JP6608796B2

JP6608796B2 - 車両用衝撃吸収構造

Info

Publication number: JP6608796B2
Application number: JP2016209873A
Authority: JP
Inventors: 慎一有本; 孝平南壽; 大輔野中; 和浩河村; 保臣棚岡
Original assignee: Toyota Boshoku Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2019-11-20
Anticipated expiration: 2036-10-26
Also published as: JP2018069857A; US20180111454A1; US10300771B2

Description

本発明は、車両用衝撃吸収構造に関する。

特許文献１の車両用衝撃吸収構造は、ドアトリムの車幅方向外側に衝撃吸収部材が設けられている。衝撃吸収部材は、ドアトリムに対向配置された基板と、その基板からドアトリム側へと突出する複数の脚部とを備えている。各脚部の先端部は、ドアトリムに固定されている。また、衝撃吸収部材の基板には、ドアトリム側へと突出する板状の堅壁部が設けられている。車両に対して車幅方向外側からの衝撃が加えられた場合には、その衝撃が衝撃吸収部材の基板から堅壁部へと伝達される。そして、衝撃吸収部材の堅壁部が変形することにより、衝撃がドアトリム側へと伝わることを抑制する。

特開２０１３−１０７４４２号公報

特許文献１の車両用衝撃吸収構造においては、衝撃吸収部材に作用する衝撃の入力角度等によっては、衝撃吸収部材における複数の脚部のうちの特定の脚部のみが大きく変形することがある。このように、特定の脚部のみが大きく変形すると基板が傾いてしまい、衝撃吸収部材に作用する衝撃を基板を介して堅壁部に効率的に伝達することができない。その結果、堅壁部の変形によって適切に衝撃を吸収することができなくなる。すなわち、特許文献１の車両用衝撃吸収構造は、衝撃吸収部材として期待される性能を十分に発揮できないことがある。

上記課題を解決するため、本発明は、ドアトリムと当該ドアトリムの車幅方向外側に設けられた衝撃吸収部材とを備えた車両用衝撃吸収構造であって、前記衝撃吸収部材は、前記ドアトリムに対向配置された基板と、前記基板から前記ドアトリム側へと突出する複数の脚部と、前記基板から前記ドアトリム側へと突出する板状の堅壁部とを備え、前記複数の脚部は、前記堅壁部の先端よりも前記基板側において突出方向が屈曲している。

上記構成によれば、衝撃吸収部材の各脚部は、屈曲位置において変形しやすくなっている。したがって、ある程度以上の衝撃力が各脚部に作用して各脚部が変形する場合、例えば衝撃吸収部材の基板に対して多少斜めに衝撃が入力されても、複数の脚部すべてが屈曲位置において変形しやすくなる。

ドアトリムの内面図。衝撃吸収部材の斜視図。衝撃吸収部材の基板側（車両外側）から視た平面図。図３における４−４線断面図。図４における堅壁部の拡大図。衝撃吸収部材に作用する荷重と変形量との関係を示すグラフ。

以下、本発明の実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、ドアトリム１０は、全体として板状をなすトリムボード１１を備えている。トリムボード１１の車室側（図１において紙面手前側）には、ドアを開閉するためのドアハンドル１６が設けられている。トリムボード１１の車室側においてドアハンドル１６よりも下側には、アームレスト１７が設けられている。トリムボード１１の車室側において１７よりも下側には、地図や小物等を収納できるドアポケット１８が設けられている。トリムボード１１におけるドアポケット１８よりも車両前側（図１において左側）には、スピーカユニット１９が設置されている。図１及び図４に示すように、トリムボード１１におけるドアポケット１８よりも車両後側であって車幅方向外側（図１において紙面奥側、図４において右側）の面には、車幅方向外側からの衝撃を吸収するための衝撃吸収部材２０が設けられている。図１では、トリムボード１１に固定された衝撃吸収部材２０を仮想的に破線で図示している。なお、この実施形態では、ドアトリム１０と衝撃吸収部材２０とによって車両用衝撃吸収構造が構成されている。

図４に示すように、衝撃吸収部材２０は、ドアトリム１０のトリムボード１１に対向配置された板状の基板２１を備えている。図３に示すように、基板２１は、平面視すると、四角形の四隅部が切欠部２１ａにおいて四角形状に切り欠かれたような形状になっている。図２及び図４に示すように、衝撃吸収部材２０は、基板２１からトリムボード１１側へと突出する脚部２２を備えている。脚部２２は、基板２１の切欠部２１ａの切欠縁に沿う断面Ｌ字形状の壁である。脚部２２は、基板２１の四隅部の切欠部２１ａに対応して、合計４箇所設けられている。これら各脚部２２の基板２１からの突出長は、基板２１からトリムボード１１までの距離とほぼ同じになっている。

図２及び図３に示すように、各脚部２２のＬ字の内側には、板状の取付部２３が設けられている。取付部２３は、基板２１とほぼ平行に延びるように設けられている。また、取付部２３は、脚部２２の先端よりも基板２１側に位置している。取付部２３の中央には、衝撃吸収部材２０をドアトリム１０に固定する際に用いられる取付孔２３ａが貫通形成されている。

各脚部２２の両側縁には、当該脚部の側縁に沿って延びる第１補強壁２４が設けられている。第１補強壁２４は、脚部２２に対して略９０度の角度をなすように設けられている。第１補強壁２４は、基板２１から取付部２３の形成位置近傍にまで延びている。取付部２３の外周縁には、トリムボード１１側へと突出する第２補強壁２５が立設されている。第２補強壁２５は、取付部２３の外縁全体に亘って延びており、その両端部がそれぞれ第１補強壁２４と連続している。

基板２１の外周縁には、隣り合う脚部２２における第１補強壁２４の間を繋ぐように板状の側壁部２６がトリムボード１１側へ向かって立設されている。側壁部２６の基板２１からの立設長は、脚部２２の基板２１からの突出長よりも短くなっている。この実施形態では、側壁部２６の基板２１からの立設長は、脚部２２の基板２１からの突出長の半分未満になっている。

図２に示すように、衝撃吸収部材２０は、基板２１からドアトリム１０のトリムボード１１側へと突出する４つの堅壁部３０を備えている。各堅壁部３０は板状になっていて、基板２１の中心側から隣り合う脚部２２の中間点側へと延設されている。すなわち、トリムボード１１側から見た場合に、４つの堅壁部３０が、全体として基板２１の中心を中心とする十字状となるように配置されている。各堅壁部３０の基板２１から突出長は、各堅壁部３０の先端とトリムボード１１との間に僅かな隙間が生じるような長さになっている。

図５に示すように、堅壁部３０の一方側の面（図５において上側の面）には、第１補強リブ３１が設けられている。第１補強リブ３１は、堅壁部３０の基端側（基板２１側）のおよそ３分の２の範囲に亘って延びている。そして、第１補強リブ３１は、堅壁部３０の先端側に向かうほど、堅壁部３０からの突出長（図５において略上下方向の長さ）が小さくなっている。図２に示すように、第１補強リブ３１は、各堅壁部３０の一方側の面において、間隔を空けて２本設けられている。また、４つの堅壁部３０それぞれに、２本の第１補強リブ３１が設けられている。

図５に示すように、堅壁部３０の他方側の面（図５において下側の面）には、第２補強リブ３２が設けられている。第２補強リブ３２は、堅壁部３０の突出長の略全体に亘って延びている。そして、第２補強リブ３２は、堅壁部３０の先端側に向かうほど、堅壁部３０からの突出長（図５において略上下方向の長さ）が小さくなっている。また、第２補強リブ３２は、基板２１側の略３分の１の範囲内においては突出長の減少率が大きく、トリムボード１１側の略３分の２の範囲内においては突出長の減少率が小さくなっている。図２に示すように、第２補強リブ３２は、各堅壁部３０の他方側の面において、間隔を空けて２本設けられている。また、４つの堅壁部３０それぞれに、２本の第２補強リブ３２が設けられている。

図４に示すように、トリムボード１１には、車両幅方向外側に向かって突出する柱状の支持部１２が設けられている。支持部１２の先端面（図４において右側の面）には、取付ボス１３が設けられている。取付ボス１３は、衝撃吸収部材２０における取付部２３の取付孔２３ａに挿通されていて、熱かしめにより固定されている。支持部１２及びその先端面の取付ボス１３は、衝撃吸収部材２０の４つの脚部２２に対応して４箇所設けられている。

トリムボード１１には、車幅方向外側へと突出する一対の規制片１４が設けられている。規制片１４は、互いに対向配置されている。両規制片１４の間隔は、衝撃吸収部材２０の堅壁部３０の厚みよりも大きくなっている。そして、一対の規制片１４の間に、堅壁部３０の先端側の一部が位置している。一対の規制片１４は、衝撃吸収部材２０の４つの堅壁部３０に対応して、４対設けられている。

図２及び図４に示すように、衝撃吸収部材２０における脚部２２は、屈曲位置Ｐにおいて突出方向が屈曲している。具体的には、脚部２２は、屈曲位置Ｐよりも基板２１側の基端部分２２ａでは、基板２１に対して略直角となるように突出している。そして、脚部２２は屈曲位置Ｐよりも先端側の先端部分２２ｂでは、わずかに外側へと向かうように突出している。その結果として、脚部２２の屈曲位置Ｐには、基端部分２２ａと先端部分２２ｂとの境界が折曲線として形成されている。

図４に示すように、脚部２２の屈曲位置Ｐは、堅壁部３０の先端よりも基板２１側に位置している。また、この実施形態では、脚部２２の屈曲位置Ｐは、堅壁部３０の突出方向（図４において左右方向）において脚部２２の中間に位置している。したがって、例えば図４において上側に図示されている脚部２２は、堅壁部３０の突出方向において、基板２１から屈曲位置Ｐまでの長さと屈曲位置Ｐから脚部２２の先端までの長さがいずれも同じ長さＸになっている。また、同様に、例えば図４において下側に図示されている脚部２２は、堅壁部３０の突出方向において、基板２１から屈曲位置Ｐまでの長さと屈曲位置Ｐから脚部２２の先端までの長さがいずれも同じ長さＹになっている。他の脚部２２についても同様である。

上記のように構成された車両用衝撃吸収構造の作用及び効果を説明する。
車両に対して車幅方向外側から衝撃が作用した場合には、その衝撃力に基づく荷重が衝撃吸収部材２０の基板２１に作用する。すると、衝撃吸収部材２０の各脚部２２が撓むなどして基板２１がトリムボード１１側へと変位する。そして、堅壁部３０の先端がトリムボード１１に当接し、車幅方向外側からの衝撃力が基板２１を介して堅壁部３０に伝達されるようになる。

また、各脚部２２の基板２１からの突出長は、基板２１からトリムボード１１までの距離とほぼ同じである。そのため、脚部２２の先端は基板２１に接触しているか、仮に接触していなくても脚部２２の先端とトリムボード１１との間の隙間はわずかである。したがって、衝撃力に基づく荷重が衝撃吸収部材２０の基板２１に作用した場合には、脚部２２の先端がトリムボード１１に当接して脚部２２に荷重を伝えることができる。その結果、例えば、衝撃吸収部材２０の取付部２３やその周辺に無理な荷重がかかって、衝撃吸収部材２０が意図しない箇所で変形することは抑制できる。

ここで、仮に、各脚部２２の突出方向が基板２１側の端部から先端部に至るまで一定で、突出方向に変化がないものとする。この場合において、衝撃吸収部材２０の基板２１に対して傾斜して荷重が作用したり、基板２１の面方向の特定の部位に偏って荷重が作用したりすると、４つの脚部２２のうちの特定の脚部２２のみが変形することがある。そして、特定の脚部２２のみが変形すると、基板２１が堅壁部３０の突出方向に対して傾斜してしまい、基板２１を介して堅壁部３０に荷重を適切に作用させることができなくなる。その結果、堅壁部３０を変形させることによる衝撃吸収を適切に行えなくなる。

この点、上記実施形態では、４つの脚部２２のすべてが、屈曲位置Ｐにおいて突出方向が屈曲していて、この屈曲位置Ｐにおいて変形が生じやすくなっている。そのため、仮に、衝撃吸収部材２０の基板２１に対して多少傾斜して衝撃力が作用するなどしても、ある程度以上の衝撃力さえ各脚部２２に作用すれば、４つの脚部２２すべてが屈曲位置Ｐを基点として変形する。したがって、４つの脚部２２のうちのいずれかの脚部２２のみが変形するといった事態は生じにくい。

また、基板２１を介して脚部２２に荷重が作用した場合、堅壁部３０の突出方向において、脚部２２の中央部ほど、脚部２２を曲げようとする力（曲げモーメント）が大きくなる傾向がある。すなわち、脚部２２は、中央部を基点として変形が生じやすい。上記実施形態では、屈曲位置Ｐの位置を、この変形が生じやすい部分に設定しているため、脚部２２をより確実に屈曲位置Ｐを基点として変形させることができる。その結果、脚部２２が意図せず他の箇所で変形してしまうことは抑制できる。

さて、衝撃吸収部材２０の堅壁部３０の先端がトリムボード１１に当接した後は、基板２１側からの衝撃力は、堅壁部３０及び脚部２２によって受け止められることになる。そして、図６に示すように、衝撃吸収部材２０の変形量（基板２１のトリムボード１１側への変位量）が大きくなるほど、堅壁部３０に生じる撓み等や、脚部２２に生じる屈曲位置Ｐを基点とした曲げ等が大きくなって、これら堅壁部３０や脚部２２にで吸収される荷重が大きくなる。なお、堅壁部３０の先端は、トリムボード１１に設けられた一対の規制片１４の間に位置している。したがって、堅壁部３０に対して荷重が作用しても、トリムボード１１に対する堅壁部３０の先端の位置がずれることはなく、堅壁部３０が基端から倒れてしまうといった事態は生じにくい。

衝撃吸収部材２０の変形量がある程度に達すると、堅壁部３０に折れ等が生じる。具体的には、例えば、堅壁部３０の突出方向における第１補強リブ３１の先端位置で、堅壁部３０に折れ等が生じる。このように堅壁部３０に折れ等が生じると、折れた堅壁部３０の根本部分がトリムボード１１に当接するまでは、堅壁部３０によって荷重を受け止めることはできない。すなわち、図６に示すように、堅壁部３０にある程度の荷重が作用して堅壁部３０に折れ等が生じると、それ以後は、衝撃吸収部材２０の変形量が大きくなっても、しばらくは堅壁部３０によって吸収される荷重は増加しない（衝撃を吸収しない）。一方、この堅壁部３０が荷重を吸収しない期間においては、基板２１を介して４つの脚部２２に荷重が作用する。そして、衝撃吸収部材２０の変形量が大きくなるほど、各脚部２２が変形して各脚部２２が吸収する荷重も大きくなる。

基板２１に対して作用する荷重がさらに大きくなっていくと、折れ等が発生した堅壁部３０の根元部分の先端が、トリムボード１１に当接する。堅壁部３０の根元部分の先端がトリムボード１１に当接した以後は、この堅壁部３０の根元部分が撓むなどして荷重が受け止められる。したがって、図６に示すように、衝撃吸収部材２０の変形量が大きくなるほど堅壁部３０（根元部分）によって吸収された荷重は大きくなる。

また、各脚部２２における屈曲位置Ｐを基点とする変形量がある程度の変形量に達すると、その屈曲位置Ｐを基点としてそれ以上変形することができなくなる。このように、脚部２２が屈曲位置Ｐを基点としてそれ以上変形できなくなった以後は、脚部２２の基端部分２２ａに撓み等の変形が生じる。したがって、屈曲位置Ｐを基点としてそれ以上変形できなくなっても、図６に示すように、衝撃吸収部材２０の変形量が大きくなるほど脚部２２（基端部分２２ａ）が吸収した荷重は大きくなる。なお、脚部２２は、屈曲位置Ｐを基点として変形しやすくなっているのに対して、脚部２２の基端部分２２ａは、屈曲位置Ｐに相当する構成がなく、変形しにくい。したがって、図６に示すように、所定変形量を変形させるのに必要な荷重（図６のグラフにおける傾き）は、屈曲位置Ｐを含む脚部２２全体よりも、脚部２２の基端部分２２ａの方が大きい。

上記のような堅壁部３０及び脚部２２の変形により、図６に示すように、衝撃吸収部材２０全体としては、比較的に広い変形範囲に亘って、概ね変形量が大きいほど吸収した荷重が大きくなるような特性となる。したがって、衝撃吸収部材２０が変形し始めてから相応に長い時間に亘って荷重を吸収することができ、ドアトリム１０側へと作用する衝撃力を適切に抑制できる。

上記実施形態は、次のように変更できる。
・ドアトリム１０の構成は適宜変更できる。衝撃吸収部材２０を固定することのできる板状の部材（上記実施形態の例ではトリムボード１１）を備えてさえいれば、車両の構成等に合わせて適宜変更すればよい。例えば、上記実施形態において説明した部材の一部を省略してもよいし、他の構成を追加してもよい。

・衝撃吸収部材２０の基板２１の平面視形状は、上記実施形態で例示した形状に限らない。例えば、基板２１は、平面視円形状であってもよい。また、基板２１は、直平面状でなくてもよく、部分的に湾曲していたり段差が設けられていてもよい。すなわち、全体として板状になっていればよい。

・基板２１におけるドアトリム１０とは反対側（車幅方向外側）に、補強用のリブ等が設けられていてもよい。
・基板２１から突出する脚部２２の数は、２以上であれば問わない。脚部２２が複数設けられていて、それら脚部２２が屈曲位置Ｐにおいて突出方向が屈曲していれば、上記実施形態と同様の効果を奏する。

・脚部２２の形状は、断面視Ｌ字状の壁に限らない。例えば、円筒状、多角形筒状などの筒形状であってもよいし、中実な棒状であってもよい。
・脚部２２は、屈曲位置Ｐにおいて突出方向が屈曲するのであれば、上記実施形態のように脚部２２の先端部分２２ｂが先端側ほど外側へ向かう場合に限らない。例えば、脚部２２の先端部分２２ｂが基端部分２２ａよりも基板２１の中央側へ向かうように突出方向が変化していてもよい。また、すべての脚部２２の突出方向が外側・内側に向かうように変更されている場合に限らず、一部の脚部２２の突出方向が外側に向かうように変更されていて、他の脚部２２の突出方向が内側に向かうように変更されていてもよい。なお、脚部２２の突出方向をどちらに向けて屈曲させるのかを決めるに当たっては、脚部２２が屈曲位置Ｐにおいて折れ曲がるように変形した場合に、折れ曲がった脚部２２が堅壁部３０に干渉しないようにすることが好ましい。

・上記実施形態では、脚部２２が屈曲位置Ｐにおいて折曲線が形成されるものとして説明したが、脚部２２を構成する材質や脚部２２を含む衝撃吸収部材２０の製造方法等によっては、脚部２２が屈曲位置Ｐを中心として湾曲し、明確な折曲線が形成されないこともある。

・脚部２２において複数の屈曲位置Ｐが設けられていてもよい。例えば、４つの脚部２２それぞれが２箇所の屈曲位置Ｐにおいて突出方向が屈曲していてもよい。脚部２２の剛性が大きくて、屈曲位置Ｐが１箇所のみでは４つすべての脚部２２を変形させにくいのであれば、屈曲位置Ｐを複数箇所設けて脚部２２が変形しやすくすることも考えられる。

・各脚部２２の屈曲位置Ｐの位置は、必ずしも堅壁部３０の突出方向における脚部２２の中間でなくてもよい。すべての脚部２２が屈曲位置Ｐにおいて突出方向が屈曲していれば、屈曲位置Ｐが多少脚部２２の中間から外れていても、特定の脚部２２のみが変形するといった事態は生じにくい。

・堅壁部３０の数や配置は、適宜変更できる。堅壁部３０の厚みや材質、堅壁部３０によって吸収したい衝撃力（荷重）の大きさ等を勘案して、適切な堅壁部３０の数や配置を決定すればよい。

・上記構成における４つの堅壁部３０を一体化して、断面視十字状の堅壁部３０としてもよい。なお、このような場合でも、堅壁部３０は、板状の部材であるといえる。
・堅壁部３０に設けられた第１補強リブ３１及び第２補強リブ３２の構成も適宜変更できる。例えば、第１補強リブ３１及び第２補強リブ３２の堅壁部３０からの突出長を、堅壁部３０の基端側から先端側に亘って一定にしてもよい。また、第１補強リブ３１及び第２補強リブ３２の一方、又は両方を省略してもよいし、これら補強リブに加えて他のリブ等を設けてもよい。

・衝撃吸収部材２０をトリムボード１１に固定する態様は熱かしめに限らず、例えばボルトによる固定、接着剤による固定であってもよい。また、衝撃吸収部材２０の各脚部２２とトリムボード１１とが係合・係止されることにより両者を固定してもよい。

・トリムボード１１における規制片１４は、必ずしも対で設けられている必要はなく、１つの規制片１４だけであってもよい。衝撃吸収部材２０の堅壁部３０の突出方向や第１補強リブ３１や第２補強リブ３２の構成等によっては、堅壁部３０の先端が堅壁部３０の厚み方向のいずれか一方に移動しやすいことがある。堅壁部３０の先端が移動しやすい方向に規制片１４が配置されていれば、規制片１４が対で設けられていなくとも、堅壁部３０の先端が移動することを適切に抑制できる。

・トリムボード１１の規制片１４を省略することもできる。この場合、例えば、衝撃吸収部材２０の堅壁部３０をボルト等でトリムボード１１に固定して、堅壁部３０の先端が移動しないようにしてもよい。また、堅壁部３０の強度が相応に強く、堅壁部３０が基端から倒れてしまうおそれが小さいのであれば、堅壁部３０の先端が固定されていなくてもよい。

１０…ドアトリム、１１…トリムボード、１２…支持部、１３…取付ボス、１４…規制片、１６…ドアハンドル、１７…アームレスト、１８…ドアポケット、１９…スピーカユニット、２０…衝撃吸収部材、２１…基板、２１ａ…切欠部、２２…脚部、２２ａ…基端部分、２２ｂ…先端部分、２３…取付部、２３ａ…取付孔、２４…第１補強壁、２５…第２補強壁、２６…側壁部、３０…堅壁部、３１…第１補強リブ、３２…第２補強リブ、Ｐ…屈曲位置。

Claims

ドアトリムと当該ドアトリムの車幅方向外側に設けられた衝撃吸収部材とを備えた車両用衝撃吸収構造であって、
前記衝撃吸収部材は、前記ドアトリムに対向配置された基板と、前記基板から前記ドアトリム側へと突出する複数の脚部と、前記基板から前記ドアトリム側へと突出する板状の堅壁部とを備え、
前記複数の脚部は、前記堅壁部の先端よりも前記基板側において突出方向が屈曲しており、
前記基板の隅部には切欠部が設けられており、
前記脚部は、前記切欠部の切欠縁に沿って設けられており、
前記各脚部における突出方向の屈曲位置は、前記堅壁部の突出方向において前記脚部の中間に位置している
ことを特徴とする車両用衝撃吸収構造。
前記堅壁部は、前記脚部に対して離間した位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃吸収構造。