JP6090180B2 - Shock absorption structure for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車両又はその他の移動体用の衝撃吸収構造に係り、より詳細には、移動体の衝突時にボディ等の構造体が受ける衝撃のエネルギーを吸収するための構造体に係る。 The present invention relates to an impact absorbing structure for a vehicle such as an automobile or other moving body, and more particularly, to a structure for absorbing energy of impact received by a structure such as a body when the moving body collides. .
自動車等の車両又はその他の移動体(以下、単に、「車両等」と称する。)の車体又は本体(以下、単に、「車体等」と称する。)に於いては、車両等が障害物と正面衝突した場合にその衝撃が車両等の車室又は運転室(乗員空間)へ伝達することを抑制するために、種々の構造が用いられている。例えば、特許文献1では、衝撃吸収部材として車体等の前方に配置される管状の部材であって、管状構造の軸方向に複数の脆弱部やビード部等を、その位置を調整した状態にて配置し、管状構造の軸方向に衝撃を受けた場合に軸方向に座屈圧潰して、エネルギーを吸収する衝撃吸収部材が開示されている。また、特許文献2では、車体のサイドフレームに脆弱部を設け、エネルギー吸収能を高めた構造が開示されている。更に、特許文献3では、車両のエンジンの支持構造に脆弱部を設け、車両の前突時には、エンジンが慣性によって前方に移動されるよう配置され、衝突エネルギーをエンジンの慣性エネルギーで相殺できるようになった構成が提案されている。その他、車両の衝突時に、車体に装備されたユニットや構造部材等を慣性によって前方に移動又は変形できるよう支持し、衝撃力をユニットや構造部材等の慣性力によって抑制又は低減する構成(特許文献4−6)、車両の衝突時に、衝突エネルギーを、車室又は運転室よりも後方へ伝達させて、車室又は運転室の安全を図る構成(特許文献7−11)などが、種々、提案されている。
In a vehicle body or a main body (hereinafter simply referred to as “vehicle body”) of a vehicle such as an automobile or other moving body (hereinafter simply referred to as “vehicle etc.”), the vehicle or the like is an obstacle. Various structures are used in order to suppress the impact of a frontal collision from being transmitted to a passenger compartment or cab (occupant space) of a vehicle or the like. For example, in Patent Document 1, it is a tubular member disposed in front of a vehicle body or the like as an impact absorbing member, and a plurality of fragile portions, bead portions, and the like are adjusted in the position in the axial direction of the tubular structure. An impact-absorbing member that disposes and absorbs energy by buckling in the axial direction when receiving an impact in the axial direction of the tubular structure is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses a structure in which a weak portion is provided in a side frame of a vehicle body to improve energy absorption capability. Further, in
上記の如き、車両等の前衝突時に、乗員空間を保護すべく、適正な衝突エネルギーを吸収又は低減する構造に於いて、従前の構成は、やや煩雑な骨構造による補強が必要である場合が多く、従って、車両等の重量の低減を図ることが困難となっていた。より詳細には、車体等に於いては、動力装置、懸架装置等の重量部品が、車両等の重心を適正化するべく適宜配置されるところ、車両等の前衝突時に於いては、前記の重量部品が衝突壁と重量部品の固定点との間に介在する車体等の構造に於ける脆弱部位を選択的に圧潰しながら、車両等が減速し停止することとなる。その場合、特に、乗員空間又はその後方に配置される重量部品による乗員空間の圧潰を防止するために、重量部品に対して補強梁構造が必要となる。かかる補強梁構造に関して、従前の構造では、一般的には、補強梁の支持端は、衝突荷重の第一の伝達経路となるフロントサイドメンバ等の車両等前部に配架される湾曲した梁部材に固定的に支持されるところ、かかる梁部材が曲げやねじりを伴う構造を有していることから、乗員空間保護のための補強梁の支持端の構造は、衝突荷重に対して十分な抗力が得られるように、やや複雑で重量の比較的大きい構造となっている。 As described above, in the structure that absorbs or reduces the appropriate collision energy in order to protect the passenger space at the time of the frontal collision of the vehicle etc., the conventional structure may require reinforcement with a somewhat complicated bone structure. Therefore, it has been difficult to reduce the weight of vehicles and the like. More specifically, in a vehicle body or the like, heavy components such as a power unit and a suspension device are appropriately arranged so as to optimize the center of gravity of the vehicle or the like. The vehicle or the like decelerates and stops while the fragile part of the structure of the vehicle body or the like in which the heavy part is interposed between the collision wall and the fixed point of the heavy part is selectively crushed. In that case, in particular, in order to prevent the occupant space from being crushed by the occupant space or a heavy component disposed behind the occupant space, a reinforcing beam structure is required for the heavy component. With regard to such a reinforced beam structure, in the conventional structure, generally, the support end of the reinforced beam is a curved beam laid on the front part of a vehicle or the like such as a front side member serving as a first transmission path of a collision load. Since the beam member is fixedly supported by the member and has a structure with bending and twisting, the structure of the support end of the reinforcing beam for protecting the passenger space is sufficient for the impact load. The structure is slightly complicated and relatively heavy so that drag can be obtained.
また、車体等の前部に比較的大きな空間を持つことが可能な車両、例えば、インホイールモータを駆動源とする電気自動車等の車両、の場合、乗員空間保護のための前衝突荷重を受ける補強梁構造を車体等前部から乗員空間に亘って真っ直ぐに配架することが可能であるところ、中・低速走行中の衝突の場合のように、乗員空間の圧潰の恐れの無い比較的軽微な衝突に於いても、衝突エネルギーを吸収できるようにすることを考えると、フロントサイドメンバに脆弱部を設けるか、フロントサイドメンバとバンパリインフォースとの間に易圧潰部材を介在させるなどして、圧潰によるエネルギー吸収が可能な構造として、上記の如き、やや複雑で重量の比較的大きい構造が必要となってくる。 Further, in the case of a vehicle that can have a relatively large space in the front part such as a vehicle body, for example, a vehicle such as an electric vehicle that uses an in-wheel motor as a drive source, it receives a front collision load for protecting the passenger space. Reinforced beam structure can be installed straight from the front of the vehicle body to the passenger space, but it is relatively light and there is no risk of crushing the passenger space, as in the case of a collision during mid- or low-speed driving. Considering that it is possible to absorb collision energy even in a collision, a weak part is provided on the front side member, or an easy crushing member is interposed between the front side member and the bumper reinforcement, As a structure capable of absorbing energy by crushing, a slightly complicated structure having a relatively large weight as described above is required.
更に、衝撃吸収部材として単に衝突時の衝撃力によって受動的に圧潰する脆弱部位を設けた構成の場合、衝突力の入力方向によって、潰れ方が異なり、また、潰れ残りが生じ得るところ、そのような潰れ残りを低減するべく、座屈モードを適切に制御することは、受動的に圧潰する脆弱部位の部材上の配置・寸法等を調整するだけでは困難である。 Furthermore, in the case of a configuration in which a weak part that is passively crushed by an impact force at the time of a collision is provided as an impact absorbing member, the manner of crushing differs depending on the input direction of the collision force, and the remaining crushing may occur. It is difficult to appropriately control the buckling mode in order to reduce the remaining crushing residue simply by adjusting the arrangement / size, etc., on the member of the fragile site to be passively crushed.
かくして、本発明の一つの課題は、車両等の車体等のための衝撃吸収構造であって、大幅な重量の増加をせずに、より簡単な構成であり、座屈モードをより適切に制御することのできる新規な構造を提供することである。 Thus, one object of the present invention is an impact absorbing structure for a vehicle body such as a vehicle, which has a simpler configuration without significantly increasing the weight and more appropriately controls the buckling mode. It is to provide a new structure that can be done.
また、本発明のもう一つの課題は、上記の如き衝撃吸収構造であって、乗員空間の保護性能がより高く且つ比較的軽量な構造を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a shock absorbing structure as described above, which has a higher protection performance for the passenger space and is relatively light.
なお、上記の課題を解決するに当たり、本発明の発明者は、衝撃吸収部材に於ける圧潰を、単に受動的に発生させるのではなく、能動的に部材に力を作用して座屈モードを制御することを発想した。そのような部材に力を能動的に制御して付与できる手段としては、電流の印加制御によって寸法の変化する線状変形素子を利用することができる。本発明に於いては、かかる知見が利用される。 In solving the above problems, the inventor of the present invention does not simply passively generate crushing in the impact absorbing member, but actively applies force to the member to set the buckling mode. Inspired to control. As means capable of actively controlling and applying force to such a member, a linear deformation element whose size is changed by controlling application of current can be used. Such knowledge is used in the present invention.
本発明によれば、上記の課題は、移動体の衝撃吸収構造体であって、移動体の長手方向に延在し板状部材を長手方向に対して略垂直な方向に湾曲又は屈曲してなる補強体と、電流を印加すると長さが収縮する複数の帯状体にして、補強体の長手方向に於いて所定の間隔をあけて配列され且つ補強体の長手方向と交差する補強体の周方向に沿って延在するよう補強体の外表面上にて固定された帯状体と、複数の帯状体のうちの一部の帯状体の第一の領域と該第一の領域と対向する補強体の表面領域との間にて刃先が補強体の領域に向いた状態にて帯状体の長手方向に沿って延在するよう挿入された第一の薄刃体と、複数の帯状体のうちの前記の一部の帯状体とは別の帯状体の、第一の領域とは、周方向にオフセットした位置の第二の領域と該第二の領域と対向する補強体の表面領域との間にて刃先が補強体の領域に向いた状態にて帯状体の長手方向に沿って延在するよう挿入された第二の薄刃体と、移動体の衝突を検知した際に帯状体に電流を印加する電流制御部とを含み、帯状体に電流が印加され帯状体が収縮すると、第一及び第二の薄刃体の刃先が対向する補強体の表面領域を押圧することにより補強体の押圧された領域が脆弱化される衝撃吸収構造体によって達成される。 According to the present invention, the above-described problem is a shock absorber structure for a moving body, which extends in the longitudinal direction of the moving body and curves or bends the plate-like member in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction. And a plurality of strips whose length contracts when an electric current is applied, and are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction of the reinforcing body and intersect with the longitudinal direction of the reinforcing body. A band-like body fixed on the outer surface of the reinforcing body so as to extend along the direction, a first region of a part of the plurality of belt-like bodies, and a reinforcement facing the first region A first thin blade body inserted so as to extend along the longitudinal direction of the strip-shaped body with the cutting edge facing the region of the reinforcing body between the surface area of the body and a plurality of strip-shaped bodies The first region of the band different from the part of the band is the second region at a position offset in the circumferential direction and the first region. And a second thin blade inserted so as to extend along the longitudinal direction of the belt-like body with the cutting edge facing the region of the reinforcing body between the region of the reinforcing member and the surface region of the reinforcing body opposed to the region And a current control unit that applies a current to the band when a collision of the bodies is detected, and when the current is applied to the band and the band contracts, the reinforcing body that the cutting edges of the first and second thin blades face each other This is achieved by the shock absorbing structure in which the pressed region of the reinforcing body is weakened by pressing the surface region of the reinforcing member.
かかる構成に於いて、「移動体」とは、自動車等の車両、船舶、航空機、超小型モビリティ等の任意の移動体であってよい。「補強体」は、典型的には、板状部材を略台形の半筒状に成型してなる部材であってよく、その半筒状の軸方向が移動体の車体等の前部の底面に車体等の長手方向に概ね沿うように配置されてよい。かかる補強体の(半筒状形状の)外周表面には、上記の如く、複数本の「帯状体」が、それぞれが補強体の長手方向(軸方向)と交差する方向の補強体の周方向に沿って延在するよう補強体の外表面上にて固定された状態にて、車体等の長手方向に於いて所定の間隔をあけて配列され、更に、各帯状体と補強体の表面との間には、補強体の表面に対して刃先を向けた状態で「薄刃体」が挿入される。なお、薄刃体の挿入部位は、各帯状体の一部の領域のみであり、また、一部の帯状体に於ける薄刃体の挿入部位とその他の薄刃体の挿入部位とが互いに異なるように、好適には、近接する帯状体の間に於いて、互いに異なる部位に挿入される。各帯状体は、電流が印加されると、長さが収縮する線状変形素子によって構成されていてよい。かかる電流の印加によって収縮可能な帯状体として、より具体的には、例えば、電流を流すことによってジュール熱を発生する線状素子と温度上昇に伴って長さが収縮する形状記憶合金から成る線状素子とを合わせた帯状体が採用されてよい。そして、上記の構成に於いて、「電流制御部」は、任意の手法で、移動体の衝突が検知された際に、帯状体のそれぞれに電流を印加するよう構成される。ここで、移動体の衝突の検知とは、実際に起きた衝突を検出することでもよいが、より好適には、障害物センサやGPS装置等によって検出される障害物の存在位置及び又は速度を用いて推定される移動体と障害物との接触の可能性、例えば、あとどれくらいの時間で衝突が起きるかといった予測情報であってよい。 In such a configuration, the “moving body” may be an arbitrary moving body such as a vehicle such as an automobile, a ship, an aircraft, or a micro mobility. The “reinforcing body” may typically be a member formed by molding a plate-like member into a substantially trapezoidal semi-cylindrical shape, and the axial direction of the semi-cylindrical shape is the bottom surface of the front part of the vehicle body or the like of the moving object It may be arranged so as to be substantially along the longitudinal direction of the vehicle body or the like. As described above, a plurality of “strip-shaped bodies” are arranged on the outer peripheral surface of the reinforcing body in the circumferential direction of the reinforcing body in the direction intersecting with the longitudinal direction (axial direction) of the reinforcing body. In a state of being fixed on the outer surface of the reinforcing body so as to extend along the longitudinal direction of the vehicle body and the like, and arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction of the vehicle body, etc. In between, the “thin blade” is inserted with the cutting edge facing the surface of the reinforcing member. In addition, the insertion site of the thin blade is only a partial region of each strip, and the insertion site of the thin blade and the insertion site of other thin blades in some of the strips are different from each other. Preferably, they are inserted at different sites between adjacent strips. Each strip may be constituted by a linear deformation element whose length contracts when a current is applied. More specifically, for example, a wire made of a linear element that generates Joule heat by flowing an electric current and a shape memory alloy that contracts in length as the temperature rises as a band-like body that can shrink by application of such an electric current. A belt-like body combined with a strip-like element may be employed. In the above configuration, the “current control unit” is configured to apply a current to each of the belt-like bodies when a collision of the moving body is detected by an arbitrary method. Here, the detection of the collision of the moving body may be to detect the actual collision, but more preferably, the position and / or speed of the obstacle detected by the obstacle sensor, the GPS device, or the like. It may be prediction information such as the possibility of contact between the moving object and the obstacle estimated by using, for example, how long a collision will occur.
上記の構成の作動に於いては、移動体の走行中に、移動体が障害物に対して前衝突することが検知されると、まず、電流制御部によって、帯状体に電流が印加される。そうすると、電流の印加された帯状体に於いては、その長さが収縮することから、帯状体と補強体との間に挿入された薄刃体の各々は、補強体の表面を押圧し、これにより、薄刃体の刃先の当たる補強体の表面領域が局所的に脆弱化されることとなる。その状態で、衝突力が補強体の軸方向に作用すると、局所的に脆弱化された領域から容易に補強体の圧潰を始まり、効率よく、衝突エネルギーが吸収されることとなる。 In the operation of the above configuration, when it is detected that the moving body has collided with an obstacle while the moving body is traveling, first, a current is applied to the strip by the current control unit. . Then, since the length of the band-like body to which the current is applied contracts, each thin blade inserted between the band-like body and the reinforcing body presses the surface of the reinforcing body, Thereby, the surface area | region of the reinforcement body which the blade edge | tip of a thin blade body contacts will be weakened locally. In this state, when the collision force acts in the axial direction of the reinforcing body, the reinforcing body starts to be easily crushed from the locally weakened region, and the collision energy is efficiently absorbed.
上記の構成によれば、帯状体を配置する補強体上の位置を適宜調節することにより、衝突エネルギーの流入に対応して、的確に且つ能動的に補強体を圧潰させ、衝突エネルギー吸収が可能となる。また、帯状体の収縮によって脆弱化される領域及び時期は、電流を印加する帯状体を適宜選択することで、制御できるので、座屈モードの制御も可能となる。更に、板状部材から成型される補強体と帯状体とは、大きな空間を占有するものではなく、比較的軽量であるので、衝撃吸収構造によって増大する重量の増加を低く抑えつつ、乗員空間の保護性能がより高くなるよう補強体の圧潰による衝突エネルギーの吸収が可能となる。なお、後の実施形態の欄にて記載されている如く、薄刃体は、補強体の軸方向に並列される帯状体に於いて、位置が交互にとなるように配置されるようになっていてよい。かかる構成により、補強体が、その軸方向に波状に(例えば、提灯状に)容易に圧潰されることとなり、潰れ残りを低減し、衝突エネルギーの吸収を高めることが可能となる。 According to the above configuration, by appropriately adjusting the position on the reinforcing body where the belt-like body is disposed, the reinforcing body can be accurately and actively crushed and absorbed by collision energy in response to the inflow of collision energy. It becomes. In addition, since the region and the time period weakened by the contraction of the belt-like body can be controlled by appropriately selecting the belt-like body to which current is applied, the buckling mode can also be controlled. Furthermore, the reinforcing body and the belt-like body molded from the plate-like member do not occupy a large space and are relatively lightweight, so that an increase in weight due to the shock absorbing structure is kept low, and the passenger space is reduced. It is possible to absorb collision energy by crushing the reinforcing body so that the protection performance is higher. In addition, as described in the column of the following embodiment, the thin blades are arranged so that the positions are alternately arranged in the belt-like bodies arranged in parallel in the axial direction of the reinforcing body. It's okay. With this configuration, the reinforcing body is easily crushed in the axial direction in a wavy shape (for example, in the shape of a lantern), so that the remaining crushing can be reduced and the absorption of collision energy can be increased.
実施の形態に於いて、上記の衝撃吸収構造体は、移動体の車体等の前縁から後方へ貫通する真直梁構造の前方側部分として組み込まれてよい。真直梁構造は、車体等の前縁を横断する横梁の側面に当接していてよく、本発明による衝撃吸収構造体の補強体の脆弱化を実行しない(帯状体に電流を印加しない)場合には、補強体部分も強固な剛体の性質を有する。従って、補強体の脆弱化を実行しない場合には、車体等の前縁から与えられた衝撃荷重入力は、真直梁構造を通って伝達し、乗員空間が保護されるとこととなる。特に、真直梁構造の後方に於いて重量部品が配置されているときには、重量部品は、かかる真直梁構造に固定され、衝突時には、重量部品の慣性力が衝撃荷重入力の抗力となる。即ち、真直梁構造は、その軸圧潰強度が重量部品の合慣性力を上回るように構成されてよい。 In the embodiment, the shock absorbing structure may be incorporated as a front side portion of a straight beam structure penetrating rearward from a front edge of a vehicle body or the like of the moving body. The straight beam structure may be in contact with the side surface of the transverse beam crossing the front edge of the vehicle body or the like, and does not execute the weakening of the reinforcement body of the shock absorbing structure according to the present invention (when no current is applied to the belt-like body). The reinforcing body portion also has a strong rigid body property. Therefore, when the reinforcement body is not weakened, the impact load input given from the front edge of the vehicle body or the like is transmitted through the straight beam structure, and the passenger space is protected. In particular, when a heavy component is arranged behind the straight beam structure, the heavy component is fixed to the straight beam structure, and in the event of a collision, the inertial force of the heavy component becomes a drag force against the impact load input. That is, the straight beam structure may be configured such that its axial crushing strength exceeds the inertial force of the heavy component.
かくして、上記の本発明によれば、移動体用の衝撃吸収構造に於いて、衝突時に圧潰させる補強体の脆弱部位を能動的には調整すること可能となるので、補強体圧潰時に於ける潰れ残りを低減することができ、衝撃エネルギー吸収の効率化が図られることとなる。また、本発明の衝撃吸収構造は、端的に述べれば、補強体の外周に複数の帯状体に配列する構成であるので、構造的には、比較的簡単であり、比較的軽量であるので、車体等の重量を大幅に増大させることなく、乗員空間の保護を、より確実なものとすることができる。 Thus, according to the present invention described above, in the shock absorbing structure for a moving body, it is possible to actively adjust the weakened portion of the reinforcing body to be crushed at the time of collision. The remainder can be reduced, and the impact energy can be absorbed more efficiently. Moreover, since the shock absorbing structure of the present invention is simply configured to be arranged in a plurality of strips on the outer periphery of the reinforcing body, the structure is relatively simple and relatively lightweight, The occupant space can be protected more reliably without significantly increasing the weight of the vehicle body or the like.
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。 Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the present invention.
1…車体底部
2FL〜RR…車輪
3…車体フロア
3a…車体フロア前部
4…バンパリインフォース
5L、R…フロントサイドメンバ
6…トンネル(真直梁)
6a…嵌合孔
7…衝撃吸収構造体
8…任意の重量部品
8a…フランジ
10…補強体
10a…フランジ
11a、b…帯状体
12…締結具
13a、b…薄刃体
15…電気抵抗線
16…線状変形素子(形状記憶合金)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle body bottom part 2FL-RR ...
6a ... Fitting hole 7 ...
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。 The present invention will now be described in detail with reference to a few preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. In the figure, the same reference numerals indicate the same parts.
図1を参照して、本発明による衝撃吸収構造体7は、図示の実施形態に於いては、左右前後輪2FL〜RRを有する車両等1の車体等のフロア3上の略中央にて前縁のバンパリインフォース4の側壁から後方へ延在するよう配架された真直梁6の前方部分に適用される。真直梁6は、典型的には、板材を台形状に板金した構造体をフロア3上の車幅中央領域に溶接等により固定することにより構成されたトンネル構造であってよい。また、真直梁又はトンネル6に於いては、車両に搭載される重量部品8、例えば、車両前方のエンジンルーム内に配置される小型補助発電用エンジン、車両後方の空間に配置される駆動用モーター/減速ユニット、バッテリ、シート等、が固定されてよい。これらの重量部品8は、トンネル6に対して、典型的には、ボルト締結、溶接等の手段によって固定されてよいところ、車両等の衝突時に、重量部品8の慣性力が、より確実にトンネル6に伝達され、衝撃力を相殺できるように、重量部品8とトンネル6との間に、より強固な連結手段が採用されてよい。具体的には、そのような手段として、例えば、図3に例示されている如く、重量部品8の外殻に設けられたフランジ8aが、トンネル6に設けられた嵌合孔6aに嵌合されるようになっていてよい。これにより、重量部品8の外殻がトンネル6の壁面の一部を構成することとなる。
Referring to FIG. 1, the shock absorbing structure 7 according to the present invention is, in the illustrated embodiment, a front part at a substantially central position on a
補強体10とその周囲に配列された帯状体11とから成る本発明による衝撃吸収構造体7は、典型的には、図1(B)に例示されている如く、上記の真直梁又はトンネル6の前方側に於いて、トンネル6の一部として、前縁のバンパリインフォース4に当接する部位に組み込まれてよい。衝撃吸収構造体7の具体的な構成に於いては、図2(A)に描かれている如く、トンネル6と軸方向の圧潰強度が実質的に等しい板材を台形状に成型してなる補強体10の外周に於いて、電流を印加すると長さが収縮する帯状体11a、11bが、所定の間隔をあけて補強体10の長手方向と交差する補強体10の周方向に沿って固定的に配列される。補強体10は、典型的には、トンネル6と実質的に等しい厚み及び断面積を有し、前方側端が前縁のバンパリインフォース4に当接し、後方側端は、トンネル6と整合して連結するように配置されてよい(図1(B))。なお、後方側端とトンネル6との間の締結のために、フランジ10aが補強体10の後方側端とトンネル6の前方端とにそれぞれ当接するように配置されてよい(図2(A))。
A shock absorbing structure 7 according to the present invention comprising a reinforcing
電流を印加すると長さが収縮する帯状体11a、11bは、より詳細には、図2(D)に例示されている如く、それぞれ、温度上昇によって長さが収縮する形状記憶合金製の線状変形素子16と、線状変形素子16の片面にて、その長さ方向に沿って、所定密度にて配列された絶縁被膜が施された複数の電気抵抗線15とから構成された帯状の部材である。本実施形態の帯状体に於いては、複数の電気抵抗線15へ約1Aの電流を流通させることにより発生するジュール熱によって、帯状体の温度が約70℃に達すると、帯状体の長さが5%程度収縮するように帯状体の寸法が調製される。そして、帯状体11a、11bは、図2(A)〜(C)に例示されている如く、台形状の半筒状である補強体の周囲を囲繞するよう配列され、各帯状体の両端は、フロア3aに、ボルト12などの締結手段によって固定される。なお、電気抵抗線15の各々の両端には、電流を選択的に印加するための電気制御部の駆動回路に電気的に接続された導線(図示せず)が接続される。
More specifically, the
また、帯状体11a、11bと補強体10の表面との間には、図2(A)〜(D)に於いて描かれている如く、それぞれ、刃先sが補強体10の表面10xに当接する状態にて薄刃体13a、13bが挿入される。薄刃体13a、13bは、好適には、補強体10の周方向について互いにオフセットされた位置に配列される。具体的には、図2(A)から理解される如く、帯状体11a、11bが補強体10の長手方向に於いて、交互に配置されているところ、帯状体11aに於いては、補強体10の上面との間に、薄刃体13aが挿入され、帯状体11bに於いては、補強体10の両側面との間に、一対の薄刃体13bが挿入されてよい。薄刃体13aとしては、補強体10の周方向の幅Lの上面に対して、L/2〜Lの間の長さとなるものが選択され、薄刃体13bとしては、補強体10の周方向の幅Hの側面に対して、H/2〜Hの間の長さとなるものが選択されてよい。なお、各薄刃体は、対応する帯状体に対してネジ等の締結手段によって固定されてよい。
Further, between the
上記の補強体10、帯状体11a、11b及び薄刃体13a、13bを含む構成によれば、帯状体11a、11bの電気抵抗線15に電流を流すと、そのジュール熱の発生によって、形状記憶合金製の線状変形素子16の温度が上昇し、線状変形素子16の長さが収縮する。そして、かかる帯状体11a、11bの収縮が生ずると、薄刃体13a、13bが、それぞれ当接する補強体表面領域10xを局所的に押圧することとなる。その状態で補強体10に於いて概ね軸方向から力(軸圧縮荷重)が作用すると、提灯状につぶれる薄肉円筒の理論に従って、補強体10が軸方向に沿って波状に座屈する際に、薄刃体13a、13bによって押圧された部位には、軸圧縮荷重に対して、薄刃体によって座屈させる仕事量(面外荷重)が更に加算されることとなるので、図2(E)に模式的に描かれている如く、薄刃体の押圧部位(E、F)は、座屈状態、即ち、脆弱化部位(塑性ヒンジ)となって、座屈し始め、これにより、補強体10全体が効率よく波状に(提灯状)に圧潰可能となる。なお、薄刃体の当接部位は、補強体10の圧潰状態に影響するので、補強体10上に於ける帯状体11a、11bの配列間隔と薄刃体の挿入部位については、予め、補強体10の軸圧縮破壊試験によって、適切な配列間隔及び部位が決定されることが好ましい。また、できるだけ効率よく薄刃体が面外荷重を与えられるように、帯状体11a、11bは、薄刃体13a、13bを挿入した状態で補強体10の表面との間にて、できるだけ隙間なく緩みのない状態にて配置されるよう固定されることが好ましい。
According to the configuration including the reinforcing
かくして、本発明による衝撃吸収構造体7では、帯状体11への電流の印加を制御することにより、補強体10を選択的に易座屈状態となるよう構造の強度を制御でき、帯状体への電流の印加を実行しない場合には、衝撃吸収構造体7は、トンネル6と共に剛固な真直梁の一部として作用することとなる。車両等における本発明による衝撃吸収構造体の作動に於いては、典型的には、車両等の走行中に於いて、障害物の衝突が予測された場合に、帯状体11への電流の印加が実行され、補強体10が易座屈状態となる。障害物の衝突の予測と帯状体11への電流の印加の制御は、例えば、図4に模式的に描かれている如き、電気制御部によって実行されてよい。電気制御部は、まず、任意の衝突予測機構から車両等が障害物に接触するまでの残りの推定時間(TTC)の情報を受信する。衝突予測機構は、例えば、車両等の前方の障害物(停止物・先行車両等)との相対距離・相対速度を計測するための検出器(ミリ波センサ(FMCW方式)、レーダー装置、ソナー装置等)によって得られる検出値Iaを用いて、任意の態様にて、障害物の存在の検出及び車両等と障害物との相対距離・相対速度距離の検出のための処理を実行し、車両等が障害物に接触するまでの残りの推定時間(TTC)の情報を算定する機構であってよい。なお、衝突予測機構としては、GPS人工衛星と通信して自車の位置情報等の種々の情報を取得するGPS装置(カーナビゲーションシステム)を利用してもよい。そして、電気制御部は、衝突の予測とTTC情報とを受信すると、衝突が起きる時点に於いて帯状体11の収縮が発生するように、TTC情報に基づいて帯状体11への電流の印加の制御を実行する。より具体的には、TTCが、帯状体11への電流の印加開始時刻から帯状体11の収縮による荷重発生時刻までに要する時間(遅延時間δt)となった時点で、帯状体11への電流の印加が開始され、衝突時には、補強体10が易座屈状態となるように、電流の印加のタイミングが制御されてよい。遅延時間δtは、実験的に又は理論的に得られた値であってよい。そして、電気制御部が電流印加の制御指令を駆動回路に与えると、駆動回路は、各電気抵抗線に電流を流通させる。
Thus, in the shock absorbing structure 7 according to the present invention, the strength of the structure can be controlled by selectively applying the current to the
なお、上記の補強体10を易座屈状態にする制御は、典型的には、衝突による衝撃によって乗員空間を圧潰させない程度の軽・中衝突の際に実行されてよい。一方、もし衝突が、その衝撃によって搭載された重量部品によって乗員空間の圧潰が起き得ると予想されるほどの重衝突であると予想される場合、或いは、TTCが既に遅延時間δtを下回っている高速衝突である場合には、補強体10を易座屈状態にするよりも、補強体10をトンネル6と一体的な剛固な真直梁構造として利用し、真直梁構造の軸圧潰強度を高めた方が有利となり得るので、帯状体11への電流の印加は実行されなくてよい。
Note that the control for making the reinforcing
かくして、上記の如き本発明による衝撃吸収構造体7によれば、大幅な重量の増加をせずに、より簡単な構成にて、補強体10を能動的に且つ選択的に易座屈状態にすることによって、座屈モードをより適切に制御することが可能となる。
Thus, according to the shock absorbing structure 7 according to the present invention as described above, the reinforcing
以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。 Although the above description has been made in relation to the embodiment of the present invention, many modifications and changes can be easily made by those skilled in the art, and the present invention is limited to the embodiment exemplified above. It will be apparent that the invention is not limited and applies to various devices without departing from the inventive concept.
Claims (1)
前記移動体の長手方向に延在し板状部材を長手方向に対して略垂直な方向に湾曲又は屈曲してなる補強体と、
電流を印加すると長さが収縮する複数の帯状体にして、前記補強体の長手方向に於いて所定の間隔をあけて配列され且つ前記補強体の長手方向と交差する前記補強体の周方向に沿って延在するよう前記補強体の外表面上にて固定された帯状体と、
前記複数の帯状体のうちの一部の帯状体の第一の領域と該第一の領域と対向する前記補強体の表面領域との間にて刃先が前記補強体の領域に向いた状態にて前記帯状体の長手方向に沿って延在するよう挿入された第一の薄刃体と、
前記複数の帯状体のうちの前記一部の帯状体とは別の帯状体の、前記第一の領域とは、前記周方向にオフセットした位置の第二の領域と該第二の領域と対向する前記補強体の表面領域との間にて刃先が前記補強体の領域に向いた状態にて前記帯状体の長手方向に沿って延在するよう挿入された第二の薄刃体と、
前記移動体の衝突を検知した際に前記帯状体に電流を印加する電流制御部とを含み、
前記帯状体に電流が印加され前記帯状体が収縮すると、前記第一及び第二の薄刃体の刃先が対向する前記補強体の前記表面領域を押圧することにより前記補強体の押圧された領域が脆弱化される衝撃吸収構造体。 A shock absorbing structure for a moving body,
A reinforcing body that extends in the longitudinal direction of the moving body and curves or bends the plate-like member in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction;
A plurality of strips whose length contracts when an electric current is applied, arranged in the longitudinal direction of the reinforcing body at predetermined intervals, and in the circumferential direction of the reinforcing body intersecting the longitudinal direction of the reinforcing body A strip fixed on the outer surface of the reinforcing body so as to extend along,
A state in which the cutting edge faces the region of the reinforcing body between the first region of a part of the plurality of strips and the surface region of the reinforcing body facing the first region. A first thin blade inserted so as to extend along the longitudinal direction of the strip,
Of the plurality of strips, the first region of the strip other than the part of the strips is opposed to the second region at a position offset in the circumferential direction and the second region. A second thin blade body inserted so as to extend along the longitudinal direction of the belt-like body in a state where the blade edge faces the region of the reinforcement body between the surface area of the reinforcement body and
A current control unit that applies a current to the belt-like body when a collision of the moving body is detected;
When an electric current is applied to the belt-like body and the belt-like body contracts, the region where the reinforcement body is pressed is pressed by pressing the surface region of the reinforcement body where the cutting edges of the first and second thin blade bodies face each other. Shock absorbing structure to be weakened.
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