JP4106276B2 - 車両におけるアンダーラン保護部のための配置 - Google Patents

Description

本発明は、フレーム、他の車両との衝突の可能性のイベント（ｅｖｅｎｔ）から予想される応力に対応する位置に配置された衝撃エレメント、衝撃エレメントに固く結合されフレームに関して旋回し得るよう固定された少なくとも一つのリンクエレメント、および、衝撃エレメントとフレームとを結合し、衝撃エレメントの一部の上に旋回する動きのイベントにおいて圧縮されるように設計されるエネルギー吸収エレメントとを含む車両に対するアンダーラン保護部の配置に関する。

本発明の主要な用途は、より重い商用車両に関連する。特に、商用車両と乗用車両との正面衝突の可能性がある場合に商用車両の下に乗用車両が貫く（ｐｅｎｅｔｒａｔｅ）ことを防ぐことに関する。

（背景技術）
商用車両などのより大きい自動車は、最近、比較的高い車高に設計されている。この一つの主な理由は、例えば、平らでない地面を運転する際に車両を使用できるために必要なことである。一般的に今日の商用車は、車両の前面で４０〜５０ｃｍのオーダーである車高を有する。

しかしながら、実際、一般的に商用車は、深刻な安全リスクを構成する比較的高い車高を有する。これは、商用車と乗用車との任意の正面衝突の事実の原因となり、乗用車の前部が商用車の前面の下に貫き、したがって、道路と商用車の前面下部との間に挟まれた状態になるという危険を有する。これは、商用車の前部が、非常に大きい力で乗用車の乗用部分を貫くよう導き得る。言い換えると、このことは、結果として車両の乗員に深刻な怪我を負わせ得る。不幸な事例において、商用車は、前に進み続け、乗用車を倒し得る。乗用車は、明確により深刻な怪我の結果になる。

種々の解決法が、上述の問題を解決するために提示される。商用車自身は、低くされた前部を有して設計され得、すなわち、車高が非常に低いので、乗用車は、商用車の下に貫くための空間を有さず、衝突のイベントでの商用車と道路との間の素早く挟まれない前部である。しかしながら、このような方策は、平らでない地面上を容易に運転するための高い車高という上述の願望と一致しない。したがって、これは、商用車の多くのタイプの車高の低下を防止する。

この問題に対する別の解決法は、商用車の前面に水平に配置される力吸収ビームなどの補強構造物の形状が特別のアンダーラン保護部を有する商用車を提供することである。より詳細には、このビームエレメントは、乗用車との衝突のイベントにおける力から予想される応力に対応する位置に配置される。このようなエレメントの手段を用いると、商用車の前部の下に乗用車が貫くことを防ぐことが可能である。

このような、アンダーラン保護部は、衝突中の応力をかけるイベントでのエネルギーを吸収するように設計されて、エネルギー吸収のためにさらに配置され得る。このことは、さらに、衝突の場合における深刻な怪我の危険を引き下げる。

以前から知られているエネルギー吸収アンダーラン保護部は、文献ＥＰ−０５５７７３３に示される。このアンダーラン保護部は、二つの関節があるアームを経由して車両フレームに旋回するように吊るされている衝撃エレメントを備える。アンダーラン保護部は、衝撃エレメント上に応力がかかる場合にエネルギーを吸収するための、エネルギー吸収ピストンおよびシリンダー配置をさらに備える。

この公知の構造は、上述の関節のあるアームを配置しているので、多くの動く部分を備える。動く部分は、機能を損ない得るリスクを有し、不必要に複雑である。さらに、この構造は、側面が応力がかかる場合に、すなわち、衝突シーケンスにおいて特定の範囲で不安定である。この衝突シーケンスにおいて、乗用車は乗用車の長手方向に関して、ある角度で衝撃エレメントに衝突する。このような状況において、この公知の構造は比較的低い衝撃応力に耐えられない危険が存在する。

この公知の構造は、衝突中に制御された様態でのエネルギー吸収を規制するための限定された範囲を与える。この点で、乗用車と商用車との衝突のイベントにおける予想される状況に対してアンダーラン保護部のエネルギー吸収容量を適応させるために必要なことを考慮する一般的な問題が存在する。

（発明の開示）
本発明の目的は、商用車のための改良されたエネルギー吸収アンダーラン（ｕｎｄｅｒｒｕｎ）保護部を提供することである。改良されたエネルギー吸収アンダーラン保護部は、衝突中の衝撃応力下での制御されたエネルギー吸収として確実に働く。

上述の目的は、上述のタイプの配置を用いて達成され、この特別の特徴は、以下の請求項１にあげられており、所定の制限を越える力で衝撃エレメント上に応力が作用する場合においてのみ旋回する動作が可能であるように設計される少なくとも一つのロッキングエレメントを備える。

本発明を用いて、衝突中の応力は、乗用車と商用車が衝突する場合に怪我のリスクが最もある人が乗った乗用車の乗員に対して起こり得る怪我を最小限にするように吸収され得る。

本発明の好適な実施形態によると、ロッキングエレメントは、少なくとも一つの保持ボルトを備え、保持ボルトは、それぞれのリンクエレメントを通って伸びるように配置され、限界に達するまでリンクエレメントとフレームとの間の固定された結合部を維持するように設計される。この方法によって、制御されたエネルギー吸収が、衝撃応力下で得られる。

本発明の特定の実施形態によると、乗用車に提供される衝撃吸収帯の本質的に完全な圧縮に続いて衝突した場合、予想される応力として限界が定義される。したがって、制御されたエネルギー吸収は、乗用車と商用車との間に予想される粉砕状況において生じる衝撃ストレスおよびシーケンスに好ましくは、適応し得る。

本発明のさらなる目的は、側方にとても安定している改良されたエネルギー吸収アンダーラン保護部を提供することである。すなわち、エネルギー吸収アンダーラン保護部は、側面（すなわち、車両の進む方向に対して）から全体にまたは部分的に作用する変形に対して抵抗し得る。この目的は、車両の長手方向に対して全体にまたは部分的に横切る方向に衝撃エレメントに作用する応力に関係する所定の要求を満たすために設計された領域に沿って、該リンクエレメントが固定された取付金具を重ねる該リンクエレメントにおいて達成される。

特に、リンクエレメントが二つのプレート状の側面エレメントを有する基本的にＬ型コンポーネントによって形成される場合、とてもよい横安定が得られる。第一の側面エレメントは、衝撃エレメントの長手方向を基本的に横切る方向に突き出る。第二の側面エレメントは衝撃エレメントの長手方向に基本的に突き出ている。これらの側面エレメントは互いに結合される。

本発明の有利な実施形態は以下の従属の請求項にあげられている。

本発明は、より詳細には、好ましい例示の実施形態および添付の図面に参照され示される。

（好ましい実施形態）
本発明は、特に（しかし排他的ではなく）比較的高い車高を有する商用車を対象としたアンダーラン保護部を表わす。図１は、商用車１を示しているいくらか簡単な側面図であり、商用車１は、本発明による配置で提供されている。その図にはまた、乗用車２も示されている。乗用車と商用車とで起こり得る正面衝突によって、乗用車は商用車と道路との間にきつく挟まれることが図に示される。このことは、乗用車２の乗員に深刻な怪我を負わせ得る。本発明の基本的な目的は、このような状況が起こることを防ぐことである。

商用車１は、従来構造のフレームを有する。フレームは、順に、二つの長手構成要素を備え、フレームのフレーム構成要素３の一つのみが図１に示される。フレーム構成要素３のそれぞれは、その前部セクションまで商用車１の長手方向に実質的に延びる。本発明の好適な実施形態によると、それぞれのフレーム構成要素３の前部に固定された二つの前部取り付け用金具４がある。しかし、これら二つの前部取付金具４の一つのみが、図に示され得る。さらに、バンパー５は、慣習的に商用車１の前部セクションを水平に伸びるように配置されている。バンパー５は、フレーム構成要素３に固定されている。

さらに、後ろの取付金具６は、それぞれのフレーム構成要素３の一部に固定されており、これらは第一の上述された取付金具４の後ろに位置される。二つの後ろの取付金具６の一つのみが図１に示され得る。

乗用車に起こり得る正面衝突またはオフセット衝突（すなわち、乗用車の対称の長手方向の軸は、商用車の対称の長手方向の軸にいくらか平行に移動される衝突）で商用車１の前部の下を貫く上述の状況を防ぐために、商用車１は、アンダーラン保護部を提供される。実施形態によるとアンダーラン保護部は、商用車１の長手方向に実質的に水平におよび横に伸びているビームの形状において衝撃エレメント７を備える。この横ビーム７は、好ましくは、鋼鉄または他の適切な材料からなり、基本的に長方形（あるいは正方形）の断面を有する。クロスビーム７は、ある所定の車高に対応した高さに商用車１に配置される。

クロスビーム７の車高は、下にある道路からクロスビーム７の下側への距離として定義され得る。上述されたように、この距離は、平らでない地面への接近可能性に従って選択されなければならず、ここで適応可能なのは、一般的な法的要件に従っている。従来の商用車に対して、車高は、標準的に４００ｍｍ以下のオーダーである。

本発明に従って、クロスビーム７は、上述のフレームに関して可動で吊り下げられている。より詳細には、クロスビーム７は、好適には、二つのリンクエレメント８に固定されるように固定されており（リンクエレメント８の一つのみが図１に示され得る）。各リンクエレメント８は、前部取付金具４に順に旋回するように固定されている。さらに、リンクエレメント８のそれぞれは、旋回するようにシャフトジャーナル（ｊｏｕｒｎａｌ）９に支持されており、シャフトジャーナル９は、前部取付金具４のそれぞれを通る。この方法において、クロスビーム７は、商用車１のフレーム構造に関して旋回する。この旋回する動きは、確かな駆動状況において可能であり、以下に詳細に説明される。例えば、車両１の標準的な運転において、クロスビーム７およびリンクエレメント８の旋回する動きは、リンクエレメント８が強力維持ボルトのフレームにおいて少なくとも一つ、好ましくは三つのロッキングエレメント１０によって前部取付金具４のそれぞれに関してロックされる事実によって防がれる。

さらに、クロスビーム７は、二つのチューブまたはバー１１の形状の二つのエネルギー吸収結合エレメントによって後部取付金具６に結合されており、二つのチューブまたはバー１１は、縦方向に圧縮性がある。しかしながら、チューブ１１の一つのみが、図１に示され得る。

エネルギー吸収チューブ１１のそれぞれは、上述のリンクエレメント８によってクロスビーム７と固く結合されており（チューブ１１は適切に、対応するリンクエレメントに溶接されている）、後部取り付け金具６のそれぞれに回転可能に固定されている。さらに詳細には、チューブ１１は、チューブ１１と後部取付金具６との両方を通して伸びておりさらなるシャフトジャーナル１２に旋回するように固定されている。

本発明の主要な構造および機能は、主に図にを参照することで以下に詳細に説明される。図２は、クロスビーム７からの詳細な図であり、その器具は、明確に理解され得る。商用車と乗用車との可能性のある衝突のイベントにおいて、クロスビーム７は、大きな力Ｆによって作用される。この力Ｆは、リンクエレメント８のそれぞれを介して前部取付金具４のそれぞれに伝達され、力は、前部取付金具がフレーム構造に固定され、リンクエレメント８が上述の保持ボルト１０によって形成されるボルト結合部によって前部取付金具４のそれぞれに関してロックされる事実の長所によって車両１のフレーム構造によって吸収される。

商用車および乗用車の衝突における最初の段階の間に、クロスビーム７は、基本的に非弾性に、つまり、固いバリアとして機能すべきであることが望まれる。これは、保持ボルト１０によって達成され、保持ボルト１０を用いることによって、リンクエレメント８のそれぞれは、前部取付金具４のそれぞれに固く固着されている。衝突の経路において、この要求はまた、前部衝撃吸収帯が、標準的には現代の乗用車に与えられるが、エネルギーの吸収を変質させる。この方法において、衝突の最初の段階で発達されたエネルギーは、乗用車の衝撃吸収帯のこの変形を介して大きく吸収される。実施形態に従って、保持ボルト１０は、次いで、この最初の段階の間に衝撃エレメント７に作用する応力に耐えるように設計されている。

クロスビーム７および取付金具４が乗用車２によって応力を与えれられる場合に力Ｆを吸収する事実は、この最初の段階の間に、乗用車２が商用車１と道路との間を貫くことを妨げる。

乗用車の衝撃吸収帯が圧縮され、エネルギー吸収に対するいくらかの重要な寄与がなされる可能性がもはやない場合、一般的な状況は、通常、クロスビーム７がそのエンジンまたはギアボックスなどの乗用車内の確かなコンポーネントに達することを意味する。次いで、クロスビーム７に作用する応力の増加が起こる。本発明の背景原理は、上述の保持ボルト１０が折れるように設計され、配置されることであり、乗用車からの増加した応力に好ましくは等しい所定の限界で壊れる。したがって、この増加した応力は、通常、乗用車の衝撃吸収帯が実質的にもはやいくらかのエネルギーも吸収可能でない事実と釣り合っている。通常の応力では、保持ボルト１０は、それらが３０トンの大きさの負荷で折れるように適切に寸法合わせされ、設計される。

衝撃エレメント７に作用する力がある制限を越える場合、従って、保持ボルト１０は壊れる。図２および３を参照して示されるように、これは順に二つのリンクエレメント８と共にクロスビーム７が後ろに（すなわち、衝突中の車両が進む方向の反対の方向において）旋回することが可能である。次いで、この旋回する動きは、シャフトジャーナル９によって定義される回転軸について起こる。図２から特に明快にわかり得るように、チューブ１１のそれぞれは、収納部（ｒｅｃｅｓｓ）またはスロット１１によって好ましくは形成される。スロット１１ａは、チューブ１１の外周を回る。このスロット１１ａは、チューブの部分的弱点を定義するマーカーとして作用し、チューブ１１がその縦方向の主要な応力下で圧縮されるようなプロセスを導く。このマーカーは、示されたタイプの応力下での所望の方法においてチューブ１１それぞれの変形を効率的に制御するためのより大きな範囲を提供する。

図３は、図２において示されたものにかなり対応しているが、後ろにいくらか旋回したクロスビーム７と各リンクエレメント８の第二のワーキングポジションを示す。本発明によると、後ろの旋回する動きの間、エネルギー吸収は、チューブ１１のそれぞれが、形成され固定されることが原因で起こり、その結果、エネルギーがチューブ１１がその長手方向に圧縮されるように吸収されることを可能にする。この目的のために、チューブ１１は、断面とともに、応力による圧縮が問題の衝突状況にて起こることが可能にするように設計されている材料から形成される。上述のように、この応力は、乗用車衝撃吸収帯がエネルギーを吸収し、力の確かな増加が次いで起こるという事実と通常等しい。チューブ１１のそれぞれの圧縮の結果として、衝突中に発達するエネルギーのさらなる割合が吸収される。

本発明の一つの利点は、チューブ１１のそれぞれが、リンクエレメント８のそれぞれに（例えば、溶接によって）固く固定されるが、後部取付金具６に回転可能に固定される。すなわち、チューブ１１のそれぞれがシャフトジャーナル１２に回転可能に固定される。このことは図からわかり得る。この固定は、所定のパスに沿って旋回するように良く調整されたチューブ１１の変形を与える。これは、順に、クロスビーム７が後ろに旋回する場合、衝突シーケンスの部分の間に、高いエネルギー吸収での所定のおよび効果的な変形を可能にする。

図４は、斜め後ろから透視した本発明に従った配置を示す。この図は、上述のクロスビーム７のセクションおよび問題の商用車へのクロスビーム７の固定を示し、より詳細には、前左部分である。図４に示された本発明は、図１から３と同じ参照番号で示される。

図４からリンクエレメント８の各々が対応する前部取付金具４にどのように固定されているかが特に明快にわかり得る。実施形態によると、リンクエレメント８のそれぞれと対応する前部取付金具４とが互いに重なる領域は、比較的大きい。図４において、この領域は、破線および指示Ａによって示される。この配置で得られるひとつの重要な利点は、その側面の安定性であり、つまり、車両の進む方向に横方向に作用する（全体にまたは部分的に）応力に耐える能力は、この重なり領域Ａのサイズに依存している。この理由のために、リンクエレメント８と前部取付金具４は、領域Ａができるだけ大きく、つまり、横安定に関する規定された必要条件を十分に満たすくらい大きい、このような方法で形成される。

横方向の安定性をさらに改善するために、リンクエレメント８は、好ましくは、図４に示されるように形成され、つまり、基本的なＬ型コンポーネントは、二つの側面エレメントを有し、一つの側面８ａは、衝撃エレメント７の長手方向に基本的に横方向に延びる対応する前部取付金具４に固定されており、もう一つの側面８ｂはまた、第一のエレメント８ａから右角度に基本的に伸びている前部取付金具４に固定されている。リンクエレメント８の製造において、二つのエレメント８ａ、８ｂは、二つのプレート状のコンポーネントとして適切に作られ、これらは、図４に示されるように配置され、互いにおよびリンクエレメント８の残りの部分に溶接される。全体で、このことは、横方向の安定性におけるさらなる改良の形状での利益を提供する。

したがって、本発明は、衝撃エレメント７が比較的低い応力の下で弾力性のあるバリアとして機能し、さらにある所定の限界を越える応力下でエネルギーを吸収する一方で、シャフトジャーナル９に関して旋回が可能であるという事実に基づいていることに留意され得る。このエネルギー吸収は、圧縮チューブ１１の制御された圧縮によって達成される。制限は、保持ボルト１０によって形成されるボルト結合の寸法あわせおよび配置によって決定される。完全に、このことは、衝突の間のエネルギー吸収の最適な制御および特に商用車との衝突の間に乗用車の乗員に対して高い安全性を提供する。

本発明は、上述の例示の実施形態に制限されないが、以下の請求項の範囲から逸脱することなく修正され得る。例えば、本発明は、原則的に、比較的高い車高が所望されるトラック、ローダおよびバスなどの乗り物の全てのタイプにおいて使用され得る。従って、本発明は、従来のトラックにおいて使用され得ることに制限されない。

材料の選択に関して、取付金具４は、好ましくは、鉄から作られ、一方、衝撃エレメント７は好ましくは、鉄、アルミニウム、またはほかの適切な材料から作られる。

さらに、本発明は、原則的には、車両の後部のエンドセクションまたはその側面に沿って、配置されているアンダーラン保護部として使用される。最後に、取付金具４およびリンクエレメント８は、二つ以上でありうる。

上述の衝撃エレメント７の旋回する動きにおける制限は、（ロッキングエレメント１０が折れ、壊れることにより）可能であり、乗用車の衝撃吸収帯が基本的に完全に変形する状況に対応するように規定される。しかしながら、本発明は、選択された制限の選択に制限されないが、その制限が、概して、あるエネルギー量を吸収することを有する乗用車と値が釣り合うように設定され得る。例えば、この制限は、また、広く知れ渡っている法の必要性に従って選択される力での応力に基づいている。

チューブ１１のそれぞれは、異なる断面を有する。例えば、円、正方形または、チューブ１１の所望の圧縮に対して適するいくつかの他の形状である。特別な利点および制御されたチューブ１１のそれぞれの圧縮のために、図２に示されるように、マーカー１１ａでさらに提供され得る。マーカー１１ａは、異なる方法で提供され得、該当する応用に応じて異なる寸法例えば（幅および深さ）を与えられ、また、チューブ１１の圧縮に関する規定された必要性および望みに依存する。

図１は、本発明による配置の基本の側面図を示す。 図２は、第一の動作位置における本発明による配置の詳細な図である。 図３は、第二の動作位置における本発明による配置の詳細な図である。 図４は、本発明による配置を示す斜め後ろからの透視図である。

Claims (6)

1. 車両（１）のためのアンダーランプロテクタであって、該アンダーランプロテクタは、
   フレーム（３）と、
   別の車両（２）との起こり得る衝突の際に力Ｆを受容する位置に配置された衝撃エレメント（７）と、
   該衝撃エレメント（７）に接続された少なくとも１つのリンクエレメント（８）であって、該フレーム（３）に対して旋回することができるように固定されている少なくとも１つのリンクエレメント（８）と、
   該衝撃エレメント（７）からの該力Ｆの成分を該フレーム（３）に結合するように動作可能なエネルギー吸収エレメント（１１）と
   を備え、
   該エネルギー吸収エレメント（１１）は、該フレームに対して該衝撃エレメント（７）が旋回移動する場合には圧縮されるように設計されており、
   該アンダーランプロテクタは、少なくとも１つのロッキングエレメント（１０）をさらに備え、
   該少なくとも１つのリンクエレメント（８）は、該衝撃エレメント（７）に作用する該力Ｆがしきい値限界を超えた場合にのみ、該旋回移動が可能となるように設計されており、
   該ロッキングエレメント（１０）は、少なくとも１つの保持ボルトを含み、
   該少なくとも１つの保持ボルトは、各リンクエレメント（８）を通って延びるように配置されており、該少なくとも１つの保持ボルトは、該しきい値限界に到達するまで、該リンクエレメント（８）と該フレーム（３）との間の固定された接続を維持するように設計されており、
   該エネルギー吸収エレメント（１１）は、長手方向において圧縮可能なチューブ型のコンポーネントを含み、
   該チューブ型のコンポーネントは、該衝撃エレメント（７）に非旋回的に接続された一方の終端と、該フレーム（３）に固定された後部取付金具（６）に対して回転可能に結合された他方の終端とを有することを特徴とする、アンダーランプロテクタ。
2. 前記衝撃エレメント（７）は、シャフトジャーナル（９）により、前記フレーム（３）に対して旋回可能に取り付けられており、
   該シャフトジャーナル（９）は、該フレーム（３）に接続された少なくとも１つの取付金具（４）を通って延びていることを特徴とする、請求項１に記載のアンダーランプロテクタ。
3. 前記少なくとも１つのリンクエレメント（８）は、Ｌ型のコンポーネントを含み、
   該Ｌ型のコンポーネントは、第１および第２のプレート状の側面エレメント（８ａ、８ｂ）を有し、
   該第１の側面エレメント（８ａ）は、前記衝撃エレメント（７）の長手方向を横切って延びており、該第２の側面エレメント（８ｂ）は、該衝撃エレメント（７）の長手方向に延びており、該第１および第２の側面エレメント（８ａ、８ｂ）は、互いに接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のアンダーランプロテクタ。
4. 前記第１の側面エレメント（８ａ）は、前記フレーム（３）に対して旋回するように設計されていることを特徴する、請求項３に記載のアンダーランプロテクタ。
5. 前記エネルギー吸収エレメント（１１）は、該エネルギー吸収エレメント（１１）の変形を制御するためのスロット（１１Ａ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアンダーランプロテクタ。
6. 請求項１に記載のアンダーランプロテクタを備えた車両。

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