JP2006036071A - フロント・アンダーラン・プロテクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 重量及び製造コストを増加させることなく、ＦＵＰ本体の剛性を高め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】 車両の前方下部に配置されるＦＵＰ本体２０と、そのＦＵＰ本体２０の後部に取り付けられる取付ブラケット４０と、その取付ブラケット４０と車体フレームとを連結するサポート５とを備え、上記ＦＵＰ本体２０は、車幅方向に延出する中央部２１と、その中央部２１の両端に形成され、車両後方側に湾曲する湾曲部２２とを備え、上記取付ブラケット４０は車幅方向に直線状に延出し、車幅方向内側端部が上記中央部２１に、車幅方向外側端部が上記湾曲部２２に連結されるものである。
【選択図】 図１

Description

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るために車両の前方下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ものである。

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方下部に設けられ、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、大事故を回避するためのものである。即ち、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）。

図７に示すように、フロント・アンダーラン・プロテクタは主に、車両の前方下部に車幅方向に延出させて配置されるＦＵＰ本体２と、そのＦＵＰ本体２に取り付けられる取付ブラケット４と、その取付ブラケット４と車体フレーム６とを連結するサポート５との３種、５部品で構成される。

ＦＵＰ本体２はほぼ矩形の閉断面形状を有しており、車両レイアウト上の制約から長手方向両端部が車両後方側に湾曲した形状を有することが多い。即ち、ＦＵＰ本体２は、その長手方向中央部に形成され、車両の車幅方向とほぼ平行に延出する中央部３と、その中央部３の長手方向両端部に連続して形成され、車両後方側に湾曲する湾曲部７とを有しており、車両のバンパーより前方に突出しないようになっている。

特表２００１−５１５４３２号公報

ところで、上述したようにフロント・アンダーラン・プロテクタは衝突荷重を支持するものであるので、高い剛性を有することが要求される。そこで、図に示すように、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距離（例えば200mm）内側の位置に所定の荷重Ｐ（例えば車重の50％）を加える試験が行われる。例えば、欧州等ではほぼ上記荷重条件で試験されることが知られている。

ところが、図に示すようにＦＵＰ本体２が湾曲部７を有する場合、上記荷重Ｐが湾曲部７に負荷されることになるため、ＦＵＰ本体２の後面に応力が集中して変形（折れ）してしまう場合があった。具体的に説明すると、湾曲部７の後面７ａには、後面７ａが元々後方に湾曲していることにより生じる応力集中と、湾曲部７が荷重Ｐに対して傾斜していることにより発生する車幅方向内側への分力Ｆ１（図８参照）により発生する応力とが組合わさるため大きな圧縮応力が発生し、これによりＦＵＰ本体２が変形する。あるいは、ＦＵＰ本体２に荷重Ｐを加えると、図８に示すように、ＦＵＰ本体２と取付ブラケット４との取付部Ａを中心とするモーメントＭが発生するため、取付部Ａに応力が集中してＦＵＰ本体２が変形する場合もある。

ここで、ＦＵＰ本体２を管材を曲げて製造する場合、製造時に湾曲部７の後面７ａにシワが発生し、そのシワ部分に応力が集中してしまうことが考えられる。このシワの発生を防止するには、湾曲部７の曲げ半径を大きくする必要があるが、そうすると、ＦＵＰ本体２が車両のバンパーより前方に突出してしまいレイアウト上成立しない場合がある。

そこで、図９に示すように、ＦＵＰ本体２を中央部３と湾曲部７とに分割して構成し、中央部３のみを管材から製造し、湾曲部７は板材の成形品を組み合わせた二分割構造とすることが考えられる。こうすれば、湾曲部７の後面７ａに応力集中のきっかけとなるシワが形成されることはない。しかしながら、この構造は、後面７ａが湾曲していることにより生じる応力集中及び荷重Ｐの分力Ｆ１により生じる応力といった、ＦＵＰ本体２の変形の根本的な原因は何ら解決していない。更に、この構造では中央部３と湾曲部７との接合部の剛性が他の部位と比べて低くなるため、この部分に応力が集中してしまうおそれもある。

結局のところ、ＦＵＰ本体２の剛性を高めて変形を防止するには、ＦＵＰ本体２の板厚を増加するか、補強部材を別途取り付けることが必要となり、重量及び製造コストの増加を招いてしまうのが現状であった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、重量及び製造コストを増加させることなく、ＦＵＰ本体の剛性を高め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。

上記目的を達成するために本発明は、車両の前方下部に配置されるＦＵＰ本体と、そのＦＵＰ本体の後部に取り付けられる取付ブラケットと、その取付ブラケットと車体フレームとを連結するサポートとを備え、上記ＦＵＰ本体は、車幅方向に延出する中央部と、その中央部の両端に形成され、車両後方側に湾曲する湾曲部とを備え、上記取付ブラケットは車幅方向に直線状に延出し、車幅方向内側端部が上記中央部に、車幅方向外側端部が上記湾曲部に連結されるものである。

ここで、上記ＦＵＰ本体の上記中央部は、車幅方向に直線状に延出する断面矩形状の管材からなり、上記湾曲部は上記中央部の端部に接続され、車両後方側に湾曲する断面コ字状の板材からなっても良い。

また、上記取付ブラケットは断面コ字状の板材からなり、その後面部が上記中央部の後面部よりも所定距離だけ車両後方側に配置されることが好ましい。

更に、上記取付ブラケットの車幅方向外側端部が車両前方側に湾曲して形成され、上記湾曲部に対してほぼ垂直に取り付けられても良い。

本発明によれば、ＦＵＰ本体の湾曲部に加えられた荷重を直線状に延出する取付ブラケットで受けることができる。従って、従来のＦＵＰ本体における変形発生の一因であった「後面が湾曲していることによる応力集中」を回避できる。また、取付ブラケットは車幅方向に延出しているので、車幅方向内側への分力を面内の力として受けることができる。従って、ＦＵＰ本体の剛性が従来と比べて著しく向上する。更に本発明によれば、ＦＵＰ本体の板厚を増加したり、補強部材を別途設けたりする必要がないので、重量及び製造コストが大幅に増加することはない。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は本実施形態に係るフロント・アンダーラン・プロテクタの部分拡大斜視図、図２はその上面図、図３（ａ）は図１のIIIａ−IIIａ線断面図、図３（ｂ）は図１のIIIｂ−IIIｂ線断面図である。

本実施形態のフロント・アンダーラン・プロテクタ（以下ＦＵＰと言う）の基本的な構造は、図７に示したものと同様である。従って、ここでは本実施形態のＦＵＰの特徴部分であるＦＵＰ本体及び取付ブラケットの構成について説明する。

図に示すように、本実施形態のＦＵＰ本体２０は、その長手方向中央部に形成され、車両の車幅方向とほぼ平行に直線状に延出する中央部２１と、その中央部２１の長手方向の両端部に取り付けられ、車両後方側に湾曲する湾曲部２２とを備える。なお、図１及び図２では一方の湾曲部２２のみが示されている。

本実施形態では、中央部２１は車幅方向に直線状に延出する断面矩形状の鋼管からなり、上面部２１ａと、前面部２１ｂと、下面部２１ｃと、後面部２１ｄとを備える。

湾曲部２２は鋼板をコ字状に折り曲げたプレス成形品からなり、上面部２２ａと、前面部２２ｂと、下面部２２ｃとを備える。湾曲部２２は車幅方向外側に向かうにつれて車両後方側に位置するように湾曲しており、車両のバンパー（図示せず）よりも前方に突出しないようになっている。湾曲部２２の車幅方向内側端部には、他の部位に対して縮小された挿入部２３が形成されており、この挿入部２３は中央部２１内に挿入できるようになっている。湾曲部２２の前面部２２ｂを車両前方側に向けた状態で挿入部２３を中央部２１の端部に挿入すると、湾曲部２２の上面部２２ａ、前面部２２ｂ及び下面部２２ｃがそれぞれ、中央部２１の上面部２１ａ、前面部２１ｂ及び下面部２１ｃと連続的に配置され、その状態で中央部２１と湾曲部２２とが溶接等により接合される。

取付ブラケット４０は鋼板をコ字状に折り曲げたプレス成形品からなり、上面部４０ａと、下面部４０ｃと、後面部４０ｄとを備える。取付ブラケット４０は車幅方向とほぼ平行に直線状に延出し、ＦＵＰ本体２０に対して中央部２１と湾曲部２２とを跨ぐように取り付けられる。つまり、取付ブラケット４０の車幅方向内側端部は中央部２１の後部に、車幅方向外側端部は湾曲部２２の後部に連結される。要するに、本実施形態の取付ブラケット４０は、図７に示したような従来の取付ブラケット４と比較して車幅方向に長く形成され、中央部２１のみならず湾曲部２２の後部にも取り付けられる。

取付ブラケット４０は、ＦＵＰ本体２０の外側に車両後方側から嵌め込まれ、その上面部４０ａが中央部２１及び湾曲部２２の上面部２１ａ，２２ａに、下面部４０ｃが中央部２１及び湾曲部２２の下面部２１ｃ，２２ｃにそれぞれ溶接等により取り付けられる。このとき、取付ブラケット４０は、その後面部４０ｄが、中央部２１の後面部２１ｄよりも所定距離Ｘ（図２参照）だけ車両後方側に位置するように取り付けられる。取付ブラケット４０のオフセット距離Ｘは、取付ブラケット４０の車幅方向外側端部が、「発明が解決しようとする課題」の欄で説明した荷重Ｐを加える位置（例えば車両の最外側から200mm内側の位置）よりも外側で湾曲部２２に連結されるように設定される。なお、取付ブラケット４０の上面部４０ａ及び下面部４０ｃの車幅方向外側端部は、湾曲部２２とほぼ同じ曲率で車両後方側に湾曲して形成され、湾曲部２２の前面部２２ｂよりも前方に突出しないようになっている。

以上説明したようなＦＵＰ本体２０を備えた本実施形態のＦＵＰにおいて、湾曲部２２の前面部２２ｂに荷重Ｐが加えられると、その荷重Ｐの一部が湾曲部２２の後方に位置する取付ブラケット４０の後面部４０ｄに伝達される。このとき、取付ブラケット４０の後面部４０ｄが直線状に延出しているので、「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したような湾曲部への応力集中が生じることはない。つまり、本実施形態のＦＵＰでは、従来のＦＵＰ本体における変形発生の一因であった「後面が湾曲していることによる応力集中」を回避できる。

また、取付ブラケット４０が車幅方向に延出しているので、湾曲部２２が荷重Ｐに対して傾斜していることにより発生する車幅方向内側への分力Ｆ１（図２参照）を板面内の力として受けることができる。即ち、取付ブラケット４０の後面部４０ｄが分力Ｆ１と平行に延出しているので、分力Ｆ１に対する剛性が従来と比較して著しく高くなる。

更に、本実施形態のＦＵＰでは、ＦＵＰ本体２０と取付ブラケット４との取付部Ａ（図２参照）が、荷重Ｐを加える位置よりも車幅方向外側に位置するため、取付部Ａに応力が集中することもない。つまり、ＦＵＰ本体２０の後面部に剛性の不連続点が存在しないため、応力集中を回避できる。なお、本実施形態のＦＵＰでは、取付ブラケット４０とサポート５との取付部Ｂ（図２参照）に負荷がかかるとが考えられるが、この荷重は取付ブラケット４０とＦＵＰ本体２０の中央部２１との双方で受けることができるため問題にはならない。

以上の理由から、本実施形態のＦＵＰ本体２０は、従来のものと比較して極めて優れた剛性を有している。

また、本実施形態のＦＵＰを用いれば、ＦＵＰ本体２０の板厚を増加したり、補強部材を別途設けたりする必要がないので、重量及び製造コストが大幅に増加することはない。

本発明は上記実施形態に限定されず、様々な変形例が考えられるものである。

例えば、上記実施形態では湾曲部２２の端部を中央部２１内に挿入するとしたが、本発明はこの点において限定されず、湾曲部２２を中央部２１の外側に嵌め込んで接合しても良い。

また、ＦＵＰ本体２０の剛性を更に高めたいのであれば、図４に示すように、取付ブラケット４０の内側に、湾曲部２２の後部を覆う断面コ字状の鋼板からなるクロージング部材２５を設けても良い。なお、クロージング部材２５は湾曲部２２と同様に車両後方側に湾曲させても良いが、図に示すように、車幅方向とほぼ平行に直線状に延出させることがより好ましい。

次に、図５を用いて本発明の更に他の実施形態を説明する。

この実施形態は、ＦＵＰ本体２０’全体を二分割構造としたものである。即ち、ＦＵＰ本体２０’は、車両前方側に位置する断面ほぼコ字状の鋼板からなる前方部材２６と、その前方部材２６の後部に接続される断面ほぼコ字状の鋼板からなる後方部材２７とで構成される。

前方部材２６は、その長手方向中央部に形成され、車両の車幅方向とほぼ平行に直線状に延出する中央部２６ａと、中央部２６ａの長手方向両端部に連続して形成され、車両後方側に湾曲する湾曲部２６ｂとを備える。

後方部材２７は、その長手方向全域に亘って車幅方向とほぼ平行に直線状に延出し、前方部材２６の中央部２６ａの後部に取り付けられ、閉断面を形成する。つまり、本実施形態では、前方部材２６の中央部２６ａと後方部材２７とで、図１に示した形態の中央部２１と同様の部材が構成される。

取付ブラケット４０の構造は図１に示したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。

この形態においても、前方部材２６の湾曲部２６ｂに加えられた荷重Ｐを、車幅方向に直線状に延出する取付ブラケット４０で受けることができるので、図１に示した形態と同様の効果を得ることができる。更に、図１に示した形態では、ＦＵＰ本体２０が、中央部２１と二つの湾曲部２２，２２との三部品で構成されるのに対して、本実施形態ではＦＵＰ本体２０’が前方部材２６と後方部材２７との二部品で構成されるため部品点数が少なく製造コストの低減につながる。

なお、この実施形態において、後方部材２７を前方部材２６の湾曲部２６ｂの後方まで延出させても良い。

次に、更に他の実施形態を図６を用いて説明する。

この実施形態は、取付ブラケット４０’の構造以外は、図１に示したものと同様であるので、ここでは取付ブラケット４０’の構造のみ説明する。

図に示すように、本実施形態の取付ブラケット４０’は、その後面部４０’ｄの車幅方向外側端部が湾曲部２２と逆方向、つまり、車両前方側に湾曲して形成され、かつ、その先端部には湾曲部２２と同じ曲率で車両後方側に湾曲したフランジ部４１が設けられる。図から分かるように、フランジ部４１は湾曲部２２の前面部２２ｂの背面に直接接合され、後面部４０’ｄの車幅方向外側端部（フランジ４１と連続する部分）は、湾曲部２２の前面部２２ｂに対してほぼ垂直に配置される。

この形態では、取付ブラケット４０’の後面部４０’ｄが、湾曲部２２に加えられる荷重Ｐ全体を面内の力として受けることができる。つまり、湾曲部２２が荷重Ｐに対して傾斜しているため、図に示すように、フランジ４１を介して取付ブラケット４０’の後面部４０’ｄに入力される力Ｆは湾曲部２２に対して垂直な力Ｆとして作用するのだが、上述したように取付ブラケット４０’の後面部４０’ｄの車幅方向外側端部もまた湾曲部２２に対して垂直に取り付けられているので、この力Ｆ全てを面内の力として受けることができる。従って、荷重Ｐに対する剛性が更に向上する。

本発明の一実施形態に係るフロント・アンダーラン・プロテクタの部分拡大斜視図である。 本発明の一実施形態に係るフロント・アンダーラン・プロテクタの部分拡大上面図である。 （ａ）は図１のIIIａ−IIIａ線断面図、（ｂ）は図１のIIIｂ−IIIｂ線断面図である。 本発明の他の実施形態に係るフロント・アンダーラン・プロテクタの部分拡大上面図である。 本発明の他の実施形態に係るフロント・アンダーラン・プロテクタの部分拡大斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るフロント・アンダーラン・プロテクタの部分拡大上面図である。 従来のフロント・アンダーラン・プロテクタの斜視図である。 ＦＵＰ本体に荷重を加えたときに発生する分力及びモーメントを説明するための図である。 従来のフロント・アンダーラン・プロテクタの部分拡大斜視図である。

符号の説明

５ サポート
２０ ＦＵＰ本体
２１ 中央部
２２ 湾曲部
４０ 取付ブラケット

Claims (4)

1. 車両の前方下部に配置されるＦＵＰ本体と、そのＦＵＰ本体の後部に取り付けられる取付ブラケットと、その取付ブラケットと車体フレームとを連結するサポートとを備え、
   上記ＦＵＰ本体は、車幅方向に延出する中央部と、その中央部の両端に形成され、車両後方側に湾曲する湾曲部とを備え、
   上記取付ブラケットは車幅方向に直線状に延出し、車幅方向内側端部が上記中央部に、車幅方向外側端部が上記湾曲部に連結される
   ことを特徴とするフロント・アンダーラン・プロテクタ。
2. 上記ＦＵＰ本体の上記中央部は、車幅方向に直線状に延出する断面矩形状の管材からなり、上記湾曲部は上記中央部の端部に接続され、車両後方側に湾曲する断面コ字状の板材からなる請求項１記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
3. 上記取付ブラケットは断面コ字状の板材からなり、その後面部が上記中央部の後面部よりも所定距離だけ車両後方側に配置される
   請求項１又は２記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
4. 上記取付ブラケットの車幅方向外側端部が車両前方側に湾曲して形成され、上記湾曲部に対してほぼ垂直に取り付けられる
   請求項１〜３いずれかに記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
   

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