车辆用冲击能量吸收结构的制作方法

本发明涉及车辆用冲击能量吸收结构，尤其涉及在中心支柱等的中空闭合截面的内部收纳树脂成型的冲击吸收部件的车辆用冲击能量吸收结构。

背景技术：

普通车辆中，通过接合由钢板制成的外板和内板的接合结构形成中空闭合截面，由该结构组成车辆的主要框架。该接合结构中，当碰撞事故等导致冲击发生作用时，为了确保乘车者的安全，需要足够的强度。为了满足该要求，例如考虑在外板和内板之间的空间配置强化部件。

参考专利文献1，记载了在外板和内板之间配置树脂制成的强化部件。参考图4，通过接合外板104和内板102，形成有中心支柱部100，在其闭合截面中配设有树脂制成的加强板106。通过在中心支柱部100内置加强板106，由此，在碰撞时加强板106会发生变形，以吸收碰撞能量，因此提高了碰撞时的安全性。

另外，加强板106由在纸面上横向延伸的加强肋108和在纸面上纵向延伸的加强肋110形成为格子状。由此，强度和刚性被适当设计，获得了提高碰撞安全性的效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-212730号公报

但是，上述专利文献1记载的发明中，参考图4可知，外板104和内板102之间收纳的加强板106相对车宽方向具有均匀的厚度。因此，在发生碰撞事故时，当其冲击能量作用于加强板106时，加强板106整体会在较短时间内破损，可能存在冲击能量未被充分吸收的问题。

技术实现要素：

本发明是鉴于该问题而完成的，本发明的目的在于提供一种车辆用冲击能量吸收结构，能够在发生侧面碰撞时良好地吸收冲击能量。

本发明的车辆用冲击能量吸收结构，其在由外板和内板形成的中空闭合截面上配置有碰撞时吸收冲击能量的冲击吸收部件，其中，在所述冲击吸收部件上呈格子状地形成有在前后方向上排列的多个第一加强肋和在上下方向上排列的多个第二加强肋；在前后方向上配置在端部的所述第一加强肋比在前后方向上配置在中间部分的所述第一加强肋更接近所述外板。

进一步，在本发明的车辆用冲击能量吸收结构中，在前后方向上配置在端部的所述第一加强肋，比在前后方向上配置在中间部的所述第一加强肋厚。

进一步，在本发明的车辆用冲击能量吸收结构中，所述第一加强肋在上下方向上的中央附近比在上下方向上的端部部分更向所述外板侧突出。

进一步，在本发明的车辆用冲击能量吸收结构中，在上下方向上配置在中央附近的所述第二加强肋的厚度，比在上下方向上配置在端部附近的所述第二加强肋厚。

进一步，在本发明的车辆用冲击能量吸收结构中，所述冲击吸收部件由碳纤维强化塑料构成。

发明效果

本发明的车辆用冲击能量吸收结构，在由外板和内板形成的中空闭合截面上配置有在碰撞时吸收冲击能量的冲击吸收部件，其中，在所述冲击吸收部件上呈格子状地形成有在前后方向上排列的多个第一加强肋和在上下方向上排列的多个第二加强肋；在前后方向上配置在端部的所述第一加强肋，比在前后方向上配置在中间部分的所述第一加强肋，更接近所述外板。因此，在发生碰撞事故时，在前后方向上配置在端部的第一加强肋会最先变形，之后，在前后方向上配置在中间部分的第一加强肋变形。由此，由于冲击吸收部件产生应力的时间变长，因此车辆用冲击能量吸收结构吸收的冲击能量变大，提高了碰撞时的安全性。

进一步，在本发明的车辆用冲击能量吸收结构中，在前后方向上配置在端部的所述第一加强肋，比在前后方向上配置在中间部的所述第一加强肋厚。因此，在发生碰撞时的初始阶段，在前后方向上配置在端部的厚的第一加强肋发生变形，以此能够抑制初始阶段的应力下降，加大冲击吸收部件所吸收的冲击能量。

进一步，在本发明的车辆用冲击能量吸收结构中，所述第一加强肋在上下方向上的中央附近比在上下方向上的端部部分更向所述外板侧突出。因此，在发生碰撞时的初始阶段，第一加强肋的中央部附近会最先与外板接触，由此能够延长第一加强肋产生应力的时间，加大冲击吸收部件所吸收的冲击能量。

进一步，在本发明的车辆用冲击能量吸收结构中，在上下方向上配置在中央附近的所述第二加强肋的厚度，比在上下方向上配置在端部附近的所述第二加强肋厚。因此，在发生碰撞时的初始阶段，配置在上下方向的中央部的厚的第二加强肋会发生变形，以此能够抑制初始阶段的应力下降，加大冲击吸收部件所吸收的冲击能量。

进一步，在本发明的车辆用冲击能量吸收结构中，所述冲击吸收部件由碳纤维强化塑料构成。因此，由于碳纤维强化塑料为重量轻且刚性高的材料，故通过内置以此材料制成的冲击吸收部件，能够提高车辆的轻量化和碰撞时的安全性。

附图说明

图1是表示本发明的车辆用冲击能量吸收结构的图，(A)是表示具有车辆用冲击能量吸收结构的车辆的立体图，(B)是放大表示中心支柱部的立体图；

图2是表示本发明的车辆用冲击能量吸收结构的图，(A)是表示冲击吸收部件的立体图，(B)、(C)和(D)是其剖面图；

图3是表示本发明的车辆用冲击能量吸收结构的能量吸收特性的图，(A)是表示比较例的冲击吸收特性的曲线图，(B)是表示本实施方式中的冲击吸收特性的曲线图；

图4是表示背景技术涉及的车辆用冲击能量吸收结构的剖面图。

符号说明

10 车辆

11 车辆用冲击能量吸收结构

12 车顶

14 中心支柱部

16 下边梁部

18 外板

20 内板

22 收纳区域

24 冲击吸收部件

26 第一加强肋

28 第一加强肋

30 第一加强肋

32 第一加强肋

34 第二加强肋

36 第二加强肋

38 第二加强肋

40 第二加强肋

42 第二加强肋

100 中心支柱部

102 内板

104 外板

106 加强板

108 加强肋

110 加强肋

具体实施方式

下面结合附图对本实施方式的车辆用冲击能量吸收结构进行说明。以下说明中适当使用上下前后左右的各方向进行说明，而左右方向表示面向车辆行进方向(前方)时的左右方向。

下面结合图1，对具有本实施方式的车辆用冲击能量吸收结构的车辆10进行说明。图1(A)是表示车辆10的立体图，图1(B)是放大表示设有车辆用冲击能量吸收结构11的部分的立体图。

参考图1(A)，这里表示的是组成车辆10的车身，车辆10由冲压加工成规定形状的多个钢板组成。在车辆10的左右两端附近的下部，形成有向前后方向延伸的下边梁部16。另外，从配置在该图所示的左方的下边梁部16的中央部分，向上方形成有中心支柱部14。中心支柱部14的上端与车顶12连接。

图1(B)表示本实施方式的车辆用冲击能量吸收结构11形成在中心支柱部14上的情况。在该图中，配置有后述的冲击吸收部件的部分——即收纳区域22——用影线表示。本实施方式的车辆用冲击能量吸收结构11形成在中心支柱部14的下部，该部分是在车辆彼此发生侧面碰撞时，被对方车辆赋予碰撞能量的部分。下面针对在中心支柱部14上形成有车辆用冲击能量吸收结构11的情况进行说明，但其他支柱上也可以形成有本实施方式的车辆用冲击能量吸收结构11。

本实施方式的车辆用冲击能量吸收结构11，具有在外板18与内板20之间配置有冲击吸收部件(此处未图示)的构成。车辆用冲击能量吸收结构11的功能为：在车辆10发生其他车辆从左方碰撞的侧面碰撞时，内置的冲击吸收部件发生变形，以此有效地吸收该碰撞产生的冲击能量。通过本实施方式的车辆用冲击能量吸收结构11，能够缓和侧面碰撞导致的冲击，提高乘坐车辆10的乘车者的安全性。

外板18及内板20由经过冲压加工的钢板组成，二者在前后方向上的端部通过将彼此的凸缘进行点焊等而接合。通过该接合结构，在外板18和内板20之间，形成有收纳后述的冲击吸收部件的中空闭合截面。

下面结合图2对上述收纳在闭合空间中的冲击吸收部件24的构成进行说明。图2(A)是整体表示冲击吸收部件24的立体图，图2(B)是从前方观看冲击吸收部件24的侧面图，图2(C)是图2(A)的C-C线上的剖面图，图2(D)是图2(A)的D-D线上的剖面图。

参考图2(A)，冲击吸收部件24由通过注塑成型技术而一体形成的树脂类材料构成。作为构成冲击吸收部件24的材料，可以整体采用树脂类材料，但碳纤维强化塑料(carbon fiber reinforced plastic，以下简称为CFRP)由于重量轻且机械强度高，因此优选作为冲击吸收部件24的材料。

冲击吸收部件24的大致形状，为在上下方向上具有长度方向的大致长方体形状。另外，冲击吸收部件24的面向前方、后方及右方(内侧)的主面设为平坦面。另一方面，冲击吸收部件24的面向左侧(外侧)的主面设为不同于平坦面的异型形状，以提高冲击吸收的效果，该事项将在后面叙述。这种形状的冲击吸收部件24通过螺栓等联接手段，使其上下端部附近被紧固于内板20上。

参考同一幅图，冲击吸收部件24由组合成格子状的多个加强肋组成。具体而言，具有面向前后方向的主面的多个第一加强肋26、28、30、32沿前后方向大致等间距配置。另外，具有面向上下方向的主面的多个第二加强肋34、36、38、40、42沿上下方向大致等间距配置。在此，为了图示简洁，分别表示了数个第一加强肋及第二加强肋，但实际中也可以形成更多的第一加强肋及第二加强肋。

在本实施方式中，参考图2(D)，当发生碰撞事故时，为了加大冲击吸收部件24吸收的冲击能量，将在前后方向上配置在端部的第一加强肋26、32设置成比在前后方向上配置在中央部附近的第一加强肋28、30更接近外板18。具体而言，在前后方向上配置在端部的第一加强肋26、32的外侧的端部配置为比配置在前后方向中央部附近的第一加强肋28、30的外侧的端部更接近外板18。由此，可以抑制冲击吸收部件24在碰撞的初始阶段向左右方向破损，加大冲击吸收部件24吸收的冲击能量。进而防止外板18变形。

具体而言，当发生碰撞事故时，在其他车辆的碰撞下，外板18首先向内侧变形。如上所述，由于外板18由薄钢板组成，因此发生事故时外板18比较容易在碰撞能量的作用下变形。接着，向内侧变形的外板18使得冲击吸收部件24受到推压，而在本实施方式中，外板18变形，并与第一加强肋26、32抵接，具有抑制之后的变形的效果。另一方面，在该阶段中，在前后方向上配置在中央附近的第一加强肋28、30不与外板18接触。因此，在初始阶段，虽然第一加强肋26、32向左右方向压缩变形，但第一加强肋28、30不会压缩变形。

之后，如果外板18进一步向内侧变形，则除两端的第一加强肋26、32外，中央附近的第一加强肋28、30也会压缩变形。因此，中央附近的第一加强肋28、30压缩变形，是发生在端部附近的第一加强肋26、32压缩变形之后。由此，相对于冲击吸收部件24发生的形变大小，可以延长能够吸收冲击的时间。

下面结合图3对该事项进行说明。图3的各曲线图是表示作用于冲击吸收部件24的形变与应力的关系的曲线图，横轴表示冲击吸收部件24产生的形变，纵轴表示形变产生的应力。图3(A)表示将图2所示的各加强肋的长度设为均等的情况，图3(B)表示图2所示的本实施方式的冲击吸收部件24的情况。

参考图3(A)，冲击作用在冲击吸收部件的状况可以大致区分为：第一时期D11，与形变的大小成正比，应力也变大；第二时期D12，大的应力持续一定时间；以及第三时期D13，随着形变加大，应力变小。

在该比较例的情况下，如上所述，当冲击发生作用时，冲击吸收部件会整体变形，因此应力大的第二时期D12变短。即，与本实施方式相比，虽然应力的峰值大，但冲击吸收部件会发生脆性破坏。因此，利用比较例的冲击吸收部件吸收的冲击能量小，发生事故时的安全性可能会降低。另外，应力的峰值大，也可能会导致在发生碰撞事故时的初期，作用于乘车者的冲击能量变大，安全性降低。

参考图3(B)，在本实施方式的冲击吸收部件24中，与上述内容相同，具有第一时期D21、第二时期D22以及第三时期D23。另外，与图3(A)所示的情况相比，虽然应力的峰值小，但应力得到较大保持的时期D22与上述比较例的第二时期D12相比，变长且确保了稳定。由此，更多的冲击能量被冲击吸收部件24吸收，进而能够提高对于中心支柱部14弯曲的强度。其原因如图2(D)所示，当发生碰撞时，前后方向两端的第一加强肋26、32发生变形后，前后方向中央部分的第一加强肋28、30开始变形，因此作为整体，能够较长地确保各加强肋变形的时间。

参考图2(B)，在本实施方式中，第一加强肋26等的上下方向上的中央部附近与上下方向的端部相比，向外板18侧突出。参考同一幅图，第一加强肋26的内板20侧的侧面呈直线状，以和内板20紧贴。另一方面，第一加强肋26的外板18侧的侧面呈现为其中央部分最向外板18侧突出且上下两端部配置在内板20侧的弯曲面。图2(A)所示的其他第一加强肋28、30、32也同样是这种结构。通过该结构，在发生碰撞事故时，冲击吸收部件24的外侧主面并非全面与外板18接触，只有冲击吸收部件24的中央部附近最先与外板18接触并变形。而且，随着外板18向内侧的进入，第一加强肋26会逐渐地整体变形。由此，由于是从中央部开始渐渐变形，因此能够延长第一加强肋26产生应力的同时进行变形的时间。所以，图3(B)所示的第二时期D22延长，可以加大冲击吸收部件24所吸收的冲击能量。

另外，也可以将第一加强肋26最向外板18侧突出的中央部分配置为与预想为发生侧面碰撞时最先受到碰撞的位置相符合。即，使碰撞自车的对方车辆的保险杠高度，与第一加强肋26最向外板18侧突出的中央部分一致。由此，在发生车辆彼此侧面碰撞的事故时，能够利用冲击吸收部件24有效地吸收对方车辆施加的碰撞能量。

另外，参考图2(C)，在本实施方式中，沿上下方向配置有多个第二加强肋，而这些加强肋中，在上下方向上配置在中央部的加强肋，比配置在端部的加强肋更厚地形成。具体而言，在上下方向上配置在中央部的第二加强肋38的厚度L10，比配置在上端的第二加强肋34的厚度L11更厚地形成。另外，在第二加强肋中，配置在中央部的加强肋比配置在端部的加强肋更接近外板18。因此，在发生碰撞事故时，较厚地形成的中央部的第二加强肋38会最先与外板18接触并受到推压。中央部的第二加强肋38变形到某种程度后，与第二加强肋38相邻的第二加强肋36、40会与外板18接触并变形。之后，在上下方向上配置在端部的第二加强肋34、42与外板18接触并变形。

通过上述内容，由于厚的第二加强肋38刚性较高，因此在冲击吸收部件24变形的初始阶段，第一时期D21的峰值上升且可以抑制应力下降。即，参考图3(B)，可以抑制在第二时期D22的初始阶段应力下降。

参考图2(D)，在本实施方式中，在前后方向上配置在两端部的第一加强肋26、32的厚度L13，比配置在中央部的第一加强肋28、30的厚度L14更厚。由此，在发生碰撞时的初始阶段，可以防止应力下降。

具体而言，参考图3(A)，当冲击吸收部件的加强肋的厚度均等时，在第二时期D12的初始阶段(虚线围起的部分)，应力的下降变大，冲击吸收部件所吸收的冲击能量变小。其原因在于，在冲击吸收部件变形的初始阶段，加强肋比较容易弯曲。

另一方向，图3(B)所示的本申请发明中，在第二时期D22的初始阶段(虚线围起的部分)的下降变得比较小。其原因在于，参考图2(D)，如上所述，在碰撞时最先变形的第一加强肋26、32较厚地形成，因此在厚的第一加强肋26、32变形时会产生较多应力，故变形时作用的应力变大。由此，本实施方式的冲击吸收部件24可以吸收更多的冲击能量。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于此，可以在不脱离本发明要旨的范围内进行变更。