JP2017537844A - 頭部傷害基準値低減のためのデフレクタ - Google Patents

Abstract

車両のカウル用のエアデフレクタが提供される。エアデフレクタは、車両の長手方向軸線と平行に延びる第１側部と、エアデフレクタを車両に取り外し可能に取り付けるように構成されて、取付状態をもたらす取付手段と、第１側部の反対側にあってかつ第１側部に平行であり、取付状態であるときに、車両の中心線に向かって内側に向いている第２側部と、取付状態においてエアデフレクタの頂部に作用する力がヒンジ部に沿ってエアデフレクタの変形を引き起こすように、第１側部及び／又は第２側部に配置されたヒンジ部と、を含む。【選択図】図１Ａ

Description

本開示は、自動車／歩行者の衝突安全性を改善するための受動的（passive）な装置に関し、より具体的には、車両との衝突時における頭部傷害基準値（head injury criterion）を低減するように構成されたデフレクタ（deflector）に関する。

車両の安全評価は、車両を設計する上で重要な要素であり、特に政府の承認や車両購入者の意思決定に重大な影響を及ぼす可能性がある。

車両の安全評価を確立するための１つの特定の要素は、頭部傷害基準値（ＨＩＣ）に関する。ＨＩＣは、車両の運転者及び乗員の両方に対して、並びに歩行者や自転車運転者、オートバイ運転者等の車両との衝突に関与し得る第三者に対して評価することができる。

車両用のＨＩＣを試験するために、大人及び子供の「頭部模型」（すなわちインパクタ（impactor））が、所定速度で車両のフード上の様々な領域において様々な衝突角度で衝撃を受け、各衝撃が記録される。

ＨＩＣの値は、（１）式に従って、インパクタに設けられた加速度計に基づいて算出される。

ここで、ｔ１及びｔ２は、ＨＩＣが最大値に到達する期間の最初と最後の時刻（秒）であり、加速度ａはｇｓ（標準重力加速度）で計測される。

従来、自動車メーカは、歩行者保護用のエアバッグやアクティブフードシステムを設けて、歩行者保護機能を強化している。このような能動的（active）なシステムは、高価であり、設計／組立が困難である。

能動的なシステムに加えて、受動的な設計も実現されている。しかしながら、受動的なシステムは安価な一方で、傷害の可能性を低減すべく、そのような受動的なシステムを絶えず改善することが望まれている。

特開２００７−３３１５２１号公報には、上部からの荷重によって変形して潰れる車両用の外気導入ダクトのダクト部が開示されている。

現在においても、車両との衝突時における歩行者への傷害を軽減する目的で、ＨＩＣを低減することのできる車両構造を提供することが依然として望まれている。

従来のシステムは、エンジンによって加熱された空気がキャビン用の冷却空気取入口に流入するのを防止するように構成された比較的安定していて（すなわち永続的に静止するように設計されていて）強固なエアデフレクタ（air deflector）を含んでいる。このような安定していて強固なエアデフレクタは、衝突時に変形しないおそれがあり、そのためＨＩＣ値を増加させるおそれがある。

したがって、本開示の実施形態によれば、車両のカウル用のエアデフレクタが提供される。エアデフレクタは、車両の長手方向軸線と平行に延びる第１側部と、エアデフレクタを車両に取り外し可能に取り付けるように構成されて、取付状態をもたらす取付手段と、第１側部の反対側にあって第１側部と平行であり、取付状態であるときに、車両の中心線に向かって内側に向いている第２側部と、取付状態においてエアデフレクタの頂部に作用する力がヒンジ部に沿ってエアデフレクタの変形を引き起こすように、第１側部及び／又は第２側部に配置されたヒンジ部と、を含む。

このようなエアデフレクタを提供することで、デフレクタに（例えば車両のフードを介して）作用する衝突力を、ヒンジ部に沿ったエアデフレクタの歪み及び変形を介してより良好に吸収することができる。従来の堅いエアデフレクタと異なり、本デフレクタは、ＨＩＣを大幅に低減することができる。

ヒンジは、エアデフレクタの厚さを薄くした領域を含むことができる。例えば、ヒンジ部は、リビングヒンジを備える。

ヒンジ部は、エアデフレクタの長さに亘って延びることができ、好ましくは基部の近傍に延びることができる。

変形前において、前記エアデフレクタの頂部の少なくとも一部を、変形させる予定の方向に傾斜させておくことができる。例えば、頂部の角度は、取付状態にあるときに水平から３０度から８５度、より好ましくは４５度から８０度、さらにより好ましくは５０度から７５度の範囲にある。

エアデフレクタは、実質的に車両の中心線に向かう方向に変形するように構成することができる。これに関連して、「実質的に」という用語は、衝突後、エアデフレクタの変形部分の大部分（すなわち５０％よりも大きい）が、例えば車両の中心線に向かって変形方向に歪んだことを意味する。

取付手段は、１つ以上のピン及び穴構造を含む。

エアデフレクタは、エアデフレクタの頂部に作用する力が、少なくとも取付手段の部分的な分離を引き起こすように構成することができる。

第１側部、及び第２側部の少なくとも１つは、車両のカウルの１つ以上の突起と相互作用して、特にエアデフレクタに衝突する前の取付状態を維持するように構成することができる。

エアデフレクタの頂部は、変形を容易にするために衝撃の際に車両のフードと相互作用するように構成することができる。

本開示の更なる実施形態によれば、前述の態様のいずれかによるエアデフレクタを１つ以上含む車両が提供される。

その他の点で矛盾する場合を除いて、上述の要素と明細書内の要素との組み合わせがなされ得ることが意図される。

前述の一般的な説明、及び以下の詳細な説明の両方は、例示的かつ説明的なものにすぎず、特許請求の範囲に記載の本開示を限定するものではないことを理解されたい。

添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、本開示の実施形態を示し、説明と共に、その原理を明白にする役割を果たす。

図１Ａは、本開示の実施形態による例示的なエアデフレクタを示す図である。 図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図２Ａは、本開示の実施形態による取り付けられた状態のエアデフレクタの第１斜視図である。 図２Ｂは、取り付けられた状態のエアデフレクタの第２斜視図である。 図３Ａは、衝撃力が作用する前の時点における本開示のエアデフレクタの概略斜視時である。 図３Ｂは、衝撃力が作用した後の図３Ａのエアデフレクタの概略斜視時である。 図４は、車両で実施される例示的なＨＩＣ試験の概略図である。

ここで、本開示の例示的な実施形態について詳細に述べ、その例を添付図面に示す。可能な限り、同じ参照番号は、図面全体に亘って同一、又は同様の部分を指すために使用される。

図１Ａは、本開示の実施形態による例示的なエアデフレクタ１０（例えばホットエアデフレクタ（hot air deflector））を示す図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図である。エアデフレクタ１０は、カウル３３の一部分３０を通り越してくる空気を、車両１（図４参照）のカウル３３に設けられたキャビン用の外気取入ダクト２５に流入しないように偏向させるように構成される。例えば、車両１が前方に移動すると、車両１のエンジンルーム（図示せず）から来る加熱された空気がカウル３０の両側を通過する。このような暖かい空気が外気取入口２５の中に流れ、キャビンの中に取り込まれるのを制限、又は抑制することが一般に望ましい。

エアデフレクタ１０が車両１に設けられている（例えば取付手段３５によってカウル３３に付けられる）とき、これは「取付状態」を示し、取付状態は、本明細書に記載された特定の要素に関する議論のための基準座標系（frame of reference）を提供することを理解されたい。

エアデフレクタ１０は通常、車両の形状（例えばフードやカウル等）に実質的に一致するように形づくられ、第１側部３、第２側部５、１つ以上の取付手段３５、頂部２０及びヒンジ部１５を備える。さらにエアデフレクタ１０は、基部７、及び／又は、車両の一部分（例えば車両フード５５）と相互に作用するように構成された１つ以上の縁９を備える。

エアデフレクタ１０は、例えば金属（例えばアルミニウムや鋼等）やプラスチック（例えばポリスチレンやポリプロピレン、ポリアミド等）といった任意の適切な材料を含んで成ることができ、任意の適切な工程（例えばプレス（stamping）や鍛造、切削、圧縮成形、射出成形）又は工程の組み合わせによって形成することができる。

第１側部３は、車両１の長手方向の中心線に略平行に延びる長手軸線に沿って長さ方向に延在することができる。図１Ａや図１Ｂにおいて、車両１はその全体が図示されていないが、当業者であれば、空気取入口２５は、固有の長さ（すなわち、車両の前部から後部までの長さ）を持つ車両のカウル３３の一部に存在することを意図していることを理解するであろう。第１側部３は、エンジンルームから車両１の外部に流れる加熱された空気の一部を偏向させて、例えば、そのような加熱された空気がキャビン用空気取入口２５に流入するのを防止するように構成することができる。

第２側部５は、第１側部３の反対側にあってかつ第１側部３と平行であり、図２Ａ及び図２Ｂに示す取付状態（すなわち、車両１のカウル３３に基部７によって取り付けられている）では、第２側部は車両の中心線に向かって内側に向いていても良い。

１つ以上の取付手段３５は、エアデフレクタ１０を車両１のカウル３３に取り外し可能に取り付けることができるように構成される。したがって取付手段は、様々な締結具（例えばねじやクリップ、リベット等）や、搭載位置において穴によって受け入れられるように構成されたピン、及び／又は、びょう（studs）を備えることができる。

１つ以上の取付手段３５は、取り外し可能な取付手段３５の取り付けを容易にするために、カウル３３内に存在する機構（例えば穴）と相互に作用するように構成することができる。例えば、ピンが１つ以上の取付手段３５として設けられる場合、このようなピンは、カウル３３に設けられた穴（図示せず）に挿入されるように構成されても良い。このような穴は、取付手段３５によって締り嵌めが達成されるように構成することができ、それにより、エアデフレクタ１０を、少なくともエアデフレクタ１０への衝突の前に取付状態に維持するように構成することができる。エアデフレクタ１０が取付手段３５によって一旦取り付けられると、エアデフレクタ１０に力（例えば引張力、及び／又は押圧力）を加えることによって、工具を使用せずにエアデフレクタを取り外すことができる。

取付手段３５は、とりわけ、基部７に沿って様々な位置に配置することができる。これに替えて、又は加えて、取付手段は、エアデフレクタ１０の後部１３に設けることができる。当業者であれば、より多くの、又はより少ない数の取付手段３５を、個々のデザインに応じて（例えば車両のサイズに基づいて等）設けても良いことを認識するであろう。

取付手段３５は、エアデフレクタ１０の一部として一体的に形成されても良く、エアデフレクタ１０の製造後に取付手段３５に（例えば溶接によって）接合される別個の要素として形成されても良く、またそれらの組み合わせで形成されても良い。例えば、取付手段３５は、エアデフレクタ１０が取り付けられる車両に存在する穴に一致するように、エアデフレクタ１０にスポット溶接されていても良い。これは、車載に関してより柔軟性を持たせることができる。

エアデフレクタ１０の頂部２０の少なくとも一部は、意図的な変形の方向に傾斜していても良い。例えば、頂部２０は、（取付状態で測定された）水平から角度αで傾斜することができ、空気の偏流、及び衝撃の際の変形を助けるように構成することができる。車両１の中心線に向かって変形が望まれる実施形態では、例えば頂部２０は、水平から角度αで車両１の中心線に向かって傾斜することができる。角度αは、取付状態で測定された水平から約３０度から８０度の範囲に及ぶことができる。

頂部２０は、エアデフレクタ１０の上縁９の全長Ｌの約１％から５０％の間の長さと、取付状態で測定されたエアデフレクタ１０の全高Ｈの約５％から４０％の間の高さと、を有する部分を備えることができる。すなわち、角度αの頂点Ｖから取付状態で測定すると、頂部２０の高さ、及び頂部２０の長さは、前述の基準を満たすことができる。

ヒンジ部１５は、取付状態においてエアデフレクタ１０の頂部２０に加えられる力が、ヒンジ部１５に沿ってエアデフレクタ１０を変形させるように構成することができる。ヒンジ部１５は、例えばエアデフレクタ１０を形成する材料の長さＬに亘って薄くされた領域を備えることができる。いくつかの実施形態によれば、ヒンジ部１５は、ヒンジの領域における薄肉化がヒンジ位置に沿って更なる柔軟性をもたらすリビングヒンジ（living hinge）（例えば撓み支持型ヒンジ）と同様であっても良い。本明細書では、ヒンジ部１５はエアデフレクタ１０の全長Ｌに亘るように説明されると共に図示されているが、これは例示に過ぎず、当業者であれば、デザインを考慮した上でヒンジ部１５に対して様々な長さが選択しても良いことを認識するであろう。

ヒンジ部１５は、エアデフレクタ１０の製造過程において、例えばプレスや鍛造、成形、鋳造、射出等によって形成することができる。あるいは、ヒンジ部は、エアデフレクタ１０の製造後に、（例えばレーザによる）切削や転削（milling）のような材料除去工程によって形成することができる。例えば、ＣＮＣ工作機械は、ヒンジ部１５を所望の深さまで除去し、ヒンジ部１５をエアデフレクタ１０の周りの材料よりも堅くしないように構成することができる。

ヒンジ部１５は、例えば基部７の上方の位置で、第１側部３、及び／又は第２側部５に配置することができる。いくつかの実施形態によれば、ヒンジ部１５は、基部７から測定してエアデフレクタ１０の全高Ｈの約５％から４０％の高さＨ_hに配置することができる。

図３Ａ、図３Ｂ、及び図４を参照して、インパクタ５０を介してエアデフレクタ１０に力を加えることによるＨＩＣの測定について説明する。図３Ａに示すように、エアデフレクタ１０は、取付状態で配置されている。すなわち、取付手段３５は、カウル３３、及びエアデフレクタ１０に取り外し可能に取り付けられている。エアデフレクタ１０を上記取付状態に維持するのを助けるために、及び／又は、エアデフレクタ１０の所望の方向（たとえば車両１の中心線の向き）への歪みを促進するために、１つ以上の突起４０（例えばリブ）を車両１のカウル３３に設けることができる。例えば、そのような突起は、取付状態でエアデフレクタ１０の締り嵌めを生じさせるように構成することができ、それにより、応力が常に（変形方向に向かって）エアデフレクタ１０に加えられる。換言すれば、エアデフレクタ１０は、好ましい方向への歪みをさらに促進するために、「予め応力が加えられた状態（pre-stressed）」とされていても良い。

車両１のフード５５（図４参照）は、明確化のために図３Ａ、図３Ｂにおいては省略されているが、エアデフレクタ１０の上縁９の一部は、衝撃の際にフード５５とエアデフレクタ１０の上縁９との相互作用が可能なように、フード５５と接触しているか、又はほぼ接触している。

歩行者と車両１との衝突を模擬実験しようとするＨＩＣの試験中において、インパクタ５０は車両１に向けて加速され、より詳細にはエアデフレクタ１０の位置でフード５５に向けて加速される。この加速は、フード５５に衝撃力を発生させる方向（例えば水平から５０度から７０度の間）に、所望の運動量をインパクタ５０に与えるように設計される。

フード５５に衝突すると、インパクタ５０は、フード５５を介して、エアデフレクタ１０の例えば頂部２０、又はその近傍に力を及ぼし、それにより、エアデフレクタ１０をヒンジ部１５に沿って変形方向Ｄに変形させる。

図３Ｂに示すように、ヒンジ部１５に沿った変形に加えて、１つ以上の取付手段３５’は、破損、強制的な解放、及び／又はその他の手段によって衝突の際に取り外されるようにしても良く、それにより、エアデフレクタ１０の変形、及び衝撃吸収機能をさらに高めることができる。

従来技術の剛性が修正されていないエアデフレクタと比較して、本開示の実施形態の実行によって、ＨＩＣの実質的な低減を図ることができる。例えば、従来技術のエアデフレクタのＨＩＣ値は規制閾値を上回るが、本開示のエアデフレクタは、ＨＩＣ値を低下させることができ、規制閾値をはるかに下回らせることさえできる。

明細書全体に亘って、特許請求の範囲を含め、「備える」という用語は、特に明記しない限り「少なくとも１つを備える」と同義であると理解されるべきである。さらに、明細書に記載されている範囲は、特許請求の範囲を含め、特に明記しない限りその終値（end value(s)）を含むものとして理解されるべきである。記載された要素の特定の値は、当業者に知られている許容された製造公差、又は産業公差の範囲内にあると理解されるべきであり、「実質的に」、「およそ」、及び／又は「一般に」という用語は、そのような許容された公差内にあると理解されるべきである。

国家標準、国際標準、又はその他の標準化団体の標準が参照されている場合（例えばＩＳＯ等）そのような参照は、本明細書の優先日における国家的、又は国際的な標準化団体によって定義された標準を指すものとする。このような標準に対するその後の実質的な変更は、本開示及び／又は請求の範囲の範囲及び／又は定義を変更することを意図するものではない。

本開示は、特定の実施形態を参照して記載されているが、これらの実施形態は、本開示の原理、及び適用の単なる例示であることを理解されたい。

本明細書、及び実施例は、単なる例示であり、本開示の真の範囲は、添付の特許請求の範囲によって示されることが意図される。

Claims (12)

1. 車両のカウル用のエアデフレクタであって、
   前記車両の長手方向軸線と平行に延びる第１側部と、
   前記エアデフレクタを車両に取り外し可能に取り付けるように構成されて、取付状態をもたらす取付手段と、
   前記第１側部の反対側にあって該第１側部と平行であり、前記取付状態であるときに、前記車両の中心線に向かって内側に向いている第２側部と、
   前記取付状態において前記エアデフレクタの頂部に作用する力がヒンジ部に沿って前記エアデフレクタの変形を引き起こすように、前記第１側部及び／又は前記第２側部に配置されたヒンジ部と、
   を備えるエアデフレクタ。
2. 前記ヒンジは、前記エアデフレクタの厚さを薄くした領域を備える、
   請求項１に記載のエアデフレクタ。
3. 前記ヒンジ部は、リビングヒンジを備える、
   請求項１又は請求項２に記載のエアデフレクタ。
4. 前記ヒンジ部は、前記エアデフレクタの長さに亘って、好ましくは基部の近傍に延びている、
   請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエアデフレクタ。
5. 変形前において、前記エアデフレクタの頂部の少なくとも一部は変形させる予定の方向に傾斜している、
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエアデフレクタ。
6. 前記頂部の角度は、前記取付状態であるときに水平から４５度と８０度との間の範囲にある、
   請求項５に記載のエアデフレクタ。
7. 前記エアデフレクタは、実質的に前記車両の中心線に向かう方向に変形するように構成される、
   請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエアデフレクタ。
8. 前記取付手段は、１つ以上のピン及び穴構造を備える、
   請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のエアデフレクタ。
9. 前記エアデフレクタは、前記エアデフレクタの頂部に作用する力が、少なくとも前記取付手段の部分的な分離を引き起こすように構成される、
   請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のエアデフレクタ。
10. 前記第１側部、及び前記第２側部の少なくとも１つは、前記車両のカウルの１つ以上の突起と相互作用して前記取付状態を維持するように構成される、
    請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のエアデフレクタ。
11. 前記エアデフレクタの前記頂部は、変形を容易にするために衝撃の際に前記車両のフードと相互作用するように構成される、
    請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のエアデフレクタ。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のエアデフレクタを備える車両。

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