JP3988365B2

JP3988365B2 - 移動体用緩衝装置

Info

Publication number: JP3988365B2
Application number: JP2000241009A
Authority: JP
Inventors: 直文永池; 興明林田
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2020-08-09
Also published as: JP2002054672A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体の衝突時に、被衝撃体である移動体に加わる衝突エネルギーを吸収し、移動体及び対向物体が受ける衝撃を低減させることのできる移動体用緩衝装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体、例えば、トラックは走行時に障害物と衝突したり他車両より側突を受けることがあり、このような場合における乗員や積載物の保護、あるいは対向車両の保護を図るため、車両の外周壁構成部材の支持には緩衝装置を使用する場合がある。例えば、車両のバンパーや側方からの物体の巻き込み防止用のサイドガイドバーは車両の基部を成すサイドフレームやクロスメンバに緩衝装置を介して取り付けられ、これらバンパーやサイドガイドバーを介して入力した衝撃力で緩衝装置自体が塑性変形を伴う崩壊により衝撃エネルギーを吸収し、衝撃低減を図るようにしている。
【０００３】
例えば、実公平２−４９４０２号公報に開示される緩衝装置は、中空多面柱状の基体の各側壁面に複数の貫通穴を基体長手方向に沿って順次形成し、互いに隣あう各側壁面間に位置するコーナー部にも基体長手方向に沿って切欠き穴を順次形成している。これら貫通穴や切欠き穴により連続的座屈変形による衝撃吸収を可能として衝撃エネルギーの吸収量の確保を図る機能を発揮できるようにしている。しかも、頂端側の切欠き穴を取付け端側より大きくして比較的早期に座屈変形を生じさせ、衝突時の最大加減速度を効果的に低減させ、乗員や積載物の保護を確実に図れるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、緩衝装置は中空多面柱状の基体の頂端に重量物であるバンパー等の衝撃入力部材を取付け、基体の取付け端に取付け板部を延出形成し、同部を車体側のサイドフレームやクロスメンバ等に一体結合する。このような緩衝装置はその基体の頂端にバンパーを取り付けた状態で上下振動を繰り返すことより、長期にわたり曲げ応力を集中して受け、特に、基体の取付け端近傍部分は、上下振動するバンパーより比較的大きな曲げ応力を長期にわたり受けることなる。このため、緩衝装置が長期使用により経時劣化し、剛性低下した場合において、障害物と衝突すると、基体の取付け端近傍部分が剛性低下により屈曲し、頂端側より取付け端に向けて各貫通穴の位置での座屈変形が発生せず、連続的座屈変形による衝撃エネルギーの吸収量の確保を図るという機能を発揮できない状態に陥る。
【０００５】
更に、緩衝装置の取付け端に取付け板部を延出形成するのに代えて、取付け端に多角形の取付け板を当接して溶着した構造を採るものがあるが、この場合、特に溶接部の早期劣化により、障害物と衝突した際に、溶接部での屈曲変形が最初に発生してしまい、連続的座屈変形による衝撃エネルギーの吸収量の確保を図るという機能を発揮できない状態に陥る。
本発明は、上述の課題に基づき、基体の取付け端側の剛性を長期にわたり確保できるようにして、長期にわたり、障害物との衝突時における衝撃エネルギーの吸収量の確保を確実に図れる移動体用緩衝装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明は、外部衝撃が入力する頂端より被衝撃体に連結される取付け端まで連続する側壁面を周方向に複数有した中空多面柱状の基体と、上記側壁面に同面の長手方向に沿って所定幅で順次形成される貫通穴と、上記複数の側壁面に取付けられ矩形枠状を成す取付け枠とを具備し、上記複数の側壁面の取付け端には同取付け端より頂端側に向かい少なくとも上記所定幅を上回る領域に上記貫通穴を排除した剛性強化部が形成され、上記取付け枠は上記剛性強化部の取付け端側に当接する当接片部および同当接片部より屈曲して外方に延出し上記被衝撃体に結合される取付け片部を有し、上記当接片部は同当接片部に形成された溶接穴の位置で上記剛性強化部に溶接されたことを特徴とする。
基体の取付け端側の複数の側壁面に取付け枠の当接部を当接し、当接部に形成した溶接穴の位置で側壁面と溶接し、更に、基体の取付け端側の順次形成される貫通穴の所定幅を上回る領域より貫通穴を排除し剛性強化部を形成したことより、剛性強化部自体の剛性を強化でき、しかも、頂端より剛性強化部側に伝達された衝撃加重が溶接穴の溶接部位を経るのに加えて、剛性強化部の各側壁面と取付け枠の各当接部をも経て取付け枠に伝達され、その上で取付け枠の取付け部と結合される被衝撃体に伝達される。このため、基体の剛性強化部自体及び剛性強化部と取付け枠との結合部分が耐久性を長期にわたり確保でき、長期使用後での障害物との衝突時であっても、基体の根本側である剛性強化部の屈曲変形を防止して、基体の連続的座屈変形による衝撃エネルギーの吸収量の確保を図れ、乗員や積載物の保護を長期にわたり確実に図れる。
【０００７】
請求項２の発明は、上記貫通穴が上記側壁面の両側に位置する各コーナー部に向けて長く形成され、側壁面の長手方向に沿って所定幅のピッチで順次形成され、上記貫通穴には、基体の頂端側の対向部に外向に屈曲して延出する頂端縁と、取付け端側の対向部に内向に屈曲して延出する基端縁とが形成された、ことを特徴とする。
この場合、各長穴と各コーナー部との間隔が比較的小さくなり応力集中が生じ座屈変形が発生し易くなり、比較的剛性の低い頂端側より比較的剛性の高い剛性強化部に向かって配備される各貫通穴と対向する応力集中部で順次確実に座屈変形が生じ、特に、頂端側の頂端縁を基端縁の外側にガイドでき、入力荷重を順次確実に取付け端側に伝達でき、連続的座屈を容易化でき、衝撃吸収機能が安定化する。
好ましくは、互いに隣あう上記各側壁面間に位置するコーナー部に上記頂端より上記根本部に向かって漸次小さくなる切欠き穴を順次形成したとしても良い。この場合、基体の頂端側の剛性を取付け端側より確実に小さくでき、比較的剛性の低い頂端側で座屈変形を開始させ、順次比較的剛性の高い取付け端が座屈変形を生じるようにでき、連続的座屈変形による衝撃エネルギーの吸収量の確保を図れ、乗員や積載物の保護を長期にわたり確実に図れる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１、図２には本発明の一実施形態としての移動体用緩衝装置を示し、同移動体用緩衝装置は移動体としてのトラック１に装着される。
トラック１はその基体を成す前後に長い一対のサイドフレーム２を備え、その先端部にクロスメンバ３を一体結合し、クロスメンバ３の左右位置において左右一対の緩衝装置４を介しバンパー５を取付けている。しかも、一対のサイドフレーム２の左右側面には複数の緩衝装置４’を介して車体側方からの物体の巻き込みを防止するためのサイドガイドバー９を取り付けている。なお、サイドガイドバー９の取付け用の複数の緩衝装置４’は、バンパー５の取付け用の緩衝装置４と比較し、その全長が相違する以外は同一構成を成すことより、ここでは主に、バンパー取付け用の緩衝装置４を説明する。
【０００９】
バンパー５は車幅方向Ｙに向け延びる湾曲バー状部材を本体５０１とし、その本体５０１の裏面に連結ブラケット５０２を一体結合し、その連結ブラケット５０２の後部を嵌着し（図３参照）相互に加硫接着される弾性枠体６とを備える。弾性枠体６は左右一対の肉厚部６０１と、これら肉厚部６０１を互いに結合する中央連結部６０２を有し、これらは一体成形されている。
左右一対の緩衝装置４は同一構成を採り、それぞれの先端が肉厚部６０１に、根本側である取付け端がクロスメンバ３に連結される。
【００１０】
図１、図３に示すように、緩衝装置４は全体としては車体前方に延びる中空角錘柱状の基体７とその頂端ａに溶接される４角板状の頂部プレート８と、取付け端ｂに溶接される取付け枠１４とを有する。基体７は所定厚の鋼板をプレス加工により角錘柱状に成形し、図示しない突合せ端を互いに溶接たもので、頂端ａより取付け端ｂまで連続する縦長の４つの側壁面１１と、互いに隣合う各側壁面１１間に位置する４つのコーナー部１２とを備える。
図４（ａ）に示すように，頂部プレート８は鋼板を４角板状にプレス成形したもので、その４角にボルト穴ｈ０を形成され、この穴に嵌挿された図示しないボルトによって肉厚部６０１内の図示しない芯金に螺着される。
【００１１】
基体７の周方向に配備された４つの側壁面１１には各面の長手方向（図３では左右方向）に延びる側壁面中心線Ｌ１に沿って所定ピッチｐで貫通穴１３が順次形成される。
図３、図６（ａ）に示すように，各貫通穴１３は各側壁面１１の両側に位置する両コーナー部１２に向けて長く形成され、中央がくびれた長穴状に形成される。貫通穴１３の穴長手方向（図６（ａ）では上下方向）の端縁ｇと各コーナー部１２との間の非穴部分の間隔、すなわち側壁面中心線Ｌ１と直交方向での間隔Ｂ１は比較的小さくなり、図６（ａ）、図７に示すように、これと隣合う側壁面１１にも同様の貫通穴１３が形成され、同貫通穴の端縁ｇとコーナー部１２との間の非穴部分の間隔Ｂ１も同様に小さくなる。
【００１２】
このように側壁面中心線Ｌ１と直交方向に長い貫通穴１３を４つの各側壁面１１にすべて形成し、貫通穴１３とコーナー部１２との間の非穴部分に応力が集中し、これら応力集中部で座屈変形が生じ易く成るようにしている。
更に、各貫通穴１３は基体７の頂端ａ側の対向部に外向（図６（ｂ）において上方）に屈曲して延出する頂端縁１３１を形成し、取付け端ｂ側の対向部に内向（図６（ｂ）において下方）に屈曲して延出する基端縁１３２を形成し、側壁面１１の直交視において図６（ａ）、（ｂ）に示すように頂端縁１３１と基端縁１３２との隙間が所定隙間ｔ１を保持するように形成される。このため、貫通穴１３の端縁ｇとコーナー部１２との間の非穴部分で座屈変形が生じた際に、頂端ａ側の頂端縁１３１を基端縁１３２の外側にガイドでき（図６（ｂ）に示す矢視ｊ参照）、入力荷重を順次確実に取付け端ｂ側に伝達でき、連続的座屈を容易化している。
【００１３】
更に、図３に示すように、基体７の４つのコーナー部１２には、各貫通穴１３間のピッチｐを１／２ずらせた、隣合う貫通穴１３との中間位置に、切欠き穴１５を順次形成している。しかも、切欠き穴１５は屈曲した開口を有し、コーナー部１２の折り曲げ加工前にドリル加工により形成される。更に、切欠き穴１５は側壁面中心線Ｌ１方向の頂端ａより取付け端ｂ側に向かって漸次小さくなるように形成され、ここでは４つの大きさの異なる切欠き穴１５が各コーナー部１２にそれぞれ形成される。
なお、頂端ａに最も近い切欠き穴１５は頂端ａに対して所定幅ｉを保って形成される。しかも、頂端ａに最も近い貫通穴１３は頂端ａに対しピッチｐとほぼ等しい頂端間隔ｐ’を保って形成される。このため、基体７の頂端ａの近傍より、少なくとも、所定幅ｉのネック部ｎには切欠き穴１５及び貫通穴１３を形成しないので、同部の剛性強化を図っている。
【００１４】
一方、取付け端ｂと対向する根本近くの貫通穴１３は取付け端ｂに対しピッチｐより大きな根本間隔ｐａを保って形成されている。すなわち、取付け端ｂ側の４つの側壁面１１には頂端ａの方向に向かい根本間隔ｐａの領域において貫通穴１３を形成しない。しかも、コーナー部１２の切欠き穴１５も形成しない。これによって剛性強化を図った剛性強化部Ａを形成している。しかも、剛性強化部Ａの取付け端ｂ側の部位には取付け枠１４が取付けられる。
【００１５】
図３，図５に示すように、取付け枠１４はＬ型縦断面のアングル材を４つ矩形枠状に組み合わせ、互いの突合せ端を相互に溶着して形成される。剛性強化部Ａの各側壁面１１と対向する取付け枠１４の各当接片部ｗ１は剛性強化部Ａの重合域ｆ（図３参照）にその取付け端ｂより所定幅で当接し、２つの長穴ｈ１を形成され、同長穴ｈ１の位置で剛性強化部Ａの側壁面１１に溶接される。更に、当接片部ｗ１より屈曲して外方に延出する取付け片部ｗ２はクロスメンバ３（図３参照）に重ねられ、複数形成されたボルト穴ｈ２（図４（ｂ）参照）に挿通される図示しないボルトでクロスメンバ３に締結される。
【００１６】
このようなバンパー取付け用の緩衝装置４は、車両の走行時に、路面反力を受けて振動し、特に、先端側の頂部プレート８に締結された重量が比較的大きなバンパー５は上下振動を受けて大きく変位し、バンパー５を支持する基体７のネック部ｎには曲げ応力が集中して加わり、同時に根本である剛性強化部Ａにも大きな曲げ応力が集中して加わる。この場合、ネック部ｎや剛性強化部Ａより切欠き穴１５及び貫通穴１３を排除したため、同部の剛性強化が十分に図られており、長期にわたり基体７の剛性を十分に確保できる。
【００１７】
このようなバンパー取付け用の緩衝装置４を装備するトラックが障害物と衝突し、バンパー５が衝撃を受けると、その衝撃は緩衝装置４の基部７の長手方向に加わるが、その際、剛性強化部Ａが十分に剛性強化されていることより、この部位での屈曲変位は生じず、最も剛性の小さな頂部ａ側の４つの各側壁面１１にそれぞれ配備された貫通穴１３の端縁ｇとコーナー部１２との間の非穴部分で、比較的早期に座屈変形を生じさせる。
この際、コーナー部１２の切欠き穴１５の内、頂端ａ近傍のものを最も大きな開口としたことより、頂端ａ近傍の貫通穴１３の近傍での剛性が比較的低減され、同部での早期の座屈変形をより容易化することができた。
【００１８】
このように、衝突時の最大減速度を効果的に低減させ、乗員や積載物の保護を確実に図れる。しかも、この初期座屈により吸収されない衝撃エネルギは、順次、段階的に、頂部ａ側より取付け端ｂ側に向けて順次配置される４つの各側壁面１１にそれぞれ配備された貫通穴１３の近傍域での連続的座屈変形によって順次吸収され、緩衝部材４の崩壊が完了する。このように、緩衝部材４はその崩壊により、バンパー５が受けた衝撃エネルギーの吸収量の確保を図るという機能を十分に発揮でき、トラックの乗員や積載物の保護、及び対向物体の保護をも長期にわたり確実に図れる。
【００１９】
上述のところにおいて、バンパー取付け用の緩衝装置４を説明したが、サイドガイドバー９の取付け用の緩衝装置４’もサイドガイドバー９からの衝撃を受けた際に同様の作用効果を発揮できる。更に、移動体としてトラックを説明したがその他のバスやトラクタ等の各種の車両及びその他の移動体の緩衝装置にも同様に本発明を適用でき、各移動体の外壁構成部材が受けた衝撃を本発明の適用された緩衝装置によって受けることで同様の作用効果を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、基体の剛性強化部自体の剛性を強化でき、しかも、衝撃荷重が溶接穴の溶接部位を経るのに加えて、剛性強化部の各側壁面と取付け枠の各当接部をも経て取付け枠に伝達されるため、基体の剛性強化部自体及び剛性強化部と取付け枠との結合部分が耐久性を長期にわたり確保でき、長期使用後での障害物との衝突時であっても、基体の根本側である剛性強化部の屈曲変形を防止して、基体の連続的座屈変形による衝撃エネルギーの吸収量の確保を図れ、乗員や積載物の保護を長期にわたり確実に図れる。
【００２１】
請求項２の発明は、上記貫通穴が長穴であるため、各長穴と各コーナー部との間隔が比較的小さくなり応力集中が生じ座屈変形が発生し易くなり、比較的剛性の低い頂端側より比較的剛性の高い剛性強化部に向かって配備される各貫通穴と対向する応力集中部で順次確実に座屈変形が生じ、特に、頂端側の頂端縁を基端縁の外側にガイドでき、入力荷重を順次確実に取付け端側に伝達でき、連続的座屈を容易化でき、衝撃吸収機能が安定化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として移動体用緩衝装置を取り付けたトラックの概略切欠平面図である。
【図２】図１のトラックの全体概略平面図である。
【図３】図１の移動体用緩衝装置が用いる緩衝装置の側面図である。
【図４】図３の緩衝装置の部分図であり、（ａ）は頂部プレートの平面図を、（ｂ）は取付け枠の底面図を示す。
【図５】図３の緩衝装置が用いる取付け枠の斜視図である。
【図６】図１の緩衝装置の貫通穴を示し、（ａ）は貫通穴の拡大平面図を、（ｂ）は貫通穴近傍の基体側壁の拡大断面図を示す。
【図７】図１の緩衝装置の斜視図である。
【符号の説明】
１トラック
２サイドフレーム
３クロスメンバ
４、４’ 緩衝装置
５バンパー
７基体
１１側壁面
１２コーナー部
１３貫通穴
１４取付け枠
ａ頂端
ｂ取付け端
ｐ所定幅
ｗ２取付け部
Ａ剛性強化部

Claims

外部衝撃が入力する頂端より被衝撃体に連結される取付け端まで連続する側壁面を周方向に複数有した中空多面柱状の基体と、上記側壁面に同面の長手方向に沿って所定幅で順次形成される貫通穴と、上記複数の側壁面に取付けられ矩形枠状を成す取付け枠とを具備し、
上記複数の側壁面の取付け端には同取付け端より頂端側に向かい少なくとも上記所定幅を上回る領域に上記貫通穴を排除した剛性強化部が形成され、
上記取付け枠は上記剛性強化部の取付け端側に当接する当接片部および同当接片部より屈曲して外方に延出し上記被衝撃体に結合される取付け片部を有し、
上記当接片部は同当接片部に形成された溶接穴の位置で上記剛性強化部に溶接されたことを特徴とする移動体用緩衝装置。
請求項１記載の移動体用緩衝装置において、
上記貫通穴が上記側壁面の両側に位置する各コーナー部に向けて長く形成され、同側壁面の長手方向に沿って所定幅のピッチで順次形成され、
上記貫通穴には、基体の頂端側の対向部に外向に屈曲して延出する頂端縁と、取付け端側の対向部に内向に屈曲して延出する基端縁とが形成された、ことを特徴とする移動体用緩衝装置。