JP4870142B2 - 車両用衝突緩衝装置 - Google Patents

Description

本発明は一種の車両用衝突緩衝装置に係り、特に伸展機構と棒部材構造が結合された緩衝装置であり、該装置は収容／伸展機能を具備し、平時にはコンパクトな車体外型内に収容可能であり、作動時には伸展して有効な車両用衝突緩衝装置となり、車体のコンパクトさと衝撃緩衝能力を共に考慮し、且つ回収が容易で重複使用できる、車両用衝突緩衝装置に関する。

コンパクトカーは、省エネで、駐車空間が小さく、機動性があり、高い積載率等の長所があり、車両の将来的な傾向の一つである。ただし、コンパクトな車体は車両の衝突時の衝撃とエネルギーを吸収できる余分な緩衝空間がなく、このため車体の衝突時の安全上の問題がある。

一般に車両は衝撃を受ける時、通常、車体自体の構造（鋼板、バンパ、シャーシメインビーム）の変形により衝撃エネルギーを吸収し、その構造は十分に堅固で且つ撓み性を具備する必要がある。車両外形設計は通常、エンジンルーム、キャビン、及びトランクルームの三つの部分に分かれる。そのうち、エンジンルームとトランクルームは衝突時に潰れる緩衝空間とされる。ただし、将来的に車両の小型化、電動化の訴求に対応し、車体体積が小さくなると、エンジンルームが緩衝空間とされなくなる。これにより、車両小型化と衝突時の安全の二つの要求の下、更に慎重に車両設計を行ない、ドライバー及び乗客の安全を確保できるようにする必要がある。

従来の技術、例えば、特許文献１にはスプリングの弾力と変形を利用して衝撃力を吸収する緩衝装置が開示されている。それは、複数の強力スプリングをバンパ（即ち緩衝本体）に結合し、該強力スプリングを半径が漸増し中間が僅かに凹んだ円柱形コイルバネとなし、且つその内周にスプリングの曲面に沿って複数の撓み柱を設け、車両が衝突した時、バンパ外部がスプリング圧縮により内向きに移動し、且つスプリングの特殊設計により、比較的大きな力を受け止め並びに比較的大きな衝撃力を吸収する。しかし、該緩衝構造の体積は膨大で場所をとり、小型車両への応用に不利である。

特許文献２にはスプリングに磁力を組み合わせた緩衝装置が開示されている。それは緩衝本体内に耐圧マグネットが設けられ、並びに耐圧マグネット間に適宜数量の緩衝器受けが配設され、且つ適宜数量の外接連結部品構造が設けられて受力内ロッドが構成され、緩衝器受け部分に設けられた複数組の機械式緩衝部材が、受力内ロッドに枢設され、それ自身の、前述の耐圧マグネットに対応する部分に、同極排斥する動端マグネットが設けられた外接タッチロッドが設けられ、受力内ロッドと外接タッチロッド間に倍増耐圧乗積緩衝エリアを形成する。しかし、この特許の構造は複雑で、磁極排斥作用を強化しようとすると、マグネットを増大しなければならず、そのため緩衝装置の重量が増し、また車体重量が増す。

特許文献３にはエアバッグを利用した伸展可能なバンパが開示され、車両が衝突された時、センサが衝突信号を受け取った後、信号をエアタンクに伝送し、エアを放出させてバッグを充満させ、前板を前向きに伸展させ、緩衝空間を形成して緩衝効果を高める。このような方法は小型車両に応用できるが、エアバッグシステムは複雑であり、且つコストが高くつき、使用期限等の問題もある。

特許文献４には緩衝と力分散可能なバンパ装置が開示され、車両が衝突を受けた時、その前車体が連接棒機構の動作により上に持ち上げられ、衝撃力を分散及び吸収する。構造上、連接棒により緩衝器が組み合わされ、二つの台座、二つの受力アーム、二つの補助アーム、及びフレームを包含する。この特許は実施時に、車体に取付けのための十分な空間が要求され、小型車両への応用には不利である。

特許文献５には伸縮可能なバンパが開示され、それはエネルギー吸収軸がバンパに接続され、該エネルギー吸収軸がボールスクリューで構成され、並びにモータにより駆動され、自動車が衝突したとき、このバンパが伸長し、並びに該エネルギー吸収軸が衝撃エネルギーを吸収する。しかし、この伸縮可能なバンパの設計は尚も非常に場所をとり、また、モータによるスクリューの駆動は反応時間が遅く、車体が衝撃を受けた瞬間に伸長動作が完成しなかった場合には、その性能は一般のバンパと変わらなくなる。

特許文献６は上述の特許文献５と類似し、それは気圧で緩衝器のピストンを押動し、バンパを車体より伸長させるか或いは縮入させる。伸長時にはバンパと車体との距離が増して衝撃力を吸収する。この特許には並びに気体切り換え弁の動作が記載され、それは制御部材の起動により信号を生成し、切り換え弁を動作させて気体通路を改変し、切り換え弁には第１入気口、第１出気口が設けられ、常態でエンジンが排出する廃ガスが排気管よりマフラーを通り排出される。切り換え弁動作により、第２入気口と第２出気口が連通し、給気チャネルを通り緩衝器に至り、切り換え弁に連通チャネルが設けられ、給気管と第３出気口、或いは第３出気口と排気管を連通させる。緩衝器は二つ以上とされ、一端に給気管が接続され、ピストンロッドを作動させ、ピストンロッドがバンパに接続され、ピストンロッドの別端は排気管に接続され、気体の導入或いは排出を行なう。この特許はエンジン排気作動の概念を利用しており、電動車両には適用されず、且つ車両に空圧システムを外接すると、余分の重量が増し、また気圧反応時間は遅く、車体が衝撃を受けた瞬間に伸長動作を完成できず、その性能は一般のバンパと異なるところがない。

台湾特許公告第Ｉ２６８２３７号明細書 米国特許第５９７１４５１号明細書 米国特許第７２５８１９１号明細書 台湾特許公告第Ｍ２６７１１５号明細書 米国特許６９７６７１８号明細書 台湾特許公告第３２７３８３号明細書

周知の技術の欠点を鑑み、本発明は一種の車両用衝突緩衝装置を提供することを目的とし、それは伸展機構とロッド構造を結合させた装置であり、この装置は伸縮機能を具え、平時にはコンパクトな車体外型内に収容され、作動時には伸展し有効な衝撃緩衝装置となり、車体にコンパクトさと衝撃緩衝能力を共に具備させ、回収しやすく重複使用できる。

本発明の提供する車両用衝突緩衝装置は、緩衝本体、ベース、連接棒セット及びラチェット歯構造を包含し、該連接棒セットは複数の連接棒、第１スライドブロック及び第２スライドブロックを包含し、該第１スライドブロックは該緩衝本体に接続され、該第２スライドブロックは該ベースに接続され、該第１スライドブロックは該複数の連接棒により駆動されて第１位置及び第２位置の間を往復可能で、該第２スライドブロックは該複数の連接棒に駆動されて第３位置から第４位置に移動可能で、該ラチェット歯構造により該第２スライドブロックが該第３位置に位置決めされ、該ラチェット歯構造が該第２スライドブロックを釈放する時、該第２スライドブロックは該第３位置から該第４位置にスライドし、且つ該複数の連接棒を駆動して第１スライドブロックを駆動して第１位置から第２位置に移動させ、並びに第１スライドブロックにより緩衝本体を押動して収容位置から伸展位置となす。

本発明の車両用衝突緩衝装置は、伸展機構とロッド構造を結合させた装置であり、平時にはコンパクトな車体外型内に収容され、作動時には伸展し有効な衝撃緩衝装置となり、車体にコンパクトさと衝撃緩衝能力を共に具備させ、回収しやすく重複使用できる。

図１から図４は本発明の提供する車両用衝突緩衝装置の実施例構造を示す。該緩衝装置１０は緩衝本体１１及びベース１２を包含し、該緩衝本体１１は剛性本体１１１及び軟性本体１１２を包含し、該剛性本体１１１はスチール、鉄等の金属材料を採用し、該軟性本体１１２は弾性及び振動吸収効果を有する材料、例えばフォームスポンジ、スポンジが採用される。該軟性本体１１２は該剛性本体１１１の一面に設置される。該ベース１２は車体の任意の必要な位置に固定され、該ベース１２はスチール、鉄等の金属材料が設置される。

該緩衝本体１１及びベース１２の間には二つの連接棒セット１３及び二つのラチェット歯構造１４が設けられ、該二つの連接棒セット１３と該二つのラチェット歯構造１４は左右対称に設置される。該連接棒セット１３は第１連接棒１３１、第２連接棒１３２を包含する。該第１連接棒１３１の一端は第１スライドブロック１３３に枢接され、もう一端は該ベース１２に枢接され、該第２連接棒１３２の一端は該第１連接棒１３１に枢接され、もう一端は第２スライドブロック１３４に枢接される。該第１スライドブロック１３３は該緩衝本体１１の剛性本体１１１に接続される。該軟性本体１１２は該剛性本体１１１の該第１スライドブロック１３３と不接続の一面に設置される。該第２スライドブロック１３４は該ベース１２に接続される。該第１スライドブロック１３３は該第１連接棒１３１及び該第２連接棒１３２により第１位置Ｐ１及び第２位置Ｐ２の間を往復スライド可能である。該第２スライドブロック１３４は該第１連接棒１３１及び該第２連接棒１３２により第３位置Ｐ３から第４位置Ｐ４に移動可能である。該第１位置Ｐ１及び第２位置Ｐ２の間に形成される該第１スライドブロック１３３のスライド経路は、該第３位置Ｐ３及び該第４位置Ｐ４の間に形成される該第２スライドブロック１３４のスライド経路と平行である。

ここで説明が必要であるのは以下のことである。すなわち、該第１スライドブロック１３３と該剛性本体１１１、及び該第２スライドブロック１３４と該ベース１２の接続方式には制限がなく、当業者であれば分かるように、該第１スライドブロック１３３と該剛性本体１１１の対向面に嵌挿する滑り溝とレールを設けてもよく、該第２スライドブロック１３４と該ベース１２についても同様であり、その実施の方式及び構造には多くの種類があり、並びに本発明の特徴ではないため、詳しい説明は省略する。

次に、該ラチェット歯構造１４は該第２スライドブロック１３４及び該ベース１２を接続するのに用いられ、該ラチェット歯構造１４は、列をなすように該ベース１２に設置された複数のラチェット歯１４１を包含し、該第２スライドブロック１３４には弾性爪１４２が枢接され、該弾性爪１４２は下向きの弾力を有して該ラチェット歯１４１と相互に係合する。該第２スライドブロック１３４と該ベース１２の間には弾性部品１４３が設けられ、該弾性部品１４３は弾性を提供し、その弾性方向は該第２スライドブロック１３４のスライド方向と平行である。本実施例中、該弾性部品１４３は圧縮バネとされ、該第２スライドブロック１３４が第３位置Ｐ３に位置する時（図１の状態）、該弾性部品１４３は圧縮状態にある。さらに、該ベース１２に第１ストッパブロック１４４と第２ストッパブロック１４５が設けられ、該第１ストッパブロック１４４はリードスイッチ（図示せず）を利用して制御され伸縮可能に該ベース１２に設置される。該第１ストッパブロック１４４が該ベース１２より伸出する時（図１の状態）、該第２スライドブロック１３４を該第３位置Ｐ３に位置決めさせられ、該第１ストッパブロック１４４が該ベース１２に縮入する時、該第２スライドブロック１３４を釈放でき、且つ該第２スライドブロック１３４が該弾性部品１４３に押動されて該第４位置Ｐ４に向けて移動する（図３の状態）。該第２ストッパブロック１４５は、該ベース１２に固定設置され、該第２ストッパブロック１４５を通して該第２スライドブロック１３４が制限されて該第４位置Ｐ４に位置決めされ（図４の状態）、該第２スライドブロック１３４が該第３位置Ｐ３から該第４位置Ｐ４にスライドする過程に、該第２連接棒１３２、第１連接棒１３１を持ち上げ、且つ該第１連接棒１３１が該第１スライドブロック１３３を駆動し該第１位置Ｐ１から該第２位置Ｐ２に移動させ、並びに該第１スライドブロック１３３が該緩衝本体１１を押動して図１に示される収容位置から図４の伸展位置に移動させる。

図５に示される本発明の車体の表示図を参照されたい。車体２０の前後左右の４側辺にそれぞれ横向きに緩衝装置１０が設置される。図５において該緩衝本体１１はすでに収容位置にあり、これにより衝撃を受けた時に該緩衝本体１１は車体内に進入しない（図６参照）。本実施例中、この四つの緩衝装置１０のサイズは同じとされているが、車体２０の実際のサイズに応じて設計可能で、例えば該車体２０の左右両側側辺が比較的長いのに合わせてサイズが比較的大きな緩衝装置１０を設置することが可能であり、或いは車体２０の左右両側にそれぞれ二つの緩衝装置１０を設置することも可能で、これにより該車体２０の左右両側の保護範囲を拡大する。このほか、緩衝装置１０のサイズを縮小して、車体２０のフレーム内、例えば前後のウインドウのフレーム内、或いはウインドウの４周のフレーム内に設置するか、或いはルーフトップに設置可能である。車体２０が衝突を受ける時、該緩衝本体１１は速やかに伸展位置に移動し、該緩衝本体１１が車体２０外に突伸し、図６のように、該緩衝本体１１により外来の衝撃力を受け止め、車体２０或いは車内の乗員が直接外力の衝撃を受けるのを防止し、傷害を大幅に減らす。車体２０が衝突される前には、衝突信号を発生し、この部分の技術手段は当業者にとって周知であり、例えば一般の自動車に使用されているセイフティーバッグで使用されている技術とされるため、ここで詳細には説明しない。本発明の技術の重点は、図３、４に示されるように、衝突信号発生と同時に、両側の該第１ストッパブロック１４４が制御されて同時にベース１２に縮入し、両側の第２スライドブロック１３４が釈放された瞬間に両側の第２連接棒１３２、第１連接棒１３１、第１スライドブロック１３３を協働させて、該緩衝本体１１を迅速に車体２０外に突伸させ、周知の単純にスプリング或いはスクリュー、気圧軸受方式を採用したものに較べ、本発明は緩衝作用が良好であり、
その作動は確実で、反応が快速であり、更なる安全性を提供できる。

上述の図１の実施例では緩衝本体１１、ベース１２、二つの連接棒セット１３及び二つのラチェット歯構造１４が設置され、且つ該二つの連接棒セット１３及び二つのラチェット歯構造１４は対称に設置される。このほか本発明はその他の態様に設置可能であり、例えば図７に示される実施例では、ベース１２、四つの連接棒セット１３及び四つのラチェット歯構造１４が設置され、この四つの連接棒セット１３及び四つのラチェット歯構造１４は並列且つ対称に設置され、この実施例は一つの緩衝本体或いは二つの緩衝本体（図示せず）に組み合わせることが可能であり、それは実際の必要に応じて設計され、これから類推されるように、本発明は実際の車体サイズにより連接棒セット及びラチェット歯構造の数量を設計可能であり、並びに連接棒セット及びラチェット歯構造は対称設置或いは並列設置されるか、或いは図６のように並列且つ対称に設置される。

図８は本発明の別の実施例を示し、該緩衝装置１０Ａは第１連接棒１３１Ａ、第２連接棒１３２Ａにダンパ装置１３５Ａが設置され、該ダンパ装置１３５Ａを通して衝撃エネルギーを吸収し、該緩衝装置１０Ａの耐衝撃能力をアップできる。

本発明の緩衝本体が収容位置にある時の構造表示図である。 図１のＡ−Ａ断面拡大図である。 本発明の第２スライドブロックが釈放された時の状態表示図である。 本発明の緩衝本体が伸展位置にある時の構造表示図である。 本発明が車体に設置された収容状態の平面図である。 本発明の車体が衝撃を受けた時の伸展状態の平面図である。 本発明の並列且つ対称に複数の連接棒セットと複数のラチェット歯構造が設置された実施例の平面図である。 本発明の連接棒にダンパ装置が設けられた構造表示図である。

１０ 緩衝装置
１１ 緩衝本体
１１２ 軟性本体
１２ ベース
１３ 連接棒セット
１３１ 第１連接棒
１３２ 第２連接棒
１３３ 第１スライドブロック
１３４ 第２スライドブロック
１４ ラチェット歯構造
１４１ ラチェット歯
１４２ 弾性爪
１４３ 弾性部品
１４４ 第１ストッパブロック
１４５ 第２ストッパブロック
１０Ａ 緩衝装置
１３１Ａ 第１連接棒
１３２Ａ 第２連接棒
１３５Ａ ダンパ装置
２０ 車体
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
Ｐ３ 第３位置
Ｐ４ 第４位置

Claims (19)

1. 車両用衝突緩衝装置において、
   少なくとも一つの緩衝本体であって、該緩衝本体は収容位置と伸展位置の間で往復移動可能である、該緩衝本体と、
   少なくとも一つのベースと、
   少なくとも一つの連接棒セットであって、該連接棒セットは複数の連接棒、少なくとも一つの第１スライドブロック及び少なくとも一つの第２スライドブロックを包含し、該第１スライドブロックは該複数の連接棒により駆動されて第１位置と第２位置の間を往復スライド可能で、該第２スライドブロックは該複数の連接棒により駆動されて第３位置から第４位置に移動可能であり、該複数の連接棒は第１連接棒と第２連接棒を包含し、該第１連接棒の一端が該第１スライドブロックに枢接され、もう一端が該ベースに枢接され、該第２連接棒の一端が該第１連接棒に枢接され、もう一端が該第２スライドブロックに枢接された、該連接棒セットと、
   少なくとも一つのラチェット歯構造であって、該第２スライドブロックと該ベースを連接し、該ラチェット歯構造を通して該第２スライドブロックが該第３位置に位置決めされ、該ラチェット歯構造が該第２スライドブロックを釈放する時、該第２スライドブロックが該第３位置から該第４位置にスライドし、且つ該複数の連接棒を駆動して該第１スライドブロックを駆動して該第１位置から該第２位置に移動させると共に、該第１スライドブロックに該緩衝本体を押動させて該収容位置から該伸展位置に移動させる、該ラチェット歯構造と、
   を包含したことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
2. 請求項１記載の車両用衝突緩衝装置において、該複数の連接棒に衝撃エネルギーを吸収するためのダンパ装置が設けられたことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
3. 請求項１記載の車両用衝突緩衝装置において、該第１位置と該第２位置の間に形成される該第１スライドブロックのスライド経路が、該第３位置と該第４位置の間に形成される該第２スライドブロックのスライド経路と平行であることを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
4. 請求項１記載の車両用衝突緩衝装置において、該ラチェット歯構造が、
   該ベースに列をなすように設置された複数のラチェット歯と、
   該第２スライドブロックに枢接されて該ラチェット歯と相互に係合する少なくとも一つの弾性爪と、
   該第２スライドブロックと該ベースの間に設置されて弾性を提供し、その弾性方向が該第２スライドブロックのスライド方向と平行である少なくとも一つの弾性部品と、
   を包含したことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
5. 請求項４記載の車両用衝突緩衝装置において、該ラチェット歯構造が複数のストッパブロックを更に包含し、該複数のストッパブロックが、
   該ベースに設置されて、該第２スライドブロックを制限して該第３位置に位置決めする少なくとも一つの第１ストッパブロックと、
   該ベースに設置されて、該第２スライドブロックを制限して該第４位置に位置決めする少なくとも一つの第２ストッパブロックと、
   を包含することを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
6. 請求項５記載の車両用衝突緩衝装置において、該第１ストッパブロックが伸縮可能に該ベースに設置され、該第１ストッパブロックが該ベースより伸出する時、該第２スライドブロックは該第３位置に位置決めされ、該第１ストッパブロックが該ベースに縮入する時、
   該第２スライドブロックを釈放し、該第２スライドブロックが該弾性部品により第４位置へと押動されることを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
7. 請求項６記載の車両用衝突緩衝装置において、該第１ストッパブロックは電気的にリードスイッチに接続され、該リードスイッチにより該第１ストッパブロックが駆動され伸縮活動することを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
8. 請求項７記載の車両用衝突緩衝装置において、該第２ストッパブロックが該ベースに固定設置されたことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
9. 請求項４記載の車両用衝突緩衝装置において、該第２スライドブロックが該第３位置にある時、該弾性部品は圧縮された状態であることを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
10. 請求項４記載の車両用衝突緩衝装置において、該弾性部品が圧縮バネとされたことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
11. 請求項１記載の車両用衝突緩衝装置において、該緩衝本体が、
    剛性本体であって、そのうちの一面が該第１スライドブロックと接続された、該剛性本体と、
    軟性本体であって、該剛性本体の、該第１スライドブロックと接続されていない一面に設置された、該軟性本体と、
    を包含したことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
12. 請求項１１記載の車両用衝突緩衝装置において、該剛性本体が、スチール、鉄とされたことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
13. 請求項１１記載の車両用衝突緩衝装置において、該軟性本体が、フォームスポンジ或いはスポンジで形成されたことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
14. 請求項１記載の車両用衝突緩衝装置において、該緩衝本体が収容位置にある時、該緩衝本体は車体内にあり、該緩衝本体が伸展位置にある時、該緩衝本体は車体外に突伸することを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
15. 請求項１記載の車両用衝突緩衝装置において、該ベースが、スチール、鉄とされたことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
16. 請求項１記載の車両用衝突緩衝装置において、該連接棒セットが４つ以上とされ、該連接棒セットの数に対応するラチェット歯構造が設けられたことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
17. 請求項１６記載の車両用衝突緩衝装置において、該連接棒セットとラチェット歯構造が対称設置されたことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
18. 請求項１６記載の車両用衝突緩衝装置において、該連接棒セットとラチェット歯構造が並列設置されたことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。
19. 請求項１６記載の車両用衝突緩衝装置において、４つの該連接棒セットとラチェット歯構造が並列に且つ線対称に配置されたことを特徴とする、車両用衝突緩衝装置。

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