JP2005335701A - エネルギーを吸収する変形エレメントを備えた自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】ボディーシェル構成部材と、内張部分と、これらの間に配置された、エネルギーを吸収する変形エレメントとを備え、該変形エレメントが、細長く延びた中空プロフィールの形をした、少なくとも１つの固定脚と少なくとも１つの変形脚とを有する金属薄板部分として構成され、前記固定脚が内張部分に接続されていて、前記変形脚が前記固定脚から延びて、ボディーシェル構成部材に向き合って位置している形式の自動車を改良して、内張部分及び変形エレメントをボディーシェル構成部材に簡単に組み付けることができ、変形エレメントとボディーシェル構成部材との間の雑音が十分に避けられるものを提供する。
【解決手段】内張部分１１が、変形特性が変形エレメント２３に適合された変形可能な支持部材１３を介してボディーシェル３，４，５，６，７に固定されており、変形脚２６が、ボディーシェル構成部材に対して間隔ＡＢを保って配置されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、エネルギーを吸収する変形エレメントを備えた自動車特に乗用車であって、少なくとも１つのボディーシェル構成部材と、該ボディーシェル構成部材のための内張部分と、このボディーシェル構成部分と内張部分との間に配置された、エネルギーを吸収する変形エレメントとを備えており、該変形エレメントが、細長く延びた中空プロフィールの形をした、少なくとも１つの固定脚と少なくとも１つの変形脚とを有する金属薄板部分として構成されており、前記固定脚が前記内張部分に接続されていて、前記変形脚が前記固定脚から延びて、ボディーシェル構成部材に向き合って位置している形式のものに関する。

冒頭に述べた形式の乗用車として構成された自動車は、アメリカ合衆国特許第５１６３７３０号明細書により公知である。この公知の自動車は少なくとも１つのボディーシェル構成部材、ここではＡピラーを有しており、このＡピラーはその自動車の室内に向けられた内側で内張部分によって化粧張りされている。ボディーシェル構成部材と内張部分との間に変形エレメントが配置されている。この変形エレメントは、事故によって身体部分が内張部分にぶつかった時に発生する高い荷重値に対して自動車の乗員を保護するためのものである。従って変形エレメントは、運動エネルギーを変形運動若しくは熱に変換することによって、エネルギーを変換させる。公知の変形エレメントは、細長い中空プロフィールとして構成されていて、少なくとも１つの固定脚と変形脚とを有している。固定脚は内張部分の内側面に接続されており、この内側面はボディーシェル構成部材に向いている。固定脚から変形脚が延びていて、この変形脚はボディーシェル構成部材で支えられている。固定脚はさらに延長脚部を備えているので、内張部分に固定されている以外に、ボディーシェル構成部材にも保持されている。変形エレメントをボディーシェル構成部材にも、また内張部分にも固定することによって組み立てコストが著しく高価になる、という欠点がある。
アメリカ合衆国特許第５１６３７３０号明細書

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の自動車で、以上のような欠点を取り除いたものを提供することである。

この課題を解決した本発明によれば、内張部分が、変形特性が変形エレメントに適合された変形可能な支持部材を介してボディーシェルに固定されており、変形脚が、ボディーシェル構成部材に対して間隔を保って配置されている。

本発明によって得られた主要な利点は、ボディーシェル構成部材における内張部分及び変形エレメントの組み付けが容易であるという利点の他に、変形エレメントとボディーシェル構成部材との間の雑音発生が十分に避けられるという点にある。何故ならば、変形脚はボディーシェル構成部材に対して間隔を保って自由に位置しているからである。しかも本発明に従って調整された変形特性を有する支持部材によって、内張部分はボディーシェル構成部材に堅固に保持され、かつ支持され、それによって一方では内張部分の確実な固定が得られ、他方では簡単な組み付けが得られ、しかも変形エレメントの不都合に硬い橋絡が避けられるようになっている。

請求項４に記載した本発明の実施態様によれば、内張部分はウエブによる補強構造を有している。

請求項４に従って提案されたウエブが設けられている場合、請求項５に記載した特徴を有する本発明の実施態様に従って、固定脚が複数の切欠を有していて、これらの切欠内にウエブが配置されていれば、内張部分の内側に固定脚を面状に結合する作業が軽減される。

請求項６に記載した実施例によれば、内張部分に、互いに間隔（スペース）を保って２つの変形エレメントが並んで配置されており、それによって有利な形式で、２つの変形エレメント間に内張部分のための支持部材が配置されている。

請求項７によれば、内張部分に変形エレメントを簡単に組み付けるために、２つの変形エレメントが接続プレートを介して互いに接続されており、この場合、接続プレートは、支持エレメントに沿ってガイドされるように、配置若しくは延在している。

内張部分の内側における接続プレートの領域内に、補強構造部のウエブが設けられていれば、接続プレートはアーチ状に構成されていて、それによって、請求項８に記載されているように、ウエブを覆っている。

内張部分の内側に変形エレメントを簡単に固定するために、請求項９に記載した本発明の実施態様によれば、内張部分の内側に、固定脚に形成された相応の固定用貫通孔を貫通係合する固定突起を配置することが提案されている。変形エレメントと内張部分とを組み合わせた後で、請求項１０に記載した有利な実施例によれば、固定突起は、特に変形によって、例えば熱作用若しくは溶接によって処理されるようになっており、それによって、変形された固定突起が固定用貫通孔の縁部に係止されて、変形エレメントが内張部分の内側で保持されるようになっている。

請求項１１に記載した特に有利な実施例によれば、内張部分のための支持エレメントがドーム形固定部材として構成されており、該ドーム形固定部材のルーフがボディーシェル構成部材に支えられている。

特に有利には、ドーム形固定部材の少なくとも１つの側壁に弱体化部分特に弱体化用貫通孔を設けることによって、支持部材の変形特性を、変形エレメントの変形特性に合わせることができる。この場合、弱体化用貫通孔は、例えばドーム形固定部材の側壁を完全に省くことができるように構成されていてよい。

ドーム形固定部材のルーフとボディーシェル構成部材との間の簡単な結合は、請求項１３に記載されている。

図１に部分的な側面図で示した自動車１はボディーシェル２を有しており、このボディーシェル２は複数のボディーシェル構成部材を有していて、これらのボディーシェル構成部材が組み立てられて、ボディー若しくは支持フレームを形成している。以下に各ボディーシェル構成部材３〜７の詳細について説明する。ボディーシェル３はルーフバーを形成しており、このルーフバーはウエストライン８の上側の区分がＡピラー（ボディーシェル構成部材４）に移行している。ボディーシェル構成部材５は、ルーフバー３間に配置されたルーフプレートであって、ボディーシェル構成部材６はサイドドアを形成し、ボディーシェル構成部材７はボディーの側壁を形成している。ボディーシェル２内には、車内としての自動車の室内９が形成されており、この場合、ボディーシェル３〜７はその内室９に向いた側の内側１０が公知の内張部分で化粧張りされている。これらの内張部分のうちの符号１で示した内張部分だけが図２〜図５に示されている。室内９に向けられた、ボディーシェル構成部材３〜７の内側１０と、所属の内張１１との間に、車両の乗員を保護するために変形エレメント２３（図２〜図５）が配置されている。この変形エレメント２３は勿論、Ａピラー（ボディーシェル構成部材４）又はその他の図示していないピラー（例えばＢピラー又はＣピラー）に、又は別の細長いボディーシェル構成部材に使用してもよい。

以下に図２から図５に示したボディーシェル３（ルーフバー）を用いて、変形エレメント２３及び所属の内張部分について、詳しく説明する。図２から図５では、図１と同じ部材若しくは同じ機能を有する部材については、図１と同じ符号で示しており、従ってこれらの部材の説明は省かれている。

図４及び図５には、ボディーシェル構成部材３（ここではルーフバー）の、自動車の室内９に向いた側の内側と、この内側１０に向いた内張部分１１との間に中間室１２が示されており、この中間室１２の幅Ｗは、主にスペーサホルダ（間隔保持部材）として働く支持部材１３によって規定される。この支持部材１３は有利な形式で内張部分１１のサポート部分１４と一体的に構成されており、このサポート部分１４は、内室９に向いた側の外側面１５がシェル１６によって少なくとも部分的に覆われていてよい。支持部材１３はドーム形固定部材１７として構成されており、このドーム形固定部材１７は、外側面１５から突き出す側壁１８とドーム１９とを有している。ルーフ１９には開口２０が形成されており、この開口２０を貫通して、ドーム形固定部材１７内で支持された保持部材２１が係合し、それによってルーフ１９内に差し込まれている。この例えばばねクリップとして構成された保持部材２１は有利な形式で係止輪郭部２２を有していて、この係止輪郭部２２はボディーシェル構成部材３内で係止され、それによって内張部分１１をボディーシェル構成部材３で保持するようになっている。この場合ルーフ１９は内側１０で支えられる。

以下で図２、図３及び図５に詳しく説明されているように、中間室１２内に、エネルギーを吸収する変形エレメント２３が挿入されていて、ボディーシェル構成部材３に向いた、内張部分１１の内側２４に固定されている。変形エレメント２３は、場合によっては開放した又は閉じた中空プロフィールの形状の細長い金属薄板部分として構成されていて、ピラー及び／又はバー内張として構成された内張部分１１に沿って延在している。さらにまた変形エレメント２３は、複数のプロフィール脚部を備えた中空プロフィールとして構成されていて、少なくとも１つの固定脚２５と変形脚２６とを有している。この変形脚２６は固定脚２５から湾曲されて突き出している。特に図２及び図５に示されているように、変形エレメント２３は、Ｃ字形又はＵ字形の横断面を有する開放したプロフィールを有している。変形エレメント２３を内側面２４に固定するために、固定脚２５は単数又は複数の固定用貫通孔２７を有しており、この固定用貫通孔２７を通って、内側面２４から突き出す単数又は複数の固定突起２８が貫通係合している。固定突起２８は有利な形式で、内側面２４に形成されたプラットフォーム２９から延びていて、このプラットフォーム２９はギャップ３０を形成しながら間隔を保って変形エレメント２３を支持している。特にプラスチックより成る固定突起２８は、変形エレメント２３を内側面２４に確実に保持するために、例えば溶接による熱作用によって変形され、それによって、変形された固定突起（図示せず）が、相応の固定用貫通孔２７の縁部３１に被さって係止される。

変形エレメント２３を中空プロフィールとして構成することによって、変形脚２６は、中間室１２の幅Ｗが、この幅Ｗに作用する力ＦＡに基づいて減少せしめられると、エネルギーを吸収しながら変形することができる。つまり、支持部材１３は撓み、内張１１はボディーシェル構成部材３に向かって移動する。この場合、変形脚２６はボディーシェル構成部材３の内側１０で支えられ、変形せしめられて、固定脚２５に向かって移動する。

図５には、変形脚２６の特に自由端部３２が示されており、この自由端部３２は変形していない状態ＺＡで、ボディーシェル構成部材３の内側１０に対して間隔ＡＢを保って配置されている。変形脚２６は自由に突き出していて、固定脚２５だけを介して内張部分１１に接続されている。エネルギーを吸収するための変形エレメント２３の変形特性に影響をまったく与えないか、又は僅かな影響しか与えないようにするために、支持部材１３の変形特性は、変形エレメント２３の変形特性に適合されている。これは、力ＦＡが作用した時に、内張部分１１が主に変形エレメント２３を介してボディーシェル構成部材に支えられるように、支持部材１３が機能しなくなるように、若しくは変形するように、構成されていることによって得られる。特別な実施例によれば、ドーム形固定部材１７として構成され、かつ調整された支持部材１３が少なくとも１つの側壁１８を有しており、この側壁１８は別の側壁１８に対して弱められている。これは例えば、側壁１８内に形成された弱体化用貫通孔３３によって、又は側壁１８を完全に取り除くことによって実現される。

内張部分１１の内側面２４に、この内側面２４における隆起部としての複数のウエブ３４が形成されている。これらのウエブ３４は、内張部分１１の長手方向ＬＥの方向に延びていて、かつ／又はこの長手方向ＬＥに対して直交する方向に延びており、その交差箇所ＳＴで別のウエブ３４と接続されている。これによってウエブ３４は、内側面２４上における隆起した構造部３５を形成しており、この構造部３５は特に内張部分１１の補強のために用いられる。構造部３５のウエブ３４は、図５に示されているように、種々異なる高さを有していて、特に固定脚２５が支えられているプラットフォーム２９よりも高く構成されている。固定脚２５がウエブ３４上に載らないようにするために、固定脚２５は複数の切欠３６を有しており、これらの切欠３６は変形脚２６内に達していてよいので、変形エレメントはほぼ櫛形構造３７を有している（図３参照）。切欠３６内に構造部３５のウエブ３４が配置されている。

それぞれ支持部材１３の隣で、１つの変形エレメント２３が内張部分１１に固定されている。これら２つの変形エレメント２３は、互いに間隔を保って並んで配置されているので、スペース３８が形成されており、このスペース３８内に支持エレメント１３が配置されている。２つの変形エレメント２３は接続プレート３９を介して互いに連結されているので、一緒に内張部分１１に組み付けることができる。接続プレート３９は支持部材１３を巡ってガイドされていて、特に２つの変形エレメント２３の２つの固定脚２５を接続する。付加的に、接続プレート３９は（図３に示されているように）、支持部材１３から延びるウエブ３４を覆うアーチ状に構成されている。２つの変形エレメント２３と接続プレート３９とは、有利な形式で一体的に構成されている。

複数のボディーシェル構成部材を備えた自動車の部分的な側面図である。 内張部分と変形エレメントとから成る組み立て構成部分を示す部分図である。 図２に示した変形エレメントを回転させた状態で見た部分図である。 ボディーシェル及び、ボディーシェルに固定された内張部分並びに、ボディーシェルと内張部分との間に配置された変形エレメントを示す、図２のIV−IV線に沿った断面図である。 ボディーシェル及び、ボディーシェルに固定された内張部分並びに、ボディーシェルと内張部分との間に配置された変形エレメントを示す、図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

符号の説明

１ 自動車、 ２ ボディーシェル、 ３，４，５，６，７ ボディーシェル構成部材、 ８ ウエストライン、 ９ 室内、 １０ 内側、 １１ 内張部分、 １２ 中間室、 １３ 支持部材、 １４ サポート部分、 １５ 外側面、 １６ シェル、 １７ ドーム形固定部材、 １８ サイドパネル、 １９ ルーフ、 ２０ 開口、 ２１ 保持部材、 ２２ 係止輪郭部、 ２３ 変形エレメント、 ２４ 内側面、 ２５ 固定脚、２６ 変形脚、 ２７ 固定用貫通孔、 ２８ 固定突起、 ２９ プラットフォーム、 ３０ ギャップ、 ３１ 縁部、 ３２ 自由端部、 ３３ 弱体化用貫通孔、 ３４ ウエブ、 ３５ 構造部、 ３６ 切欠、 ３７ 櫛形構造部、 ３８ スペース、 ３９ 接続プレート、 ＡＢ 間隔、 ＦＡ 力、 ＬＥ 長手方向、 ＳＴ 交差箇所、 Ｗ 幅、 ＺＡ 自由端部３２の変形していない状態

Claims (14)

1. 自動車であって、少なくとも１つのボディーシェル構成部材と、該ボディーシェル構成部材のための内張部分と、このボディーシェル構成部分と内張部分との間に配置された、エネルギーを吸収する変形エレメントとを備えており、該変形エレメントが、細長く延びた中空プロフィールの形をした、少なくとも１つの固定脚と少なくとも１つの変形脚とを有する金属薄板部分として構成されており、前記固定脚が前記内張部分に接続されていて、前記変形脚が前記固定脚から延びて、ボディーシェル構成部材に向き合って位置している形式のものにおいて、
   前記内張部分（１１）が、変形特性が変形エレメント（２３）に適合された変形可能な支持部材（１３）を介してボディーシェル（３，４，５，６，７）に固定されており、変形脚（２６）が、ボディーシェル構成部材（３，４，５，６，７）に対して間隔（ＡＢ）を保って配置されていることを特徴とする、エネルギーを吸収する変形エレメントを備えた自動車。
2. 変形エレメント（２３）が、横断面で見て、開放したプロフィールとして構成されている、請求項１記載の自動車。
3. 前記プロフィールがＣ字形又はＵ字形の横断面を有している、請求項２記載の自動車。
4. 内張部分（１１）が、固定脚（２５）に向いた内側（２４）で、複数のウエブ（３４）を有する構造部（３５）を有している、請求項１記載の自動車。
5. 固定脚（２５）が複数の切欠（３６）を有していて、これらの切欠（３６）内にウエブ（３４）が配置されている、請求項１記載の自動車。
6. 内張部分（１１）に、互いに間隔（スペース３８）を保って２つの変形エレメント（２３）が並んで配置されており、これら２つの変形エレメント（２３）間に支持部材（１３）が配置されている、請求項１の自動車。
7. ２つの変形エレメント（２３）が接続プレート（３９）を介して互いに接続されており、該接続プレート（３９）が支持部材（１３）に沿ってガイドされている、請求項６記載の自動車。
8. 接続プレート（３４）が構造部（３５）のウエブを覆っている、請求項４記載の自動車。
9. 固定脚（２５）が少なくとも１つの固定用貫通孔（２７）を有しており、該固定用貫通孔（２７）を通って、内張部分（１１）の内側（２４）から延びる固定突起（２８）が貫通係合するようになっている、請求項１記載の自動車。
10. 固定突起（２８）が、固定用貫通孔（２７）の縁部（３１）に係止されるようになっている、請求項９記載の自動車。
11. 支持エレメント（１３）がドーム形固定部材（１７）として構成されており、該ドーム形固定部材（１７）のルーフ（１９）がボディーシェル構成部材（３、４，５，６，７）に支えられている、請求項１記載の自動車。
12. ドーム形固定部材（１７）が、少なくとも１つの側壁（１８）で弱体化用貫通孔（３３）を有している、請求項１１記載の自動車。
13. ドーム形固定部材（１７）のルーフ（１９）内に、係止輪郭部（２２）を有する保持部材（２１）が挿入されており、該係止輪郭部（２２）がボディーシェル構成部材（３，４，５，６，７）内に差し込まれている、請求項１記載の自動車。
14. ボディーシェル構成部材（３，４，５，６，７）がピラー又はルーフバーを形成している、請求項１記載の自動車。

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