JP4244121B2 - 衝撃吸収装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二輪車用衝撃吸収装置に関し、特に自動二輪車等に搭載されて衝突時に乗員や機材を保護することができる二輪車用衝撃吸収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の衝突時に乗員に与えられる衝撃を緩和したり、車両本体の損傷を軽微なものにしたりするため、衝撃吸収装置が設けられる。例えば、特許掲載公報第3207789号には、自動二輪車の車体フレームに支持され、車両の前方に向けて突出配置された衝撃吸収装置としての変形要素が開示されている。衝撃吸収装置は、車両の前後をガードする立体フレームであって、金属や樹脂で製作されているものからなることが多いが、発泡ウレタン等の衝撃吸収材のブロック（複数のブロック）をカバーで覆って衝撃吸収装置を構成することも考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、カバーで覆われた発泡ウレタン等の複数のブロックは衝突によるカバーの変形によって崩壊し、場合によっては飛散してしまい、当初の配列が維持されないことが多い。その結果、所定のブロック配列に基づいて予定していたエネルギ吸収機能を十分に果たせないことがある。
【０００４】
すなわち、衝撃吸収材を包んでいるカバーが衝突により圧縮されると、カバーはこの圧縮方向と直角の方向に変形する。すなわち、箱形のカバーは圧縮方向と直角方向に拡張したりくびれたりする。カバーが拡張した場合は、その拡張方向に衝撃吸収材のブロックが膨らむように変形して、極端な場合はブロック形状や配列を維持できない。また、カバーがくびれた場合は、衝撃吸収材が圧縮されて所望の弾性を維持できない。このように、衝撃吸収材が予定通りに変形されないと、衝突時に発生すると予測される衝撃荷重に見合う変形量の見積もりが困難となるので、収容されたブロック状の衝撃吸収材が衝突時に飛散したり、緩衝効果を低減するようなブロックの配列乱れを生じない衝撃吸収装置が要望されている。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決し、衝突時の衝撃に対して衝撃吸収部に予定通りの変形を生じさせることにより十分な緩衝効果をあげることができる二輪車用衝撃吸収装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、衝突による外力に対し圧縮してエネルギ吸収する直方体の衝撃吸収材と、該衝撃吸収材を収容するカバーとを備えた二輪車用衝撃吸収装置において、前記カバーが、前記外力に対して前記衝撃吸収材の圧縮方向に変形しやすく、該圧縮方向に直交する方向では変形しにくい直方体の内部空洞構造体である点に第１の特徴がある。
【０００７】
また、本発明は、前記カバーが蛇腹構造体であり、その伸縮方向を前記外力の方向に一致させて使用される点に第２の特徴がある。
【０００８】
また、本発明は、前記蛇腹構造体が、４枚の波状板と、該波状板を互いに結合して前記衝撃吸収材を内部に保持する筒形を形成する留め金とを備えた点に第３の特徴がある。
【００１０】
さらに、本発明は、カバーが、予測される前記外力の方向にその一端を指向させて車体に取り付けられる点に第４の特徴がある。
【００１１】
第１〜第４の特徴によれば、衝撃吸収装置に外力が作用したとき、カバーが圧縮方向に容易に変形する一方、圧縮方向に直交する方向には大きく変形しないので、衝撃吸収材は外力に直交する方向では変形が抑制された状態で外力に対する圧縮力を受けることができる。その結果、十分に衝撃エネルギを吸収できる。
【００１２】
さらに、カバーは、外力に対して圧縮方向に容易に変形し得るので、衝撃吸収材の設定荷重を決定する際に、主としてカバーを除いた衝撃吸収材の強度のみを考慮すればよい。
【００１３】
第２，３の特徴によれば、一方向に容易に変形し得る蛇腹構造体によって、外力に対して圧縮方向に容易に変形する一方、圧縮方向に直交する方向には変形を抑制できるカバーを提供できる。
【００１５】
第４の特徴によれば、車両の衝突に際して、車体が受ける衝撃エネルギを衝撃吸収材で十分に吸収させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る衝撃吸収装置に含まれるカバーの斜視図である。同図において、カバー１は略直方体の箱形であり、４面つまり上下と左右の面それぞれが波板１１，１２，１３，１４で囲まれている。カバー１には、箱形を維持できるように波板１１〜１４の交差する角部をつなぐ留め板１５と、波板１１〜１４の端部を結合するクロスバー１６とが付着される。なお、留め板１５は４角のうち１角に設けられたものだけを図示しているが、４角のそれぞれに２枚以上設けられるのがよい。
【００１７】
波板１１〜１４はアルミニュームまたはアルミニューム合金の薄板を波状に成型したものが望ましいが、その他、金属の薄板、樹脂成形された板等を適宜選択することができる。要は、カバー１全体が一方向に容易に圧縮されるように蛇腹状に形成されていればよい。カバー１はその内部に複数の板状ないしブロック状素材５ａからなる衝撃吸収材５が包み込まれる。衝撃吸収材５の素材５ａとしては発泡ウレタンを使用することができる。そして、蛇腹状のカバー１の変形方向を衝突予想方向に一致させてその一端を車体に固定して装着する。
【００１８】
図２は、車体に取り付けられた衝撃吸収装置の断面図である。同図において、波板１１〜１４（１１，１３のみ図示）は、自動二輪車の車体フレーム等、車両の本体部分３にボルト４で固定される。固定はボルト４に限らないし、波板１１〜１４のすべてを固定するのに限らず、少なくとも２枚の波板、例えば波板１１と１３が本体部分に３に結合されていればよい。カバー１内には直方体に形成された衝撃吸収材５が収納される。
【００１９】
上記衝撃吸収装置によれば、矢印Ａの方向で衝撃が加わったときに、蛇腹状のカバー１はこの衝撃による圧縮力で一方向に容易に圧縮変形されるので、その変形形状を予測しやすい。カバー１は蛇腹が縮む方向にのみ変形し、蛇腹の幅方向に拡張したり収縮したりするような変形を生じにくいからである。
【００２０】
図６は衝撃吸収装置の蛇腹状カバーが衝撃を受けて収縮した様子を示す断面図である。この図のように、衝撃を受けた際に蛇腹状のカバー１は蛇腹形状に基づく本質的な収縮態様で縮むので、ブロックを配列してなる衝撃吸収材５の配列は維持されるので、設計通り、つまり所望の衝撃吸収効果が得られる。
【００２１】
このように、予定した衝撃荷重に対して衝撃吸収材５は予定した通りに変形するので、衝突による吸収エネルギの予測がたちやすい。つまり、必要とされる衝撃吸収材５の形状、材質などを、カバー１の強度を実質的に無視して衝撃吸収部材５の単体で選択できる。したがって、衝突時のエネルギを吸収できるのに十分であって、しかも過分にならないサイズの衝撃吸収材５を設計することができる。
【００２２】
なお、カバー１が複雑に変形しないよう、蛇腹形状のカバー１の端部同士は蛇腹の伸縮方向に沿った直線上に配置されるように製作されるのが望ましい。これを図に従って説明する。図３、図４はカバー１の変形の態様を示す１枚の波板の断面図である。図３では、カバー１の端部が蛇腹の収縮方向に沿った直線Ｌ１上に配置されている。この場合、カバー１は圧縮により一様に山形ないし谷型に変形するので、変形後の形状を予測しやすい。
【００２３】
一方、図４では、カバー１の端部が蛇腹の収縮方向に沿った一直線上に配置されておらず、段差Ｄを生じている。この場合、カバー１は、圧縮により一様に変形せず複雑なゆがみを生じ、変形後の形状を予想しにくくしている。
【００２４】
図５は、本発明の変形例に係る衝撃吸収装置のカバーの斜視図である。同図において、図示しない発泡ウレタン等の衝撃吸収材を収容するカバー６は、全体として直方体をなすメッシュつまり網状部材であり、例えば、アルミニュームやその合金等の金属で形成される。カバー６の両端には形状を維持するための金属枠つまりフレーム７，８が設けられる。フレーム８にはフランジ９が設けられ、このフランジ９を車体フレーム等にボルト結合等することにより、衝撃吸収装置は車体に装着される。フレームは２カ所に限らず、フレーム７，８間にさらに１ないしそれ以上のフレームを設けても良い。
【００２５】
この、メッシュ状のカバー６も、カバー１と同様、衝突による圧縮荷重で容易に、しかも一様に変形するので、衝撃吸収材の変形後の形状を予測しやすい。したがって、必要とされるエネルギ吸収を果たせる衝撃吸収材の設計が容易である。
【００２６】
なお、上記衝撃吸収装置において、衝撃は一義的には衝撃吸収材で吸収させるように設計するのがよいが、衝撃吸収材とカバーの双方で衝撃を吸収するようにしてもよい。例えば、衝撃吸収材ではエネルギ吸収が十分でないと予測される場合は、カバー１の波板の厚さを大きくしたり、カバー６のメッシュを調整したりしてエネルギ吸収能力を補うことができる。
【００２７】
また、本発明は、自動二輪車、４輪車等、車両全般はもちろん、他の機械構造物等の緩衝用に広く適用可能であり、取付位置も、車両の前部のみならず後部等、衝突時の衝撃緩和目的のため任意に選択可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の発明によれば、カバーによって衝撃吸収材の崩壊や分散が回避され、衝撃エネルギを確実に吸収することができる。また、衝突による外力に対してカバーが容易に圧縮するので、実質的に衝撃吸収材でのみ衝撃エネルギを吸収することができ、衝撃吸収材の設定荷重を簡単なモデルで算出することができる。
【００２９】
請求項１の発明によれば、蛇腹構造体によって衝撃吸収材の形状が維持され、衝突時には、蛇腹構造体は容易に圧縮して衝撃吸収材でのエネルギ吸収を確実なものにできる。
【００３０】
請求項２の発明によれば、車体に衝撃吸収装置を取り付けて使用できるので、車両が衝突した場合の衝撃を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る衝撃吸収装置に含まれるカバーの斜視図である。
【図２】 車体に取り付けられた衝撃吸収装置の断面図である。
【図３】 カバーの変形の態様を示す１枚の波板の断面図である。
【図４】 カバーの変形の態様を示す１枚の波板の断面図である。
【図５】 変形例に係る衝撃吸収装置のカバーの斜視図である。
【図６】 衝突により変形した衝撃吸収装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１，６…カバー、 ３…車両の本体部分、 ４…ボルト、 ５…衝撃吸収材、７，８…フレーム、 １１〜１４…波板、 １５…留め板、 １６…クロスバー

Claims (2)

1. 衝突による外力に対し圧縮してエネルギ吸収する直方体の衝撃吸収材と、該衝撃吸収材を収容するカバーとを備えた二輪車用衝撃吸収装置において、
   前記衝撃吸収材が発泡材からなり、
   前記カバーが、その伸縮方向を前記外力の方向に一致させて使用される蛇腹構造体であり、前記外力に対して前記衝撃吸収材の圧縮方向に変形しやすく、該圧縮方向に直交する方向では変形しにくい直方体の内部空洞構造体であり、
   前記蛇腹構造体が、４枚のアルミニュームの波状板と、該波状板を互いに結合して前記衝撃吸収材を内部に保持する筒形を形成する留め金とを備えているとともに、
   前記蛇腹構造体は、その伸縮方向の一端が車体に固定されて基部をなしていることを特徴とする二輪車用衝撃吸収装置。
2. 前記カバーが、予測される前記外力の方向にその一端を指向させて車体に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の二輪車用衝撃吸収装置。

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