JPH1170886A - 衝撃エネルギー吸収材及びその吸収構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車の重量をさほど大きくすることなく、
ボディに加わった外力のエネルギーを効率よく吸収する
吸収材を提供すること。 【解決手段】 衝撃エネルギー吸収材１は金属製のパイ
プであり、断面形状が円形で表裏両面に凹凸部１ａ，１
ｂを螺旋状または蛇腹状に設けている。このエネルギー
吸収材１を例えば自動車ボディのアウターパネル面また
はインナーパネル面に沿わせて、接着剤等で取付ける。
外力が自動車ボディパネル面を経て、エネルギー吸収材
１に加わったときに、これが塑性変形して外力のエネル
ギーを吸収することができる。この際、乗員がパネル等
に当たり、エネルギー吸収材に当たったときに、これが
塑性変形して乗員のエネルギーを吸収することができ
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、自動車のボディに
加わる外力のエネルギーを吸収するとともに、車室内衝
撃に対する乗員保護としての衝撃エネルギー吸収材とそ
の吸収構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の安全性を確保するため、アウタ
ーパネルやインナーパネル等のボディパネルの補強が行
われてきた。ボディパネルを補強するためには、パネル
の板厚を厚くすればよいが、板厚を厚くした分だけ車体
の重量が増す。その結果、材料費が嵩み生産コストが高
くなり、自動車の完成後は燃費も悪くなる。そのためボ
ディパネルは、パネルの曲率や板厚等を考慮して、パネ
ルの強度が充分に強くなるように、設計上配慮されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、自動車のボデ
ィは車種毎に形状やボディの板厚等が異なるので、設計
が強度面で困難であったり、自動車の付属部品が配設さ
れてインナーパネルで補強できないこともある。そのた
め、ボディを強化しつつその軽量化を満たそうとして
も、その全ての部位を強化させるのは困難であり、何ら
かの補強部材が必要となる。また、設計上充分にボディ
が強化されているものであっても、重量がさほど重くな
らないようにして、簡単な方法でさらにボディを強化し
たい場合もある。一方、自動車のボディに一定以上の外
力が加わった場合、ボディパネルに塑性変形が生じる。
このときに、その外力エネルギーを吸収できるような吸
収材があれば、その外力による自動車の乗員の受ける衝
撃や、他の構成部品の破損を軽くすることができる。本
発明は上記課題に鑑みてなされたもので、自動車の重量
をさほど重くすることなく、ボディに加わった外力のエ
ネルギーを効率よく吸収することができる衝撃エネルギ
ー吸収材を提供することを目的とする。また、外力のエ
ネルギーによって、車室内の乗員が自動車のボディ（ピ
ラー、ルーフ等）に当たる際、乗員の運動エネルギーを
吸収する衝撃エネルギー吸収材及びその吸収構造を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の衝撃エネルギー吸収材は、表裏両面に凹凸
部を一体成形した金属製のパイプを、自動車の外装面を
形成するボディアウターパネルと、ボディインナーパネ
ルとの間に設けられた空間内に配置し、上記パイプ周面
を上記両パネル面に向けて、取付部材で装着してなり、
車体の外部からの力がパイプに加わったときに、該パイ
プが塑性変形して外力のエネルギーを吸収させている。
これにより、車体の外部から外力が加わったときに、衝
撃エネルギー吸収材がその外力を吸収するとともに、乗
員が内装パネル等に当たったときに、乗員の運動エネル
ギーを吸収する。また、上記目的を達成するために、本
発明の衝撃エネルギー吸収構造は、少なくともインナパ
ネルとアウタパネルとからなる構造部材と、上記インナ
パネルから車内方向ヘエネルギー吸収に必要な間隔をお
いて配置される内装材と、両者間の間隔内に配置されか
つ塑性変形可能な衝撃エネルギー吸収材とを備えた自動
車の車体上部の衝撃エネルギー吸収構造であって、上記
エネルギー吸収材を表裏両面に凹凸部を一体成形した断
面多角形をなす金属製パイプで構成した。さらに、上記
目的を達成するために、本発明の衝撃吸収構造は、サイ
ドドアのドアインナパネルと、このドアインナパネルの
車内側に配置されるドアトリムとの間に、車体前後方向
を長手方向として配置されかつ塑性変形可能な衝撃エネ
ルギー吸収材を備えた車体側部の衝撃エネルギー吸収構
造であつて、上記エネルギー吸収材を、車体幅方向を短
軸方向としかつ車体上下方向を長軸方向とするほぼ中空
楕円断面形状で、表裏両面に凹凸部を一体成形した金属
製パイプで構成した。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
衝撃エネルギー吸収材について、図面を参照しながら説
明する。図１、図２は、本発明に係る衝撃エネルギー吸
収材１を示す。このエネルギー吸収材１は、主として自
動車ボディの補強材及び乗員の保護材としてして使用す
るものである。図２のＡに示すように、衝撃エネルギー
吸収材１は、横方向（径方向）断面が実質的に真円形状
の金属製のパイプであり、図２のＢ、Ｃに示すように、
その表裏両面に波状（またはコルゲート状）の凹凸部１
ａ，１ｂを一体成形している。また、衝撃エネルギー吸
収材１は、その肉厚ｔが全体として一定の厚さであり、
表裏両面の凹凸部１ａ，１ｂの形状は、環状の凹部１ａ
と凸部１ｂを、パイプの軸方向に交互に、かつ平行に並
べた蛇腹形状である。各凹部１ａ及び凸部１ｂの各山と
谷の形状は同じであり、コルゲートピッチｐも各山毎に
同じ長さである。この凹凸部１ａ，１ｂによって、衝撃
エネルギー吸収材１のパイプ軸は、これをＳ字状に曲げ
れるようにフレキシブルになっている。衝撃エネルギー
吸収材１の材質は、鉄、銅、アルミ、ステンレスなどの
各種金属を用いることができる。

【０００６】衝撃エネルギー吸収材は、他に種々の形状
がある。図３のＡ〜Ｃに示す衝撃エネルギー吸収材２
は、基本的に上記した衝撃エネルギー吸収材１と同じで
あるが、パイプ面の凹凸部２ａ，２ｂが、パイプの軸方
向に螺旋状に延びていることが異なる。他の形状、すな
わち各凹部２ａ及び凸部２ｂの山の高さと谷の深さや、
コルゲートピッチｐ等の長さも、上記した衝撃エネルギ
ー吸収材１と同じである。図４のＡ、Ｂに示す衝撃エネ
ルギー吸収材３，４は、横断面が長円形状（小判形状）
であり、底面と上面の凸部３ｂ，４ｂが平坦な面を形成
している。図４のＡに示す衝撃エネルギー吸収材４は、
初めから長円形状に成形されたものであり、図４のＢに
示す衝撃エネルギー吸収材５は、真円のものを形成した
後、それを上下方向に押圧して長円形状に形成したもの
であり、凸部４ｂが潰れている。図５に示すように、衝
撃エネルギー吸収材の形状は、その他にも種々のものが
考えられる。図５のＡに示す衝撃エネルギー吸収材５
は、横断面が三角形状であり、図５のＢに示す衝撃エネ
ルギー吸収材６は、ほぼ横断面が四角形であり、図５の
Ｃに示す衝撃エネルギー吸収材７は、横断面が５角形で
ある。但し、六角形系及びそれ以上の多角形に形成して
もよい。

【０００７】次に、衝撃エネルギー吸収材１の特性につ
いて説明する。図６に示すように、上記した衝撃エネル
ギー吸収材１を圧縮試験機により、直径１６５ｍｍの半
球１０の先端で圧縮し、図２のＡにおける内径の長さＬ
の変形量が０ｍｍになるまで計測した。圧縮速度は１０
０ｍｍ／ｍｉｎである。その結果を図７に示す。図にお
いて、実線ａは衝撃エネルギー吸収材１の試験結果を示
す。実線ｂは、比較例のエネルギー吸収材であり、衝撃
エネルギー吸収材１と同じ真円のパイプであり、同じ材
質、長さ、外形、肉厚を有し、そのパイプ周面に凹凸部
を設けていないことのみ異なる。図７の試験結果に示す
ように、凹凸部１ａ，１ｂを設けたエネルギー吸収材１
は、比較例のものと比較して、初期状態から高い荷重に
対して変形量が少なく、変形の初期段階で外力からのエ
ネルギーを吸収する。そして、一定以上の荷重がかかる
と、変形量が急激に大きくなる。比較例のエネルギー吸
収材は、荷重と変形量が、ほぼ比例するリニア的線図に
なる。衝撃エネルギー吸収材１の変形量が急激に大きく
なるのは、凸部１ｂの外周面最外部から凹部１ａの内周
面最内部に至る径方向の厚み、すなわち見掛け板厚が大
きいことから、荷重の立上がりが急となるからである。
また、エネルギー吸収材１が圧縮方向に塑性変形するの
に伴って、表裏両面に形成された凹凸部１ａ，１ｂが伸
びる。したがって、エネルギー吸収材は圧縮変形に伴っ
て、径方向のみならず軸方向に伸びるため、効率良く衝
撃エネルギーを吸収することが可能である。

【０００８】次に、衝撃エネルギー吸収材１の具体的な
使用例について説明する。このエネルギー吸収材１は、
自動車のボディに外力が加わったときに、その外力のエ
ネルギーを吸収し、または緩衝材として乗員の運動エネ
ルギーを吸収し、乗員を保護するものである。エネルギ
ー吸収材１の配置場所としては、図８に示すように、自
動車１１のフロントピラー１２、センターピラー１３、
フロント及びリアドアのショルダー部１４，１５、腰部
１６，１７、フロントルーフレール１８、サイドルーフ
レール１９、リヤヘッダーレール２０等に、またスライ
デングルーフが取付けられているような場合はそのスラ
イデングルーフ回り２１に配置できる。

【０００９】図９は、エネルギー吸収材１をインナーパ
ネルであるフロントピラーレール１２、センターピラー
レール１３及びサイドルーフレール１９に取付けている
状態を示す。エネルギー吸収材１は、凹凸部１ａ，１ｂ
を形成しているのでフレキシブルであり、配設場所に多
少の湾曲があっても取付けができる。この後、自動車１
１のアウターパネルであるサイドボディパネル２２に各
レール１２，１３，１９を溶接または接着剤で固定する
ことにより、エネルギー吸収材１は各部位に配設され
る。図１０は、フロントドア２３の断面図である。上記
したように、エネルギー吸収材１は、ショルダー部１４
に取付けている。エネルギー吸収材１の取付け位置は、
図に示すようにアウタパネル２３側に取付けてもよい。
また、より強度を大きくする必要がある場合や、重量の
負担等を考慮しなくて良い場合は、インナーパネルとし
てのリーンフォースメント２４に固定してもよい。イン
ナーパネル２３側の強度を大きくすれば、ボディの変形
をインナーパネル２３で押さえることができる。また、
インナーパネル側に取付けて乗員がドアに当たったとき
のエネルギーを吸収し、保護することもできる。この場
合は、エネルギー吸収材１の材質を薄くして、緩衝材と
なるように調整する。

【００１０】なお、図４のＡ，Ｂに示す長円形状の衝撃
吸収エネルギー吸収材３，４は、幅のせまいスペースに
配設するときに有効であり、また、取付パネル面が平面
である場合はパネル面との取付接触面積が広くなるの
で、パネル面によく適合し、接着剤や溶接により、強固
に取付けることができる。なお、長円形状の衝撃エネル
ギー吸収材３，４を、その長軸方向が荷重入力方向とな
るように取り付けることにより、短軸方向が荷重入力方
向となるように取り付けた場合よりも荷重の立上りを急
にすることができる。また、図５のＡ〜Ｃに示す断面形
状が多角形のものは、例えば、図５のＡに示す三角形状
の衝撃エネルギー吸収材５であれば、表面に図示されて
いない凹凸部を設けて強化されているが、さらに、三辺
がトラスと同様な作用をし、荷重Ｗを受けても完全に塑
性変形するまでの強度が大きくなり、衝撃エネルギー吸
収材の肉厚を薄くして自動車の一層の軽量化が可能にな
る。ただし、角が鋭角であると割れ易くなるため、角に
丸みを付けることにより、割れを防止することできる。
図５のＢに示す断面が台形の衝撃エネルギー吸収材６に
ついても、斜辺が荷重を受け、塑性変形するまでに大き
なエネルギーを吸収することができる。その他の多角形
についても、それらの形状からくる特性に応じて、衝撃
エネルギー吸収材としての用途にあった使用をすること
ができる。

【００１１】このように本発明の実施の形態によるエネ
ルギー吸収材は、パイプ周面に凹凸部を形成したことに
より、凸部の外周面最外部から凹部の内周面最内部に至
る径方向の厚み、すなわち見掛け板厚を大きくしたこと
から、エネルギー吸収材は圧縮変形に伴って、径方向の
みならず軸方向に伸びるため、効率良く衝撃エネルギー
を吸収することが可能である。よって、自動車１１のボ
ディに外力が加わったときは、図１のＢに示すように、
エネルギー吸収材１が塑性変形することにより、外力の
エネルギーを吸収し、他の部位にかかる負担や衝撃を軽
減することができる。また、乗員がボディに当たる際の
運動エネルギーを、エネルギー吸収材が塑性変形するこ
とにより、乗員の運動エネルギーを吸収し、怪我を軽減
する。さらに、取付箇所に多少の湾曲があっても、それ
に対応してエネルギー吸収材１を変形させて取付けるこ
とができるなど汎用性があり、取付け作業性がよい。強
度が強い割に重量も軽く、車体の重量負担になることは
ない。

【００１２】以上、本発明を、自動車の外装面を形成す
るボディアウタパネルと、ボディインナパネルとの間の
空間に金属製パイプからなる衝撃エネルギー吸収材を配
設し、車体の外部から所定以上の力がエネルギー吸収材
に加わったときに、エネルギー吸収材を塑性変形させて
衝撃エネルギーを吸収するよう構成した実施形態につい
て説明した。しかし、本発明は上述した実施形態に限定
されるものではなく、自動車のボディ構造部材と内装材
との間の間隔内に金属製パイプからなる衝撃エネルギー
吸収材を配設し、車内側から内装材を介して所定以上の
力がエネルギー吸収材に加わったときに、該吸収材を塑
性変形させて衝撃エネルギーを吸収する構成についても
適用可能である。以下に、図１１ないし図１７を用い
て、ボディ構造部材と内装材との間の間隔内に金属製パ
イプからなる衝撃エネルギー吸収材を配設した自動車の
車体上部の衝撃エネルギー吸収構造について説明する。

【００１３】構造部材３０は、図１１に示す実施形態で
は鋼製のフロントピラー（Ａピラー）であり、インナパ
ネル３１と、インナパネル３１から車外方向へ間隔をお
いて配置されたアウタパネル３２とからなる。さらに、
補強パネル（リインフォースメント）３３がインナパネ
ル３１とアウタパネル３２との間に配置され、両パネル
から間隔をおいて位置している。構造部材３０は、イン
ナパネル３１、アウクパネル３２および補強パネル３３
のそれぞれ対応する一対のフランジを重ね合わせてスポ
ット溶接した一対のフランジ接合部３４，３５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。

【００１４】内装材４０は、構造部材３０のインナパネ
ル３１から車内方向（矢印Ａ方向）へエネルギー吸収に
必要な間隔５０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５０は、断面の各部において一定
ではないが、通常５ｍｍないし４０ｍｍの範囲内で定め
ることができる。衝撃エネルギー吸収材６０は、アルミ
ニウム、ステンレス、マグネシウム、アルミニウム合
金、マグネシウム合金などから作った均一な板厚の金属
製パイプで、間隔５０内に配置されている。図示の実施
形態では、エネルギー吸収材６０は間隔５０内で一方の
フランジ接合部３５の近くに位置している。構造部材６
０がフロントピラーである場合、他方のフランジ接合部
３４の近くにフロントウインドシールド７０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ー吸
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３０に加わらない。そこで、間隔５０のうち車両
前方側のフランジ接合部３４付近には金属製パイプ６０
を配置することを要しない。一方、車両後方側のフラン
ジ接合部３５にはオープニングトリム３６が取り付けら
れ、図示しないサイドドアの密封性を保つ。

【００１５】そして、図示の実施形態では、エネルギー
吸収材６０は、このエネルギー吸収材の軸線に直交する
仮想面で切断した断面において、インナパネル３１の車
内側面３１ａに実質的に沿って延びている外壁部６１
と、内装材４０の車外側面４２に実質的に沿って延びて
いる内壁部６２と、外壁部６１と内壁部６２とを結合す
る２つの側壁部６３，６４とを有する多角形状をなす。
エネルギー吸収材６０は、斜視状態の図１２に示すよう
に、軸線が内装材４０の長手方向に沿って延びるように
配置されている。さらに、エネルギー吸収材６０は、長
手方向の軸線に沿って切断した縦断面である図１３に示
すように、その表裏両面には前述した実施形態と同様な
凹凸部６０ａ，６０ｂが全周にわたって一体成形されて
いる。エネルギー吸収材６０は、内装材４０の車外側面
４２に接着剤８０によって接着されている。接着剤とし
ては合成ゴム系ホットメルトを使用することができる。

【００１６】そして、予めエネルギー吸収材６０が接着
固定される内装材４０の車外側面４２には図１２に示す
ように、その中央部と上端部とにクリップ取付座４４，
４６が一体成形されている。２箇所のクリップ取付座４
４，４６に取り付けた図示しない公知のクリップを構造
部材３０のインナパネル３１に係上することにより、内
装材４０（金属製パイプ６０）が構造部材３０に対して
固定される。なお、エネルギー吸収材６０は、内装材４
０の長手方向へほぼ全長にわたって配置されることが好
ましい。図１２に示した実施形態では、取付座４４が内
装材４０の長手方向においてエネルギー吸収材６０と重
なっているため、エネルギー吸収材６０は中央部にある
取付座４４を挟んだ２本のものからなる。しかし、取付
座４４を異なる位置に設定することにより、１本のエネ
ルギー吸収材６０とすることができる。

【００１７】エネルギー吸収材６０は、図１４に示すよ
うに、締付け手段９０によってインナパネル３１に取り
付けることもできる、具体的に説明すると、エネルギー
吸収材６０の外壁部６１には締付け手段９０が挿入され
る小径の穴６５、内壁部６２には締付け手段９０および
図示を省略した締付け工具を挿入するための大径の穴６
６が形成されている。締付け手段９０は、ワッシャ付き
（座付き）タッピングスクリューである。締付け手段９
０を大径の穴６６から小径の穴６５を通し、締付け工具
により締付け手段９０をインナパネル３１に形成したね
じ穴３１ｂにねじ込む。これによって、エネルギー吸収
材６０がインナパネル３１に対して固定される。

【００１８】図１５に示した実施形態では、構造部材１
００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１００は、
インナパネル１０２およびアウタパネル１０４のそれぞ
れのフランジを接合した一対のフランジ接合部１０６，
１０８を備え、各フランジ接合部にオープニングトリム
１０９が取り付けられている。インナパネル１０２から
車内方向（矢印Ａ方向）へ間隔をおいて配置された内装
材１１０は、ピラーガーニッシェである。２本のエネル
ギー吸収材１２０，１３０がフランジ接合部１０６，１
０８に隣接して前記間隔内に配置されている。

【００１９】センタピラーの場合、例えば後席の乗員か
ら加わる荷重Ｆは図示のようなものであり、前席の乗員
から加わる荷重は実質的に対称状になるため、２本のエ
ネルギー吸収材１２０、１３０を対称形の断面三角形状
に形成してある。乗員から荷重が加わると、底辺１３２
に対して辺１３４が倒れ込むように、底辺１３２をイン
ナパネル１０２に固定することが好ましい。図１６に示
した実施形態では、構造部材１４０は車体の前後方向へ
延びているルーフサイドレールであり、インナパネル１
４２と、アウタパネル１４４と、補強パネル１４６を備
える。インナパネル１４２から車内方向（矢印Ａ方向）
へ間隔をおいて配置された内装材１５０はルーフライニ
ングである。エネルギー吸収材１６０が前記間隔内に配
置され、ルーフサイドレールに沿って車両前後方向へ所
定の長さ延びている。エネルギー吸収材１６０は、外壁
部１６２でルーフサイドレールのインナパネル１４２に
スクリュー（図示せず）で固定されている。なお、１４
８はルーフパネルを示す。

【００２０】図１７に示した実施形態では、構造部材１
７０はフロントヘッダでありインナパネル１７２と、ア
ウタパネル１７４とを備える。インナパネル１７２から
車内方向（矢印Ａ方向）へ間隔をおいて配置された内装
材１５０はルーフライニングである。エネルギー吸収材
１８０は、断面形状が長方形状を呈している。この実施
形態では、エネルギー吸収材１８０は荷重Ｆによって倒
れ込むことなく、塑性変形する。なお、車体上部の衝撃
エネルギー吸収構造としては、他にクォータピラー（Ｃ
ピラー）やリヤヘッダにも適用可能である。

【００２１】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギー吸
収構造の作用を、図１１ないし図１３の実施形態を例に
とって次に説明する。図１１ないし図１３の実施形態で
は、荷重Ｆが加わると、エネルギー吸収材６０の内壁部
６２と側壁部６４とが主として変形して荷重を受け止
め、変形荷重が立ち上がる。別の方向から荷車ｆが加わ
ると、エネルギー吸収材６０の内壁部６２と側壁部６３
とが主として変形して荷重を受け止め、変形荷重が立ち
上がる。変形荷重が所定のピーク値に達すると、内壁部
６２と側壁部６３，６４とが塑性変形して衝撃エネルギ
ーを吸収する。

【００２２】その際、エネルギー吸収材６０の表裏両面
には凹凸部６０ａ，６０ｂが全周囲にわたって一体成形
されているので、凸部６０ｂの外周面最外部から凹部６
０ａの内局面最内部に至る径方向の厚み、すなわち見掛
け板厚が大きいことから、荷重の立上りが急となる。ま
た、エネルギー吸収材６０が圧縮方向に塑性変形するの
に伴って、表裏両面に形成された凹凸部６０ａ，６０ｂ
が伸びる。従って、エネルギー吸収材６０は圧縮変形に
伴って軸方向に伸びるため、少ない間隔（エネルギー吸
収ストローク）で効率良く衝撃エネルギーを吸収するこ
とが可能である。

【００２３】次に、図１８ないし図２２を用いて、サイ
ドドアとドアトリムとの間にエネルギー吸収材を配設し
た車体側部の衝撃エネルギー吸収構造について説明す
る。なお、図１８および図２０において示される矢印Ｕ
Ｐは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車内側を示し
ている。図１８および図１９に示されるように、サイド
ドア２００は、車内側に配置されるドアインナパネル２
０２と、車外側に配置されるドアアウタパネル２０４
と、ドアインナパネル２０２の車内側の面に取り付けら
れるドアトリム２１０とを含んで構成されている。

【００２４】ドアトリム２１０の上部２１２は、車内側
へ向けて膨出されている。また、ドアトリム２１０の下
部側には、パワーウインドウの操作スイッチ類を備えた
アームレスト２１４が車内側へ向けて膨出されている。
なお、上記構成のドアトリム２１０は、基板層、表皮層
などを積層させることにより構成された樹脂製の一体構
成品である。上述したドアトリム２１０の上部２１２と
ドアインナパネル２０２との間、並びドアトリム２１０
のアームレスト２１４とドアインナパネル２０２との間
には、車体前後方向を長手方向とするパイプ状の衝撃エ
ネルギー吸収材２２０がそれぞれ配設されている。な
お、側突時においては、乗員の胸部がドアトリム２１０
の上部２１２に当接すると共に、乗員の腰部がドアトリ
ム２１０のアームレスト２１４に当接する。このことか
ら、上部２１２側に配設されたエネルギー吸収材２２０
が乗員の胸部保護の役目を果たすと共に、アームレスト
２１４側に配設されたエネルギー吸収材２２０が乗員の
腰部保護の役目を果たす。

【００２５】図２０に拡大して示されるように、このエ
ネルギー吸収材２２０は、車体幅方向を短軸方向としか
つ車体上下方向を長軸方向とするほぼ中空楕円断面形状
に形成された金属製パイプから構成されている。詳細に
は、エネルギー吸収材の長軸方向部分２２４には車体幅
方向を面方向とするストレート部２２６が形成されてい
る。さらに、エネルギー吸収材２２０の表裏両面には、
長手方向に沿って一部を切断した断面図である図２１に
示すように、凹凸部２２０ａ，２２０ｂが全周にわたっ
て一体成形されている。

【００２６】そして、エネルギー吸収材の短軸方向部分
２２２の車幅方向内側の部分がドアトリム２１０の車外
側の面に接着剤２１６にて接着されることにより、ドア
トリム２１０に取り付けられている。さらに、エネルギ
ー吸収材２２０がドアトリム２１０に取り付けられた状
態では、エネルギー吸収材の短軸方向部分２２２の車体
幅方向外側の部分とドアインナパネル２０２との間に所
定の隙間２１８が形成されている。この隙間は、車体振
動によるエネルギー吸収材２２０とドアインナパネル２
０２との相対的な摺動を防ぎ、両者間に異音が発生する
のを防止するためである。なお、エネルギー吸収材２２
０は、断面が真円の金属製パイプを形成した後、それを
軸線方向に直交する方向から押圧して凸部２２０ｂを潰
したほぼ中空楕円断面形状に形成したものが好ましい。

【００２７】次に、本実施形態の作用並びに効果につい
て説明する。側突時になると、図１８に示すサイドドア
２００のドアアウタパネル２０４が車内側へ変形してく
る（一次衝突）。また、このときの反動で、乗員の上体
はサイドドア２００のドアインナパネル２０２側へと移
動してドアトリム２１０に当接する（二次衝突）。具体
的には、乗員の胸部はドアトリム２１０の上部２１２に
当接し、乗員の腰部はドアトリム２１０のアームレスト
２１４に当接する。ここで、本実施形態では、ドアトリ
ム２１０の上部２１２とドアインナパネル２０２との
間、およびドアトリム２１０のアームレスト２１４とド
アインナパネル２０２との間に、所定形状に設定された
金属製パイプからなるエネルギー吸収材２２０が配設さ
れているため、以下の如しして乗員の二次衝突時の荷重
が吸収される。なお、以下の説明においては、乗員の胸
部を例にする。

【００２８】まず、衝突初期において、乗員の胸部がド
アトリム２１０の上部２１２に当接することにより、エ
ネルギー吸収材２２０はドアインナパネル２０２側へ押
圧されてドアインナパネル２０２の車内側の面に当接す
る。その結果、エネルギー吸収材２２０は、ドアインナ
パネル２０２から反力Ｆを受けて車体幅方向（短軸方
向）に圧縮塑性変形し、陸上競技のトラック形状の如く
なる。ここで、本実施形態では、衝突前の状態（組付状
態）におけるエネルギー吸収材２２０が車体幅方向を短
軸方向としかつ車体上下方向を長軸方向とするほぼ中空
楕円断面形状に形成されていること（さらに、凸部２２
０ｂが潰されていること）から、短軸方向部分２２２に
おいて塑性変形し易くなっている。このため、ドアイン
ナパネル２０２からの反力Ｆを受けた場合、短軸方向部
分２２２が比較的容易に塑性変形し、衝突初期における
急な荷重の立上りが抑制される。

【００２９】衝突初期以降においては、エネルギー吸収
材２２０が車体幅方向に圧縮塑性変形していきながら、
乗員の胸部の二次衝突のエネルギー吸収がなされる。こ
こで、本実施形態では、表裏両面に凹凸部２２０ａ，２
２０ｂが一体成形されて見掛け板厚が増加していること
に加え、さらに長軸部分２２４に車体幅方向を面方向と
するストレート部２２６を形成したので、エネルギー吸
収材２２０の塑性変形は短軸方向部分２２２から長軸方
向部分２２４へと徐々に進行していき、さらにストレー
ト部２２６が車体幅方向に圧縮塑性変形する際に荷重が
上がるため、目標特性により近い右上がりのエネルギー
吸収特性が得られる（図２２）。

【００３０】また、エネルギー吸収材をほぼ中空楕円断
面形状としたので、中空円形断面形状とした場合に比
べ、組付方向が明確となり、誤組付けがなくなる。この
ため、エネルギー吸収材の組付作業性を向上させること
もできる。さらに、衝撃エネルギー吸収材の見掛け板厚
（凸部の外周面外部から凹部の内周面最内部に至る径方
向の厚み）や楕円率、ストレート部の長さを適宜変更す
ることにより、エネルギー吸収特性を任意に調整するこ
とができる。従って、エネルギー吸収特性のチューニン
グの容易化を図ることができる。

【００３１】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。例え
ば、以上の実施の形態によれば、図８に示すような位置
にエネルギー吸収材１を配置したが、エネルギー吸収材
１の取付位置はそれらの場所に限らず、例えばサイドシ
ル、エンジンルームのエプロンサイドパネルや、フロン
トパネル等のボディシェルにも配置でき、同様な効果を
有する。エネルギー吸収材１の取付方法については接着
剤または溶接で取付けたが、エネルギー吸収材１にクリ
ップを取付けてパネルに取付けてもよいし、クリップバ
ンドによって取付けてもよい。エネルギー吸収材１の凹
凸部１ａ，１ｂの形状については、波状にしたが、矩形
の凹凸部を螺旋状等にしても同様な効果を得られるし、
凹凸部の線条については、連続的でなくてもよいし、肉
厚ｔ、凸部１ｂの山の高さや凹部１ａの深さ、ピッチｐ
も同じである必要はない。なお、多角形の衝撃エネルギ
ー吸収材についても、円形のものと同様なことがいえ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の本発
明に係る衝撃エネルギー吸収材は、自動車の重量をさほ
ど重くすることなく、ボディに加わった外力のエネルギ
ーを吸収することができ、乗員が外力により受ける衝撃
や、他の構成部品の破損を軽減することができる。ま
た、ボディに加わった外力により乗員がボディに当たる
際の運動エネルギーを吸収し、乗員の怪我を軽減するこ
とができる。請求項５記載の本発明に係る衝撃エネルギ
ー吸収構造は、車内側から内装材を介して構造部材に向
けて衝撃荷重が作用したとき、表裏両面に凹凸部を一体
成形した金属製パイプからなる衝撃エネルギー吸収材の
塑性変形により、少ない間隔で効率良く衝撃エネルギー
を吸収することができる。請求項６記載の本発明に係る
衝撃エネルギー吸収構造は、側突時に理想的なエネルギ
ー吸収特性を得ることができる。また本発明によれば、
衝撃エネルギー吸収材の見掛け板厚や楕円率、ストレー
ト部の長さを適宜変更することにより、エネルギー吸収
特性を任意に調整することができ、その意味でエネルギ
ー吸収特性のチューニングの容易化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１のＡは、本発明の実施の形態による衝撃エ
ネルギー吸収材の斜視図であり、図１のＢは、図１のＡ
の衝撃エネルギー吸収材が、潰れた状態を示す斜視図で
ある。

【図２】図２のＡは、凹凸部が蛇腹形状の衝撃エネルギ
ー吸収材の正面図であり、図２のＢは、同部分破断側面
図であり、図２のＣは、図２のＢの矢視Ｘの拡大図であ
る。

【図３】図３のＡは、凹凸部が螺旋形状の衝撃エネルギ
ー吸収材の正面図であり、図３のＢは、同部分破断側面
図であり、図３のＣは、図２のＢの矢視Ｙの拡大図であ
る。

【図４】図４のＡは、横方向断面が長円である衝撃エネ
ルギー吸収材の斜視図であり、図４のＢは、真円のパイ
プを後から長円に成形した衝撃エネルギー吸収材の斜視
図である。

【図５】図５のＡは、横方向（径方向）断面が三角形の
衝撃吸収エネルギー吸収材の正面図であり、図５のＢ
は、四角形の衝撃吸収エネルギー吸収材の正面図であ
り、図５のＣは、五角形の衝撃吸収エネルギー吸収材の
正面図である。

【図６】本発明の実施の形態による衝撃エネルギー吸収
材の特性試験の概略図である。

【図７】特性試験の結果を示す概略グラフの線図であ
る。

【図８】本実施の形態による衝撃エネルギー吸収材を配
設する場所を示した自動車の斜視図である。

【図９】同自動車のサイドボディの分解斜視図である。

【図１０】同自動車のフロントドアの断面図である。

【図１１】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギー吸収
構造の実施形態を示す水平仮想面で切断した断面図であ
る。

【図１２】内装材と衝撃エネルギー吸収材とを背面から
見た斜視図である。

【図１３】図１１のXIII−XIIIに沿って切断した衝撃エ
ネルギー吸収材の固定構造を示す要部縦断面である。

【図１４】内装材と衝撃エネルギー吸収材とをその長手
方向の軸線に沿って切断した衝撃エネルギー吸収材の他
の固定構造を示す要部縦断面である。

【図１５】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギー吸収
構造の別の実施形態の断面図で、水平仮想面で切断した
ものである。

【図１６】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギー吸収
構造のさらに別の実施形態の断面図で、車体の前後方向
へ延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１７】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギー吸収
構造のさらに別の実施形態の断面図で、車体の前後方向
へ延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１８】本発明に係る車体側部の衝撃エネルギー吸収
構造における衝撃エネルギー吸収材が配設されたサイド
ドアを乗員の上体との関係を示す概略正面図である。

【図１９】ドアトリムをサイドドアから分離した状態で
示す斜視図である。

【図２０】車体側部の衝撃エネルギー吸収構造を縦断面
視にて拡大して示す要部拡大断面図である。

【図２１】図２０のXXI −XXI に沿って切断した衝撃エ
ネルギー吸収材の固定構造を示す要部縦断面である。

【図２２】図２０に示される衝撃エネルギー吸収材を用
いた場合の側突時のエネルギー吸収特性を示す特性図で
ある。

【符号の説明】

１〜７，６０，２２０ 衝撃エネルギー吸収材 １ａ，２ａ 凹部 １ｂ，２ｂ 凸部 １１ 自動車 ３１ インナパネル ３２ アウタパネル ２０２ ドアインナパネル ２０４ ドアアウタパネル ２１０ ドアトリム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 25/20 Ｂ６２Ｄ 25/20 Ｆ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表裏両面に凹凸部を一体成形した金属製
   のパイプを、自動車の外装面を形成するボディアウター
   パネルと、ボディインナーパネルとの間に設けられた空
   間内に配設するとともに、上記パイプ周面を上記両パネ
   ル面に向けて装着し、車体の外部からの力がパイプに加
   わったときに、該パイプが塑性変形して外力のエネルギ
   ーを吸収させることを特徴とする衝撃エネルギー吸収
   材。
2. 【請求項２】 上記パイプの断面形状が実質的に円形で
   あって、凹凸部が、該パイプの軸方向に延びる螺旋形
   状、又はその軸方向に、凹部と凸部を交互に並べた蛇腹
   形状である請求項１に記載の衝撃エネルギー吸収材。
3. 【請求項３】 上記パイプの断面形状が実質的に多角形
   であって、凹凸部が、該パイプの軸方向に延びる螺旋形
   状、又はその軸方向に、凹部と凸部を交互に並べた蛇腹
   形状である請求項１に記載の衝撃エネルギー吸収材。
4. 【請求項４】 上記多角形のパイプの角部に丸みを設け
   てなる請求項３に記載の衝撃エネルギー吸収材。
5. 【請求項５】 少なくともインナパネルとアウタパネル
   とからなる構造部材と、上記インナパネルから車内方向
   ヘエネルギー吸収に必要な間隔をおいて配置される内装
   材と、両者間の間隔内に配置されかつ塑性変形可能な衝
   撃エネルギー吸収材とを備えた自動車の車体上部の衝撃
   エネルギー吸収構造であって、上記エネルギー吸収材を
   表裏両面に凹凸部を一体成形した断面多角形をなす金属
   製パイプで構成したことを特徴とする衝撃エネルギー吸
   収構造。
6. 【請求項６】 サイドドアのドアインナパネルと、この
   ドアインナパネルの車内側に配置されるドアトリムとの
   間に、車体前後方向を長手方向として配置されかつ塑性
   変形可能な衝撃エネルギー吸収材を備えた車体側部の衝
   撃エネルギー吸収構造であつて、上記エネルギー吸収材
   を、車体幅方向を短軸方向としかつ車体上下方向を長軸
   方向とするほぼ中空楕円断面形状で、表裏両面に凹凸部
   を一体成形した金属製パイプで構成したことを特徴とす
   る衝撃エネルギー吸収構造。