JP4353421B2 - 二輪車の乗員制止装置 - Google Patents

Description

本発明は、二輪車の乗員制止装置に係り、特に、乗員の下半身が車体前方へ移動することを制限する二輪車の乗員制止装置に関する。

自動二輪車において乗員の車体前方への移動を制止する技術として、特許文献１には、四輪自動車において乗員の下半身が車体前方へ移動することを制限する技術として、車室インストルメントパネルの下部であって乗員の膝部と対向する位置に衝撃吸収部材を配置する技術が開示されている。
特許公報第２７０５７７５号

特許文献１の技術は、乗員の膝部前方に衝撃吸収部材を支持できる支持部材があることを前提とした技術であり、二輪車のように、乗員の膝部前方に支持部材がない車両には適用することができなかった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、二輪車における乗員の下半身が車体前方へ移動することを制限できる二輪車の乗員制止装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明は、二輪車の乗員の車体前方への移動を制限する乗員制止装置において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。

(1)左右一対の膝部パッドと、この膝部パッドが一端側に装着されたパイプ状のパッド支持部材と、膝部パッドが乗員の膝部と対向するように、前記パッド支持部材の他端側を固定する固定部材と、前記膝部パッドに加わる前向き荷重を吸収してパッド支持部材の塑性変形を制限する荷重吸収部材とを含むことを特徴とする。

(2)前記荷重吸収部材が、パッド支持部材の潰れ変形を制限する潰れ防止部材であることを特徴とする。

(3)前記荷重吸収部材が、パッド支持部材の塑性変形部に挿貫された弾性部材であることを特徴とする。

(4)前記荷重吸収部材が、パッド支持部材の塑性変形部に挿貫されたコイルスプリングであることを特徴とする。

(5)前記荷重吸収部材が、パッド支持部材に形成された蛇腹状圧潰性体であることを特徴とする。

(6)前記固定部材が、前記パッド支持部材の他端側と垂直に連結されて車体の左右方向に延設されたパイプ状の連結バーであり、前記荷重吸収部材が、前記連結バーの内側に挿貫されて当該連結バーのねじれ変形を制限する弾性部材であることを特徴とする。

(7)前記パッド支持部材の前傾量を制限する補強部材をさらに含むことを特徴とする。

本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)請求項１の発明によれば、膝部パッドに加わる荷重の一部が荷重吸収部材により消費・吸収されてパッド支持部材の塑性変形が制限される。したがって、パッド支持部材に加わる応力が弾性限界を超えるような前向き荷重が膝部パッドに加わった場合でも、これを受け止めて乗員を確実に制止させることができる。
(2)請求項２の発明によれば、パッド支持部材に特別な加工等を施すことなく、その塑性変形を簡単に制限できるようになる。
(3)請求項３、４、５の発明によれば、弾性部材、コイルスプリングあるいは蛇腹状圧潰性体を追加するだけでパッド支持部材の塑性変形を制限できるようになる。
(4)請求項６の発明によれば、連結バーのねじれ応力を利用してパッド支持部材に弾性を付与する構成において、連結バーの塑性変形を簡単に制限できるようになる。
(5)請求項７の発明によれば、ハンドル連結部材の前傾量が制限されるので、制止パッドの位置を所定の高さ以上に維持できるようになる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の乗員制止装置を適用したスクータ型自動二輪車の側面図であり、車体フレーム１０は、ヘッドパイプ１１が前端部に固着されたメインフレームパイプ１２と、このメインフレームパイプ１２の後端部に直角かつ水平に固着されたクロスパイプ１３と、このクロスパイプ１３の両端部に前端がそれぞれ連設された左右一対のリヤフレームパイプ１４（１４Ｌ，１４Ｒ）とを主要な構成としている。

前記メインフレームパイプ１２は、ヘッドパイプ１１から後ろ下がりに傾斜したダウンフレーム部１２ａと、ダウンフレーム部１２ａの後端からほぼ水平にして後方へ延びたロアフレーム部１２ｂとを一体に連設して構成される。前記クロスパイプ１３は車体フレーム１０の左右方向に延設され、このクロスパイプ１３の中央部に前記メインフレームパイプ１２の後端部が直角に固着される。前記左右一対のリヤフレームパイプ１４は、前記クロスパイプ１３の両端部から後ろ上がりに延びるライズフレーム部１４ａと、このライズフレーム部１４ａの後端からほぼ水平にして後方に延びると共に後端部開口が相互に対向するように水平面内で彎曲するアッパーフレーム部１４ｂとを一体に連設して構成される。

前記ヘッドパイプ１１には、前輪Ｗｆを支持する操向部材としてのフロントフォーク１５が操向自在に支承され、フロントフォーク１５の上端には、ハンドル連結部材としてのハンドルパイプ２０を介して操向ハンドル１６が連結されている。前記リヤフレームパイプ１４の前部には、後輪Ｗｒの前方側に配置されたエンジンＥと、後輪Ｗｒの左側方に配置された無段変速機Ｍとから成るパワーユニットＰが上下方向への揺動自在に支承され、後輪ＷｒはパワーユニットＰの後部に軸支されている。後輪Ｗｒの上部左側にはエアクリーナ２９が配置されている。

パワーユニットＰの後部と左側のリヤフレームパイプ１４Ｌとの間にはリヤクッションユニット１７が設けられている。エンジンＥからの排気ガスを導く排気管１８がエンジンＥから後輪ＷＲの右側方側に延出されており、この排気管１８は、後輪Ｗｒの右側方に配置される排気マフラー１９に接続されている。左右のリヤフレームパイプ１４の前部間には、収納ボックス２５が前記エンジンＥの上方に配置されるようにして支持されている。

車体フレーム１０は、合成樹脂製の車体カバー２１で覆われ、この車体カバー２１は、乗員の足の前方を覆うレッグシールド２２と、乗員の足を載せるべくレッグシールド２２の下部に連なるステップフロア２３と、ステップフロア２３に連なって車体後部を両側から覆うサイドカバー２４とを備える。

前記収納ボックス２５および燃料タンク（図示せず）は前記サイドカバー２４で覆われており、収納ボックス２５を上方から覆うシート２６が、サイドカバー２４の上部に開閉可能に取り付けられている。すなわちステップフロア２３は、操向ハンドル１６およびシート２６間に配置されるようにして車体カバー２１に形成され、ステップフロア２３の後端よりも下方に、パワーユニットＰを車体フレーム１０に揺動可能に支承するためのフレーム側ブラケット２７が配置されている。

図２を併せて参照し、前記操向ハンドル１６にはプレート部材３１が固定され、このプレート部材３１には、シート２６に着座する乗員と対向するように胸部パッド３０が装着されている。さらに、本実施形態では前記ヘッドパイプ１１の下部に連結部材５３が固定されており、この連結部材５３からハンドルポスト１１に沿って後斜め上方を指向して、左右一対のパッド支持パイプ５２（Ｌ，Ｒ）が立設されている。各パッド支持パイプ５２の上部では、左右一対の膝部パッド５０（Ｌ，Ｒ）が、それぞれプレート部材５１（Ｌ，Ｒ）を介して乗員の膝部を指向する姿勢で装着されている。

この膝部パッド５０により、図３に破線で示したように、制動時等に慣性で乗員の下半身が前方へ移動しても、乗員の膝部が膝部パッド５０で押さえられ、それ以上の移動が阻止されるので、乗員の前方への移動が所定範囲内に制限される。また、本実施形態では膝部パッド５０に所定の基準値を超える前方荷重が加わった際に、これを吸収して乗員に加わる荷重を緩和する荷重吸収機能が前記パッド支持パイプ５２に付与されている。

図４は、前記荷重吸収機能を説明するための側面図であり、前記膝部パッド５０に所定の基準値を超える前向き荷重が加わると、前記パッド支持パイプ５２が前記連結部材５３の上面近傍において前方へ撓みはじめる。応力がパッド支持パイプ５２の降伏点（応力限界）を超えると塑性変形が始まり、同図に破線で示したように、パッド支持パイプ５２が前方へ屈曲し始める。

一般的に、応力限界を超えると弾性力が失われるため、前記膝部パッド５０は膝部による前向き荷重を受け止められなくなるが、本実施形態では、後に詳述するように、前記パッド支持パイプ５２に荷重吸収部を設け、パッド支持パイプ５２が応力限界を超えた後でも弾性を維持できるようにしている。

図５は、前記荷重吸収部の第１実施形態の断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施形態では、パッド支持パイプ５２が、その下端部を連結部材５３に挿貫されて固定されており、この下端部の内側に長手状弾性部材５５が挿貫固定されている。

このような構成において、前記膝部パッド５０に所定の基準値を超える前向き荷重が加わると、前記パッド支持パイプ５２が撓みはじめる。応力がパッド支持パイプ５２の降伏点を超えると塑性変形が始まり、同図に鎖線で示したように、パッド支持パイプ５２が前方へ屈曲し始める。

図１１は、前記膝部パッド５０の前方への移動量と乗員の膝部に加わる荷重との関係を示した図であり、前記弾性部材５５がパッド支持パイプ５２に挿貫されていなければ、同図に破線で示したように、応力が降伏点を超えた時点でパッド支持パイプ５２が破断あるいは潰れて弾性を維持できなくなるので、膝部パッド５０に加わる荷重が逃げてしまう。

これに対して、本実施形態ではパッド支持パイプ５２と連結部材５３とが強固に連結されると共に、両者は前記弾性部材５５により弾性的にも連結されているので、降伏点を超えた塑性領域でもパッド支持パイプ５２は破断したり潰れたりすることなく弾性を維持できる。したがって、前記膝部パッド５０の前方への移動量と乗員の膝部に加わる荷重との関係は、図１１に実線で示したように、パッド支持パイプ５２が降伏点を超えた以降も略一定に保たれるので、パッド支持パイプ５２の応力限界を超える荷重が前記膝部パッド５０に加わった場合でも、当該荷重の一部を吸収して乗員に加わる荷重を減じることができる。

図６は、前記荷重吸収部の第２実施形態の断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施形態では、パッド支持パイプ５２が、その下端部を連結部材５３に挿貫されて固定されており、この下端部の内側にコイルスプリング５６が挿貫固定されている。

このような構成において、前記膝部パッド５０に所定の基準値を超える前向き荷重が加わると、前記パッド支持パイプ５２が撓みはじめる。応力がパッド支持パイプ５２の降伏点を超えると塑性変形が始まり、同図に鎖線で示したように、パッド支持パイプ５２が前方へ屈曲し始める。しかしながら、本実施形態ではパッド支持パイプ５２の屈曲部の内側にコイルスプリング５６が挿貫されているので、パッド支持パイプ５２は自身の降伏点を超えても破断したり潰れたりすることなく、弾性を維持できるようになる。したがって、パッド支持パイプ５２の応力限界を超える荷重が膝部パッド５０に加わった場合でも、当該荷重の一部を吸収して乗員に加わる荷重を減じることができる。

図７は、前記荷重吸収部の第３実施形態の断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施形態では、パッド支持パイプ５２が、その下端部を連結部材５３に挿貫されて固定されており、連結部材５３の上部近傍に蛇腹状圧潰性体５７が形成されている。

このような構成において、前記膝部パッド５０に所定の基準値を超える前向き荷重が加わると、前記パッド支持パイプ５２が撓みはじめる。応力が蛇腹状圧潰性体５７の応力限界を超えると、蛇腹状圧潰性体５７の前部側が潰れて後部側が伸びる塑性変形が始まり、パッド支持パイプ５２が前方へ屈曲し始める。

このように、本実施形態ではパッド支持パイプ５２に蛇腹状圧潰性体５７が設けられているので、その塑性変形が始まった以降もパッド支持パイプ５２は破断することなく弾性を維持できる。したがって、パッド支持パイプ５２の応力限界を超える荷重が膝部パッド５０に加わった場合でも、当該荷重の一部を吸収して乗員に加わる荷重を減じることができる。

ところで、上記した各実施形態では、パッド支持パイプ５２が屈曲するために、膝部パッド５０の移動量が大きくなるにしたがって、その位置が低くなってしまう。そこで、図８に示したように、本実施形態ではパッド支持パイプ５２の前記屈曲部よりも下側に、その前傾角度すなわち膝部パッド５０の移動量を制限する補強部材５８を設けている。これにより、制止パッド３０に大きな前向き荷重が加わっても、制止パッド３０の位置を所定の高さ以上に保つことができるようになる。

図９は、前記荷重吸収部の第４実施形態の一部破断側面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

パイプ状の連結バー６１がフレームを左右方向に貫通し、溶接等の適宜の手段により強固に連結されている。前記連結バー６１には、パッド支持アーム５９(L，R)が垂直に装着され、当該パッド支持アーム５９は前記連結バー４６を支点として後斜め上方へ延設される。前記パッド支持アーム５９の上端部には、プレート部材５１(L，R)を介して前記膝部パッド５０が、乗員の膝部を指向するように位置決め固定されている。図１０に示したように、前記連結バー６１の内側には、ねじれ応力が弾性限界を超えて当該連結バー６１に潰れが生じる塑性変形が始まった後も、この潰れを制限して前記連結バー６１に所定の弾性力を維持させるための潰れ防止部材６２が充填ないしは挿貫されている。

このような構成において、前記膝部パッド５０に前向き荷重が加わって連結バー６１にねじれが生じると、パッド支持アーム５９が前方へ移動を始める。さらに前向き荷重が加わり、前記連結バー６１に加わるねじれ応力が連結バー６１の降伏点（応力限界）を超えると塑性変形（潰れ変形）が始まり、図９に破線で示したように、パッド支持アーム５９が連結バー６１を支点として前方へ回動する。このとき、本実施形態では連結バー６１の内側に潰れ防止部材６２が挿貫されているので連結バー６１の潰れが制限され、その結果、連結バー６１は降伏点を超えた塑性領域でも弾性を維持できる。したがって、パッド支持アーム５９の応力限界を超える荷重が膝部パッド５０に加わった場合でも、当該荷重の一部を吸収して乗員に加わる荷重を減じることができる。

本発明の乗員制止装置を適用したスクータ型自動二輪車の側面図である。 膝部パッドの正面図である。 膝部パッドにより乗員の移動が阻止される様子を示した図である。 荷重吸収部の側面図である。 荷重吸収部の第１実施形態の断面図である。 荷重吸収部の第２実施形態の断面図である。 荷重吸収部の第３実施形態の断面図である。 ハンドルパイプの傾斜角度を制限する補強部材の一例を示した断面図である。 荷重吸収部の第４実施形態の側面図である。 荷重吸収部の第４実施形態の正面図である。 膝部パッドの移動量と乗員に加わる荷重との関係を示した図である。

符号の説明

１１…ヘッドパイプ，１５…フロントフォーク，１６…操向ハンドル，２０…ハンドルパイプ，３０…制止パッド，３１Ｌ，３１Ｒ…プレート部材，３２…弾性部材，３３…コイルスプリング，５０…膝部パッド

Claims (12)

1. 二輪車の乗員の車体前方への移動を制限する乗員制止装置において、
   左右一対の膝部パッドと、
   前記膝部パッドが一端側に装着されたパイプ状のパッド支持部材と、
   前記膝部パッドが乗員の膝部と対向するように、前記パッド支持部材の他端側を固定する固定部材と、
   前記膝部パッドに加わる前向き荷重を吸収して前記パッド支持部材の塑性変形を制限する荷重吸収部材とを含み、
   前記固定部材は、前記二輪車のヘッドパイプの前方側の位置で該ヘッドパイプに取り付けられており、
   前記パッド支持部材は、前記ヘッドパイプの前方でかつ該ヘッドパイプに沿って後斜め上方を指向するように前記固定部材に固定されており、
   前記膝部パッドが前記ヘッドパイプよりも車体後方側に位置することを特徴とする二輪車の乗員制止装置。
2. 前記荷重吸収部材が、前記パッド支持部材の潰れ変形を制限する潰れ防止部材であることを特徴とする請求項１に記載の二輪車の乗員制止装置。
3. 前記荷重吸収部材が、前記パッド支持部材の塑性変形部に挿貫された弾性部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の二輪車の乗員制止装置。
4. 前記荷重吸収部材が、前記パッド支持部材の塑性変形部に挿貫されたコイルスプリングであることを特徴とする請求項１または２に記載の二輪車の乗員制止装置。
5. 前記荷重吸収部材が、前記パッド支持部材に形成された蛇腹状圧潰性体であることを特徴とする請求項１に記載の二輪車の乗員制止装置。
6. 前記固定部材が、前記パッド支持部材の他端側と垂直に連結されて車体の左右方向に延設されたパイプ状の連結バーであり、
   前記荷重吸収部材が、前記連結バーの内側に挿貫されて当該連結バーのねじれ変形を制限する弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載の二輪車の乗員制止装置。
7. 前記パッド支持部材の前傾量を制限する補強部材をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の二輪車の乗員制止装置。
8. 二輪車の乗員の車体前方への移動を制限する乗員制止装置において、
   左右一対の膝部パッドと、
   前記膝部パッドが一端側に装着されたパイプ状のパッド支持部材と、
   前記膝部パッドが乗員の膝部と対向するように、前記パッド支持部材の他端側を固定する連結バーと、
   前記連結バーの内側に挿貫され、前記膝部パッドに加わる前向き荷重を吸収して前記連結バーのねじれ変形を制限する荷重吸収部材とを含み、
   前記連結バーは、前記パッド支持部材の他端側と垂直に連結されて車体の左右方向に延設されたパイプ状に形成されると共に、前記二輪車のヘッドパイプの前方に固定されており、
   前記パッド支持部材は、前記ヘッドパイプの前方かつ前記ヘッドパイプに沿って後斜め上方を指向するように前記連結バーに固定されており、
   前記膝部パッドが前記ヘッドパイプよりも車体後方側に位置することを特徴とする二輪車の乗員制止装置。
9. 前記二輪車の車体フレームは車体カバーで覆われており、
   前記車体カバーは、乗員の足の車体前方側を覆うレッグシールドと、該レッグシールドの下部に連なるステップフロアとを含み、
   前記膝部パッドは、前記レッグシールドから車体後方側に突出するように形成されると共に、乗員が着座して前記ステップフロアに足を載せた状態で、乗員の膝の車体前方側に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の二輪車の乗員制止装置。
10. 前記パッド支持部材は、側面視において前記ヘッドパイプに沿い、かつ前記ヘッドパイプを挟んで車幅方向左右一対で配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の二輪車の乗員制止装置。
11. 前記膝部パッドは、前面視において、左右方向の寸法より上下方向の寸法が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の二輪車の乗員制止装置。
12. 前記二輪車のハンドルに、乗員の胸部と対向する胸部パッドが取り付けられており、
    前記膝部パッドは、前記ハンドルの左右幅内に配置され、
    前記膝部パッドの車幅方向外側の端部が、それぞれ、前記胸部パッドの車幅方向両端部よりも外側に位置することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか記載の二輪車の乗員制止装置。

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