JP2004243984A

JP2004243984A - フロント・アンダーラン・プロテクタ

Info

Publication number: JP2004243984A
Application number: JP2003038548A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Takeda; 喜裕武田; Shinichi Yoshida; 慎一吉田
Original assignee: Press Kogyo Co Ltd
Current assignee: Press Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: JP4242170B2

Abstract

【課題】ブラケットやサポートの板厚を厚くせずに、耐荷重性能を向上させることができるフロント・アンダーラン・プロテクタを提供する。
【解決手段】車両の前部に配置され車幅方向に延出されたＦＵＰ本体２を、サポート５を介して車体フレーム６に取り付けたフロント・アンダーラン・プロテクタ１であって、上記サポート５に、上記ＦＵＰ本体２側に装着される本体取付部５ａを略車幅方向に沿って成形すると共に、上記車体フレーム６側に装着されるフレーム取付部５ｂを上記本体取付部５ａに対して上方から見て略直角に成形し、それら本体取付部５ａとフレーム取付部５ｂとの間に、補強部材１１を掛け渡して設け、上記フレーム取付部５ｂを閉断面形状とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両同士の衝突時に、一方の車両が他方の車両の下に潜り込むことを防止すべく、車両の前部に設けられるフロント・アンダーラン・プロテクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フロント・アンダーラン・プロテクタは、トラック等の重量級車両の前部に設けられ、乗用車等の中軽量級車両との衝突（追突、正面衝突等）時に、それら中軽量級車両が重量級車両の下に潜り込むことを防止し、大事故を回避するものである。すなわち、フロント・アンダーラン・プロテクタは、衝突時の車両潜り込み防止装置といえる（特許文献１参照）。
【０００３】
図５に示すように、フロント・アンダーラン・プロテクタ１は、車両の前部に車幅方向に延出して設けられたＦＵＰ本体２を有する。ＦＵＰ本体２は、閉断面形状に成形され、車両レイアウト上の制約により上方から見て後方に曲げられた屈曲部３を有することが多い。かかるＦＵＰ本体２は、取付ブラケット４及びサポート５を介して車体フレーム６に取り付けられ、衝突荷重を支持して車両の潜り込みを防止する。
【０００４】
本発明者が開発中のフロント・アンダーラン・プロテクタ１は、図５に示すように、ＦＵＰ本体２に断面コ字状のブラケット４を挟むようにして溶接し、そのブラケット４の背面部に上方から見てＬ字形に曲げられたサポート５をボルトナット等で固定し、そのサポート５を車体フレーム６に取り付けて構成される。
【０００５】
【特許文献１】
特表２００１−５１５４３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フロント・アンダーラン・プロテクタ１は、衝突時の荷重を支持するため、所定の剛性が必要となる。よって、図５に示すように、車両衝突時の模擬の一形態として、車両の最外側より所定長さ（２００ｍｍ等）内側に、所定の荷重（車重の５０％等）Ｆを加える試験が行われる。なお、欧州等では略上記荷重条件で試験されることが知られている。
【０００７】
すると、図６に示すように、ＦＵＰ本体２が車両の後方に撓み、車幅方向内側への分力ｆ１が発生する。特に、車両レイアウト上の制約によりＦＵＰ本体２の端部に屈曲部３が成形されていると、上記分力ｆ１はＦＵＰ本体２が撓む前から発生する。そのため、ＦＵＰ本体２とブラケット４との取付部７においては、車両後方への力ｆ２の他、車幅方向内側への力ｆ１と、取付部７を略中心とした回転（曲げモーメントＭ）とが働くことになる。
【０００８】
ここで、取付部７が剛体であれば、ＦＵＰ本体２は、図７（ｂ）に示すように、片持梁にモデル化できる。しかし、上記ＦＵＰ本体２は、荷重Ｆをブラケット４とサポート５との取付部７で集中して受けるため、その取付部７に応力集中が生じ、図８に示すようにサポート５に折れが生じたり、図９に示すようにブラケット４に凹みが生じ易い。よって、取付部７を剛体とみなすことはできず、ＦＵＰ本体２は、図７（ａ）に示すように、回転可能な支点で支持された支持梁にモデル化される。
【０００９】
この図７（ａ）に示す支持梁タイプは、図７（ｂ）に示す片持梁タイプと比べると、同じ荷重Ｆを受けた場合であっても、支持部分が回転するため、ＦＵＰ本体２の端部２ａの後方への移動量が大きくなり、耐荷重性能が低下する。また、ＦＵＰ本体２の撓みによって荷重Ｆの入力点が後方へ変位すると、その変位の増大に伴って分力ｆ１が更に増大するという悪循環が生じ、フロント・アンダーラン・プロテクタ１としての耐荷重性能が著しく低下してしまう。このため、ＦＵＰ本体２が有する断面性能を効率よく発揮することができなかった。
【００１０】
この対策として、ブラケット４やサポート５の板厚を厚くすることが考えられるが、重量アップやコストアップを招く。
【００１１】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ブラケットやサポートの板厚を厚くせずに、耐荷重性能を向上させることができるフロント・アンダーラン・プロテクタを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、車両の前部に配置され車幅方向に延出されたＦＵＰ本体を、サポートを介して車体フレームに取り付けたフロント・アンダーラン・プロテクタであって、上記サポートに、上記ＦＵＰ本体側に装着される本体取付部を略車幅方向に沿って成形すると共に、上記車体フレーム側に装着されるフレーム取付部を上記本体取付部に対して上方から見て略直角に成形し、それら本体取付部とフレーム取付部との間に、補強部材を掛け渡して設け、上記フレーム取付部を閉断面形状としたものである。
【００１３】
また、上記サポートは、上方から見て略コ字状に折り曲げられ上記本体取付部としての平板が一体成形された屈曲板部と、上記フレーム取付部を構成すべく上記屈曲板部の開口部を蓋して取り付けられた平板状の平板部とを有することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係るフロント・アンダーラン・プロテクタ１は、図５を用いて既述したものと同様に、車両の前部に車幅方向に延出して設けられたＦＵＰ本体２を有する。
【００１６】
ＦＵＰ本体２は、図１に示すように、略長方形状の閉断面形状に成形されており、上面部２ａと背面部２ｂと下面部２ｃと正面部２ｄとを有する。また、ＦＵＰ本体２は、車幅方向の左右に車両レイアウト上の制約により上方から見て後方に曲げられた屈曲部３を有する（図５参照）。かかるＦＵＰ本体２には、車幅方向に所定間隔を隔てて取付ブラケット４が取り付けられている。
【００１７】
ブラケット４は、断面コ字状に成形され、中央のウェブ部４ａとその上下のフランジ部４ｂ、４ｂとを有する。かかるブラケット４は、ＦＵＰ本体２にその背面部２ｂ側から装着され、上下のフランジ部４ｂ、４ｂがＦＵＰ本体２の上面部２ａと下面部２ｃとに夫々溶接され、ウェブ部４ａが背面部２ｂから略平行に離間されている。かかるウェブ部４ａには、サポート５が取り付けられている。
【００１８】
サポート５は、図１及び図２に示すように、ウェブ部４ａに装着される本体取付部５ａと、車体フレーム６側に装着されるフレーム取付部５ｂとを有する。本体取付部５ａは、略車幅方向に沿って板状に成形され、フレーム取付部５ｂは、本体取付部５ａに対して上方から見て略直角に閉断面形状に成形されている。すなわち、フレーム取付部５ｂは、ボックス体からなる。
【００１９】
詳しくは、サポート５は、上方から見て略コ字状に折り曲げられその下部に本体取付部５ａとしての平板が一体成形された屈曲板部８と、屈曲板部８の開口部を蓋して取り付けられた平板状の平板部９とからなる。平板部９と屈曲板部８とは、溶接（線溶接、点溶接等）によって固定される。図２中、１０は溶接部である。屈曲板部８と平板部９とは、略上下方向に沿った閉断面形状のフレーム取付部５ｂを構成する。
【００２０】
サポート５の本体取付部５ａとフレーム取付部５ｂとの間には、補強部材（ガセット）１１ａ、１１ｂが掛け渡して設けられている。補強部材１１ａ、１１ｂは、略三角形状の板材からなり、その頂部に溶接部１０との干渉を回避する欠落部１２を備える。補強部材１１ａ、１１ｂは、本体取付部５ａおよびウェブ部４ａの孔１３に挿通されるボルトとの干渉を避け、同一形状のものが上下方向に所定間隔を隔てて２枚配置され溶接により固定されている。
【００２１】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２２】
上記フロント・アンダーラン・プロテクタ１に対し、車両衝突時の模擬の一形態として、ＦＵＰ本体２の所定の箇所（車両の最外側より２００ｍｍ等の箇所）に、所定の荷重（車重の５０％等の荷重）Ｆを加える試験を行う（図５参照）。なお、この荷重条件は欧州等の基準に則ったものである。
【００２３】
すると、図６に示すように、ＦＵＰ本体２が車両の後方に撓み、車幅方向内側への分力ｆ１が発生する。特に、本実施形態のように、車両レイアウト上の制約によりＦＵＰ本体２の端部に屈曲部３が成形されていると、上記分力ｆ１はＦＵＰ本体２が撓む前から発生する。そのため、ＦＵＰ本体２とブラケット４との取付部７においては、車両後方への力ｆ２の他、車幅方向内側への力ｆ１と、取付部７を略中心とした回転（曲げモーメントＭ）とが働くことになる。
【００２４】
ここで、本実施形態にあっては、上記取付部７（サポート５の本体取付部５ａａとフレーム取付部５ｂとの接続部）に、図１及び図２に示すように、補強部材１１ａ、１１ｂを掛け渡して設けたので、上記曲げモーメントＭは、補強部材１１ａ、１１ｂの面内荷重として支持される。よって、サポート５の本体取付部５ａとフレーム取付部５ｂとが図８に示すように折れ曲がり難くなる。なお、補強部材１１ａ、１１ｂは、一枚でもよくボックス材でもよい。
【００２５】
また、補強部材１１ａ、１１ｂの面内に伝達された荷重は、サポート５のフレーム取付部５ｂに伝達されるが、フレーム取付部５ｂは、閉断面形状に構成されているため、その剛性が図５のタイプよりも高くなり、補強部材１１ａ、１１ｂの面内から伝達された荷重を高剛性で支持する。よって、サポート５のフレーム取付部５ｂが折れ曲がり難くなる。
【００２６】
すなわち、本実施形態によれば、曲げモーメントＭによる荷重を本体取付部５ａとフレーム取付部５ｂとの間に設けられた補強部材１１ａ、１１ｂの面内で受けることで本体取付部５ａとフレーム取付部５ｂとの接続部の屈曲を防止できるのみならず、補強部材１１ａ、１１ｂを介してフレーム取付部５ｂに伝達された車幅方向の力によるフレーム取付部５ｂの屈曲を、フレーム取付部５ｂ自身を閉断面形状とすることで防止できる。
【００２７】
なお、図２に仮想線で示すように、フレーム取付部５ｂの内部に補強部材１１ａからの荷重を支持するリブ１４を設け、支持剛性を高めてもよい。また、図３に示すように、上側の補強部材１１ａを下側の補強部材１１ｂよりも大型とし、両補強部材１１ａ、１１ｂがともに屈曲板部８の端部にかかるようにし、補強部材１１ａ、１１ｂからの力の支持剛性を高めてもよい。
【００２８】
また、本実施形態によれば、ＦＵＰ本体２に発生する縦方向の力（車両後方への力ｆ２）をこれに直交する本体取付部５ａで受け、横方向の力（車幅方向内側への力ｆ１）をこれに直交するフレーム取付部５ｂで受けることになる。ここで、本体取付部５ａが受ける力ｆ２は、上述した曲げモーメントＭと同様に、補強部材１１ａ、１１ｂおよび閉断面形状のフレーム取付部５ｂによって高剛性で支持され、フレーム取付部５ｂが受ける力ｆ１は、閉断面形状のフレーム取付部５ｂ自身によって高剛性で支持される。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、ブラケット４やサポート５の板厚を厚くすることなく取付部７（サポート５の本体取付部５ａとフレーム取付部５ｂとの接続部）の剛性を高めることができるため、ＦＵＰ本体２を図７（ｂ）に示すように片持梁にモデル化できる。
【００３０】
よって、本実施形態は、図５乃至図７を用いて既述したタイプ、即ち図７（ａ）の回転可能な支点で支持された支持梁にモデル化されるタイプと比べると、同じ荷重Ｆを受けた場合であっても、支持部分（取付部７）が回転しないため、ＦＵＰ本体２の端部２ａの後方への移動量が小さくなり、耐荷重性能が向上する。
【００３１】
よって、ＦＵＰ本体２が有する断面性能を片持梁として効率よく発揮することができ、既述したようにブラケット４やサポート５の板厚を厚くすることは不要であり、軽量化・低コスト化を推進できる。
【００３２】
また、本実施形態においては、図１及び図２に示すように、サポート５を、本体取付部５ａとしての平板が一体成形された屈曲板部９と、フレーム取付部５ｂを構成すべく上記屈曲板部８の開口部を蓋して取り付けられた平板状の平板部９とから構成しているので、プレス等による曲げ加工が必要なのは屈曲板部８のみであり、平板部９は打ち抜き加工のみで製造できるため、低コスト化を推進できる。
【００３３】
但し、図４に示すように、サポート５を共に屈曲成形された第１屈曲板部１５と第２屈曲板部１６とから構成してもよいことは勿論である。なお、この場合も、仮想線で示すようにリブ１４を設けてもよく、図３に示すように上側の補強部材１１ａを下側の補強部材１１ｂよりも大型として、両補強部材１１ａ、１１ｂがともに第２屈曲板部１６の端部にかかるようにしてもよい。
【００３４】
また、本実施形態においては、ブラケット４の各フランジ部４ｂ、４ｂがＦＵＰ本体２の上面部２ａと下面部２ｃとに重ねて溶接されているため、荷重Ｆに対するブラケット４の支持反力が、ＦＵＰ本体２の上面部２ａと下面部２ｃとの板厚の面内に沿ってそれらを座屈させる方向に伝達される。よって、ＦＵＰ本体２の屈曲性能が向上する。
【００３５】
すなわち、仮に、ブラケット４をＦＵＰ本体２の背面部２ｂに装着したとすると、荷重Ｆに対して背面部２ｂの板を折り曲げる方向に支持反力が生じることになるため、その装着部を起点としてＦＵＰ本体２に曲がり（折れ）が生じ易くなるが、本実施形態によれば、上面部２ａと下面部２ｃとの板厚の面内にてそれらの板を座屈させる方向で支持することになるため、ＦＵＰ本体２が曲がり（折れ）難くなる。
【００３６】
また、フレーム取付部５ｂは、上部が車体フレーム６に取り付けられ下部にＦＵＰ本体２のブラケット４が取り付けられているため、上記横力ｆ１や曲げモーメントＭを受けたとき上下軸廻りに捩れようとするが、閉断面形状（ボックス形状）となっているため、その捩れが防止される。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るフロント・アンダーラン・プロテクタによれば、耐荷重性能を、軽量・低コストで構造的に向上させることができるという優れた効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るフロント・アンダーラン・プロテクタの要部を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】別の実施形態を示す断面図である。
【図４】別の実施形態を示す断面図である。
【図５】フロント・アンダーラン・プロテクタの全体斜視図である。
【図６】フロント・アンダーラン・プロテクタが荷重Ｆを受けた際の変形の様子を示す平面図である。
【図７】図７（ａ）はＦＵＰ本体を回転可能な支点で支持された支持梁にモデル化したときの模式図であり、図７（ｂ）はＦＵＰ本体を片持梁にモデル化したときの模式図である。
【図８】荷重Ｆによるサポートの折れの様子を示す平面図である。
【図９】荷重Ｆによるブラケットの凹みの様子を示す平面図である。
【符号の説明】
１フロント・アンダーラン・プロテクタ
２ＦＵＰ本体
５サポート
５ａ本体取付部
５ｂフレーム取付部
６車体フレーム
８屈曲板部
９平板部
１１補強部材

Claims

車両の前部に配置され車幅方向に延出されたＦＵＰ本体を、サポートを介して車体フレームに取り付けたフロント・アンダーラン・プロテクタであって、上記サポートに、上記ＦＵＰ本体側に装着される本体取付部を略車幅方向に沿って成形すると共に、上記車体フレーム側に装着されるフレーム取付部を上記本体取付部に対して上方から見て略直角に成形し、それら本体取付部とフレーム取付部との間に、補強部材を掛け渡して設け、上記フレーム取付部を閉断面形状としたことを特徴とするフロント・アンダーラン・プロテクタ。
上記サポートは、上方から見て略コ字状に折り曲げられ上記本体取付部としての平板が一体成形された屈曲板部と、上記フレーム取付部を構成すべく上記屈曲板部の開口部を蓋して取り付けられた平板状の平板部とを有する請求項１記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。