特許 6989400 車両用衝撃吸収装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6989400

(24)【登録日】2021年12月6日

(45)【発行日】2022年1月5日

(54)【発明の名称】車両用衝撃吸収装置

(51)【国際特許分類】

   B60R 19/40 20060101AFI20211220BHJP

   B60R 19/20 20060101ALI20211220BHJP

   B60R 19/24 20060101ALI20211220BHJP

   B60R 19/32 20060101ALI20211220BHJP

【ＦＩ】

   B60R19/40

   B60R19/20 B

   B60R19/24 N

   B60R19/32

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2018-12928(P2018-12928)

(22)【出願日】2018年1月29日

(65)【公開番号】特開2019-130948(P2019-130948A)

(43)【公開日】2019年8月8日

【審査請求日】2020年10月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000241496

【氏名又は名称】豊田鉄工株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000204033

【氏名又は名称】太平洋工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】平尾 優介

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 尚裕

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼柳 旬一

(72)【発明者】

【氏名】北口 和章

(72)【発明者】

【氏名】宇野 巧

(72)【発明者】

【氏名】鈴森 理生

(72)【発明者】

【氏名】山本 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】加藤 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】袋野 健一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 滋幸

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 崇至

【審査官】 金田 直之

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３０６３８５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２００７７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１０２００８０６０７１６（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 実開昭６２−２９９８２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−３１４７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３７５１０９２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ １９／４０

Ｂ６０Ｒ １９／２０

Ｂ６０Ｒ １９／２４

Ｂ６０Ｒ １９／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両前部及び車両後部の少なくとも一方に設けられ、衝突荷重が入力される衝突荷重入力部材と、
前記衝突荷重入力部材の車両前後方向内側に設けられ、車両前後方向内側が開放された筒状に形成されると共に、車両前後方向外側の端部が前記衝突荷重入力部材側に接続された筒状部材と、
前記筒状部材の外周側に設けられて車両骨格部材に取り付けられると共に、前記筒状部材を車両前後方向内側の収納位置と車両前後方向外側の作動位置との間で車両前後方向に摺動可能に支持する支持部材と、
車両の衝突を検知又は予知した際に、前記筒状部材と前記支持部材とで囲まれた空間内でガスを発生させて前記筒状部材を前記作動位置へ摺動させるガス発生部と、
前記支持部材に設けられ、前記筒状部材が前記作動位置へ移動した状態で、かつ、前記空間内のガス圧が所定の圧力よりも高くなった際に外部へガスを排気するバルブと、
を有し、
前記バルブは、前記収納位置において前記筒状部材と前記支持部材とで囲まれた前記空間の外部に設けられている車両用衝撃吸収装置。

【請求項2】

前記支持部材の周壁における車両幅方向内側に外気と連通された連通部が形成されており、
前記バルブは、前記連通部の開口を開閉可能に閉塞している請求項１に記載の車両用衝撃吸収装置。

【請求項3】

前記筒状部材によって前記衝突荷重入力部材と前記車両骨格部材とが車両前後方向に連結されている請求項１又は２に記載の車両用衝撃吸収装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用衝撃吸収装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、サイドメンバの前端からステーを突出させることによってフロントバンパを車両前方へ移動させる車両用可動バンパ装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−６７３４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載された技術では、サイドメンバの内部に摺動可能にステーを収容し、サイドメンバ内に設けたモータを作動させてアームを開くことでステーの固定状態を解除する構成となっている。このように複雑な機構を用いてバンパを移動させる構造であるため、簡易な構造で衝突を吸収する観点で改善の余地がある。

【0005】

本発明は上記事実を考慮し、簡易な構造で衝突を吸収することができる車両用衝撃吸収装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の本発明に係る車両用衝撃吸収装置は、車両前部及び車両後部の少なくとも一方に設けられ、衝突荷重が入力される衝突荷重入力部材と、前記衝突荷重入力部材の車両前後方向内側に設けられ、車両前後方向内側が開放された筒状に形成されると共に、車両前後方向外側の端部が前記衝突荷重入力部材側に接続された筒状部材と、前記筒状部材の外周側に設けられて車両骨格部材に取り付けられると共に、前記筒状部材を車両前後方向内側の収納位置と車両前後方向外側の作動位置との間で車両前後方向に摺動可能に支持する支持部材と、車両の衝突を検知又は予知した際に、前記筒状部材と前記支持部材とで囲まれた空間内でガスを発生させて前記筒状部材を前記作動位置へ摺動させるガス発生部と、前記支持部材に設けられ、前記筒状部材が前記作動位置へ移動した状態で、かつ、前記空間内のガス圧が所定の圧力よりも高くなった際に外部へガスを排気するバルブと、を有し、前記バルブは、前記収納位置において前記筒状部材と前記支持部材とで囲まれた前記空間の外部に設けられている。

【0007】

請求項１に記載の本発明に係る車両用衝撃吸収装置では、車両前部及び車両後部の少なくとも一方には、衝突荷重が入力される衝突荷重入力部材が設けられている。また、衝突荷重入力部材の車両前後方向内側には、筒状部材が設けられており、この筒状部材の車両前後方向外側の端部が衝突荷重入力部材側に接続されている。さらに、筒状部材の外周側には、支持部材が設けられており、この支持部材は車両骨格部材に取り付けられている。ここで、支持部材は、筒状部材を車両前後方向内側の収納位置と車両前後方向外側の作動位置との間で車両前後方向に摺動可能に支持している。さらにまた、車両の衝突を検知又は予知した際にガスを発生させるガス発生部が設けられており、このガス発生部によって筒状部材と支持部材とで囲まれた空間内でガスが発生されて筒状部材を前記作動位置へ摺動させる。これにより、衝突荷重入力部材が作動位置へ摺動され、衝突時の衝撃を吸収することができる。

【0008】

また、支持部材にはバルブが設けられており、このバルブは、筒状部材が作動位置へ移動した状態で、筒状部材と支持部材とで囲まれた空間内のガス圧が所定の圧力よりも高くなった際に外部へガスを排気するように構成されている。これにより、ガス圧が上昇して衝突荷重入力部材や筒状部材などが破断するのを抑制することができる。なお、上記の「車両前後方向内側」とは、車両前後方向の中央に向かう方向を指しており、例えば、車両前部に衝突荷重入力部材が設けられている場合における「衝突荷重入力部材の車両前後方向内側」とは、衝突荷重入力部材の車両後方側を指す。また、車両後部に衝突荷重入力部材が設けられている場合における「衝突荷重入力部材の車両前後方向内側」とは、衝突荷重入力部材の車両前方側を指す。一方、上記の「車両前後方向外側」とは、車両前後方向の中央に向かう方向とは逆方向を指す。
請求項２に記載の本発明に係る車両用衝撃吸収装置は、請求項１において、前記支持部材の周壁における車両幅方向内側に外気と連通された連通部が形成されており、前記バルブは、前記連通部の開口を開閉可能に閉塞している。
請求項３に記載の本発明に係る車両用衝撃吸収装置は、請求項１又は２において、前記筒状部材によって前記衝突荷重入力部材と前記車両骨格部材とが車両前後方向に連結されている。

【発明の効果】

【0009】

以上、説明したように、本発明に係る発明によれば、簡易な構造で衝突を吸収することができる、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る車両用衝撃吸収装置が適用された車両前部の要部を示す平面図である。

【図2】実施形態に係る車両用衝撃吸収装置が適用された車両のフロントサイドメンバの前端部を一部破断して示す拡大平面図であり、作動する前の通常状態が示された図である。

【図3】実施形態に係る車両用衝撃吸収装置が適用された車両のフロントサイドメンバの前端部を一部破断して示す拡大平面図であり、作動した作動状態が示された図である。

【図4】図３の状態からガスが排気されている状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図１〜４を参照して、実施形態に係る車両用衝撃吸収装置１０について説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＲＨは車両右側を示している。また、以下の説明で特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の左右を示すものとする。

【0012】

図１に示されるように、本実施形態に係る車両用衝撃吸収装置１０は、車両１２の前部に適用されており、この車両１２の前部には、衝突荷重入力部材としてのフロントバンパリインフォースメント１４が設けられている。フロントバンパリインフォースメント１４は、車両前後方向を厚み方向として車両幅方向に延在されており、このフロントバンパリインフォースメント１４の車両幅方向の両端部は、車両後方側へ緩やかに湾曲されている。そして、車両１２の前面衝突時には、このフロントバンパリインフォースメント１４で衝突体を受けるため、フロントバンパリインフォースメント１４に衝突荷重が入力される。

【0013】

フロントバンパリインフォースメント１４の車両後方側には、フロントサイドメンバ１６が設けられている。フロントサイドメンバ１６は、車両前後方向に延在されており、閉断面構造とされた骨格部材である。そして、フロントサイドメンバ１６は、フロントバンパリインフォースメント１４の車両幅方向両端部の後方側に左右一対設けられている。そして、フロントバンパリインフォースメント１４とフロントサイドメンバ１６との間には、車両用衝撃吸収装置１０が設けられており、本実施形態では、車両用衝撃吸収装置１０が左右一対設けられている。なお、車両右側の車両用衝撃吸収装置１０と車両左側の車両用衝撃吸収装置１０とは左右対称の構造であるため、以下の説明では、車両左側の車両用衝撃吸収装置１０について説明し、車両右側の車両用衝撃吸収装置１０の説明を省略する。

【0014】

図２に示されるように、車両用衝撃吸収装置１０は、主として、支持部材１８と、筒状部材２０と、連結部材２２と、ガス発生部としてのインフレータ２４と、バルブ２８とを含んで構成されている。

【0015】

支持部材１８は、車両前後方向を軸方向とする略筒状の部材であり、支持部材１８の後端部は、フロントサイドメンバ１６の前端部に接合されている。具体的には、支持部材１８の後端部から外周側へフランジ部１８Ａが延出されている。一方、フロントサイドメンバ１６の前端部から外周側にフランジ部１６Ａが延出されている。そして、支持部材１８側のフランジ部１８Ａとフロントサイドメンバ１６側のフランジ部１６Ａとは対応する形状に形成されて車両前後方向に重ね合わされている。そして、フランジ部１８Ａとフランジ部１６Ａとが周方向に複数カ所で締結されることで、支持部材１８の後端部がフロントサイドメンバ１６に取り付けられている。

【0016】

また、支持部材１８における車両前方側の周壁には、外部と連通された連通部１８Ｂが形成されている。連通部１８Ｂは、支持部材１８の周壁における車両幅方向内側に形成されており、この周壁から略筒状に突設して形成されている。そして、この連通部１８Ｂの開口１８Ｃが後述するバルブ２８によって開閉可能に閉塞されている。ここで、図２の状態（車両用衝撃吸収装置１０が作動する前の通常状態）では、バルブ２８によって開口１８Ｃが閉塞されているため、支持部材１８の内部空間１９と外部空間とが遮断された状態となっている。

【0017】

支持部材１８の前端部には、挿通孔１８Ｄが形成されている。挿通孔１８Ｄは、車両正面から見て略円形に形成されており、この挿通孔１８Ｄには筒状部材２０が挿通可能とされている。筒状部材２０は、車両前後方向を軸方向として軸方向両端側が開口された略筒状に形成されており、図２に示される通常状態では、筒状部材２０が支持部材１８の内部に収容されている。また、筒状部材２０の後端部にはフランジ部２０Ａが設けられている。フランジ部２０Ａは、筒状部材２０の後端部から外周側へ延出されており、このフランジ部２０Ａの外縁が支持部材１８の内周面に摺動可能に当接されている。さらに、筒状部材２０の前端部は、支持部材１８の挿通孔１８Ｄに挿通された状態で連結部材２２に突き当てられており、連結部材２２に接合されている。なお、これに限らず、筒状部材２０を前端側が閉じた有底筒状に形成し、この底部を連結部材２２に接合してもよい。

【0018】

以上のようにして、筒状部材２０の内側の空間１９は、筒状部材２０と支持部材１８とで閉塞された空間となっている。また、筒状部材２０の外周側に設けられた支持部材１８によって筒状部材２０が車両前後方向に摺動可能に支持されている。ここで、図２に示されるように、車両用衝撃吸収装置１０が作動する前の通常状態では、筒状部材２０が最も車両後方側（車両前後方向内側）の収納位置に配置されている。そして、図示しないストッパ機構によって収納位置から筒状部材２０が移動しないように係止されている。一方、図３に示されるように、後述する車両用衝撃吸収装置１０のインフレータ２４が作動した作動状態では、筒状部材２０が最も車両前方側（車両前後方向外側）の作動位置まで移動する。すなわち、支持部材１８は、筒状部材２０を収納位置と作動位置との間で摺動可能に支持している。

【0019】

連結部材２２は、筒状部材２０とフロントバンパリインフォースメント１４とを連結する部材であり、平面視で略矩形状に形成されている。そして、この連結部材２２の前端部がフロントバンパリインフォースメント１４の後面に接合されており、連結部材２２の後端部が筒状部材２０の前端部に接合されている。

【0020】

図２に示されるように、支持部材１８の内部には、インフレータ２４が設けられている。本実施形態のインフレータ２４は、支持部材１８の後端側の内壁に取り付けられており、筒状部材２０と支持部材１８とで閉塞された空間１９内に配置されている。また、インフレータ２４は、図示しない着火部とガス発生部とを備えており、作動することで着火されてガス発生部からガスが発生し、空間１９内にガスが供給される。

【0021】

インフレータ２４は、制御部であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２６と電気的に接続されている。また、ＥＣＵ２６は、図示しない衝突センサや衝突予知センサなどのセンサ２９と電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ２６は、センサ２９からの信号に基づいて車両の衝突を検知又は予知した際に、インフレータ２４を作動させてガスを発生させ、筒状部材２０と支持部材１８とで囲まれた空間１９内にガスを供給する。これにより、空間１９内のガス圧が上昇して筒状部材２０が作動位置まで車両前方側へ摺動され、図３の状態となる。なお、このとき、ＥＣＵ２６は、インフレータ２４を作動させる前に図示しないストッパ機構による筒状部材２０の係止状態を解除するようにしてもよい。

【0022】

図３の状態では、筒状部材２０のフランジ部２０Ａが支持部材１８の前端側の内壁に当接した状態となっている。そして、この状態では、筒状部材２０と支持部材１８とで閉塞された空間１９にバルブ２８が位置することとなる。ここで、バルブ２８は、空間１９内のガス圧が所定の圧力よりも高くなった際に開弁して支持部材１８の外部へガスを排気するように構成されている。このため、図３のように筒状部材２０が作動位置へ移動した状態で、インフレータ２４から発生したガスによって空間１９のガス圧が高くなり、所定の圧力を超えると、図４に示されるように、バルブ２８が開弁する。そして、空間１９内のガスが連通部１８Ｂの開口１８Ｃを通じて外部へ排気される。また、排気によってガス圧が下がり、所定の圧力よりも低くなると、バルブ２８が閉弁される。なお、バルブ２８としては、圧力の上昇によって開弁される機械式のバルブを用いてもよく、空間１９内の圧力を検知するセンサからの信号に基づいて電気的に開弁される電磁弁などを用いてもよい。

【0023】

（作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

【0024】

本実施形態に係る車両用衝撃吸収装置１０では、車両の衝突を検知又は予知した際にＥＣＵ２６からの信号に基づいてインフレータ２４からガスが発生される。そして、空間１９内のガス圧が上昇することで、筒状部材２０が支持部材１８に支持された状態で図２の収納位置から図３の作動位置へ摺動される。これにより、連結部材２２を介して筒状部材２０に連結されたフロントバンパリインフォースメント１４が車両前方側へ移動され、車両用衝撃吸収装置１０を備えていない場合よりも車両前方側で衝突体をフロントバンパリインフォースメント１４に衝突させることができる。

【0025】

また、衝突体の衝突によってフロントバンパリインフォースメント１４が筒状部材２０の内部のガス圧に抗して車両後方側へ移動される。このため、フロントバンパリインフォースメント１４が移動する過程で衝突エネルギを吸収することができる。このようにして、衝突時の衝撃を吸収することができる。

【0026】

また、支持部材１８にバルブ２８が設けられており、このバルブ２８は、筒状部材２０が作動位置へ移動した状態で、筒状部材２０と支持部材１８とで囲まれた空間１９内のガス圧が所定の圧力よりも高くなった際に外部へガスを排気する（図４参照）。これにより、空間１９内のガス圧が上昇してフロントバンパリインフォースメント１４や筒状部材２０などが破断するのを抑制することができる。

【0027】

以上、本発明の実施形態及び変形例に係る車両用衝撃吸収装置１０について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施形態では、車両前部に車両用衝撃吸収装置１０を設けたが、これに限定されず、車両後部に車両用衝撃吸収装置を設けてもよい。この場合、リアサイドメンバの後端部とリアバンパリインフォースメントとの間に車両用衝撃吸収装置を取り付けることで、車両の後面衝突が検知又は予知された際に車両用衝撃吸収装置を作動させてリアバンパリインフォースメントを車両後方側へ移動させることができる。また、車両前部及び車両後部の両側に車両用衝撃吸収装置を設けてもよい。

【0028】

また、本実施形態では、図１に示されるように、左右一対のフロントサイドメンバ１６とフロントサイドメンバ１６との間にそれぞれ車両用衝撃吸収装置１０を設けたが、これに限定されない。例えば、一方のフロントサイドメンバ１６とフロントバンパリインフォースメント１４との間に車両用衝撃吸収装置１０を設け、他方のフロントサイドメンバ１６とフロントバンパリインフォースメント１４との間には、インフレータ２４を備えない構造としてもよい。この場合であっても、フロントバンパリインフォースメント１４を車両前方へ移動可能に支持することにより、車両用衝撃吸収装置１０の作動時にフロントバンパリインフォースメント１４を車両前方側へ移動させることができる。

【符号の説明】

【0029】

１０ 車両用衝撃吸収装置
１４ フロントバンパリインフォースメント（衝突荷重入力部材）
１６ フロントサイドメンバ（車両骨格部材）
１８ 支持部材
２０ 筒状部材
２４ インフレータ（ガス発生部）
２８ バルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】