JP3837322B2 - 自動二，三輪車の衝突エネルギ吸収装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，乗員用シートを備えた車体の後部に，後輪と，それを駆動するエンジンとを備えるパワーユニットを上下方向揺動可能に懸架した自動二，三輪車の正面衝突時，乗員を衝突エネルギから保護するようにした，自動二，三輪車の衝突エネルギ吸収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，かゝる自動二，三輪車において，車体の前部にバンパを取り付けて，正面衝突時，バンパの圧縮抗力により車体の減速度の急増を抑え，乗員に対する衝撃力を極力小さく制御することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，衝突時の車体の減速度は，人体の強度から或る値α以下に抑えるべきであるから，衝突速度をＶ₀ とすると，上記バンパの圧縮ストロークＬは，Ｖ₀ ² ／２α以上必要となるが，そのようなバンパの圧縮ストロークを確保しようとすれば，自動二，三輪車の取り回し性や操縦性を損ない勝ちとなる。
【０００４】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，車体の前部に付設されるバンパ等の主エネルギ吸収手段の作動ストロークの短縮を可能にしつゝ，乗員に与える衝撃力を緩和し得るようにした，自動二，三輪車の衝突エネルギ吸収装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために，本発明は，乗員用シートを備えた車体の後部に，後輪と，それを駆動するエンジンとを備えるパワーユニットを上下方向揺動可能に懸架した自動二，三輪車において，車体の前部に衝突エネルギを吸収し得る主エネルギ吸収手段を付設すると共に，車体及びパワーユニット間に衝突エネルギを吸収し得る補助エネルギ吸収手段を介装し，正面衝突時，当初は，主エネルギ吸収手段及び補助エネルギ吸収手段がそれぞれ作動し，その後，補助エネルギ吸収手段が主エネルギ吸収手段よりも先に作動限界に達するように主及び補助エネルギ吸収手段を構成して，衝突初期では主エネルギ吸収手段及び補助エネルギ吸収手段の圧縮抗力により車体を比較的急速に減速させ，補助エネルギ吸収手段が作動限界に達した時点からは，主エネルギ吸収手段のみの圧縮抗力により車体を比較的緩徐に減速させるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
この特徴によれば，衝突初期では，主エネルギ吸収手段及び補助エネルギ吸収手段の圧縮抗力により車体及びパワーユニットは個別に減速され，車体は比較的急速に減速される。そして補助エネルギ吸収手段が圧縮限界に達した時点からは，パワーユニット系の質量が車体系の質量に加算されるため，車体の減速は比較的緩徐に行われる。したがって，衝突初期に車体の減速度を高めた分，主エネルギ吸収手段の作動ストロークの短縮を可能として，そのコンパクト化により自動二，三輪車の取り回し性及び操縦性の向上をもたらすことができる。
【０００７】
尚，前記主エネルギ吸収手段は，後述する本発明の実施例中のバンパ１に対応し，前記補助エネルギ吸収手段は，クラッシュバー１０及びダンパ２０に対応する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。
【０００９】
図１は本発明の第１実施例に係る衝突エネルギ吸収装置を備えた自動二輪車の側面図，図２は上記衝突エネルギ吸収装置の作動状態を示す，図１との対応図，図３は上記自動二輪車の正面衝突時におけるＶ−Ｔ線図，図４は本発明の第２実施例に係る衝突エネルギ吸収装置を備えた自動二輪車の側面図である。
【００１０】
先ず，図１〜図３に示す本発明の第１実施例の説明より始める。
【００１１】
図１において，自動二輪車Ｍの車体Ｂの前部に前輪２ｆが操向可能に懸架されると共に，この前輪２ｆより前方に突出するバンパ１が取り付けられる。また車体Ｂの後部には，後輪２ｒ及びそれを駆動するエンジン８からなるパワーユニット７がクラッシュバー１０を介して上下揺動可能に懸架される。
【００１２】
このクラッシュバー１０は，蛇腹状の中空管１３の両端に端板１４，１５を結合してなるもので，両端板１４，１５間に圧縮荷重が加わると，一定の抗力を発生しつゝ圧縮方向に塑性変形するようになっており，その両端板１４，１５が，車体Ｂの後壁に突設された前部ブラケット１１と，エンジン８の上壁に突設された後部ブラケット１２とに相対回動可能に軸支される。その際，クラッシュバー１０の有効圧縮ストロークＬ₂ は，前記バンパ１の有効圧縮ストロークＬ₁ より小さく設定される。
【００１３】
車体Ｂの中央部には，前面にウインドスクリーン４を配したルーフ付きのキャビン３が形成されており，このキャビン３の前壁に前輪２ｆのための操向ハンドル５が支持され，この操向ハンドル５の後方に，操縦者が座る乗員用シート６が配設される。この乗員用シート６の有するシートフレーム６ａは側面視でＬ字状をなしていて，乗員用シート６に座る操縦者Ｒの上半身の前傾を拘束する公知のべルト式乗員拘束手段９を装備している。
【００１４】
次に，この実施例の作用について説明する。
【００１５】
いま，乗員用シート６に座った操縦者Ｒの上半身が乗員拘束手段９により保持された状態にあるとき，自動二輪車Ｍが車体速度Ｖ₁ で障害物Ｏに正面衝突したとすると，当初，障害物Ｏに衝突したバンパ１は車体Ｂ系の衝突エネルギを吸収すべく，また車体Ｂ及びパワーユニット７間のクラッシュバー１０は，パワーユニット７系の衝突エネルギを吸収すべく，略同時にそれぞれ圧縮されていくが，クラッシュバー１０の有効圧縮ストロークＬ₂ は，バンパ１の有効圧縮ストロークＬ₁ より小さく設定されているので，或る時点でクラッシュバー１０が圧縮限界に達した後でも，バンパ１の圧縮が継続する。
【００１６】
このときの車体Ｂの速度Ｖと経過時間Ｔとの関係を図３に示す。同図から明らかなように，衝突初期では，バンパ１及びクラッシュバー１０の圧縮抗力により車体Ｂ及びパワーユニット７は個別に減速されるので，車体Ｂの減速は比較的急速となる。そしてクラッシュバー１０が圧縮限界に達した時点Ｔ₁ からは，パワーユニット７系の質量が車体Ｂ系の質量に加算されるため，車体Ｂの減速は比較的緩徐に行われる。
【００１７】
こゝで，
Ｆ₁ ・・・・バンパ１の圧縮抗力
Ｌ₁ ・・・・バンパ１の有効圧縮ストローク
Ｆ₂ ・・・・クラッシュバー１０の圧縮抗力
Ｌ₂ ・・・・クラッシュバー１０の有効圧縮ストローク
Ｆ₃ ・・・・操縦者Ｒから乗員拘束手段９を介して車体Ｂに 伝達される前方荷重
Ｍ₁ ・・・・車体Ｂ系の質量
Ｍ₂ ・・・・パワーユニット７系の質量
とすると，衝突から時間Ｔ₁ までのパワーユニット７のＶ−Ｔ線Ａ₂ の傾きβ₂ は，
β₂ ＝−Ｆ₂ ／Ｍ₂
となる。一方，衝突から時間Ｔ₁ までの車体ＢのＶ−Ｔ線Ａ₁ の傾きβ₁ は，
β₁ ＝（−Ｆ₁ ＋Ｆ₂ ＋Ｆ₃ ）／Ｍ₁
となり，時間Ｔ₁ 以降の車体ＢのＶ−Ｔ線Ａ₁ ′の傾きβ₁ ′は，
β₁ ′＝（−Ｆ₁ ＋Ｆ₃ ）／（Ｍ₁ ＋Ｍ₂ ）
と，時間Ｔ₁ 以前より緩やかになる。
【００１８】
それに対して，パワーユニット７を車体Ｂに直接的に連結した従来自動二輪車における車体ＢのＶ−Ｔ線Ａ₃ の傾きβ₃ は，
β₃ ＝（−Ｆ₁ ＋Ｆ₃ ）／（Ｍ₁ ＋Ｍ₂ ）＝β₁ ′
と，終始一定である。
【００１９】
而して，Ｖ−Ｔ線Ａ₁ に囲まれる面積は本発明の自動二輪車Ｍにおけるバンパ１の圧縮ストロークＬ₁ を示し，Ｖ−Ｔ線Ａ₃ に囲まれる面積は従来の自動二輪車におけるバンパ１の圧縮ストロークＬ₃ を示し，その圧縮ストロークＬ₃ は， Ｌ₃ ＝Ｌ₁ ＋ΔＬ
となり，したがって本発明では，バンパ１の有効圧縮ストロークＬ₁ を従来のものよりΔＬだけ短縮することができる。その結果，バンパ１のコンパクト化が可能となり，自動二輪車Ｍの取り回し性及びや操縦性の向上をもたらすことができる。
【００２０】
尚，衝突初期の車体Ｂの減速度を衝突後期のそれより大きくするには，
（−Ｆ₁ ＋Ｆ₂ ＋Ｆ₃ ）／Ｍ₁ ＜−Ｆ₂ ／Ｍ₂
とする必要がある。また操縦者Ｒが乗員拘束手段９により有効に拘束される前に車体Ｂの減速度が変化するように，クラッシュバー１０の有効圧縮ストロークＬ₂ は充分小さく設定することが望ましい。
【００２１】
次に，図４に示す本発明の第２実施例について説明する。
【００２２】
この第２実施例は，前記クラッシュバー１０に代えて油圧ダンパ２０を車体Ｂ及びパワーユニット７間に介装したものである。そのダンパ２０は車体Ｂ及びエンジン８にそれぞれ設けられた前部ブラケット１１及び後部ブラケット１２の一方に軸支されるシリンダ２１と，このシリンダ２１内に摺動可能に嵌装されるピストン２２と，このピストン２２に一体に結合されて前部ブラケット１１及び後部ブラケット１２の他方に軸支されるピストンロッド２３と，シリンダ２１内に収容されてピストン２２を所定の圧縮荷重をもって前方へ付勢するダンパばね２４とを備えており，そのシリンダ２１内には，ピストン２２の動きに減衰力を付与するためのダンパオイルが封入される。而して，ダンパ２０は，自動二輪車Ｍの正面衝突時，パワーユニット７に加わる衝突エネルギをダンパばね２４の圧縮により吸収するもので，その有効圧縮ストロークＬ₂ は，バンパ１の有効圧縮ストロークＬ₁ より小さく設定される。その他の構成は前実施例と同様であるので，図４中，前実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して，その説明を省略する。
【００２３】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明は自動二輪車に限らず，自動三輪車にも適用可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば，乗員用シートを備えた車体の後部に，後輪と，それを駆動するエンジンとを備えるパワーユニットを上下方向揺動可能に懸架した自動二，三輪車において，車体の前部に衝突エネルギを吸収し得る主エネルギ吸収手段を付設すると共に，車体及びパワーユニット間に衝突エネルギを吸収し得る補助エネルギ吸収手段を介装し，正面衝突時，当初は，主エネルギ吸収手段及び補助エネルギ吸収手段がそれぞれ作動し，その後，補助エネルギ吸収手段が主エネルギ吸収手段よりも先に作動限界に達するように主及び補助エネルギ吸収手段を構成して，衝突初期では主エネルギ吸収手段及び補助エネルギ吸収手段の圧縮抗力により車体を比較的急速に減速させ，補助エネルギ吸収手段が作動限界に達した時点からは，主エネルギ吸収手段のみの圧縮抗力により車体を比較的緩徐に減速させるようにしたので，衝突初期では，車体は比較的急速に減速され，補助エネルギ吸収手段が作動限界に達してからは，車体の減速は比較的緩徐に行われ，したがって，衝突初期に車体の減速度を高めた分，主エネルギ吸収手段の作動ストロークの短縮を可能として，そのコンパクト化により自動二，三輪車の取り回し性及び操縦性の向上をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例に係る衝突エネルギ吸収装置を備えた自動二輪車の側面図。
【図２】 上記衝突エネルギ吸収装置の作動状態を示す，図１との対応図。
【図３】 上記自動二輪車の正面衝突時におけるＶ−Ｔ線図。
【図４】 本発明の第２実施例に係る衝突エネルギ吸収装置を備えた自動二輪車の側面図。
【符号の説明】
Ｂ・・・・・車体
Ｍ・・・・・自動二輪車
１・・・・・主エネルギ吸収手段（バンパ）
２ｒ・・・・後輪
６・・・・・乗車用シート
７・・・・・パワーユニット
８・・・・・エンジン
１０・・・・補助エネルギ吸収手段（クラッシュバー）
２０・・・・油圧ダンパ

Claims (3)

1. 乗員用シート（６）を備えた車体（Ｂ）の後部に，後輪（２Ｒ）と，それを駆動するエンジン（８）とを備えるパワーユニット（７）を上下方向揺動可能に懸架した自動二，三輪車において，
   車体（Ｂ）の前部に衝突エネルギを吸収し得る主エネルギ吸収手段（１）を付設すると共に，車体（Ｂ）及びパワーユニット（７）間に衝突エネルギを吸収し得る補助エネルギ吸収手段（１０，２０）を介装し，正面衝突時，当初は，主エネルギ吸収手段（１）及び補助エネルギ吸収手段（１０，２０）がそれぞれ作動し，その後，補助エネルギ吸収手段（１０，２０）が主エネルギ吸収手段（１）よりも先に作動限界に達するように主及び補助エネルギ吸収手段（１；１０，２０）を構成して，衝突初期では主エネルギ吸収手段（１）及び補助エネルギ吸収手段（１０，２０）の圧縮抗力により車体（Ｂ）を比較的急速に減速させ，補助エネルギ吸収手段（１０，２０）が作動限界に達した時点からは，主エネルギ吸収手段（１）のみの圧縮抗力により車体（Ｂ）を比較的緩徐に減速させるようにしたことを特徴とする，自動二，三輪車の衝突エネルギ吸収装置。
2. 請求項１記載の自動二，三輪車の衝突エネルギ吸収装置において，
   前記補助エネルギ吸収手段を，両端を車体（Ｂ）及びパワーユニット（７）に連結するクラッシュバー（１０）で構成したことを特徴とする，自動二，三輪車の衝突エネルギ吸収装置。
3. 請求項１記載の自動二，三輪車の衝突エネルギ吸収装置において，
   前記補助エネルギ吸収手段を，両端を車体（Ｂ）及びパワーユニット（７）に連結する油圧ダンパ（２０）で構成したことを特徴とする，自動二，三輪車の衝突エネルギ吸収装置。

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