JP5310012B2 - 側突用樹脂衝撃吸収体 - Google Patents

Description

本発明は、車両におけるドアトリムの車室外側面に取り付けられる側突用樹脂衝撃吸収体に関する。

この種の側突用樹脂衝撃吸収体として、様々なものが知られている。例えば、格子状をなす側突用樹脂衝撃吸収体として、下記特許文献１に記載のものがある。このものは、ドアトリムの車室外側面に取り付けられる底板を有し、この底板から格子状をなして複数のリブを立ち上げたものである。また、ボックスタイプの側突用樹脂衝撃吸収体として、下記特許文献２に記載のものがある。このものは、ドアトリムの車室外側面から角筒状をなして立ち上がる外周壁を有し、これらの外周壁によって形成される先端開口を塞ぐ天板が外周壁と一体に設けられている。

特許文献２のものは天板で衝撃を受ける構成であり、天板を大きくすると天板中心部の剛性が低下する。そこで、特許文献１に記載の格子状の側突用樹脂衝撃吸収体に、特許文献２に記載の天板を設けることで、天板中心部の剛性を高める方法も考えられる。
特開平８−１４２２３４号公報 特開２００７−５５５４９公報

しかしながら、特許文献１のものは射出成形による一体成形品であり、格子状をなしているので、成形時の型抜きが難しく、リブを高く形成することはできない（３０ｍｍ程度が限界）。また、側突時にリブの座屈方向が不安定であり、隣り合うリブ同士が重なり合って倒れるため、リブの座屈を阻害してしまう。このため、格子状の側突用樹脂衝撃吸収体では、効率的に衝撃を吸収することができない。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、リブの高さを高くし、側突時に効率的に衝撃を吸収することを目的とする。

本発明は、車両におけるドアトリムの車室外側面に取り付けられる側突用樹脂衝撃吸収体であって、ドアトリムの車室外側面と交差する配置で並設された複数のリブを有し、隣り合うリブがほぼ同一間隔を保持しながら波形に形成された波形リブと、波形リブにおいてドアトリムと反対側の端縁同士を連結した天板と、天板とドアトリムの車室外側面との間に配設され、隣り合うリブ同士を連結した中間板とを備えた構成としたところに特徴を有する。

このような構成によると、側突時に、天板から各リブに入力荷重が均一に伝達され、波形リブの曲面部分が屈曲中心となって座屈が誘導されるため、座屈時における各リブの挙動を制御することができる。そして、中間板を備えているため、天板と中間板間のリブ高さの調整が容易となり、座屈時に隣り合うリブが重なり合わない間隔で各リブを複数配置することができ、効率的に衝撃を吸収することができる。また、中間板を設けて２段構造にしたことで、１段当たりの高さを抑えつつ、２段分の高さを有する波形リブを形成することができるから、結果として波形リブの高さを高くすることができる。

本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
波形リブは、中間板を境としてドアトリム側と天板側がそれぞれ異なる板厚で形成されている構成としてもよい。
このような構成によると、板厚の小さい側が優先的に座屈しやすくなるから、座屈時における各リブの挙動をさらに細かく制御することができる。

波形リブは、ドアトリムと一体に形成されている構成としてもよい。
このような構成によると、波形リブをドアトリムと一体成形することができるから、波形リブをドアトリムに対して別途取り付ける必要がなく、側突用樹脂衝撃吸収体のドアトリムへの取付工程を省略できる。

波形リブの両側に配設され、中間板および天板に連結された一対の側板と、両側板が倒れることを防ぐ倒れ防止リブとを備えた構成としてもよい。
このような構成によると、倒れ防止リブを設けたから、側突時に両側板が容易に倒れることを防ぐことができる。この結果、側突時の衝撃を波形リブと両側板とに分散させることができ、より強い衝撃を吸収することができる。

本発明によれば、リブの高さを高くすることができ、側突時に効率的に衝撃を吸収することができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７の図面を参照しながら説明する。本実施形態のドアトリム２０は、図１に示すように、ドアポケット２１、アームレスト２２、インサイドハンドル２３などを備えて構成されている。また、ドアトリム２０は、図２に示すように、ドアパネル３０の車室内側に固定されている。ドアパネル３０は、車室内側に配置されたインナパネル３１と、車室外側に配置されたアウタパネル３２とを備えている。

樹脂衝撃吸収体１０は本発明でいう「側突用樹脂衝撃吸収体」であって、ドアトリム２０の車室外側面に設置されており、ドアトリム２０においてシート（図示せず）に着座した乗員の腰部付近に対応して配置されている。樹脂衝撃吸収体１０は、ドアパネル３０に対向している。このため、側突時に車両の側方から衝撃が加わると、ドアパネル３０が車室内側に変形して樹脂衝撃吸収体１０に当接し、着座した乗員の腰部付近がドアトリム２０を押圧することで、樹脂衝撃吸収体１０を座屈させて、衝撃を吸収している。なお、樹脂衝撃吸収体１０は、ポリプロピレン樹脂などによって構成されている。

樹脂衝撃吸収体１０は、図３に示すように、波形リブ１１、天板１２、中間板１３、一対の側板１４、一対の倒れ防止リブ１５、および取付板１６などを備えて構成されている。この樹脂衝撃吸収体１０は、中間板１３を境として天板１２側を２階部分１０Ａとし、中間板１３を境として取付板１６側を１階部分１０Ｂとした２段構造をなしている。

波形リブ１１、両側板１４、および両倒れ防止リブ１５は、取付板１６と一体に形成されている。取付板１６は、同取付板１６を貫通して形成された複数の取付孔１６Ａを有している。一方、ドアトリム２０は、複数の取付孔１６Ａと対応して形成された複数の樹脂ボス２４を有している。樹脂ボス２４を取付孔１６Ａに挿入した後、超音波溶着により樹脂ボス２４を溶着させることにより取付板１６がドアトリム２０の車室外側面に密着して固定される。これにより、図２に示すように、樹脂衝撃吸収体１０をドアトリム２０の車室内側面に取り付けることができる。

波形リブ１１は、３つのＳ字リブ１１Ａを有している。これらのＳ字リブ１１Ａは、両側板１４と対向する配置で、一定の間隔をもって両側板１４の間に並設されている。Ｓ字リブ１１Ａは、断面Ｓ字状をなして連続する曲面形状をなしている。隣り合うＳ字リブ１１Ａは、ほぼ同一間隔を保持しながら対面する配置とされている。つまり、Ｓ字リブ１１Ａは、いずれも同一形状で、かつ、同じ方向を向いて並んで配置されている。このため、側突時に、波形リブ１１の曲面部分が屈曲中心となって座屈が誘導されるため、座屈時における各Ｓ字リブ１１Ａの挙動を制御でき、効率的に衝撃を吸収することができる。このことは、座屈時に隣り合うＳ字リブ１１Ａが重なり合わない間隔で各Ｓ字リブ１１Ａを複数配置できることを意味する。

天板１２は、図４に示すように、波形リブ１１および両側板１４の先端縁（取付板１６と反対側の端縁）同士を互いに連結することによって形成されている。天板１２は、波形リブ１１と同様に、断面Ｓ字状をなして連続する曲面形状をなしている。波形リブ１１は、天板１２の曲面のうち取付板１６側に突出した曲面部分の頂点部に接続されている。このため、側突時に、天板１２から各Ｓ字リブ１１Ａに入力荷重を均一に伝達することができる。

中間板１３は、天板１２より所定距離だけ取付板１６側に対向状態で配設され、隣り合うＳ字リブ１１Ａ同士および両側板１４を連結している。詳細には、取付板１６におけるドアトリム２０との接触面から中間板１３までの距離をＷ１とし、中間板１３から天板１２の先端までの距離をＷ２としたときに、Ｗ１がほぼ６０ｍｍであるのに対し、Ｗ２がほぼ３０ｍｍとなるように（つまり、Ｗ１：Ｗ２＝２：１となる位置に）中間板１３が設置されている。このため、樹脂衝撃吸収体１０のドアトリム２０からの高さは、ほぼ９０ｍｍとなり、従来構造（３０ｍｍ程度）よりも樹脂衝撃吸収体１０とドアパネル３０との空走距離を隙詰めできる機能を有している。

このように、中間板１３を設けることによって波形リブ１１および両側板１４を２階部分１０Ａと１階部分１０Ｂとに分割できる。これにより、波形リブ１１および両側板１４の各階の高さを抑えることができる。この結果、全体としては２階建て構造を有する波形リブ１１を形成することができるから、波形リブ１１の高さを高くすることができる。

側板１４は、取付板１６とほぼ直交する配置で取付板１６から立ち上がる形態とされている。詳細には、側板１４は、取付板１６との連結部１４Ａから取付板１６と直交する方向に延出され、中間板１３との連結部のほぼ１０ｍｍ手前１４Ｂから波形リブ１１側に傾斜し、中間板１３との連結部１４Ｃから天板１２との連結部１４Ｄにかけて取付板１６と直交する方向に延出されている。このため、両側板１４の間隔は、１階部分１０Ｂよりも２階部分１０Ａの方が狭くなっている。

波形リブ１１および両側板１４の板厚は、２階部分１０Ａより１階部分１０Ｂのほうが小さくなっている。具体的には、波形リブ１１および両側板１４の板厚は、１階部分１０Ｂがほぼ３ｍｍとされているのに対して、２階部分１０Ａがほぼ２ｍｍとされている。さらに、天板１２の板厚および中間板１３の板厚についても、２階部分１０Ａと同じほぼ２ｍｍとされている。

倒れ防止リブ１５は、略直角三角形の板状をなしており、両側板１４の両側にそれぞれ配設されている。この倒れ防止リブ１５は、側板１４の基端側と取付板１６とを互いに連結している。

次に、樹脂衝撃吸収体１０により発揮される衝撃吸収性能について説明する。図５は、従来品である格子リブと本実施形態の樹脂衝撃吸収体１０の荷重−変位特性を示した図である。また、図６は、荷重測定機を利用して得られた樹脂衝撃吸収体１０の変形モードを示した図であって、図中の変位量（ｍｍ）は、図５における各変位に対応している。図５における縦線は、ドアトリム２０の車室内側で受けた荷重である。図５における横線は、図６の荷重測定機の押圧子Ｓによって、樹脂衝撃吸収体１０が定盤Ｆに押し込まれた変位量を示しており、樹脂衝撃吸収体１０が図６の定盤Ｆに接触した位置をゼロとして、ここから右側に移動した変位量を図示してある。図５のａで示した区間は、従来品の格子リブと比較して安定した衝撃荷重が得られた区間を示している。

図５に示すように、樹脂衝撃吸収体１０は、定盤Ｆに接触すると（０ｍｍ）、中間板１３よりも先端側となる２階部分１０Ａが座屈し始めることにより速やかに初期荷重Ｌ１になる。次に、各Ｓ字リブ１１Ａは、２階部分１０Ａの曲面部分で同一方向に座屈することによって本荷重Ｌ２になり、平坦形状をなす理想的な荷重特性が得られる（１０ｍｍ〜２０ｍｍ）。２階部分１０Ａの座屈が終了に近づくと、今度は、中間板１３よりも基端側となる１階部分１０Ｂが座屈し始めることによって本荷重Ｌ３になり、平坦形状を維持したまま理想的な荷重特性が得られる（３０ｍｍ）。各Ｓ字リブ１１Ａは、１階部分１０Ｂにおいても曲面部分で同一方向に座屈することにより、引き続き平坦形状をなす理想的な荷重特性が得られる（４０ｍｍ〜５０ｍｍ）。このように、各Ｓ字リブ１１Ａの座屈時の挙動を精度良く制御し、樹脂衝撃吸収体１０によってほぼ一定の荷重で衝撃を吸収することで衝撃荷重を抑制することが確認できた。

次に、樹脂衝撃吸収体１０により衝撃吸収性能を適宜調整すべく、Ｓ字リブ１１Ａの板厚を変化させたときにおける荷重を測定したものが図７である。Ｓ字リブ１１Ａの板厚は、ドアトリム２０側の板厚（すなわち１階部分１０Ｂの板厚）を変更したものである。この結果、Ｓ字リブ１１Ａの板厚を厚くした場合には、図７の上側破線で示すように、実線で示した基準板厚の変位量と同じ量を変位させた場合には初期荷重Ｌ１および本荷重Ｌ２，Ｌ３に相当する部分が一様に大きくなることが確認できた。一方、Ｓ字リブ１１Ａの板厚を薄くした場合には、図７の下側破線で示すように、基準板厚と比較して初期荷重Ｌ１および本荷重Ｌ２，Ｌ３に相当する部分が一様に小さくなることが確認できた。

本実施形態は以上のような構成であって、続いてその作用を説明する。まず、側突により車両が側方から衝撃を受けると、ドアパネル３０が車室内側に変形する。ドアパネル３０が樹脂衝撃吸収体１０の天板１２に接触すると、ドアパネル３０からの衝撃が波形リブ１１および両側板１４に伝達され、初期荷重Ｌ１になる。ここで、両側板１４は、両倒れ防止リブ１５によって倒れることが規制されている。さらに、各Ｓ字リブ１１Ａは中間板１３において互いに連結され、この中間板１３は両側板１４の連結部１４Ｃに連結されているから、樹脂衝撃吸収体１０の１階部分１０Ｂは倒れることが規制される。

これらに加えて、樹脂衝撃吸収体１０の２階部分１０Ａが１階部分１０Ｂよりも薄肉に形成されているから、２階部分１０Ａの座屈が優先的に開始され、本荷重Ｌ２になる。このとき、各Ｓ字リブ１１Ａは、２階部分１０Ａの曲面部分を座屈中心として座屈し、全ての座屈方向が同じ方向に制御される。そして、２階部分１０Ａの座屈が終了に近づくと、これに代わって、あるいはこれとともに１階部分１０Ｂの座屈が開始され、本荷重Ｌ３が発生する。１階部分１０Ｂについても２階部分１０Ａと同様であって、１階部分１０Ｂの曲面部分を座屈中心として各Ｓ字リブ１１Ａが座屈し、全ての座屈方向が同じ方向に制御される。この間、本荷重Ｌ２，Ｌ３は、平坦形状をなす理想的な荷重特性を示し、かつ、従来品の格子リブよりも長いａ区間で持続的に衝撃吸収ストローク（変位量）を稼ぐことができる。

以上のように本実施形態ではＳ字リブ１１Ａを有する波形リブ１１を採用したから、座屈時の挙動を精度良く制御することができる。これにより、各Ｓ字リブ１１Ａの座屈が阻害されることがなく、理想的な荷重特性を得ることができる。また、２階部分１０Ａと１階部分１０Ｂとからなる２階建て構造を有する樹脂衝撃吸収体１０を採用したから、各階の高さを抑えつつも全体として２階建て分の高さを得ることができ、波形リブ１１の高さを高くすることができる。よって、従来品よりも長い衝撃吸収ストロークを稼ぐことができ、ドアパネル３０までの空走距離を隙詰めすることができる。また、各Ｓ字リブ１１Ａが重ならないようにして各Ｓ字リブ１１Ａを並設できるから、天板１２を大きくしても天板１２の中心部の剛性が低下することはなく、天板１２から各Ｓ字リブ１１Ａに入力荷重を均一に伝達できる。

また、樹脂衝撃吸収体１０の板厚を、１階部分１０Ｂよりも２階部分１０Ａのほうが小さくなるようにしたから、２階部分１０Ａを優先的に座屈させることができる。また、両側板１４および両倒れ防止リブ１５を設けたから、側突時に両側板１４が容易に倒れることを防止でき、１階部分１０Ｂの波形リブ１１が容易に倒れることも防止できる。したがって、波形リブ１１を１階部分１０Ｂと２階部分１０Ａとで２段階に分けて座屈させやすくなる。また、側突時の衝撃を波形リブ１１と両側板１４とに分散させることができ、効率よく衝撃を吸収することができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図８および図９の図面を参照しながら説明する。本実施形態における樹脂衝撃吸収体１７は、図８に示すように、ドアトリム２０と一体成形したものである。本実施形態において実施形態１と共通する構成には同一の符号を付すものとし、実施形態１と重複する構成、作用、および効果についてはその説明を省略する。樹脂衝撃吸収体１７をドアトリム２０の車室外側に一体成形した場合には、ドアトリム２０の車室内側にヒケが出やすくなるため、図９に示すように、各Ｓ字リブ１１Ａおよび両側板１４の基端部に、ヒケ防止用の肉盗み１８を設ける必要がある。これにより、樹脂衝撃吸収体１７を別途ドアトリム２０の車室内側に固定する作業が不要となり、樹脂衝撃吸収体１７のドアトリム２０への取付工程を省略できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本実施形態では波形リブ１１の一例として曲面で構成された断面Ｓ字状のＳ字リブ１１Ａとしているものの、本発明によると、平面で構成された断面三角波や断面方形波などの形状からなる波形リブとしてもよい。

（２）本実施形態では天板１２を断面Ｓ字状に形成しているものの、本発明によると、天板１２を平面で構成してもよい。

（３）本実施形態では樹脂衝撃吸収体１０の１階部分１０Ｂは２階部分１０Ａよりも板厚が大きくしてあるものの、本発明によると、１階部分１０Ｂが２階部分１０Ａよりも小さい板厚となるようにしてもよい。また、１階部分１０Ｂと２階部分１０Ａの板厚を同じにしておき、中間板１３の位置を車幅方向に調整することにより座屈の挙動を制御してもよい。

（４）本実施形態では一対の側板１４を設け、これらの側板１４に一対の倒れ防止リブ１５を設けているものの、本発明によると、波形リブ１１に倒れ防止リブ１１を直接設けてもよい。

本実施形態１におけるドアトリムの正面図 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図 図２の樹脂衝撃吸収体の斜視図 図２の樹脂衝撃吸収体の拡大側面図 図２の樹脂衝撃吸収体の荷重特性を示したグラフ 図２の樹脂衝撃吸収体の変形モードを簡易的に示した図 図２の樹脂衝撃吸収体のＳ字リブの板厚を変更して荷重を測定したグラフ 実施形態２における樹脂衝撃吸収体の斜視図 図８の樹脂衝撃吸収体の拡大側面図

１０，１７…樹脂衝撃吸収体
１１…波形リブ
１１Ａ…Ｓ字リブ
１２…天板
１３…中間板
１４…側板
１５…倒れ防止リブ
２０…ドアトリム
３０…ドアパネル

Claims (5)

1. 車両におけるドアトリムの車室外側面に取り付けられる側突用樹脂衝撃吸収体であって、
   前記ドアトリムの車室外側面と交差する配置で並設された複数のリブを有し、隣り合う前記リブがほぼ同一間隔を保持しながら波形に形成された波形リブと、
   前記波形リブにおいて前記ドアトリムと反対側の端縁同士を連結した天板と、
   前記天板と前記ドアトリムの車室外側面との間に配設され、隣り合う前記リブ同士を連結した中間板とを備え、
   前記波形リブは、隣り合う前記リブが対面配置され、当該隣り合う前記リブの間に形成される空間が、前記ドアトリムの車室外側面に沿う方向における両側に開口するようにして構成されている側突用樹脂衝撃吸収体。
2. 前記波形リブは、前記中間板を境として前記ドアトリム側と前記天板側がそれぞれ異なる板厚で形成されている請求項１に記載の側突用樹脂衝撃吸収体。
3. 前記波形リブは、前記ドアトリムと一体に形成されている請求項１または請求項２に記載の側突用樹脂衝撃吸収体。
4. 複数の前記リブの並設方向における両側において、前記波形リブと対向するとともに一定の間隔をもって配設された一対の側板からなる側壁を、更に備える請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の側突用樹脂衝撃吸収体。
5. 前記一対の側板は、前記中間板および前記天板に連結されており、
   前記一対の側板が倒れることを防ぐ倒れ防止リブを、更に備える請求項４に記載の側突用樹脂衝撃吸収体。

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