JP3489495B2 - Impact energy absorbing structure on the upper part of the vehicle - Google Patents
Impact energy absorbing structure on the upper part of the vehicleInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車の車体上部の
衝撃エネルギ吸収構造に関し、特に、ピラー、ルーフサ
イドレール、ヘッダのような車体の構造部材と、この構
造部材の車室内方に間隔をおいて配置されるピラーガー
ニッシュ、ルーフライニングのような内装材とを備える
車体上部において前記間隔内にエネルギ吸収材を配置し
て衝撃エネルギを吸収する構造に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車、特に乗用車の車体の構造部材と
内装材との間の間隔内にエネルギ吸収材を配置し、内装
材から構造部材に向く衝撃荷重が加わったとき、前記エ
ネルギ吸収材を変形させて衝撃荷重が持つ衝撃エネルギ
を吸収させている。通常、前記エネルギ吸収材として格
子状のリブやウレタンパッド、薄い鋼板を断面がハット
状を呈するように折り曲げたものなどが使用されるが、
金属材料を押し出し成形して作った金属パイプを使用し
たり(特願平9-176594号:特開平11-5503号公報)、金
属箔の芯材と、この芯材の表裏にそれぞれ重ね合わされ
る金属以外の材料のシートとからなり、前記芯材と前記
表裏のシートとを軸線方向へ連続的に凹凸状に変形して
形成された、いわゆるハイブリッドパイプを使用したり
(特開平10-29482号公報)することもある。
【0003】金属パイプは押し出し成形によって、また
ハイブリッドパイプは成形後に必要な変形を加えること
によって、所望の断面形状のものを容易に得ることがで
きる。さらに、金属パイプの板厚を変えたり、ハイブリ
ッドパイプの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、いわゆる見掛け板厚を変えた
り、隣り合って位置する凸部間(凹部間)のピッチを変
えたりすることにより、吸収すべきエネルギ特性を調整
することができる。このように、押し出し成形された金
属パイプやハイブリッドパイプのような中空材にはエネ
ルギ吸収材としての優れた性質がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車体の構造
部材はそれが設置される場所によっては、強度的及び意
匠的要請を満たすべく3次元的な曲げ形状に形成される
ため、エネルギ吸収材をこの構造部材に忠実に沿わせて
配置することは困難な場合がある。一方、内装材は意匠
的要請を満たすことを主眼として全体的に形成されるも
のであり、構造部材の局部的な形状に合わせる必要性は
むしろ少ない。その結果、金属パイプ、ハイブリッドパ
イプ、その他の中空パイプのような、実質的に一定の断
面形状が長手方向へ連続するエネルギ吸収材を構造部材
と内装材との間の間隔内に配置すると、構造部材の長手
方向において構造部材とエネルギ吸収材との間、又はエ
ネルギ吸収材と内装材との間に大きさの異なるすきまが
生ずることがある。
【0005】エネルギ吸収材は、衝撃体の持つ衝撃荷重
が加わる当初から変形を開始し、衝撃体が所定量の変位
をしたとき、企図したエネルギ量を吸収できるものであ
ることが好ましいが、エネルギ吸収材と内装材又は構造
部材との間にすきまが存在すると、このすきまが埋めら
れるまでエネルギ吸収材は変形しない。一方、エネルギ
吸収材の所定量の変位は、衝撃体がエネルギ吸収材を変
形させて移動するのを許容できる変位であり、実質的に
一定に定められる。従って、エネルギ吸収材と内装材又
は構造部材との間にすきまが存在する場合、このすきま
の大きさに相当する変位量だけ、衝撃体がエネルギ吸収
材を変形させることなく移動することから、衝撃荷重に
よるエネルギ吸収材の実際の変位量が少なくなり、エネ
ルギ吸収量が少なくなる。したがって、大きさの異なる
すきまが構造部材の長手方向に存在すると、衝撃荷重が
加わる部位によってエネルギ吸収量が大きく変動する原
因となる。
【0006】本発明は、大きさの異なるすきまが構造部
材の長手方向に存在する場合、企図したエネルギ吸収を
達成できる、車体上部の衝撃エネルギ吸収構造を提供す
る。
【0007】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】本発明
は、長手方向へ伸びる車体の構造部材と、この構造部材
の内方に間隔をおいて配置される内装材と、前記間隔内
に配置され、前記構造部材に沿って長手方向へ伸びるエ
ネルギ吸収材とを備える車体上部において衝撃エネルギ
を吸収する構造に関する。前記エネルギ吸収材は、金属
箔の芯材と、この芯材の表裏にそれぞれ重ね合わされた
金属以外の材料のシートとからなり、前記芯材と前記シ
ートとを軸線方向へ連続的に凹凸状に変形して形成され
たハイブリッドパイプである。このハイブリッドパイプ
は、軸線に直交する断面の外周長さが軸線方向において
実質的に一定で、断面形状が軸線方向において徐々に異
なるように形成され、かつ、軸線回りでねじられてい
る。
【0008】ハイブリッドパイプと構造部材との間、及
びハイブリッドパイプと内装材との間にすきまが実質的
に生じないように、徐々に変形して断面形状を軸線方向
において異ならせたハイブリッドパイプを所定位置に配
置すると、ハイブリッドパイプと構造部材との間、及び
ハイブリッドパイプと内装材との間にすきまが実質的に
存在しない。
【0009】内装材から構造部材に向く衝撃荷重が加わ
るとき、ハイブリッドパイプは衝撃荷重が加わる当初か
ら圧縮変形し始め、エネルギ吸収が行われるため、効率
良く衝撃エネルギを吸収できる。
【0010】断面形状がそれぞれ異なる複数のハイブリ
ッドパイプであって個々のものの断面形状が一定である
複数のハイブリッドパイプを軸線方向で隣り合わせて構
造部材の長手方向に配置し、衝撃エネルギを吸収しよう
とする場合、隣り合って位置するハイブリッドパイプ相
互間にすきまが存在することと、断面形状が異なること
から、構造部材の長手方向におけるエネルギ吸収特性が
不連続になる。これに対して、本発明によれば、ハイブ
リッドパイプが連続した形態であることと、断面形状の
急な変化を抑えることができることから、連続的なエネ
ルギ吸収特性を得ることができる。これは、構造部材の
長手方向における任意の部位での衝撃エネルギ吸収特性
が他の部位での衝撃エネルギ吸収特性から大きく離れな
いことであり、構造部材の長手方向にわたって近似した
衝撃エネルギ吸収特性を得ることができる。
【0011】ハイブリッドパイプの軸線に直交する断面
の外周長さを軸線方向において実質的に一定に保ちつ
つ、断面形状を徐々に異ならせるものであるため、最大
の断面積を有する断面が円形の筒、つまり円筒の形態で
作ったハイブリッドパイプをフォーミング加工すること
によって断面形状を変更し、所要の断面形状を有するハ
イブリッドパイプを得ることができることから、断面形
状が徐々に異なるハイブリッドパイプを簡単に作ること
ができる。
【0012】ハイブリッドパイプは、軸線に交差する方
向から荷重が加わるとき軸線方向へ伸び、見掛け板厚が
変わって荷重対変位のエネルギ吸収特性が変化する。と
ころが、ハイブリッドパイプを軸線回りでねじることに
よって軸線方向への伸びに対する内部抵抗ないし粘性抵
抗が大きくなるため、荷重の立ち上がりの急なエネルギ
吸収特性を得ることができる。その結果、小さな有効変
位でより多くの衝撃エネルギを吸収できる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明に係る衝撃エネルギ吸収構
造の説明のために示す他の衝撃エネルギ吸収構造は、断
面状態の図1及び図2と、模式的な図3とを参照する
と、長手方向Aへ伸びる車体の構造部材20と、構造部
材20の内方に間隔をおいて配置される内装材22とを
備える車体上部において前記間隔内にエネルギ吸収材2
4を配置して衝撃エネルギを吸収するものである。
【0014】構造部材20はインナパネル26と、アウ
タパネル28と、補強パネル30とを備え、各パネルの
フランジを重ね合わせて接合し、閉じ断面構造に形成し
たフロントピラーであり、内装材22はピラーガーニッ
シュである。
【0015】エネルギ吸収材24は中空に形成されてお
り、間隔32内に配置され、構造部材20に沿って長手
方向Aへ伸びている。構造部材20のインナパネル26
と内装材24との間の間隔32は、図1及び図2を比べ
ると分かるように、構造部材20の長手方向において異
なった大きさであるが、エネルギ吸収材24は、構造部
材20の長手方向に直交する仮想面、つまり図1及び図
2の紙面における断面形状が長手方向へ実質的に一定形
状で連なるように形成されている。すなわち、エネルギ
吸収材24は、長手方向において実質的に一定形状であ
り、かつ、間隔32のうち衝撃荷重が加わる向きにある
間隔に入ることができる最大の寸法に形成されている。
【0016】図3に示すように、フロントピラー20は
その上方の端部で、車体の前後方向へ伸びるルーフサイ
ドレール50及び車体の幅方向へ伸びるヘッダ36と接
合されており、3次元的に、つまり図示のような2次元
の曲げの他、紙面に垂直な方向へも曲げられている。そ
の結果、フロントピラー20とルーフサイドレール50
とヘッダ36とが互いに結合される結合部分34では、
図1に示すように、フロントピラー20のインナパネル
26とこの内方に配置されるピラーガーニッシュ22と
の間の間隔32が最も狭くなっている。間隔が最も狭い
箇所に適合する断面形状となるようにエネルギ吸収材2
4を全長にわたって実質的に一定形状に形成することに
より、エネルギ吸収材24は、間隔32のうち衝撃荷重
が加わる向きにある間隔に入ることができる最大の実質
的に一定形状とされている。この図1に示す部位におい
て、エネルギ吸収材24は内装材22及びインナパネル
26と接している。
【0017】エネルギ吸収材24は、間隔32のうち一
方側つまり後方側に偏って位置しているが、これはフロ
ントピラー20の前方側にウインドシールドガラス38
があり、ウインドシールドガラス38の近傍ではピラー
ガーニッシュ22からフロントピラー20に向けて衝撃
荷重が加わりにくいことによる。このように、エネルギ
吸収材24は、それが配置される場所において加わる可
能性がある衝撃荷重の向きを考慮して最適な配置場所と
形状とを選定する。
【0018】エネルギ吸収材24を前述のように形成す
ると、結合部分34から離れた部位では図2に示すよう
に、エネルギ吸収材24とピラーガーニッシュ22との
間にすきま40が生ずることとなるが、このすきま40
にスペーサ材42を配置してすきま40を埋めている。
スペーサ材42は、それ自体がエネルギ吸収できるもの
であっても、またエネルギ吸収できないものであっても
よい。スペーサ材42は、構造部材20に沿ってその長
手方向へ伸びており、断面形状は結合部分34に向けて
次第に小さくなっている。しかし、スペーサ材42はす
きまの全てを埋める必要はない。長手方向において複数
のスペーサ材42が間隔をおいて隣り合って位置してい
ても、そのスペーサ材間の間隔が内装材22にぶつかる
丸みを帯びた衝撃体の大きさと比べて小さいとき、長手
方向おけるスペーサ材間の間隔の存在は問題とならな
い。
【0019】スペーサ材42がエネルギ吸収可能である
場合、スペーサ材42は、エネルギ吸収材24に対面す
る内装材22の裏面に一体成形された樹脂リブとするこ
とができる。すなわち、内装材22はABS樹脂のよう
な硬質樹脂を射出成形して作られるところ、内装材22
を成形するとき1又は複数の縦リブと複数の横リブとが
適当な間隔をおくように樹脂リブを成形することによ
り、スペーサ材42を別途形成する手間を省くことがで
きる。この場合、縦リブ及び横リブの板厚や高さなどを
適当に選定し、エネルギ吸収材24の荷重対変位のエネ
ルギ吸収特性を調整するようにする。例えば、縦リブ及
び横リブの高さを1−2mm程度に定め、衝撃荷重が加わ
ったときまずエネルギ吸収材24を圧縮変形させ、エネ
ルギ吸収材24が十分に圧縮変形した後、樹脂リブが座
屈又はせん断するように定めておけば、エネルギ吸収材
24によるエネルギ吸収量に加えて、樹脂リブによるエ
ネルギ吸収量を得ることができる。
【0020】スペーサ材42がエネルギ吸収しないもの
である場合、スペーサ材42によっていわゆる底づき現
象が発生しないように、エネルギ吸収材24の変位を定
める。すなわち、内装材22からスペーサ材42を経て
エネルギ吸収材24に衝撃荷重が加わるとき、エネルギ
吸収材24が圧縮変形するが、エネルギ吸収材24が十
分に圧縮変形したとき、必要なエネルギ吸収が完了する
ように変位量を定めておくことが好ましい。
【0021】前記実施例では、エネルギ吸収材24と内
装材22との間に生じたすきま40をスペーサ材42に
よって埋めているが、エネルギ吸収材24が配置される
場所によっては、エネルギ吸収材24と構造部材20と
の間にすきまが生ずることもあるため、その場合にはエ
ネルギ吸収材24と構造部材20との間のすきまをスペ
ーサ材で埋めるようにする。また、エネルギ吸収材24
と構造部材20との間のすきまと、エネルギ吸収材24
と内装材22との間のすきまとの両方をスペーサ材で埋
めることもできる。この場合、2つのすきまのうち大き
な方のすきまをスペーサ材で埋めるだけでも効果が得ら
れる。
【0022】荷重F対変位Sのエネルギ吸収特性を示す
図4を参照すると、図1に示した部位に衝撃荷重が加わ
ったとき、エネルギ吸収材24は衝撃荷重が加わった初
期から圧縮変形し始めるため、反力荷重は実線Bとな
る。図2に示した部位に衝撃荷重が加わったとき、スペ
ーサ材42と内装材22又はスペーサ材42とエネルギ
吸収材24との間に残っているわずかなすきまの影響
で、エネルギ吸収材24が圧縮変形し始めるのがわずか
に遅れるため、反力荷重は一点鎖線Cのようになる。そ
して、エネルギ吸収材24が十分に圧縮変形した後、ス
ペーサ材である樹脂リブがせん断又は座屈するため、C
1のように減少する。これに対して、図2に示した部位
にスペーサ材が存在しない場合には二点鎖線Dのよう
に、内装材22がエネルギ吸収材24に接触するまで反
力荷重はD1のように低い。内装材22がエネルギ吸収
材24と接触し、エネルギ吸収材24が圧縮変形をし始
めると、反力荷重はD2となり、最終的には底付き現象
D3の発生となる。底付き現象が発生するのは、エネル
ギ吸収が十分に行われないことによる。
【0023】断面状態の図5ないし図7と、模式的な図
8とに示した衝撃エネルギ吸収構造は、長手方向A′へ
伸びる車体の構造部材50と、構造部材50の内方に間
隔をおいて配置される内装材52とを備える車体上部に
おいて前記間隔内にエネルギ吸収材54を配置して衝撃
エネルギを吸収するものである。
【0024】構造部材50はインナパネル56と、アウ
タパネル58と、補強パネル60とを備え、各パネルの
フランジを重ね合わせて接合し、閉じ断面構造に形成し
たルーフサイドレールであり、内装材52はルーフライ
ニングである。
【0025】エネルギ吸収材54は中空に形成されてお
り、間隔62内に配置され、構造部材50に沿って長手
方向A′へ伸びている。構造部材50のインナパネル5
6と内装材54との間の間隔62は、図5ないし図7を
比べると分かるように、構造部材50の長手方向におい
て異なった大きさであるが、エネルギ吸収材54は、構
造部材50の長手方向に直交する仮想面、つまり図5な
いし図7の紙面における断面形状が長手方向へ実質的に
一定形状で連なるように形成されている。
【0026】図8に示すように、ルーフサイドレール5
0はその前方の端部で、車体の幅方向へ伸びるヘッダ3
6及び斜めに立ち上がっているフロントピラー20と接
合され、後方の端部へ向けて凸状に曲がり、さらに紙面
に垂直な方向へも曲がり、3次元的に曲げられている。
その結果、ルーフサイドレール50とフロントピラー2
0とヘッダ36とが互いに結合される結合部分34で
は、図5に示すように、ルーフサイドレール50のイン
ナパネル56とこの内方に配置されるルーフライニング
52との間の間隔62が最も狭くなっている。間隔が最
も狭い箇所に適合する断面形状となるようにエネルギ吸
収材54を全長にわたって実質的に一定形状に形成する
ことにより、エネルギ吸収材54は間隔62に入る断面
形状となる。
【0027】エネルギ吸収材54を前述のように形成す
ると、結合部分34から離れた部位では図6に示すよう
に、エネルギ吸収材54とルーフライニング52との間
にすきま64が、またエネルギ吸収材54とルーフサイ
ドレール50のインナパネル56との間にすきま66が
生ずることとなる。さらに、図7に示すように、エネル
ギ吸収材54とルーフサイドレール50のインナパネル
56との間にすきま68が生ずることとなる。本発明で
はすきま64,66,68にそれぞれスペーサ材70,
72,74を配置して各すきま64,66,68を埋め
ている。スペーサ材70,72,74は、それ自体がエ
ネルギ吸収できるものであっても、またエネルギ吸収で
きないものであってもよい。スペーサ材70は、構造部
材50に沿ってその長手方向の後方へ伸びており、断面
形状は後方へ向けて次第に小さくなっている。一方、ス
ペーサ材72はスペーサ材74に向けて伸び、断面形状
はスペーサ材72と比べてほぼ同じかわずかに大きくな
っている。スペーサ材70はすきまの全てを埋める必要
はなく、またスペーサ材72とスペーサ材74とは1つ
のスペーサ材を連続して形成したものでも、別個に形成
したものでもよい。長手方向において複数のスペーサ材
が間隔をおいて隣り合って位置していても、前述のよう
に、そのスペーサ材間の間隔が内装材52にぶつかる丸
みを帯びた衝撃体の大きさと比べて小さいとき、長手方
向おけるスペーサ材間の間隔の存在は問題とならない。
【0028】スペーサ材70,72,74がエネルギ吸
収可能である場合、スペーサ材70は前記実施例と同様
に、エネルギ吸収材54に対面する内装材52の裏面に
一体成形された樹脂リブとすることができる。さらに、
スペーサ材70,72,74はエネルギ吸収材54に予
め一体的に設けたエネルギ吸収可能な樹脂リブまたは発
泡体とすることができる。
【0029】斜視状態の図9を参照すると、エネルギ吸
収材54の外周に樹脂リブ80がはめ込まれている。樹
脂リブ80は1つの縦リブ82と、複数の横リブ84と
からなり、エネルギ吸収材54とは別個に成形された
後、エネルギ吸収材54にはめて一体としたものであ
る。すきま64,66,68の大きさは設計段階で分か
っているため、このすきま内に入るように縦リブ82及
び横リブ84の高さhを定め、さらに適当なエネルギ吸
収ができるように板厚dを定めて樹脂リブ80を成形す
る。樹脂リブ80に代えて、ウレタンフォームのような
発泡体をエネルギ吸収材54に貼り付けることもでき
る。
【0030】荷重F対変位Sのエネルギ吸収特性を示す
図10を参照すると、図5に示した部位に衝撃荷重が加
わったとき、エネルギ吸収材54は衝撃荷重が加わった
初期から圧縮変形し始めるため、反力荷重は実線Bとな
る。図6に示した部位に衝撃荷重が加わったとき、スペ
ーサ材70と内装材52又はスペーサ材72と構造部材
50との間に残っているわずかなすきまの影響で、エネ
ルギ吸収材54が圧縮変形し始めるのがわずかに遅れる
ため、反力荷重は一点鎖線Cのようになる。そして、エ
ネルギ吸収材54が十分に圧縮変形した後、スペーサ材
である樹脂リブがせん断又は座屈するため、C1のよう
に減少する。これは、図7に示した部位に衝撃荷重が加
わったときも実質的に同じである。これに対して、図6
に示した部位にスペーサ材が存在しない場合には破線E
に示すように、内装材52がエネルギ吸収材54に接触
するまで反力荷重はE1のように低い。内装材52がエ
ネルギ吸収材54と接触し、エネルギ吸収材54が圧縮
変形をし始めると、反力荷重はE2となり、最終的には
底付き現象E3の発生となる。エネルギ吸収材54が金
属パイプである場合、エネルギ吸収材54が圧縮される
とき、B,C,Eの荷重の立ち上がりとなるが、図6の
部位における中空のエネルギ吸収材及びスペーサ材を全
て樹脂製とした場合、Fのような緩やかな立ち上がりと
なる。
【0031】荷重F対変位Sのエネルギ吸収特性を示す
図11を参照すると、図6の部位に衝撃荷重が加わった
とき、スペーサ材70,72がある場合には一点鎖線C
となり、スペーサ材がない場合には破線Eとなるため、
ハッチングを入れた面積Gに相当するエネルギ吸収量を
スペーサ材70,72を配置したことにより得ることが
でき、結局、エネルギ吸収効率を高めることができる。
さらに、スペーサ材70,72を配置することにより反
力荷重のピーク値間の差Pだけピーク値を下げることが
できる。
【0032】前述のエネルギ吸収材24は、斜視状態の
図12に示すように、押し出し成形された金属パイプと
することができる。金属パイプは、所定の中空断面90
や所定の形状92を備えるように、アルミニウム若しく
はマグネシウム又はその合金で作ることができる。エネ
ルギ吸収材54も同様に押し出し成形された金属パイプ
とすることができる。
【0033】さらに、エネルギ吸収材24,54は、斜
視状態の図13と、断面状態の図14とに示すように、
ハイブリッドパイプ100とすることができる。ハイブ
リッドパイプ100は金属箔の芯材102と、この芯材
102の表裏にそれぞれ重ね合わされて固着された金属
以外の材料のシート104とからなり、芯材102とシ
ート104とを軸線方向へ連続的に凹部106と凸部1
08とを持つように変形して形成されている。芯材10
2は硬質のアルミニウム箔、ステンレス箔又はマグネシ
ウム合金箔のうちから選定でき、シート104はクラフ
ト紙又は樹脂である。芯材102は、板厚が0.05mm以上
で幅が30mm以上とし、シート104は、板厚が0.2mm以
上で幅が30mm以上とする。図13では凹凸状の変形はら
旋状となっている。これに代えて、1つの凹部106が
周方向で連なり、この1つの凹部106に隣り合わせて
それぞれ独立した2つの凸部108が周方向で連なる、
いわゆる波状とすることもできる。
【0034】軸線に直交する断面形状が軸線方向へ実質
的に一定形状で連なるように形成されたエネルギ吸収材
と、このエネルギ吸収材の所定位置に配置されるスペー
サ材とから衝撃エネルギ吸収部品を作ることができる。
すなわち、図1及び図2に示したエネルギ吸収材24と
スペーサ材42とによって図4のB,Cの特性を持つ衝
撃エネルギ吸収部品を作ることができる。さらに、図5
ないし図7に示したエネルギ吸収材54とスペーサ材7
0,72,74とによって図10のB,Cの特性を持つ
衝撃エネルギ吸収部品を作ることができる。エネルギ吸
収材は、図12の押し出し成形された金属パイプ、又は
図13のハイブリッドパイプとすることができる。
【0035】斜視状態の図15ないし図19は、長手方
向へ伸びる車体の構造部材と、この構造部材の内方に間
隔をおいて配置される内装材と、前記間隔内に配置さ
れ、前記構造部材に沿って長手方向へ伸びるエネルギ吸
収材とを備える、本発明に係る車体上部において衝撃エ
ネルギを吸収する構造の実施例を示している。
【0036】この実施例では、エネルギ吸収材は、金属
箔の芯材と、この芯材の表裏にそれぞれ重ね合わされた
金属以外の材料のシートとからなり、前記芯材と前記シ
ートとを軸線方向へ連続的に凹凸状に変形して形成され
た、図13及び図14のようなハイブリッドパイプから
なるが、このハイブリッドパイプは、軸線に直交する断
面の外周長さが軸線方向において実質的に一定で、か
つ、断面形状が軸線方向において徐々に異なるように形
成されている。
【0037】図15はフロントピラー120用のエネル
ギ吸収材122である。エネルギ吸収材122は、下方
の端面においてA1,B1,C1,D1,E1の五角形
の断面形状であったものが、上方の中間部位ではA2,
B2,C2,D2,E2の四角形に近い五角形となり、
さらに上方の中間部位ではA3,B3,C3,D3,E
3,F1の六角形となり、上方の端面においてA4,B
4,C4,D4,E4,F2の六角形となっている。
【0038】図16はセンタピラー124用のエネルギ
吸収材126である。エネルギ吸収材126は、下方の
端面においてA1,B1,C1,D1,E1,F1,G
1の略コ字状の七角形であったものが、中間部位におい
ても七角形を保っているが各辺の寸法が異なっており、
上方の端面においてA2,B2,C2,D2,E2,F
2,G2の略コ字状の七角形となっているが各辺の寸法
が異なっている。
【0039】図17はクォータピラー128用のエネル
ギ吸収材130である。エネルギ吸収材130は、上方
の端面においてA1,B1,C1,D1,E1の五角形
であったものが、中間部位ではA2,B2,C2,D
2,E2の五角形を保っているが各辺の寸法が異なって
おり、下方の端面においてA3,B3,D3,E3の四
角形となっている。
【0040】図18はルーフサイドレール132用のエ
ネルギ吸収材134である。エネルギ吸収材134は、
前方の端面においてA1,B1,C1,D1,E1,F
1の六角形であったものが、中間の部位においてA2,
B2,D2,E2,F2の五角形となり、後方の端面に
おいてA3,B3,D3,E3の四角形となっている。
【0041】図15ないし図18に示したエネルギ吸収
材122,126,130,134は、軸線に直交する
断面の外周長さが実質的に一定に保たれており、それぞ
れの軸線方向において断面形状が徐々に異なるように作
られている。これは、まず円筒状のハイブリッドパイプ
を作った後、図13の四角筒状のハイブリッドパイプと
し、その後、フォーミング加工して軸線方向における断
面形状を徐々に異ならせたものである。
【0042】軸線方向において断面形状が異なるハイブ
リッドパイプ140は、斜視状態の図20に示すように
軸線回りでねじられた形態を有する。図示のハイブリッ
ドパイプ140は、ねじりピッチPを有する。このねじ
りピッチPは、ねじり角度(1端面に対して他端面がね
じられた角度)を一定としたときのハイブリッドパイプ
の2端面間の長さであり、ここではハイブリッドパイプ
の全長を用いている。ねじりピッチPを変えることによ
りエネルギ吸収特性を調整することができる。図21の
荷重F対変位Sのエネルギ吸収特性を参照すると、ねじ
りのないもの142と比べてねじりのあるもの144,
146,148は荷重の立ち上がりが急となっている。
ここで、ねじりピッチPの長さは、144,146,1
48の順で小さくなっている。さらに、ねじりピッチP
の長さが短くなるほど、つまり単位長さ当たりのねじり
量が大きいほど、荷重の立ち上がりが急となり、変位が
小さくなっていることが分かる。
【0043】図16の詳細を示した断面状態の図22
と、斜視状態の図23とを参照すると、シートベルトに
おけるショルダベルト150のアジャスタ支持部152
を上下方向へ移動可能に支持するレール154を車体前
後方向の中間部位に取り付けたセンタピラー156と、
センタピラー156の内方に間隔をおいて配置されるピ
ラーガーニッシュ158と、前記間隔内に配置され、セ
ンタピラー156に沿って上下方向へ伸びるエネルギ吸
収材160とを備える車体上部において衝撃エネルギを
吸収する構造が示されている。アジャスタ支持部152
やレール154は、それ自体公知のもので、図示しない
アジャスタのボタンを押しながらアジャスタ支持部15
2を上下方向へ移動させ、ショルダベルト150を適正
な位置にもたらすことができる。また、エネルギ吸収材
160は図16のエネルギ吸収材126と実質的に同じ
形状である。
【0044】センタピラー156は、アウタパネル16
2とインナパネル164とからなり、それぞれのフラン
ジを接合して水平の断面形状が閉じ構造を呈するように
形成されている。
【0045】エネルギ吸収材160はハイブリッドパイ
プであって一対の中空のエネルギ吸収部166,167
を有する。一対の中空のエネルギ吸収部166,167
は相互に連結され、レール154をはさんだ前後の部位
に配置されている。エネルギ吸収材160は、図16に
示したエネルギ吸収材126と実質的に同じ形態であ
る。一対のエネルギ吸収部166,167は狭い中空を
形成する連結部168,169を介して連結されてお
り、エネルギ吸収部166がレール154の前方に、エ
ネルギ吸収部167がレール154の後方に位置してい
る。
【0046】センタピラー156のインナパネル164
は一般面170から凹まされた、レール154を収容す
る凹部171を有するが、エネルギ吸収材160の連結
部169は凹部171を外れた上下の一般面170と接
触している。そこで、エネルギ吸収材160の連結部1
68,169とインナパネルの一般面170とにタッピ
ングねじをねじ込んでエネルギ吸収材160をセンタピ
ラー156に取り付けるか、又はエネルギ吸収材160
をピラーガーニッシュ158に取り付けて使用する。
【0047】図15ないし図22に示したエネルギ吸収
材122,126,130,134,140,160
は、それ自体で衝撃エネルギ吸収部品となり、この衝撃
エネルギ吸収部品を所定位置に配置して取り付けること
により、衝撃エネルギ吸収構造を得ることができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
Regarding impact energy absorbing structures,
Vehicle structural members such as
Pillars located at intervals in the interior of the vehicle
With interior materials such as nish and roof lining
At the upper part of the vehicle body, place an energy absorbing material
And a structure for absorbing impact energy. 2. Description of the Related Art Structural members of a vehicle body, particularly of a car,
Place the energy absorbing material in the space between the interior material and the interior
When an impact load from the material to the structural member is applied,
Impact energy of impact load by deforming energy absorbing material
Is absorbed. Usually, it is classified as the energy absorbing material.
Cross section hats made of ribs, urethane pads, and thin steel plates
What is folded so as to have a shape is used,
Using a metal pipe made by extruding a metal material
(Japanese Patent Application No. 9-176594: JP-A-11-5503), gold
The core of the genus foil and the front and back of this core
Consisting of a sheet of material other than metal,
The front and back sheets are continuously deformed in the axial direction into irregularities
Use the so-called hybrid pipe formed
(JP-A-10-29482). [0003] Metal pipes are extruded,
Hybrid pipes must be deformed after molding
This makes it easy to obtain a desired cross-sectional shape.
Wear. Furthermore, changing the thickness of the metal pipe,
From the outermost surface of the convex part to the innermost surface of the concave part
The thickness in the radial direction up to the part, the so-called apparent plate thickness has been changed
Change the pitch between adjacent convex portions (between concave portions).
Adjust the energy characteristics to be absorbed
can do. Thus, the extruded gold
For hollow materials such as metal pipes and hybrid pipes,
It has excellent properties as lugi absorber. [0004] Incidentally, the structure of the vehicle body
The members are strong and meaningful, depending on where they are installed.
It is formed into a three-dimensional bent shape to satisfy the design requirements
Therefore, make sure that the energy absorbing material
Placement can be difficult. On the other hand, the interior material is a design
Is formed as a whole with the primary focus on meeting
Therefore, the need to match the local shape of the structural member is
Rather less. As a result, metal pipes, hybrid
Substantially constant interruptions such as pipes and other hollow pipes
Energy absorbing material whose surface shape is continuous in the longitudinal direction is a structural member
When placed within the space between the
Between the structural member and the energy absorbing material in the
Clearance of different size between the energy absorbing material and the interior material
May occur. [0005] The energy absorbing material is the impact load of the impact body.
Deformation starts from the beginning of the impact, and the impact body is displaced by a predetermined amount.
Is able to absorb the intended amount of energy.
Energy absorbing material and interior material or structure
If there is a gap between the members, this gap is filled
The energy absorber does not deform until it is removed. On the other hand, energy
A predetermined amount of displacement of the absorber causes the impact body to change the energy absorber.
It is a displacement that is acceptable to shape and move, and is substantially
It is fixed. Therefore, energy absorbing materials and interior materials or
If there is a gap with the structural member,
The impact body absorbs energy by a displacement equivalent to the size of
Since the material moves without deforming it, it can withstand impact loads.
The actual amount of displacement of the energy absorber due to
Lugi absorption is reduced. Therefore, different sizes
If a gap exists in the longitudinal direction of the structural member, the impact load
Sources where the amount of energy absorption fluctuates greatly depending on the part to be added
Cause. According to the present invention, the gaps having different sizes are formed in the structural portion.
When present in the longitudinal direction of the material, the intended energy absorption
Provide an impact energy absorbing structure at the upper part of the vehicle body that can be achieved
You. Means for Solving the Problems, Functions and Effects of the Invention
Is a structural member of a vehicle body extending in a longitudinal direction, and the structural member
An interior material disposed at an interval inside the
And extending longitudinally along the structural member.
Impact energy in the upper part of the vehicle body with the energy absorbing material
The structure that absorbs The energy absorbing material is metal
Foil core material and this core material were superimposed on both sides
The core material and the sheet
The sheet is formed by continuously deforming the sheet in the axial direction into an uneven shape.
Hybrid pipe. This hybrid pipe
Is that the outer peripheral length of the cross section orthogonal to the axis is
Substantially constant, and the cross-sectional shape gradually varies in the axial direction.
And twisted about the axis.
You. [0008] Between the hybrid pipe and the structural member,
Clearance between hybrid pipe and interior material
So that the cross-sectional shape is changed in the axial direction so that
Place the different hybrid pipes in place
When placed, between the hybrid pipe and the structural member, and
The clearance between the hybrid pipe and the interior material is substantially
not exist. An impact load is applied from the interior material to the structural member.
When the hybrid pipe is initially subjected to an impact load
Compressive deformation starts and energy is absorbed, so efficiency
Can absorb impact energy well. [0010] A plurality of hybrids each having a different cross-sectional shape
The cross section of each individual pipe is constant
Combine multiple hybrid pipes side by side in the axial direction
Arrange in the longitudinal direction of the structural member to absorb impact energy
, The adjacent hybrid pipe phase
The existence of a gap between each other and the different cross-sectional shape
Therefore, the energy absorption characteristics in the longitudinal direction of the structural member
It becomes discontinuous. In contrast, according to the present invention, the hive
When the lid pipe is continuous,
Because sudden changes can be suppressed, continuous energy
Lugi absorption characteristics can be obtained. This is the structural member
Impact energy absorption characteristics at any part in the longitudinal direction
Is not far from the impact energy absorption characteristics of other parts
It is approximated along the longitudinal direction of the structural member
Impact energy absorption characteristics can be obtained. [0011] Cross section orthogonal to the axis of the hybrid pipe
To keep the outer circumference substantially constant in the axial direction.
Since the cross-sectional shape gradually changes,
In the form of a cylinder with a circular cross section
Forming the formed hybrid pipe
The cross-sectional shape is changed by
Since it is possible to obtain an hybrid pipe, the cross-sectional shape
Easy to make hybrid pipes with gradually changing shapes
Can be. [0012] The hybrid pipe should be
When a load is applied from the direction, it extends in the axial direction,
Instead, the energy absorption characteristics of load versus displacement change. When
Rollers twist the hybrid pipe around its axis
Thus, the internal resistance or viscous resistance to axial elongation
Because the resistance is large, the energy of the sudden rise of the load is
Absorption characteristics can be obtained. As a result,
Can absorb more impact energy. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An impact energy absorbing structure according to the present invention
Other shock energy absorbing structures shown for construction
Referring to FIGS. 1 and 2 in a plane state and FIG. 3 schematically.
A vehicle body structural member 20 extending in the longitudinal direction A;
And an interior material 22 arranged at an interval inside the material 20.
Energy absorbing material 2
4 is arranged to absorb impact energy. The structural member 20 includes an inner panel 26 and an outer panel 26.
Panel 28 and a reinforcing panel 30.
Overlap and join the flanges to form a closed cross-section structure
Front pillar, and the interior material 22 is a pillar garniture.
Shu. The energy absorbing member 24 is formed hollow.
And is disposed within the spacing 32 and extends longitudinally along the structural member 20.
It extends in the direction A. Inner panel 26 of structural member 20
The distance 32 between the interior material 24 and the interior material 24 is compared with FIG. 1 and FIG.
As can be seen, there is a difference in the longitudinal direction of the structural member 20.
Although the size is changed, the energy absorbing material 24
A virtual plane orthogonal to the longitudinal direction of the material 20, that is, FIGS.
The cross-sectional shape on the paper surface of No. 2 is substantially constant in the longitudinal direction
It is formed so as to be continuous in a shape. That is, the energy
The absorbent 24 has a substantially constant shape in the longitudinal direction.
In the direction in which the impact load is applied within the interval 32
It is formed to the largest dimension that can enter the interval. As shown in FIG. 3, the front pillar 20
At the upper end of the roof, the roof
Contact with the rail 50 and the header 36 extending in the width direction of the vehicle body
Three-dimensional, that is, two-dimensional as shown
Bends in the direction perpendicular to the plane of the drawing. So
As a result, the front pillar 20 and the roof side rail 50
And the connecting portion 34 where the header 36 is connected to each other,
As shown in FIG. 1, the inner panel of the front pillar 20
26 and a pillar garnish 22 arranged inside this
Are the narrowest. Closest
Energy absorbing material 2 so that it has a cross-sectional shape that matches the location
4 in a substantially constant shape over its entire length.
Therefore, the energy absorbing material 24 is provided with
The largest substance that can enter the interval in the direction in which
It has a constant shape. At the site shown in FIG.
The energy absorbing material 24 is composed of the interior material 22 and the inner panel.
26. The energy absorbing member 24 has one of the intervals 32.
Skewed toward the rear, that is,
Windshield glass 38 on the front side of top pillar 20
There is a pillar near the windshield glass 38.
Impact from garnish 22 to front pillar 20
This is because the load is not easily applied. Thus, the energy
Absorber 24 may be added where it is located
Considering the direction of impact load
Select the shape. The energy absorbing member 24 is formed as described above.
Then, as shown in FIG.
Of the energy absorbing material 24 and the pillar garnish 22
There will be a gap 40 between the gaps.
The gap 40 is filled by arranging a spacer material 42 in the space.
The spacer material 42 itself can absorb energy.
Even if it cannot absorb energy
Good. The spacer material 42 extends along its length along the structural member 20.
It extends in the hand direction and the cross-sectional shape is
It is getting smaller. However, the spacer material 42
You don't have to fill everything. Multiple in the longitudinal direction
Spacer materials 42 are adjacent to each other with an interval
Even so, the space between the spacer materials hits the interior material 22
When it is smaller than the size of the rounded impact body,
The presence of spacing between spacers in any direction is not a problem
No. The spacer member 42 can absorb energy.
In this case, the spacer material 42 faces the energy absorbing material 24.
Resin ribs integrally molded on the back of the interior material 22
Can be. That is, the interior material 22 is made of ABS resin.
The interior material 22 is made by injection molding a hard resin.
When molding the one or more vertical ribs and the plurality of horizontal ribs
By forming resin ribs at appropriate intervals,
This eliminates the need to separately form the spacer material 42.
Wear. In this case, the thickness and height of the vertical and horizontal ribs
The energy of the load versus displacement of the energy absorbing material 24 is appropriately selected.
Adjust the lugi absorption characteristics. For example, vertical ribs
And the height of the side ribs are set to about 1-2 mm, and an impact load is applied.
First, the energy absorbing material 24 is compressed and deformed,
After the lugi absorbent 24 has been sufficiently compressed and deformed, the resin ribs
If it is determined to bend or shear, energy absorbing material
In addition to the energy absorption by the
Nerium absorption can be obtained. The spacer material 42 does not absorb energy
, The so-called bottom bottom
The displacement of the energy absorbing material 24 is determined so that no elephant occurs.
Confuse. That is, from the interior material 22 through the spacer material 42
When an impact load is applied to the energy absorbing material 24, the energy
Although the absorbing material 24 is compressed and deformed, the energy absorbing material 24 is not sufficiently deformed.
The required energy absorption is completed when it is compressed and deformed in minutes
It is preferable to determine the amount of displacement as described above. In the above embodiment, the energy absorbing material 24 and the inner
The gap 40 generated between the material 22 and the spacer material 42
Therefore, it is buried, but the energy absorbing material 24 is arranged.
Depending on the location, the energy absorbing material 24 and the structural member 20
Since there may be a gap between
Check the clearance between the energy absorbing material 24 and the structural member 20.
Fill with wood. In addition, the energy absorbing material 24
And the energy absorbing member 24
Both the gap between the interior material 22 and the interior material are filled with a spacer material.
You can also. In this case, the larger of the two clearances
The effect can be obtained only by filling the gap of the
It is. The energy absorption characteristic of load F versus displacement S is shown.
Referring to FIG. 4, an impact load is applied to the portion shown in FIG.
The energy absorbing material 24
The reaction force load is shown by the solid line B since
You. When an impact load is applied to the part shown in FIG.
Material 42 and interior material 22 or spacer material 42 and energy
Influence of slight clearance remaining between the absorber 24
Therefore, the energy absorbing material 24 only slightly starts to be compressed and deformed.
, The reaction force load is as shown by the dashed line C. So
Then, after the energy absorbing material 24 is sufficiently compressed and deformed,
Because the resin rib as the pacer material is sheared or buckled,
It decreases like 1. In contrast, the parts shown in FIG.
If there is no spacer material in the
Until the interior material 22 contacts the energy absorbing material 24.
The force load is as low as D1. Interior material 22 absorbs energy
The energy absorbing material 24 comes into contact with the material 24 and starts compressive deformation.
In other words, the reaction force load becomes D2, and finally the bottoming phenomenon
D3 occurs. The bottoming out phenomenon is caused by energy
This is due to insufficient giant absorption. FIGS. 5 to 7 in a cross-sectional state and schematic views
The impact energy absorbing structure shown in FIG.
Between the structural member 50 of the vehicle body that extends and the inside of the structural member 50
On the upper part of the vehicle body having an interior material 52 arranged at a distance
The energy absorbing material 54 is arranged in the space
It absorbs energy. The structural member 50 includes an inner panel 56 and an outer panel 56.
Panel 58 and a reinforcing panel 60, and each panel
Overlap and join the flanges to form a closed cross-section structure
Roof side rail, and the interior material 52 is a roof fly.
It is ning. The energy absorbing material 54 is formed hollow.
And is disposed within the interval 62 and extends longitudinally along the structural member 50.
It extends in the direction A '. Inner panel 5 of structural member 50
6 and the interior material 54 are shown in FIGS.
As can be seen from the comparison, the longitudinal direction of the structural member 50
Energy absorbing material 54 has a different size.
A virtual plane perpendicular to the longitudinal direction of the structural member 50, that is, FIG.
The cross-sectional shape of the chair shown in FIG.
It is formed so as to be continuous in a constant shape. As shown in FIG. 8, the roof side rail 5
Reference numeral 0 denotes a front end of the header 3, which extends in the width direction of the vehicle body.
6 and the front pillar 20 standing up at an angle
And bends convexly toward the rear edge,
It also bends in a direction perpendicular to the direction, and is three-dimensionally bent.
As a result, the roof side rail 50 and the front pillar 2
0 and the header 36 are connected to each other at the connecting portion 34
As shown in FIG. 5, the inside of the roof side rail 50 is
Napanel 56 and roof lining placed inside
52 is the narrowest. Interval
Energy absorption so that the
The collecting material 54 is formed in a substantially constant shape over the entire length.
As a result, the cross section of the energy absorbing material
Shape. The energy absorbing member 54 is formed as described above.
Then, as shown in FIG.
Between the energy absorbing material 54 and the roof lining 52
Gap 64, the energy absorbing material 54 and the roof
There is a gap 66 between the inner panel 56 of the drain 50 and
Will happen. Further, as shown in FIG.
Inner panel of gear absorber 54 and roof side rail 50
A gap 68 is formed between the gap and the gap 56. In the present invention
Spacers 70, 64 are provided in gaps 64, 66, 68, respectively.
72 and 74 are arranged to fill the gaps 64, 66 and 68
ing. The spacer materials 70, 72, 74 are themselves
Even if it can absorb energy, it can also absorb energy
It may not be possible. The spacer material 70 has a structure
Extends longitudinally rearward along the material 50 and has a cross-section
The shape gradually decreases toward the rear. On the other hand,
The pacer material 72 extends toward the spacer material 74 and has a cross-sectional shape.
Is almost the same as or slightly larger than the spacer material 72.
ing. Spacer material 70 must fill all gaps
No, and one spacer material 72 and one spacer material 74
Even if the spacer material is formed continuously, it is formed separately
May be done. Multiple spacer materials in the longitudinal direction
Are adjacent to each other at intervals,
In addition, a circle in which the space between the spacer materials hits the interior material 52
When it is smaller than the size of the impact body
The presence of the spacing between the facing spacer materials does not matter. The spacer members 70, 72, 74 absorb energy.
If it can be accommodated, the spacer material 70 is the same as in the previous embodiment.
At the back of the interior material 52 facing the energy absorbing material 54
It may be an integrally molded resin rib. further,
Spacer members 70, 72, 74 are reserved for energy absorbing material 54.
Energy-absorbing resin ribs or
It can be a foam. Referring to FIG. 9 in a perspective view, the energy absorption
A resin rib 80 is fitted around the outer periphery of the collecting material 54. Tree
The grease rib 80 includes one vertical rib 82, a plurality of horizontal ribs 84,
And formed separately from the energy absorbing material 54
Later, it is integrated with the energy absorbing material 54 to be integrated.
You. Do you know the size of the gaps 64, 66, 68 at the design stage?
The vertical ribs 82 and
And the height h of the side ribs 84,
Forming the resin rib 80 with the thickness d determined so that it can be accommodated
You. Instead of resin rib 80, such as urethane foam
Foam can be attached to energy absorbing material 54
You. The energy absorption characteristic of load F versus displacement S is shown.
Referring to FIG. 10, an impact load is applied to the portion shown in FIG.
When impacted, an impact load was applied to the energy absorbing material 54.
Since compression deformation starts from the beginning, the reaction force load becomes the solid line B.
You. When an impact load is applied to the part shown in FIG.
Material 70 and interior material 52 or spacer material 72 and structural member
Due to the slight gap left between
Slight delay in starting compression deformation of lugi absorbent 54
Therefore, the reaction force load is as shown by the one-dot chain line C. And d
After the energy absorbing material 54 is sufficiently compressed and deformed, the spacer material
Because the resin rib is sheared or buckled,
To decrease. This is because an impact load is applied to the part shown in FIG.
It is substantially the same when it changes. In contrast, FIG.
When no spacer material is present in the portion shown in FIG.
The interior material 52 contacts the energy absorbing material 54 as shown in FIG.
Until the reaction force load is as low as E1. The interior material 52 is
Contact with the energy absorbing material 54 and the energy absorbing material 54 is compressed
When the deformation starts, the reaction force load becomes E2, and finally
The bottoming phenomenon E3 occurs. Energy absorber 54 is gold
In the case of a metal pipe, the energy absorbing material 54 is compressed.
At this time, the load of B, C, and E rises.
The hollow energy absorbing material and spacer material at the
When made of resin, it has a gentle rise like F
Become. The energy absorption characteristics of load F versus displacement S are shown.
Referring to FIG. 11, an impact load was applied to the portion of FIG.
When the spacers 70 and 72 are present, the dashed line C
When there is no spacer material, a broken line E is obtained.
The amount of energy absorption corresponding to the hatched area G is
It can be obtained by arranging the spacer members 70 and 72.
As a result, the energy absorption efficiency can be improved.
Further, by disposing the spacer members 70 and 72,
The peak value can be reduced by the difference P between the peak values of the force load.
it can. The above-mentioned energy absorbing member 24 is in a perspective state.
As shown in FIG. 12, the extruded metal pipe and
can do. The metal pipe has a predetermined hollow cross section 90
Aluminum or a predetermined shape 92
Can be made of magnesium or its alloys. Energy
Lugi absorber 54 is also a metal pipe extruded similarly
It can be. Further, the energy absorbing members 24 and 54 are inclined
As shown in FIG. 13 in a visual state and FIG. 14 in a cross-sectional state,
The hybrid pipe 100 can be used. Hive
The lid pipe 100 is made of a metal core 102 and this core
Metal fixed on top and bottom of 102 respectively
Sheet 104 of a material other than
The concave portion 106 and the convex portion 1 are continuously connected in the axial direction.
08 and is formed by deformation. Core material 10
2 is hard aluminum foil, stainless steel foil or magnesi
Sheet 104 can be selected from
Paper or resin. The core material 102 has a thickness of 0.05 mm or more.
And the width is 30 mm or more, and the sheet 104 has a thickness of 0.2 mm or less.
The width above should be 30mm or more. In FIG. 13, irregularities are deformed.
It has a spiral shape. Instead, one recess 106
It is continuous in the circumferential direction, and is adjacent to this one concave portion 106.
Two independent projections 108 are continuous in the circumferential direction,
It can be so-called wavy. The cross-sectional shape perpendicular to the axis is substantially in the axial direction.
Energy absorber formed so as to be continuously connected in a uniform shape
And a space arranged at a predetermined position of the energy absorbing material.
An impact energy absorbing component can be made from the material.
That is, the energy absorbing member 24 shown in FIGS.
By means of the spacer material 42, an impact having the characteristics of B and C in FIG.
A shock energy absorbing component can be made. Further, FIG.
Or the energy absorbing material 54 and the spacer material 7 shown in FIG.
0, 72 and 74 have the characteristics of B and C in FIG.
Impact energy absorbing components can be made. Energy absorption
The collecting material is an extruded metal pipe of FIG. 12, or
The hybrid pipe of FIG. 13 can be obtained. FIGS. 15 to 19 in a perspective view show the longitudinal direction.
Between the structural member of the car body that extends in the direction
An interior material arranged at a distance, and an
Energy absorption that extends longitudinally along the structural member.
And a shock absorber at the upper part of the vehicle body according to the present invention.
5 shows an embodiment of a structure for absorbing energy. In this embodiment, the energy absorbing material is a metal
Foil core material and this core material were superimposed on both sides
The core material and the sheet
The sheet is formed by continuously deforming the sheet in the axial direction into an uneven shape.
Also, from a hybrid pipe as shown in FIG. 13 and FIG.
However, this hybrid pipe is cut perpendicular to the axis.
The peripheral length of the surface is substantially constant in the axial direction,
Shape so that the cross-sectional shape gradually changes in the axial direction.
Has been established. FIG. 15 shows the energy for the front pillar 120.
It is a gear absorber 122. Energy absorbing material 122
Pentagon of A1, B1, C1, D1, E1 on the end face of
Was a cross-sectional shape of A2,
It becomes a pentagon close to the rectangle of B2, C2, D2, E2,
A3, B3, C3, D3, E
3, F1 hexagon, A4, B on the upper end face
4, C4, D4, E4, and F2 hexagons. FIG. 16 shows the energy for the center pillar 124.
Absorbing material 126. The energy absorbing material 126
A1, B1, C1, D1, E1, F1, G at the end face
What was a substantially U-shaped heptagon in 1
Even though it keeps a heptagon, the dimensions of each side are different,
A2, B2, C2, D2, E2, F at the upper end face
2, the shape of each side is a substantially U-shaped heptagon of G2
Are different. FIG. 17 shows the energy for the quarter pillar 128.
It is a gear absorber 130. Energy absorbing material 130
Pentagon of A1, B1, C1, D1, E1 on the end face of
A, B2, C2, D
The pentagon of 2,2 is kept, but the dimensions of each side are different
A3, B3, D3, E3 on the lower end face
It is square. FIG. 18 is a side view of the roof side rail 132.
It is an energy absorbing material 134. The energy absorbing material 134 is
A1, B1, C1, D1, E1, F at the front end face
The hexagonal shape of A1, A2,
It becomes a pentagon of B2, D2, E2, F2, and on the rear end face
A3, B3, D3, and E3. The energy absorption shown in FIGS.
Materials 122, 126, 130, 134 are orthogonal to the axis
The perimeter of the cross section is kept substantially constant,
Work so that the cross-sectional shape gradually changes in the axial direction.
Have been. This is a cylindrical hybrid pipe
After making, the square tubular hybrid pipe of FIG.
And then forming to cut in the axial direction.
The surface shape is gradually changed. A hive having a different sectional shape in the axial direction.
The lid pipe 140 is in a perspective state as shown in FIG.
It has a configuration that is twisted about an axis. The hybrid shown
The pipe 140 has a twist pitch P. This screw
The pitch P is the torsion angle (the other end face is
Hybrid pipe with constant angle)
Is the length between the two end faces of the
Is used. By changing the twist pitch P
Energy absorption characteristics can be adjusted. Of FIG.
Referring to the energy absorption characteristics of load F versus displacement S,
144 without twist compared to 142 without
In 146 and 148, the load rises sharply.
Here, the length of the twist pitch P is 144, 146, 1
48, in order. Furthermore, the twist pitch P
Is shorter, that is, torsion per unit length
The larger the amount, the faster the load rises,
It can be seen that it has become smaller. FIG. 22 is a sectional view showing details of FIG.
And FIG. 23 in a perspective view, the seat belt
Adjuster Support 152 of Shoulder Belt 150
The rail 154 that supports the arm so that it can move up and down
A center pillar 156 attached to a rearward intermediate portion,
Pins spaced apart inside the center pillar 156
Garnish 158 and the
Energy absorption extending vertically along the center pillar 156
Shock energy in the upper part of the vehicle body having
The absorbing structure is shown. Adjuster support 152
And the rail 154 are known per se and are not shown.
While pressing the adjuster button, adjuster support 15
2 is moved up and down, and the shoulder belt 150 is properly
Can be brought to any position. Also, energy absorbing material
160 is substantially the same as the energy absorbing material 126 of FIG.
Shape. The center pillar 156 is connected to the outer panel 16.
2 and inner panel 164, each franc
Joints so that the horizontal cross section has a closed structure
Is formed. The energy absorbing material 160 is a hybrid pie
And a pair of hollow energy absorbing portions 166, 167
Having. A pair of hollow energy absorbing portions 166 and 167
Are connected to each other and are located before and after the rail 154
Are located in The energy absorbing material 160 is shown in FIG.
It has substantially the same form as the energy absorbing material 126 shown.
You. A pair of energy absorbing parts 166 and 167
Connected via connecting portions 168 and 169 to be formed.
The energy absorbing part 166 is located in front of the rail 154,
The energy absorbing portion 167 is located behind the rail 154.
You. The inner panel 164 of the center pillar 156
Accommodates rail 154 recessed from general surface 170
The energy absorbing material 160
The portion 169 is in contact with the upper and lower general surfaces 170 that have deviated from the concave portion 171.
I'm touching. Therefore, the connecting portion 1 of the energy absorbing material 160
68, 169 and the general surface 170 of the inner panel.
The energy absorbing material 160
Attached to the roller 156 or the energy absorbing material 160
Is attached to the pillar garnish 158 for use. Energy absorption shown in FIGS.
Materials 122, 126, 130, 134, 140, 160
Itself becomes a shock energy absorbing component,
Place energy absorbing components in place
Thereby, an impact energy absorbing structure can be obtained.
【図面の簡単な説明】
【図1】車体上部の衝撃エネルギ吸収構造を示す断面図
で、図3の1−1線に沿って切断し拡大したものであ
る。
【図2】車体上部の衝撃エネルギ吸収構造を示す断面図
で、図3の2−2線に沿って切断し拡大したものであ
る。
【図3】車体上部の衝撃エネルギ吸収構造を適用できる
車体の一部を示す模式図である。
【図4】荷重対変位のエネルギ吸収特性図である。
【図5】車体上部の衝撃エネルギ吸収構造を示す断面図
で、図8の5−5線に沿って切断し拡大したものであ
る。
【図6】車体上部の衝撃エネルギ吸収構造を示す断面図
で、図8の6−6線に沿って切断し拡大したものであ
る。
【図7】車体上部の衝撃エネルギ吸収構造を示す断面図
で、図8の7−7線に沿って切断し拡大したものであ
る。
【図8】車体上部の衝撃エネルギ吸収構造を適用できる
車体の一部を示す模式図である。
【図9】エネルギ吸収材の一部を示す斜視図である。
【図10】荷重対変位のエネルギ吸収特性図である。
【図11】荷重対変位のエネルギ吸収特性図である。
【図12】車体上部の衝撃エネルギ吸収構造に使用でき
る金属パイプの一部を示す斜視図である。
【図13】車体上部の衝撃エネルギ吸収構造に使用でき
るハイブリッドパイプの一部を示す斜視図である。
【図14】図13の14−14線で切断した拡大断面図
である。
【図15】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギ吸収構
造に使用するハイブリッドパイプの斜視図で、フロント
ピラー用である。
【図16】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギ吸収構
造に使用するハイブリッドパイプの斜視図で、センタピ
ラー用である。
【図17】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギ吸収構
造に使用するハイブリッドパイプの斜視図で、クォータ
ピラー用である。
【図18】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギ吸収構
造に使用するハイブリッドパイプの斜視図で、ルーフサ
イドレール用である。
【図19】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギ吸収構
造を適用できる車体の斜視図である。
【図20】本発明に係る車体上部の衝撃エネルギ吸収構
造に使用できるハイブリッドパイプの一部を示す斜視図
である。
【図21】荷重対変位のエネルギ吸収特性図である。
【図22】図16に示したハイブリッドパイプを取り付
けたセンタピラーの水平断面図である。
【図23】ベルトアジャスタ支持部とベルトとを示す斜
視図で、エネルギ吸収材を省いて示してある。
【符号の説明】
20,50,120,124,128,156 構造部
材
22,52,158 内装材
122,126,130,134 エネルギ吸収材
140,160 エネルギ吸収材
32,62 間隔
40,64,66,68 すきま
42,70,72,74 スペーサ材BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing an impact energy absorbing structure on an upper part of a vehicle body, which is cut and enlarged along the line 1-1 in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an impact energy absorbing structure at an upper portion of the vehicle body, which is cut and enlarged along line 2-2 in FIG. FIG. 3 is a schematic view showing a part of a vehicle body to which an impact energy absorbing structure on an upper part of the vehicle body can be applied. FIG. 4 is an energy absorption characteristic diagram of load versus displacement. 5 is a cross-sectional view showing an impact energy absorbing structure at an upper part of the vehicle body, which is cut and enlarged along a line 5-5 in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an impact energy absorbing structure at an upper part of the vehicle body, which is cut and enlarged along line 6-6 in FIG. 7 is a cross-sectional view showing an impact energy absorbing structure at an upper part of the vehicle body, which is cut and enlarged along the line 7-7 in FIG. FIG. 8 is a schematic view showing a part of a vehicle body to which an impact energy absorbing structure on an upper part of the vehicle body can be applied. FIG. 9 is a perspective view showing a part of the energy absorbing material. FIG. 10 is an energy absorption characteristic diagram of load versus displacement. FIG. 11 is an energy absorption characteristic diagram of load versus displacement. FIG. 12 is a perspective view showing a part of a metal pipe that can be used for an impact energy absorbing structure on an upper part of a vehicle body. FIG. 13 is a perspective view showing a part of a hybrid pipe that can be used for an impact energy absorbing structure on an upper part of a vehicle body. FIG. 14 is an enlarged sectional view taken along line 14-14 in FIG. FIG. 15 is a perspective view of a hybrid pipe used for an impact energy absorbing structure on an upper part of a vehicle body according to the present invention, for a front pillar. FIG. 16 is a perspective view of a hybrid pipe used for an impact energy absorbing structure on an upper part of a vehicle body according to the present invention, for a center pillar. FIG. 17 is a perspective view of a hybrid pipe used for an impact energy absorbing structure on an upper part of a vehicle body according to the present invention, for a quarter pillar. FIG. 18 is a perspective view of a hybrid pipe used for an impact energy absorbing structure on an upper part of a vehicle body according to the present invention, which is for a roof side rail. FIG. 19 is a perspective view of a vehicle body to which the impact energy absorbing structure of the upper part of the vehicle body according to the present invention can be applied. FIG. 20 is a perspective view showing a part of a hybrid pipe that can be used in the impact energy absorbing structure of the upper part of the vehicle body according to the present invention. FIG. 21 is an energy absorption characteristic diagram of load versus displacement. FIG. 22 is a horizontal sectional view of a center pillar to which the hybrid pipe shown in FIG. 16 is attached. FIG. 23 is a perspective view showing the belt adjuster supporting portion and the belt, and shows the belt without an energy absorbing material. [Description of Signs] 20, 50, 120, 124, 128, 156 Structural members 22, 52, 158 Interior materials 122, 126, 130, 134 Energy absorbing materials 140, 160 Energy absorbing materials 32, 62 Intervals 40, 64, 66 , 68 Clearance 42, 70, 72, 74 Spacer material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60R 21/02 - 21/04 B62D 25/04 - 25/06 B60R 13/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B60R 21/02-21/04 B62D 25/04-25/06 B60R 13/02
Claims (1)
の構造部材の内方に間隔をおいて配置される内装材と、
前記間隔内に配置され、前記構造部材に沿って長手方向
へ伸びるエネルギ吸収材とを備える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、 前記エネルギ吸収材は、金属箔の芯材と、この芯材の表
裏にそれぞれ重ね合わされた金属以外の材料のシートと
からなり、前記芯材と前記シートとを軸線方向へ連続的
に凹凸状に変形して形成された中空のハイブリッドパイ
プであり、このハイブリッドパイプは、軸線に直交する
断面の外周長さが軸線方向において実質的に一定であ
り、断面形状が軸線方向において徐々に異なるように形
成され、かつ、軸線回りでねじられている、車体上部の
衝撃エネルギ吸収構造。(57) [Claim 1] A structural member of a vehicle body extending in a longitudinal direction, and an interior material disposed at an interval inside the structural member;
A structure for absorbing impact energy in an upper portion of the vehicle body, the energy absorbing member being provided within the interval and having an energy absorbing material extending in a longitudinal direction along the structural member, wherein the energy absorbing material includes a metal foil core material, A hollow hybrid pipe formed of a sheet of a material other than metal, which is superimposed on the front and back surfaces of the core material, and formed by continuously deforming the core material and the sheet into an uneven shape in the axial direction. The hybrid pipe has an upper portion of a vehicle body in which an outer peripheral length of a cross section orthogonal to the axis is substantially constant in the axial direction, the cross sectional shape is formed so as to be gradually different in the axial direction, and is twisted around the axis. Impact energy absorbing structure.
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