JP4219697B2

JP4219697B2 - フロント・アンダーラン・プロテクタ

Info

Publication number: JP4219697B2
Application number: JP2003022054A
Authority: JP
Inventors: 裕福嶋
Original assignee: Press Kogyo Co Ltd
Current assignee: Press Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP2004231044A

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、追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衝撃力受け部材２を有する。衝撃力受け部材２は、図６に示すように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。かかる衝撃力受け部材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】
従来の衝撃力受け部材２の屈曲部３は、図７に示すように、２つの直線部７、８を１つのアール部９で接続した構造（単純曲げ構造）となっていた。すなわち、屈曲部３は、その開き角度の二等分線１０上に曲げ半径（曲率半径）の中心１１が配置されたアール部９と、それを挟んで設けられた直線部７、８とからなっていた。
【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７に示すように、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、受圧箇所が外側の直線部８となると共に荷重支持箇所（車体フレーム６への取付箇所）が内側の直線部７となるため、アール部９に曲げモーメントが発生し、アール部９の曲げ内側９ｘの部分に圧縮応力が加わる。そして、その部分が２つの直線部７、８を１つのアール部９で接続した構造となっているため、荷重Ｆがそのアール部９に集中し、所定の規定荷重（車重の50％等）に達する前にアール部９に変形や折れが生じる事態が生じ得る。
【０００８】
この対策として、衝撃力受け部材２の板厚を厚くすることや、曲げ部３に補強部材を追加して取り付けること等が考えられるが、コスト・重量の点で不利となる。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、屈曲部の剛性を軽量・低コストで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。
【００１０】
【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、車幅方向に延出された内側直線部と、該内側直線部の両側から屈曲部を介して後方に曲げられた外側直線部とを有する衝撃力受け部材を設けたフロント・アンダーラン・プロテクタであって、上記衝撃力受け部材は、曲げ内側となる一方のコ字断面材と曲げ外側となる他方のコ字断面材とを向き合わせて溶接してなるものであり、上記屈曲部は、曲げ内側となる一方のコ字断面材の曲げ内側を掛け渡して成形された平面部を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記平面部は、上記屈曲部の開き角度の二等分線に対して略直角に配置されることが好ましい。
【００１２】
また、上記平面部は、上記屈曲部の開き角度の二等分線に対する直角面から、所定角度分だけ車幅方向と平行になる方向に傾けて配置されることが好ましい。
【００１３】
また、上記屈曲部は、上記平面部の両端と衝撃力受け部材の曲げ内側とを夫々滑らかに接続して成形されたアール部を備えることが好ましい。
【００１４】
また、上記アール部は、車幅方向内側のアール部の半径を車幅方向外側のアール部の半径よりも大きく設定することが好ましい。
【００１５】
【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。
【００１６】
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衝撃力受け部材２を有する。
【００１７】
衝撃力受け部材２は、図６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、図１に示すように、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。かかる衝撃力受け部材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。
【００１８】
図１、図５から明らかなように、衝撃力受け部材２は、車両の前部に、車幅方向に延出された内側直線部７と、該内側直線部７の両側から屈曲部３を介して後方に曲げられた外側直線部８とを有している。
上記屈曲部３は、図１に示すように、衝撃力受け部材２の曲げ内側を掛け渡して成形された平面部１２と、その平面部１２の両端と曲げ内側とを夫々滑らかに接続して成形されたアール部１３、１４と、それらアール部１３、１４に接続された直線部７、８とを備えている。平面部１２は、屈曲部３の開き角度すなわち２つの直線部７、８の開き角度の二等分線１０に対して、略直角に配置されている。図中、１５、１６はアール部１３、１４の曲率中心である。
【００１９】
上記衝撃力受け部材２は、図２に示すように、四角形状のパイプをハイドロフォーム法（液圧プレス法）等で平面部１２を成形することにより、製造される。なお、図中の一点鎖線１７は、平面部１２が存在しないと仮定したときの仮想線である。
【００２０】
また、上記衝撃力受け部材２は、図３に示すように、コ字断面材１８、１９を向き合わせて溶接してなるものであり、この場合、曲げ内側となる一方のコ字断面材１９をプレス加工により平面部１２を有するように成形しておき、それを曲げ外側となる他方のコ字断面材１８と溶接して製造される。
【００２１】
また、上記衝撃力受け部材２は、図例では、屈曲部３の曲げ外側の部分をアール形状としているが、この部分は図１に破線２０で示すように直線形状であってもよい。曲げ外側の部分は、荷重を受けた際に引っ張り側となるため、圧縮側となる曲げ内側の部分よりも、強度上有利だからである。
【００２２】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２３】
図１に示すように、上記衝撃力受け部材２に対し、屈曲部３の所定箇所（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。なお、この荷重条件は欧州等の基準に則ったものである。
【００２４】
すると、受圧箇所が外側の直線部８に位置すると共に荷重支持箇所（車体フレーム６への取付箇所）が内側の直線部７に位置するため、屈曲部３に曲げモーメントが発生し、屈曲部３の曲げ内側の部分に圧縮応力が加わる。かかる応力は、屈曲部３の曲げ内側を掛け渡すように配置された平面部１２を座屈させようとする力となると共に、平面部１２の両端に配置された各アール部１３、１４をそれぞれ屈曲させようとする力となる。
【００２５】
そして、平面部１２における耐座屈応力は、一般に、アール部１３、１４（図７に示す従来タイプのアール部９も含む）における耐屈曲応力よりも大きい。よって、平面部１２が、荷重Ｆに対する最弱部となることはない。そして、本実施形態では、平面部１２が屈曲部３の開き角度の二等分線１０に対して略直角に配置されているため、平面部１２の面内にて座屈応力を受けることになり、効率よく剛性が向上する。
【００２６】
従って、本実施形態では、平面部１２の両側に配置された２つのアール部１３、１４が荷重Ｆに対する最弱部となるわけであるが、これらのアール部１３、１４については、荷重Ｆが分散して作用する。よって、本実施形態のアール部１３、１４は、図７に示す従来タイプのように荷重Ｆを集中して受けるアール部９と比べると、応力自体が二分散されて半減し、耐屈曲性能が略２倍に向上する。
【００２７】
また、本実施形態の屈曲部３は、図２(b)にも示すように、平面部１２を設けることにより、平面部１２を設けない仮想線１７で示す場合（図７に示す従来タイプ）と比べて断面積（断面係数）が大きくなるため、基本的に剛性が向上する。よって、本実施形態の屈曲部３は、荷重Ｆを平面部１２で圧縮応力（座屈応力）として受けると共に２つのアール部１３、１４で分散して受けることとも相俟って、板厚を厚くすることや補強部材を追加することなしに、構造的に荷重Ｆに対する剛性が向上する。
【００２８】
以上要するに、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１に示すように、衝撃力受け部材２の所定の箇所に荷重Ｆが加わると、屈曲部３の内側を掛け渡して配置された平面部１２がその面内にて圧縮荷重を受けるため、この平面部１２が荷重Ｆに対する最弱部となることはなく、この平面部１２が衝撃力受け部材２の基本形状・材質・板厚を決定する上での条件となることはない。
【００２９】
また、上記フロント・アンダーラン・プロテクタ１は、図１に示すように、衝撃力受け部材２の所定の箇所に荷重Ｆが加わると、平面部１２の両端に配置された２つのアール部１３、１４で荷重Ｆを分散支持するため、それらアール部１３、１４における耐屈曲剛性が向上する。なお、屈曲部３の開き角度やアール部１３、１４の半径等によっては、アール部１３、１４の耐屈曲剛性を平面部１２の耐座屈剛性と同程度にまで高めることもできる。
【００３０】
また、上記フロント・アンダーラン・プロテクタ１は、図２(b)にも示すように、平面部１２を設けることにより、平面部１２を設けない仮想線１７で示す場合（図７に示す従来タイプ）と比べて断面積（断面係数）が大きくなるため、基本的な剛性が向上する。
【００３１】
この結果、本実施形態に係るフロント・アンダーラン・プロテクタ１によれば、板厚を厚くすることや補強部材を追加することなしに、構造的に荷重Ｆに対する剛性が向上し、屈曲部３の剛性を軽量・低コストで高めることができる。
【００３２】
別の実施形態を図４に示す。
【００３３】
図示するように、この実施形態は、平面部１２を、屈曲部３の開き角度（２つの直線部７、８の開き角度）の二等分線１０に対する直角面２１から、所定角度分だけ車幅方向と平行になる方向に傾けて配置した点のみが前実施形態と異なっており、その他は前実施形態と同様の構成となっている。よって、相違点のみを説明する。
【００３４】
このように、平面部１２を、屈曲部３の開き角度（２つの直線部７、８の開き角度）の二等分線１０に対する直角面２１から、所定角度分だけ車幅方向と平行になる方向に傾けて配置することにより、屈曲部３は荷重Ｆに対する曲げモーメントが大きい車幅方向内側の断面積が曲げモーメントが小さい外側の断面積に比べて大きくなり、曲げモーメントの大きさに相応した断面積となって全体としてバランス良く剛性が向上する。よって、前実施形態よりも耐屈曲荷重が大きくなる。
【００３５】
また、同様の理由により、２つのアール部１３、１４については、車幅方向内側のアール部１３の半径を車幅方向外側のアール部１４の半径よりも大きく設定してもよい。すなわち、アール部１３、１４は、屈曲方向に荷重を受けると、半径の大きいものの方が半径が小さいものよりも耐屈曲剛性が高いので、荷重Ｆに対する曲げモーメントが大きい車幅方向内側のアール部１３の半径を、曲げモーメントが小さい外側のアール部１４の半径よりも大きくすることが、全体として耐屈曲荷重を高めることに繋がる。
【００３６】
また、平面部１２の直角面２１からの傾け角度を、荷重Ｆを受けて屈曲部３が後方に曲がって平面部１２に座屈が生じ始めるときに平面部１２が二等分線１０に対して直角となるように設定すれば、丁度座屈するときに平面部１２の面内にて座屈応力を受けることになり、効率よく剛性が向上する。
【００３７】
なお、平面部１２の直角面２１からの傾け角度は、衝撃力受け部材２やその他の部品を含めた全体に対する折れ（座屈）限界での問題となるため、初期（無負荷）での幾何学的割合に基づいて決定することはできず、実験やシミュレーションによって求める。
【００３８】
【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、屈曲部の剛性を、板厚を厚くすることや補強部材を追加することなしに、構造的に軽量・低コストで高めることができる。
【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・プロテクタの屈曲部の平面図である。
【図２】図２（ａ）は上記屈曲部の断面図、図２（ｂ）は上記屈曲部の斜視図である。
【図３】上記屈曲部の実施形態を示す図であり、図３（ａ）は屈曲部の断面図、図３（ｂ）は屈曲部の部品の斜視図である。
【図４】上記屈曲部の別の変形例を示す平面図である。
【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】従来例を示すフロント・アンダーラン・プロテクタの屈曲部の断面図である。
【図７】上記屈曲部の平面図である。
【符号の説明】
１フロント・アンダーラン・プロテクタ
２衝撃力受け部材
３屈曲部
１０二等分線
１２平面部
１３アール部（車幅方向内側）
１４アール部（車幅方向外側）
２１直角面

Claims

車両の前部に、車幅方向に延出された内側直線部と、該内側直線部の両側から屈曲部を介して後方に曲げられた外側直線部とを有する衝撃力受け部材を設けたフロント・アンダーラン・プロテクタであって、上記衝撃力受け部材は、曲げ内側となる一方のコ字断面材と曲げ外側となる他方のコ字断面材とを向き合わせて溶接してなるものであり、上記屈曲部は、曲げ内側となる一方のコ字断面材の曲げ内側を掛け渡して成形された平面部を備えたことを特徴とするフロント・アンダーラン・プロテクタ。
上記屈曲部は、上記平面部の両端と衝撃力受け部材の曲げ内側とを夫々滑らかに接続して成形されたアール部を備えた請求項１記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
上記平面部は、上記屈曲部の開き角度の二等分線に対して略直角に配置された請求項１又は２記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
上記平面部は、上記屈曲部の開き角度の二等分線に対する直角面から、所定角度分だけ車幅方向と平行になる方向に傾けて配置された請求項１又は２記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
上記アール部は、車幅方向内側のアール部の半径を車幅方向外側のアール部の半径よりも大きく設定した請求項２乃至４のいずれかに記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。