(57)【要約】【課題】側面衝突が発生した際に衝撃エネルギーを良好に吸収できる車両用衝撃エネルギー吸収構造を提供する。【解決手段】本形態の車両用衝撃エネルギー吸収構造１１は、アウタパネル１８とインナパネル２０との間に、衝撃吸収部材を配置される構成を有している。衝撃吸収部材２４は、格子状に組み合わされた複数のリブから構成されている。具体的には、前後方向を向く主面を有する複数の第１リブ２６、２８、３０、３２が、前後方向に沿って略等間隔に配置されている。また、上下方向を向く主面を有する複数の第２リブ３４、３６、３８、４０、４２が、上下方向に沿って略等間隔に配置されている。ここでは、前後方向において端部に配置された第１リブ２６、３２を、前後方向で中央部付近に配置された第１リブ２８、３０よりも、アウタパネル１８に接近させている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタパネルとインナパネルとにより形成される中空閉断面に、衝突時に衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収部材を配置した車両用衝撃エネルギー吸収構造であり、
前記衝撃吸収部材には、前後方向に配列された複数の第１リブと、上下方向に配列された複数の第２リブと、が格子状に形成され、
前後方向に於ける端部に配置された前記第１リブは、前後方向に於ける中間部分に配置された前記第１リブよりも、前記アウタパネルに接近することを特徴とする車両用衝撃エネルギー吸収構造。
【請求項２】
前後方向に於ける端部に配置された前記第１リブは、前後方向に於ける中間部に配置された前記第１リブよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造。
【請求項３】
前記第１リブの、上下方向に於ける中央付近は、上下方向に於ける端部部分よりも、前記アウタパネル側に突出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造。
【請求項４】
上下方向に於ける中央付近に配置された前記第２リブの厚さは、上下方向に於ける端部付近に配置された前記第２リブよりも、厚いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれに記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造。
【請求項５】
前記衝撃吸収部材が、炭素繊維強化プラスチックから成ることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用衝撃エネルギー吸収構造に関し、特に、センターピラー等の中空閉断面の内部に、樹脂成形された衝撃吸収部材を収納させる車両用衝撃エネルギー吸収構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な車両では、鋼板からなるアウタパネルとインナパネルとを接合させる接合構造により中空閉断面を形成し、この構造により車両の主要な骨格を構成することが行われている。かかる接合構造では、衝突事故等で衝撃が作用した際に、搭乗者の安全を確保するために、十分な強度が求められている。この要求を満たすために、例えば、アウタパネルとインナパネルとの間の空間に補強部材を配置させることが考えられる。
【０００３】
特許文献１を参照すると、アウタパネルとインナパネルとの間に、樹脂からなる補強部材を配置されることが記載されている。図４を参照すると、アウタパネル１０４とインナパネル１０２とが接合されることでセンターピラー部１００が形成されており、その閉断面の中に、樹脂からなるリンフォース１０６が配設されている。センターピラー部１００にリンフォース１０６が内蔵されることにより、衝突時に於ける衝突エネルギーが、リンフォース１０６が変形することで吸収されるので、衝突時の安全性が向上する。
【０００４】
また、リンフォース１０６は、紙面上にて横方向に延びるリブ１０８と、紙面上にて縦方向に延びるリブ１１０とから、格子状に形成されている。これにより、強度と剛性が適度に設計され、衝突安全性が向上するという効果が得られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１２７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された発明では、図４を参照して、アウタパネル１０４とインナパネル１０２との間に収納されるリンフォース１０６は、車幅方向に対して均一な厚みを有していた。従って、衝突事故が発生した際に、その衝撃エネルギーがリンフォース１０６に作用すると、リンフォース１０６が全体的に比較的短時間で潰れてしまい、衝撃エネルギーが十分に吸収されない課題が存在することがあった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、側面衝突が発生した際に衝撃エネルギーを良好に吸収できる車両用衝撃エネルギー吸収構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の両用衝撃エネルギー吸収構造は、アウタパネルとインナパネルとにより形成される中空閉断面に、衝突時に衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収部材を配置した車両用衝撃エネルギー吸収構造であり、前記衝撃吸収部材には、前後方向に配列された複数の第１リブと、上下方向に配列された複数の第２リブと、が格子状に形成され、前後方向に於ける端部に配置された前記第１リブは、前後方向に於ける中間部分に配置された前記第１リブよりも、前記アウタパネルに接近することを特徴とする。
【０００９】
更に本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造は、前後方向に於ける端部に配置された前記第１リブは、前後方向に於ける中間部に配置された前記第１リブよりも厚いことを特徴とする。
【００１０】
更に本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造は、前記第１リブの、上下方向に於ける中央付近は、上下方向に於ける端部部分よりも、前記アウタパネル側に突出することを特徴とする。
【００１１】
更に本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造は、上下方向に於ける中央付近に配置された前記第２リブの厚さは、上下方向に於ける端部付近に配置された前記第２リブよりも、厚いことを特徴とする。
【００１２】
更に本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造は、前記衝撃吸収部材が、炭素繊維強化プラスチックから成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造は、アウタパネルとインナパネルとにより形成される中空閉断面に、衝突時に衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収部材を配置した車両用衝撃エネルギー吸収構造であり、前記衝撃吸収部材には、前後方向に配列された複数の第１リブと、上下方向に配列された複数の第２リブと、が格子状に形成され、前後方向に於ける端部に配置された前記第１リブは、前後方向に於ける中間部分に配置された前記第１リブよりも、前記アウタパネルに接近することを特徴とする。従って、衝突事故発生時においては、前後方向に於ける端部に配置された第１リブが最初に変形し、その後、前後方向に於ける中間部分に配置された第１リブが変形する。よって、衝撃吸収部材が応力を生じさせる期間が長くなるので、車両用衝撃エネルギー吸収構造が吸収する衝撃エネルギーが大きくなり、衝突時の安全性が向上される。
【００１４】
更に本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造は、前後方向に於ける端部に配置された前記第１リブは、前後方向に於ける中間部に配置された前記第１リブよりも厚いことを特徴とする。従って、衝突発生時の初期段階において、前後方向に於ける端部に配置された厚い第１リブが変形することで、初期段階に於ける応力の落ち込みが抑止され、衝撃吸収部材で吸収される衝撃エネルギーを大きくすることが出来る。
【００１５】
更に本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造は、前記第１リブの、上下方向に於ける中央付近は、上下方向に於ける端部部分よりも、前記アウタパネル側に突出することを特徴とする。従って、衝突発生時の初期段階において、第１リブの中央部付近が最初にアウタパネルに接触することにより、第１リブが応力を生じさせる期間を長くし、衝撃吸収部材で吸収される衝撃エネルギーを大きくすることが出来る。
【００１６】
更に本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造は、上下方向に於ける中央付近に配置された前記第２リブの厚さは、上下方向に於ける端部付近に配置された前記第２リブよりも、厚いことを特徴とする。従って、衝突発生時の初期段階において、上下方向中央部に配置された厚い第２リブが変形することで、初期段階に於ける応力の落ち込みが抑止され、衝撃吸収部材で吸収される衝撃エネルギーを大きくすることが出来る。
【００１７】
更に本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造は、前記衝撃吸収部材が、炭素繊維強化プラスチックから成ることを特徴とする。従って、炭素繊維強化プラスチックは、軽量であり且つ剛性が高い材料であることから、このような材料から成る衝撃吸収部材を内蔵することで、車両の軽量化と衝突時の安全性を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造を示す図であり、（Ａ）は車両用衝撃エネルギー吸収構造を備えた車両を示す斜視図であり、（Ｂ）はセンターピラー部を拡大して示す斜視図である。
【図２】本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造を示す図であり、（Ａ）は衝撃吸収部材を示す斜視図であり、（Ｂ）（Ｃ）および（Ｄ）はその断面図である。
【図３】本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造のエネルギー吸収特性を示す図であり、（Ａ）は比較例の衝撃吸収特性を示すグラフであり、（Ｂ）は本形態に於ける衝撃吸収特性を示すグラフである。
【図４】背景技術にかかる車両用衝撃エネルギー吸収構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図を参照して、本形態の車両用衝撃エネルギー吸収構造を説明する。以下の説明では、上下前後左右の各方向を適宜用いて説明するが、左右方向は、車両の進行方向（前方）を向いた場合の左右方向を示している。
【００２０】
図１を参照して、本形態の車両用衝撃エネルギー吸収構造を備えた車両１０に関して説明する。図１（Ａ）は車両１０を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は車両用衝撃エネルギー吸収構造１１が設けられる部分を拡大して示す斜視図である。
【００２１】
図１（Ａ）を参照して、ここには車両１０を構成する車体を示しており、車両１０は所定形状にプレス加工された複数の鋼板から構成されている。車両１０の左右両端付近の下部に於いては、前後方向に伸びるサイドシル部１６が形成されている。そして、この図に示す左方に配置されたサイドシル部１６の中央部分からは、上方に向かってセンターピラー部１４が形成されている。センターピラー部１４の上端は、ルーフ１２に接続している。
【００２２】
図１（Ｂ）に、本形態の車両用衝撃エネルギー吸収構造１１がセンターピラー部１４に形成された場合を示す。この図では、後述する衝撃吸収部材が配置される部分である収納領域２２を、ハッチングで示している。本形態の車両用衝撃エネルギー吸収構造１１は、センターピラー部１４の下部に形成されており、かかる部分は車同士が側面衝突した際に、相手方車両から衝突エネルギーが付与される部分である。以下ではセンターピラー部１４に車両用衝撃エネルギー吸収構造１１が形成された場合を説明するが、他のピラーに本形態の車両用衝撃エネルギー吸収構造１１を形成することも可能である。
【００２３】
本形態の車両用衝撃エネルギー吸収構造１１は、アウタパネル１８とインナパネル２０との間に、衝撃吸収部材（ここでは図示しない）が配置される構成を有している。車両用衝撃エネルギー吸収構造１１の機能は、車両１０に左方から他車が衝突する側面衝突が生じた際に、内蔵される衝撃吸収部材が変形することにより、その衝突により生じる衝撃エネルギーを効率的に吸収することにある。本形態の車両用衝撃エネルギー吸収構造１１により、側面衝突による衝撃が緩和され、車両１０に搭乗する搭乗者の安全性を向上させることが出来る。
【００２４】
アウタパネル１８およびインナパネル２０はプレス加工された鋼板から成り、前後方向に於ける両者の端部は、フランジ同士がスポット溶接等で接合されている。かかる接合構造により、アウタパネル１８とインナパネル２０との間に、後述する衝撃吸収部材を収納する中空閉断面が形成される。
【００２５】
図２を参照して、上記した閉空間に収納される衝撃吸収部材２４の構成を説明する。図２（Ａ）は衝撃吸収部材２４を全体的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は衝撃吸収部材２４を前方から見た側面図であり、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ線での断面図であり、図２（Ｄ）は図２（Ａ）でのＤ−Ｄ線での断面図である。
【００２６】
図２（Ａ）を参照して、衝撃吸収部材２４は、射出成形技術により一体的に形成された樹脂系材料から構成されている。衝撃吸収部材２４を構成する材料としては樹脂系材料を全般的に採用可能であるが、特に、炭素繊維強化プラスチック（ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｐｌａｓｔｉｃ、以下ＣＦＲＰと略す）は、軽量でありかつ機械的強度が高いため、衝撃吸収部材２４の材料として好適である。
【００２７】
衝撃吸収部材２４の概略的形状としては、上下方向に長手方向を有する略直方体形状である。また、衝撃吸収部材２４の、前方、後方および右方（内側）を向く主面は平坦面とされている。一方、衝撃吸収部材２４の左側（外側）を向く主面は、衝撃吸収の効果を向上させるために、平坦面とは異なる異型形状とされており、かかる事項に関しては後述する。このような形状の衝撃吸収部材２４は、ボルト等の締結手段を介して、その上下端部付近がインナパネル２０に固着される。
【００２８】
同図を参照して、衝撃吸収部材２４は、格子状に組み合わされた複数のリブから構成されている。具体的には、前後方向を向く主面を有する複数の第１リブ２６、２８、３０、３２が、前後方向に沿って略等間隔に配置されている。また、上下方向を向く主面を有する複数の第２リブ３４、３６、３８、４０、４２が、上下方向に沿って略等間隔に配置されている。ここでは、図示の簡単のために、第１リブ２６等および第２リブ３４に関しては、それぞれ数個を示しているが、実際には更に多数の第１リブ２６等および第２リブ３４を形成しても良い。
【００２９】
本形態では、図２（Ｄ）を参照して、衝突事故が生じた際に、衝撃吸収部材２４が吸収する衝撃エネルギーを大きくするために、前後方向において端部に配置された第１リブ２６、３２を、前後方向で中央部付近に配置された第１リブ２８、３０よりも、アウタパネル１８に接近させている。具体的には、前後方向にて端部に配置された第１リブ２６、３２の外側の端部は、前後方向中央部付近に配置された第１リブ２８、３０の外側の端部よりも、アウタパネル１８に接近して配置されている。このようにすることで、衝突の初期段階で衝撃吸収部材２４が左右方向に潰れてしまうことが抑止され、衝撃吸収部材２４が吸収する衝撃エネルギーを大きくすることが出来る。更には、アウタパネル１８の変形が防止される。
【００３０】
具体的には、衝突事故発生時には、他車に衝突されることにより、先ず、アウタパネル１８が内側に向かって変形する。上記したように、アウタパネル１８は、薄い鋼板から成るので、事故発生時の衝突エネルギーによりアウタパネル１８は比較的容易に変形する。次に内側に向かって変形するアウタパネル１８により、衝撃吸収部材２４は押圧されることになるが、本形態では、アウタパネル１８が変形して、第１リブ２６、３２に当接し、その後の変形を抑制する効果がある。一方、この段階では、前後方向で中央付近に配置されている第１リブ２８、３０には、アウタパネル１８は接触していない。従って、初期段階では、第１リブ２６、３２は左右方向に圧縮変形するものの、第１リブ２８、３０は圧縮変形しない。
【００３１】
その後、アウタパネル１８が内側に向かって更に変形すると、両端の第１リブ２６、３２に加えて、中央付近の第１リブ２８、３０も圧縮変形するようになる。従って、中央付近の第１リブ２８、３０が圧縮変形するのは、端部付近の第１リブ２６、３２が圧縮変形した後となる。このことから、衝撃吸収部材２４に生じる歪の大きさに対して、衝撃が吸収できる期間を長くすることが出来る。
【００３２】
図３を参照して、係る事項を説明する。図３の各グラフは、衝撃吸収部材２４に作用する歪と応力との関係を示したグラフであり、横軸は衝撃吸収部材２４に生じる歪を示し、縦軸は歪むことで生じる応力を示している。図３（Ａ）は図２に示す各リブの長さを均一にした場合を示し、図３（Ｂ）は図２に示す本形態の衝撃吸収部材２４の場合を示している。
【００３３】
図３（Ａ）を参照して、衝撃吸収部材に衝撃が作用する状況は、歪の大きさに比例して応力も大きくなる第１期間Ｄ１１と、一定期間に渡り大きな応力が保持される第２期間Ｄ１２と、歪が大きくなるに従い応力が小さくなる第３期間Ｄ１３に大別することが出来る。
【００３４】
この比較例の場合、上記したように、衝撃が作用した際に、衝撃吸収部材が全体的に変形することから、応力が大きい第２期間Ｄ１２が短くなる。すなわち、本形態と比較すると応力のピークは大きいが、衝撃吸収部材が脆性的に破壊してしまうことになる。従って、比較例の衝撃吸収部材で吸収される衝撃エネルギーが小さく、事故発生時の安全性が低下してしまうおそれがある。また、応力のピークが大きいことにより、衝突事故発生時の初期に於いて、搭乗者に作用する衝撃エネルギーが大きくなり、安全性が低下する恐れもある。
【００３５】
図３（Ｂ）を参照して、本形態の衝撃吸収部材２４では、上記と同じように、第１期間Ｄ２１、第２期間Ｄ２２および第３期間Ｄ２３を有している。また、図３（Ａ）に示した場合と比較すると、応力のピークは小さいが、応力が大きく保持される期間Ｄ２２が、上記した比較例の第２期間Ｄ１２よりも長く安定して確保されている。これにより、より多くの衝撃エネルギーが衝撃吸収部材２４により吸収され、ひいてはセンターピラー部１４の屈曲に対する強度を向上させることが出来る。その理由は、図２（Ｄ）に示したように、衝突が生じた際に、前後方向両端の第１リブ２６、３２が変形した後に、前後方向中央部分の第１リブ２８、３０が変形を始めるため、全体として各リブが変形する時間を長く確保できるからである。
【００３６】
図２（Ｂ）を参照して、本形態では、第１リブ２６等の上下方向に於ける中央部付近は、上下方向の端部と比較して、アウタパネル１８側に突出している。同図を参照して、第１リブ２６のインナパネル２０側の側面は、インナパネル２０に密着するために直線状を呈している。一方、第１リブ２６のアウタパネル１８側の側面は、中央部分が最もアウタパネル１８側に突出し、上下両端部がインナパネル２０側に配置される湾曲面を呈している。このような構成は、図２（Ａ）に示す他の第１リブ２８、３０、３２に関しても同様である。かかる構成により、衝突事故発生時において、衝撃吸収部材２４の外側主面が全面的にアウタパネル１８に接触するのではなく、衝撃吸収部材２４の中央部付近のみが最初にアウタパネル１８に接触して変形する。そして、アウタパネル１８の内側への進入に伴い、第１リブ２６が徐々に全体的に変形するようになる。このことから、中央部から徐々に変形が進むので、第１リブ２６が応力を発生させながら変形する時間を、長くすることが可能となる。よって、図３（Ｂ）に示す、第２期間Ｄ２２が長くなり、衝撃吸収部材２４で吸収される衝撃エネルギーを大きくすることが出来る。
【００３７】
また、第１リブ２６のアウタパネル１８側に最も突出した中央部分を、側面衝突発生時に於いて最初に衝突を受けると想定される位置に、合致させて配置してもよい。即ち、自車に衝突する相手車両のバンパ高さと、第１リブ２６のアウタパネル１８側に最も突出する中央部分とを、一致させる。これにより、車両同士の側面衝突事故が生じた際に、相手車両から与えられる衝突エネルギーを、衝撃吸収部材２４で効率的に吸収できる。
【００３８】
また、図２（Ｃ）を参照して、本形態では、上下方向に沿って複数の第２リブ３４等が配置されるが、これらは、上下方向において中央部に配置されたものの方が、端部に配置されたものよりも厚く形成されている。具体的には、上下方向において中央部に配置された第２リブ３８の厚さＬ１０は、上端に配置された第２リブ３４の厚さＬ１１よりも厚く形成されている。また、第２リブ３４等は、中央部に配置されたものの方が、端部に配置されたものよりも、アウタパネル１８に接近している。従って、衝突事故発生時においては、比較的に厚く形成された中央部の第２リブ３８が最初にアウタパネル１８に接触して押圧されることになる。中央部の第２リブ３８がある程度変形した後に、第２リブ３８に隣接する第２リブ３６、４０がアウタパネル１８に接触して変形する。その後に、上下方向で端部に配置された第２リブ３４、４２がアウタパネル１８に接触して変形する。
【００３９】
上記のことにより、厚い第２リブ３８は比較的に剛性が高いので、衝撃吸収部材２４が変形する初期段階で、第１期間Ｄ２１のピークを上げ、且つ、応力が低下することを抑止することが出来る。すなわち、図３（Ｂ）を参照して、第２期間Ｄ２２の初期段階で応力が落ち込むことを抑止することが出来る。
【００４０】
図２（Ｄ）を参照して、更に本形態では、前後方向において両端部に配置された第１リブ２６、３２の厚さＬ１３を、中央部に配置された第１リブ２８、３０の厚さＬ１４よりも、厚くしている。これにより、衝突発生時の初期段階において、応力が落ち込むことを防止することが出来る。
【００４１】
具体的には、図３（Ａ）を参照して、衝撃吸収部材のリブの厚みを均一にした場合、第２期間Ｄ１２の初期段階（点線で囲んだ部分）では、応力の落ち込みが大きくなり、衝撃吸収部材で吸収される衝撃エネルギーが小さくなる。この理由は、衝撃吸収部材が変形する初期段階で、リブが比較的容易に屈曲してしまうからである。
【００４２】
一方、図３（Ｂ）に示す本願発明では、第２期間Ｄ２２の初期段階（点線で囲んだ部分）に於ける落ち込みが比較的に小さくなっている。この理由は、図２（Ｄ）を参照して上記したように、衝突時に最初に変形する第１リブ２６、３２が比較的に厚く形成されることで、厚い第１リブ２６、３２が変形する際には多くの応力が生じるので、変形時に作用する応力が大きくなることによる。このことによっても、本形態の衝撃吸収部材２４では、より多くの衝撃エネルギーを吸収することが可能となる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０   車両
１１   車両用衝撃エネルギー吸収構造
１２   ルーフ
１４   センターピラー部
１６   サイドシル部
１８   アウタパネル
２０   インナパネル
２２   収納領域
２４   衝撃吸収部材
２６   第１リブ
２８   第１リブ
３０   第１リブ
３２   第１リブ
３４   第２リブ
３６   第２リブ
３８   第２リブ
４０   第２リブ
４２   第２リブ
１００ センターピラー部
１０２ インナパネル
１０４ アウタパネル
１０６ リンフォース
１０８ リブ
１１０ リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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