JPH0295950A - 自動車に使用されるバンパ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車の衝撃時、液圧で衝撃、所謂、衝突
エネルギを吸収するところの自動車に使用されるバンパ
装置に関する。

背景技術 この種の衝撃吸収バンパ装置は、特開昭６０＝９９７３
９号公報、特開昭６０−１３１３５０号公報、実開昭５
８−７０５３２号公報、実開昭５９−１４６２５０号公
報、実開昭５９−１５３７４１号公報、実開昭６２−８
８６５８号公報、および実開昭６２−１３７８５２号公
報などに開示されているが、液圧による衝撃吸収力が衝
突速度の２乗に比例するので、衝突時の終りでは、衝撃
吸収力が極度に低下され、衝撃吸収シリンダには長いス
トロークが必要になった。

発明の目的・課題 二の発明の目的・課題は、自動車の衝突時、乗員が保護
される減加速度を衝撃吸収シリンダに全ストロークにわ
たって安定的に発生させて安全性を確保し、そして、軽
量および小型化を可能にするところの自動車に使用され
るバンパ装置の提供にある。

目的・課題に係る構成上の発明の概要：請求する発明の
内容 上述の目的・課題に関連して、この発明の自動車に使用
されるバンパ装置は、衝撃吸収シリンダと、その衝撃吸
収シリンダのピストン・、ロッドに固定的に支持される
バンパと、リザーバからその衝撃吸収シリンダの液圧室
に加圧液を供給するポンプと、その衝撃吸収シリンダの
液圧室からそのリザーバに戻されるその加圧液の流量を
制御する可変オリフィスと、その衝撃吸収シリンダの縮
み方向に開口面積を漸次小さくさせ、そして、その衝撃
吸収シリンダの液圧室に連通させてその衝撃吸収シリン
ダに軸方向に所定の間隔で形成され、そして、その衝撃
吸収シリンダからそのリザーバに戻されるその加圧液の
流量を制御する複数のオリフィスからなるオリフィス列
と、荷重センサ、車速センサ、および、ストローク・セ
ンサからの信号に応じて、そのポンプおよび可変オリフ
ィスを駆動するコントロール・ユニットとを含んで構成
され、衝突に備えて、その衝撃吸収シリンダが、自動車
の車速に応じた必要なストロークに伸長された状態でそ
のバンパを支持し、その自動車が衝突されると、その加
圧油をそのオリフィス列を経てその衝撃吸収シリンダか
らそのリザーバに逃がし、その衝撃吸収シリンダが、そ
の必要なストロークから縮む際、衝撃吸収力を一定に保
つところにあり、また、積載量に応じてその可変オリフ
ィスを比例的に変えて衝撃吸収力を制御するところにあ
る。

具体例の説明 以下、この発明に係る自動車に使用されるバンパ装置の
望ましい具体例について、図面を参照して説明する。

図は、トラック（図示せず）に適用されたこの発明の自
動車に使用されるバンパ装置の具体例１０を概説的に示
している。

そのバンパ装置１０は、そのトラックのフレームの前方
に取り付けられた衝撃吸収シリンダ１１と、その衝撃吸
収シリンダ１１に支持されたバンパ１２と、リザーバ１
４からその衝撃吸収シリンダ１１に圧油（加圧液）を供
給するポンプ１３と、可変オリフィス１５と、オリフィ
ス列１６と、ギヤラリ１７と、逆止弁１Ｂ、１９と、電
磁弁２０と、荷重センサ２２、車速センサ２３、および
ストローク・センサ２４からの信号に応じて、そのポン
プ１３、可変オリフィス１５、および電磁弁２０を駆動
するコントロール・ユニット２１とを含んで製作された
。

その衝撃吸収シリンダ１１は、内部にシリンダ・ボア３
１を有するシリンダ・ボディ３０と、そのシリンダ・ボ
ア３１内に往復摺動可能に嵌め合わせられてそのシリン
ダ・ボア３１内に油圧室（液圧室）３５およびスプリン
グ室３６を区画するピストン３２と、そのピストン３２
に一端を固定させ、そして、そのシリンダ・ボディ３０
のロッド・カバー３８において、シール（図示せず）さ
れて他端側を出し入れ可能に外側に伸長させであるピス
トン・ロッド３３と、そのスプリング室３６に配置され
たコイル・スプリング３４とを含んだ単動型に製作され
た。

また、その衝撃吸収シリンダ１１は、その油圧室３５に
開口されたオイル・ポート３９をそのシリンダ・ボディ
３０のヘッド・カバー３７に、そのスプリング室３６に
開口された連通ボート４０をそのシリンダ・ボディ３０
にそれぞれ形成させである。

そのバンパ１２は、その衝撃吸収シリンダ１１のピスト
ン・ロッド３３の他端にねじ止めされて、そのピストン
・ロッド３３に支持されである。

そのポンプ１３は、その衝撃吸収シリンダ１１をそのリ
ザーバ１４に接続させた供給側油圧配管５７に配置され
てあり、そして、電気モータ４１で駆動されてその衝撃
吸収シリンダ１１の油圧室３５に圧油を供給する。

その可変オリフィス１５は、ニードル・バルブ構造に製
作されたもので、その衝撃吸収シリンダ１１のオイル・
ボート３９において、そのシリンダ・ホティ３０のヘッ
ド・カバー３７にねじ結合されたボディ４２と、そのボ
ディ４２内のバルブ・シート４３の開口面積を変えるニ
ードル４４と、そのニードル４４にキー止めされた減速
ギア４５と、その減速ギア４５にモータ・ギア４７を噛
み合わせた電気モータ４６により構成され、その衝撃吸
収シリンダの油圧室３５からそのリザーバ１４に戻され
る圧油の流量を制御する。

そのオリフィス列１６は、６個のオリフィス４９゜５０
．５１，５２，５３．５４からなり、その衝撃吸収シリ
ンダ１１の縮み方向に開口面積を漸次小さくさせ、そし
て、その衝撃吸収シリンダ１１の油圧室３５に連通させ
てその衝撃吸収シリンダ１１のシリンダ・ボディ３０に
軸方向に所定の間隔で形成され、そのトラックの衝突時
、その衝撃吸収シリンダ１１の縮み方向において、その
ピストン３２がそのシリンダ・ボア３１内に摺動される
に伴って、その衝撃吸収シリンダ１１からそのリザーバ
１４に戻されるその圧油の流量を制御する。

特に、そのオリフィス４９．５０．５１，５２゜５３．
５４の開口面積の大きさおよび配置間隔は、その衝撃吸
収シリンダ１１が、衝突に備えて、そのトラックの車速
に応じて必要なストローク（Ｌ）に伸長され、そして、
衝突によって縮む際、衝撃吸収力を一定に保たせること
から、そのピストン３２によって閉ざされないそれらオ
リフィスの開口面積の和（ΣＳ）が Σ５＝ｅ−Ｌ”　　−・−・−・・−・−・・−−−−
−・・−・−・・−・−（１）の関係を満足するところ
に決定されである。

ここに、ｅは、油、すなわち、液体の種類によって異な
る比例定数である。

そのギヤラリ１７は、細長いトレイ形カバーに製作され
、その可変オリフィス１５の接続ボート４８、オリフィ
ス列１６のオリフィス４９，５０゜５１．５２，５３．
５４および連通ボート４０を内側に位置させて、その衝
撃吸収シリンダ１１のシリンダ・ボディ３０の外側面に
配置され、ガスケット（図示せず）を介在させてそのシ
リンダ・ボディ３０にねじ止めされた。

このギヤラリ１７は、頂壁に接続ボート５５を備え、そ
して、その接続ボート５５にその供給側油圧配管５７を
接続させてそのリザーバ１４に接続されである。

その逆止弁１８．１９は、インライン型に製作され、一
方の逆止弁１８は、そのポンプ１３の吐出し側において
、その供給側油圧配管５７に配置され、また、他方の逆
止弁１９は、戻り側油圧配管５８に配置されである。勿
論、その戻り側油圧配管５８は、一端が、その供給側油
圧配管５７の逆止弁１８の下流側に、他端が、そのリザ
ーバ１４にそれぞれ接続されてその衝撃吸収シリンダ１
１の油圧室３５からそのリザーバ１４に圧油を逃がす。

その電磁弁２０は、その逆止弁１９の上流側と下流側と
において、その戻り側油圧配管５８に接続されたバイパ
ス５９に配置され、その衝撃吸収シリンダ１１がその必
要なストローク（Ｌ）にセットされる際に開閉される。

すなわち、そのトラックの車速が下って、その必要なス
トローク（Ｌ）を縮める際に、この電磁弁２０は、開か
れ、その衝撃吸収シリンダ１１の油圧室３５からそのリ
ザーバ１４に圧油を逃がす。

そのコントロール・ユニット２１は、入力側をその荷重
センサ２２、車速センサ２３、およびストローク・セン
サ２４にそれぞれ電気的に接続し、また、出力側をその
ポンプ１３の電気モータ４１、可変オリフィス１５の電
気モータ４６、および電磁弁２０のソレノイド・コイル
５６にそれぞれ電気的に接続され、それらセンサ２２．
２３．２４からの信号に応じて、その電気モータ４１，
４６およびソレノイド・コイル５６に流れる電流を制御
する。

このコントロール・ユニット２１は、入力および出力回
路、記憶回路、演算回路、制御回路、および、電源回路
より構成され、その電源回路は、また、そのトラックの
バッテリ（図示せず）を共用している。

このコントロール・ユニット２１は、乗員がシート・ベ
ルトを着用して耐えられるところの減速度（Ａ）、およ
びそのトラックの総重ｉｔ　（Ｗ）に関する衝撃吸収力
（Ｆ）が、 Ｆ＝Ｗ−Ａ・　　　　　　　　　　（２）であり、一方
、最も効率が良く、最短のシリンダ・ストロークで衝撃
を吸収するために、衝撃によるそのシリンダの縮み始め
から縮み終りまで、その衝撃吸収力（Ｆ）を安定して出
し続けることが必要であることから、衝突時の車速（Ｖ
）と必要なストローク（Ｌ）との関係は Ｆ　−Ｌ　＝　１／２−　　（Ｗ／ｇ　）　　・Ｖ”　
−−−−−−（３）になり、ここでは、ｇが重力の加速
度であり、その式（３）において、その衝撃吸収力（Ｆ
）を一定にすることから、そのシリンダには、車速（Ｖ
）の２乗に比例するストロークが必要になるので、その
トラックの走行速度の変化には、その車速センサ２３か
らの信号に応じて、その必要なストローク（Ｌ）、すな
わち、 Ｌ＝Ｗ・Ｖ２／２Ｆ−ｇ　　−・−−−一−−−−・−
−−−−−（４）を演算し、そのポンプ１３を駆動し、
その衝撃吸収シリンダ１１がその必要なストローク（Ｌ
）になったことをそのストローク・センサ２４で感知さ
れると、そのポンプ１３を停止し、また、そのトラック
の走行速度が下ると、その電磁弁２０を開いて、その衝
撃吸収シリンダ１１からそのリザーバ１４に圧油を逃が
し、そのストローク（Ｌ）を縮めて対応する。

また、このコントロール・ユニット２１は、積載量の違
いには、そのトラックの総重量（Ｗ）が変わることから
、衝突のエネルギは、 Ｗ−Ｖ”　／２　ｇ　　−−−−−・・−・−・−−−
−−−・−−−−−−−−・−・−（５）になり、そし
て、そのトラックの総重ｆｆｉ　（Ｗ）に比例すること
から、その荷重センサ２２からの信号に応じて、その可
変オリフィス１５を絞り調整して対応する。具体的には
、その可変オリフィス１５において、そのニードル４４
を動かし、そのバルブ・シート４３の開口面積、換言す
るならば、有効径を比例的に変えて対応する。

次に、上述されたバンパ装置ｌＯの動作をそのトラック
の走行状態に関連して説明する。

今、そのトラックが任意の速度で走行されているならば
、そのコントロール・ユニット２１は、その荷重センサ
２２、車速センサ２３、およびストローク・センサ２４
から信号を入力し、その人力信号に基づいて、その衝撃
吸収シリンダ１１に必要なストローク（Ｌ）を演算し、
その演算された必要なストローク（Ｌ）に応じて、その
電気モータ４１，４６およびソレノイド・コイル５６に
流れる電流を制御する。

この場合、その電気モータ４１，４６には電流が流れ、
また、そのソレノイド・コイル５６には電流が切られる
ので、そのポンプ１３はその電気モータ４１で駆動され
、同時に、その可変オリフィス１５では、そのニードル
４４が、そのモータ・ギア４７および減速ギア４５を介
してその電気モータ４６で駆動される。

そのように、そのポンプ１３が駆動され、同時に、その
可変オリフィス１５が調整されるので、圧油は、主とし
て、その可変オリフィス１５を経て、そのオイル・ボー
ト３９からその油圧室３５に供給され、図において、そ
のピストン３２は、そのスプリング室３６内の圧油をそ
の連通ボート４０、およびそのピストンの左側のオリフ
ィス４９゜５０　・・・からそのギヤラリ１７に排出さ
せながら、その必要なストローク（Ｌ）までそのコイル
・スプリング３４に抗してそのシリンダ・ボア３１内に
左方向に摺動される。

そのピストン３２が、その必要なストローク（Ｌ）まで
摺動されると、その必要なストローク（Ｌ）がそのスト
ローク・センサ２４で感知されるので、そのコントロー
ル・ユニット２１は、そのストローク・センサ２４から
の信号に応じて、その電気モータ４１に流れている電流
を切り、そのポンプ１３を止める。

従って、そのバンパ１２は、そのトラックの車速に対応
された位置で、すなわち、必要なストローク（Ｌ）で、
その衝撃吸収シリンダ１１に支持され、衝突に備える。

そのような状態で、そのトラックの走行速度が下ると、
そのコントロール・ユニット２１は、その車速センサ２
３からの信号に基づいて、その衝撃吸収シリンダに必要
なストローク（Ｌ）を演算し、その演算された必要なス
トローク（Ｌ）に応じて、そのソレノイド・コイル５６
に流れる電流を制御する。すなわち、電流がそのソレノ
イド・コイル５６に流れる。

そのソレノイド・コイル５６に電流が流れるので、その
電磁弁２０が、そのソレノイド・コイル５６で開かれ、
図において、そのピストン３２がそのコイル・スプリン
グ３４で右方向、いわゆる、縮み方向に摺動される。

そのピストン３２の動きに伴われて、圧油は、その油圧
室３５からそのリザーバ１４に戻され、そのピストン３
２は、その低下された車速に対応した必要なストローク
（Ｌ）まで縮められる。

そして、その必要なストローク（Ｌ）がそのストローク
・センサ２４で感知されるので、そのコントロール・ユ
ニット２１は、そのストローク・センサ２４からの信号
に応じて、そのソレノイド・コイル５６に流れている電
流を切り、その電磁弁２０を閉じる。勿論、そのように
、圧油が、その油圧室３５からそのリザーバ１４に戻さ
れる際にも、その可変オリフィス１５では、そのニード
ル４４が、そのモータ・ギア４７および減速ギア４５を
介して動かされ、そのパルプ・シート４３の開口面積を
調整している。

その走行されるトラックでは、そのようにして、そのバ
ンパ１２がその必要なストローク（Ｌ）でその衝撃吸収
シリンダ１１に支持されであるので、そのトラックがそ
の走行速度で、衝突されると、そのピストン３２が、図
において、そのシリンダ・ボア３１内に右方向に、すな
わち、縮み方向に摺動され、縮み始めから、順次、その
オリフィス４９．５０，５１，５２．５３．５４の数が
減らされるオリフィス列１６とその可変オリフィス１５
とを経てその圧油はそのリザーバ１４に戻される。

従って、この衝撃吸収シリンダ１１では、縮み始めから
縮み終りまで衝撃吸収力がそのオリフィス列１６で一定
に保たれ、その結果、乗員が保護される。

発明の利便・利益 上述から理解されるように、既に提案され、使用されて
きている液圧による衝撃を吸収するところの自動車のバ
ンパ装置に比較していえば、この発明の自動車に使用さ
れるバンパ装置は、衝撃吸収シリンダと、その衝撃吸収
シリンダのピストン・ロッドに固定的に支持されるバン
パと、リザーバからその衝撃吸収シリンダの液圧室に加
圧液を供給するポンプと、その衝撃吸収シリンダの液圧
室からそのリザーバに戻される加圧液の流量を制御する
可変オリフィスと、その衝撃吸収シリンダの縮み方向に
開口面積を漸次小さくさせ、そして、その衝撃吸収シリ
ンダの液圧室に連通させてその衝撃吸収シリンダに軸方
向に所定の間隔で形成され、そして、その衝撃吸収シリ
ンダからそのリザーバに戻されるその加圧液の流量を制
御する複数のオリフィスからなるオリフィス列と、荷重
センサ、車速センサ、および、ストローク・センサから
の信号に応じて、そのポンプおよび可変オリフィスを駆
動するコントロール・ユニットとを含むところに構成さ
れるので、この発明の自動車に使用されるバンパ装置で
は、自動車の衝突時、減加速度が、その衝撃吸収シリン
ダに全ストロークにわたって安定的に発生されて安全性
が確保され、そして、乗員が、その衝突から保護され、
加えて、軽量および小型化が可能になり、自動車にとっ
て非常に有用であり、実用的になる。

発明と具体例との関係 先のように、図面を参照しながら説明されたこの発明の
具体例からして、この発明の属する技術の分野における
通常の知識を有する者にとって、種々の設計的修正や変
更は容易に行われることであり、さらには、この発明の
内容が、その発明の課題を遂行ならしめる発明の成立に
必須であり、その発明の性質であるその発明の技術的本
質に由来し、そして、それを内在させると客観的に認め
られる態様に容易に置き換えられる。

【図面の簡単な説明】

図は、トラックに適用されたこの発明の自動車に使用さ
れるバンパ装置の具体例を示す概説図である。 １１・・・衝撃吸収シリンダ、１２・・・バンパ、１３
・・・ポンプ、１５・・・可変オリフィス、１６・・・
オリフィス列、１７・・・ギヤラリ、１８．１９・・・
逆止弁、２０・・・電磁弁、２１・・・コントロール・
ユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）衝撃吸収シリンダと、 その衝撃吸収シリンダのピストン・ロッドに固定的に支
   持されるバンパと、 リザーバからその衝撃吸収シリンダの液圧室に加圧液を
   供給するポンプと、 その衝撃吸収シリンダの液圧室からそのリザーバに戻さ
   れるその加圧液の流量を制御する可変オリフィスと、 その衝撃吸収シリンダの縮み方向に開口面積を漸次小さ
   くさせ、そして、その衝撃吸収シリンダの液圧室に連通
   させてその衝撃吸収シリンダに軸方向に所定の間隔で形
   成され、そして、その衝撃吸収シリンダからそのリザー
   バに戻されるその加圧液の流量を制御する複数のオリフ
   ィスからなるオリフィス列と、 荷重センサ、車速センサ、および、ストローク・センサ
   からの信号に応じて、そのポンプおよび可変オリフィス
   を駆動するコントロール・ユニットとを含む自動車に使
   用されるバンパ装置。