JPH115503A

JPH115503A - 自動車の車体上部の衝撃エネルギ吸収構造

Info

Publication number: JPH115503A
Application number: JP9176594A
Authority: JP
Inventors: Isamu Takahara; 勇高原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 1999-01-12
Anticipated expiration: 2017-06-18
Also published as: JP3099777B2

Abstract

(57)【要約】【課題】衝撃エネルギが加わる初期の荷重の立ち上が
りを速くすることができ、意図したエネルギ吸収量を得
ることができる、自動車の車体上部の衝撃エネルギ吸収
構造を提供すること。【解決手段】インナパネル（２６）を有する構造部材
（２０）と、インナパネルから車室内方へエネルギ吸収
に必要な間隔（３６）をおいて配置される内装材（２
２）とを備える自動車の車体上部において衝撃エネルギ
を吸収する構造であって、前記間隔内に配置されたアル
ミニウムの中空体（２４）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車、特に乗用車
の車体上部の衝撃エネルギ吸収構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】インナパネルを有するピラーと、前記イ
ンナパネルから車室内方へ間隔をおいて配置されるピラ
ーガーニッシュとを備える自動車の車体上部の前記間隔
内に樹脂製の格子リブを配置し、この格子リブによって
衝撃エネルギを吸収するエネルギ吸収構造が提案されて
いる（特開平8-127298号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】樹脂製の格子リブの場
合、衝撃エネルギが加わる初期における荷重の立ち上が
りが遅いため、初期のエネルギ吸収量が不足し勝ちであ
る。加えて、温度や湿度による耐力変化が起こり易く、
使用環境によっては経時的に劣化する傾向があるため、
エネルギ吸収量が低下する。したがって、設計時には経
時的な劣化を見越したエネルギ吸収量が得られらるよう
に寸法を決定しており、エネルギ吸収部材の大型化の原
因となっている。

【０００４】本発明は、衝撃エネルギが加わる初期の荷
重の立ち上がりを速くすることができ、意図したエネル
ギ吸収量を得ることができ、エネルギ吸収部材を小型化
できる、自動車の車体上部の衝撃エネルギ吸収構造を提
供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】本発明
は、インナパネルを有する構造部材と、前記インナパネ
ルから車室内方へエネルギ吸収に必要な間隔をおいて配
置される内装材とを備える自動車の車体上部において衝
撃エネルギを吸収する構造であって、前記間隔内に配置
された押し出し成形可能な金属製の中空体を備える。

【０００６】所定以上の荷重が内装材を経て中空体に加
わると、中空体が変形して衝撃エネルギを吸収する。

【０００７】金属製の中空体は、樹脂製の格子リブと比
べて粘り強さが大きいため、荷重が加わる初期の変形荷
重の立ち上がりが速く、初期に十分に衝撃エネルギを吸
収することができる。また、筒状のものつまり中空体が
その軸線に直交する仮想面で切断した断面において閉じ
構造を呈するため、荷重を受ける面の大きさや、中空体
に伝達された荷重をインナパネルに伝える面の大きさを
容易に調整できる。

【０００８】中空体は、押し出し成形によって任意の形
状や寸法に定めることが容易である。その結果、全体の
形状を構造部材のインナパネルと内装材との間の間隔に
応じて最も好ましい形態にしたり、厚みを部分的に変え
たり、中空体の中空部内にリブを立てたりすることによ
って、荷重が加わる方向によるエネルギ吸収のばらつき
を少なくすることができる。

【０００９】金属製の中空体は大気の温度や湿度の影響
を実質的に受けないため、温度や湿度による耐力変化は
起こらず、使用環境による経時的な劣化はほとんど起こ
らない。従って、意図した衝撃エネルギ吸収特性を持続
させることができる。また、中空体がアルミニウムを押
し出し成形したものである場合、アルミニウムは再使用
に適するため、衝撃エネルギを吸収して変形した中空体
を再度加工して使用することができる。

【００１０】前記中空体は、この中空体の軸線に直交す
る仮想面で切断した断面において、前記インナパネルの
内側面に実質的に沿って伸びている外壁部と、前記内装
材の外側面に実質的に沿って伸びている内壁部と、前記
外壁部と前記内壁部とを結合する２つの側壁部とを有す
る角状の中空体であることが好ましい。

【００１１】内壁部が荷重を受ける面となり、外壁部が
中空体に伝達された荷重をインナパネルに伝える面とな
り、さらに、２つの側壁部が荷重を維持することとな
る。このように、角状の中空体とすることによって、中
空体の各部分の役割がはっきりするため、その役割に応
じた機能を各部分に持たせることが容易である。また、
角状の中空体には角部ができるため、この角部を荷重に
よって変形させて中空体を変位させ、中空体の実質的な
変形ストロークを大きくすることができる。

【００１２】１つの態様では、前記中空体は前記内装材
に固定される。この場合、前記中空体の外壁部は、前記
インナパネルに接触する部分と、前記インナパネルから
間隔をおいた非接触部分とを有することが好ましい。

【００１３】荷重が接触部分に実質的に直交する方向か
ら加わるとき、中空体は変形するが、この変形する間
に、接触部分を中心として非接触部分をインナパネルに
接触させるように変位する。その結果、インナパネルと
内装材との間の間隔を上回る変形ストロークを確保でき
ることとなり、狭い間隔内でも十分なエネルギ吸収を図
ることができる。一方、荷重が非接触部分に実質的に直
交する方向から加わるとき、中空体は実質的に変位する
ことなく変形してエネルギ吸収する。

【００１４】前記構造部材は、通常、インナパネルと、
このインナパネルから車室外方へ間隔をおいて配置され
るアウタパネルとを備え、さらに、前記インナパネルの
フランジと前記アウタパネルのフランジとを重ね合わせ
て接合した２つのフランジ接合部を有する。中空体が内
装材に固定される場合、中空体の外壁部の前記インナパ
ネルに接触する部分は、前記２つのフランジ接合部のう
ちの一方のフランジ接合部の近くに位置することがで
き、前記中空体の外壁部の非接触部分は、前記一方のフ
ランジ接合部から前記接触部分よりも遠方に位置するこ
とができる。

【００１５】荷重が中空体の接触部分に実質的に直交す
る方向から加わるとき、この荷重は前記一方のフランジ
接合部の近くで中空体に加わることとなる。中空体が変
形し、同時に、接触部分を中心として非接触部分をイン
ナパネルに接触させるように変位するが、このとき非接
触部分がフランジ接合部から遠方に位置するため、中空
体はフランジ接合部から離れるように変位することとな
る。構造部材のフランジ接合部は大きな剛性を持ち、荷
重による大きな反力が生ずるが、中空体がフランジ接合
部から離れるように変位するため、フランジ接合部から
の反力の影響を排除することができる。

【００１６】前記中空体は、前記断面における周方向の
厚みが部分的に異なるように形成されることが好まし
い。

【００１７】周方向の厚みを変えた中空体は、中空体を
押し出し成形する際に簡単に得ることができる。これに
よって、初期荷重の大きさや、維持すべき荷重の大き
さ、中空体の変位の程度などを適切に定めることができ
る。

【００１８】中空体の周方向の厚みを部分的に異ならせ
る場合、前記中空体の外壁部の接触部分と前記中空体の
内壁部の前記接触部分に対応する部分とは、中空体のそ
の他の部分より大きな厚みを有するように定めることが
できる。

【００１９】中空体の接触部分に実質的に直交する方向
から荷重が加わるとき、内壁部の大きな厚みの部分が荷
重を受けるため、内壁部が初期に荷重の向きへ変形する
のが防止される。また、外壁部の接触部分の厚みが大き
いため、外壁部が初期に荷重の向きへ変形するのが防止
される。このことと、内壁部や外壁部の厚みの小さい角
部が変形し易くなることから、接触部分に実質的に直交
する方向から荷重が加わるとき、中空体の２つの側壁部
の倒れを引き起こし、中空体全体を荷重の向きに直交す
る方向へ変位させることができる。さらに、中空体が接
触部分を中心として変位する結果、大きな変形ストロー
クを確保できる上、フランジ接合部からの反力の影響を
一層有効に排除できる。一方、非接触部分に実質的に直
交する方向から荷重が加わるとき、中空体は実質的に変
位することなく、内壁部や２つの側壁部が変形してエネ
ルギ吸収する。

【００２０】別の態様では、前記中空体は締め付け手段
によって前記インナパネルに取り付けられる。この場
合、前記締め付け手段を貫通させた前記中空体の穴は、
中空体を所定位置に保つ位置決め部と、前記締め付け手
段に対して前記中空体を変位させる変形部とからなるこ
とが好ましい。

【００２１】中空体に加わる荷重の向きと締め付け手段
の位置によっては、中空体が荷重によって変形部を変形
させながら変位するため、変形ストロークを大きくする
ことができる。また、変形部の変形によりエネルギ吸収
することができる。

【００２２】構造部材は車体上部にあるピラー、ルーフ
サイドレール又はヘッダであり、長手方向へ伸びてい
る。そこで、構造部材のインナパネルに、車室内方へ向
けて凸状に突出され、長手方向へ間隔をおいた複数の支
持部を設け、前記中空体を支持部に接触させることがで
きる。

【００２３】中空体は構造部材の長手方向では、インナ
パネルの支持部に接触する部分とインナパネルから間隔
をおいた部分とからなるため、荷重が中空体に加わると
き、インナパネルから間隔をおいた部分が支持部を支点
としてたわみ、弾性変形と塑性変形とが起こる。この変
形によってエネルギ吸収する。その後、中空体が押しつ
ぶされ、塑性変形が継続してエネルギ吸収する。このよ
うに、中空体がたわむ間に弾性変形と塑性変形とをさせ
る分、初期の変形荷重を大きくすることができる。そし
て、支持部間の間隔を調整することによってその大きさ
を変えることができる。

【００２４】インナパネルが複数の支持部を有し、中空
体が構造部材の２つのフランジ接合部のうちの一方のフ
ランジ接合部の近くとなるように配置される場合、前記
支持部は、所定以上の荷重が加わったとき、前記中空体
が前記一方のフランジ接合部から離れる向きへ変位でき
るように傾斜されることが好ましい。

【００２５】荷重が中空体に加わると、中空体の支持部
間にある部分が弾性変形し、それと並行して中空体がフ
ランジ接合部から離れる向きへ変位する。この態様で
は、中空体が支持部だけで支持されているため、個々の
支持部に加わる荷重は、中空体の全体を支持する場合に
加わる荷重と比べて大きく、摩擦力は大きい。反面、荷
重が大きいことから、静摩擦状態から動摩擦状態への移
行、つまり静止状態から滑り始めるときの限界荷重に達
するのが早いため、滑り始めるのが早くなり、全体の変
形ストロークが大きくなる。

【００２６】構造部材が車体の前後方向へ伸びているル
ーフサイドレールである場合、中空体はルーフサイドレ
ールに沿って前後方向へ所定の長さ伸びることができ
る。そして、アシストグリップがルーフサイドレールに
取り付けられる。

【００２７】中空体がルーフサイドレールに沿って車体
の前後方向へ伸びているため、アシストグリップを取り
付けた部位の保持力が、例えばブラケットのような取付
座にアシストグリップを取り付ける場合と比べて高い。
それにも拘わらず、前後方向へ伸びている中空体の一部
の箇所においてアシストグリップを取り付けても、中空
体のエネルギ吸収特性はほとんど変動しないため、実質
的に均一なエネルギ吸収特性を得ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】構造部材は、インナパネル及びア
ウタパネルそれぞれの２つのフランジを重ね合わせて接
合し、仮想面で切断した断面において閉じ構造を呈する
ように形成されるもので、車体上部のフロントピラー、
センタピラー、リヤピラーの他、ルーフサイドレール又
はヘッダである。内装材は、前記インナパネルからエネ
ルギ吸収に必要な間隔、すなわち5 ないし40mmの間隔を
おいてインナパネルの車室内方に配置されるもので、ピ
ラーガーニッシュ又はルーフトリムである。

【００２９】中空体は、アルミニウムのような金属製で
ある。この中空体は、押し出し成形によって前記間隔に
入るように作ることができる。中空体は、その軸線に直
交する仮想面で切断した断面において、インナパネルに
沿う外壁部と、内装材に沿う内壁部と、これらを結合す
る２つの側壁部とからなる角状のものであることが好ま
しい。成形の際、内壁部の中央部分や外壁部の中央部分
の厚みをその他の部分の厚みより大きくしたり、外壁部
と２つの側壁部との角部の厚みを側壁部の厚みより小さ
くしたり、前記角部にノッチを入れたり、中空体の中空
部内にリブを立てたり、２つの側壁部の外壁部に対する
角度を変えたりすることによって、所要の特性を引き出
すことができる。また、外壁部をインナパネルに接触す
る接触部分と、インナパネルから間隔をおいた非接触部
分とに分けることもできる。中空体は、内装材に固定さ
れる他、構造部材のインナパネルに固定される。

【００３０】

【実施例】衝撃エネルギ吸収構造は、断面状態を示す図
１及び図２と、内装材の背面を斜視状態で示す図３とを
参照すると、構造部材２０と、内装材２２とを備える車
体上部において衝撃エネルギを吸収するもので、エネル
ギ吸収用の中空体２４を備える。

【００３１】構造部材２０は、図示の実施例では鋼製の
フロントピラーであり、インナパネル２６と、インナパ
ネル２６から車室外方へ間隔をおいて配置されたアウタ
パネル２８とからなる。さらに、補強パネル３０がイン
ナパネル２６とアウタパネル２８との間に配置され、そ
れぞれから間隔をおいている。構造部材２０は、インナ
パネル２６の２つのフランジと、アウタパネル２８の２
つのフランジと、補強パネル３０の２つのフランジとの
それぞれ対応するものを重ね合わせてスポット溶接した
２つのフランジ接合部３２，３３を有し、水平仮想面で
切断した断面において閉じ構造を呈している。

【００３２】内装材２２は、構造部材２０のインナパネ
ル２６から車室内方A へエネルギ吸収に必要な間隔３６
をおいて配置された樹脂製のピラーガーニッシュであ
る。間隔３６は、断面の各部において一定ではないが、
5 ないし40mmの範囲内で定めることができる。

【００３３】中空体２４はアルミニウムを押し出し成形
して作ったもので、間隔３６内に配置されている。図示
の実施例では、中空体２４は間隔３６内で一方のフラン
ジ接合部３３の近くに位置している。構造部材２０がフ
ロントピラーである場合、他方のフランジ接合部３２の
近くにフロントウインドシールドガラス３８が配置され
るため、この方向からは本発明に係る衝撃エネルギ吸収
構造が対象とする荷重、すなわち乗員からの荷重は構造
部材に加わらない。そこで、間隔３６のうちフランジ接
合部３２の近くの部分には中空体を配置することを要し
ない。一方、フランジ接合部３３にはオープニングトリ
ム３９が取り付けられ、図示しないドアの密封性を保
つ。

【００３４】図示の実施例では、中空体２４は、この中
空体の軸線に直交する仮想面で切断した断面つまり仮想
断面において、インナパネル２６の内側面２７に実質的
に沿って伸びている外壁部４０と、内装材２２の外側面
２３に実質的に沿って伸びている内壁部４１と、外壁部
４０と内壁部４１とを結合する２つの側壁部４２，４３
とを有する角状のものである。

【００３５】中空体２４は、内装材２２から車室外方へ
向けて突出した複数の取付部４８のそれぞれを中空体２
４の穴に通し、取付部４８を熱かしめして内装材２２に
取り付けられている。中空体２４は、接着剤によって内
装材２２に取り付けることもできる。一方、内装材２２
は、図３に示すように、２つの取付座５０を有し、この
取付座５０に取り付けたそれ自体公知の樹脂製のクリッ
プ（図示せず）をインナパネルに２６の穴に差し込ん
で、インナパネル２６に取り付けられている。

【００３６】中空体２４は、内装材２２の長手方向へほ
ぼ全長に渡って配置されることが好ましい。図３に示し
た実施例では、取付座５０が内装材２２の長手方向にお
いて中空体２４と重なっているため、中空体２４は、中
央部にある取付座５０をはさんだ２つのものからなる
が、取付座５０を異なる位置に設けることにより、１つ
の中空体とすることができる。

【００３７】図１及び図２に示した実施例では、中空体
２４の外壁部４０は、インナパネル２６に接触する部分
４４と、インナパネル２６から間隔をおいた非接触部分
４５とを有する。そして、中空体の外壁部のインナパネ
ルに接触する部分４４は、フランジ接合部３３の近くに
位置しており、中空体の外壁部の非接触部分４５は、フ
ランジ接合部３３から接触部分４４よりも遠方に位置し
ている。仮想断面内における接触部分４４の長さa と、
非接触部分４５がインナパネル２６となす間隔ｂとは、
図１及び図２に示すように、異なっている。これは、主
として、フロントピラーである構造部材２０の長手方向
における断面形状が変わることに基づく。

【００３８】中空体２４は、前記仮想断面における周方
向の厚みが部分的に異なるように形成することができ
る。図１及び図２に示す実施例では、中空体２４の外壁
部４０の接触部分４４と、接触部分４４に実質的に対応
する中空体２４の内壁部４１の部分４６とは、中空体２
４のその他の部分より大きな厚みを有する。そして、２
つの側壁部４２，４３の厚みは、角部４７の厚みと同じ
であって最も薄い。例えば、内壁部４１の最も大きな厚
みは3mm 程度、外壁部４０の最も大きな厚みは2mm 程
度、そして２つの側壁部の厚みは1mm 程度に定めること
ができる。

【００３９】２つの側壁部４２，４３のうちフランジ接
合部３３の近くの側壁部４３は、乗員５２から加わると
考えられるある荷重F の向きに対して傾斜している。す
なわち、荷重F が加わるとき、側壁部４３がフランジ接
合部３３から離れて倒れ込むことができるように傾斜し
ている。図示の中空体２４の中空部内には何もないが、
仮想線で示すように、リブ５４及び（又は）リブ５５を
中空部内に設けることもできる。リブ５４は、乗員５２
から加わると考えられる別の荷重ｆの向きに伸びてお
り、リブ５５は荷重F の向きに伸びている。

【００４０】図４に示す実施例では、中空体６４が図１
ないし図３に示した中空体２４とは異なる。アルミニウ
ム製の中空体６４は、外壁部６６と、内壁部６７と、２
つの側壁部６８，６９とを有し、仮想断面における周方
向の厚みが部分的に異なるように形成されている。外壁
部６６は、仮想断面における中間部分がインナパネル２
６から間隔をおいているが、その他の部分はインナパネ
ル２６と接触するように形成されている。中空体６４
は、さらに、各側壁部６８，６９と外壁部６６との角部
にノッチ７０を有する。ノッチ７０は、荷重が加わった
とき、側壁部６８，６９の倒れ込みを誘発し、倒れ込ん
で変形が進行する間の側壁部の曲げ荷重を実質的に一定
に保たせる。

【００４１】中空体２４は、図５に示すように、締め付
け手段７２によってインナパネル２６に取り付けること
もできる。中空体２４には締め付け手段７２を貫通させ
る穴７４を外壁部４０に、さらに穴７６を内壁部４１に
設けてある。外壁部４０の穴７４は、中空体２４を所定
位置に保つ位置決め部７８と、締め付け手段７２に対し
て中空体２４を変位させる変形部７９とからなる。締め
付け手段７２は、タッピングねじである。

【００４２】タッピングねじ７２を穴７６に通し、さら
に穴７４の位置決め部７８に通し、インナパネル２６に
固定されているグロメット８０にねじ込む。これによっ
て、中空体２４はインナパネル２６に固定される。荷重
F が加わると、中空体２４の穴７４の変形部７９が変形
するため、中空体２４がタッピングねじ７２に対して変
位し、フランジ接合部３３から離れる。

【００４３】図６に示す実施例では、インナパネル８６
はアルミニウムの中空体８４を接触させる複数の支持部
８８を有する。複数の支持部８８は、車室内方A へ向け
て凸状に突出され、長手方向へ相互に間隔L をおいて設
けられている。図示の実施例では、インナパネル８６の
支持部８８は、所定以上の荷重F が加わったとき、中空
体８４がフランジ接合部３３から離れる向きに変位でき
るように傾斜されている。すなわち、支持部８８は、支
持部８８のないインナパネルの面８９から、フランジ接
合部３３に近づくほど傾斜高さが高くなるように絞り出
されている。

【００４４】所定以上の荷重が加わると、中空体８４は
図６の（a ）の仮想線で示すように弾性変形及び塑性変
形δを生じ、その後塑性変形する。また、実施例のよう
に支持部８８が傾斜しているとき、中空部８４は荷重が
加わると、支持部８８を滑って変位し、フランジ接合部
３３から離れる。この場合、中空部８４の外壁部９０の
うちフランジ接合部３３に近い部分が支持部８８に接触
するように形成する。

【００４５】図７に示した実施例では、構造部材１００
はセンタピラーであり、インナパネル１０２と、アウタ
パネル１０４とを備える。センタピラーは、インナパネ
ル１０２及びアウタパネル１０４それぞれのフランジを
接合した２つのフランジ接合部１０６，１０７を備え、
各フランジ接合部にオープニングトリム１０８が取り付
けられている。インナパネル１０２から車室内方A へ間
隔をおいて配置された内装材１１０は、ピラーガーニッ
シュである。２つのアルミニウムの中空体１１２，１１
４がフランジ接合部１０６，１０７の近くで前記間隔内
に配置されている。

【００４６】センタピラーの場合、例えば後方の乗員５
２から加わる荷重F は図示のようなものであり、前方の
乗員から加わる荷重は実質的に対称状になるため、２つ
のアルミニウムの中空体１１２，１１４を対称形の角形
状に形成してある。乗員５２から荷重が加わると、底辺
１１６に対して辺１１７が倒れ込むように、底辺１１６
をインナパネル１０２に固定することが好ましい。

【００４７】図８に示した実施例では、構造部材１２０
は車体の前後方向へ伸びているルーフサイドレールであ
り、インナパネル１２２と、アウタパネル１２４と、補
強パネル１２６とを備える。インナパネル１２２から車
室内方A へ間隔をおいて配置された内装材１２８はルー
フトリムである。アルミニウムの中空体１３０が前記間
隔内に配置され、ルーフサイドレールに沿って前後方向
へ所定の長さ伸びている。中空体１３０は、外壁部１３
５でルーフサイドレールのインナパネル１２２にねじ
（図示せず）で固定されたもので、アシストグリップ１
３２を支持する。

【００４８】中空体の内壁部１３４にナット１３６を溶
接しておき、アシストグリップ１３２の端部を貫通する
ボルト１３８をナット１３６にねじ込んでアシストグリ
ップは中空体１３０の内壁部１３４に取り付けられてい
る。ナット１３６に対応する外壁部１３５とインナパネ
ル１２２とに穴１３９を開けておき、ボルト１３８の底
付きを防止することが好ましい。

【００４９】乗員５２からアシストグリップ１３２に荷
重F が加わると、その荷重はボルト１３８を経て内壁部
１３４に伝わり、内壁部１３４を塑性変形してエネルギ
吸収する。この際、ボルト１３８及びナット１３６が穴
１３９に進入するため、底付きが起こらず、中空体１３
０の全体を十分に塑性変形させることができる。これに
よって、ボルト１３８の車室内への突出量を少なくする
ことができる。

【００５０】図９の実施例では、構造部材１４０はヘッ
ダであり、インナパネル１４２と、アウタパネル１４４
とを備える。インナパネル１４２から車室内方A へ間隔
をおいては位置された内装材１４６はルーフトリムであ
る。アルミニウムの中空体１４８が前記間隔内に配置さ
れている。中空体１４８は、断面形状が長方形状を呈し
ている。この実施例では、中空体１４８は荷重F によっ
て倒れ込むことなく、塑性変形する。

【００５１】本発明に係る衝撃エネルギ吸収構造の作用
のいくつかについて次に説明する。図１ないし図３に示
した実施例では、荷重F が加わると、中空体２４の内壁
部４１と側壁部４３とが主として変形して荷重を受け止
め、図１０のB₁のように変形荷重が立ち上がる。変形荷
重が第１のピーク値B₂になると、外壁部４０の非接触部
分４５が接触部４４を中心としてインナパネル２６に向
けて変位を開始するため、変形荷重はB₃のように低下す
る。変形荷重の低下は、非接触部分４５がインナパネル
２６に十分に接触して極小値B₄に達するまで続く。非接
触部分４５がインナパネル２６に十分に接触した状態に
なると、主として内壁部４１と側壁部４３，４２とが塑
性変形するため、変形荷重は再び立ち上がり、第２のピ
ーク値B₅となる。その後、変形荷重は次第に低下する。

【００５２】非接触部分４５を設けることなく、外壁部
４０をインナパネル２６に実質的に接触させた中空体に
ついて実験したところ、図１１に示すように、変形荷重
がB₂の点に達した後、中空体の塑性変形がさらに進行
し、ピーク値B₆となった。衝撃エネルギ吸収量は図１０
又は図１１の面積で与えられ、これら面積は実質的に同
じである。従って、図１０のように２つのピーク値を持
たせることにより、最高のピーク値を減らしうることが
分かる。

【００５３】図４に示した実施例では、荷重F が加わる
と、主として内壁部６７と側壁部６９とが塑性変形して
荷重を受け止め、変形荷重が立ち上がる。そして、ノッ
チ７０が側壁６９の倒れ込みを誘発する、図１０に示し
た荷重C₁に達すると、その後には、主として側壁部６９
の曲げ変形が進行するため、変形荷重はC₂のように実質
的に一定で推移し、C₃に達した後、減少する。従って、
この場合にも最高のピーク値を減らすことができる。

【００５４】図６に示した実施例では、凸状の支持部を
備えない場合、図１２の（a ）のD₁のようになるが、支
持部８８を備えることによってD₂のように初期荷重の立
ち上がりが早く、たわみによる変形荷重F₁が加わるため
ピーク荷重が高くなる。従って、全体のエネルギ効率が
よい。また、図１の（b ）のように、支持部のないもの
E₁に対し、支持部を設けると共に変位させる態様では、
たわみによる変形荷重F₂の大きさや初期荷重のこう配
θ、初期荷重の立ち上がりストロークS 調節することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車の車体上部の衝撃エネルギ
吸収構造の実施例を示す断面図で、図３の１−１線に沿
って切断したものである。

【図２】本発明に係る自動車の車体上部の衝撃エネルギ
吸収構造の実施例を示す断面図で、図３の２−２線に沿
って切断したものである。

【図３】内装材と中空体とを背面から見た斜視図であ
る。

【図４】本発明に係る自動車の車体上部の衝撃エネルギ
吸収構造の別の実施例を示す、図１と同様な断面図であ
る。

【図５】本発明に係る自動車の車体上部の衝撃エネルギ
吸収構造のさらに別の実施例を示すもので、（a ）は図
１と同様な断面図、（b ）は中空体を背面から見た斜視
図である。

【図６】本発明に係る自動車の車体上部の衝撃エネルギ
吸収構造のさらに別の実施例を示すもので、（a ）は構
造部材の長手方向の軸線に沿って切断した断面図、
（b）は図１と同様な断面図である。

【図７】本発明に係る自動車の車体上部の衝撃エネルギ
吸収構造のさらに別の実施例の断面図で、仮想水平面で
切断したものである。

【図８】本発明に係る自動車の車体上部の衝撃エネルギ
吸収構造のさらに別の実施例の断面図で、車体の前後方
向へ伸びる中心軸線に直交する仮想鉛直面で切断したも
のである。

【図９】本発明に係る自動車の車体上部の衝撃エネルギ
吸収構造のさらに別の実施例の断面図で、車体の前後方
向へ伸びる中心軸線を含む仮想鉛直面で切断したもので
ある。

【図１０】衝撃エネルギ吸収特性を示すもので、（a ）
は加速度と時間との関係を、（b）は加速度及び荷重と
変位との関係を示している。

【図１１】別の衝撃エネルギ吸収特性を示すもので、
（a ）は加速度と時間との関係を、（b ）は加速度及び
荷重と変位との関係を示している。

【図１２】別の衝撃エネルギ吸収特性を示すもので、
（a ）、（b ）共に荷重と変位との関係を示している。

【符号の説明】

２０，１００，１２０，１４０構造部材２２，１１０，１２８，１４６内装材２４，６４，８４，１１２，１１４，１３０，１４８
中空体２６，８６，１０２，１２２，１４２インナパネル３２，３３，１０６，１０７フランジ接合部３６間隔４０，６６，９０外壁部４１，６７内壁部４２，４３，６８，６９側壁部４４接触部分４５非接触部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インナパネルを有する構造部材と、前記
インナパネルから車室内方へエネルギ吸収に必要な間隔
をおいて配置される内装材とを備える自動車の車体上部
において衝撃エネルギを吸収する構造であって、前記間隔内に配置された押し出し成形可能な金属製の中
空体を備える、自動車の車体上部の衝撃エネルギ吸収構
造。
【請求項２】前記中空体は、この中空体の軸線に直交
する仮想面で切断した断面において、前記インナパネル
の内側面に実質的に沿って伸びている外壁部と、前記内
装材の外側面に実質的に沿って伸びている内壁部と、前
記外壁部と前記内壁部とを結合する２つの側壁部とを有
する角状の中空体である、請求項１に記載の自動車の車
体上部の衝撃エネルギ吸収構造。
【請求項３】前記中空体は前記内装材に固定されてお
り、前記中空体の外壁部は、前記インナパネルに接触す
る部分と、前記インナパネルから間隔をおいた非接触部
分とを有する、請求項２に記載の自動車の車体上部の衝
撃エネルギ吸収構造。
【請求項４】前記構造部材は前記インナパネルと、こ
のインナパネルから車室外方へ間隔をおいて配置される
アウタパネルとを備え、さらに、前記インナパネルのフ
ランジと前記アウタパネルのフランジとを重ね合わせて
接合した２つのフランジ接合部を有し、前記中空体の外壁部の前記インナパネルに接触する部分
は、前記２つのフランジ接合部のうちの一方の前記フラ
ンジ接合部の近くに位置しており、前記中空体の外壁部
の非接触部分は、前記一方のフランジ接合部から前記接
触部分よりも遠方に位置する、請求項３に記載の自動車
の車体上部の衝撃エネルギ吸収構造。
【請求項５】前記中空体は、前記断面における周方向
の厚みが部分的に異なるように形成された、請求項３又
は請求項４に記載の自動車の車体上部の衝撃エネルギ吸
収構造。
【請求項６】前記中空体の外壁部の接触部分と前記中
空体の内壁部の前記接触部分に対応する部分とは、中空
体のその他の部分より大きな厚みを有する、請求項５に
記載の自動車の車体上部の衝撃エネルギ吸収構造。
【請求項７】前記中空体は締め付け手段によって前記
インナパネルに取り付けられており、前記締め付け手段
を貫通させた前記中空体の穴は、中空体を所定位置に保
つ位置決め部と、前記締め付け手段に対して前記中空体
を移動させる変形部とからなる、請求項１又は請求項２
に記載の自動車の車体上部の衝撃エネルギ吸収構造。
【請求項８】インナパネルを有し、長手方向へ伸びて
いる構造部材と、前記インナパネルから車室内方へエネ
ルギ吸収に必要な間隔をおいて配置される内装材とを備
える自動車の車体上部において衝撃エネルギを吸収する
構造であって、前記間隔内に配置された押し出し成形可能な金属製の中
空体を備え、前記インナパネルは、車室内方へ向けて凸状に突出さ
れ、長手方向へ間隔をおいて設けられた、前記中空体を
接触させる複数の支持部を有する、自動車の車体上部の
衝撃エネルギ吸収構造。
【請求項９】インナパネルと、このインナパネルから
車室外方へ間隔をおいて配置されるアウタパネルとを備
え、さらに、前記インナパネルのフランジと前記アウタ
パネルのフランジとを重ね合わせて接合した２つのフラ
ンジ接合部を有し、長手方向へ伸びている構造部材と、
前記インナパネルから車室内方へエネルギ吸収に必要な
間隔をおいて配置される内装材とを備える自動車の車体
上部において衝撃エネルギを吸収する構造であって、エネルギ吸収に必要な前記間隔内に、前記２つのフラン
ジ接合部のうちの一方のフランジ接合部の近くとなるよ
うに配置された押し出し成形可能な金属製の中空体を備
え、前記インナパネルは、車室内方へ向けて凸状に突出さ
れ、長手方向へ間隔をおいて設けられた、前記中空体を
接触させる複数の支持部を有し、これら支持部は、所定
以上の荷重が加わったとき、前記中空体が前記一方のフ
ランジ接合部から離れる向きに変位できるように傾斜さ
れた、自動車の車体上部の衝撃エネルギ吸収構造。
【請求項１０】前記構造部材は車体の前後方向へ伸び
ているルーフサイドレールであり、前記中空体は前記ル
ーフサイドレールに沿って前後方向へ伸びており、アシ
ストグリップが前記中空体に取り付けられている、請求
項１に記載の自動車の車体上部の衝撃エネルギ吸収構
造。