JP2017509542A - 車体バンパー構造 - Google Patents

Abstract

自動車パネル内に組み付けられ、車体(1)に加えられた衝撃力を緩和するための車体バンパー構造を提供する。本発明に係る車体バンパー構造は、加えられた衝撃力を緩和できる２つの緩衝フレーム(41)及び接続ラック(42)を備え、前記接続ラック(42)が前記車体の底面にあり、かつ前記車体のシャーシ(2)に固定され、前記２つの緩衝フレーム(41)がそれぞれ前記車体の前端と後端にあり、かつ前記接続ラック(42)の両端に固定される。上記の車体バンパー構造は一体化構造であり、車体の前後にある緩衝フレームが衝撃を受けた場合、それ自体ですべての衝撃力を引き受けるのではなく、衝撃力をバンパー構造全体及びシャーシに分散させるため、より大きな衝撃力に耐えることができ、車体の安全性向上に寄与できる。【選択図】図１

Description

本発明は車両安全の技術分野に関し、特に車体バンパー構造に関する。

車両数の増加に従って、より頻繁に交通事故が発生している。交通事故において、どのようにしてできる限りの乗客の安全を確保するかは、車両安全に関する主な研究の方向である。

車体バンパー構造は本体の外部に設置される付属構造であり、衝突において変形することで、衝撃力を吸収し、車体を保護するものである。従来の技術では、ほとんどのバンパー構造が独立構造となり、例えば、フロントバンパーやリアバンパーなどがある。車体が衝撃を受ける場合、すべての衝撃力が独立したバンパー構造に加わり、その限度を超えると、変形・破壊が生じて、バンパーとしての能力がなくなってしまう。このようなバンパー構造は限定的に車体を保護するだけなので、車両の安全要件を満たしていない。

本発明は、既存技術の欠陥について、自動車のバンパー構造で衝撃に耐える能力が不足しており、車両の安全要件を満たしていないという問題を解消するために、車体バンパー構造を提供する。

本発明に係る車体バンパー構造は、本体の外部に設置され、車体に加えられる衝撃力を緩和させ、加えられた衝撃力を緩和できる２つの緩衝フレーム及び接続ラックを備え、前記接続ラックが前記車体の底面にあり、かつ前記車体のシャーシに固定され、前記２つの緩衝フレームがそれぞれ前記車体の前端と後端とにあり、かつ前記接続ラックの両端に固定される。

さらに、前記緩衝フレームは並んで設置される複数の湾曲管を備え、前記湾曲管の中間部が外側に曲がり、上端が前記車体に接続し、下端が前記接続ラックに接続する。

さらに、前記湾曲管の上端に緩衝パッドが付き、前記緩衝パッドの末端がラッパ状となり、かつ、前記車体に接続する。

さらに、前記緩衝フレームはエアクッションを備え、前記エアクッションが前記湾曲管の屈曲部と前記車体との間にある。

さらに、前記接続ラックは並置される複数の縦棒と横棒を備え、前記接続ラックが各前記縦棒の両端に接続し、各前記横棒の一端が前記縦棒に接続し、もう一端が前記シャーシに接続する。

さらに、各前記縦棒は互いに独立した前縦棒及び後縦棒を備え、各前記前縦棒及び後縦棒の一端が前記緩衝フレームに接続し、もう一端が前記シャーシにあるビームに接続する。

さらに、各前記前縦棒及び後縦棒は複数のロッドで接続することにより構成するものであり、かつ、接続部に弾性緩衝部材が設けられる。

さらに、前記ロッドの接続部に複数のプラグ孔が設けられ、前記弾性緩衝部材が弾性ゴムブロックであり、前記弾性ゴムブロックの両端に、前記プラグ孔に挿入し固定する複数のプラグコネクタが設けられる。

さらに、前記ロッドは直線に伸びるストレートロッド、及び湾曲した形状となった湾曲ロッドを備える。

さらに、前記湾曲ロッドに湾曲部の強度を強化させるための衝撃吸収ラックが設けられ、前記衝撃吸収ラックが２つの柱を介して前記湾曲ロッドに固定される。

さらに、車体内に設けられる複数のエアバッグを備える。

本発明に係る車体バンパー構造は、２つの緩衝フレーム及び接続ラックを備え、２つの緩衝フレームがそれぞれ車体の前端及び後端に設けられ、かつ、接続ラックで一体化する。車体の前端または後端が衝撃を受ける場合、緩衝フレームで衝撃力を吸収し接続ラックに伝導し、さらに接続ラックでそれをシャーシに伝導することで、衝撃力をバンパー構造全体及びシャーシに分散させ、バンパー構造が衝撃に耐える能力を向上させ、自動車の安全性を高める。

本発明の実施例による車体１のバンパー構造の底面概略図である。 本発明の実施例による車体１のバンパー構造の等角投影図である。 図２のＡ箇所の拡大概略図である。

本発明の目的、技術的解決手段及び利点をより明らかにするために、以下、添付する図面及び実施例を参照し、本発明についてさらに説明する。本明細書に記載する実施例は、あくまでも本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定することを意図しない。

以下、添付する図面を参照し、本発明の実施形態についてさらに説明する。

図１に示すように、車体バンパー構造は、それぞれ車体1の内部に設けられる２つの緩衝フレーム41、及び車体1のシャーシに設けられる接続ラック42を備える。２つの緩衝フレーム41は、それぞれ接続ラック42の両端に固定され、かつ、車体1の自動車パネル(シェルなど)の内部にある。接続ラック42は、車体1のシャーシ2に固定される。

緩衝フレーム41はそれぞれ車体1内部の前端・後端に設けられ、衝撃については緩衝フレーム41ですべての衝撃力を引き受けるのではなく、その衝撃力を接続ラック42及びシャーシ2に伝導し、衝撃力をバンパー構造全体及びシャーシ2に分散させる。従来の技術で独立して設置される緩衝フレームに比べて、本実施例における緩衝フレーム41は、構造や材料を変更しなくても、より大きな衝撃力に耐えることができ、車体が衝撃に耐える能力を向上させ、運転の安全性を高める。本実施例における車体バンパー構造は、衝撃力を吸収する能力がより優れるので、コンパクト化しながら、十分な耐衝撃能力を確保でき、また、車体1内部に設けることができるので、車体1の体積を減少させるだけでなく、車体1の外部に一般的なバンパーを設置し、耐衝撃能力をさらに向上させる。

図２及び図３に示すように、緩衝フレーム41は並んで設置される複数の湾曲管411を備え、湾曲管411の中間部が外側に曲がり、上端が車体1に接続し、下端が接続ラック42に接続し、バンパー構造となる。湾曲管411の上端と車体1との接続部に緩衝パッド4111が付き、緩衝パッド4111の末端がラッパ状となり、かつ、車体1に接続される。緩衝フレーム41が衝撃を受ける場合、複数の湾曲管411が変形することで一部の衝撃力を吸収し、湾曲管411の上端に付けられる緩衝パッド4111も変形することで一部の衝撃力を吸収し、湾曲管411から車体1への応力を減らし、末端のラッパ状の構造で緩衝パッド4111と車体1との接触面積を増やし圧力を分散させることで、湾曲管411が衝撃を受ける時、簡単には車体1に損傷を与えない。

図２に示すように、緩衝フレーム41で衝撃を吸収する能力を向上させるために、エアクッション412も設けられる。エアクッション412は複数の湾曲管411の湾曲部と車体1とが形成する空間にある。それ自体がインフレータブル弾性部材なので、緩衝フレーム41が衝撃を受ける時、湾曲部411の変形で、その衝撃力をエアクッション412に伝動し、エアクッション412の変形で一部の衝撃力を吸収することで、緩衝フレーム41による、衝撃力を緩和させる能力を向上させる。

図１に示すように、接続ラック42は複数の縦棒421と横棒422を備え、複数の縦棒421がシャーシ2に沿って縦方向に並んで設置され、接続ラック41が各縦棒421の両端に接続し、複数の横棒422がシャーシ2に沿って横方向に並んで設置され、各横棒422の一端が縦棒421に接続され、もう一端がシャーシ2に接続される。

緩衝フレーム41が衝撃を受ける時、衝撃力は次の各部に緩衝・吸収される。1）緩衝フレームの変形で吸収する。2）縦棒421の軸方向での収縮・変形で吸収する。3）応力で縦棒421に縦方向変位が発生することにより、横棒422を変形させることで吸収する。4）横棒422を介してシャーシ2に伝動し、シャーシ2を変形させることで吸収する。衝撃力を上記の各部に分散させることで、各部が直接吸収する衝撃力を減らし、「バレル効果」を避けるので、バンパー構造全体は短所がなくなり、より大きな衝撃力に耐えることができる。

図１に示すように、各縦棒421は前縦棒及び後縦棒を備え、前縦棒の前端が車体1の前端にある緩衝フレーム41に接続され、後端が車体1のシャーシ2にあるビームに接続され、後縦棒は類似した構造があり、その後端が車体1の後端にある緩衝フレーム41に接続され、前端が車体1のシャーシ2にあるビームに接続される。このようなビームに接続される構造で、衝撃から横棒422に与える衝撃力を減らし、シャーシ2が耐えることができる衝撃力を増やすので、縦棒421がより安定する。

縦棒421の前縦棒及び後縦棒は複数のロッドで接続されることにより構成するものであり、かつ、接続部に弾性緩衝部材4213が設けられる。上記の第2）部分で吸収する衝撃力のうち、縦棒421に沿って設けられる複数の弾性緩衝部材4213がその一部を吸収する。衝撃力が大きすぎると、縦棒421は弾性緩衝部材4213をノードとして切断される。切断される時、一部の衝撃力が解放され、かつ、切断によってその他の車体バンパー構造及びシャーシ2を保護でき、車体バンパー構造において「ヒューズ」のような役割を果たす。

弾性緩衝部材4213の構造は様々ある。例えば、両側に粘着パッドや留め具付きのばね受けなどが設けられる。具体的には、本実施例では、各ロッドの接続部に複数のプラグ孔が設けられ、弾性緩衝部材4213は弾性ゴムブロック(図に示されていない)であり、弾性ゴムブロックの両端に、プラグ孔に挿入し固定する複数のプラグコネクタが設けられる。その両端のプラグコネクタを隣接するロッドのプラグ孔に挿入すると、隣接するロッドを接続でき、その真直度が良く、追加の留め具を要さず、容易に解体・装着できる。弾性ゴムブロックは弾性があり収縮でき、大きすぎる衝撃力を受ける場合、プラグ孔に亀裂が生じ、弾性ゴムブロックが脱落することで、縦棒421が切断される。後でメンテナンスする時、破損したロッドを交換するだけでよい。

図２に示すように、ロッドは、直線に伸びるストレートロッド4211、及び湾曲した形状となった湾曲ロッド4212を備える。シャーシ2に車軸、エンジンなどの構造があるので、干渉を防止するように、縦棒421が関連構造を回避する必要があるが、関連構造を回避するために全体的設置方向を変更すると、車体バンパー構造に大きな影響を及ぼす。本実施例では、縦棒421は複数のロッドより構成されるものであり、ストレートロッド4211及び湾曲ロッド4212を設置し、かつ、適切な方法で配列するだけで、湾曲ロッド4212を介して関連構造を回避でき、縦棒421全体を変更する必要がない。

縦棒421は、軸方向に収縮・変形することで衝撃力を吸収する必要があるが、湾曲ロッド4212は、軸方向に変形する時に割れやすい。設けられる衝撃吸収ラックで、湾曲ロッド4212に伝動される振動・衝撃を吸収でき、その強度を強化する役割を果たす。衝撃吸収ラックは様々な構造で設置が可能であり、理論的には湾曲ロッド4212の曲げ方向にフィットし、かつ、シャーシ2にある関連構造と干渉することはない。実使用時に、上記の原則により適切な形状を有するものを設計し、湾曲ロッド4212とともに軸方向での変形に耐え、変形時に受ける衝撃力を分散させることができる。本実施例では、衝撃吸収ラックは２つの柱を介して湾曲ロッド4212に接続される。

車体1の周りの耐衝撃能力を向上させるように、車体の内側に複数のエアバッグが設けられ、側面からの衝撃力を吸収する。

上述した内容はあくまでも本発明による好ましい実施形態であり、本発明の限定にはならない。本発明の精神及び原則の範囲内である限り、いかなる修正、同等置換、改良などのすべては本発明による保護範囲内に含まれるべきである。

（付記）
（付記１）
自動車パネル内に組み付けられ、車体に加えられた衝撃力を緩和させ、加えられた衝撃力を緩和できる２つの緩衝フレーム及び接続ラックを備え、前記接続ラックが前記車体の底面にあり、かつ前記車体のシャーシに固定され、前記２つの緩衝フレームがそれぞれ前記車体の前端と後端とにあり、かつ前記接続ラックの両端に固定されることを特徴とする車体バンパー構造。

（付記２）
前記緩衝フレームは並んで設置される複数の湾曲管を備え、前記湾曲管の中間部が外側に曲がり、上端が前記車体に接続し、下端が前記接続ラックに接続することを特徴とする付記１に記載の車体バンパー構造。

（付記３）
前記湾曲管の上端に緩衝パッドが付き、前記緩衝パッドの末端がラッパ状となり、かつ、前記車体に接続することを特徴とする付記２に記載の車体バンパー構造。

（付記４）
前記緩衝フレームはエアクッションを備え、前記エアクッションが前記湾曲管の屈曲部と前記車体との間にあることを特徴とする付記３に記載の車体バンパー構造。

（付記５）
前記接続ラックは並置される複数の縦棒と横棒を備え、各前記接続ラックが各前記縦棒の両端に接続し、各前記横棒の一端が前記縦棒に接続し、もう一端が前記シャーシに接続することを特徴とする付記１〜４のいずれか１つに記載の車体バンパー構造。

（付記６）
各前記縦棒は互いに独立した前縦棒及び後縦棒を備え、各前記前縦棒及び後縦棒の一端が前記緩衝フレームに接続し、もう一端が前記シャーシにあるビームに接続することを特徴とする付記５に記載の車体バンパー構造。

（付記７）
各前記前縦棒及び後縦棒は複数のロッドで接続することにより構成するものであり、かつ、接続部に弾性緩衝部材が設けられることを特徴とする付記５に記載の車体バンパー構造。

（付記８）
前記ロッドの接続部に複数のプラグ孔が設けられ、前記弾性緩衝部材が弾性ゴムブロックであり、前記弾性ゴムブロックの両端に、前記プラグ孔に挿入し固定する複数のプラグコネクタが設けられることを特徴とする付記７に記載の車体バンパー構造。

（付記９）
前記ロッドは直線に伸びるストレートロッド、及び湾曲した形状となった湾曲ロッドを備えることを特徴とする付記８に記載の車体バンパー構造。

（付記１０）
前記湾曲ロッドに湾曲部の強度を強化させるための衝撃吸収ラックが設けられ、前記衝撃吸収ラックが２つの柱を介して前記湾曲ロッドに固定されることを特徴とする付記９に記載の車体バンパー構造。

（付記１１）
車体内に設けられる複数のエアバッグを備えることを特徴とする付記１０に記載の車体バンパー構造。

Claims (11)

1. 自動車パネル内に組み付けられ、車体に加えられた衝撃力を緩和させ、加えられた衝撃力を緩和できる２つの緩衝フレーム及び接続ラックを備え、前記接続ラックが前記車体の底面にあり、かつ前記車体のシャーシに固定され、前記２つの緩衝フレームがそれぞれ前記車体の前端と後端とにあり、かつ前記接続ラックの両端に固定されることを特徴とする車体バンパー構造。
2. 前記緩衝フレームは並んで設置される複数の湾曲管を備え、前記湾曲管の中間部が外側に曲がり、上端が前記車体に接続し、下端が前記接続ラックに接続することを特徴とする請求項１に記載の車体バンパー構造。
3. 前記湾曲管の上端に緩衝パッドが付き、前記緩衝パッドの末端がラッパ状となり、かつ、前記車体に接続することを特徴とする請求項２に記載の車体バンパー構造。
4. 前記緩衝フレームはエアクッションを備え、前記エアクッションが前記湾曲管の屈曲部と前記車体との間にあることを特徴とする請求項３に記載の車体バンパー構造。
5. 前記接続ラックは並置される複数の縦棒と横棒を備え、各前記接続ラックが各前記縦棒の両端に接続し、各前記横棒の一端が前記縦棒に接続し、もう一端が前記シャーシに接続することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車体バンパー構造。
6. 各前記縦棒は互いに独立した前縦棒及び後縦棒を備え、各前記前縦棒及び後縦棒の一端が前記緩衝フレームに接続し、もう一端が前記シャーシにあるビームに接続することを特徴とする請求項５に記載の車体バンパー構造。
7. 各前記前縦棒及び後縦棒は複数のロッドで接続することにより構成するものであり、かつ、接続部に弾性緩衝部材が設けられることを特徴とする請求項５に記載の車体バンパー構造。
8. 前記ロッドの接続部に複数のプラグ孔が設けられ、前記弾性緩衝部材が弾性ゴムブロックであり、前記弾性ゴムブロックの両端に、前記プラグ孔に挿入し固定する複数のプラグコネクタが設けられることを特徴とする請求項７に記載の車体バンパー構造。
9. 前記ロッドは直線に伸びるストレートロッド、及び湾曲した形状となった湾曲ロッドを備えることを特徴とする請求項８に記載の車体バンパー構造。
10. 前記湾曲ロッドに湾曲部の強度を強化させるための衝撃吸収ラックが設けられ、前記衝撃吸収ラックが２つの柱を介して前記湾曲ロッドに固定されることを特徴とする請求項９に記載の車体バンパー構造。
11. 車体内に設けられる複数のエアバッグを備えることを特徴とする請求項１０に記載の車体バンパー構造。

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