JP7053395B2 - 衝撃吸収体 - Google Patents

Description

本発明は、車両のドアの内部に設置される衝撃吸収体に関する。

車両用ドアには、その内部に衝撃吸収体が設けられる場合がある。例えば、下記特許文献１、２には、ドアの下方かつ後方側において、ドアトリムの背面に衝撃吸収体を取り付ける態様が記載されている。

下記特許文献１の衝撃吸収体は、樹脂で形成されており、平板状の基板からほぼ垂直に延びる４枚の板状のリブが十字形状に配置されている。これらのリブは、十字の中心に対して同一回転方向に傾倒するよう動きを規制されている。衝撃吸収体は、さらに基板の四隅に角柱形状の脚部を備えており、脚部の先端がドアトリムに熱溶着されることで、ドアトリムに結合されている。脚部における角柱の一対の側壁には貫通孔が設けられており、リブが傾倒する方向に合わせて貫通孔を設ける側壁が選ばれている。

下記特許文献２には、樹脂製と思われる衝撃吸収体についての記載がある。この衝撃吸収体は、厚みをもった基板からほぼ垂直に延びる４枚の板状の堅壁部が十字型に配置されている。これらの堅壁部は、ドアトリムに設けられた溝に挿入されており、ドアトリムに対する相対的な動きが規制されている。また、基板の四隅には、Ｌ字断面をもつ脚部が設けられている。脚部には変形容易な屈曲部位が設けられており、衝突の際には脚部が速やかに屈曲して、その後に、４枚の堅壁部が衝撃力を吸収する。

特開２０１３－１０７４４２号公報 特開２０１８－６９８５７号公報

上記特許文献１に記載された衝撃吸収体では、板状のリブがほぼ垂直にドアトリムの側に延びており、衝突時に、必ずしも意図した方向にリブを傾倒させることができない場合がある。このため、リブが様々に変形して、衝撃吸収特性にばらつきを生じることが考えられる。

上記特許文献２の記載された衝撃吸収体では、堅壁部がドアトリムにほぼ固定された状態にある。このため、上記特許文献１の場合と同様に、堅壁部が様々に変形して、衝撃吸収特性にばらつきを生じることが考えられる。

本発明は、ドアトリムの背面に設ける衝撃吸収体の衝撃吸収特性の安定性を向上させることを目的とする。

本発明にかかる衝撃吸収体は、車両用ドアのドアトリムの背面に取り付けられ、前記車両用ドアに加わる衝撃を吸収する衝撃吸収体であって、前記ドアトリムの前記背面に筒先端面が対面する略四角筒体を備え、前記略四角筒体は、上板及び下板と、前側板または後側板により三側面を閉じ、残る一側面を開放した略コの字の形状からなり、前記ドアトリム背面と対面し前記筒先端面を閉じる端板を備え、前記端板には凸部または凹部が設けられ、前記ドアトリム背面に設けられた対応部位と係合することでドアトリム背面内の移動が規制される、ことを特徴とする。

衝撃吸収体は、車両用ドアトリムの背面に取り付けられ、車両用ドアに加わる衝撃のエネルギを吸収する部材である。

衝撃吸収体が備える略四角筒体は、筒先端面がドアトリム背面に対面している。端板は、筒先端面に蓋をするように設けられた板状の部材である。端板に凸部が設けられた場合、ドアトリム背面には、例えば、穴、溝などの凸部を挿入または嵌合する対応部位が設けられる。あるいは、端板に凹部が設けられた場合、ドアトリム背面には、突起、リブなどの対応部位が設けられて凹部に挿入または嵌合される。これにより、衝撃荷重が加わった場合に、略四角筒体では、ドアトリム背面の移動が制限され、速やかに変形を起こすことが可能となる。また、略四角筒体が移動しなくなることで、略四角筒体の変形態様（変形モード）が安定化することになる。

ここで、用語について説明しておく。ドアトリムとは車両用ドアの車室側に取り付けられ、ドアの一部または全部を覆う部材であり、意匠性を考慮して作られている。ドアトリムの背面とは、車室側ではなく、ドア内側に面した側をいう。

略四角筒体とは、断面が、四角形あるいは近似的に四角形とみなせる程度の形状をもつ筒形状をいう。例えば、辺が若干丸みを帯びている形状や、角が丸みを帯びている形状を含む。略四角筒体は、４つの側面が、車両の上側、下側、前側、後側に配置されるように設けられる。上板、下板、前側板、後側板は、それぞれ上側、下側、前側、後側の側面を構成する板である。このため、上板と下板は、略水平（面の前後方向の傾斜が、水平面に対して±２０度以内、限定的には±１０度以内であるものをいう。なお、車幅方向については、例えば後述するように略ハの字型に相当する傾きがあってもよく、前後方向に比べて傾きが大きくてもよい。）に配置されており、前側板と後側板は略垂直（鉛直方向となす角が±２０度以内、限定的には±１０度以内であるものをいう。）に配置されている。

本発明の一形態では、前記略四角筒体において、前記上板及び前記下板は、前記筒先端面に向かうにつれて互いの距離が近づくように、略ハの字型に形成されている、ことを特徴とする。すなわち、筒先端面においては他端面に比べて、上板及び下板の距離が近接している。言い換えれば、前側板または後側板と、開放面は、筒先端面の幅が狭くなった形状に形成されている。この略四角筒体では、衝撃荷重が加わった場合に、最初に開放面が大きく開くように上板及び下板が変形するとともに、筒の軸方向（筒の両端を結ぶ方向）に圧縮される。この結果として、略四角筒体は、開放面とは反対方向に凸となるように変形する。例えば、略四角筒体の後側の面が開放されている場合、衝突時には、後側の解放面が大きく口を開けるように変形した状態で、筒の軸方向に圧縮されることで、略四角筒体は全体として前側板の方向に凸となるように倒れ込む変形を起こす。これにより、多様な衝撃荷重に対して、安定的に変形することが可能であり、衝撃吸収特性の安定性を向上させることができる。

本発明の一形態では、前記端板には、前記凸部として、略鉛直方向に延出した突出リブが設けられ、前記突出リブは、前記ドアトリム背面に設けられた前記対応部位である溝に挿入されることにより、ドアトリム背面内における水平方向の移動が規制される、ことを特徴とする。突出リブは、端板からドアトリム側に突出した部位であり、略鉛直方向に延びる形状に形成されている。突出リブが、ドアトリム背面の対応構造（溝、穴など）に挿入されることで、略四角筒体はドアトリムに対して特に水平方向に滑る動きが規制される。突出リブとドアトリム背面との対応構造には、隙間があってもよいし、隙間がなく互いに動かないように嵌合されていてもよい。

本発明の一形態では、複数の前記略四角筒体を備え、全ての前記略四角筒体は前記上板、前記下板、及び前記前側板によって前記三側面が閉じられている、または、全ての前記略四角筒体は前記上板、前記下板、及び前記後側板によって前記三側面が閉じられている、ことを特徴とする。複数の略四角筒体が同方向に変形することになり、衝撃吸収特性の安定化が向上する。

本発明によれば、車両のドアに設けられる衝撃吸収体の衝撃吸収特性を安定化させることが可能となる。

車両用ドアのドアトリムの形状を示す概略図である。 実施形態にかかる衝撃吸収体を車室側から見た正面図である。 実施形態にかかる衝撃吸収体の斜視図である。 衝撃吸収体がドアトリムに設置された状態を示す斜視図である。 図４のＡＡ線における端面図である。 衝撃吸収体が変形している状態を示す斜視図である。 衝撃吸収体がさらに変形した状態を示す端面図である。

以下に、図面を参照しながら、実施形態について説明する。説明においては、理解を容易にするため、具体的な態様について示すが、これらは実施形態を例示するものであり、他にも様々な実施形態をとることが可能である。

図１は実施形態にかかるドアトリム１０を、車室側から見た正面図である。ドアトリム１０は、車両の左側のドア（搭乗者の左手側のドア）に用いられるものである。図中のＲ軸方向（紙面奥から手前に向かう方向）は車両の右側方向を示しており、この例では車幅方向左外側から車幅方向内側（車室右側）に向かっている。また、Ｆ軸方向は車両前方、Ｕ軸方向は車両上方（鉛直上向き）を表している。なお、図１の座標系は、図２～図７においても同様に示している。

図１に示したドアトリム１０は、樹脂で形成されたトリムボード１２によって全体的な形状が作られている。トリムボード１２の中央上方付近にはドアハンドル１４が設けられており、ドアハンドル１４の下側には水平方向に拡がるアームレスト１６が形成されている。アームレスト１６の下側には、前方にスピーカセット１８が設けられ、中央付近にドアポケット２０が設けられている。アームレスト１６の下側における後方付近では、ドアトリム１０の背面（トリムボード１２の車幅方向外側の面）に衝撃吸収体２２が取り付けられている。衝撃吸収体２２が設けられた位置は、シートに座った搭乗者の腰付近の位置に相当する。

ここで、図２、図３を参照して、衝撃吸収体２２について説明する。図２は、衝撃吸収体２２を車室側から見た正面図であり、図３は、衝撃吸収体２２を斜め方向から見た斜視図である。ただし、図３では、図２に示した脚部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（これらをまとめて脚部２６と呼ぶ場合がある）の図示を省略している。

衝撃吸収体２２は、ポリプロピレンを主成分とした樹脂を成形して形成されたものである。衝撃吸収体２２は、基部２４、脚部２６、及び四角筒体２８、４８を備えている。基部２４は、Ｒ軸方向に数ｃｍ程度の厚みを持ち、ＦＵ面ではほぼ正方形とみなせる形状に形成されている。

３本の脚部２６は、基部２４からＲ軸方向に突出して形成された部位であり、基部２４の外周付近に設けられている。具体的には、脚部２６ａは基部２４の右上にあり、車室側（図のＲ軸方向）に向かうにつれて、若干、基部２４の外側に拡がるように、車両の前方（Ｆ軸方向）かつ上方（Ｕ軸方向）に伸びている。脚部２６ｂは、基部２４の右下にあり、車室側に向かうにつれて、若干、車両の前方かつ下方に伸びている。また、脚部２６ｃは基部２４の左中央にあり、車室側に向かうにつれて、若干車両の後方に伸びている。これらの脚部２６の先端（最も車室側）は、ドアトリム１０におけるトリムボード１２の背面に、熱融着によって固定される。なお、脚部２６の具体的な構成は、例えば、上記特許文献１、２などの従来技術のものを採用することができる。脚部２６は、図２の例では、図示していないドア内の配置上の都合により３本としたが、基部２４の四隅に一本ずつ、合計４本を備えるようにしてもよい。

２つの四角筒体２８、４８は、基部２４からＲ軸方向に突出して形成された部位である。四角筒体２８、４８は、同じ形状に作られており、基部２４の中央付近において、Ｆ軸方向に並んで設けられている。四角筒体２８は、上板３０、前側板３２、下板３４の３枚が、先端ほど幅狭になるように形成された台形状の部位によって角筒の３側面を閉じるように構成されている。このため、上板３０と下板３４は、先端側ほど互いの距離が近づいたハの字型の関係にある。残る後側の側面は全面的に開放されており大きな貫通孔３６が形成されている。

四角筒体２８の基部２４側の端部では、基部２４をＲ軸方向に貫く貫通孔４２が形成されている。この貫通孔４２は、衝撃吸収体２２の樹脂成型を行う際の製造上の簡易さを考慮して設けられたものである。四角筒体２８の筒先端は端板３８によって閉じられた形状となっている。そして、端板３８の中央付近には、車室側に延びる突出リブ４０が設けられている。突出リブ４０は垂直方向に長く延びる形状に形成されている。四角筒体４８も同様に構成されている。

図４は、衝撃吸収体２２がトリムボード１２に取り付けられた状態を示す図である。図においては、トリムボード１２は、破断面によって、その一部のみを図示している。衝撃吸収体２２は、図示を省略した脚部２６の先端と、トリムボード１２の背面とを熱融着させることで、トリムボード１２の裏面に取り付けられている。

衝撃吸収体２２の四角筒体２８における端板３８は、トリムボード１２の裏面に、若干突出して設けられたボス１２ａに対面して配置されている。通常は、端板３８とボス１２ａの間には、若干の遊びが設けられている。また、端板３８の先端の突出リブ４０は、ボス１２ａにもうけられた溝１２ｂに挿入されている。突出リブ４０と溝１２ｂの間にも若干の遊びが設けられている。

図５は図４におけるＡＡ面における端面図である。図５では、トリムボード１２、衝撃吸収体２２とともに、図４には図示していない車両用ドアのアウターパネル６０も図示している。アウターパネル６０は、鋼板によって形成された板状の部材であり、車両用ドアの外表面を構成している。

衝撃吸収体２２は、アウターパネル６０からは距離を置いて、車幅方向内側に設置されている。衝撃吸収体２２の基部２４におけるアウターパネル６０側の面には、複数のリブ２４ａが設けられている。リブ２４ａは、剛性の確保と荷重の分散を図るため、基部２４の裏面全体に格子状に形成されている。ただし、前述の通り、四角筒体２８の端部では、樹脂成型上の理由により基部２４に貫通孔４２が設けられている。

四角筒体２８は、前側板３２が設けられている一方で、後側の側面は貫通孔３６が設けられて開放された状態にある。前側板３２は、基部２４の面からはＲ軸よりもやや傾いて延びている。そして、筒先端に設けられた端板３８は、筒の他端における貫通孔４２に比べて面積が小さくなっている。

端板３８は、トリムボード１２の背面に設けられたボス１２ａと若干距離を置いて対面している。また、端板３８の先端に設けられた突出リブ４０は、ボス１２ａに設けられた溝１２ｂに挿入されている。突出リブ４０と溝１２ｂとの間にも若干隙間があるが、少なくとも、突出リブ４０は溝１２ｂによってＦ軸に沿った方向（車両の前後方向）の動きが規制されている。

続いて、図６及び図７を用いて、車両の側面衝突によってアウターパネル６０が変形し、衝撃吸収体２２にＲ軸方向の衝撃荷重を入力した際の衝撃吸収態様について説明する。

図６は、図４に対応する図であり、アウターパネル６０から衝撃荷重を受けた衝撃吸収体２２が車室側（Ｒ軸方向）側に移動した状態を模式的に示す図である。衝撃吸収体２２の基部２４が車室側に移動した場合、衝撃荷重の一部は、図示を省略した脚部２６を通じてトリムボード１２に伝えられる。これにより、トリムボード１２は若干車室側に移動するとともに、反力を脚部２６に伝える。そして、これにより、脚部２６は圧縮変形を起こすことになる。

四角筒体２８、４８では、脚部２６が若干変形した時点で、トリムボード１２と接触することになる。四角筒体２８では、図６に示すように、端板３８がボス１２ａに強く押し付けられている。このため、四角筒体２８からの衝撃荷重はトリムボード１２に対して面的に分散されて伝達されることになり、線的に荷重が伝達される場合に比べてトリムボード１２の破損が発生しにくくなっている。トリムボード１２では、伝達された衝撃荷重によって、車室側に若干変形するとともに端板３８に反力を与える。そして、四角筒体２８では、基部２４からのＲ軸方向への衝撃荷重と、トリムボード１２からのＲ軸負方向への反力によって圧縮される。

圧縮力を受けた四角筒体２８は、まず、支持する板が設けられていない開放面が大きく開口する変形を起こす。図６では、上板３０が上側（Ｕ軸方向）に膨らむようにたわみ、下板３４が下側に膨らむようにたわんでいる。上板３０と下板３４の変形にともなって、前側板３２では、Ｆ軸方向に膨らむような変形を起こす。この結果、四角筒体２８には、四角筒体２８をトリムボード１２に対して相対的にＦ軸方向に移動させようとする変形力が生じる。しかし、四角筒体２８の先端では、突出リブ４０が、トリムボード１２のボス１２ａに設けられた溝１２ｂに挿入されており、トリムボード１２から動くことができない。このため、四角筒体２８は、突出リブ４０の位置を変えることなく、トリムボード１２対してＦ軸方向側に凸となるように変形する。

図７は、図５に対応するＡＡ線上の端面図である。ここでは、図６よりも若干後の時刻における衝撃吸収体２２の変形を示している。

図７に示すように、衝撃吸収体２２では、突出リブ４０をトリムボード１２の溝１２ｂに挿入された状態で、四角筒体２８の前側板３２がＦ軸方向に若干膨らんだ状態で、Ｆ軸方向に大きく倒れ込んでいる。そして、基部２４は、アウターパネル６０の面をＦ軸方向にスライドしている。この変形によって、衝撃吸収体２２は衝撃力、そして衝撃エネルギを吸収する。

四角筒体２８の変形がさらに大きくなった場合、上板３０、前側板３２、下板３４は、破断して、四角筒体２８の立体構造は破壊されることになる。また、これに先立って、脚部２６も圧縮力に耐えられずに、破壊されることになる。この過程で、衝撃吸収体２２は、大きな衝撃エネルギを吸収する。なお、衝撃吸収体２２の具体的な衝撃吸収特性は、車両において必要となる荷重－変位特性をもとに設定され、その特性を満たすように材質、板厚（断面積）などが決定されることになる。

以上の説明では、アウターパネル６０から衝撃吸収体２２には、衝撃荷重がＲ軸方向に入力されるものとした。しかし、衝撃吸収体２２は、側面衝突の方向によらずに、上述のような変形を起こす。

例えば、衝撃荷重が車両の斜め後方から入力される場合、すなわち、衝撃吸収体２２が、Ｒ軸方向かつＦ軸方向に向いた斜めの荷重を受ける場合について検討する。この場合にも、衝撃吸収体２２では、四角筒体２８は図６に示したような変形を起こす。さらに、衝撃吸収体２２は、基部２４がアウターパネル６０によってＦ軸方向に押される作用も加わるため、図７に示したようなＦ軸方向への倒れ込みが容易に生じることになる。

衝撃荷重が車両の斜め前方から入力される場合、すなわち、衝撃吸収体２２が、Ｒ軸方向かつＦ軸負方向に向いた斜めの荷重を受ける場合についても同様である。衝撃吸収体２２の四角筒体２８で生じる変形は、荷重の方向による作用よりも、開放面があることによる開放面の開きにともなう作用が支配的である。このため、四角筒体２８は、依然としてＦ軸方向に倒れ込もうとする。このとき、基部２４は、アウターパネル６０によってＦ軸負方向に動く力を受けるが、一般的には、四角筒体２８の変形力が上回り、衝撃吸収体２２はＦ軸方向に倒れ込むことになる。

このように、衝撃吸収体２２は衝撃荷重の方向によらず、図６、図７に示したような変形形状（変形モードとも言える）で変形し、衝撃を吸収する。特に、上板３０と下板３４をハの字型に配置することで、多様な衝撃荷重に対しても、変形モードが乱れにくい。このため、衝撃吸収特性（衝撃吸収量や、衝撃吸収時間など）は、車両の衝突態様によらず、高い安定性を示すことになる。

最後に、脚部２６の役割について説明しておく。衝撃吸収体２２においては、脚部２６は衝撃吸収の一部を担うが、衝撃吸収を主体的に担うのは四角筒体２８、４８である。したがって、脚部２６の構造によって、一般的に、四角筒体２８、４８の変形が影響されることはない。しかしながら、四角筒体２８、４８の変形を安定化させるためには、四角筒体２８、４８の変形方向とは逆方向に変形しやすい構造を避けるほうがよいと言える。そこで、例えば、脚部２６として、特定の方向への変形が起こりにくい等方的な変形特性をもつ構造を採用することが考えられる。また、脚部２６として、四角筒体２８、４８と同方向に変形しやすい構造を採用することも考えられる。このような脚部２６としては、四角筒体２８、４８と同一または類似した構造を持ち、開放面を四角筒体２８、４８と同一またはほぼ同じ方向に設定する態様が考えられる。この場合、脚部２６の四角筒体の筒先端をトリムボード１２に熱融着等させることで、衝撃吸収体２２をトリムボード１２に取り付けることができる。

１０ ドアトリム、１２ トリムボード、１２ａ ボス、１２ｂ 溝、１４ ドアハンドル、１６ アームレスト、１８ スピーカセット、２０ ドアポケット、２２ 衝撃吸収体、２４ 基部、２４ａ リブ、２６ 脚部、２８、４８ 四角筒体、３０ 上板、３２ 前側板、３４ 下板、３６、４２ 貫通孔、３８ 端板、４０ 突出リブ、４８ 四角筒体、６０ アウターパネル。

Claims (4)

1. 車両用ドアのドアトリムの背面に取り付けられ、前記車両用ドアに加わる衝撃を吸収する衝撃吸収体であって、
   前記ドアトリムの前記背面に筒先端面が対面する略四角筒体を備え、
   前記略四角筒体は、上板及び下板と、前側板または後側板により三側面を閉じ、残る一側面を開放した略コの字の形状からなり、前記ドアトリム背面と対面し前記筒先端面を閉じる端板を備え、
   前記端板には凸部または凹部が設けられ、前記ドアトリム背面に設けられた対応部位と係合することでドアトリム背面内の移動が規制される、ことを特徴とする衝撃吸収体。
2. 請求項１に記載の衝撃吸収体において、
   前記略四角筒体において、前記上板及び前記下板は、前記筒先端面に向かうにつれて互いの距離が近づくように、略ハの字型に形成されている、ことを特徴とする衝撃吸収体。
3. 請求項１に記載の衝撃吸収体において、
   前記端板には、前記凸部として、略鉛直方向に延出した突出リブが設けられ、
   前記突出リブは、前記ドアトリム背面に設けられた前記対応部位である溝に挿入されることにより、ドアトリム背面内における水平方向の移動が規制される、ことを特徴とする衝撃吸収体。
4. 請求項１に記載の衝撃吸収体において、
   複数の前記略四角筒体を備え、
   全ての前記略四角筒体は前記上板、前記下板、及び前記前側板によって前記三側面が閉じられている、または、全ての前記略四角筒体は前記上板、前記下板、及び前記後側板によって前記三側面が閉じられている、ことを特徴とする衝撃吸収体。

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