車両における衝撃吸収装置

【課題】車両のボディ外面部に他物が衝突したときの衝撃を吸収するための車両用衝撃吸収装置において，前記衝撃を効果的に吸収できるようにする。
【解決手段】ボディ外面部３よりも車体内方側に在って車体Ｆに支持される支持体４と，この支持体４の受け面４ｆとボディ外面部３背面との対向面間に介装されて該外面部３に加わる衝撃を該受け面４ｆに伝達，支持させる可撓性の袋体５と，その袋体５内に封入される液体Ｌとを備え，袋体５と，その袋体５外に在って該袋体５内の液体Ｌを排出可能な液体排出部Ｔとの間には，その間を接続し且つ通過液体に対し絞り抵抗を付与し得る絞り流路６と，前記絞り流路６を平時は閉じるが該袋体５の内部液圧の所定値以上の増加に応じて開く常閉型の開閉手段Ｖとが設けられる。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，車両のボディ外面部に他物が衝突したときの衝撃を吸収するための，車両における衝撃吸収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，車両のボディ外面部，例えばボディ前面部に他物が衝突したときの衝撃を吸収させるために，車両の前部車体に，その前方側に延びる比較的低硬度のアルミ等の金属製パイプよりなる衝撃吸収体の後端部を支持させ，その衝撃吸収体の軸方向圧縮変形により衝撃吸収を行うようにしたものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記提案のように金属製パイプの軸方向圧縮変形で衝撃を吸収させる構造では，図８に簡略的に示すように，パイプがたとえ理想的に圧縮変形したとしても，その潰された圧縮部分が少なからず残ってしまう。従ってパイプが比較的短い変形ストロークだけ圧縮変形して，変形限界に達した以降は，該パイプの衝撃に対する支持荷重が図５の鎖線に示すように急激に増大してしまう問題がある。
【０００４】また斯かる問題を解決して，衝撃吸収パイプに十分な変形ストロークを確保しようとすると，パイプ自体を長く形成する必要があり，車両前部が長大化してしまうといった別の問題がある。
【０００５】また上記金属製パイプは，その軸方向（即ち前後方向）の圧縮荷重に対しては圧縮変形により衝撃吸収を行い得るが，その軸方向以外の方向，例えば斜め前方からの荷重に対しては衝撃吸収を有効には行い得ないという問題もある。
【０００６】本発明は，上記の事情に鑑み提案されたもので，従来構造の上記問題を簡単な構造で解決できるようにした，車両における衝撃吸収装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために，請求項１の発明は，車両のボディ外面部に他物が衝突したときの衝撃を吸収するための，車両における衝撃吸収装置において，前記ボディ外面部よりも車体内方側に在って車体に支持される支持体と，この支持体の受け面と前記ボディ外面部背面との対向面間に介装されて該外面部に加わる前記衝撃を該受け面に伝達，支持させる可撓性の袋体と，その袋体内に封入される液体とを少なくとも備え，前記袋体と，その袋体外に在って該袋体内の液体を排出可能な液体排出部との間には，その間を接続し且つ通過液体に対し絞り抵抗を付与し得る絞り流路と，前記絞り流路を平時は閉じるが該袋体の内部液圧の所定値以上の増加に応じて開く常閉型の開閉手段とが設けられることを特徴としている。
【０００８】上記特徴によれば，他物が車両のボディ外面部に衝突したときに，そのボディ外面部に加わる衝撃が袋体を介して支持体に受け止められるが，その際に袋体が圧迫され，これによりその内部液圧が急激に増加して所定値以上になったときに上記開閉手段が開いて，該袋体内の封入液体を上記絞り流路を経て液体排出部側に流出させる。このとき，絞り流路を通過する液体が受ける絞り抵抗は，袋体が収縮して内部の封入液体が無くなるまでは，袋体正面部の内方側変位に対し略一定に保たれるから，該他物を略一定の荷重で受け止めながら比較的長い変形ストロークに亘って衝突エネルギを吸収できて，その吸収効率が高くなり，従って，衝突時に他物及び車体が受ける衝撃を効果的に吸収できる。また前記絞り流路の有効断面積を変えることにより，その絞り抵抗，延いては衝撃に対する支持荷重値を容易に変更設定できる。更に液体が絞り流路を通過するときに受ける絞り抵抗は，袋体が受ける衝撃の伝達速度が高くなればなるほど増加するので，衝撃の速度変化に対して対応が容易であり，従って衝撃の速度依存性に優れた衝撃吸収体（袋体）が得られる。更に袋体背面側を支持する支持体の受け面を，それが比較的広い角度範囲を指向するように広角に形成すれば，袋体は，該受け面と対向する様々な方向からの衝撃エネルギを効果的に吸収可能となる。
【０００９】また請求項２の発明は，請求項１の発明の前記特徴に加えて，前記液体排出部が，前記袋体とは別個に形成されて車体に支持される液体タンクより構成されることを特徴としており，この特徴によれば，袋体から流出した液体を液体タンク内に留め置くことができるから，該液体の流出により外部環境を汚損する心配がなくなる。
【００１０】また請求項３の発明は，請求項１又は２の発明の前記特徴に加えて，前記支持体の前記受け面は，その平断面形状が車体内方側に凹んだ円弧状に形成されることを特徴としており，この特徴によれば，支持体の受け面は，これを特別に大形化しなくても比較的広い角度範囲を指向するため，この受け面と対向する様々な方向からの衝撃エネルギを袋体を介して効果的に吸収することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を，添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。
【００１２】添付図面において，図１〜図７は本発明をスクータ型自動二輪車に適用した一実施例を示すものであって，図１は車両の全体側面図，図２は，前記実施例の要部を示す，車両前部の一部破断拡大側面図，図３は図２の３−３線断面図，図４は，衝突時の袋体の変形状態を示す図３対応図，図５は，他物がボディ外面部に衝突したときの袋体正面部（従って他物）の車両内方変位量と，他物が袋体より受ける支持荷重との関係を示す特性図，図６は，接続管（絞り流路）の有効断面積を変化させた場合を比較して示す図５対応特性図，図７は，袋体への衝撃の伝達速度を変化させた場合を比較して示す図５対応特性図である。
【００１３】先ず図１〜３において，スクータ型の自動二輪車Ａは，車体Ｆの前後略中央部にシートＳが設置され，そのシートＳの前側には，前輪Ｗｆを操向操作するためのハンドルＨが，また同シートＳの下方には，後輪Ｗｒを駆動するためのパワーユニットＰが配設される。前記ハンドルＨは，前輪Ｗｆを軸支するフロントフォーク１ａを下端に連設した操向軸１の上端部に結合され，その操向軸１の中間部はヘッドパイプ２により回転可能に嵌合支持される。
【００１４】車体Ｆは，前記ヘッドパイプ２を前端部に固着しフロアに向かって後ろ下がりに傾斜して延びる前部車体フレームＦｆと，フロアから後ろ上がりに傾斜して延び前記パワーユニットＰを上下揺動可能に支持する後部車体フレームＦｒと，フロア直下を前後方向に延びて前，後部車体フレームＦｆ，Ｆｒ間を一体的に結合する中央部車体フレームＦｍとを備えている。
【００１５】また前記車体Ｆを覆うボディ外板Ｂは，前部車体フレームＦｆを覆う前部パネルＢｆと，シートＳの直下に在って後部車体フレームＦｒを覆う後部パネルＢｒと，中央部車体フレームＦｍを覆い且つ上面がフロア面となるフロアパネルＢｍとを備えており，前部パネルＢｆの前面には，前輪Ｗｆの上方を前方に延びるフロントフェンダ部３が一体に連設される。前記各パネルＢｆ，Ｂｍ，Ｂｒは，平時の使用状態においてはボディ外板を構成する上で必要な剛性強度を発揮するが，他物の衝突等により過大な外力を受けると比較的容易（即ち車体Ｆと比べて容易）に変形又は破断する強化合成樹脂板，薄肉金属板等の板材より構成されている。
【００１６】ボディ外面部としての前記フロントフェンダ部３の後方側において前部車体フレームＦｆ（図示例ではヘッドパイプ２）には，鋼板等よりなる高剛性の支持体４がステー４ｓを介して連結固定される。この支持体４の前面は，その平断面形状が車体内方側に凹んだ円弧状となる凹曲面に形成され，この凹曲面が支持体４の受け面４ｆとされる。
【００１７】この受け面４ｆと，これに対向するフロントフェンダ部３の，平断面略Ｕ字状の背面との間には，衝撃吸収体としての可撓性の袋体５が介装される。従ってフロントフェンダ部３に対して他物が正面前方ないしは斜め前方より衝突した場合には，該フロントフェンダ部３に加わる衝撃が袋体５を介して支持体４の受け面４ｆに伝達，支持される。
【００１８】前記袋体５は，硬質で且つ丈夫なゴム等の弾性膜体より構成される。尚，この弾性膜体の内面及び／又は外面には，必要に応じて布，合成樹脂材等よりなる可撓性の補強膜体（図示せず）を重合接着してもよい。
【００１９】前記袋体５の内部には液体Ｌが封入される。またその袋体５には，その内部の封入液体Ｌを受入れ可能な液体タンクＴが，通過液体に対し絞り抵抗を付与し得る絞り流路としての接続管６を介して接続される。その液体タンクＴは，本発明の液体排出部を構成するものであって，図示例ではフロアパネルＢｍ内に収納されて中央部車体フレームＦｍに連結支持される。
【００２０】前記接続管６は，その中間部が前部パネルＢｆ内を縦通して上下に延びており，その一端が液体タンクＴ内に開口し，またその他端が袋体５内に開口する。
【００２１】また袋体５内と液体タンクＴ内との間には，前記接続管６を平時は閉じるが該袋体５の内部液圧の所定値以上の増加に応じて開く常閉型の開閉手段としての開閉弁Ｖが設けられる。
【００２２】この開閉弁Ｖは，図示例では接続管６の液体タンクＴ側の開口端に配設されるリーフ弁より構成されていて，通常は自己の弾性力又はスプリング（図示せず）の弾性力により接続管６を閉じ，また袋体５の内部液圧が所定値以上に増加すると該液圧に応動して開くように構成される。
【００２３】次に前記実施例の作用を説明する。通常は，前記開閉弁Ｖが接続管６を遮断しているため，袋体５内の封入液体Ｌは，液体タンクＴ内に流出することなく，該袋体５内に密封された状態に保持される。
【００２４】この状態で，車両Ａのボディ外面部としてのフロントフェンダ部３が，他物Ｘとの正面衝突等により正面前方ないし斜め前方からの大きな衝撃荷重を受けると，その衝撃で先ずフロントフェンダ部３自体が変形又は破断し，これと共にその衝撃が袋体５を介して支持体４に伝達され，該支持体４を介して前部車体フレームＦｆに受け止められる。このとき，図４に示すように袋体５の前部が強く圧迫され，その袋体５の内部液圧が急激に増加して所定値以上になったときに上記開閉弁Ｖが開いて，袋体５内の封入液体Ｌを接続管６を経て液体タンクＴ側に流出させる。
【００２５】この場合，接続管６を通過する液体Ｌが該管６より受ける絞り抵抗は，袋体５が収縮して内部の封入液体Ｌが無くなるまでは，図５に実線で示す如く，袋体５の正面部の内方変位量（従って変形量）に対し略一定に保たれるから，該他物Ｘを略一定の荷重で受け止めながら比較的長い変形ストロークに亘って衝突エネルギを吸収できてその吸収効率が高くなり，その結果，他物Ｘ及び車体Ｆが受ける衝撃を効果的に吸収できる。
【００２６】また絞り流路としての接続管６の有効断面積を変えることにより，その絞り抵抗，延いては他物Ｘに対する支持荷重値を容易に変更設定可能である。図６は，接続管６の有効断面積を複数段（３段）階に変えた場合に，それに応じて他物Ｘに対する支持荷重値が複数段階（３段）に変化することを示している。
【００２７】更に袋体５からの流出液体Ｌが接続管６を通過するときに受ける絞り抵抗は，袋体５が受ける衝撃の伝達速度が高くなればなるほど増加するものであり，図７は，その衝撃の伝達速度が高い場合と低い場合とで支持荷重値が異なることを示している。従って，衝突の際の衝撃の伝達速度変化に対して対応が容易であるため，衝撃の速度依存性に優れた衝撃吸収体（袋体）が得られる。
【００２８】更に本実施例では，袋体５の背面側を支持する支持体４の受け面４ｆを，平断面形状が車体内方側に凹んだ円弧状に形成しているため，該受け面４ｆは，これを特別に大形化しなくても比較的広い角度範囲を指向するようになり，従って該受け面４ｆと対向する様々な方向（即ち前方正面側ないし斜め前方側）からの衝撃エネルギを袋体５を介して効果的に吸収することができる。
【００２９】以上，本発明の実施例を詳述したが，本発明は前記実施例に限定されるものでなく，種々の設計変更を行うことができる。
【００３０】例えば，前記実施例では，スクータ型自動二輪車Ａのボディ外面部に対する衝撃対策として本発明を実施したものを示したが，本発明では，他の形式の自動二輪車や，自動三輪車のボディ外面部に対する衝撃対策として実施してもよく，更に四輪自動車のボディ外面部に対する衝撃対策として実施してもよい。また前記実施例では，衝撃対策を施すべきボディ外面部としてボディ前面部（フロントパネルＢｆのフロントフェンダ部３）を示したが，本発明では，その他の車両外面部，例えばボディ後面部（リヤパネルＢｒ）等に対する衝撃対策として本発明を実施してもよい。
【００３１】また前記実施例では，通過液体に絞り抵抗を付与し得る絞り流路としての接続管６をその全長に渡り一様断面としたものを示したが，本発明では，それら接続管６の一部にのみ細径の絞り部を形成するようにしてもよい。
【００３２】また前記実施例では，液体タンクＴをフロアパネルＢｍ内に収容したものを示したが，本発明では液体タンクＴをその他の車体空間適所に配設してもよい。
【００３３】また前記実施例では，袋体５から流出する液体Ｌを車載の液体タンクＴに受け入れるようにしたが，その液体Ｌが無害の液体の場合は，液体タンクＴを省略し且つ接続管６の下端を車体Ｆ外まで延ばすようにして，流出液体Ｌを車体外に流出させるようにしてもよい。この場合は，車体外部空間が本発明（請求項１）の液体排出部となる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば，他物が車両のボディ外面部に衝突したときに，そのボディ外面部に加わる衝撃が袋体を介して支持体に受け止められ，そのときの袋体の所定値以上の内部液圧増加により開閉手段が開いて，該袋体内の封入液体が絞り流路を経て液体排出部側に流出するようしたので，その流出液体が絞り流路より受ける絞り抵抗に基づいて，衝突の際に他物及び車体に加わる衝撃を効果的に吸収することができ，しかもその衝撃吸収効果は，袋体が収縮して内部の封入液体が無くなるまで極力長い時間に亘り続くから，衝撃を十分に吸収することができる。また前記絞り流路の有効断面積を変えることにより，その絞り抵抗，延いては他物に対する支持荷重値を容易に変更設定できる。更に上記流出液体が絞り流路を通過するときに受ける絞り抵抗は，袋体が受ける衝撃の伝達速度の増加に応じて高くなることから，衝撃の速度変化に対して対応が容易となり，衝撃の速度依存性に優れた衝撃吸収体（袋体）が得られる。更に袋体背面側を支持する支持体の受け面を，それが比較的広い角度範囲を指向するように広角に形成することにより，該受け面と対向する様々な方向からの衝撃エネルギを効果的に吸収可能となる。
【００３５】また特に請求項２の発明によれば，前記袋体から流出した液体を，該袋体とは別個に形成されて車体に支持される液体タンク内に留め置くことができるため，該液体の流出により外部環境が影響を受ける心配はない。
【００３６】また特に請求項３の発明によれば，袋体背面側を支持する支持体の受け面は，その平断面形状が車体内方側に凹んだ円弧状に形成されるので，この受け面は，これを特別に大形化しなくても比較的広い角度範囲を指向するようになり，従って該受け面と対向する様々な方向からの衝撃エネルギを袋体を介して効果的に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す車両の全体側面図
【図２】前記実施例の要部を示す，車両前部の一部破断拡大側面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】衝突時の袋体の変形状態を示す図３対応図
【図５】他物がボディ外面部に衝突したときの袋体正面部（従って他物）の車両内方変位量と，他物が袋体より受ける支持荷重との関係を示す特性図
【図６】接続管（絞り流路）の有効断面積を変化させた場合を比較して示す図５対応特性図
【図７】袋体への衝撃の伝達速度を変化させた場合を比較して示す図５対応特性図
【図８】金属パイプを衝撃吸収体として使用した場合のパイプ変形前と後の状態を簡略的に示す説明図
【符号の説明】
３・・・・フロントフェンダ部（ボディ外面部）
４・・・・支持体
４ｆ・・・受け面
５・・・・袋体
６・・・・接続管（絞り流路）
Ｆ・・・・車体
Ｌ・・・・液体
Ｔ・・・・液体タンク（液体排出部）
Ｖ・・・・開閉弁（開閉手段）

【特許請求の範囲】
【請求項１】車両（Ａ）のボディ外面部（３）に他物（Ｘ）が衝突したときの衝撃を吸収するための，車両における衝撃吸収装置において，前記ボディ外面部（３）よりも車体内方側に在って車体（Ｆ）に支持される支持体（４）と，この支持体（４）の受け面（４ｆ）と前記ボディ外面部（３）背面との対向面間に介装されて該外面部（３）に加わる前記衝撃を該受け面（４ｆ）に伝達，支持させる可撓性の袋体（５）と，その袋体（５）内に封入される液体（Ｌ）とを少なくとも備え，前記袋体（５）と，その袋体（５）外に在って該袋体（５）内の液体（Ｌ）を排出可能な液体排出部（Ｔ）との間には，その間を接続し且つ通過液体に対し絞り抵抗を付与し得る絞り流路（６）と，前記絞り流路（６）を平時は閉じるが該袋体（５）の内部液圧の所定値以上の増加に応じて開く常閉型の開閉手段（Ｖ）とが設けられることを特徴とする，車両における衝撃吸収装置。
【請求項２】前記液体排出部（Ｔ）は，前記袋体（５）とは別個に形成されて車体（Ｆ）に支持した液体タンクであることを特徴とする，請求項１に記載の車両における衝撃吸収装置。
【請求項３】前記支持体（４）の前記受け面（４ｆ）は，その平断面形状が車体内方側に凹んだ円弧状に形成されることを特徴とする，請求項１又は２に記載の車両における衝撃吸収装置。

【図１】