JP5285870B2 - 車両の衝突エネルギー吸収装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の側面に入力される衝突エネルギーを吸収する車両の衝突エネルギー吸収装置に関するものである。

車両の側面衝突の際に、車体側部のピラーに入力される荷重を、乗員の着座するシートで受け止める衝突エネルギー吸収装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

この衝突エネルギー吸収装置は、ピラーやドアの車室内側面に、シートバックフレームの側面に対向する荷重伝達部材が固定され、車両の側面衝突時に、ピラやドアーに入力される荷重を荷重伝達部材を介してシートバックフレームに伝達するようになっている。また、この装置のシートバックフレームには、車幅方向に延出する補強部材が設けられ、荷重伝達部材を通して入力される衝突荷重が、補強部材によって受け止められるようになっている。
特開平９−１８８２１５号公報

しかし、この従来の衝突エネルギー吸収装置においては、荷重伝達部材がピラーやドアの車室内側面の一定位置に固定された構造となっているため、シートの前後位置調整や傾斜調整等に拘わらず、常に、荷重伝達部材を通してピラーやドアからシートバックに衝突荷重を伝達できるようにするためには、ピラーやドアに固定する荷重伝達部材を大型化せざるを得ない。そして、ピラーやドアに固定する荷重伝達部材が大型化すると、車室内の居住空間が圧迫されるとともに、乗員の乗降性が低下する等の不具合を招く。

そこで、この発明は、車室内の居住空間や乗降性を犠牲にすることなく、ピラーからシートに衝突荷重を確実に伝達することのできる車両の衝突エネルギー吸収装置を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、乗員の着座するシート（例えば、後述の実施形態におけるシート３）の後部側側方に、車体側部の強度部材であるピラー（例えば、後述の実施形態におけるセンターピラー２）が設けられ、車体の側方からこのピラーに入力される衝突荷重を前記シートによって吸収する車両の衝突エネルギー吸収装置において、前記シートは、車両前後方向にスライド変位可能に設けられ、前記シートには、車幅方向の外側に延出するクロスメンバが（例えば、後述の実施形態におけるヒンジ軸８）設けられ、前記クロスメンバと前記ピラーの間には前記衝突荷重を前記シートに伝達する荷重伝達機構（例えば、後述の実施形態における荷重伝達機構１３）が設けられ、前記荷重伝達機構は、前記クロスメンバに回動可能に連結された荷重伝達部材（例えば、後述の実施形態における荷重伝達アーム１０）と、前記ピラーに固定され、前記荷重伝達部材に当接して、前記シートのスライド位置に応じて前記荷重伝達部材を回動変位させるカム部材（例えば、後述の実施形態におけるカム部材１２）と、前記荷重伝達部材を常時前記カム部材方向に付勢する付勢部材（例えば、後述の実施形態における捩りばね１１）と、を備えていることを特徴とする
これにより、シートが車両前後方向にスライド調整されると、荷重伝達部材が付勢部材に付勢されてカム部材との当接状態を維持しつつ、シートのクロスメンバに対して回動する。このときの荷重伝達部材の移動軌跡はカム部材の当接面の形状とシートの移動位置等によって決定される。したがって、側面衝突荷重がピラーに入力されると、前述のようにカム部材によって回動調整された荷重伝達部材にピラーが当接し、荷重伝達部材からシートのクロスメンバに衝突荷重が伝達されるようになる。

請求項１に記載の発明によれば、シートの変位に応じて荷重伝達部が変位するように、荷重伝達機構がシートのクロスメンバとピラーの間に設けられていることから、シートの変位に拘わらず、側面衝突荷重を常にピラーからシートのクロスメンバに確実に伝達することができ、しかも、荷重伝達部がシートの変位に応じて変位することから、車室内の居住空間や乗降性を犠牲にすることもない。

請求項１に記載の発明によれば、クロスメンバに回動可能に連結された荷重伝達部材をピラー側のカム部材に当接させることにより、シートのスライド位置の変更時に、荷重伝達部材をピラーと当接可能な適切な位置に変更することができるため、簡単な構造でありながら、側面衝突荷重をピラーからシートのクロスメンバに常に確実に伝達することができる。

次に、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する各実施形態においては、同一部分に同一符号を付して、重複する部分の説明を省略するものとする。また、以下の説明において、「上」「下」と「前」「後」は、特別に断らない限り、車体に対しての上下と前後を指すものとする。
最初に、図１〜図４に示すこの発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、この発明にかかる衝突エネルギー吸収装置１を採用した車両Ｃと、この車両Ｃの側面に衝突する別の車両Ｃ´を模式的に示した図であり、同図において、２は、車体側部のうちの、前後のサイドドア（図示せず）の間に配置されたセンターピラー（ピラー）、３は、乗員ｍの着座する前席側のシートである。この発明にかかる衝突エネルギー吸収装置１は、前席側の各シート３とそれに近接するセンターピラー２の間に設けられている。

図２，図４は、図１のＡ矢視に対応する側面図であり、図３は、図２のＢ矢視に対応する部分断面正面図である。これらの図に示すように、シート３は、乗員の臀部を支持するシートクッション４と、乗員の腰部および背部を支持するシートバック５とを備え、シートバック５がシートクッション４の後端部に傾動可能に連結されるとともに、シートクッション４がシートレール６を介して車体フロア７上に前後方向にスライド可能に取り付けられている。

シートクッション４の後端部には、車幅方向に延出するクロスメンバを兼ねるヒンジ軸８が設けられ、シートバック４の下端がこのヒンジ軸８に回動可能に支持されている。そして、ヒンジ軸８の車幅方向外側の端部は、シート３の側部から突出する延長部９とされ、その延長部９には、先端部に屈曲壁１０ａを有する略Ｌ字状のブロックから成る荷重伝達アーム１０（荷重伝達部材）が回動可能に取り付けられている。荷重伝達アーム１０は、その付根部側がヒンジ軸８の延長部９に回動可能に支持されるが、荷重伝達アーム１０とシート３の間には、荷重伝達アーム１０を一方向に回転付勢する捩りばね１１（付勢部材）が設けられている。具体的には、荷重伝達アーム１０は、基本的に、その先端部側が車体後方側斜め上方から下方に向くようにヒンジ軸８に組み付けられ、捩りばね１１によって車体後方側下方に向けて付勢されている。

一方、センターピラー２の車室内側面には、車体前方側に向かって斜め下方に傾斜する板状のカム部材１２が取り付けられている。このカム部材１２の上面側には、捩りばね１１によって付勢された荷重伝達アーム１０が常時当接するようになっている。荷重伝達アーム１０とカム部材１２の形状やサイズ、傾斜角等は、シート３の前後のスライド位置に応じて、荷重伝達アーム１０が所定の軌跡で回動変位するように設定されている。具体的には、シート３が後端側のスライド位置にある場合には、図２に示すように荷重伝達アーム１０が付根部寄りの下面でカム部材１２に当接することにより、センターピラー２のほぼ車体前後方向の幅内に収まるように立ち上がり、逆に、シート３が前端側のスライド位置にある場合には、図４に示すように荷重伝達アーム１０が先端側の屈曲壁１０ａの下面でカム部材１２に当接することにより、車体後方側に略水平に向くように傾斜し、少なくとも屈曲壁１０ａがセンターピラー２の車体前後方向の幅内に位置されるようになっている。
なお、後述するように車両の側面衝突時には、センターピラー２が荷重伝達アーム１０の側面に当接する。したがって、この実施形態においては、荷重伝達アーム１０の側面が荷重伝達部を構成し、荷重伝達アーム１０、捩りばね１１、カム部材１２等が衝突エネルギー吸収装置１の荷重伝達機構１３を構成するようになっている。

以上の構成において、図２に示すようにシート３を後端側のスライド位置まで変位させると、荷重伝達アーム１０がカム部材１２で案内されることによって立ち上がり方向に変位し、その外側側面がセンターピラー２の車幅方向内面と対向するようになる。この状態においては、荷重伝達アーム１０がほぼセンターピラー２の車体前後方向の幅からはみ出すことがないため、荷重伝達アーム１０が後席側の居住空間を圧迫したり、後席において乗員の乗降の支障を来たすこともない。

このようにシート３が最後端位置にスライド調整された場合に、側面衝突荷重が入力されると、センターピラー２が車幅方向内側に変位して荷重伝達アーム１０の側面に当接し、荷重伝達アーム１０の付根部において衝突荷重がシート３のヒンジ軸８に伝達される。これにより、センターピラー２の倒れが荷重伝達アーム１０を介してシート３によって支えられるようになり、この間に衝突エネルギーが充分に吸収される。

一方、シート３を、図４に示すように前端側のスライド位置まで変位させると、荷重伝達アーム１０がカム部材１２によって案内されて車体後方側に略水平に向き、先端側の屈曲壁１０ａの側面がセンターピラー２の車幅方向内面と対向するようになる。この場合も、荷重伝達アーム１０はセンターピラー２よりも後方側に突出することがないため、後席側の居住空間を圧迫したり、乗降の支障を来たすことがない。

このようにシートが最前端位置にスライド調整された場合に、側面衝突荷重が入力されると、センターピラー２が車幅方向内側に変位して荷重伝達アーム１０の先端側の側面に当接し、荷重伝達アーム１０の付根部において衝突荷重がシート３のヒンジ軸８に伝達される。したがって、この場合も、センターピラー２の倒れがシート３によって確実に支えられる。

なお、以上では、シート３を最後端位置と最前端位置に夫々調整したときについて説明したが、シート３を最後端位置と最前端位置の間の任意の位置に調整したときにも、荷重伝達アーム１０はセンターピラー２の後方側にはみ出すことなく、側面の少なくとも一部がセンターピラー２の車幅方向の内側面と対向する。このため、シート３が前後のいずれの位置に調整された場合にも、後席側の居住スペースや乗降性を犠牲にすることなく、センターピラー２の倒れを荷重伝達アーム１０を介してシート３によって支持させることができる。

この実施形態においては、シート３のヒンジ軸８をクロスメンバとして利用したものであるが、ヒンジ軸８とは別にシート３にクロスメンバを設け、そのクロスメンバに荷重伝達アーム１０を回動可能に連結するようにしても良い。ただし、この実施形態のようにヒンジ軸８をクロスメンバとして利用した場合、部品点数の削減が可能になるとともに、荷重伝達アーム１０がシートバック５の傾動操作の影響を受けなくなるという利点がある。

また、上記の第１の実施形態においては、荷重伝達アーム１０を肉厚のブロックによって構成したが、図５，図６に示す第２の実施形態のように、荷重伝達アーム１１０を車幅方向に沿うビード２０が複数形成された波板形状としても良い。この場合、荷重伝達アーム１１０に車幅方向に沿う複数のビード２０…が設けられているため、センターピラー２から荷重伝達アーム１１０に側面衝突荷重が入力されたときに、隣接するビード２０，２０間に作用するせん断応力によって荷重伝達アーム１１０の潰れを有効に防止することができる。したがって、この実施形態の場合、荷重伝達アーム１１０の肉厚増加を招くことなく、側面衝突荷重をシート３に確実に伝達することができる。

ただし、このように荷重伝達アーム１１０を波板状に形成した場合には、荷重伝達アーム１１０の車幅方向の占有幅が大きくなって後席の居住空間が狭められるようになるが、図７に示す第３の実施形態のように、荷重伝達アーム２１０の後席側に臨む車幅方向内側領域が略円弧状に欠損する略直角三角形状に形成すれば、居住性の犠牲をより少なくすることができる。なお、図７中、ｎは、後席に着座した乗員の膝のイメージを示す。

また、荷重伝達アームは、図８に示す第４の実施形態のように（同図中、荷重伝達アームは、符号３１０で示す。）箱型の閉断面形状に形成したり、図９に示す第５の実施形態のように（同図中、荷重伝達アームは、符号４１０で示す。）車幅方向に沿う複数のリブ３０…を設けるようにしても良い。

つづいて、図１０，図１１に示す参考例について説明する。
この参考例の衝突エネルギー吸収装置５０１は、第１の実施形態と同様に、車体フロア７に前後スライド可能に取り付けられたシートクッション４の後端にヒンジ軸８が設けられ、そのヒンジ軸８（クロスメンバ）の延長部９に荷重伝達アーム１０が回動可能に取り付けられているが、その荷重伝達アーム１０のセンターピラー２の車室内側面に臨む側面にはローラ状の嵌合部４０が突設され、センターピラー２の車室内側面には嵌合部４０が転動自在もしくは摺動自在に嵌合される長孔状のガイド溝４１が形成されている。このガイド溝４１は、第１の実施形態におけるカム部材１２と捩りばね１１に相当する機能を持ち、シート３のスライド位置に応じて荷重伝達アーム１０の姿勢を所定に調整、具体的には、荷重伝達アーム１０の先端部側が常にほぼセンターピラー２の車体前後方向の幅内に収まるように調整するようになっている。
なお、この参考例の場合、センターピラー２側のガイド溝４１の底部４１ａと荷重伝達アーム１０側の嵌合部４０が荷重伝達部を構成し、荷重伝達アーム１０、嵌合部４０，ガイド溝４１等が衝突エネルギー吸収装置５０１の荷重伝達機構５１３を構成するようになっている。

この衝突エネルギー吸収装置５０１の場合も、シート３の前後位置をスライド調整すると、嵌合部４０がガイド溝４１内を案内されて荷重伝達アーム１０の先端部側がセンターピラー２の車体前後方向の幅内にほぼ収まるように姿勢調整されるため、シート３がいずれの位置にあるときに側面衝突荷重が入力されたとしても、その側面衝突荷重をセンターピラー２から荷重伝達アーム１０を介してシート３のヒンジ軸８に確実に伝達することができる。したがって、側面衝突荷重の入力時には、センターピラー２の倒れをシート３によって確実に規制し、衝突エネルギーを効率良く車体で吸収することができる。

次に、図１２，図１３に示す別の参考例について説明する。
この参考例の衝突エネルギー吸収装置６０１は、車体フロア７に前後スライド可能に取り付けられたシートクッション４の後端にクロスメンバを兼ねるヒンジ軸８が設けられ、そのヒンジ軸８の端部が車幅方向外側に突出して荷重受け突起５０とされるとともに、センターピラー２の車幅方向の内側面に車体前方側に延出する荷重伝達アーム５１が固定されている。そして、荷重伝達アーム５１の車室内側面には車体前後方向に沿うガイド溝５２が形成され、そのガイド溝５２内にシート３側の荷重受け突起５０が摺動自在に嵌合されている。荷重受け突起５０は、シート３の前後方向のスライド変位に応じてガイド溝５２内を変位し、ガイド溝５２の底部５２ａに当接して荷重伝達アーム５１から側面衝突荷重が伝達されるようになっている。
なお、この参考例の場合、荷重伝達アーム５１のガイド溝５２の底部５２ａと荷重受け突起５０が荷重伝達部を構成し、荷重伝達アーム５１、ガイド溝５２、荷重受け突起５０等が衝突エネルギー吸収装置６０１の荷重伝達機構６１３を構成するようになっている。

シート３を任意のスライド位置に変位させた場合、シート３の後端側側部の荷重受け突起５０が荷重伝達アーム５１のガイド溝５２内をその変位に応じた位置まで移動し、その位置において、ガイド溝５２の底部５２ａに荷重受け突起５０の端面が対峙するようになる。したがって、シート３がいずれのスライド位置にある場合にも、荷重受け突起５０の端面が荷重伝達アーム５１のガイド溝５２の底部５２ａに必ず対面し、側面衝突荷重がセンターピラー２に入力されると、荷重伝達アーム５１のガイド溝５２の底部５２ａが荷重受け突起５０に当接し、その荷重がシート３のヒンジ軸８によって確実に支持される。この結果、センターピラー２の倒れがシート３によって規制され、衝突エネルギーが車体全体で効率的に吸収されるようになる。

また、この衝突エネルギー吸収装置６０１の場合、シート３の前後のスライド位置が調整されると、荷重受け突起５０とガイド溝５２の相対位置が変化するが、ガイド溝５２が形成される荷重伝達アーム５１は、車体前方側に延出した状態でセンターピラー２に固定されているため、後席の居住性や乗降性を何ら犠牲にすることがない。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

この発明の第１の実施形態を示すものであり、この発明にかかる衝突エネルギー吸収装置を適用した車両が、他の車両の側面に衝突するときの様子を示す模式図。 同実施形態を示す図１のＡ矢視に対応する側面図。 同実施形態を示す図２のＢ矢視に対応する部分断面正面図。 同実施形態を示す図１のＡ矢視に対応する側面図。 この発明の第２の実施形態を示す斜視図。 同実施形態を示す斜視図。 この発明の第３の実施形態を示す平面図。 この発明の第４の実施形態を示す斜視図。 この発明の第５の実施形態を示す斜視図。 参考例示すものであり、図１のＡ矢視に対応する側面図。 同参考例を示す図１０のＣ矢視に対応する部分断面正面図。 別の参考例を示すものであり、図１のＡ矢視に対応する側面図。 同参考例を示す図１２のＤ矢視に対応する部分断面正面図。

符号の説明

１…衝突エネルギー吸収装置
２…センターピラー（ピラー）
３…シート
８…ヒンジ軸（クロスメンバ）
１０，１１０，２１０，３１０，４１０…荷重伝達アーム（荷重伝達部材）
１１…捩りばね（付勢部材）
１２…カム部材
１３…荷重伝達機構

Claims (1)

1. 乗員の着座するシートの後部側側方に、車体側部の強度部材であるピラーが設けられ、車体の側方からこのピラーに入力される衝突荷重を前記シートによって吸収する車両の衝突エネルギー吸収装置において、
   前記シートは、車両前後方向にスライド変位可能に設けられ、
   前記シートには、車幅方向の外側に延出するクロスメンバが設けられ、
   前記クロスメンバと前記ピラーの間には前記衝突荷重を前記シートに伝達する荷重伝達機構が設けられ、
   前記荷重伝達機構は、
   前記クロスメンバに回動可能に連結された荷重伝達部材と、
   前記ピラーに固定され、前記荷重伝達部材に当接して、前記シートのスライド位置に応じて前記荷重伝達部材を回動変位させるカム部材と、
   前記荷重伝達部材を常時前記カム部材方向に付勢する付勢部材と、
   を備えていることを特徴とする車両の衝突エネルギー吸収装置。

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