JP2010503570A - 衝突により自動車のドアに向かって衝撃エネルギーが作用する際の乗員保護のための自動車用の装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも二つの部分を有する結合構造を備えた、衝突により側方から自動車のドアに向かってエネルギーが入力する際の乗員保護のための自動車用の装置に関する。本発明は、第１の部分（１）が、自動車のドア（２）の内部の旋回軸受に回転可能に固定的に連節されており、且つ鉛直な位置から水平な位置へと、力を加えられて可逆的に移行可能であること、第２の部分（３）が、棒状又は管状に形成されており、且つ自動車のボディと固定結合された第１の端部を有すること、第２の部分が、第１の端部と向かい合う第２の端部を有しており、この第２の端部が、第１のポジションから水平な直線移動によって第２のポジションへと、力を加えられて可逆的に移行可能であること、及び水平な位置における第１の部分と第２のポジションにおける第２の部分が、共通の継目部分を介して作用結合させることができ、これにより自動車のドアに作用するエネルギー入力を、直線的で水平に方向付けられた力の流れに沿って、旋回軸受から第１及び第２の部分を経由し、第２の部分のうち自動車のボディと固定結合された第１の端部へと誘導可能であることを特徴とする。
【選択図】図１ｂ

Description

本発明は、結合構造を備えた、衝突により側方から自動車のドアに向かって衝突エネルギーが作用する際の乗員保護のための自動車用の装置に関し、この結合構造が、少なくとも二つの部分を第１及び第２の部分として有しており、そのうち、第１の部分が自動車のドアと固定結合されており、第２の部分が自動車のボディのうち車室内にあるエネルギー吸収部と固定結合されており、この両方の部分が、少なくとも一つの共通の継目部分を介して、側方から自動車のドアに作用するエネルギー入力の少なくとも一部を、自動車のボディ領域に狙い通りに誘導するために互いに作用結合させることができる。

自動車での乗員保護は、自動車の設計及び新製品開発の際の主要課題の一つとみなされている。独自の開発目標により、成形された衝撃吸収部がフロント部及びリア部に設置され、この衝撃吸収部が、前面衝突及び後面衝突の際に客室をほぼ確実に保護することを可能にする。これに対し側面衝突時の乗員保護の場合、自動車の側面構造は、可能な変形経路が小さく、吸収力が僅かであることから、より大きな問題をはらんでいる。

自動車の側面衝突時の乗員に対する危険を軽減するための既知の解決策は、自動車のドアを強化することである。例えば、自動車のドアに特殊輪郭をつけることが知られており、この特殊輪郭は、自動車を横切る方向で高い剛性及び／又は高いエネルギー吸収力を有している。例えばＤＥ １９６ ３３ ６３７ Ａ１からは、側面衝突保護機構を備えた車両ドアが明らかであり、この車両ドアにおいては、ドアフレームがアーチ状に形成された支持バーであり、この支持バーが衝突時にねじれ、いわば捕獲網のような作用の引張負荷下で変形する。

しかしながら、このように適切な縦桁を設けることによってサイドドアを強化することは、激しい衝突の場合、サイドドアに外から力が作用した際に、ドアが車両ボディのドア開口部ですっかり貫通される恐れがあり、その結果、乗員の生存空間が著しく狭められ、つまり生存のチャンスが減少するので、乗員の安全にとって常に十分とはいえない。

いずれにせよ現況技術では、サイドドアに作用する力を車両ボディに伝達するのに適した一連の措置が知られている。例えば、ドアとドア開口部とを適切な面積で重ねることによる措置、或いはドア縁から突き出ているボルトが、衝突時に自動車のボディのドア開口部の補強された空隙内に噛み合うことによる措置である。例えばＤＥ ＡＳ ２２ １５ ６７４からは、自動車のドア用の補強機構が明らかになるが、この補強機構は、基本的にアーチ状に外側に張り出した桁から成り、その端部の部材は、外からの衝突によって桁が真っ直ぐ伸びた形に変形されると、ドアフレーム内の相応に堅固な陥凹部に食い込む。この桁は、特殊輪郭をつけた鋼板から成ることが好ましく、これは典型的には変形によって適切な形状になる。

上記の措置によって生じる自動車の自重増加を回避するため、ＤＥ ４１ ２５ ２９９ Ｃ２には、重量軽減の理由で、アーチ状に成形された繊維強化複合材製の補強桁機構から成る自動車のドア用の補強機構が記載されている。この場合も、補強装置は完全にドアの内側にあり、衝突時にのみ、それに伴う補強桁の変形により、両側の端部領域がドアから突き出し、この端部領域が再び自動車のボディのドアフレーム内の堅固な支持部側面と作用結合する。

ＤＥ １９８ ３９ ５１９ Ａ１からは、クロスビーム構造を、側面衝突時の車両乗員の保護機構として備える客室を読み取ることができ、このクロスビーム構造が、衝突時に車両のドアと中央コンソールの間の横の結合を生じさせるので、客室内に食い込んでくる車両のドア部分から座席部分を保護することになる。クロスビーム構造は、衝突時にのみ火薬式又は圧搾空気式の作動装置により、堅固な横の結合を形成しながら展開して延ばされることによって出現し、それ以外のときは座席、ドア、及び中央コンソールの上張り中に組み込まれて、関節で曲がるように形成されている。

前述の現況技術から、本発明の課題は、乗員保護を最適化し、側面衝突又は側面衝突に類する衝突状況の際の、乗員保護の向上を提供することができる安全システムを提示することである。最終的に、衝突による自動車のドアの変形によって乗員スペースが減少し過ぎること、また若しくはドア部分が中に食い込む際に乗員に傷を負わせることを防ぐために、衝突時に側方から自動車のドアに作用する変形エネルギーを、狙い通りに確実に自動車のドア部分から逃がすように、安全システムを改善することが特に重要である。このために講ずるべき措置は、必要な設置スペースができるだけ小さく、且つ単純な設計によるべきであり、これにより信頼性が高く、同時にできるだけ安価な製造が可能である。

本発明の基礎となる課題の解決策は、請求項１に提示されている。本発明のアイディアの有利な改良された特徴から、特に例示的実施形態を参照して、従属請求項及び明細書の主題を読み取ることができる。

結合構造を備えた、衝突により側方から自動車のドアに向かって衝撃エネルギーが作用する際の乗員保護のための自動車用の装置であって、この結合構造が、少なくとも二つの部分を第１及び第２の部分として有しており、そのうち、第１の部分が自動車のドアと固定結合されており、第２の部分が自動車のボディのうち車室内にあるエネルギー吸収部と固定結合されており、この両方の部分が、少なくとも一つの共通の継目部分を介して、側方から自動車のドアに作用する衝撃エネルギー入力の少なくとも一部を、自動車のボディ領域に狙い通りに誘導するために互いに作用結合させることの可能な装置は、
第１の部分が、自動車のドアの内部の旋回軸受に回転可能に固定的に連節されており、且つ鉛直な位置から水平な位置へと、衝撃力により可逆的に移行可能であり、
第２の部分が、棒状又は管状に形成されており、且つ自動車のボディと固定結合された第１の端部を有しており、
第２の部分が、第１の端部と反対側に第２の端部を有しており、この第２の端部が、第１のポジションから水平な直線移動によって第２のポジションへと、衝撃力により可逆的に移行可能であり、及び
水平な位置における第１の部分と第２のポジションにおける第２の部分が、共通の継目部分を介して作用結合させることができ、これにより自動車のドアに作用するエネルギー入力を、直線的で水平に方向付けられた力の流れに沿って、旋回軸受から第１及び第２の部分を経由し、第２の部分のうち自動車のボディと固定結合された第１の端部へと誘導可能であるように形成されている。

自動車のドアを貫いて張り出している側面衝突用桁を備え、この側面衝突用桁が、衝突の際に、側方のより堅固なボディ領域に食い込み、それによって自動車のドアに向けられた衝突エネルギーを、極端な場合は作用方向を横切る方向にそらせるという、刊行物ＤＥ−ＡＳ ２ ２１５ ６７４及びＤＥ １９６ ３３ ６３７ Ａ１に基づく、自動車のドアの剛性を高めるための冒頭に述べた既知の解決策とは違って、本解決策によるコンセプトは、自動車のドアと結合された堅固な結合構造を企図し、この結合構造により衝突エネルギーを、特に側面衝突の場面で、作用方向に基本的に平行に、自動車の室内にある堅固なボディ領域に誘導するという既に上で引用したＤＥ １９８ ３９ ５１９ Ａ１に記載のコンセプトを採用している。ただしこれとは違い本解決策によるコンセプトは、実現がもっと簡単であり、且つ設計が簡略化されており、したがって本解決策によれば、より容易で、より安価で、機能面でより確実に働く安全性のコンセプトを提示することができる。それだけでなく本解決策による装置は車両内での必要なスペースがはるかに少なく、これにより自動車領域における本解決策の使用に関する魅力は非常に高い。

衝突時に、一方の自動車のドアと、自動車の室内にある堅固な自動車のボディ領域との間で作用すべき長手方向に剛性の突っ張り支持を実現するため、一つには第１の部分が用いられ、この第１の部分は、好ましくは管として、長方形の断面（もちろん長方形とは異なる断面も考えられ得る）を備えて形成されており、且つ形状及び長さに関し、第１の部分が完全に自動車のドアの内部に組み込まれ得るように寸法決定されており、その際、第１の部分は、自動車のドアの内部で、旋回軸の周りを旋回可能に支持されており、且つ鉛直な位置から水平な位置へと移行可能である。もう一つには、自動車の室内で第２の部分が設けられており、この第２の部分は、同様に棒状又は管状に形成されており、ただし第１の部分より長く、且つ一方の端部で、トンネルの剛性部分などの堅固な自動車のボディ領域と固定結合されている。この第２の部分は、水平に支持されており、且つ好ましくは自動車の少なくとも一つの座席を貫いて突き出ており、且つ座席のうち自動車のドアに面した座席の外郭で終わっている。一体的に形成されている第１の部分とは異なり、第２の部分は少なくとも二つの部分から形成されており、且つ入れ子式に互いに相対的に長手方向に可動の二つの棒部材又は管部材を有しており、そのうち、一方の部材は堅固な自動車のボディ領域と固定結合されており、もう一方の部材は長手方向に可動できるように支持されている。例えば、可動部材がボルトとして形成されており、且つ管状に形成され固定的に取り付けられた部材の内部で長手方向に可動に案内される。これに加え、バネとして形成された力要素が、可動に形成されたボルトに作用し、これによりボルトは、自由に移動可能な場合、固定設置された部材とは反対の方向に動かされる。このボルトは、ＳＭＡ材料から成る保持手段によって、固定設置された管状の部材内に留められる。

自動車の通常の稼働状態に相当する初期状況では、両方の部分が互いに間隔をあけており、つまり第１の部分は自動車のドアの内部で、外から覗き得ない鉛直な位置にある。これに関し第１の部分はスペースを占領せず、又は僅かなスペースしか占領せず、これによりドアの機能、及びそれと結合した例えばサイドウィンドウのようなこれに接続されたコンポーネントの妨げとはならない。さらに、自動車のドアの内部に追加的な空間を作り出す必要がなく、むしろ第１の部分は、それぞれの自動車のドア内に問題なく組み込むことができる。第２の部分は、水平な長手方向での広がりにおいて、自動車の走行方向を横切り、自動車の座席を貫いて突き出ている。有利なやり方では、第２の部分を実施するため、もともと自動車の座席の内部に存在している管路を使用することができ、これにより組込み費用及び自動車の内部での第２の部分のために必要なスペースが、ほとんど問題にならない。上述のように二つの部材から成る第２の部分の自由端、つまり固定的に取り付けられた管を越えて突き出ており長手方向に可動な部材の自由端は、自動車の座席の側面の輪郭で、好ましくはその形状に沿って終わっており、これにより第２の部分も、はっきり目に見えるように現れはせず、自動車の座席の機能及び隣り合うコンポーネントが妨げられない。

第１及び第２の部分の両方の自由端が突っ張り支持面を有しており、この突っ張り支持面は、以下に説明するように、衝突が差し迫った際に、面の継目結合となるように係合することができる。

ボルトが片側からバネの力を加えられて直線的に案内され、管状の部材から飛び出すことを阻止するため、第２の部分にＳＭＡ材料から成る保持手段が設けられるように、第１の部分も同様に、相応のＳＭＡ保持手段により、鉛直な位置から水平な位置への、バネの力の影響による制御されてない旋回に対し補助される。第１の部分は、旋回軸受の領域内で、例えばらせんバネの形のねじりバネ要素と結合されており、これにより第１の部分に、水平な位置に向かう回転モーメントが作用する。

言い換えると自動車の通常の稼働状態では、両方の部分が、それぞれＳＭＡ材料から成る保持手段によって、それぞれテンションを掛けられた初期ポジションに保持されており、この保持手段は、電気エネルギーの供給によってほぼ遅延なく作動可能であり、これにより両方の部分が、それぞれの機械的強制に従って、両方の部分のそれぞれのポジションに急激に移り、つまり第１の部分は水平な位置に傾けられ、第２の部分は水平に延長されて自動車のドアの内壁の上張りの内側に対して直接的に隣り合うまで伸びる。第１の部分はその水平な位置において、サイドウィンドウのために設けられた空間領域内へと内側に旋回しており、且つサイドウィンドウがドア内に下ろされたウィンドウ位置に留まっている場合には、ウィンドウを完全に打ち抜くであろう。この位置において両方の部分は正面で、共通の水平な軸に沿って直接的に向かい合って進み、且つ肉薄な自動車のドアの内壁の上張りによってのみ隔てられる。そのうえこの位置において、第１及び第２の部分のそれぞれの自由端に設けられた突っ張り支持面が、相互の突っ張り支持をさらに確実にすることができる。

好ましいさらなる変形実施形態では、可逆的に形成された関着による安全対策を備えた突っ張り支持面も実施可能であり、これにより第１の部分と第２の部分の間の静止摩擦を改善することができる。

さらに両方の部分自体は、例えば衝突特有の減衰挙動を、本解決策により形成された結合構造に沿って受けるために、変換材から成り得る、又は少なくとも第１及び第２の部分の一部材が相応の変換材から作製され得る。

本解決策による装置の特別な利点として可逆性を挙げることができ、つまり衝突に至ることなく第１及び第２の部分が作動された場合に、さらなる費用をかけることなく、その部分を上述の「テンションを掛けられた通常状態」に再び戻すことが可能である。ＳＭＡ保持手段を作動させるためには、いわゆるプレクラッシュセンサが用いられ、このセンサは、それ自体既知のやり方において自動車に取り付けられており、且つ特定の決定基準に基づき、不可避と判断すべき衝突状況を衝突が始まる前に認識することができる。可逆性により、ことに誤作動の場合に大きな損害にならないので、このようなプレクラッシュセンサへの要求をより少なくすることができる。

衝突により自動車のドアに向かってエネルギーが入力する際の乗員保護のための装置をさらに明確にするため、図１ａ及び図１ｂに関連して以下に述べる単一の例示的実施形態を参照されたい。

通常状態における運転者の座席の高さでの自動車客室の概略的な断面図である。 作動された状態を示す図である。

図１ａには、通常状態における運転者の座席の高さでの自動車客室の概略的な断面図が示されており、通常状態の場合、第１の部分１は自動車のドア２の内部で鉛直な位置を取っており、第２の部分３は運転者の座席４の内部で引っ込めたポジションを取っている。これに対し図１ｂは作動された状態を示しており、作動された状態の場合、第１の部分１は水平な位置に旋回されており、第２の部分３は外に出たポジションに移行されている。この位置において、両方の部分１及び３は正面で激突しており、これにより直線的な水平に延びる結合構造が、自動車のドア２と内部の堅固なボディ領域５との間に形づくられており、ボディ領域に沿って、外から自動車に作用する衝突エネルギー入力６を誘導することができる。

第１の部分は、長方形の断面を有する管から形成されることが好ましく、且つ自動車のドア２の内部で、旋回軸受７を介し、水平軸の周りを旋回可能に結合されている。第２の部分３は、内部にボルト３’を備えた管状の作動装置として形成されている。このボルト３’は、バネ８によってプレテンションを掛けられているが、ＳＭＡワイヤから成る保持手段９によって初めは管内に引き留められている。これに対しドアの内部の管は、ねじりバネによってプレテンションを掛けられており、且つ同様にＳＭＡ保持手段によって、通常の走行状況の際は係止されている。

衝突が予測され得る場合、プレクラッシュセンサ１０の検出通知に基づき両方の保持手段が作動され、つまりボルト３’が自動車の座席４での管から出て、座席４とドアの内側の上張りの間の隙間を橋絡し、これによりボルト３’の正面側の端部が、ドアの内側の上張りに当てがわれる。同時に長方形の管１がドアのハウジング内で回転し、それによりドアのハウジング内の、一般的にウィンドウの移動に必要な空間を塞ぐ。作動された状態では、両方の部分１、３は水平な線内にあり、直接的な接触はドアの上張り材の厚みによってのみ阻止されている。

座席での管作動装置３は、座席のもう一方の側で、トンネルの剛性部分又は自動車の向かい合う側のもう一方の剛性部分５と結合されている。

両方の部分１、３の作動により、剛性の水平な結合が生じ、この結合が、導入された衝突エネルギー６をドア２から、トンネル又はより良くは自動車のもう一方の側に逃がす。衝突負荷は、一般的にＢピラーによって受けられるが、本解決策の場合には、ことにＢピラーとは関係ない新たな負荷経路が設けられているので、Ｂピラーの負荷が効果的に緩和されるであろう。

本解決策による装置は、以下の理由から乗員の負担を有効な程度で減少させる。

− 突っ張り支持及びそれによるドアの貫入の減少が、まさに乗員が座っている場所で起こる。

− Ｂピラーの負荷の緩和によりＢピラーの貫入、したがって自動車全面の貫入も減少される。

− まさに乗員の座席領域内で突っ張り支持する作用により、事故における貫入の、これまで検査仕様書で表現されたことのない減少も期待され得る。

１ 第１の部分
２ 自動車のドア
３ 第２の部分
３’ ボルト
４ 自動車の座席
５ 堅固なボディ領域
６ エネルギー入力
７ 旋回継手
８ バネ
９ 保持手段
１０ プレクラッシュセンサ

Claims (12)

1. 結合構造を備えた、衝突により側方から自動車のドアに向かって衝撃エネルギーが作用する際の乗員保護のための自動車用の装置であって、前記結合構造が、少なくとも二つの部分を第１及び第２の部分として有しており、そのうち、第１の部分が、自動車のドアと固定結合されており、第２の部分が、車室内にある自動車のボディのうちエネルギー吸収部と固定結合されており、前記両方の部分が、少なくとも一つの共通の継目部分を介して、側方から自動車のドアに作用する衝撃エネルギー入力の少なくとも一部を、自動車のボディ領域に狙い通りに誘導するために互いに作用結合させることが可能な装置において、
   第１の部分が、自動車のドアの内部の旋回軸受に回転可能に固定的に連節されており、且つ鉛直な位置から水平な位置へと、衝撃力により可逆的に移行可能であること、
   第２の部分が、棒状又は管状に形成されており、且つ自動車のボディと固定結合された第１の端部を有すること、
   第２の部分が、第１の端部と反対側に第２の端部を有しており、前記第２の端部が、第１のポジションから水平な直線移動によって第２のポジションへと、衝撃力により可逆的に移行可能であること、及び
   水平な位置における第１の部分と第２のポジションにおける第２の部分が、共通の継目部分を介して作用結合させることができ、これにより自動車のドアに作用する衝撃エネルギーを、直線的で水平に方向付けられた力の流れに沿って、旋回軸受から第１及び第２の部分を経由し、第２の部分のうち自動車のボディと固定結合された第１の端部へと誘導可能であることを特徴とする装置。
2. 第１の部分が、棒状又は管状に形成され、且つバネの力を加えられて鉛直な位置から水平な位置へと移行可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 旋回軸受の位置で、少なくとも一つのねじりバネ要素が第１の部分に連節されており、前記ねじりバネ要素が、第１の手段を鉛直な位置から水平な位置へと移行させ得ることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 第１の部分が、断面において長方形に形成された管を有しており、前記管の一方の管端部が、固定的に旋回軸で固定されており、前記管のもう一方の管端部が、自由端であり、且つ支持面を備えていること、及び
   前記管が、寸法的に自動車のドアの最大厚より短い長さとなっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 第２の部分が、入れ子式に相互にはまり合う二つの管部材を第１及び第２の管部材として有しており、そのうち、第１の管部材が、自動車のボディと固定結合されている第２の管部材に沿って直線的に可動できるように支持されていること、及び
   第１の管部材が、少なくとも一つの作動要素を介して力を加えられ、これにより第１の管部材が第２の管部材から直線的に離れるように動くことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記作動要素がバネであることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 第１及び第２の部分に保持要素が設けられており、前記保持要素により第１の部分が鉛直な位置に留まり、第２の部分が第１のポジションに留まること、及び
   両方の保持要素を同時に作動させることができ、これにより第１の部分の水平位置への移行及び第２の部分の第２のポジションへの移行が同時に可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記保持要素が、ＳＭＡ材又は形状記憶材から成る要素を有しており、前記要素が電気エネルギーの供給によって作動可能であることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 第２の部分が、少なくとも部分的に自動車の座席を貫いて突き出ていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 接近センサシステムが、自動車の表面又は中に設けられており、前記接近センサシステムが、不可避の衝突状況を捕捉して信号を生成し、該信号によって第１の部分が水平位置に、第２の部分が、第２のポジションに移行可能であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 水平な位置における第１の部分が、自動車のドアの内部で設置スペースを有し、前記設置スペースが、通常動作には、自動車の別のコンポーネント、好ましくはサイドウィンドウの下側にあることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 第１及び第２の部分が、継目部分において、それぞれ互いに合致するよう形成された継目輪郭を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。

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