JP4478035B2 - 車両用の可動式バンパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車やトラックなどの車両用のバンパ装置に関し、特に衝突の衝撃を吸収することができる可動式のバンパ装置に関する。

車両の前面衝突や後面衝突の衝撃を軽減する技術として、衝突時の衝撃を、エンジンルームなどの車体前部やトランクルームなどの車体後部で吸収する衝撃吸収構造が知られている。この衝撃吸収構造では、衝突の衝撃を吸収する変形領域（以下、クラッシャブルゾーンという）を確保するために、車体の前面から車室までの長さや、車体の後面から車室までの長さを長くすることが望ましい。しかし、運転のしやすさや、車室の広さなどを考慮すると、むやみに車体の前面から車室までの長さや、車体の後面から車室までの長さを長くすることができない。また、トラックや軽自動車のように、形状の特性や自動車規格の制限などから車体の前面から車室までの長さや、車体の後面から車室までの長さを長くすることが難しい車両もある。

そこで、衝突の直前にバンパを車体から突き出すことによってクラッシャブルゾーンを確保するバンパ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このバンパ装置では、衝突を予見すると、バンパに備えたピストンによってバンパと車体とをつなぐバンパ駆動アームの一方を車幅方向に移動させ、バンパを車体から突き出すように構成されている。また、このバンパ装置では、車体から突き出たバンパを固定するために、バンパの両端部に設けた支持棒が車体の両側部に係止されるようにも構成されている。
特開２００４−１２２９０３号公報（段落００２１，００３９、図２，８）

しかしながら、前記バンパ装置は、バンパを車体から突き出した状態において、バンパ駆動アームを互いの間隔がバンパに向かって狭まるように、すなわち、バンパ駆動アームを平面視で車両前方に対してハの字形になるように配置しているため、正面衝突に対して優れた衝撃吸収効果を有するが、斜め前方からの衝突に対しても優れた衝撃吸収効果を有する可動式のバンパ装置が望まれている。

また、前記バンパ装置は、バンパを車体から突き出した状態において、バンパ駆動アームがピストンの空気圧によって固定されているが、さらなる衝撃吸収効果を得るために、より強力な固定手段が望まれている。

さらに、前記バンパ装置では、ピストンを空気圧によって駆動させることでバンパを車体から突き出すように構成しているため、左右のピストンの動きを一致させることが難しく、バンパを車体前面に対して平行に動かすことが困難であった。特に、衝突が回避されてバンパを元の位置に戻す場合には、バンパを元の位置からずれないように戻すことができる駆動手段が望まれている。

そこで、本発明では、前記した要望を解決し、斜め前方または斜め後方からの衝突に対して衝撃吸収効果の高い可動式のバンパ装置であって、バンパを車体から突き出した状態で固定することができる固定機能を備え、かつ、バンパを車体前面または後方に対して平行に動かすことができる可動式バンパ装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明では、バンパ装置を衝突予見時にバンパを車体から突き出すバンパ突き出し機構と、車体のサイドメンバに基端側が挿入されるとともにバンパに先端側が取り付けられて軸方向に移動可能なエネルギー吸収シャフトと、エネルギー吸収シャフトの移動をサイドメンバに対して固定する状態とエネルギー吸収シャフトの移動を許容する状態とを切り替え自在なシャフトロック機構とを有して構成し、このバンパ突き出し機構をバンパと車体とをつなぐ一対のバンパ駆動アームと、このバンパ駆動アームの少なくとも一方の端部を車幅方向に移動させる駆動装置とを備えて構成した。そして、バンパを車体から突き出した状態において、一対のバンパ駆動アームを平面視で前方に対して逆ハの字形になるように配置した。

請求項２に係る発明では、バンパ駆動アームをその端部に取り付けられたナット部材と、このナット部材に螺合し、駆動装置によって回転させられるねじ軸とからなるボールねじ、またはすべりねじによって作動させるようにした。

請求項３に係る発明では、バンパ突き出し機構をバンパ駆動アームごとに設けた駆動装置を備えて構成し、この駆動装置を互いに同期制御するようにした。

請求項１に係る発明によれば、バンパを車体から突き出した状態において、一対のバンパ駆動アームを互いの間隔がバンパに向かって広がるように配置したので、車両の斜め前方または斜め後方からの衝突に対して、衝撃を受ける方向にバンパ駆動アームの長手方向を向かせることができる。そのために、バンパ駆動アームが折損しないで座屈するようになるので、衝撃吸収効果を高くすることができる。

請求項２に係る発明によれば、バンパ駆動アームをボールねじ、またはすべりねじによって作動するように構成したので、バンパ駆動アームの端部を固定することができる。そのために、バンパを車体から突き出した状態において、バンパ駆動アームを固定できるので、衝突の衝撃を効率的にバンパ駆動アームで受けることができる。また、ボールねじ、またはすべりねじを用いることで、バンパ駆動アームの端部の位置決めが精密にできるので、バンパを正確に移動させることもできる。

請求項３に係る発明によれば、駆動装置をバンパ駆動アームごとに設けたので、左右のバンパ駆動アームを独立して動かすことができる。そのために、バンパを車体に取り付ける際に、バンパの位置合せが容易にできる。また、何らかの原因によってバンパの位置がずれた場合にも、バンパの位置の調整が容易にできる。さらに、この駆動装置を互いに同期制御するようにしたので、左右のバンパ駆動アームの動きを一致させることができる。そのために、バンパを車体の前後面に対して平行に動かすことができる。特に、衝突が回避されてバンパを元の位置に戻す場合に、バンパを元の位置からずれないように戻すことができる。また、前記のように駆動装置をバンパ駆動アームごとに設けたので、バンパを元の位置に戻す場合に、左右のバンパ駆動アームを独立して動かすことができるので、バンパの位置を微調整することもできる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、前後と左右は、運転者から見た方向に従い、図中のＦｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌは左側、Ｒは右側を示す。

図１は、本発明に係るバンパ装置を搭載した車両の前部分の斜視図である。図１に示すように、車両２は、車体３の前面部に進行方向の障害物を探知するセンサ４を備え、エンジンルーム内にこのセンサ４からの情報に基づいてバンパ装置１を制御する制御部５を備えている。そして、この制御部５は、車両２が障害物に衝突する可能性が高いと判断すると、車両２が障害物に衝突する直前に、バンパ１１を車体３の前方に突き出すように構成されている。この衝突予見時にバンパ１１を車体３から突き出すバンパ突き出し機構は、バンパ１１と車体３とをつなぐ一対のバンパ駆動アーム１２と、このバンパ駆動アーム１２の少なくとも一方の端部を車幅方向に移動させる駆動装置としてのモータ１３とを備えて構成されている。

図２は、本発明に係るバンパ装置１の平面図である。図２の（ａ）は、バンパ１１を突き出す前の状態を示し、図２の（ｂ）は、バンパ１１を突き出した状態を示す。

図２の（ａ）に示すように、バンパ装置１は、バンパ１１と、バンパ１１とクロスメンバ６とをつなぐ一対のバンパ駆動アーム１２と、このバンパ駆動アーム１２の前側の端部を車幅方向に移動させる一対のモータ１３とを有して構成されている。

さらに、この実施形態では、サイドメンバ７とバンパ１１の端部とをつなぐエネルギー吸収シャフト２４と、このエネルギー吸収シャフト２４をバンパ１１が車体３から突き出した状態において固定するシャフトロック機構２５とを有する。

バンパ１１は、バンパ支持部材１４と、このバンパ支持部材１４に被せるバンパ外装部材１５と、バンパ支持部材１４とバンパ外装部材１５との間に詰められる緩衝部材１６とを有して構成されている。

バンパ駆動アーム１２は、棒状の部材であり、衝突の衝撃を変形しながら吸収するように構成されている。このバンパ駆動アーム１２は、一端部が後記するボールねじ１７のナット部材１９に回動可能に取り付けられ、他端部が左右のサイドメンバ７をつなぐクロスメンバ６の中央部に回動可能に取り付けられている。そして、このバンパ駆動アーム１２は、ナット部材１９がバンパ１１の端部に配置されることで、バンパ駆動アーム１２の互いの間隔がバンパ１１に向かって大きく広がるように、すなわち、バンパ駆動アーム１２を平面視で前方に対して大きく開いた逆ハの字形になるように配置されている。

モータ１３は、バンパ駆動アーム１２ごとに設けられている。このモータ１３には、モータ１３の回転によって回転するボールねじ１７が連結されている。このボールねじ１７は、ねじ軸１８と、バンパ駆動アーム１２の一端部が回動可能に取り付けられるナット部材１９とを有して構成されている。そして、ねじ軸１８の一端部がモータ１３の回転軸と連結し、他端部がバンパ支持部材１４の端部にベアリング２０を介して回転可能に支持されている。なお、ここではボールねじ１７を用いたが、ボールねじ１７に代えてすべりねじを用いることもできる。

以上のように構成されたバンパ装置１では、センサ４（図１参照）からの情報に基づいて制御部５（図１参照）が衝突を予見すると、図２の（ｂ）に示すように、モータ１３が回転するように構成されている。そして、モータ１３の回転によってねじ軸１８が回転し、ナット部材１９が車幅方向に対して内側に移動することで、バンパ１１を車体３から突き出す。このとき、バンパ駆動アーム１２は、互いの間隔がバンパ１１に向かって広がるように、すなわち、平面視で前方に対して逆ハの字形になるように配置されている。このように、衝突直前にバンパ１１を車体３から突き出すことで、クラッシャブルゾーンを確保することができる。また、バンパ１１を車体３から突き出した状態において、バンパ駆動アーム１２が平面視で前方に対して逆ハの字形になることで、斜め前方からの衝突に対して衝撃吸収効果を高めることもできる。さらに、バンパ駆動アーム１２の端部をクロスメンバ６に取り付けることで、衝突の衝撃がバンパ駆動アーム１２からクロスメンバ６に伝わり、衝突の衝撃をエンジンルームなどの車体３の前部で効率的に吸収することができる。

さらに、この実施形態では、エネルギー吸収シャフト２４がバンパ１１を車体３から突き出すことでサイドメンバ７から引き出され、この状態でシャフトロック機構２５によって固定される。そのために、衝突の衝撃をエネルギー吸収シャフト２４が座屈することで吸収することもできるので、衝撃吸収効果をさらに高めることができる。なお、衝突が回避された場合には、このシャフトロック機構２５を解除して、モータ１３を逆方向に回転させることで、バンパ１１を元の位置に戻すことができる。

続いて、本発明の他の実施形態に係るバンパ装置１について、相違点を中心に説明する。図３は、本発明に係るバンパ装置１の他の実施形態の平面図である。図３の（ａ）は、バンパ１１を突き出す前の状態を示し、図３の（ｂ）は、バンパ１１を突き出した状態を示す。

図３の（ａ）に示すように、他の実施形態に係るバンパ装置１は、ボールねじ１７（図２参照）の代りにスライダ２１を備えている。このスライダ２１は、ガイド棒２２と、バンパ駆動アーム１２の一端部が回動可能に取り付けられるスライダ部材２３とを有し、クロスメンバ６に取り付けられている。また、モータ１３（左側モータ１３Ｌ、右側モータ１３Ｒ）は、バンパ１１の端部に配置され、このモータ１３の回転軸にバンパ駆動アーム１２の他端部が固定されている。そして、このスライダ部材２３がクロスメンバ６の中央部に配置されることで、バンパ駆動アーム１２の互いの間隔がバンパ１１に向かって大きく広がるように、すなわち、バンパ駆動アーム１２を平面視で前方に対して大きく開いた逆ハの字形になるように配置されている。

以上のように構成された他の実施形態に係るバンパ装置１では、図３の（ｂ）に示すように、左側モータ１３Ｌが平面視で時計回りに回転するとともに、右側モータ１３Ｒが反時計回りに回転することによって、スライダ部材２３が車幅方向に対して外側に移動し、バンパ１１を車体３から突き出すように構成されている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態では、本発明に係るバンパ装置１を前側のバンパ１１に用いた場合について説明したが、後側のバンパに用いても構わない。また、モータ１３をバンパ１１側に設けたが、車体３側に設けても構わない。

本発明に係るバンパ装置を搭載した車両の前部分の斜視図である。 （ａ）は本発明に係るバンパ装置の平面図のうち、バンパを突き出す前の状態を示す図であり、（ｂ）は本発明に係るバンパ装置の平面図のうち、バンパを突き出した状態を示す図である。 （ａ）は他の実施形態に係るバンパ装置の平面図のうち、バンパを突き出す前の状態を示す図であり、（ｂ）は他の実施形態に係るバンパ装置の平面図のうち、バンパを突き出した状態を示す図である。

符号の説明

１ バンパ装置
１１ バンパ
１２ バンパ駆動アーム
１３ 駆動装置（モータ）
１７ ボールねじ
１８ ねじ軸
１９ ナット部材

Claims (3)

1. 衝突予見時にバンパを車体から突き出すバンパ突き出し機構と、
   前記車体のサイドメンバに基端側が挿入されるとともに前記バンパに先端側が取り付けられて軸方向に移動可能なエネルギー吸収シャフトと、
   前記エネルギー吸収シャフトの移動を前記サイドメンバに対して固定する状態と前記エネルギー吸収シャフトの移動を許容する状態とを切り替え自在なシャフトロック機構とを有するバンパ装置であって、
   前記バンパ突き出し機構が前記バンパと前記車体とをつなぐ一対のバンパ駆動アームと、
   前記バンパ駆動アームの少なくとも一方の端部を車幅方向に移動させる駆動装置とを備え、
   前記バンパを前記車体から突き出した状態において、前記一対のバンパ駆動アームが平面視で前方に対して逆ハの字形になるように配置することを特徴とするバンパ装置。
2. 前記バンパ駆動アームが、その端部に取り付けられたナット部材と、このナット部材に螺合し前記駆動装置によって回転させられるねじ軸とからなるボールねじ、またはすべりねじによって作動することを特徴とする請求項１に記載のバンパ装置。
3. 前記バンパ突き出し機構は、前記バンパ駆動アームごとに前記駆動装置を備え、
   前記駆動装置が互いに同期制御されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバンパ装置。

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