Improvements to the impact resistance of the vehicle

本発明は車両の耐衝撃性の問題に関する。

時として様々な理由により車両がクラッシュすることは不幸であるが避けがたい事実である。 このような状況で、乗員が生存できるかどうか、また生存している場合の怪我の有無及び程度を左右する車両の設計は大変重要な要因となる。

それゆえ、激しい衝撃下の運転者と乗員の十分な保護を確実なものにするために車両の設計には注意が求められる。 クランプルゾーンは衝撃下で変形するように設計された車両用のシャーシ内のエネルギー吸収構造として一般的であり、（そしてそれにより）衝撃のエネルギーを吸収する。

小型の都市用車両については特に困難がある。 というのも、それらは容積が小さいのでエネルギー吸収構造のための空間があまりなく、車両乗員が衝撃箇所に物理的により近いからである。 「スマートカー」（１９９８年から現在までＭＣＣスマート社によって様々な市場で販売されている）は、衝撃車両の（仮定される）大きなクランプルゾーンによって衝撃エネルギーを吸収する代わりに、乗員の周囲の衝撃エネルギーをそらせる目的で、乗員の周囲にリジッドセーフティセルを小さいクランプルゾーンと組み合わせて採用した。

国際公開番号ＷＯ／２００９／０７７０７９は、前輪の後方に車輪アーチの後部を画定するクランプルゾーンを配置することにより、客室への車輪侵入という特定の課題に取り組んでいる。 正面衝突の際に後方に加力される車輪がクランプルゾーンによって捕えられ、乗員に怪我をさせる可能性のある客室内に侵入し難いようになっている。

この発明は、静止位置と厚さと回転軸と実質的に円形の外形形状とを有する車輪の少なくとも１つが装備され、局所的に細い部分を有する車両用のシャーシを提供する。 シャーシは更に、シャーシから車輪の静止位置に向けて延び、車輪が静止位置にある場合において、外形形状から放射方向に間隔を空けるとともに車輪の厚さ以内で軸状に配置された位置で終了する剛性部材を有する。

この結果、衝撃を受けると車輪そのものは剛性部材に当接するまで後方に加力される。 そこで、車輪は剛性部材と衝突物との間で押し潰され、それによって幾分かの衝突エネルギーが車両内の他のクランプルゾーンによって吸収されるエネルギーと共に吸収される。 その衝突エネルギーは剛性部材を介してシャーシの他の部分に伝わる。 そして、車両内の他の場所にある大部分の重量が集中する集中部への荷重経路が提供され、他の場所にある構造を変形させることによって（潜在的に）エネルギーが拡散される。 これによって車両前側へのダメージは制限され、客室内部に及ぶ危険性は低減される。

これが適用される車輪は、通常、車両の前輪、すなわちシャーシの前部に配置された車輪であり、その場合には剛性部材は車輪後部に配置される。

剛性部材は、車輪に向かって延びる柱状部材であってもよく、終端が外形形状の一部に対して接線方向に配置される平板であってもよい。 それは、シャーシ上の特定の位置から局所的に細い部分の外側に向けて延びていることが望ましく、その結果、車輪の回転軸と交差する方向、又はシャーシの長手方向に向けて延びてもよい。 この方向に向けられることで、剛性部材は衝撃力を潰れた車輪からシャーシの他の部分へと伝達することが一層可能となる。

多くの車輪はサスペンションを介してシャーシに装備されているので、静止位置はサスペンションが車両重量を支持する位置となる。 同様に、多くの前輪は操舵可能であるので、静止位置は車輪が直進方向の位置にあるときの位置となる。

車輪は通常、弾力性を有するタイヤがその上に装備される金属製リムを有しており、それによって、現実に（一体となって）良好なエネルギー吸収構造を提供する。

シャーシは複数の管状部材によって構成されたものでよい。 付加的な剛性を提供するために、平板状部材が管状部材に取り付けられてもよい。

以下、本発明の実施の形態について、添付された以下の図面を参照しつつ例示的に説明する。

図１は、本発明に係る車両シャーシの部分斜視図である。

図２ａは、図１で示されるシャーシの一部分の側面図である。

図２ｂは、本発明の他の実施の形態に係るシャーシの一部分の側面図である。

図３は、図１で示されるシャーシの部分平面図である。

図１、２ａ及び３は本発明の実施例を示す。 シャーシ１０は、（部分的に）示されている。 これは、概ね長手方向に延び、垂直管状支柱１６と交差部材（不図示）とによって連結されている管状部材１２、１４の３次元の枠組みで構成されている。 平板状部材は管状部材に取り付けられ、シャーシ１０を構成する様々な管状部材間に力を伝達することによって付加的な剛性を提供している。 このシャーシは、図１から３に図示されたシャーシの充分な理解を得るために読者の注意が向けられるべき我々の先の出願であり、参照により本明細書に含まれるドイツ国公開番号ＧＢ２４５８９５６号に記載されている。

（運転手から見て）車両の左側にある局所的に細い部分１８を画定するため、長手方向部材１２、１４は、内側に曲がっている。 車輪２０は、車両が走行する際の４つの車輪のうち１つであって、局所的に細い部分１８の内側に支持されている。 車輪２０は前輪であり、従来の態様通り車両の方向制御を許容すべく操舵可能である。 静止位置、すなわち、ステアリングが直進方向の位置にセットされ、荷重によりシャーシに取り付けられたサスペンション（不図示）が車両の他の部分をその車両総重量において支持する状態が図示されている。

車輪は、周囲にタイヤ２４が提供される内側の金属製（鉄又は合金の）リム２２を有する従来の構成であってもよい。 それは軸２６の周りを回転し、車輪の操舵に応じて動作することが明らかであるが、車輪が静止位置にある状態が図示されている。

剛性柱状部材２８は、車輪軸２６と同じ高さで、垂直支柱１６から長手方向に沿って前方に延びる。 垂直支柱１６の位置においては、シャーシは局所的に細い部分１８よりも広くなっており、そのため、剛性柱状部材２８は長手方向に、車輪の回転軸２６に対して交差するように、車輪２０の外周縁３２の最後部３０に向けて直接的に延びることができる。 柱状部材２８はその終端が、垂直に配置された、すなわち、車輪２０の最後部３０に対して接線方向とされた平板３４である。 柱状部材２８の長さは、平板３４と車輪２０の最後部３０との間に隙間３６を残すようになっており、通常走行の間、サスペンション上の車輪２０の動作を充分許容する長さとなっている。

正面からの激しい衝撃下では、車輪２０は矢印３８の方向に後方へと加力される場合がある。 これによって隙間３６がなくなり、その後、平板３４に衝撃が加わる。 柱状部材２８は、柱状部材２８と車両に衝突するものとの間で車輪２０を押し潰すだけの充分な強度を有する。 これにより、衝突から一定量のエネルギーが吸収される。 実施の形態においては、柱状部材２８は、管状である。

さらに、柱状部材２８が高強度を有することで、シャーシ１０内部に伝達されるべき衝撃力のための荷重経路が提供される。 このことは、衝撃力のシャーシを通った他の重量集中部−この場合、車両の後部−への分散を許容する。 そのため、さらなる衝撃エネルギーは 客室エリアの後方の構造部材を変形させることにより消失され、それによって、前部のダメージを制限し、乗員を保護する助けとなる。 柱状部材２８は別体の構造部材であるため、主要構造へ伝達される力の”パルス”を最適化するために、直径、厚さ、長さ、材質の選択等の物性を調整することは容易である。 このようにして、全体的な車両の衝撃応答は必要に応じて調整することが可能である。 この実施の形態において、柱状部材２８の長手方向の軸に沿う方向の破砕強さは、車輪の破砕強さよりも強いこと、すなわち、車輪は柱状部材２８よりも先に潰れることに留意すべきである。 しかしながら、現実には、衝撃に寄与する力は、”剛性”とは言え、柱状部材２８も変形する程度に充分に大きい場合がある。

他の実施の形態においては、図２ｂに示すように、柱状部材２８は、柱状部材２８の他の部分と比較して意図的に低強度とされた領域２９を含む。 図示された実施の形態においては、柱状部材２８に機械加工により複数の穴が形成されている。 当業者であれば、当然にこのような低強度を実現する代替的な手段（例えば、柱状部材２８の長手方向軸と所定角度で交差するリブを含めることによる）を熟知しており、本発明は図示された実施の形態に限定されない。 この低強度領域は、衝撃下での柱状部材２８の変形を生じ、衝撃力の消失をも提供し得る。

このようにして、車輪２０の後方にこれらの方式の剛性車輪捕捉手段を提供することにより、全体として車両の耐衝撃性は向上する。 これは、また、非常にコンパクトサイズなので、設置のための追加のスペース又は重量をあまり必要とせず、それゆえ、小型の都市用車両に向いている。

もちろん、車両の反対側に、（運転手から見て）車両の右側の車輪に対応して同様の構造がある。

さらに、又は代替として、後輪に同様の配置をすることも可能である。 このようにすれば、車両後方への追突の対処に助けとなるであろう。

本発明の範囲を超えなければ、上記に説明された実施の形態に対する種々の変形が可能であることは言うまでもなく理解されるであろう。