JP4992121B2 - 衝撃緩和装置および車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両と衝突する衝突物への衝撃を緩和することが可能な衝撃緩和装置およびこれを用いた車両に関する。

従来、走行する車両に衝突物が衝突する際には、車両との衝突によって衝突物は衝撃を受ける。たとえば、歩行者と車両の衝突の際には、歩行者は車両から衝撃を受ける。このため、車両と衝突物との衝突の際には、衝突物の衝撃を緩和する必要がある。特に衝突物が歩行者等である場合には、歩行者の脚部のみではなく、脚部から腰部近傍にかけて柔軟に受け止めて衝撃を緩和することが重要である。

このような歩行者などの衝突物と車両との衝突の際に、衝突物の衝撃を緩和する方法としては、例えば、ボンネットフードへの前端部までの範囲を覆うようにエアバッグを設け、歩行者との衝突の際にエアバッグを展開することで、歩行者の大腿部および腰部への衝撃を緩和するエアバッグ装置がある（特許文献１）。

また、バンパへの歩行者の衝突の際に、バンパ上部の保護デバイスを機械的に展開し、歩行者をボンネット上へ跳ね上げ受け止めることで、歩行者と車両客室前方との衝突による衝突時の衝撃を抑制する保護デバイスがある（特許文献２）。

特開２０００−１６８４７３号公報 ＵＳ４０１５８７０号公報

しかし、特許文献１のようなエアバッグ装置では、エアバッグによって歩行者への衝撃を和らげる効果は有するものの、エアバッグの展開のタイミングの制御などが必要であり、制御が複雑となるという問題がある。

また、特許文献２のような保護デバイスでは、ボンネット上へ歩行者を跳ね上げることで車両客室前方との衝撃は抑制されやすくなるが、大きな力を瞬時に発生させうる機構が必要な上、動作タイミング制御が複雑になるという問題がある。また、動作の際、ボンネット上に跳ね上げられた歩行者が、大きな力を受ける恐れがあるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、例えば歩行者などの衝突物と車両との衝突の際に、簡易な構造で、衝突物への衝撃を緩和することが可能な衝撃緩和装置およびこれを用いた車両を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、車両の前方に設けられ、衝突物との衝撃を緩和する装置であって、車両の前面に設けられた衝突物受け部材と、前記衝突物受け部材と前記車両とを接合し、１方向のみに回転する１方向回転機構と、を具備し、前記衝突物受け部材は前記車両の前面上下それぞれに上下に対向するように一対設けられ、一方の前記衝突物受け部材は前記車両の前面上方に設けられ、一方の前記衝突物受け部材の下方に衝突物が衝突すると、衝突物から押されることで前記１方向回転機構を中心に１方向に回転し、一方の前記衝突物受け部材が前記車両の上方に展開し、他方の前記衝突物受け部材は前記車両の前面下方に設けられ、他方の前記衝突物受け部材の上方に衝突物が衝突すると、衝突物から押されることで前記１方向回転機構を中心に１方向に回転し、他方の前記衝突物受け部材が前記車両の下方に展開し、一方の前記衝突物受け部材と他方の前記衝突物受け部材とは同時に展開し、一対の前記衝突物受け部材の間には隙間が設けられ、前記隙間の後方には衝撃吸収体が設けられ、衝突物が衝突し、前記衝突物受け部材が回転すると、前記衝突物受け部材の端部近傍が前記衝撃吸収体と接触し、前記衝突物受け部材の回転動作を一部抑制しながら衝突エネルギを吸収することを特徴とする衝撃緩和装置である。

ここで、１方向回転機構とは、１方向にのみ回転することができ、逆方向へは回転しない、いわゆるワンウェイクラッチなどの部材であり、ラチェット機構などを含む。すなわち、１方向へは小さな力で回転することができるが、逆方向へは回転せずにその位置（回転角度）でロックされる部材をいう。

前記衝突物受け部材には支持体の一方の端部が接合され、前記支持体の他方の端部は、前記車両に接合され、前記支持体は、前記衝突物受け部材が展開時には前記衝突物受け部材の動作に追従して伸長し、前記衝突物受け部材が展開後には前記衝突物受け部材を支持し、前記衝突物受け部材が変形する際に展開時と逆方向に閉じることを一部抑制しながら前記支持体の変形により衝突エネルギを吸収してもよく、この場合、前記支持体は、筒体と、前記筒体内に挿入されたエネルギ吸収部材と、前記筒体上端に設けられ、前記筒体の上面に対して常に閉じる方向に力が付与されるシャッタと、を具備し、前記エネルギ吸収体の下部にはストッパが設けられ、前記エネルギ吸収体が前記筒体より引き出され、前記ストッパが前記筒体の上端まで来ると、前記シャッタが閉まり、前記ストッパが前記シャッタによって固定されることが望ましい。

前記１方向回転機構の後方には減衰機構が設けられ、衝突物が前記衝突物受け部材に衝突した際に、前記１方向回転機構の後方への移動エネルギを吸収してもよい。

前記１方向回転機構にはばねが設けられ、前記ばねは、前記衝突物受け部材の展開時に、前記１方向回転機構に、前記１方向回転機構の回転に対抗する向きの力を付与し、前記衝突物から受ける力に応じて前記衝突物受け部材の展開量を変化させてもよい。

前記衝突物受け部材は、前記車両の幅方向に分割して設けられてもよい。また、前記衝突物受け部材は板状であり、弾性変形および塑性変形可能であってもよく、または前記衝突物受け部材はフレーム状であり、弾性変形および塑性変形可能であってもよい。

第１の発明によれば、車両前方に１方向回転機構によって１方向にのみ回転する衝突物受け部材が設けられる。このため、衝突物受け部材に衝突物が衝突すると、衝突物受け部材は１方向回転機構を中心に回転して展開することができる。また、１方向回転機構が逆回転をしないため、展開した衝突物受け部材は展開した状態を保持することができる。このため、衝突物は衝突物受け部材全体で受け止められる。したがって、衝突物へ加わる衝撃力を緩和することができる。

また、衝突物受け部材が前方上方に設けられれば、衝突物が車両に衝突した際に、衝突物受け部材は上方へ展開する。このため、衝突物受け部材は衝突物を受け止めることができ、衝突物がボンネット上へ倒れこむ際の衝撃を和らげることができる。

また、展開した衝突物受け部材は展開した状態を保持するため、ボンネット上へ倒れこんだ衝突物が、車両前方に落下することが抑制される。これにより、衝突物が車両前方に落下することによる二次的衝突を抑制することができる。すなわち、衝突物受け部材は、衝突物を柔軟に受け止める機能に加え、衝突物をボンネット上に保持する機能も有する。

また、衝突物受け部材が前方上下方に一対設けられれば、上方の衝突物受け部材によって衝突物がボンネット上へ倒れこむ際の衝撃を和らげることができるとともに、さらに下方の衝突受け部材によって衝突物が車両下部へ巻き込まれることを抑制することができる。したがって、例えば衝突物の重心が車両のボンネットよりも高い位置であっても、衝突受け部材は衝突物の下部から重心近傍まで幅広く受け止めることができ、衝突物の衝撃を和らげることができる。

また、衝突物受け部材後方に衝撃吸収体が設けられれば、衝突物受け部材が回転して展開する際に、衝突物受け部材の端部が衝撃吸収体へ接触し、衝突物受け部材の回転（展開）を抑制し、回転量（展開量）を制御することができる。すなわち、衝突物受け部材が展開しすぎることがない。また、衝撃吸収体が衝突物受け部材の展開完了時の衝撃を吸収することができる。

また、衝突物受け部材に支持体が設けられれば、衝突物受け部材が展開した際に、衝突物受け部材が逆回転して閉じるのを防ぐことができる。したがって、衝突物が衝突した際に確実に衝突物受け部材が衝撃を吸収することができる。

また、１方向回転機構後方に減衰機構が設けられれば、衝突物が衝突物受け部材へ衝突した際に、衝突物受け部材の後方への移動を抑制することができ、衝突物への衝撃を和らげることができる。

また、１方向回転機構にばねが設けられれば、衝突物受け部材が回転して展開する際に必要な力を制御することができる。したがって、ばね力を調整すれば衝突物受け部材を展開させるために必要な衝撃力を制御することができる。

また、衝突物受け部材が車両の幅方向に分割して設けられれば、車両前方中央のみではなく、前方の両側方においても同様の衝撃緩和効果を得ることができる。また、衝突物受け部材が板状であれば、衝突物を受ける面積を大きくすることができ、衝突物受け部材の弾性変形（および塑性変形）により衝撃力を和らげる効果が大きい。また、衝突物受け部材をフレーム状にすれば、ヘッドライトやラジエータグリルなどの前面を塞ぐことなく、衝撃緩和の効果を得ることができる。

第２の発明は、第１の発明にかかる衝撃緩和装置を前方に具備することを特徴とする車両である。

第２の発明によれば、衝突物と車両との衝突の際の衝撃を緩和することが可能な車両を提供することができる。

本発明によれば、例えば歩行者などの衝突物と車両との衝突の際に、簡易な構造で、衝突物への衝撃を緩和することが可能な衝撃緩和装置およびこれを用いた車両を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態にかかる衝撃緩和装置１について説明する。図１は、衝撃緩和装置１を示す概略図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は側面図である。

衝撃緩和装置１は、車両３の前方に設けられる。衝撃緩和装置１は板状の上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１とを有する。上方衝突物受け板９は車両３の前方上方に設けられる。すなわち、上方衝突物受け板９はバンパ７の一部を覆い、ボンネット５上まで設けられる。下方衝突物受け板１１は車両３の前方下方に設けられる。すなわち、下方衝突物受け板１１はバンパ７から車両下方まで設けられる。

上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１は車両３の形状に沿って屈曲した形状である。また、上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１との間にはわずかに隙間が設けられる。当該隙間は車両３の最前部近傍に位置する。

なお、上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１は、ある程度の強度を有し、衝突物と衝突した際に弾性変形（および塑性変形）する材料が望ましい。上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１の材料としては例えば、金属製や樹脂製などの弾性材料が使用できる。金属としては例えばアルミニウムなどが使用でき、樹脂としては超高分子量ポリエチレンなどが使用できる。

次に衝撃緩和装置１の構造について説明する。図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図であり、車両３の前方近傍の断面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ部拡大図である。

衝撃緩和装置１は、主に上方衝突物受け板９、下方衝突物受け板１１、ワンウェイクラッチ１３ａ、１３ｂ、衝撃吸収体１５等から構成される。

上方衝突物受け部材９は、車両３の内側で１方向回転機構であるワンウェイクラッチ１３ａと接合される。ワンウェイクラッチ１３ａは車両固定部１７によって車両３側と接合される。すなわち、上方衝突物受け部材９はワンウェイクラッチ１３ａを介して車両３と接合される。ワンウェイクラッチ１３ａは、上方衝突物受け部材９の下方側が車両３の後方へ移動し、上方衝突物受け部材９の上方側がボンネット５上に立ち上がる方向にのみ回転可能である（図中矢印Ｃ方向）。

同様に、下方衝突物受け部材１１は、車両３の内側でワンウェイクラッチ１３ｂと接合される。ワンウェイクラッチ１３ｂは車両固定部１７によって車両３側と接合される。すなわち、下方衝突物受け部材１１はワンウェイクラッチ１３ｂを介して車両３と接合される。ワンウェイクラッチ１３ｂは、下方衝突物受け部材１１の上方側が車両３の後方へ移動し、下方衝突物受け部材１１の下方側が車両３の下方に展開する方向にのみ回転可能である（図中矢印Ｄ方向）。

上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１との間には隙間が設けられており、当該隙間の内部（車両３後方側）には衝撃吸収体１５が設けられる。衝撃吸収体１５も車両３と接合される。なお、衝撃吸収体１５は、バンパ７と同様の部材であってもよく、例えば樹脂などが使用できる。

次に、衝撃緩和装置１の動作について説明する。図３（ａ）は衝突物１９が車両３に衝突した際の衝撃緩和装置１の動作を示す断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＥ部拡大図である。

車両３の前方へ衝突物１９が衝突する場合、衝突物１９は、まず車両３の最前部である上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１との隙間近傍に衝突する（図中矢印Ｆ方向）。衝突物１９による衝撃によって、車両３の前方は変形する。車両３の前方の変形（すなわち衝突物１９の衝突）によって、上方衝突物受け板９のワンウェイクラッチ１３ａとの接合部よりも下方側（以下単に「上方衝突物受け板９の下方」と称する）が車両３の後方側へ押される。このため、上方衝突物受け板９はワンウェイクラッチ１３ａを中心に回転する。したがって、上方衝突物受け板９のワンウェイクラッチ１３ａとの接合部よりも上方側（以下単に「上方衝突物受け板９の上方」と称する）が車両３の上方へ展開する（図中矢印Ｇ方向）。

同様に、車両３の前方の変形（すなわち衝突物１９の衝突）によって、下方衝突物受け板１１のワンウェイクラッチ１３ｂとの接合部よりも上方側（以下単に「下方衝突物受け板１１の上方」と称する）が車両３の後方側へ押される。このため、下方衝突物受け板１１はワンウェイクラッチ１３ｂを中心に回転する。したがって、下方衝突物受け板１１のワンウェイクラッチ１３ｂとの接合部よりも下方側（以下単に「下方衝突物受け板１１の下方」と称する）が車両３の下方へ展開する（図中矢印Ｈ方向）。

上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１とがそれぞれ車両３の上下方向へ展開する際、上方衝突物受け板９の下方および下方衝突物受け板１１上方は、回転に伴い車両３の後方へ移動し、衝撃吸収体１５と接触する。衝撃吸収体１５は上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１の回転動作を一部抑制して衝突エネルギを吸収し、上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１とが過剰に回転することを抑制する。

したがって、上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１とは、ある程度まで回転すると、それ以上は回転が抑えられる。すなわち、衝撃吸収体１５は衝突物１９による上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１との回転による衝撃を吸収するとともに、上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１の回転量を制御する働きを有する。

ワンウェイクラッチ１３ａ、１３ｂは、上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１とがそれぞれ車両３の上下に展開する方向へは容易に回転する。一方、逆方向（すなわち、上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１とが閉じる方向）へは回転せず、その回転位置で上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１を固定する。すなわち、上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１とはいずれも展開した状態で保持される。

図４は、例えば歩行者などの衝突物２１が車両３へ衝突した際の動作を示す概念図である。図４（ａ）に示すように、衝突物２１が車両３と衝突すると、車両３はまず歩行者の脚部近傍に接触する。次に、図４（ｂ）に示すように、衝突物２１の脚部からの衝撃によって車両３の前方が変形する。この際、車両３の変形に伴い、上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１とが展開する（図中矢印Ｉ、Ｊ方向）。

図４（ｃ）に示すように、下方衝突物受け板１１が車両３の下方へ展開するため、衝突物２１は下方から上方へ跳ね上げられる。すなわち、衝突物２１が車両３の下方に巻き込まれることが抑制される。一方、上方衝突物受け板９は衝突物２１の腰から上に接触する。衝突物２１は上方衝突物受け板９に対して倒れこむ。この際、上方衝突物受け板９の弾性変形（および塑性変形）によって衝突物２１の衝撃を吸収する。また、上方衝突物受け板９と衝突物２１との接触面積が大きくなるため、衝突物２１への衝撃を小さくする。

次に、図４（ｄ）に示すように、衝突物２１はボンネット上へ倒れこむ。この際にも上方衝突物受け板９の変形によって衝撃は吸収される。したがって、上方衝突物受け板９は、ボンネット５への衝突物２１の衝突速度を低減する。

以上説明したように、本発明の実施形態にかかる衝撃緩和装置１によれば、上方衝突物受け板９と下方衝突物受け板１１とが衝突物１９の衝突によって展開するため、その他の制御部を必要とせず、構造が簡易である。また、上方衝突物受け板９が設けられ、衝突物１９の衝突時には車両前面の上方へ展開するため、衝突物が車両３上へ倒れこむ際に、上方衝突物受け板９と衝突物との接触面積が増大し、衝突物への衝撃を和らげることができる。

また、上方衝突物受け板９は逆回転せずに弾性変形（および塑性変形）するため、衝突物が車両のボンネット上に倒れる際にクッションの役割を果たす。このため、衝突物と車両との相対速度を低減し、衝突物とボンネットとの衝突速度を低減することができる。特に衝突物が歩行者等であれば、歩行者の腰よりも上部を上方衝突物受け板９によって受け止めるため、歩行者がボンネット上へ倒れこむ際の衝撃を効率良く吸収することができる。

また、上方衝突物受け板９が展開しているため、ボンネット上に倒れこんだ衝突物は、その後の車両３のブレーキなどによって、車両３の前方に落下することが抑制される。したがって、衝突物の車両３からの落下や、またはこれによる車両３との２次的な衝突の発生を抑制することができる。

また、下方衝突物受け板１１を設ければ、衝突物が車両３の下部へ巻き込まれることを抑制できる。また、下方衝突物受け板１１の展開によって、衝突物をボンネット上へ跳ね上げることができる。

また、衝撃吸収体１５が設けられれば上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１の回転量を制限することができる。また、上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１の展開完了時の衝撃を吸収することができる。

なお、衝撃緩和装置１は、車両３の前面上下方に上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１の両方を設けたが、例えば上方衝突物受け板９のみであってもよい。この場合でも衝突物がボンネット等と衝突する際の衝撃を緩和することができる。また、衝撃吸収体１５は必要に応じて設ければよい。衝撃吸収体１５がなくとも、上方衝突物受け板９による衝撃緩和効果は得ることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は衝撃緩和装置３０を示す図であり、図５（ａ）は車両３の前方断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＫ部拡大図である。なお、以下の実施の形態において、図１〜図４に示す衝撃緩和装置１と同一の機能を果たす構成要素には、図１〜図４と同一番号を付し、重複した説明を避ける。第２の実施の形態にかかる衝撃緩和装置３０は、第１の実施の形態にかかる衝撃緩和装置１に対して支持体３１が設けられる点が異なる。

上方衝突物受け板９の上方端部近傍には支持体３１が設けられる。図５（ｂ）に示すように、支持体３１は、主に筒体３７、エネルギ吸収体３５、シャッタ４１等から構成される。

筒体３７は上方が開放した筒状部材である。筒体３７の下方は車両固定部４５を介して車両３と回転可能に接合される。筒体３７内にはエネルギ吸収体３５が収められる。エネルギ吸収体３５は筒体３７の軸方向に移動可能である。エネルギ吸収体３５の下端にはストッパ３９が設けられる。ストッパ３９は、例えば球体の部材がエネルギ吸収体３５と径の細い棒状部材を介して接合された構造である。

筒体３７の上面近傍には一対のシャッタ４１が設けられる。シャッタ４１の後方にはばね４３が設けられる。シャッタ４１は、ばねによって常に筒体３７の上面中心方向へ押しつけられる。すなわち、通常時にはシャッタ４１の端部は常にエネルギ吸収体３５の外面に押し付けられている。エネルギ吸収体３５の上端は、上方衝突物受け板９と受け板接合部３３を介して回転可能に接合される。

図６は、上方衝突物受け板９が展開した状態を示す図であり、図６（ａ）は車両３の前方断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＬ部拡大図である。

上方衝突物受け板９が展開すると（図中矢印Ｍ方向）、エネルギ吸収体３５は上方衝突物受け板９の動作に追従して筒体３７から引き出される（図中矢印Ｐ方向）。この際、筒体３７は上方衝突物受け板９の方向に向くように回転する（図中矢印Ｏ方向）。

エネルギ吸収体３５が完全に突出すると、ストッパ３９が筒体３７の上面近傍に位置する。この際、シャッタ４１はエネルギ吸収体３５が通過した瞬間に筒体３７の上面を塞ぐ（図中矢印Ｑ方向）。シャッタ４１が閉じると、エネルギ吸収体３５およびストッパ３９とがシャッタ４１によって固定される。すなわち、シャッタ４１はストッパ３９が筒体３７から抜けることを防止するとともに、エネルギ吸収体３５が筒体３７内に押し戻されることを防止する。したがって、エネルギ吸収体３５は筒体３７から突出した位置で固定される。

エネルギ吸収体３５と筒体３７によって、上方衝突物受け板９が支持される。したがって上方衝突物受け板９が展開した後、支持体３１によって上方衝突物受け板９が閉じることが一部抑制される。なお、エネルギ吸収体３５は容易に変形可能な材質である。たとえば、アルミニウム等の金属製である。したがって、上方衝突物受け板９が衝突物を受け止める際には、エネルギ吸収体３５の変形（および破壊）および上方衝突物受け板９の変形（または破損）によって衝突物の衝撃を緩和することができる。

なお、図示を省略したが、下方衝突物受け板１１に対しても同様の支持体３１を設けることもできる。この場合、支持体３１は下方衝突物受け板１１が展開（図中矢印Ｎ方向）した状態で下方衝突物受け板１１を支持する。

第２の実施形態にかかる衝突緩和装置３０によれば、第１の実施の形態にかかる衝撃緩和装置１と同様の効果を得ることができる。

また、支持体３１によって上方衝突物受け板９が支持されるため、上方衝突物受け板９自体に大きな強度が必要ない。すなわち、支持体３１および上方衝突物受け板９の両方の変形によって衝突物の衝撃を吸収して緩和することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図７は衝撃緩和装置５０を示す図であり、図７（ａ）は通常時の車両３の前方断面図、図５（ｂ）は衝突物が衝突した際（衝撃緩和装置５０が作動した状態）の車両３の前方断面図である。衝撃緩和装置５０は、第１の実施の形態にかかる衝撃緩和装置１に対して減衰装置５１が設けられる点が異なる。

ワンウェイクラッチ１３ａ、１３ｂの後方には減衰装置５１がそれぞれ設けられる。減衰装置５１としてはブッシュやダンパ等を用いることができる。

図７（ｂ）に示すように、衝突物が衝突すると、上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１がワンウェイクラッチ１３ａ、１３ｂを中心に回転して展開する。この際、ワンウェイクラッチ１３ａ、１３ｂは衝突物の衝撃によって後方へ移動する（図中矢印Ｒ方向）。減衰装置５１はワンウェイクラッチ１３ａ、１３ｂの後方への移動に対して減衰力を与え（すなわち移動エネルギを吸収し）、衝突物の衝撃を緩和する。

第３の実施形態にかかる衝突緩和装置５０によれば、第１の実施の形態にかかる衝撃緩和装置１と同様の効果を得ることができる。

また、減衰装置５１によって、ワンウェイクラッチ１３ａ、１３ｂが後方へ移動する際の衝撃を吸収することができる。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図８（ａ）は衝撃緩和装置６０を示す図である。衝撃緩和装置６０は、衝突物受け板に代えて衝突物受けフレームが用いられ、複数の衝突物受けフレームが車両３の幅方向に分割して設置される点で衝撃緩和装置１と異なる。

上方衝突物受けフレーム６１ａ、６１ｂ、６１ｃ（６１）、下方衝突物受けフレーム６３ａ、６３ｂ、６３ｃ（６３）は、それぞれ上方衝突物受け板９、下方衝突物受け板１１と同様の構成であるが、板状ではなく、外周部に設けられたフレームにより構成される。上方衝突物受けフレーム６１、下方衝突物受けフレーム６３は、弾性変形（および塑性変形）が可能である。上方衝突物受けフレーム６１、下方衝突物受けフレーム６３の材質としては、たとえば、アルミニウム等の金属や高分子量ポリプロピレン等の樹脂が使用できる。

なお、上方衝突物受けフレーム６１、下方衝突物受けフレーム６３は、それぞれ上方衝突物受け板９、下方衝突物受け板１１と同様の動作を行う。すなわち、上方衝突物受けフレーム６１、下方衝突物受けフレーム６３は、車両３の前方に衝突物が衝突すると、図示を省略したワンウェイクラッチ１３ａ、１３ｂを中心にそれぞれ上下方向に展開する。なお、上方衝突物受けフレーム６１、下方衝突物受けフレーム６３の展開時の機構はそれぞれ上方衝突物受け板９、下方衝突物受け板１１と同様であるため説明を省略する。

第４の実施形態にかかる衝突緩和装置６０によれば、第１の実施の形態にかかる衝撃緩和装置１と同様の効果を得ることができる。

また、上方衝突物受けフレーム６１、下方衝突物受けフレーム６３がフレーム状であるため、ヘッドライトやラジエータグリル前面を覆うように設けても、それらの機能を害することなく、衝撃緩和の効果を得ることができる。

また、衝突物受けフレームが車両３の幅方向に複数分割して設けられれば、衝突物の車両３に対する衝突部位に応じて、適切な箇所の衝突物受けフレームが展開するため、効率良く衝突物の衝撃を緩和することができる。

なお、必要に応じて、上方衝突物受け板９、下方衝突物受け板１１を車両３の幅方向に分割して設けてもよく、または上方衝突物受けフレーム６１、下方衝突物受けフレーム６３をそれぞれ単独で設けてもよい。

さらに、図８に示すように、上方衝突物受け板９と上方衝突物受けフレーム６１ａ、６１ｂとを組み合わせて用いることもできる。すなわち、衝突物受け板および衝突物受けフレームはいずれを使用してもよく、また、これらを単独または複数、さらに組み合わせて使用してもよい。

本発明にかかる衝撃緩和装置を用いた際の、衝突物と車両との衝突時の衝撃緩和効果について計算を行った。図９はモデル化した簡易な形状の衝突物７３が車両７１に衝突する際の挙動を示した図である。

車両７１の前面中央には、簡易にモデル化した衝撃緩和装置７５を設けた。車両７１は３０ｋｍ／ｈの速度で走行させた。衝突物７３の質量は６６ｋｇとした。計算は、車両７１と衝突物７３とが、衝撃緩和装置７５の位置でまっすぐに衝突した場合についておこなった。図９（ａ）〜図９（ｅ）は、時間経過に伴う衝突物７３の挙動変化を計算した結果である。衝突物７３は車両７１との衝突の際に、衝撃緩和装置７５によって衝撃が緩和されて車両７１上に倒れこむ。

図１０は、図９のモデルにおいて、衝突物７３に加わる衝撃の時間変化を計算した結果である。なお、衝突物７３が受ける衝撃は、衝突物７３の最上部での衝撃計算結果とした。図１０（ａ）は比較のために、衝撃緩和装置７５を設けない場合の衝突物７３の衝撃を示し、図１０（ｂ）は衝撃緩和装置７５を設けた場合の結果である。

図１０に示すように、衝撃緩和装置がない場合の最大衝撃を１とした場合に、本発明の衝撃緩和装置７５を設ければ、衝撃は最大で約０．４程度となった。したがって、計算条件によって効果の大きさは変動するとしても、本発明にかかる衝撃緩和装置によれば、衝突物が車両と衝突した際の衝撃を緩和することができることが分かった。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、ワンウェイクラッチ１３ａ、１３ｂは、上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１等が展開する方向にのみ回転可能であるが、ワンウェイクラッチの回転力を調整することもできる。

たとえば、ワンウェイクラッチにばねを設け、ワンウェイクラッチが回転する際に、回転に対抗する方向に力を発生させれば、上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１等が展開する際に必要な力が大きくなる。すなわち、ばねの力を大きくすれば、上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１等を展開するためには、より大きな力を要する。このため、衝撃力が小さな場合に、上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１等が不必要に展開することを抑制することができる。

したがって、ワンウェイクラッチにばねを設けることで、衝突物から受ける力が大きい場合には、上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１等を確実に（完全に）展開させるが、衝突物から受ける力が小さい場合には、上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１等の展開量を小さくすることができる。すなわち、衝突物から受ける力によって、上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１等の展開量を変化（制御）させることができる。

また、上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１等の展開は、衝突物が上方衝突物受け板９下方、または下方衝突物受け板１１上方などに衝突し、ワンウェイクラッチを中心に回転することにより行われたが、この方法に限られない。たとえば、衝突物の衝突を衝突センサ等で検知し、別途設けられたエアバッグによって上方衝突物受け板９および下方衝突物受け板１１等を展開してもよい。

衝撃緩和装置１が取り付けられた車両３の外観を示す図。 衝撃緩和装置１の構成を示す図で（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図。 衝突物１９が車両３に衝突し、衝撃緩和装置１が作動した状態を示す図。 歩行者等の衝突物２１が車両３と衝突した際の、衝突物２１の挙動を示す概念図。 支持体３１が設けられた衝撃緩和装置３０を示す図。 衝突物が車両３に衝突し、衝撃緩和装置３０が作動した状態を示す図。 減衰装置５１が設けられた衝撃緩和装置５０を示す図で（ａ）は通常時、（ｂ）は衝撃緩和装置５０の作動時の状態を示す図。 衝撃緩和装置６０および衝撃緩和装置７０の取り付け状態を示す図。 モデル化された車両７１とモデル化された衝突物７３との衝突の際の計算された衝突物７３の挙動を示す図。 衝突物７３の衝撃を示す図で（ａ）は衝撃緩和装置７５がない場合の計算結果、（ｂ）はモデル化された衝撃緩和装置７５を設けた際の計算結果を示す図。

符号の説明

１、３０、５０、６０、７０………衝撃緩和装置
３………車両
５………ボンネット
７………バンパ
９………上方衝突物受け板
１１………下方衝突物受け板
１３ａ、１３ｂ………ワンウェイクラッチ
１５………衝撃吸収体
１７………車両固定部
１９………衝突物
２１………衝突物
３１………支持体
３３………受け板接合部
３５………エネルギ吸収体
３７………筒体
３９………ストッパ
４１………シャッタ
４３………ばね
４５………車両固定部
５１………減衰装置
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ………上方衝突物受けフレーム
６３ａ、６３ｂ、６３ｃ………下方衝突物受けフレーム
７１………車両
７３………衝突物
７５………衝撃緩和装置

Claims (9)

1. 車両の前方に設けられ、衝突物との衝撃を緩和する装置であって、
   車両の前面に設けられた衝突物受け部材と、
   前記衝突物受け部材と前記車両とを接合し、１方向のみに回転する１方向回転機構と、
   を具備し、
   前記衝突物受け部材は前記車両の前面上下それぞれに上下に対向するように一対設けられ、
   一方の前記衝突物受け部材は前記車両の前面上方に設けられ、一方の前記衝突物受け部材の下方に衝突物が衝突すると、衝突物から押されることで前記１方向回転機構を中心に１方向に回転し、一方の前記衝突物受け部材が前記車両の上方に展開し、
   他方の前記衝突物受け部材は前記車両の前面下方に設けられ、他方の前記衝突物受け部材の上方に衝突物が衝突すると、衝突物から押されることで前記１方向回転機構を中心に１方向に回転し、他方の前記衝突物受け部材が前記車両の下方に展開し、
   一方の前記衝突物受け部材と他方の前記衝突物受け部材とは同時に展開し、
   一対の前記衝突物受け部材の間には隙間が設けられ、前記隙間の後方には衝撃吸収体が設けられ、
   衝突物が衝突し、前記衝突物受け部材が回転すると、前記衝突物受け部材の端部近傍が前記衝撃吸収体と接触し、前記衝突物受け部材の回転動作を一部抑制しながら衝突エネルギを吸収することを特徴とする衝撃緩和装置。
2. 前記衝突物受け部材には支持体の一方の端部が接合され、
   前記支持体の他方の端部は、前記車両に接合され、
   前記支持体は、
   前記衝突物受け部材が展開時には前記衝突物受け部材の動作に追従して伸長し、
   前記衝突物受け部材が展開後には前記衝突物受け部材を支持し、前記衝突物受け部材が変形する際に展開時と逆方向に閉じることを一部抑制しながら前記支持体の変形により衝突エネルギを吸収することを特徴とする請求項１記載の衝撃緩和装置。
3. 前記支持体は、
   筒体と、
   前記筒体内に挿入されたエネルギ吸収体と、
   前記筒体上端に設けられ、前記筒体の上面に対して常に閉じる方向に力が付与されるシャッタと、
   を具備し、
   前記エネルギ吸収体の下部にはストッパが設けられ、前記エネルギ吸収体が前記筒体より引き出され、前記ストッパが前記筒体の上端まで来ると、前記シャッタが閉まり、前記ストッパが前記シャッタによって固定されることを特徴とする請求項２記載の衝撃緩和装置。
4. 前記１方向回転機構の後方には減衰機構が設けられ、衝突物が前記衝突物受け部材に衝突した際に、前記１方向回転機構の後方への移動エネルギを吸収することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の衝撃緩和装置。
5. 前記１方向回転機構にはばねが設けられ、前記ばねは、前記衝突物受け部材の展開時に、前記１方向回転機構に、前記１方向回転機構の回転に対抗する向きの力を付与し、前記衝突物から受ける力に応じて前記衝突物受け部材の展開量を変化させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の衝撃緩和装置。
6. 前記衝突物受け部材は、前記車両の幅方向に分割して設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の衝撃緩和装置。
7. 前記衝突物受け部材は板状であり、弾性変形および塑性変形可能であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の衝撃緩和装置。
8. 前記衝突物受け部材はフレーム状であり、弾性変形および塑性変形可能であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の衝撃緩和装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の衝撃緩和装置を前方に具備することを特徴とする車両。
   

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