JP2010515619A - 自動車用歩行者衝撃吸収装置 - Google Patents

Abstract

歩行者との衝突荷重が作用することで変形する自動車用歩行者衝撃吸収装置（10）において、歩行者との衝突荷重が作用する上側部（16）と、歩行者との衝突の間、自動車の剛体構造部を押圧する下側部（18）と、歩行者との衝突荷重が作用する状況下で、上記上側部が上記下側部に近づくように変形する中間部（20）と、を備え、上記上側部及び下側部の少なくとも一方は、歩行者との衝突荷重が作用する状況下で変形しないように構成された剛体領域（22）を含み、中間部は、歩行者との衝突荷重が作用する状況下で圧壊する低強度領域（24）を含む。

Description

本発明は、自動車用歩行者衝撃吸収装置に関する技術分野に属する。

歩行者を自動車との正面衝突から保護するために、現在の自動車は、例えばボンネットから歩行者の頭部、脚部又は大腿骨に加わる衝撃を緩和する手段を有している。

この衝撃緩和手段は、圧縮されることで歩行者の頭部又は脚部に作用する衝撃を緩和する少なくとも一つの吸収装置を含む場合がある。

自動車用歩行者衝撃吸収装置として、歩行者との衝突荷重（歩行者との衝突時に作用する力に相当する荷重）が作用する状況下で変形するように構成されたものが既に知られている。例えば、特許文献１に示すものでは、歩行者との衝突荷重が作用する上側部と、歩行者との衝突の際に、自動車の剛体構造部を押圧する下側部と、歩行者との衝突荷重が作用する状況下において、上側部が下側部に接近するように変形する中間部と、を含んでいる。そして、この衝突の間に、中間部は該衝突時の衝撃を緩和するように変形する。

仏国特許出願公開第２８８０３２０号明細書

歩行者を効率的に保護するために、吸収装置は通常、最適な圧縮を許容し且つそれにより最適な衝撃吸収を実現するべく特定の部位にて破壊するように設計される。

しかし、場合によっては、吸収装置が、意図した領域で破壊せずに不適当に（例えば非対称に）変形したり破壊したりすることがある。そして、吸収装置が十分に変形しないことによって、吸収装置は硬化部分を形成し、それによって、歩行者との衝突荷重に対して抵抗力が生じ、歩行者に危険が及ぶ可能性がある。例えば、吸収装置の後部のみが変形する場合、圧壊されない前部が歩行者を負傷させ得る。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、最適な形態で再現性をもって（換言すると、歩行者との衝突基準（頭部への衝撃、大腿骨への荷重及びモーメント、減速度、膝の屈曲及び変形に関する基準）を使用した試験を通じて、各試験の結果が互いに２０％未満の変動範囲に納まるような再現性をもって）変形可能な吸収装置を提供することで、上述の不都合を解決しようとすることにある。

本発明は、歩行者との衝突荷重が作用することで変形する自動車用歩行者衝撃吸収装置であって、
上記歩行者との衝突荷重が作用する上側部と、
上記歩行者との衝突の間、自動車の剛体構造部を押圧する下側部と、
上記歩行者との衝突荷重が作用する状況下で、上記上側部が上記下側部に近づくように変形する中間部と、を備え、
上記上側部及び下側部の少なくとも一方は、上記歩行者との衝突荷重が作用する状況下で変形しないように構成された剛体領域を含み、
上記中間部は、上記歩行者との衝突荷重が作用する状況下で圧壊する低強度領域を含むことを特徴とする。

このように、吸収装置を構成するいくつかの部品を、歩行者との衝突荷重が作用する状況下において変形不能とする一方、他の部品を、該荷重が作用する状況化で圧壊するように、上記いくつかの部品よりも低強度の部品とすることで、吸収装置の変形及び／又は破壊が、所望の領域（低強度領域）で生じて、それ以外の領域で生じないことが保証される。すなわち、下側部又は上側部は変形しないので、圧壊が再現性をもって、又は比較的一様に発生することが保証される。

また、下側部又は上側部は中間部よりも高剛性であるため、下側部及び上側部が変形せず、それによって、歩行者との衝撃に起因する荷重を中間部に直接伝達することができる。換言すると、この高剛性化は、低強度領域に衝突荷重を生じさせ、低強度領域が変形する可能性を増大させる。

さらに、例えば、対称に配置される圧縮部や端部を使用して低強度領域を対称に配置することで、吸収装置の変形は実質的に対称形となる。本発明によって、変形又は破壊は常に、実質的に同じ領域で生じることとなり、良好な吸収変形が再現性良く保証されることとなる。

したがって、吸収装置は、試験を行う度に再現性をもって圧壊する。なぜなら、下側部又は上側部を高剛性化することによって、変形可能な中間部が強制的に破壊させられるからである。

これにより、衝突時における吸収装置の挙動を予測することができるようになり、歩行者を適切に保護する吸収装置の設計が可能となる。また、当業者は、歩行者への衝撃を可能な限り効率良く緩和するために、低強度領域の位置をどのように選択するべきかを知ることができる。

本発明はまた、殆ど圧縮不能ないくつかの部品を吸収装置に組み込むことで、吸収装置が、その全高に比べて大きい圧壊高さ（変形量）を得ることができるという利点を有している。換言すると、吸収装置は、鉛直壁が全く無くなるまで圧壊し得る。したがって、変形後の衝撃吸収装置の残り高さをできる限り小さくすることができる。

衝撃吸収装置は、歩行者との衝突時には、実質的にその全高以上に圧縮されるので、この比較的大きい高さの圧縮により効率的な衝撃減衰を実現することができる。

本発明は、以下の一以上の構成を含むものとしてもよい。

すなわち、上記上側部及び下側部は共に、上記歩行者との衝突荷重が作用する状況下で変形しないように構成されているものとしてもよい。

これによれば、中間部が歩行者との衝突の間に変形し得る唯一の部分となるので、中間部はより一層変形しやすくなる。

上記剛体領域は、溝又はリブ等の少なくとも一つの高剛性化構造部を含むものとしてもよい。

上記剛体領域の壁部は、上記中間部の壁部よりも厚いものとしてもよい。

上記低強度領域は、薄肉材料により構成される領域、又は折れ曲がり領域を形成する角部を含むものとしてもよい。

上記下側部、上側部及び中間部は、中空体を形成するように配置された壁部を備えていているものとしてもよい。中空体は中実体に比べて荷重を受けたときに変形しやすいことは公知の事実である。したがって、吸収装置は、ブロック体により形成される。

上記上側部、下側部及び中間部は、互いに異なる材料からなり、上記低強度領域を形成する材料は、上記各材料のうち最も脆弱な材料からなるものとしてもよい。

上記自動車用歩行者衝撃吸収装置は略台形状をなし、上記上側部が上記台形の上辺部を形成し且つ上記下側部が上記台形の底辺部を形成するか、又は、上記上側部が上記台形の底辺部を形成し且つ上記下側部が上記台形の上辺部を形成しており、上記中間部が上記台形の側辺部を形成しているものとしてもよい。

上記台形の底辺部を形成する部分は、フランジを含むものとしてもよい。

上記自動車用歩行者衝撃吸収装置は、上記低強度領域からなる少なくとも一つの段部を有する略階段状をなしているものとしてもよい。

上記自動車用歩行者衝撃吸収装置は略Ｈ形状をなし、上記Ｈ形状の分岐している部分と中心部分とが上記中間部を形成しているものとしてもよい。

上記自動車用歩行者衝撃吸収装置は略Ｓ形状をなしているものとしてもよい。

上記上側部は、フランジ形状をなし、上記中間部は、上記上側部に向かって分岐し且つ上記下側部に向かって収束するＶ形状をなし、上記下側部は、上記中間部に向かって収束する逆Ｖ形状をなし且つ該逆Ｖ形状の分岐部分が自動車の上記構造部と協働するように形成されているものとしてもよい。

上記中間部は、上記低強度領域を形成するために、互いに所定の角度をなす少なくとも２つの側面を有しているものとしてもよい。

本発明は、上述の自動車用歩行者衝撃吸収装置を備えた自動車ボンネットにも関する。

本発明に係る自動車ボンネットは、以下の一以上の構成を含むものとしてもよい。

すなわち、上記自動車用歩行者衝撃吸収装置の上側部は、ボンネットライナとの一体品として形成されているものとしてもよい。

吸収装置が、台形状をなしている場合において、上側部は、台形の底辺部又は上辺部のいずれを構成するものであってもよい点に留意するべきである。

上記自動車用歩行者衝撃吸収装置は、上記ボンネットの近傍に配設されているものとしてもよい。

上記自動車用歩行者衝撃吸収装置は、防音装置を有しているものとしてもよい。

最後に、本発明は、ウィングサポート、キャノピー、照灯装置及びフロントクロスメンバのうちから選択された自動車部品にも関し、上述の自動車用歩行者衝撃吸収装置を備えていることを特徴とする。

尚、以下の例示的実施形態を読むにあたって添付図を参照することは、発明の理解を容易にするであろう。

本発明の第１実施形態に係る自動車用歩行者衝撃吸収装置の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る自動車用歩行者衝撃吸収装置の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る自動車用歩行者衝撃吸収装置の横断面図である。 本発明の第４実施形態に係る自動車用歩行者衝撃吸収装置の横断面図である。 本発明の第５実施形態に係る自動車用歩行者衝撃吸収装置の横断面図である。 本発明の第６実施形態に係る自動車用歩行者衝撃吸収装置の横断面図である。 本発明の第７実施形態に係る自動車用歩行者衝撃吸収装置の横断面図である。

図１は、歩行者衝撃吸収装置１０を示し、この吸収装置１０は、例えばブロック体からなるものであって、例えばボンネット、照明装置、ウィング、バンパ等の自動車部品１２と、ウィングサポート、キャノピー、フロントクロスメンバ、エンジンの剛性要素等のような自動車の剛体構造部１４との間に配設される。

吸収装置１０は、自動車部品１２に接触するように構成された上側部１６と、剛体構造部１４に接触するように構成された下側部１８と、を含んでいる。これら上側部１６及び下側部１８のうちの一つは、自動車部品１２又は剛体構造部１４との一部品として製造することができる。上側部１６と下側部１８とは、歩行者との衝突荷重（歩行者との衝突時に作用する力に相当する荷重）を受けて変形する中間部２０を介して接続されている。

自動車部品１２に対して歩行者との衝突荷重が作用したときには、該衝突荷重が上側部１６に加わり、下側部１８が剛体構造部１４を押圧する。そして、この歩行者衝突荷重が作用する状況下において、該衝突の衝撃を吸収するべく、中間部２０が変形することにより吸収装置１０が変形する。

第１実施形態では、上側部、下側部及び中間部は、中空体を形成するように配置された壁部を有する。ここに示した例では、この中空体は台形状を呈している。上側部１６は、台形の上辺部を形成し、下側部１８は、台形の底辺部を形成し、中間部２０は、台形の側辺部を形成している。変形例として、台形を逆にすることもできる。すなわち、上側部が台形の底辺部を形成し、下側部が台形の上辺部を形成するようにしてもよい。

上側部１６及び下側部１８の少なくとも一方は、歩行者との衝撃の際に、中間部２０が先に変形するように、歩行者との衝突荷重が作用する状況下でも変形しない剛体領域２２を含む。図１に示す例では、上側部１６は、該上側部１６を、歩行者衝突荷重が作用する状況下でも変形しないように十分に高剛性化する、溝又はリブのような高剛性化構造部２２を含む。

さらに、中間部２０は、例えば、薄肉材料によって弱められた領域や、歩行者衝突荷重が作用する状況下で圧壊するように設計された領域のような低強度領域２４を含む。この結果、上側部１６の剛性が十分に高くて、中間部２０は低強度にされているため、歩行者との衝突時には中間部２０が圧壊することは明らかである。

図２乃至図７に、低強度領域２４の例を詳細に示す。これらの図において、類似する要素には同じ符号が付されている。図２に示される第２実施形態では、低強度領域２４は中間部２０の角部からなる。このような角部は、中間部２０が折れ曲がるのを許容する好適な折れ曲がり領域を形成するとともに、吸収装置１０をより一層容易に圧壊させる。

図２及びそれ以降の図に示すように、中間部は、その変形を容易にするために、複数の低強度領域２４を含む。

上記低強度領域は、吸収装置１０が対称形に変形するのを許容するべく対称に配置されることが好ましい。

図３に示される第３実施形態では、低強度領域２４は、薄肉材料からなる領域を含む。

薄肉材料からなる領域は、対称的にも非対称的にも配置できる点に留意すべきである。そして、当業者は、吸収装置がこれら薄肉領域の位置に応じてどのように変形するかを予測することができる。

さらに、台形の底辺部を構成する部分（この例では下側部分であるが、変形例では上側部分とすることもできる）は、剛体構造部１４（変形例では、部品１２）との接触をより良好にするためにフランジ２６を備えている。

吸収装置１０は、中間部２０における複数の壁部の間の部分（高剛性化させることなく安定性を改善するために薄肉部材で形成された区画２７）を含むことが好ましい。

図４に示される第４実施形態では、吸収装置１０は階段状に配置されている。上側部１６は、部品１２と一体化された吸収装置の底辺部を形成している。

下側部１８は、吸収装置１０の上辺部を形成するとともに、構造部１４に対して補足的な形状をなして構造部１４と協働可能に構成されている。

中間部２０は、低強度領域２４（この例では薄肉部材からなる領域）からなる段部２８を含む。

上側部１６及び下側部１８の壁部は、中間部２０の壁部よりも厚く、これにより、剛体領域２２が形成されることとなる。この場合、歩行者との衝突荷重が作用する状況下において、中間部２０のみを確実に変形させるために、上側部１６及び下側部１８は共に変形しないようになっている。

少なくとも下側部１８は、少なくとも一つの高剛性化用リブ３０を含んでいることが好ましい。

階段状に配置される本タイプの吸収装置１０は、比較的大きい圧壊高さ（変形量）を確保することができる点で有利である。変形例として、吸収装置１０は、複数の段部を有するものであってもよい。

図５に示される第５実施形態では、吸収装置１０は、略Ｈ形状をなし、そのＨ形状の分岐した枝部の端部は上側部１６及び下側部１８を形成し、Ｈ形状の中心部分は中間部２０を形成している。

ここに示した例では、低強度領域は、初期圧壊を誘発する薄肉材料３２からなる領域を含んでいる。

この分岐した枝部を有するＨ形状タイプの吸収装置は、それ自体が容易に圧壊するため、吸収装置１０が比較的大きい圧壊高さを確保することができる点で有利である。さらに、このタイプの吸収装置は、その幅を増加させることなく圧壊するので、複数のＨ形状の吸収装置を並設することができ、このように並設しても、各吸収装置の変形が他の吸収装置の変形によって阻害されることがない。

図６に示される第６実施形態では、吸収装置は略Ｓ形状をなしている。これにより、吸収装置の圧壊が容易になるようにしている。この例では、低強度領域２４は、厚みが小さい領域を含んでいる。このＳ形状タイプの吸収装置１０は、上述したＨ形状タイプの吸収装置と同様に、その幅を増加させることなく圧壊する。

図７に示される第７実施形態では、上側部１６はフランジ形状をなし、中間部２０は、上側部１６に向かって分岐し且つ下側部１８に向かって収縮するＶ形状をなし、下側部１８は、中間部２０に向かって収縮する逆Ｖ字状をなし且つ該逆Ｖ形状の分岐部分が自動車の剛体構造部１４と協働するように形成されている。これにより、下側部１８を、構造部１４に容易に適合させることができる。変形例として、下側部１８は、構造部１４に対し掴むことで取り付けられる。

中間部２０及び下側部１８が合流する領域は、歩行者との衝突時に荷重が作用する面に対して上側部１６を平行に維持することが可能な可撓性の節３４を形成する。それによって、実質的に対称な変形に関して、吸収装置１０の正確な作動を確保することができる。

最後に、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない点に留意すべきである。特に、吸収装置を構成する種々の部分及び領域は、種々の実施形態に適用することができる。

Claims (19)

1. 歩行者との衝突荷重が作用することで変形する自動車用歩行者衝撃吸収装置（10）であって、
   上記歩行者との衝突荷重が作用する上側部（16）と、
   上記歩行者との衝突の間、自動車の剛体構造部を押圧する下側部（18）と、
   上記歩行者との衝突荷重が作用する状況下で、上記上側部が上記下側部に近づくように変形する中間部（20）と、を備え、
   上記上側部及び下側部の少なくとも一方は、上記歩行者との衝突荷重が作用する状況下で変形しないように構成された剛体領域（22）を含み、
   上記中間部は、上記歩行者との衝突荷重が作用する状況下で圧壊する低強度領域（24）を含むことを特徴とする自動車用歩行者衝撃吸収装置。
2. 請求項１記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置において、
   上記上側部（16）及び下側部（18）は共に、上記歩行者との衝突荷重が作用する状況下で変形しないように構成されていることを特徴とする自動車用歩行者衝撃吸収装置。
3. 請求項１又は２記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置において、
   上記剛体領域（22）は、溝又はリブ等の少なくとも一つの高剛性化構造部（30）を含むことを特徴とする自動車用歩行者衝撃吸収装置。
4. 請求項１又は２記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置において、
   上記剛体領域（22）の壁部は、上記中間部の壁部よりも厚いことを特徴とする自動車用歩行者衝撃吸収装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置において、
   上記低強度領域は、薄肉材料（32）により構成される領域、又は折れ曲がり領域を形成する角部を含むことを特徴とする自動車用歩行者衝撃吸収装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置において、
   上記下側部（18）、上側部（16）及び中間部（20）は、中空体を形成するように配置された壁部を備えていることを特徴とする自動車用歩行者衝撃吸収装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置において、
   上記上側部、下側部及び中間部は、互いに異なる材料からなり、
   上記低強度領域を形成する材料は、上記各材料のうち最も脆弱な材料からなることを特徴とする自動車用歩行者衝撃吸収装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置において、
   上記自動車用歩行者衝撃吸収装置は略台形状をなし、
   上記上側部が上記台形の上辺部を形成し且つ上記下側部が上記台形の底辺部を形成するか、又は、上記上側部が上記台形の底辺部を形成し且つ上記下側部が上記台形の上辺部を形成しており、
   上記中間部が上記台形の側辺部を形成していることを特徴とする自動車用歩行者衝撃吸収装置。
9. 請求項８記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置において、
   上記台形の底辺部を形成する部分は、フランジを含むことを特徴とする自動車用歩行者衝撃吸収装置。
10. 上記低強度領域からなる少なくとも一つの段部（28）を有する略階段状をなしていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置。
11. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置において、
    上記自動車用歩行者衝撃吸収装置は略Ｈ形状をなし、
    上記Ｈ形状の分岐している部分と中心部分とが上記中間部を形成していることを特徴とする自動車用歩行者衝撃吸収装置。
12. 略Ｓ形状をなしていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置。
13. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置において、
    上記上側部（16）は、フランジ形状をなし、
    上記中間部（20）は、上記上側部（16）に向かって分岐し且つ上記下側部に向かって収束するＶ形状をなし、
    上記下側部（18）は、上記中間部に向かって収束する逆Ｖ形状をなし且つ該逆Ｖ形状の分岐部分が自動車の上記構造部（14）と協働するように形成されていることを特徴とする自動車用歩行者衝撃吸収装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置において、
    上記中間部は、上記低強度領域を形成するために、互いに所定の角度をなす少なくとも２つの側面を有していることを特徴とする自動車用歩行者衝撃吸収装置。
15. 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置を備えていることを特徴とする自動車ボンネット。
16. 請求項１５記載の自動車ボンネットにおいて、
    上記自動車用歩行者衝撃吸収装置の上側部は、ボンネットライナとの一体品として形成されていることを特徴とする自動車ボンネット。
17. 請求項１５又は１６記載の自動車ボンネットにおいて、
    上記自動車用歩行者衝撃吸収装置は、上記ボンネットの近傍に配設されていることを特徴とする自動車ボンネット。
18. 請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の自動車ボンネットにおいて、
    上記自動車用歩行者衝撃吸収装置は、防音装置を有していることを特徴とする自動車用ボンネット。
19. ウィングサポート、キャノピー、照灯装置及びフロントクロスメンバのうちから選択される自動車部品であって、
    請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の自動車用歩行者衝撃吸収装置を備えていることを特徴とする自動車部品。

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