２の側に、前記タブ及び前記タブを前記ベース要素（２８）に結合する変形領域の前記第２の列（３６）を有する請求項７に記載の変形要素（１０）。
9. 前記第１の列（３４）は、そのタブ及び変形要素の形状及び大きさについて前記第２の列に対応する請求項８に記載の変形要素（１０）。
10. 前記２つの列（３４、３６）の前記タブの大きさ、形状、数のうちいずれか１つ又は２つ又は３つが異なる請求項８に記載の変形要素（１０）。

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