JP2008273271A - トラックのアンダーランプロテクター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】衝突側フランジ12と取付側フランジ13、及び両者を連結するウエブ14,15を有する略矩形断面のアルミニウム合金押出形材からなり、衝突側フランジ12は薄肉部12aとその上下に厚肉部12bを有する。取付側フランジ13の車体フレーム9との取付部にボルト穴16が形成され、ボルト穴16の前方位置に薄肉部12aが位置し、ここにボルト穴16に対応する取付作業穴17が形成されている。
【選択図】図1
Description
図5に例示するアンダーランプロテクター1はアルミニウム合金押出材からなるもので、互いに平行な衝突側フランジ2と取付側フランジ3、及びこれらを垂直に接続するウエブ4〜6からなる日形断面を有し、取付側フランジ3に車体フレーム側への取付用ボルト穴7が形成され、衝突側フランジ2のボルト穴7に対向する位置(前方位置)に取付作業穴8が形成されている。
アンダーランプロテクター1は、一般にフロント側に設置される車幅方向両側に車体側に屈曲した屈曲部を有するもの(図6参照)と、一般にリア側に設置される直線形状のものがあり、いずれも直線部の左右において車体フレームに衝突側フランジ2と取付側フランジ3がほぼ鉛直となる形態で、ボルト・ナットにより取り付けられている(図1参照)。アンダーランプロテクター1は、多くの場合、車体フレームに仲介部品を介して取り付けられ、図6,7はその取付形態を例示するものである。図6,7では、仲介部品10(この例ではアンダーランプロテクターステイ10A及びエネルギー吸収部材10B)がサイドレール9の下面(又は車体外側側面)を設置面として設置され、前記サイドレール9の下方に延在し、アンダーランプロテクター1がこの仲介部品10(この例ではエネルギー吸収部材10Bの端面)にボルト・ナットで締結されている。
本発明は、この問題に鑑みてなされたもので、衝突時にアンダーランプロテクターが取付部を支点として曲げ変形したときも、取付作業穴からの破断を防止することを目的とする。
上記アンダーランプロテクターは、サイドレール等の車体フレームにボルト・ナットで直接取り付けるようにしても、ステイ等の仲介部品を介して取り付けるようにしてもよい。後者の場合、トラックの車体フレームに設置された仲介部品(一般的に該車体フレームから下方に延在している)にボルト・ナットで取り付けられる。
なお、本発明においてボルト穴の前方位置とは、フロント側アンダーランプロテクターの場合は車体の前方側、リア側アンダーランプロテクターの場合は車体の後方側を意味する。
また、取付作業穴の部分の肉厚を薄くすることにより、取付作業穴の穴開け加工が容易となる。例えばドリル穴開けの場合は加工時間を短縮でき、プレス穴開けの場合は穴抜き荷重が低減し、中子が不要となる可能性もある。
図1に示すアンダーランプロテクター11は、互いに平行な衝突側フランジ12と取付側フランジ13、及び両者を垂直に連結する上下のウエブ14,15からなり、両フランジ12,13及び両ウエブ14,15により略矩形断面が構成されている。取付側フランジ13、ウエブ14,15はいずれも均一な肉厚である。衝突側フランジ12の上下方向中央部が均一な肉厚の薄肉部12aとされ、その上下部分がウエブ14,15に到るまで均一な肉厚の厚肉部12bとされている。衝突側フランジ12の前面は平らであり、後面側が傾斜した遷移部を介して薄肉部12aから厚肉部12bへ連続している。
アンダーランプロテクター11の平面視の形態は図6のアンダーランプロテクター1と同様であり、また、アンダーランプロテクター11は、アンダーランプロテクター1と同様に、一般にサイドレール等の車体フレームの下方に延在する仲介部品に取り付けられ、該車体フレームの下方位置に配置される。図1及び図6,7を参照して説明すると、仲介部品10がサイドレール9の下面(又は車体外側側面)を設置面として設置され、前記サイドレール9の下方に延在し、アンダーランプロテクター1が前記仲介部品10(具体的には仲介部品10を構成するエネルギー吸収部材10Bの端面フランジ10Ba)に、ボルト18及びナット19により締結される。
(1)アルミニウム合金押出形材の材質
アンダーランプロテクターに用いるアルミニウム合金押出形材の材料強度は、200〜500MPaが望ましく、これ未満では衝突時の変形を低減するため板厚を大幅に増大する必要があり、そのため軽量化できず、これを超えると押出性(ダイス寿命、押出速度)が悪く、コストを低減できない。
(2)断面の外形寸法Lf,Lw(単位:mm)
車高の低い乗用車等の車両との衝突を考慮すると、断面の高さ方向の寸法すなわちフランジ高さLfは50mm以上は必要であり、一方、デザイン及びラジエーターなどの冷却を考慮すると、Lfの上限値は300mm以下にする必要がある。
断面の車体前後方向の寸法すなわちウエブ幅Lwは、衝突強度を確保するためには40mm以上必要である。Lwが大きいほど衝突強度を確保しやすいが、大きすぎるとアンダーランプロテクターの後方側(車体中心側)にある空調部品、エンジン部品、電子部品などとの隙間を確保することが困難になるため、120mm以下が望ましい。
車体フレームとの取付部から離れた位置において他の車両がアンダーランプロテクターに衝突すると(図6参照)、曲げモーメント(曲げに対する抵抗力)が大きいものほど曲げ変形量は小さい。従って、座屈による強度低下を考慮しなくてよい場合には、ウエブ肉厚Tw(Tw1,Tw2)を押出加工可能な最小の肉厚まで薄くし、衝突側フランジ肉厚Tf(厚肉部の肉厚Tf1と薄肉部の肉厚Tf2の加重平均値)と取付側フランジ肉厚Tf3を同一とした条件でこれらを必要な曲げモーメントが得られるまで増加させれば、最も軽量な断面を設計できる。
一方、車体フレームとの取付部近傍に衝突する場合は、ウエブ肉厚Tw(Tw1,Tw2)が厚いほど、アンダーランプロテクターの潰れ変形荷重を大きくすることができるので、より大きいエネルギー吸収量を確保することができる。しかし、潰れ変形荷重が大き過ぎると、アンダーランプロテクターより先に仲介部品やサイドレールが変形するため損傷が大きく、修理費が高くなる。また、ウエブ肉厚Twが大きいと潰れ残りが大きくなるため、エネルギー吸収の有効ストロークが小さくなる。
以上の点を考慮して、ウエブ肉厚Twは、一般的には0.8mm以上が望ましく、かつウエブ幅Lwの1/10以下が望ましい。なお、ウエブ肉厚Twが0.8mm未満であると、断面の大きさや形状及びアルミニウム合金の強度にもよるが、押出性(ダイス寿命、押出速度)が低下する。
衝突側フランジの厚肉部の肉厚をTf1、取付側フランジの肉厚をTf3、取付作業穴の直径をφf、左右の取付部のうち片側の取付作業穴の数をn個(図1の場合、n=1)としたとき、Tf1の適正値は、次のとおりである。
0.8×Tf3≦Tf1≦Tf3×(Lf/(Lf−n×φf))
Tf1が上記範囲より小さいと、曲げの中立軸が後方(取付面側)に移動しすぎるため、板厚増加に対して全塑性モーメントの増加する割合が小さく、軽量化が難しい。一方、上記範囲より大きいと、曲げの中立軸が前方(衝突面側)に移動しすぎるため、板厚増加に対して全塑性モーメントの増加する割合が小さく、軽量化が難しい。
衝突側フランジの薄肉部の肉厚をTf2としたとき、Tf2の適正値は、次のとおりである。
0.7≦Tf2≦0.95×Tf3
Tf2が上記範囲より小さいと押出性が低下し、上記範囲より大きいと取付作業穴の部分(薄肉部)の肉厚を小さくする(その他の肉厚を大きくする)効果が得られない。
なお、薄肉部の上下方向幅は、穴開けの加工ばらつきを考慮して、取付作業穴の直径φfよりやや大きめに形成する。
図2(a),(b)に示すアンダーランプロテクターは、それぞれ略日形断面、略目形断面であり、図1に示す略口形断面とともに、フランジ高さLf(図1参照)の大きさにより適宜選択される。
図2(a)に示すアンダーランプロテクター21は、互いに平行な衝突側フランジ22と取付側フランジ23、両者を垂直に連結する上下のウエブ24,25、及び上下方向中央部のウエブ26からなり、両フランジ22,23及び上下ウエブ24,25により略矩形断面が構成されている。取付側フランジ23、ウエブ24〜26はいずれも均一な肉厚である。
断面を上下方向に略2等分してそれぞれ上部及び下部としたとき、上部及び下部のそれぞれにおいて衝突側フランジ22の上下方向中央部が均一な肉厚の薄肉部22aとされ、薄肉部22aの上下部分がウエブ24,26又はウエブ26,25に到るまで均一な肉厚の厚肉部22bとされている。衝突側フランジ22の前面は平らであり、後面側が傾斜した遷移部を介して薄肉部22aから厚肉部22bへ連続している。
このアンダーランプロテクター21は、アンダーランプロテクター11と同様の形態で、サイドレール等の車体フレームに設置された仲介部材10に締結される。
断面を上下方向に略3等分してそれぞれ上部、中間部、下部としたとき、上部及び下部において衝突側フランジ32の上下方向中央部が均一な肉厚の薄肉部32aとされ、薄肉部32aの上下部分がウエブ34,36又はウエブ37,35に到るまで均一な肉厚の厚肉部22bとされている。また、中間部において衝突側フランジ32は均一な肉厚であり、その肉厚は前記薄肉部22aと厚肉部22bの中間である。衝突側フランジ32の前面は平らであり、後面側が傾斜した遷移部を介して薄肉部32aから厚肉部32bへ連続している。
このアンダーランプロテクター31は、アンダーランプロテクター11と同様の形態で、サイドレール等の車体フレームに設置した仲介部材10に締結される。
このアンダーランプロテクター41は、衝突側フランジ42と取付側フランジ43を、ウエブ44,45から上下に延出させた点で、図2(a)に示すアンダーランプロテクター21と異なり、その他の点ではアンダーランプロテクター21と基本的に同じである。
アンダーランプロテクター41は、衝突側フランジ42と取付側フランジ43を、ウエブ44,45より上下に延出させたことにより、衝突時の座屈変形が抑制され、より十分なエネルギー吸収量を確保できる。この延出は、衝突側フランジ42と取付側フランジ43の両方又はいずれか一方において、上側と下側の両方又はいずれか一方に行うことができ、それぞれ相応の効果を奏する。
アンダーランプロテクター51は、衝突側フランジ52を中央部で屈曲(下部が前方に突出するように屈曲)させた点で、図2(a)に示すアンダーランプロテクター21と異なり、その他の点ではアンダーランプロテクター21と基本的に同じである。
なお、例えばトラックのデザインにより、このアンダーランプロテクター51のような上下非対称のものを採用することが考えられる。アンダープロテクター51とは逆に、上部を前方側に突出させてもよい。
アンダーランプロテクター61は、衝突側フランジ62と取付側フランジ63に対し、ウエブ64〜66をそれぞれ垂直から少し傾斜させた点で、図2(a)に示すアンダーランプロテクター21と異なり、その他の点ではアンダーランプロテクター21と基本的に同じである。
なお、アンダーランプロテクター61のように上下非対称で初期不正を与えることにより、衝突車両が車体フレームとの取付部近傍に衝突したときの潰れ変形荷重ピーク値を調整できる。アンダーランプロテクター61とは逆に、ウエブを後方側が下がる方向に傾斜させることもできる。
図4(a)において、72aは薄肉部、72bは厚肉部、16はボルト穴、17は取付作業穴である。アンダーランプロテクター21の衝突側フランジ22と異なり、衝突側フランジ72は断面の後面側が平らであり、前面側が傾斜した遷移部を介して薄肉部72aから厚肉部72bへ連続している。
図4(b)において、82aは薄肉部、82bは厚肉部、16はボルト穴、17は取付作業穴である。アンダーランプロテクター21の衝突側フランジ22と異なり、衝突側フランジ82は断面の前面側及び後面側が傾斜した遷移部を介して薄肉部82aから厚肉部82bへ連続している。
なお、アンダーランプロテクター91では、フランジ92,93及びウエブ94〜96のコーナー部全てに大きいRを付けているが、フランジ92,93の両方について、内側コーナー部Raと外側コーナー部Rbのいずれか一方のみに大きいRを付け、あるいはフランジ92,93のいずれか一方について、内側コーナー部Raと外側コーナー部Rbの両方に、又は内側コーナー部Raと外側コーナー部Rbのいずれか一方のみに、大きいRを付けることができる。取付側フランジ93の外側コーナー部Rbに大きいRを付けることで、衝突車両が車体フレームとの取付部近傍に衝突したときの潰れ変形荷重ピーク値を調整できる。
(1)図4(c)に示すアンダーランプロテクター91以外のアンダーランプロテクターでも、各内外コーナー部に一般に小さいコーナーRが形成される。図示が簡略化されているにすぎない。
(2)フランジ及びウエブの肉厚は、厳密に均一でなくてもよい。また、中間のウエブの位置も厳密に2等分、3等分の箇所に設置する必要はない。
(3)図1〜図4に示すアンダーランプロテクターの形態はそれぞれ組み合わせることができる。例えば図3の(a)と(c)の両方の特徴を備えるアンダープロテクターもあり得る。また、図1〜図4の形態に限定されない。
12,22,32,42,52,62,72,82,92 衝突側フランジ
12a,22a,32a,42a,52a,62a,72a,82a,92a 薄肉部
12b,22b,32b,42b,52b,62b,72b,82b,92b 厚肉部
13,23,33,43,53,63,73,83,93 取付側フランジ
14,24,34,44,54,64,74,84,94 上ウエブ
15,25,35,45,55,65,75,85,95 下ウエブ
26,36,37,46,56,66,76,86,96 中間のウエブ
16 ボルト穴
17 取付作業穴
Claims (2)
- トラックの車体フレームにボルト・ナットで取り付けられるアンダーランプロテクターであり、衝突側フランジと取付側フランジ及び両者を連結する複数のウエブを有する中空断面のアルミニウム合金押出形材からなり、前記衝突側フランジは薄肉部とその上下に厚肉部を有し、取付側フランジの車体フレームとの取付部にボルト穴が形成され、衝突側フランジの前記ボルト穴の前方位置に前記薄肉部があり、そこに前記ボルト穴に対応する取付作業穴が形成されていることを特徴とするトラックのアンダーランプロテクター。
- トラックの車体フレームに設置され該車体フレームから下方に延在した仲介部品にボルト・ナットで取り付けられるアンダーランプロテクターであり、衝突側フランジと取付側フランジ及び両者を連結する複数のウエブを有する中空断面のアルミニウム合金押出形材からなり、前記衝突側フランジは薄肉部とその上下に厚肉部を有し、取付側フランジの仲介部品との取付部にボルト穴が形成され、衝突側フランジの前記ボルト穴の前方位置に前記薄肉部があり、そこに前記ボルト穴に対応する取付作業穴が形成されていることを特徴とするトラックのアンダーランプロテクター。
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