(57)【要約】【課題】車両に対して前後方向から加わる衝突エネルギーを吸収緩和のみならず、側面方向から加わる衝突エネルギーをも吸収緩和でき、運転手や同乗者等の衝突安全性を確保できる衝撃吸収構造体と、この衝撃吸収構造体を構成する衝撃吸収板を簡単な構造で提供すること。【解決手段】前フレーム３０または後フレーム４０の外側に補助フレーム３５、４５を有し、前フレーム３０または後フレームと各補助レーム３５、４５との間に、特には，水平断面が略Ｓ字形状または略Ω形状の湾曲状に形成された衝撃吸収板５０ａ，５０ｂ複数が車両左右方向並びに前後方向に介装されており、例えば正面衝突時に負荷される衝突エネルギーによって、衝撃緩衝板５０ａは横ズレなく押し潰され、衝撃緩衝板５０ｂは横ズレ変形して圧潰され、この過程で衝突エネルギイーを吸収緩和して運転手や同乗者等の衝突安全性を確保できるようになっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央フレーム、前フレームおよび後フレームを車両前後方向に延在したシャーシに装着され、衝突の際に生じる衝撃を緩和する衝撃吸収構造体であって、
前記前フレームの外側に前輪用補助フレームを有し、前記後フレームの外側に後輪用補助フレームを有し、前記前フレームと前輪用補助フレームの間ならびに前記後フレームと後輪用補助レームとの間に、衝撃吸収板または油圧式のアブソバーの複数がそれぞれ車両の左右および前後方向に介装されていることを特徴とする衝撃吸収構造体。
【請求項２】
前記前輪用補助フレームの前面および前記後輪用補助フレームの後面のそれぞれに、前記衝撃吸収板又は油圧式のアブソバーを介装したバンバーを有することを特徴とする請求項１記載の衝撃吸収構造体。
【請求項３】
前記前輪用及び後輪用補助フレームの車両左右方向が、前面バンバーまたは後面バンバーを構成していることを特徴とする請求項１または２に記載の衝撃吸収構造体。
【請求項４】
前記衝撃吸収板の水平断面が湾曲状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の衝撃吸収構造体。
【請求項５】
前記衝撃吸収板の水平断面が略Ｓ字形状または略Ω形状であることを特徴とする請求項４に記載の衝撃吸収構造体。
【請求項６】
前記衝撃吸収構造体において、
前記中央フレームに、前記衝撃吸収板を介して側面補助フレームが装着されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の衝撃吸収構造体。
【請求項７】
前記側面フレーム水平断面が湾曲形状に形成されていることを特徴とする請求項６記載の衝撃吸収構造体。
【請求項８】
水平断面が湾曲状に形成され、前記前フレームと前輪用補助フレームの間、または、前記後フレームと後輪用補助フレームの間に介装されることを特徴とする衝撃吸収板。
【請求項９】
前記衝撃吸収板の水平断面が略Ｓ字形状または略Ω形状であることを特徴とする請求項８記載の衝撃吸収板。
【請求項１０】
中央フレーム、前フレームおよび後フレームが車両前後方向に延在したシャーシにおいて、
前記中央フレームと前記前フレームの間、および、前記中央フレームと後フレームとの間を互いに段違いに連結する緩衝連結材であって、衝突の際に屈曲して衝突エネルギーを吸収緩和することを特徴とする緩衝連結材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝突の際に生じる衝撃を吸収緩和することで、車両乗員の衝突安全性を向上させる衝撃吸収構造体と、この衝撃吸収構造体を構成する衝撃吸収板ならびに緩衝連結材の提供に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の係る衝撃吸収構造体としては、車体の前部からエンジンルームを経てバンバーに至る部材のバンバー側に、油圧式の衝撃アブソーバーを備えたものが提案され、これを配備した車両が市販されている。
【０００３】
一方、サイドビームなどの衝突反力発生部材と各コンポーネント間の隙間とで構成されるクラッシャブルゾーンを車体前部に配置し、この部分の車体構成部材（例えばゴアー）を変形させることで衝突エネルギーの吸収を行い、乗員の乗車空間にまで変形が及ばないようにした車体構造が種々提案されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
また、車両の前後方向に延在するシャーシと、車室を画定すると共に乗員シート及び該乗員を拘束するためのシートベルトが設けられた車体部分とが別体からなり、両者を相対的に前後方向に移動可能に構成したものなども提案されている（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１０１３５４号公報、
【特許文献２】
特開２００３−２６０３９号公報、（特許請求の範囲、請求項１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の技術にあっては、車両に対して前後方向または若干斜めから加わる衝突エネルギー（衝撃）を吸収緩和するための有効手段となりうるものの、特には、側面衝突（側突）時に車両に加わる衝突エネルギーを吸収緩和させ難いという問題があった。
【０００７】
特に、特許文献２記載の技術では、ボックス構造の変形によって運転室が変形する（したがって、たとえばフロントガラスおよび運転台の変形が生じる）ため、運転室内の運転者が衝撃時に負傷することがあるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み鋭意検討されたもので、その目的とするするところは、車両に対して前後方向から加わる衝突エネルギイーを吸収緩和できるだけでなく、車両の側面方向から加わる衝突エネルギイーをも吸収緩和できる衝撃吸収構造体を提供する、すなわち、車両乗員の衝突安全性を向上させるにある。
【０００９】
上記衝撃吸収構造体を構成するための衝撃吸収板の提供は、本発明の他の目的とするところである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、例えば、前輪用フレームおよび後輪用フレームの外側にそれぞれ略コ字形状の補助フレームを備えるとともに、この補助レームと各フレームの間に、例えば水平断面が略Ｓ字形状または略Ω形状の衝撃吸収板を介装すると、車両左右方向に備えた衝撃吸収板の主として圧潰変形および横ズレ変形によって、車両の全方向から加わる衝撃エネルギーを吸収緩和できることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１１】
すなわち、上記目的を達成するために本発明が採用した手段は、請求項１の発明は、中央フレーム、前フレームおよび後フレームを車両前後方向に延在したシャーシに装着され、衝突の際に生じる衝撃を緩和する衝撃吸収構造体であって、
前記前フレームの外側に前輪用補助フレームを有し、前記後フレームの外側に後輪用補助フレームを有し、前記前フレームと前輪用補助フレームの間ならびに前記後フレームと後輪用補助レームとの間に、衝撃吸収板または油圧式のアブソバーの複数がそれぞれ車両の左右および前後方向に介装されていることを特徴とする衝撃吸収構造体。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載の衝撃吸収構造体において、前記前輪用補助フレームの前面および前記後輪用補助フレームの後面のそれぞれに、前記衝撃吸収板又は油圧式のアブソバーを介装したバンバーを有するものを、その要旨とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の衝撃吸収構造体において、前記前輪用及び後輪用補助フレームの車両左右方向が、前面バンバーまたは後面バンバーを構成しているものを、その要旨とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の衝撃吸収構造体において、前記衝撃吸収板の水平断面が湾曲状に形成されているものを、その要旨とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４に記載の衝撃吸収構造体において、前記衝撃吸収板の水平断面が略Ｓ字形状または略Ω形状であるものを、その要旨とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の衝撃吸収構造体において、前記中央フレームに、前記衝撃吸収板を介して側面補助フレームが装着されているものを、その要旨とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項６記載の衝撃吸収構造体において、前記側面フレームの水平断面が湾曲形状に形成されているものを、その要旨とする。
【００１８】
つぎに、請求項８の発明は、水平断面が湾曲状に形成され、前記前フレームと前輪用補助フレームの間、または、前記後フレームと後輪用補助フレームの間に介装されるところに特徴を有する衝撃吸収板を、その要旨とする。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項８記載の衝撃吸収板において、前記衝撃吸収板の水平断面が略Ｓ字形状または略Ω形状であるものを、その要旨とする。
【００２０】
つぎに、請求項１０の発明は、中央フレーム、前フレームおよび後フレームが車両前後方向に延在したシャーシにおいて、前記中央フレームと前記前フレームの間、および、前記中央フレームと後フレームとの間を互いに段違いに連結する緩衝連結材であって、衝突の際に屈曲して衝突エネルギーを吸収緩和するところに特徴を有する緩衝連結材を、その要旨とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて詳細に説明するが、これはその代表的なものとして例示したに過ぎず、その要旨を越えない限り以下の実施例により本発明が限定されるものではなく、様々に設計変更して実施できるものとする。
【００２２】
図１は、第１実施例の衝撃吸収構造体１０を有する車両シャーシ部分を模式的に示す概略斜視図である。
【００２３】
図において、この衝撃吸収構造体１０は、中央フレーム２０と、中央フレーム２０の前後に存する前フレーム３０および後フレーム４０を具備しており、各フレーム間は緩衝連結材５を介して中央フレーム２０が低位置となる段違いに固着されている。なお、中央フレーム、前フレームおよび後フレームを車両前後方向で同一平面上に延在させてあっても構わないが、同一平面に近いほど、後述する緩衝連結材５の作用効果を得難い傾向がある。
【００２４】
この衝撃吸収構造体１０を具備した車両が正面衝突した時、すなわち、車両に対して正面または前方若干斜めから衝突エネルギー（衝撃）、すなわち、緩衝連結材５は前フレーム３０が中央フレーム２０側に向け、また、中央フレーム２０は後フレーム４０側に向けた強制的な変形力として負荷されるため、各緩衝連結材５の例えば圧潰、変形が生じる。すなわち、この圧潰、変形によって、衝突エネルギー（衝撃）を吸収緩衝（吸収分散）できる。これと実質同一のメカニズムによって、追突時の衝突エネルギー（衝撃）も吸収緩衝できる。
【００２５】
また、衝撃吸収構造体１０を具備した車両が側面衝突（側突）、すなわち、車両側面側から衝突エネルギー（衝撃）が加わると、各緩衝連結材５が、前フレーム３０、中央フレーム２０あるいは後フレーム４０を水平方向に移動させるように変形するため、これにより、側面側から加わった衝突エネルギーでも吸収緩衝（吸収分散）できるのである。
【００２６】
つぎに、第２実施例の衝撃吸収構造体１０’を、図２に模式的に示す概略平面図を参照しつつ説明する。
【００２７】
図において、衝撃吸収構造体１０’は、シャシーを構成する前フレーム３０および後フレーム４０と、各フレーム３０，４０の外側に略コ字形状の前輪用補助フレーム３５、後輪用補助フレーム４５をそれぞれ有し、前フレーム３０と前輪用補助フレーム３５の間および後フレーム４０と後輪用補助フレーム４５の間には、それぞれ衝撃吸収板５０が介装されている。前輪用補助フレーム３５に前輪をそして後輪用補助フレーム４５に後輪をそれぞれ装着するようになっている。
【００２８】
また、前輪用及び後輪用補助レーム３５，４５の前面あるいは後面側に、衝撃吸収板５０を介装してバンバーがさらに装着されている。また、中央フレーム２０の外側には、衝撃吸収板５０を介して側面補助フレーム２５が装着されている。
【００２９】
なお、前輪用あるいは後輪用補助フレーム３５，４５を構成する前後方向の部材部分の前部を、衝撃吸収板５０を介装することなくバンバーに直結したり、前輪用あるいは後輪用補助フレーム３５，４５を構成する左右方向の部材部分を、後述する衝撃吸収板５０の形状に形成することができるものとする。
【００３０】
前記衝撃緩衝板５０は、車両衝突時に座屈、圧潰、横ズレ変形することで衝突エネルギーを吸収緩衝（吸収分散）できるように成形されているものならば何でも良く、例えば、中空パイプ、上下方向の側端部を屈曲して略Ω字形状に加工された衝撃緩衝板や略Ｓ字形状に加工された衝撃緩衝板（図５参照）、略Ω字形状の衝撃緩衝板５２ａ，５２ｂを２重に重ねたもの（図６参照）、これら衝撃緩衝板に衝撃吸収パイプや衝撃吸収樹脂を装着したもの（図示しない）、中央部を蜂の巣乃至ヘチマ形状に切欠いて略コ字形状に形成した衝撃緩衝板５２’（図７参照）などが例示できる。
【００３１】
衝撃緩衝板５０の材質や寸法形状、配置位置や数量などは、想定される衝突車両の種類、速度、重量等を考慮して最も適切な吸収緩衝効果が得られるように適宜設計変更できるものとする。
【００３２】
つぎに、水平断面が略Ω形状となるように装着された衝撃緩衝板５０を有する衝撃吸収構造体１０’を例にして、その衝突時における作用を説明する。
【００３３】
まず、正面衝突した場合（追突された場合も実質同一である）、前フレーム３０と前輪用補助フレーム３５の間およびバンバーと前輪用補助フレーム３５の間に存する車両前面側の左右方向の各衝撃緩衝板５０ａは、衝突エネルギーが車両前面側から後方側に向け（頂部から底部に向け）負荷されるため、各衝撃緩衝板５０ａは横ズレなく押し潰される（圧潰、変形する）。
【００３４】
一方、前フレーム３０と前輪用補助フレーム３５の間およびバンバーと前輪用補助フレーム３５の間に存する車両側面側の前後方向の各衝撃緩衝板５０ｂは、衝突エネルギーが車両前面側から後方側に向け（頂部から底部に向け）負荷されるため、各衝撃緩衝板５０ｂは横ズレ変形して圧潰される。
【００３５】
さらに、これらの衝撃緩衝板５０ｂの圧潰、変形によって衝突エネルギーが吸収緩衝しきれない場合には、中央フレーム２０と側面補助フレーム２５間に装着された衝撃緩衝板５０ｂ’に対して衝突エネルギーが加わるため、衝撃緩衝板５０ｂ’が横ズレ変形して圧潰されるので、これによって、さらに衝突エネルギーの吸収緩衝が生じるのである。
【００３６】
つぎに、側面衝突した場合には、先ず、中央フレーム２０と側面補助フレーム２５間に装着された衝撃緩衝板５０ｂ’に対して衝突エネルギーが加わるため、この衝撃緩衝板５０ｂ’が横ズレなく押し潰される（圧潰、変形する）。
【００３７】
ついで、前フレーム３０と前輪用補助フレーム３５の間およびバンバーと前輪用補助フレーム３５の間に存する車両側面側の前後方向の各衝撃緩衝板５０ｂのうち、衝突側面側に存する各衝撃緩衝板５０ｂが横ズレなく引っ張られて伸びるとともに、衝突側面側と反対側に存する各衝撃緩衝板５０ｂが押し潰される（圧潰、変形する）。さらに、前記車両前面側の左右方向の各衝撃緩衝板５０ａが  横ズレしながら圧潰、変形する。
【００３８】
以上の通り、これら衝撃緩衝板の圧潰変形および横ズレ変形によって得られる衝突エネルギーの吸収緩衝作用が互いに相まって（相乗的に作用するため）、車両が正面衝突した時、追突された時、また側面衝突された時のいずれの場合においても、衝突エネルギーを効果的に吸収緩衝でき、これにより、運転手や同乗者等の衝突安全性を確保できるのである。
【００３９】
なお、上述したように、衝撃緩衝板５０の材質や寸法形状、配置位置や数量などは、想定される衝突車両の種類、速度、重量等を考慮して最も適切な吸収緩衝効果が得られるように適宜設計変更できるし、上述した各衝撃吸収板の複数を組合せて使用できること無論のことである。
【００４０】
また、衝撃緩衝板を長手方向が水平方向になるように装着されていると、衝撃緩衝板５０による圧潰変形による衝突エネルギーの吸収緩衝作用を得ることはできるものの、横ズレ変形に対して抵抗するために横ズレ変形し難い。従って、衝撃緩衝板を長手方向が上下方向となるように装着されていることが、好ましい。
【００４１】
【発明の効果】
以上、本発明の衝撃吸収構造体によると、簡単な構造で、正面、側面及び前後斜めのいずれの方向から衝突されても、運転手や同乗者等の安全を確保できるなど、実効性に優れた作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施例の衝撃吸収構造体を模式的に示す概略斜視図である。
【図２】図２は、本発明となる他の衝撃吸収構造体を模式的に示す概略平面図である。
【図３】図３は、図２の衝撃吸収構造体であって衝突前の状態を模式的に示す要部断面図である。
【図４】図４は、図３の衝撃吸収構造体の正面衝突後の状態であって、略Ω字形状の衝撃吸収板が圧潰変形、横ズレ変形している状態を模式的に示す要部平面図である。図中、白抜き矢印は衝突エネルギーの負荷方向を示している。
【図５】図５は、略Ｓ字形状の衝撃吸収板を備えた衝撃吸収構造体を模式的に示す要部平面図である。
【図６】図６は、本発明に係わる他の衝撃吸収板を模式的に示す要部平面図である。
【図７】図７は、本発明に係わる他の衝撃吸収板を模式的に示す要部平面図である。
【符号の説明】
５    緩衝連結材
１０    緩衝吸収構造体
１０’  緩衝吸収構造体
２０    中央フレーム
２５    側面補助フレーム
３０    前フレーム
３２    前面バンバー
３５    前輪用補助フレーム
４０    後フレーム
４２    後面バンバー
４５    後輪用補助フレーム
５０      衝撃緩衝板
５０ａ    衝撃緩衝板
５０ｂ    衝撃緩衝板
５０ｂ’  衝撃緩衝板
５２ａ    衝撃緩衝板
５２ｂ    衝撃緩衝板
５２’    衝撃緩衝板
Ｘ    前輪
Ｙ    後輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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