JP5802190B2

JP5802190B2 - 自動車の車室側壁構造

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Publication number: JP5802190B2
Application number: JP2012277591A
Authority: JP
Inventors: 直彦長谷; 大介色川; 弘幸小嶋; 栄二十文字
Original assignee: Kasai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kasai Kogyo Co Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: EP2937247A1; EP2937247A4; US20150298637A1; WO2014097606A1; EP2937247B1; BR112015014650B1; MX2015007345A; MX358976B; JP2014121887A; CN104884308B; BR112015014650A2; MY185808A; CN104884308A; US9452727B2

Description

本発明は、自動車の車室側壁構造に関する。

自動車の側面衝突時における乗員保護対策として、例えば、特許文献１〜３に示されているように、サイドドアのドアトリムとドアインナパネルとの間に緩衝体を配設し、車両の側面衝突時にその衝突荷重により緩衝体が圧潰変形することにより、衝突エネルギーを吸収するようにしたものが知られている。

上述の緩衝体は、適宜の合成樹脂材をもって一側が開放した例えば方形の角筒状に形成されている。この緩衝体は、例えば、その開放側の側部をドアトリム裏面の所要部位、即ち、着座乗員の腰部や肩部等に対応した部分に配設して、端壁をドアインナパネル面に近接して対向配置するようにしている。

これにより、車両の側面衝突時におけるドアインナパネルの車室側への変形に対して、緩衝体がドアトリムとドアインナパネルとの間で軸方向に圧潰変形することにより、衝突エネルギーを吸収しようとするものである。

特開２００８−５１３７１４号公報特開２０１１−２３０５７１号公報特開２００１−８０４３９号公報

車両の側面衝突時における緩衝体の端壁に対するドアインナパネルの衝接は、該ドアインナパネルの変形態様によって一様ではなく、緩衝体の端壁に対してフルラップ衝接、オフセット衝接、斜め衝接のようにまちまちである。

このため、特許文献１〜３に開示された何れの緩衝体にあっても、筒形状を整然と軸方向に潰れ変形させて最良の衝突エネルギー吸収を行わせることは難しい。

とりわけ、特許文献２，３に示された緩衝体のように、角筒周壁の各隣接する側壁の連設部を線状（角部）としてあって、圧潰変形に際してこの連設線に亀裂が伴うような構造のものでは、各連設線の亀裂のタイミングが不揃いとなって潰れ変形の軸線が倒れて不安定となる傾向が高くなる可能性がある。

また、緩衝体の開放側の側面形状は、ドアトリムの造形面に合わせて面一に成形する必要がある一方、端壁はドアインナパネルに対して平行度を確保する必要があることから、緩衝体の軸方向の高さ寸法が各部分でまちまちであることも上述の潰れ変形が整然と行われ難くなってしまう要因でもある。

そこで、本発明は車両の側面衝突時に緩衝体の筒形状を整然と軸方向に潰れ変形させて、衝突エネルギー吸収効果を高めることができる自動車の車室側壁構造を提供するものである。

本発明の自動車の車室側壁構造は、車室側の側壁パネル面を覆って装着されたトリム材の裏面に、該トリム材に対向した一側を開放してその周縁に外側に張り出すフランジ部を形成した合成樹脂製の角筒状の緩衝体を固着し、車両の側面衝突時に前記緩衝体が衝突荷重を受けて圧潰変形することにより、衝突エネルギーを吸収可能とした構造を基本としている。

そして、前記緩衝体は、周壁の各隣接する側壁相互の連設部を円弧状に形成し、該円弧状の略頂部に周壁と端壁とが隣接した隅部と前記フランジ部の成形基部との間の範囲で、所要長さの座屈調整用スリットを前記衝突荷重の入力方向に形成したことを主要な特徴としている。

本発明によれば、車両の側面衝突により車室の側壁パネルが車室側に変形して緩衝体の端壁に衝接し、該緩衝体に軸方向に衝突荷重が入力すると、開放部周縁がそのフランジ部によりトリム材に均一に圧接する。一方、周壁の各隣接する側壁相互の連設部では、該連設部が円弧状の面として形成されているため応力が分散され、該連設部における応力集中による亀裂の発生が回避される。

これにより、側壁パネルが不規則に変形して緩衝体の端壁にオフセット衝接、あるいは斜め衝接した場合でも、衝突荷重を緩衝体の周壁にほぼ均等に分散させる。

このとき、周壁の各連設部で長さ寸法（高さ寸法）が異なっていても、座屈調整用スリットにより軸方向の剛性が調整されているため、緩衝体の筒形状を整然と軸方向に潰れ変形させる。

この結果、緩衝体の周壁の各連設部の軸方向の亀裂発生や、潰れ変形の偏りによる緩衝体のロバスト性の低下がなく、衝突初期から衝突後期に亘って緩衝体の適正な圧潰変形を行わせて、衝突エネルギー吸収効果を高めることができる。

本発明を自動車のサイドドアに適用した例におけるドアトリムを示す側面図。図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図。緩衝体の第１実施形態を示す斜視図。スリットの拡大説明図。緩衝体の圧潰変形態様を略示的に示す図３のＢ−Ｂ線に沿う断面説明図。緩衝体の圧潰変形態様を略示的に示す図３のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図。緩衝体の配設形態の異なる例を示す図２と同様の断面図。緩衝体の第２実施形態を示す斜視図。図８に示した緩衝体の変形例を示す斜視図。緩衝体の配設形態の異なる例を示す側面説明図。

以下、本発明の実施形態を自動車のサイドドアを例に採って図面と共に詳述する。

図１，図２に示すように、サイドドア１はドアアウタパネル２とドアインナパネル３とで閉断面に構成されている。ドアインナパネル３は車室の側壁パネルの一部を構成し、その車室側の側面にはトリム材としてのドアトリム４を装着してある。

ドアトリム４は、適宜の合成樹脂材をもって型成形してあって、その上下方向中間部分にドアアームレスト５を配設してあると共に、下側部にドアポケット６を形成してある。

ドアトリム４の所要部位には、エラストマー樹脂等からなる高衝撃吸収性能を持つ緩衝体１０を配設してある。

緩衝体１０は、一側が開放した角筒状に形成してあって、車両の側面衝突時にドアインナパネル３とドアトリム４との間で車幅方向に衝突荷重Ｆを受けると圧潰変形して、衝突エネルギーを吸収するものである。

具体的には、緩衝体１０はその胴部の周壁１１を横向きにしてドアインナパネル３とドアトリム４との間の空間部に配置され、上述の衝突荷重Ｆに対して軸方向に圧潰変形することにより衝突エネルギーを吸収する。この衝突エネルギー吸収特性は、緩衝体１０の軸方向の変形ストロークと変形反力とによって一義的に定められる。

本実施形態では、図３に示すように緩衝体１０は車両前後方向に横長の六角形の角筒状に形成してある。一側の開放部の周縁には外側に張り出すフランジ部１３を一体成形してあり、該フランジ部１３を形成した開放部側をドアトリム４の裏面に向けて配置してある。

ドアトリム４に対する緩衝体１０の固定は、例えば、緩衝体１０のフランジ部１３に近接して複数のブラケット部１４を突設し、このブラケット部１４に対してドアトリム４の裏面に突設した図外のボス部を熱かしめして固着することによって行うことができる。

この緩衝体１０は、車両の側面衝突時における乗員保護対策の趣旨から、ドアトリム４における着座乗員の腰部等に対応したインパクトエリアに、上述のように車両前後方向に横長に配設される。

ドアトリム４は、上述のようにドアアームレスト５やドアポケット６等を設置するため、図２に示すように面形状が平坦な一様ではなく起伏に富んだ造形面となっている。

従って、緩衝体１０はドアトリム４に対向するフランジ部１３を形成した開放部側の側面形状を、このドアトリム４の造形面の起伏に合わせた側面形状とする一方、他側のドアインナパネル３に対向する端壁１２は、該ドアインナパネル３と平行度を保てるように平坦に形成される。

このため、緩衝体１０は図２に示すように軸方向の高さ寸法が一様ではなく各部分で高さが異なり、その高さ寸法に応じて軸方向の剛性も各部分で異なってくる。

そこで、本実施形態では、前述のように緩衝体１０の開放部周縁にフランジ部１３を形成して、ドアトリム４の裏面に均一に圧接可能とすることに併せて、周壁１１の各隣接する側壁相互の連設部１５を円弧状の面として形成すると共に、その略頂部に座屈調整用スリット１６を形成してある。

この座屈調整用スリット１６は、周壁１１と端壁１２とが隣接した所要の型抜きＲを持った隅部と、同じく所要の型抜きＲを持った前記フランジ部１３の成形基部との間の範囲で設けられる。

座屈調整用スリット１６は、周壁１１の全ての連設部１５にそれぞれ成形長さを任意に異ならせて設けることも可能であるが、本実施形態では座屈剛性が大きくなる傾向にある横長方向の端部、および成形高さが低くなる壁面側における連設部１５にこの座屈調整用スリット１６を設定してある。

車両の側面衝突の後期まで高いエネルギー吸収特性を持続させるためには、この座屈調整用スリット１６は、フランジ部１３の成形基部から所要の高さ寸法、例えば、１０ｍｍ以上の高さの位置にスリット止端を設定することが望ましい。

また、図４に示すように、座屈調整用スリット１６の切欠隅部は円弧状に形成して、応力集中による亀裂発生を抑制するようにしている。

上述の連設部１５の曲率半径や、座屈調整用スリット１６の長さ寸法は、周壁１１の板厚，隣接する側壁間の連設角度、あるいは周壁１１の高さ寸法等に応じて任意に設定される。例えば、周壁１１の板厚を１ｍｍ〜４ｍｍとした場合に、連設部１５の曲率半径は２０ｍｍ〜４０ｍｍに、座屈調整用スリット１６は最小寸法を１０ｍｍとし、最大長さはフランジ部１３側の連設隅部から端壁１２の連設隅部までの成形長さとすることができる。

また、緩衝体１０は、その周壁１１に環状に連なる折れ線１７を備えている。

この折れ線１７は、例えば、図３に例示する緩衝体１０では周壁１１における上下方向の側壁では径方向外側に突出した外向き折れ線１７ａとし、前後方向の側壁では径方向内側に突出した内向き折れ線１７ｂとして、これら折れ線１７ａと１７ｂとが周方向に連続する環状に形成している。

以上の構成からなる本実施形態の車室側壁構造によれば、車両の側面衝突によりドアインナパネル３が車室側に変形して緩衝体１０の端壁１２に衝接し、該緩衝体１０に軸方向に衝突荷重Ｆが入力すると、開放部周縁がそのフランジ部１３によりドアトリム４の裏面に均一に圧接する。

一方、周壁１１の各隣接する側壁相互の連設部１５では、該連設部１５が円弧状の面として形成されているため応力が分散され、該連設部１５における応力集中による亀裂の発生が回避される。

これにより、ドアインナパネル３が不規則に変形して緩衝体１０の端壁１２にオフセット衝接、あるいは斜め衝接した場合でも、衝突荷重Ｆを緩衝体１０の周壁１１にほぼ均等に分散させる。

このとき、緩衝体１０の高さ寸法がドアトリム４の面形状により各部まちまちで、周壁１１の各連設部１５で長さ寸法（高さ寸法）が異なっていても、座屈調整用スリット１６により軸方向の剛性、即ち、座屈剛性が調整されているため、緩衝体１０の筒形状を整然と軸方向に潰れ変形させる。

この結果、緩衝体１０の周壁１１の各連設部１５の軸方向の亀裂発生や、潰れ変形の偏りによる緩衝体１０のロバスト性の低下がなく、衝突初期から衝突後期に亘って緩衝体１０の適正な圧潰変形を行わせて、衝突エネルギー吸収効果を高めることができる。

ここで、本実施形態では周壁１１の連設部１５に設けた座屈調整用スリット１６は、その切欠隅部を円弧状に形成してあるため、緩衝体１０の軸方向の圧潰変形時にスリット１６が周壁１１の周方向に拡開した際に、切欠隅部に応力集中による亀裂発生を抑制できる。

これにより、連設部１５の座屈剛性を亀裂を伴うことなく減少させて、緩衝体１０のロバスト性の低下抑制効果を高めることができる。

また、周壁１１には環状の折れ線１７を形成してあるので、周壁１１をこの折れ線１７を起点にして座屈変形させて、緩衝体１０の軸方向の圧潰変形をより一層整然と行わせることができる。

特に、この折れ線１７は、周壁１１の上下方向の側壁では径方向外側に突出した外向き折れ線１７ａとし、前後方向の側壁では径方向内側に突出した内向き折れ線１７ｂとして周方向に連続している。

これにより、図５，図６に示すように周壁１１が上下方向の側壁が外側へ向けてくの字状に座屈する一方、前後方向の側壁が内側へ向けてくの字状に座屈して、上下，前後方向の側壁間の突張り、あるいは引き込みを生じることがなく、より一層整然とした軸方向の圧潰変形を促すことができる。

図７は、緩衝体１０の配設形態の異なる例を示している。

この実施形態では、ドアアウタパネル２とドアインナパネル３との間の閉断面内に、車両前後方向にインパクトビーム７を配設して、側面衝突時における緩衝作用と、車室側へのドア変形抑制作用とを図っている。

インパクトビーム７は、ドアトリム４の裏面に固設した緩衝体１０とほぼ同じ高さ位置、即ち、着座乗員のインパクトエリア内を通る高さ位置に配設してある。

ドアインナパネル３には、緩衝体１０が臨む開窓部８を形成してあり、インパクトビーム７の車室側への変形移動を直接緩衝体１０の端壁１２で受けるようにしている。

この緩衝体１０の配置構成では、車両の側面衝突時にインパクトビーム７が車室側へ曲げ変形することにより衝突エネルギーを吸収すると共に、サイドドア１の車室側への変位量を小さく抑制する。

そして、インパクトビーム７が緩衝体１０の端壁１２に衝接して、該緩衝体１０が軸方向に圧潰変形することで、インパクトビーム７の曲げ変形により減少された衝突エネルギーを更に吸収する。

このようなインパクトビーム７を備えた車両では、仕様によって図７の鎖線に示すように該インパクトビーム７の配設高さが微妙に異なる場合がある。

従って、インパクトビーム７が図７の実線に示す対緩衝体１０の中央位置よりも上，下にずれると、インパクトビーム７が緩衝体１０の端壁１２に偏当りして、軸方向の圧潰変形に少なからず悪影響を及ぼす可能性がある。

図８は、このようなインパクトビーム７を用いた仕様のサイドドア１に採用して好適な緩衝体１０を示すものである。

この第２実施形態の緩衝体１０は、端壁１２の中央部分を、複数の凹陥部１８と、これら凹陥部１８を区画する複数のリブ部１９とで、凹凸形状に形成している。

図示する例では、リブ部１９を端壁１２の周縁に沿う環状部１９ａ、上下方向に延在する２つの平行な縦リブ１９ｂと、前後方向に延在する１つの横リブ１９ｃとで井桁状に形成して、それらに囲繞された部分を凹陥部１８として形成している。

この第２実施形態の緩衝体１０によれば、端壁１２を複数の凹陥部１８と複数のリブ部１９とにより凹凸形状に構成しているため、端壁１２の面剛性が高められている。

これにより、例えば、図７の鎖線に示すようにインパクトビーム７が実線で示す正規位置よりも上，下にずれていて、該インパクトビーム７が端壁１２の上，下何れかにずれて偏当りした場合でも、インパクトビーム７からの衝突荷重を端壁１２の面方向に分散させる。

これにより、衝突荷重を周壁１１に軸方向にほぼ均一に分散させて、前述と同様に緩衝体１０を整然と軸方向に圧潰変形させることができる。

図８に示す例では、リブ部１９を井桁状に形成しているが、図９に示す変形例のように、上述の横リブ１９ｃを除いて、インパクトビーム７をこれと交差する２つの縦リブ１９ｂと、端壁周縁の環状リブ１９ａとで受けるようにしたものでもよい。

図１０は、緩衝体１０の配設形態の異なる例を示している。

この実施形態では、緩衝体１０を固設したドアトリム４の裏面に、緩衝体１０の開放部周縁のフランジ部１３を囲繞するリブ突起４ａを一体成形している。

この実施形態の緩衝体１０の配置構成では、車両の側面衝突時に緩衝体１０が軸方向に圧潰変形した際に、その開放側周縁の拡径方向の変形をフランジ部１３に外接するリブ突起４ａで抑制する。

これにより、緩衝体１０の軸方向の適正な圧潰変形を維持できて、より一層良好な衝突エネルギー吸収効果を得ることができる。

なお、前記実施形態ではドアトリム４における着座乗員の腰部に対応したインパクトエリアの裏面に緩衝体１０を配設した例を示したが、この他、リヤサイドトリムにおける着座乗員の腰部や肩部に対応したインパクトエリアの裏面に緩衝体１０を配設して、前述と同様の効果を得ることができる。

また、緩衝体１０として、六角形の角筒状のものを例示したが、これに限定されることはなく、一側が開放した角筒状に形成されて、軸方向の圧潰変形により衝突エネルギーを吸収可能な緩衝体であれば、どのような多角形状，構造のものにも適用可能である。

３…ドアインナパネル（車室の側壁パネル）
４…ドアトリム（トリム材）
４ａ…リブ突起
１０…緩衝体
１１…周壁
１２…端壁
１３…フランジ部
１５…周壁の連設部
１６…座屈調整用スリット
１７…周壁の折れ線
１８…凹陥部
１９…リブ部

Claims

車室側の側壁パネル面を覆って装着されたトリム材の裏面に、該トリム材に対向した一側を開放してその周縁に外側に張り出すフランジ部を形成した合成樹脂製の角筒状の緩衝体を固着し、
車両の側面衝突時に前記緩衝体が衝突荷重を受けて圧潰変形することにより、衝突エネルギーを吸収可能とした構造であって、
前記緩衝体は、周壁の各隣接する側壁相互の連設部を円弧状に形成し、該円弧状の略頂部に周壁と端壁とが隣接した隅部と前記フランジ部の成形基部との間の範囲で、所要長さの座屈調整用スリットを前記衝突荷重の入力方向に形成したことを特徴とする自動車の車室側壁構造。
前記座屈調整用スリットは、その切欠隅部を円弧状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の自動車の車室側壁構造。
前記緩衝体はその周壁に環状に連なる折れ線を備え、この折れ線を、上下方向の側壁と前後方向の側壁の何れか一方に設けた径方向外側に突出した外向き折れ線と、他方に設けた径方向内側に突出する内向き折れ線と、で構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の自動車の車室側壁構造。
前記緩衝体の端壁の中央部分を、複数の凹陥部と、これら凹陥部を区画する複数のリブ部とで、凹凸形状に形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の自動車の車室側壁構造。
前記トリム材は、前記緩衝体のフランジ部の周縁を囲繞するリブ突起を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の自動車の車室側壁構造。