JP6807000B2

JP6807000B2 - 構造体

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Publication number: JP6807000B2
Application number: JP2017068496A
Authority: JP
Inventors: 輝雄玉田; 直幸柴田
Original assignee: Kyoraku Co Ltd
Current assignee: Kyoraku Co Ltd
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2037-03-30
Also published as: JP2018167784A

Description

本発明は、車両構成部材、例えばドア、ドアトリムあるいはボディーサイドパネル、ルーフパネル、ピラー、バンパー（特に、バンパーフェイシアとバンパービームとの間に介在させてバンパーフェイシアが受ける衝撃を吸収させるもの）などに内設することによって搭乗員が車両構成部材の内壁への衝突するような内部または他の車両との衝突のような外部からの衝撃を吸収するための構造体に関するものである。

特許文献１の衝撃吸収体は、衝撃が加わったときに変形して衝撃を吸収する中空の衝撃吸収体を備えている。衝撃吸収体は、互いに対向する第１壁及び第２壁と、これらを連結する周壁面を備える。そして、第１壁及び第２壁には、種々のリブが設けられている。

特開２００６−９６３０７号公報

ところで、車両の軽量化とのトレードオフにより、車両の強度が低下した場合でも、搭乗者を適切に保護することが求められる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、車両の軽量化と搭乗者の適切な保護を両立可能な構造体を提供するものである。

本発明によれば、中空の衝撃吸収体と、補強部材と、前記衝撃吸収体及び前記補強部材を保持する筐体を備える構造体であって、前記衝撃吸収体は、互いに離間されて対向する前面壁及び背面壁と、前記前面壁と前記背面壁を連結する周壁を備え、前記前面壁又は背面壁に溝リブが設けられ、前記衝撃吸収体及び前記補強部材は、平面視において、前記補強部材と前記溝リブが交差するように前記筐体に保持される、構造体が提供される。

本発明に係る構造体１０は、中空の衝撃吸収体１と、補強部材ＲＦと、衝撃吸収体１及び補強部材ＲＦを保持する筐体１０を備える。また、衝撃吸収体１の前面壁１ｆ又は背面壁１ｒに溝リブ１ｆｂ（１ｒｂ）が設けられる。そして、平面視において、補強部材ＲＦと溝リブ１ｆｂ（１ｒｂ）が互いに交差するように配置される。かかる構成により、補強部材ＲＦによる軽量化と、補強部材ＲＦと衝撃吸収体１の組み合わせによる衝撃吸収が両立される。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記前面壁及び背面壁に互いに対向する前記溝リブが設けられ、前記対向する溝リブの底壁の少なくとも一部が溶着されるように構成される。
好ましくは、前記対向する溝リブの一部は、互いに溶着される溶着部及び互いに非溶着となるように構成される非溶着部を備える。
好ましくは、前記非溶着部は、前記溶着部の底壁に設けられた段差又はテーパーにより形成される。
好ましくは、平面視において、前記補強部材と前記段差又はテーパーが交差するように配置される。
好ましくは、前記補強部材と前記溝リブの交差角度が２０度以上となるように前記衝撃吸収体が配置される。
好ましくは、前記衝撃吸収体と前記補強部材は、１ｍｍ以上離間して配置される。

図１は本発明の第１実施形態に係る構造体１０の前面壁１ｆ側からの斜視図である。構造体１０及び補強部材ＲＦを保持する筐体１００の側面図である。構造体１０は、図１の矢印Ｘ方向から見たものである。衝撃吸収体１の第２溝リブ１ｆｂ２を通る切断断面図である。構造体１０の平面図である。構造体１０の右側面図である。図３におけるＸ方向から見た断面図である。本発明の第２実施形態に係る構造体１０の前面壁１ｆ側からの斜視図である。衝撃吸収体１の第２溝リブ１ｆｂ２を通る切断断面図である。段差５周辺における部分拡大図である。図８におけるＸ方向から見た断面図である。本発明の第３実施形態に係る構造体１０の前面壁１ｆ側からの斜視図である。衝撃吸収体１の第２溝リブ１ｆｂ２を通る切断断面図である。テーパー７周辺における部分拡大図である。図１２におけるＸ方向から見た断面図である。図１５Ａは、第１実施形態〜第３実施形態及び比較例の衝撃吸収体１に対し、背面壁１ｒ側からパイプを衝突させたときの圧縮歪み−圧縮荷重の関係を示すグラフである。図１５Ｂは、第１実施形態〜第３実施形態及び比較例の衝撃吸収体１に対し、前面壁１ｆ側から補強部材ＲＦを衝突させたときの圧縮歪み−圧縮荷重の関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図６を用いて、本発明の第１実施形態に係る構造体１０について説明する。本実施形態では、衝撃吸収体１は、車両構成部材に内設することによって車両の内部または外部からの衝撃を吸収するための車両用衝撃吸収体である。また、補強部材ＲＦは、車両のドアに組み込まれる補強部材である。ここで、本実施形態では、構造体１０は、衝撃吸収体１及び補強部材ＲＦを含む車両用のドアである。

図１及び図２に示されるように、構造体１０は、中空の衝撃吸収体１と、補強部材ＲＦと、衝撃吸収体１及び補強部材ＲＦを保持する筐体１００を備える。衝撃吸収体１及び補強部材ＲＦは、それぞれが別々に筐体１００に固定されていてもよく、衝撃吸収体１及び補強部材ＲＦの一方が筐体１００に固定され、他方が前記一方に固定されていてもよい。何れの場合であっても、衝撃吸収体１及び補強部材ＲＦは筐体１００内において位置決めされて保持される。

本実施形態では、図２に示すように、衝撃吸収体１及び補強部材ＲＦは、車両の窓ガラス１１近傍に組み込まれる。そして、車両に組み込まれた状態において、ドアトリム１２、外側板金１３、内側板金１４により筐体１００が形成される。

補強部材ＲＦは、車両の軽量化に寄与するものであり、例えば、ドアパネルの削減に伴い、強度を担保するために車両に配置するものである。補強部材ＲＦは、細長い部材であることが好ましく、一方向の延びる直線状の部材であることが好ましい。補強部材ＲＦのアスペクト比率（横断面の外接円の直径に対する長さの比率）は、２以上が好ましく、５以上がさらに好ましく、１０以上がさらに好ましい。補強部材ＲＦの断面形状は、特に限定されず、円形、筒形、Ｃ形、Ｈ形などで形成可能である。

衝撃吸収体１は、互いに離間されて対向する前面壁１ｆ及び背面壁１ｒと、前面壁１ｆと背面壁１ｒを連結する周壁１ｓを備える。衝撃吸収体１は、樹脂成形体であることが好ましく、ブロー成形体であることがさらに好ましい。

前面壁１ｆには、前面壁１ｆが凹まされて形成された丸リブ１ｆａと、第１溝リブ１ｆｂ１〜第３溝リブ１ｆｂ３が設けられている。また、背面壁１ｒには、背面壁１ｒが凹まされて形成された丸リブ１ｒａと、第１溝リブ〜第３溝リブが設けられている。このうち、第２溝リブ１ｆｂ２に対応するものを第２溝リブ１ｒｂ２とする。本実施形態では、前面壁１ｆ及び背面壁１ｒにそれぞれ丸リブ１ｆａが９個ずつ形成されている。

図３に示すように、溝リブの幅Ｗ１に対する溝リブの深さＤｐの比は、０．５〜５が好ましく、１〜４がさらに好ましい。この比は、具体的には例えば、０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

図３及び図６に示すように、丸リブ１ｆａ，１ｒａと、溝リブ１ｆｂ，１ｒｂは、溶着部１ｂにおいて互いに溶着されている。つまり、本実施形態では、丸リブと溝リブの深さが略同一となるように形成される。本実施形態では、溝リブ１ｆｂ，１ｒｂの全体が溶着されているが、第２〜３実施形態に示すように溝リブ１ｆｂ，１ｒｂの一部が非溶着部であってもよく、溝リブ１ｆｂ，１ｒｂの全体が非溶着部であってもよい。丸リブの深さに対する溝リブの深さの比は、０．３〜１が好ましく、具体的には例えば、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

本実施形態では、平面視において（つまり、図４に示す平面図において）、補強部材ＲＦと溝リブ（第２溝リブ１ｆｂ２）が交差するように配置される。ここで、「平面視」とは、補強部材ＲＦが配置される側の前面壁１ｆを、前面壁１ｆの垂直方向から観察したものであり、「交差」するとは、平面視における溝リブの両端で規定される領域Ｒに、補強部材ＲＦの少なくとも一部が位置することをいう。このとき、第２溝リブ１ｆｂ２と補強部材ＲＦのなす角（交差角度）θは、２０度以上であることが好ましい。具体的には例えば、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０度であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。さらに、本実施形態では、平面視において、補強部材ＲＦと第１溝リブ１ｆｂ１〜第３溝リブ１ｆｂ３が交差している。

平面視において、補強部材ＲＦの幅Ｗ２に対する溝リブの幅Ｗ１の比は、０．２〜５が好ましく、０．５〜２がさらに好ましい、この比は、具体的には例えば、０．２、０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

また、衝撃吸収体１と補強部材ＲＦは、互いに接触していてもよく、離れていてもよい。図５に示すように、衝撃吸収体１と補強部材ＲＦの間の距離Ｄは、１ｍｍ以上であることが好ましい。距離Ｄは、例えば１〜５０ｍｍであり、具体的には例えば、１、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０ｍｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

かかる配置とすることにより、衝撃吸収体１と補強部材ＲＦが衝突した際に、少なくとも第２溝リブ１ｆｂ２と補強部材ＲＦが平面視において交差しているため、衝突時には互いに摩擦力が生じる。これにより、衝突時における補強部材ＲＦの位置ずれを防止することが可能となり、圧縮荷重の上昇特性を好ましくすることが可能になる。一方、第１溝リブ１ｆｂ１〜第３溝リブ１ｆｂ３と補強部材ＲＦが平面視において交差していない場合には、補強部材ＲＦが衝撃吸収体１の前面壁１ｆにめり込みやすくなり、圧縮荷重が過度に小さくなくなってしまう場合がある。このように、補強部材ＲＦを導入することによる車両の軽量化と、補強部材ＲＦとの相対位置を考慮して配置された衝撃吸収体１により構成される構造体１０により、車両の軽量化と搭乗者の保護を両立することが可能になった。

＜第２実施形態＞
次に、図７〜図１０を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態との相違点は、衝撃吸収体１の対向する溝リブの底壁の少なくとも一部が溶着されるように構成される点である。

図８〜図１０に示すように、第２実施形態では、溶着部３の底壁１１に設けられた段差５により、非溶着部４が形成される。換言すると、溶着部３の底壁１１と非溶着部４の底壁１２が、段差により連結される。また、非溶着部４に、丸リブ１ｆａ，１ｒａの深さの略半分の深さの浅丸リブ１ｆａ１，１ｒａ１が設けられる。

本実施形態では、溶着部３の底壁１１と段差５の間の角度は、８０〜９０度が好ましい。

本実施形態では、図１０に示すように、溶着部３の深さが、非溶着部４の深さの約２倍となっている。溶着部３の深さ／非溶着部４の深さの値は特に限定されず、１．１〜１００であり、１．２〜１０が好ましく、１．５〜３がさらに好ましい。この値は、具体的には例えば、１．５、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

つまり、本実施形態では、溶着部３と非溶着部４は深さが異なるように構成される。

また、非溶着部４の開始点から段差５までの距離Ｄ１と、溶着部３の端部から段差５までの距離Ｄ２は、特に限定されない。Ｄ１／Ｄ２の値は、具体的には例えば、０．１〜１０であり、０．１、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。さらに、本実施形態では、非溶着部４の開始点から段差５までの距離Ｄ１と、段差５から中心の丸リブ１ｆａまでの距離が略等しくなっている。

ここで、図７に示すように、本実施形態では第１実施形態と同様に、平面視において、補強部材ＲＦと溝リブ（第２溝リブ１ｆｂ２）が交差するように配置される。さらに、本実施形態では、平面視において、補強部材ＲＦと段差５が交差するように配置される。これにより、第１実施形態と比べ、補強部材ＲＦの位置ずれをさらに抑制することが可能になる。

さらに、非溶着部４を設けたことにより、衝撃吸収体１と補強部材ＲＦが衝突した際に、衝撃吸収体１の厚み方向に屈曲しやすくなる。このため、衝撃吸収体１の圧縮歪みが大きいときの圧縮荷重の過度の上昇を抑制することが可能になる。

＜第３実施形態＞
次に、図１１〜図１４を用いて、本発明の第３実施形態について説明する。第２実施形態との相違点は、テーパー７により非溶着部４が形成される点である。ここで、本実施形態では、溶着部３の底壁１１とテーパー７の間の角度は、１０〜８０である。好ましくは、２０〜７０度、さらに好ましくは、３０〜６０度である。なお、段差５はテーパー７の一種であり、溶着部３の底壁１１との間の角度により、第２実施形態と第３実施形態を区別している。

図１１〜図１４に示すように、第３実施形態では、溶着部３の底壁１１に設けられたテーパー７により、非溶着部４が形成される。換言すると、溶着部３の底壁１１と非溶着部４の底壁１２が、テーパー７により連結される。

本実施形態では、図１４に示すように、丸リブ１ｆａ，１ｒａの深さの略半分の深さの浅丸リブ１ｆａ１，１ｒａ１が設けられ、非溶着部４において非溶着となっている。浅丸リブ１ｆａ１と丸リブ１ｆａの深さの比は特に限定されず、第２実施形態と同様の構成を採用することができる。

また、非溶着部４の開始点からテーパー７の開始点までの距離Ｄ１と、丸リブ１ｆａからテーパー７の開始点までの距離Ｄ２は略等しくなっている。また、非溶着部４の開始点からテーパー７の開始点までの距離Ｄ１と、溶着部３の端部からテーパー７の開始点までの距離Ｄ３については、特に限定されない。Ｄ１／Ｄ３又は「Ｄ１／Ｄ２＋Ｄ３」の値は、第２実施形態と同様の構成とすることができる。

ここで、図１１に示すように、本実施形態では第１実施形態と同様に、平面視において、補強部材ＲＦと溝リブ（第２溝リブ１ｆｂ２）が交差するように配置される。さらに、本実施形態では、平面視において、補強部材ＲＦとテーパー７が交差するように配置される。これにより、第１実施形態と比べ、補強部材ＲＦの位置ずれをさらに抑制することが可能になる。

＜圧縮歪み−圧縮荷重の関係＞
次に、図１５Ａ及び１４Ｂを用いて、第１実施形態〜第３実施形態及び比較例の衝撃吸収体１に対し、背面壁１ｒ及び前面壁１ｆからそれぞれパイプと補強部材ＲＦを衝突させたときの圧縮歪み−圧縮荷重の関係について説明する。ここで、比較例は、第１実施形態の構造体１０に代えて、補強部材ＲＦと溝リブが平面視において交差しないものを採用した。また、補強部材ＲＦの直径は１．２ｍｍものを採用した。また、第１実施形態〜第３実施形態の衝撃吸収体１のグラフは、それぞれの数字を付している。

図１５Ａに示すように、衝撃吸収体１の背面壁１ｒ側からパイプを衝突させた場合には、補強部材ＲＦではなくパイプを衝突させている。ここで、第１実施形態では、非溶着部４が存在しないので、圧縮歪みの増大に伴い、圧縮荷重が急上昇してしまう場合があった。

しかし、第２実施形態及び第３実施形態では、非溶着部４を設けたことにより、衝撃吸収体１の強度を意図的に低下させ、かかる圧縮荷重の急上昇を効果的に抑制することができた。

一方、図１５Ｂに示すように、衝撃吸収体１の前面壁１ｆ側から補強部材ＲＦを衝突させた場合には、比較例と第１実施形態〜第３実施形態の間に有意差が見られた。すなわち、第１実施形態〜第３実施形態では、衝撃吸収体１と補強部材ＲＦの相対位置を考慮していることに加え、第２実施形態〜第３実施形態では、段差５又はテーパー７と補強部材ＲＦの相対位置を考慮している。これにより、溝リブによって強度が向上した箇所に補強部材ＲＦが衝突することで、圧縮歪みが小さいときにおける圧縮荷重を意図的に高めることができた。

かかる調整により、所望の「圧縮歪み−圧縮荷重」特性を実現することが可能になった。

１：衝撃吸収体
１ｆ：前面壁
１ｆｂ１：第１溝リブ
１ｆｂ２：第２溝リブ
１ｆｂ３：第３溝リブ
１ｒ：背面壁
１ｒｂ１：第１溝リブ
１ｒｂ２：第２溝リブ
１ｒｂ３：第３溝リブ
１ｆａ：丸リブ
１ｒａ１：浅丸リブ
１ｓ：周壁
１１：溶着部３の底壁
１２：非溶着部４の底壁
３：溶着部
４：非溶着部
ＲＦ：補強部材
５：段差
７：テーパー
１０：構造体
１１：窓ガラス
１２：ドアトリム
１３：外側板金
１４：内側板金
１００：筐体

Claims

中空の衝撃吸収体と、補強部材と、前記衝撃吸収体及び前記補強部材を保持する筐体を備える構造体であって、
前記衝撃吸収体は、互いに離間されて対向する前面壁及び背面壁と、前記前面壁と前記背面壁を連結する周壁を備え、
前記前面壁及び前記背面壁のそれぞれには、溝リブと、前記溝リブに接続された丸リブとが設けられ、
前記前面壁の前記溝リブ及び前記丸リブは、前記背面壁の前記溝リブ及び前記丸リブに対向し、
前記前面壁の前記溝リブ及び前記丸リブは、前記前面壁が前記背面壁側へ凹むことで形成され、
前記背面壁の前記溝リブ及び前記丸リブは、前記背面壁が前記前面壁側へ凹むことで形成され、
前記前面壁及び前記背面壁の対向する前記溝リブは、溶着部と、非溶着部とを有し、
前記溶着部では、前記前面壁の前記溝リブの底壁と前記背面壁の前記溝リブの底壁とが溶着されており、
前記非溶着部では、前記前面壁の前記溝リブの底壁と前記背面壁の前記溝リブの底壁とが離間しており、前記非溶着部には、テーパーが形成されており、
前記衝撃吸収体及び前記補強部材は、平面視において、前記補強部材と前記溝リブが交差し且つ前記補強部材と前記テーパーが交差するように、前記筐体に保持される、
構造体。
前記補強部材と前記溝リブの交差角度が２０度以上となるように前記衝撃吸収体が配置される、
請求項１に記載の構造体。
前記衝撃吸収体と前記補強部材は、１ｍｍ以上離間して配置される、
請求項１又は請求項２に記載の構造体。